2022年《电力系统继电保护》题与习题解答.docx

名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -电力系统继电爱护摸索题与习题解答第 1 章1-1 什么是故障、不正常运行方式和事故？它们之间有何不同？又有何联系？答：在电力系统运行中,电气元件发生短路、断线时的状态均视为故障状态；在电力系统中,三相短路、两相短路、两相接地短路、一相接地短路、两点接地短路（实际上也属相间短路）和断线统称为电力系统的故障；在电力系统中可能会显现各种各样的故障,的短路；但最常见且最危急的故障就是各种类型电力系统的不正常工作状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏,但没有 发生故障的运行状态；常见的不正常运行状态主要是：过负荷,过电压、系统振荡,频 率降低等；事故是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏,电能质量变到不能容许的程度,以致造成对用户的停止供电（或少送电）或造成人身伤亡和电气设备的损坏；前者称为 停电事故,后者称为人身和设备事故；不正常工作状态的性质、后果和危害性有别于故障,长时间的不正常运行有可能造 成故障；电力系统中发生故障和不正常运行状态时,都可能在电力系统中引起事故；故障和不正常运行方式不行以防止,而事故就可以防止发生；1-2 什么是主爱护和后备爱护？远后备爱护和近后备爱护有什么区分和特点？答：主爱护：是为满意电力系统稳固和设备安全要求,能以最快速度有挑选地切除 被爱护设备和线路故障的爱护；后备爱护：是当主爱护或断路器拒动时用来切除故障的爱护；它又分为远后备爱护 和近后备爱护两种；远后备爱护：指主爱护或断路器拒动时,由相邻元件的爱护来实现的后备爱护；远后备爱护的性能比较完善,它对相邻元件的爱护装置、断路器、二次回路和直流 电源引起的拒动,均能起到后备作用,且实现简洁、经济；但远后备爱护将使停电的范 围扩大,不能满意挑选性和速动性的要求；近后备爱护：当主爱护拒动时,由本元件的另一套爱护来实现的后备爱护；当断路 器拒动时,由断路器失灵爱护来实现后备爱护；由于近后备爱护与主爱护安装在同一元件上,所以近后备爱护能满意挑选性要求；1-3 继电爱护装置的任务及其基本要求是什么？答：继电爱护装置是指能反应电力系统中电气元件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；它的基本任务是：（1）自动、快速、有挑选性地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继 续遭到破坏,保证其他无故障部分快速复原正常运行；（2）反应电气元件的不正常运行状态,并依据运行爱护的条件（如有无常常值班 人员）而动作于信号,以便值班人员准时进行处理,或由装置自动进行调整,或将那些 连续运行就会引起损坏或进展成为事故的电气设备予以切除；此时爱护应有肯定的延 时,以免造成爱护的误动作；（3）继电爱护装置仍可以与电力系统中的其他自动扮装置协作,在条件答应时,实行预定措施,缩短事故停电时间,尽快复原供电,从而提高电力系统运行的牢靠性；继电爱护在电力系统中的主要作用是：通过预防事故或缩小事故范畴来提高系统运 行的牢靠性,最大限度地保证向用户安全连续供电；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 6 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -对继电爱护装置的基本要求是：（1）牢靠性 牢靠性包括安全性和依靠性,是对继电爱护最根本的要求；所谓安全性是要求继电 爱护在不需要它动作时牢靠不动作,即不发生误动；所谓依靠性是要求继电爱护在规定 的爱护范畴内发生了应当动作的故障时牢靠动作,即不拒动；（2）挑选性 