继电保护第三章课后习题答案
继电保护 第三章课后习题
8. 设微机保护采用半周积分算法计算电压幅值，采样频率为一周期采用 12 点，设
u a 110 2 sin(314t 30 0 ) ，写出应用半周积分法计算该电压幅值的详细过程。更换
初始角度对半周积分法的影响分析。 9. 利用傅氏算法计算上述习题
1.试确定下图电流保护 3M 的最大、最小运行方式
1M L1 1N 3M L3 3N
Z S .max Z S .min2ML2来自2N 4ML44N
2.试分别确定下图电流保护 3N 和保护 4 的最大、最小运行方式。
1M L1 20km 1N
Z S .max Z S .min
2M L2 30km L3 20km
3N
2N 4
3M
3. 电流三段保护整定计算与运行方式和故障类型有关吗，为什么？如果有关，整定计算是 如何考虑的，如果无关，是如何实现的？ 4.试整定保护 1 的电流速断保护，并进行灵敏性校核。图示电压为线电压（计算短路电流时 1.3 。 取平均额定电压） ， 线路电抗为 X1 0.4 / km ， 可靠系数 Krel 如线路长度减小到 50km、 25km， 重复以上计算，分析计算结果，可以得出什么结论？
5. 下图所示单电源网络，保护 1、2 和 3 均采用阶段式电流保护，已知线路正序电抗为 X1 0.4 / km ，AB 线路最大负荷电流 I L.max 400 A ，BC 线路最大负荷电流 I L.max 350 A ，系统阻抗 I III Z S .max 6.64 、 Z S .min 5.53 ；保护 1 的 I 段定值为 I act .1 1.3kA ，III 段时限 t1 1s ，保护 4 的 III 段 I III II 时限 t4III 3s ，取 Krel Krel 1.2 ； Krel 1.1, KMs 1.5, Kre 0.85 试整定保护 3 的三段动作电流及时间定值，并校验其灵敏度。 （注意灵敏度不够时的处理）
电力系统继电保护习题答案1-3章
一、重要概念1．微机保护装置硬件包括那几部分？1.答：5部分。
微机保护装置硬件包括数据采集单元、数据处理单元、开关量输入输出系统、通讯接口、稳压电源。
2．输电线路高频保护包括哪几种？答：包括高频闭锁方向保护、高频闭锁距离保护、高频闭锁零序方向保护和电流相差高频电流差动保护。
3．电力载波高频通道有几种?常用那种？答：电力载波高频通道有两种；第1种是相相制，第2种是相地制。
4．影响距离保护正确动作的主要因素？答；（1）短路点过渡电阻的影响。
（2）电力系统震荡的影响。
（3）电压互感器二次回路断线的影响。
（4）保护安装地点与故障点间的分支线的影响。
（5）电流互感器和电压互感器误差的影响。
5. 变压器的励磁涌流有哪些特点？答：.包含有很大成分的非周期分量，约占基波60%，偏向时间轴一侧；包含有大量高次谐波，以二次谐波为主；波形之间出现间断角，间断角可以达到80以上。
6. 简述继电保护与自动重合闸配合后加速工作原理及使用场合。
线路故障，第1次继电保护有选择性跳闸，起动重合闸，临时性故障，重合闸成功，如果是永久性故障，第2次无选择性跳闸。
加速切除故障。
称为后加速。
主要应用在110kV及以上电网。
7. 30°接线方式的阻抗继电器适用于做什么元件，在送电端和受电端宜分别采用什么的接线方式？答：30°接线方式的阻抗继电器适用于做启动元件，在送电端宜采用-30°接线方式，在受电端宜采用+30°接线方式。
8.继电保护的高频通道有哪三种？2.答：继电保护的高频通道有：（1）载波通道；（2）微波通道；（3）光纤通道。
9.变压器的轻瓦斯和重瓦斯的保护动作值分别采用什么来表示？答：轻瓦斯的保护动作值采用气体体积大小表示；重瓦斯的保护动作值采用油流速度大小表示。
10.根据重合闸控制断路器所接通或断开的电力元件不同，重合闸可分为哪几类？答：根据重合闸控制断路器所接通或断开的电力元件不同，重合闸可分为 （1）线路重合闸。
继电保护课后题3-11解答
3、过电流保护
.1
K rel I oper
I
.2
1.15 1 . 25 3 10 4 45 . 625 A
I g . oper
II
保护1的过电流保护动作电流：
I oper
III
继电器动作电流 动作时限为
II
.1
I
K con n TA
I oper . 1
II
445.625 200/5
III
.1
190.6 200/5
最大运行方式下三相短路电流(A)
4.76A
最小运行方式下两相短路电流(A)
动作时限为
t1
III
t 2 t 1.5 0.5 2.0s
III
灵敏度校验： 作本线路的近后备保护 作相邻线路2的远后备保护
K
sen
I k .1 . min I oper
继电器动作电流
3-11.如图3-21所示，35kV电网线路1的保护拟定为三段式电流保护，已知线路1最 大负荷电流为90A，nTA=200/5,在最大及最小运行方式下各点短路电流见下表。线 路2的定时限过流保护动作时限为1.5s。试对线路1三段式电流保护进行整定计算。 K2 3、过电流保护 K3 K1 保护1的过电流保护动作电流： 1 2 3
(2) III .1
(2)
600 190.6
3.15 1.5
K
sen
I k .2 . min I oper
III .1
300 190.6
1.57 1.2
1 1 .14A
K rel K ss K res
继电保护课后习题答案
继电保护课后习题答案第一章：在图1-1中，各断路器处均装有继电保护装置P1～P7。
