供配电技术习题答案第7章

第六章供配电系统的继电保护5-1继电器保护装置的任务和要求是什么？答：（1）继电保护的任务：①自动地、迅速地、有选择地将故障设备从供电系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常供电。

②正确反映电气设备的不正常运行状态，发出预告信号，以便操作人员采取措施，恢复电器设备的正常运行。

③与供配电系统的自动装置（如自动重合闸、备用电源自动投入装置等）配合，提高供配电系统的供电可靠性。

（2）对继电保护的要求：根据继电保护的任务，继电保护应满足选择性、可靠性、速动性和灵敏性的要求。

5-2电流保护的常用接线方式有哪几种？各有什么特点？答：1、三相三继电器接线方式。

它能反映各种短路故障，流入继电器的电流与电流互感器二次绕组的电流相等，其接线系数在任何短路情况下均等于1。

这种接线方式主要用于高压大接地电流系统，保护相间短路和单相短路。

2、两相两继电器接线方式。

它不能反映单相短路，只能反映相间短路，其接线系数在各种相间短路时均为1。

此接线方式主要用于小接地电流系统的相间短路保护。

3、两相一继电器接线方式。

这种接线方式可反映各种不同的相间短路，但是其接线系数随短路种类不同而不不同，保护灵敏度也不同，主要用与高压电动机的保护。

5-3 什么叫过电流继电器的动作电力、返回电流和返回系数？答：（1）使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流。

（2）使继电器返回到启始位置的最大电流称为继电器的返回电流（3）继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数5-5电磁式电流继电器和感应式电流继电器的工作原理有何不同？如何调节其动作电流？答：（1）工作原理的不同之处在于：电磁式电流继电器的原理在于利于变化继电器的电流来调节弹簧的作用力，调节其与常开触头的开合。

而感应式电流继电器的原理在于调节制动力矩，使蜗杆与扇形齿轮啮合。

这就是叫继电器的感应系统动作。

（2）调节电磁式电流继电器的动作电流的方法有两种：①改变调整杆的位置来改变弹簧的反作用力进行平滑调节；②改变继电器线圈的连接。

感应式继电器的动作电流可用插销改变线圈的抽头进行级进调节；也可以用调节弹簧的拉力进行平滑调节。

5-6 电磁式时间继电器、信号继电器和中间继电器的作用是什么？答：①电磁式时间继电器用于继电保护装置中，使继电保护获得需要延时，以满足选择性要求。

②信号继电器是继电保护装置中用于发出指示信号，表示保护动作，同时接通信号回路，发出灯光或者音响信号③中间继电器的触头容量较大，触头数量较多，在继电保护装置中用于弥补主继电器触头容量或者触头数量的不足。

5-7 电力线路的过电流保护装置的动作电流、动作时间如何整定？灵敏度怎样校验？答：（1）动作电流整定过电流保护装置的动作电流必须满足下列两个条件：①正常运行时，保护装置不动作，即保护装置的动作电流1.op I 应大于线路的最大负荷电流max .L I ；②保护装置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置。

要使保护装置可靠返回，就要求保护装置的返回电流max .L rel I I > 。

由于过电流1.op I 大于max .L I ，所以，以max .L rel I I >作为动作电流整定依据，所以得max .1.L ire w re KA op I K K K K I =； 式中，1re K 为可靠系数，w K 为接线系数，re K 为继电的返回系数，i K 为电流互感器变比。

（2）动作时间整定动作时间必须满足选择性要求。

为保证动作的选择性，动作时间整定按“阶梯原则”来确定；即自负载侧向电源侧，后一级线路的过电流保护装置的动作时限应比前一级线路保护的动作时限大一级时限差t ∆；t t t ∆+=21式中，t ∆为时限级差，定时限电流保护取0.5s 。

（3）灵敏度校验.过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线路末端的两相短路电流Ik.min 进行校验；5.11)2(min .≥=op K S I I K 主保护时 25.11)2(min .≥=op K S I I K 后备保护时 式中，1op I 为保护装置一次侧动作电流。

5-9 反时限过电流保护的动作时限如何整定？答：在整定反时限电流保护的动作时限时应指出某一动作电流倍数（通常为10）时的动作时限，为保护动作的选择性，反时限过电流保护时限整定也应按照“阶梯原则”来确定，即上下级路线的反时限过电流保护在保护配合点K 处发生短路时的时限级差为△t=0.7s 5-10 试比较定时限过电流保护和反时限过电流保护。

答：定时限过电流保护整定简单，动作准确，动作时限固定，但使用继电器较多，接线较复杂，需直流操作电源。

反时限过电流保护使用继电器少，接线简单，可采用交流操作，但动作准确度不高，动作时间与短路电流有关，呈反时限特性，动作时限整定复杂。

5-11 电力线路的电流速断保护的动作电流如何整定？灵敏度怎样检验？答：（1）由于电流速断保护动作不带时限，为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端发生最大短路电流时，电流速断保护不应动作，即速断保护动作电流Iopl>Ik.max ，从而，速断保护继电器的动作电流整定值为max .1.K iw re KA op I K K K I = 式中，max .K I 为线路末端最大三相短路电流；1re K 为可靠系数，DL 型继电器取1.3，GL 型继电器取1.5；w K 为接线系数；i K 为电流互感器变比。