试回答下列问题：（1）当k1点短路时，根据选择性要求应由哪个保护动作并跳开哪个断路器？如果6QF因失灵而拒动，保护又将如何动作?（2）当k2点短路时，根据选择性要求应由哪些保护动作并跳开哪几个断路器？如果此时保护3拒动或3QF拒跳，但保护P1动作并跳开1QF，问此种动作是否有选择性？如果拒动的断路器为2QF，对保护P1的动作又应该如何评价？图1-1网络图答：（1）当k1点短路时，根据选择性要求保护P6动作应跳开6QF，如果6QF拒动，由近后备保护P3、P5动作跳开3QF、5QF，或由远后备保护P2、P4的动作跳开2QF、4QF。
（2）当k2点短路时，根据选择性要求应由保护P2、P3动作跳开2QF、3QF，如3QF拒动，保护1动作并跳开1QF，则保护P1为无选择性动作，此时应由保护P5或保护P4动作，跳开5QF或4QF。
如果是2QF拒动，则保护P1动作跳开1QF具有选择性。
第二章:1. 1.电流互感器的极性是如何确定的？常用的接线方式有哪几种？答：（1）电流互感器TA采用减极性标示方法，其一次绕组L1－L2和二次绕组K1－K2引出端子极性标注如图2-1（a）所示，其中L1和K1，L2和K2分别为同极性端。
如果TA的端子标志不清楚，可用图2-1（b）所示接线测定判定出同极性端，如果用图2-1（b）中实线接法U =－，则电压表U所接测定判断出同极性端，如虚线接法，则U =+，电压表U所接两个端子为异极性端。
（2）电流互感器TA常用的接线方式有完全星形接线、不完全星形（两相V形）接线、两相电流差接线和一相式接线。
2.电流互感器的10%误差曲线有何用途？怎样进行10%误差校验？答：电流互感器额定变比为常数，其一次电流与二次电流，在铁芯不饱和时有=的线性关系，如图2-2（a）中直线1所示。
但当铁芯饱和时，与不再保持线性关系，如图2-2（a）中曲线2表示。
继电保护答案3
4接地短路电流保护1、如图所示网络：线路正序电抗X|=0.4C/b”，零序电抗Xo=1.4C/如7；变压器Tl、T2的额定参数为：31.5MVA, 110/6.6kV, 5% = 10.5。
试决定线路AB的零序电流第I、II、III段的动作电流、灵敏度和动作时限。
（已知线路采用三相一次自动重合闸，且K爲=L25、K爲=1.15、K作=1.25, 心=0.5、K 矽=1.5、K er =0.1；要求II段保护灵敬度不小于1.25, III段保护作为本线路后备保护时要求灵敏度不小于1.5,作为相邻下一级电路后备保护时要求灵敬度不小于1.2）1、参数计算：线路AB：/脑二程朋二*。
，X O AB=28G线路BC：X、BC -X Q.BC = 200, X。
BC = 70。
变压器Tl：X]7 = X2r = 48.08Q2、整定计算：1）零序I 段:X[g = X[s + X] AB = 130, X QE =X Os + X0 AB = 36Q ,因此应根据K⑴来整定启动电流，根据来校验灵敏度。
动作电流：灵敏度校验:9L in =8.94km>0.2x20km,满足灵敏度要求。
2）零序 II 段：X ；Z = X U + X L4C =33Q, X ；Z = X O , + X O ^ = 1O6Q,因此应根据K ⑴来整定启动电流，根据K （E 来校验灵敏度。
I 爲=略1爲=C - 3/（，）o.c.m ax = C- </ --V ，W V - = 1665MZA 1Z + A oz灵敏度校验：‘O.B.min = ~——二"K sen.\ =一沪皿=5.41 >1.25 A 1X +ZA 0E ‘如」动作时限：X = °・5$3）零序III 段：由于线路釆用三相一次自动重合闸，因此不需 考虑非全相运行。
7(3)_ E (p1 K.B.max —〒~ y A \S +A ABn I 加=C Sax = K 粘・ K st ・ K np . K er •/⑶g = 0.479MQ/“111 _ ' "O.B.min _ / o 、i c近后备：KseZ - — — 4.9〉1.5,满足;铁"i______ - —K R IU — "o.C.min 一 .__ 匹后备： O.C.min — yr . Q yr•他.1 •远— jlll A 1S 十 ZA OS E (pX ］工.mg +2X 0Z min E (p (X ］$ + 兀］•人仙)+ 2(X°s + X Q • /m j n )E (p 1.7 >L2满足。
继电保护课后题答案
第1章习题和思考题1.简述继电保护的定义、任务。
答：定义：泛指继电保护技术和各种继电保护装置构成的继电保护系统，保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，称为继电保护任务：切除故障元件、反映不正常运行状态（跳闸并发信）即当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
2.保护的“四性”指的是什么？具体如何解释？答：是指可靠性、选择性、速动性、灵敏性。
可靠性是指在给定条件下的给定时间间隔，保护能完成所需功能的概率。
保护的安全性是指在给定条件下的给定时间间隔，保证不误动的概率。
保护的可信赖性是指在给定条件下的给定时间间隔，保证不拒动的概率。
选择性是指保护检出电力系统故障区和/或故障相的能力。
即故障时能够尽可能的缩小电力系统被停电的围，只将故障部分从系统中切除，最大限度的保证系统中无故障部分仍然可以安全运行。
速动性是指保护尽可能快的切除故障的能力。
灵敏性是指保护对于其保护围发生故障或者不正常运行状态的反应能力3.继电保护装置一般由哪几部分组成？答：继电保护装置由测量部分、逻辑部分、执行部分组成4.有人说电力系统继电保护就是指电力系统继电保护装置，这种说法对吗？答：这种说法不对。
电力系统继电保护泛指继电保护技术和由各种继电保护装置构成的继电保护系统。
继电保护装置可定义为在电力系统发生故障或不正常工作状态时，动作于断路器跳闸或发出告警信号的一种安全自动装置。
与继电保护相关的技术主要包含涉及继电保护装置本身的原理设计、配置与整定、调试等技术。
继电保护装置本身需要通过电流互感器、电压互感器采集电流量、电压量信息，并与断路器配合，实现跳闸。
因此，继电保护装置本身只是继电保护系统的一个重要组成部分，其它相关设备以及相互之间的联系对于机电保护系统也至关重要。
5.继电保护为什么要进行整定？答：因为电力线路的长度，负荷情况、线路电压、供电形势都是有所不同的。
电力系统继电保护课后习题解答
第一章继电保护概述1-1 答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其他自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。
1-2 答：即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1-3 答：继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化，偏离正常运行范围，利用故障电气量变化的特征可以构成各种原理的继电保护。
例如，根据短路故障时电流增大．可构成过流保护和电流速断保护；根据短路故障时电压降低可构成低电压保护和电流速断保护等。
除反映各种工频电气量保护原理外，还有反映非工频电气量的保护，如超高压输电线的行波保护和反映非电气量的电力变压器的瓦斯保护、过热保护等。
1-4 答：主保护是指能满足系统稳定和安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
后备保护是指当主保护或断路器拒动时，起后备作用的保护。
后备保护又分为近后备和远后备两种：（1）近后备保护是当主保护拒动时，由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护;（2）远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由前一级线路或设备的保护来切除故障以实现的后备保护.辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足，或当主保护及后备保护退出运行时而增设的简单保护。
1-6答：(1)当线路CD中k3点发生短路故障时，保护P6应动作，6QF跳闸，如保护P6和P5不动作或6QF, 5QF拒动，按选择性要求，保护P2和P4应动作，2QF和4QF应跳闸。
(2）如线路AB中k1点发生短路故障，保护P1和P2应动作，1QF和2QF应跳闸，如保护P2不动作或2QF拒动，则保护P4应动作，4QF跳闸。
第二章继电保护的基础知识2-1答：（1）严禁将电流互感器二次侧开路；（2）短路电流互感器二次绕组，必须使用短路片或短路线,短路应妥善可靠，严禁用导线缠绕；（3）严禁在电流互感器与短路端子之间的回路和导线上进行任何工作；（4）工作必须认真、谨慎，不得将回路永久接地点断开；（5）工作时，必须有专人监护，使用绝缘工具，并站在绝缘垫上。
继电保护第三章
1.单选题1。
对于无时限电流速断保护，当线路在最大运行方式下发生三相短路时，保护（）. A．有最大的保护范围B．有最小的保护范围C．保护范围无论何时均相同D．保护范围为02.无时限电流速断保护能够保护（ ).A. 本线路的一部分B。
本线路及相邻线路全长C. 相邻线路全长D。
本线路全长3.《继电保护和安全自动装置技术规程》规定，无时限电流速断保护的最小保护范围不小于线路全长的（）.A．1％—5％B．15％-20%C．25％—30％D．45%-50%4。
对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为( ).A．无时限电流速断保护B．限时电流速断保护C．定时限过电流保护D．反时限过电流保护5.电流保护的灵敏度受( ）的影响。
A。
短路点B。
故障类型C.系统运行方式变化D.短路电流6.使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统（ )。
A。
最大运行方式B。
最小运行方式C。
正常运行方式D。
事故运行方式7.本线路的限时电流速断保护与本线路的无时限电流速断保护范围有重叠区，当在重叠区发生故障时由（）。
A．本线路的限时电流速断保护动作跳闸B．本线路的无时限电流速断保护动作跳闸C．两个保护都动作跳闸D．两个保护都不动作跳闸8。
当限时电流速断保护的灵敏系数不满足要求时，可考虑（ )。
A.采用过电流保护B。
与下一级限时电流速断保护相配合C.与下一级无时限电流速断保护相配合D。
与下一级过电流保护相配合9。
《继电保护和安全自动装置技术规程》规定限时电流速断保护灵敏系数应（ ).A。
≥1.3—1.5B。
≤1.3—1.5C。
≥2D. ≤210.限时电流速断保护与相邻线路无时限电流速断保护在定值上和时限上均要配合，若（）不满足要求,则要与相邻线路限时电流速断保护配合。
A。
选择性B.速动性C。
灵敏性D.可靠性11。
当限时电流速断保护的灵敏度不满足要求时，可考虑（）。
A.采用过电流保护B.与下一级过电流保护相配合C。
与下一级电流速断保护相配合D。
继电保护第三章课后习题答案
3.2 什么是保护安装处的负荷阻抗、短路阻抗、系统等值阻抗？答：负荷阻抗是指在电力系统正常运行时，保护安装处的电压（近似为额定电压）与电流（负荷电流）的比值。