（2）由于电流速断保护有死区，因此灵敏度校验不能用线路末端最小两相短路电流进行校验，而只能用线路首端最小两相短路电流)2(min .K I 校验，即 5.11)2(min .≥=op K S I I K 7-12试比较过电流保护和电流速断保护答：过电流保护：当通过的电流大于继电器的动作电流时，保护装置启动，并用时限保护动作的选择性，这种继电保护装置称为过电流保护。

电流速断保护：电流速断保护是一种不带时限的过电流保护，实际中电流速断保护常与过电流保护配合使用。

两者的比较：过电流保护的范围是本级线路和下级电路，本级线路为过电流保护的主保护区，下级线路是其后备保护区。

定时限过流保护整定简单，动作准确，动作时限固定，但使用继电器较多，接线较复杂，需直流操作电源。

反时限过电流保护使用继电器少，接线简单，可采用交流操作，但动作准确度不高，动作时间与短路电流有关，呈反时限特性，动作时限整定复杂；线路越靠近电源，过电流保护的动作时限越长，而短路电流越大，危害也越大，这是过电流保护的不足。

因此，GB50062-92规定，当过电流保护动作时限超过０.５～０.７Ｓ时，应装设瞬动的电流速断保护。

7-13电力线路的单相接地保护如何实现？绝缘监视装置怎样发现接地故障？如查出接地故障线路？答：（1）电力线路的单相接地保护：中性点不接地系统发生单相接地时，流经接地点的电流是电容电流，数值上很小，虽然相对地电压不对称，系统仍可以对称，系统仍可继续运行一段时间。

单相接地保护利用线路单相接地时的零序电流较系统其他线路线路单相接地接地时的零序电流大的特点，实现有选择的单相接地保护。

当线路发生单相接地故障时，架空线路的电流互感器动作，发出信号，以便及时处理。

（2）视装置发现接地故障：当变电所出线回路较少或线路允许短时停电时，可采用无选择性的绝缘监视装置作为单相接地的保护装置。

系统正常运行时，三相电压对称，开口三角形绕组两端电压近似为零，电压继电器不动作。

系统单相接地故障时，接地相对地电压近似为零，该相电压表读数近似为零，非故障相对地电压高，非故障相的两只电压表读数接近线电压。

同时开口三角形绕组两端电压也升高，电压继电器动作，发出单相接地信号，以便运行人员及时处理。

（3）地故障线路的方法：运行人员可根据接地信号和电压表读数，判断哪一段母线，哪一相发生单相接地，但不能判断哪一条线路发生单相接地，因此绝缘监视装置是无选择性的。

只能用依次拉合的方法，判断接地故障线路。

依次先断开，再合上各条线路，若断开某线路时，３只相电路表读数恢复且近似相等，该线路便是接地故障线路，再消除接地故障，恢复线路正常运行。

7-15高压电动机和电容器的继电保护如何配置和整定？答：（1）高压电动机的继电保护配置按GB50062—92规定，对2000KW 以下的高压电动机相间短路。

装设电流速断保护；对2000KW 及以上的高压电动机，或电流速断保护灵敏度不满足要求的高压电动机。

装设差动保护；对易发生过负荷的电动机，应装设过负荷保护；对不重要的高压电动机或者不允许自起动的电动机，应装设低电压保护；高压电动机单相接地电流大于5A 时，应装设有选择性的单相接地保护电动机过负荷保护的动作电流按躲过电动机的额定电流整定，即M N ire w re KA op I K K K K I .1.= 电动机的电流速断保护动作电流按躲过电动机的最大起动电流max .st I 整定，即 max .1.st iw re KA op I K K K I = 单相接地保护动作电流按躲过其接地电容电流M C I .整定，即M C ire KA op I K K I .1.= （2）电容器的继电保护配置：容量在400kvar 以上的电容器组一般采用断路器控制，装设电流速断保护，作为电容器的相间短路保护。

容量在400kvar 及以下的电容器一般采用带熔断器的负荷开关进行控制和保护。

电容器电流速断保护的动作电流按躲过电容器投入时的冲击电流整定，即C N ire KA op I K K I .1.= 7-16试整定如图7-53所示的供电网络各段的定时限过电流保护的动作时限的动作时限，已知保护1和4的动作时限为0.5s 。

解：由题意可知，保护4与保护1的时限为0.5s ，而为了保证选择性，自负载侧向电源侧，后一级线路的过电流保护装置的动作时限应比前一级线路保护动作时限大一个时限级差△t=0.5s ，所以可得5QF 与2QF 的时限为1s ，3QF 的时限为1.5s ，而6QF 的时限要比3QF 与5QF 都大0.5，应此取2s 的时限。

7-17试整定如图7-54所示的10kV 线路2WL 定时限过电流和电流速断保护装置，并画出保护接线原理图和展开图。

已知最大运行方式时KA I K 22.4max .1=，KA I K 61.1min .2=，最小运行方式时KA I K 56.3)3(max .1=，KA I K 46.1)3(min .2=，线路最大负荷电流为120A （含自起动电流），保护装置采用两相两继电器接线，电流互感器变比为200/5A ，下级保护动作时限为0.5s 。

解：（1）护接线原理图和展开图如图a 和图b 。

（2）定时限过电流保护①整定动作电流A I K K K K I L i re w re KA op 2.41204085.012.1max .1.=⨯⨯⨯== 选DL —11/10电流继电器，线圈并联，整定动作电流为5A 。