因为电力系统正常运行时电压较高、电流较小、功率因数较高（即电压与电流之间的相位差较小）,负荷阻抗的特点是量值较大，在阻抗复平面上与R 轴之间的夹角较小。
短路阻抗是指在电力系统发生短路时，保护安装处的电压变为母线残余电压，电流变为短路电流，此时测量电压与测量电流的比值即为短路阻抗。
短路阻抗即保护安装处与短路点之间一段线路的阻抗，其值较小，阻抗角较大。
系统等值阻抗：在单个电源供电的情况下，系统等值阻抗即为保护安装处与背侧电源点之间电力元件的阻抗和；在多个电源点供电的情况下，系统等值阻抗即为保护安装处断路器断开的情况下，其所连接母线处的戴维南等值阻抗，即系统等值电动势与母线处短路电流的比值，一般通过等值、简化的方法求出。
3.3 什么是故障环路？相间短路与接地短路所构成的故障环路的最明显差别是什么？ 答：在电力系统发生故障时，故障电流流通的通路称为故障环路。
相间短路与接地短路所构成的故障环路的最明显差别是：接地短路点故障环路为“相—地”故障环路，即短路电流在故障相与大地之间流通；对于相间短路，故障环路为“相—相”故障环路，即短路电流仅在故障相之间流通，不流向大地。
3.4 构成距离保护为什么必须用各种环上的电压、电流作为测量电压和电流？答：在三相电力系统中，任何一相的测量电压与测量电流之比都能算出一个测量阻抗，但是只有故障环上的测量电压、电流之间才满足关系1U I Z I Z I Z L m m m m k m k ===，即由它们算出的测量阻抗才等于短路阻抗，才能够正确反应故障点到保护安装处之间的距离。
用非故障环上的测量电压与电流虽然也能算出一个测量阻抗，但它与故障距离之间没有直接的关系，不能够正确地反应故障距离，所以不能构成距离保护。
3.10 解释什么是阻抗继电器的最灵敏角，为什么通常选定线路阻抗角为最灵敏角。
电力系统继电保护原理第三章
第三章 电网的距离保护 第一节距离保护的作用原理一﹑基本概念电流保护的优点：简单﹑可靠﹑经济。
缺点：选择性﹑灵敏性﹑快速性很难满足要求（尤其35kv 以上的系统）。
距离保护的性能比电流保护更加完善。
Z dU d....1fe f dd d ld I U Z I U Z Z =<==，反映故障点到保护安装处的距离——距离保护，它基本上不受系统的运行方式的影响。
二﹑距离保护的时限特性距离保护分为三段式： I 段：AB Idz Z Z )85.0~8.0(1=，瞬时动作 主保护 II 段：)(21Idz AB IIK IIdz Z Z K Z +=，t=0.5’’III 段：躲最小负荷阻抗，阶梯时限特性。
————后备保护第二节 阻抗继电器阻抗继电器按构成分为两种：单相式和多相式单相式阻抗继电器：指加入继电器的只有一个电压U J （相电压或线电压）和一个电流I J （相电流或两相电流之差）的阻抗继电器。
JJ J I U Z ..=——测量阻抗Z J =R+jX 可以在复平面上分析其动作特性它只能反映一定相别的故障，故需多个继电器反映不同相别故障。
多相补偿式阻抗继电器：加入的是几个相的补偿后的电压。
它能反映多相故障，但不能利用测量阻抗的概念来分析它的特性。
本节只讨论单相式阻抗继电器。
一﹑阻抗继电器的动作特性PTld PT l lPT JJ J n n Z n n I U n I n U I U Z ⨯=⨯===1.1.1.1...BC 线路距离I 段内发生单相接地故障，Z d 在图中阴影内。
由于1）线路参数是分布的， Ψd 有差异2)CT,PT 有误差 3）故障点过渡电阻 4）分布电容等 所以Z d 会超越阴影区。
因此为了尽量简化继电器接线，且便于制造和调试，把继电器的动作特性扩大为一个圆，见图。
圆1：以od 为半径——全阻抗继电器（反方向故障时，会误动，没有方向性） 圆2：以od 为直径——方向阻抗继电器（本身具有方向性） 圆3：偏移特性继电器另外，还有椭圆形，橄榄形，苹果形，四边形等二﹑利用复数平面分析阻抗继电器它的实现原理：幅值比较原理 B A U U ..≥J相位比较原理 90arg 90..≤≤-DC U U（一） 全阻抗继电器 特性：以保护安装点为圆心（坐标原点），以Z zd 为半径的圆。
继电保护第三章习题
+ +
sin 66 + sin84 + sin102 + sin120 sin156 + sin174 + sin192 + sin 210
⎞ ⎟ ⎠
=
0.9931
I = Sω = 0.9931× 314 = 110.3023 ≈ 110
22
22
ΔI = 0.3023 *100% = 0.275% 110
第三章
1.试确定下图电流保护3M的最大、最小运行方式。
1M
1N 3M
3N
L1
L3
ZS .max
ZS .min
L2 2M
L4 2N 4M
4N
要点：比较相同地点故障时的短路电流大小，容易忽略
系统阻抗问题
解： 以线路末端故障为例：
LI4k.投3M 入= 时ZS ：+ Z
E + L1,2
0.5Z
I III act .3
=
K K III rel Ms K re
I AB.L max
=
0.36kA
近后备
K sen
=
I B.min I III
act.3
=
5.227 0.36
= 14.5 > 1.5
远后备
IC.min =
3
115 / 3
ZSB. min
= 0.8651kA
2 (ZSA.max + Z AB )||ZSB.min + Z AB (ZSA.max + Z AB ) + ZSB.min
这时，可以采用电流与电压联合方式，如电流闭锁
微型机继电保护课后答案
模拟电气量第一章 概述 一、绘出微型机继电保护的构成原理图。
二、简要说明微型机继电保护的特点。
1、 逻辑判断清楚、正确。
微型机继电保护中主要是由程序实现逻辑判断。
复杂保护功能之间的复杂逻辑关系都编制在 一个程序之中，不易出错，并且程序被正确地复制在成批生产的微型继电保护装置中。
所以与 常规继电保护装置相比较，微型机继电保护的应用，使复杂的继电保护原理，在实现的手段得 到了简化，继电保护的正确动作率得到了显著的提高。
2、 微型机继电保护可以实现常规模拟式继电保护无法实现的优良保护性能。
3、 调试维护方便。
对微型机继电保护装置的检验和调试的主要内容是检验各个模拟输入和开关输入输出电路是 否完好，确认各项保护功能是否达到设计要求。
这些检验调试项目和内容与常规保护装置相比 可大大的简化，检验周期可以延长。
4、 在线运行的可靠性高。
微型机继电保护装置可以利用软件实现在线自检，极大地提高了其在线运行工作的可靠性。
5、 能够提供更多的系统运行的信息量。
借助于人机联系的微型机系统，可以将有关的系统运行信息，通过打印机输出，为事故分析 和故障点的快速恢复提供所需的数据，此外，还可向电网调度输送信息，接受命令。
所有这 些，常规继电保护装置是无法做到的。
第二章 离散控制系统 一、设采样周期为 T=0.5S，求 x(t)采样后，采样信号的 Z 变换。
1、x(t)= 1 (0tT)0 (tT,t0) 解：令 t=KT 当 0tT X(KT)=11* zkZ[X(KT)]=(k=0,1,2…)= 1 z1 z2 …此幂级数为一等比级数且公比为 z1 ，当 z 1 1 时zxKT X z 11 z 1当 tT,t0 时 ， X(z)=02、x(t)=e 2t (tT)0 (t0)解：当 tT 时，令 t=KT，则函数 eaKT 在各采样时刻的采样值为xKT eaKT （k=0,1,2…）xKT X z 1 1 eaT z 1zz eaT其中 a=2 T=0.5x KT Xzzz e1当 t0 时 X(z)=0 二、求下列函数的 Z 变换。
电力系统继电保护课后习题解析答案全完整版
电力系统继电保护课后习题解析答案全HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】电力系统继电保护课后习题答案1 绪论1.1电力系统如果没有配备完善的继电保护系统，想象一下会出现什么情景？答：现代的电力系统离开完善的继电保护系统是不能运行的。
当电力系统发生故障时，电源至故障点之间的电力设备中将流过很大的短路电流，若没有完善的继电保护系统将故障快速切除，则会引起故障元件和流过故障电流的其他电气设备的损坏；当电力系统发生故障时，发电机端电压降低造成发电机的输入机械功率和输出电磁功率的不平衡，可能引起电力系统稳定性的破坏，甚至引起电网的崩溃、造成人身伤亡。
如果电力系统没有配备完善的继电保护系统，则当电力系统出现不正常运行时，不能及时地发出信号通知值班人员进行合理的处理。
1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么?答:继电保护装置就是指能反应电力系统中设备发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;3.电力系统故障时,甄别出发生故障的电力设备,并向故障点与电源点之间、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。
1.3继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能,各环节的作用是什么?答:继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。
测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判别保护装置是否应该启动。
逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。
执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。
电力系统继电保护1-3章习题解答
]第1章绪论思考题与习题的解答1-1 什么是故障、异常运行方式和事故它们之间有何不同又有何联系答：电力系统运行中，电气元件发生短路、断线时的状态均视为故障状态，电气元件超出正常允许工作范围；但没有发生故障运行，属于异常运行方式既不正常工作状态；当电力系统发生故障和不正常运行方式时，若不及时处理或处理不当，则将引发系统事故，事故是指系统整体或部分的工作遭到破坏，并造成对用户少供电或电能质量不符合用电标准，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏等严重后果。
故障和异常运行方式不可以避免，而事故是可以避免发生。
1-2常见故障有哪些类型故障后果表现在哪些方面答：常见故障是各种类型短路，包括相间短路和接地短路。
此外，输电线路断线，旋转电机、变压器同一相绕组匝间短路等，以及由上述几种故障组合成复杂的故障。
故障后果使故障设备损坏或烧毁；短路电流通过非故障设备产生热效应和力效应，使非故障元件损坏或缩短使用寿命；造成系统中部分地区电压值大幅度下降，破坏电能用户正常工作影响产品质量；破坏电力系统中各发电厂之间并联运行稳定性，使系统发生振荡，从而使事故扩大，甚至是整个电力系统瓦解。
1-3什么是主保护、后备保护和辅助保护远后备保护和近后备保护有什么区别^答：一般把反映被保护元件严重故障，快速动作与跳闸的保护装置称为主保护，而把在主保护系统失效时备用的保护称为后备保护。
例如：线路的高频保护，变压器的差动保护等。
当本元件主保护拒动，由本元件另一套保护装置作为后备保护，这种后备保护是在同一安装处实现的故称为近后备保护。
远后备保护对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护作用，同时它实现简单、经济，因此要优先采用，只有在远后备保护不能满足要求时才考虑采用近后备保护。
辅助保护是为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护，如用电流速断保护来加速切除故障或消除方向元件的死区。
1-4 继电保护装置的任务及其基本要求是什么答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件使其免受破坏保证其它无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其它自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。
《电力系统继电保护实用技术问答(第二版)》第三章
107第三章 电流、电压互感器和相 序 滤 过 器1．对电流互感器和电压互感器的一、二次侧引出端子为什么要标出极性?为什么采用减 极性标注?答：电流互感器、单相电压互感器(或三相电压互感器的一相)的一、二次侧都有两个 引出端子。
任何一侧的引出端子用错，都会使二次电流或电压的相位变化ο180，影响测量仪 表和继电保护装置的正确工作，因此必须对引出端子做出极性标记，以防接线错误。
电流互感器和单相电压互感器一、二次侧引出端子上一般均标有“*”或“+”或 “．”符号，或脚注(如1作头，2作尾；或A 、a 作头，X 、x 作尾)。
一、二次侧引出端子上 同一符号或同名脚注为同极性端子。
以电流互感器为例，如图3-1所示，1N 为一次绕组的匝 数，2N 为二次绕组的匝数，它们的标有“．”号的两个端子为同极性端子。
这种标注称为减 极性标注。
其含义是：当同时从一、二次绕组的同极性端子通人同一电流时，它们在铁芯中 产生的磁通的方向相同；而当一次绕组从标“．”号端子通入电流时，则在二次绕组中感应 的电流应从非标“．”号端子流向标“．”号端子。
如果我们从同极性端(两标“．”号端， 或两非标“.”号端)观察时，一、二次侧的电流方向相反，故称这种标记为减极性标记。
减极性标记有它的优点，即当从一次侧标“．”号端子通人电流1I &时，二次电流2I &从其标“．”号端子流出(见图3-1)，铁芯中的合成磁通势应为一次绕组与二次绕组磁通势的相量差，即02211=-I N I N &&或11212I I N N I '==&&&。
这表明，1I &、2I &同相位，或可用同一相量表示一次电流和二次电流(当忽略励磁电流时)，因此采用减极性标记。
电压互感器的极性标示方法和电流互感器的相同，但应注意，对于三相电压互感器，其 一次绕组的首尾端常分别用A 、B 、C 和X 、Y 、Z 标记，其二次绕组的首尾端分别用a 、b 、c 和x 、y 、z 标记。
(完整版)继电保护课后习题答案.docx
第一章绪论1.什么是故障、异常运行方式和事故？它们之间有什么不同？又有什么联系？故障：危及或影响电力系统运行的安全事故异常运行方式：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的情况事故：指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏等。
不同：联系：故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。
2. 常见故障有哪些类型？故障后果表现在哪些方面？各种型式的短路；雷击、鸟兽跨接电气设备；备制造缺陷；设计和安装错误；检修与维护不当。
后果：大短路电流和电弧，使故障设备损坏；短路电流产生的热和电动力，使设备寿命缩短；电压下降，使用户工作稳定性受到影响，产品质量受到影响；破坏系统并列运行稳定性，产生振荡，甚至使整个系统瓦解。
3.什么是主保护和后备保护？远后备保护和近后备保护有什么区别和特点？主保护 : 保护元件内部发生的各种短路故障时，能满足系统稳定及设备安全要求，以最快速度、有选择地切除被保护设备或线路故障的保护。
后备保护：当主保护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的保护。
远后备保护：是指主保护或断路器拒动时，由近电源侧相邻上一级元件的保护实现的后备优点：保护范围大缺点：造成事故扩大；在高压电网中往往不能满足灵敏度的要求近后备保护：是指当主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护来实现的后备，当断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现后备优点：不造成事故扩大；在高压电网中能满足灵敏度的要求缺点：直流系统故障与主保护同时失去作用时，无法起到“后备”的作用；断路器失灵时无法切除故障，不能起到保护作用4.继电保护的基本任务和基本要求是？继电保护装置的基本任务：（1）故障时，自动、迅速、有选择性切除故障元件，使非故障部分正常运行；（ 2）不正常运行状态时，发出信号（跳闸或减负荷）。
继电保护装置的基本要求：①选择性②速动性③灵敏性④可靠性5.继电保护基本原理是什么？利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值（整定值）时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。
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什么是保护安装处的负荷阻抗、短路阻抗、系统等值阻抗答：负荷阻抗是指在电力系统正常运行时，保护安装处的电压（近似为额定电压）与电流（负荷电流）的比值。
因为电力系统正常运行时电压较高、电流较小、功率因数较高（即电压与电流之间的相位差较小）,负荷阻抗的特点是量值较大，在阻抗复平面上与R 轴之间的夹角较小。
短路阻抗是指在电力系统发生短路时，保护安装处的电压变为母线残余电压，电流变为短路电流，此时测量电压与测量电流的比值即为短路阻抗。
短路阻抗即保护安装处与短路点之间一段线路的阻抗，其值较小，阻抗角较大。
系统等值阻抗：在单个电源供电的情况下，系统等值阻抗即为保护安装处与背侧电源点之间电力元件的阻抗和；在多个电源点供电的情况下，系统等值阻抗即为保护安装处断路器断开的情况下，其所连接母线处的戴维南等值阻抗，即系统等值电动势与母线处短路电流的比值，一般通过等值、简化的方法求出。
什么是故障环路相间短路与接地短路所构成的故障环路的最明显差别是什么答：在电力系统发生故障时，故障电流流通的通路称为故障环路。
相间短路与接地短路所构成的故障环路的最明显差别是：接地短路点故障环路为“相—地”故障环路，即短路电流在故障相与大地之间流通；对于相间短路，故障环路为“相—相”故障环路，即短路电流仅在故障相之间流通，不流向大地。
构成距离保护为什么必须用各种环上的电压、电流作为测量电压和电流答：在三相电力系统中，任何一相的测量电压与测量电流之比都能算出一个测量阻抗，但是只有故障环上的测量电压、电流之间才满足关系1U I Z I Z I Z L m m m m k m k ===&&&&，即由它们算出的测量阻抗才等于短路阻抗，才能够正确反应故障点到保护安装处之间的距离。
用非故障环上的测量电压与电流虽然也能算出一个测量阻抗，但它与故障距离之间没有直接的关系，不能够正确地反应故障距离，所以不能构成距离保护。
解释什么是阻抗继电器的最灵敏角，为什么通常选定线路阻抗角为最灵敏角。
答：当测量阻抗角Z m 的阻抗角与正向整定阻抗1Z set 的阻抗角相等时，阻抗继电器的动作阻抗最大，正好等于1Z set ，即1Z Z op set =，此时继电器最为灵敏，所以1Z set 的阻抗角又称为最灵敏角。
选定线路阻抗角为最灵敏角，是为了保证在线路发生金属性短路点情况下，阻抗继电器动作最灵敏。
以记忆电压为参考的距离继电器有什么特点其初态特性与稳态特性有何差别答：以记忆电压为参考电压的距离继电器可以消除所有故障点死区，尤其是克服出口三相对称性短路时三相电压都降为0而失去比较依据的不足；但其动作性不能长期保持。
初态特性与稳态特性差别：（1）在传统的模拟式距离保护中，记忆电压是通过LC 谐振记忆回路获得的，由于回路电阻的存在，记忆量是逐渐衰减的，故障一定时间后。
记忆电压将衰减至故障后的测量电压。
所有由记忆回路产生的结论仅在故障刚刚发生、记忆尚未消失时是成立的，因此称之为初态特性；（2）数字式保护中，记忆电压就是存放在存储器中的故障前电压的采样值，虽然不存在衰减问题，但故障发生一定时间后，电源的电动势发生变化，将不再等于故障前的记忆电压，再用故障前的记忆电压作为参考电压，特性也将发生变化。
所以记忆电压仅能在故障后的一定时间内使用，例如仅在I 、II 段中采用。
图3—7所示系统中，发电机以发电机—变压器组方式接入系统，最大开机方式为4台机全开，最小开机方式为两侧各开1台机，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。
其参数为：E ϕ=；151.1 2.1 1.2 2.2X X X X G G G G ====Ω 101.3 2.3 1.4 2.4X X X X G G G G ====Ω, 101.1 1.4X X T T =Ω:, 300.10.4X X T T =Ω:, 201.5 1.6X X T T ==Ω, 400.50.6X X T T ==Ω;60L km A B =-， 40L km B C =-;线路阻抗0.412Z Z km ==Ω， 1.20Z km =Ω，线路阻抗角均为75°， max max 300..I I A A B L C B L ==--，负荷功率因数角为30°； 1.2K SS =, 1.2K re =，0.85I K rel=, 0.75II K rel=,变压器均装有快速差动保护。
试解答： (1)为了快速切除线路上的各种短路，线路A —B 、B —C 应在何处配备三段式距离保护，各选用何种接线方式各选用何种动作特性答：应在1、2、3、4处配备三段式距离保护；选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式；它们的I 、II 段选择具有方向特性的距离保护，III 选用具有偏移特性的距离保护。
(2)整定保护1—4的距离I 段，并按照你选定的动作特性，在一个阻抗复平面上画出各保护的动作区域。
答： 线路AB 的正序阻抗 0.460241Z Z L AB A B ==⨯=Ω-线路BC 的正序阻抗 0.440161Z Z L BC B C ==⨯=Ω-保护1、2的距离I 段 0.852420.4().1,2I I Z K Z AB set rel ==⨯=Ω 保护3、4的距离I 段 0.851613.6().3,4I I Z K Z BC set rel ==⨯=Ω 保护1—4距离保护在阻抗平面上的动作区域如图1所示，圆周1、2、3、4分别对应保护1、2、3、4距离I 段的动作特性。
（3）分别求出保护1、4接地距离II 段的最大、最小分支系数。
答：对保护1：1） 当与相邻下级线路距离保护I 段配合时，有 2.881.max K b =， 1.591.min K b =2） 当与相邻变压器的快速保护相配合时，有 2.881.max K b =， 2.011.min K b =对保护4：、1） 当与相邻下级线路距离保护I 段配合时，有 2.264.max K b =， 1.414.min K b =2） 当与相邻变压器的快速保护相配合时，有 1.994.max K b =， 1.534.min K b =详细计算见后面的附录。
（4）分别求出保护1、4接地距离II 、III 段的定值及时限，并校验灵敏度。
答：保护1距离II 段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。
（a ）当与相邻下级线路距离保护I 段相配合时，有()0.75(24 1.5913.6)34.218()1.min .1.3II II I Z K Z K Z AB b set set rel =+=+⨯=Ω (b)当与相邻变压器的快速保护相配合时，有()0.75(24 2.0120)48.15()1.min .1II II Z K Z K Z AB b t set rel =+=+⨯=Ω 201.5 1.6Z X X t T T ===Ω2)灵敏度校验：34.218.11.43 1.2524II Z set K sen Z AB ===>,满足灵敏度要求。
3）动作时限：与相邻保护3的I 段配合，有00.50.513II I t t t s =+∆=+=，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。
保护1距离III 段的整定：1）整定阻抗：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，有.min 190.53().min .max U L Z L I L ==Ω&& .min .1cos()K Z III rel L Z set K K SS re set L ϕϕ=- 取0.83K rel =， 1.2K SS =， 1.2K re =和75set ϕ=︒，30L ϕ=︒，于是0.83190.53155.93().1 1.2 1.2cos(7530)III Z set ⨯==Ω⨯⨯︒-︒ 2）灵敏度校验：（a ）本线路末端短路时灵敏系数为155.93.16.5 1.5(1)24III Z set K sen Z AB ===≥ (b)相邻设备末端短路时灵敏系数为.11.2(1)1.max III Z set K sen Z K Z AB b next =≥+①相邻线路末端短路时灵敏系数。
利用问题（3）中求灵敏系数的结论，只要令X X BK BC =, 0X CK =即可，所以有11112156.056.0056.0[(1)(1)]312.112.0034.034.012.00134.1AC K b X X X X BC X X X X X X X X AB AB X =++⨯⨯+++++++ 当34.1X , 56.0X 分别取最小值，而12.1X 、34.0X 、12.0X 分别取最大值时，1K b 就取最大值，即当1034.1min X =Ω，2056.0min X =Ω，2512.1max X =Ω，3034.0max X =Ω，3012.0max X =Ω，有11 2.881.max 2021204820[(1)(1)]25403072330303072110K b =+=+⨯⨯+++++++16()Z Z next BC ==Ω155.93.12.23 1.2(2)24 2.88161.max III Z set K sen Z K Z AB b next ===>++⨯②相邻变压器末端短路时灵敏系数。
此时2.881.max K b =， 20()Z Z next t ==Ω155.93.11.91 1.2(2)242.88201.max III Z set K sen Z K Z AB b next ===>++⨯ 201.5 1.6Z X X next T T ===Ω所以灵敏度校验满足要求。
3）动作时限：与相邻设备保护配合，有0.50.5113III III t t t s =+∆=+=，它能同时满足与相邻线路保护和相邻线路保护和相邻变压器保护的配合要求。
保护4距离II 段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。
（a ）当与相邻下级线路距离保护I 段相配合时，有()0.75(16 1.4120.4)33.573()4.min .4.2II II I Z K Z K Z BC b set set rel =+=+⨯=Ω (b)当与相邻变压器的快速保护相配合时，有()0.75(16 1.5320)34.95()4.min .4II II Z K Z K Z BC b t set rel =+=+⨯=Ω 201.5 1.6Z X X t T T ===Ω所以取33.573().4II Z set =Ω. 2)灵敏度校验：33.573.42.1 1.2516II Z set K sen Z BC ===> 3）动作时限：与相邻保护2的I 段配合，有0.542II I t t t s =+∆=，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。