所谓挑选性是指当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电爱护仅将故障的设 备或线路从电力系统中切除,以尽量缩小停电的范畴；当故障设备或线路的爱护或断路 器拒动时,应由相邻设备或线路的爱护将故障切除；（3）速动性 所谓速动性是指继电爱护装置应能尽快地切除故障,以削减设备及用户在大电流、低电压下运行的时间,降低设备的损坏程度,提高系统并列运行的稳固性；（4）灵敏性 灵敏性是指电气设备或线路在被爱护范畴内发生短路或不正常运行情形时,爱护装 置的反应才能；1-4 电力系统假如没有配备完善的继电爱护系统,想像一下会显现什么后果？答：继电爱护是电力系统的重要组成部分,是保证电力系统安全牢靠运行的必不行 少的技术措施之一；在现代的电力系统中,假如没有特地的继电爱护装置或继电爱护装 置不完善,要想爱护系统的正常运行是根本不行能的；当故障发生时,不能准时进行处 理,不能准时切除故障,导致电力系统运行不稳固,甚至引起电力系统崩溃,造成人员 伤亡及设备的毁坏,引起事故；1-5 继电爱护装置通过哪些主要环节完成预定的爱护功能,各环节的作用是什么？答：模拟型继电爱护装置主要是由测量回路、规律回路和和执行回路三个环节来完 成预定的爱护功能；测量回路的作用：是测量与被爱护电气设备或线路工作状态有关的物理量的变化,如电流、电压等的变化,以确定电力系统是否发生了短路故障或显现不正常运行情形；规律回路的作用：是当电力系统发生故障时,依据测量回路的输出信号,进行规律 判定,以确定爱护是否应当动作,并向执行元件发出相应的信号；执行回路的作用：是执行规律回路的判定,发出切除故障的跳闸信号或指示不正常 运行情形的信号；1-6 依据电力元件正常工作、不正常工作和短路状态下的电气量幅值差异,已经构 成哪些原理的爱护,这些爱护仅靠爱护的整定值能切除爱护范畴内任意点的故障吗？答：依据短路时电流的增大,可构成过电流爱护；依据短路时电压的降低,可构成 低电压爱护；依据短路时电流与电压之间相角的变化,可构胜利率方向爱护；依据电压 与电流比值的变化, 可构成距离爱护； 依据不对称短路时显现的电流、 电压的相序重量,可构成零序电流爱护、负序电流爱护和负序功率方向爱护；这些爱护仅靠爱护的整定值不能切除爱护范畴内任意点的故障；由于爱护装置或断 路器可能会因某种缘由而产生拒动；1-7 依据电力元件两端电气量在正常工作和短路状态下的差异,可以构成哪些原理 的爱护？答：依据故障时被爱护元件两端电流相位和大小的变化,可构成差动爱护；高频保 护是利用高频通道来传递线路两端电流相位、大小和短路功率方向信号的一种爱护；1-8 结合电力系统分析课程学问,说明加快继电爱护的动作时间为什么可以提高电 力系统的稳固性？细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 6 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -答：快速切除故障可以提高电力系统运行的稳固性；如图：当 D 点短路时, A 厂的电压 U 下降,转速 n 上升,而 B 厂的电压 U 下降的小（因距离远）,转速 n 上升的也小,就显现转速差n,如时间长,失去同步；如时间短,就相位差不大,易拉入同步,使系统复原正常；1-9 从继电爱护的进展史,谈与其他学科技术进展的关联性；答：从继电爱护的进展史可以知道,继电爱护的进展离不开其他学科技术的进展,没有继电器的问世,就不会显现继电爱护,没有晶体管的产生,就不会显现静态继电保护形式,没有运算机、微处理器的问世,就不会显现微机继电爱护；其他学科技术的快速进展,带动了继电爱护技术的快速进展,所以继电爱护技术的进展与其他学科技术的进展是有很大的关联性的；第 2 章2-1 电力系统中性点有哪些运行方式？各有何特点？答：2-2 说明“ 动作电流”、“ 返回电流” 和“ 返回系数”,过电流爱护返回系数过低或过高各有何缺点？答：2-3 答：2-15 答：依据过电流爱护动作时限的整定原就：过电流爱护的动作时限按阶梯原就整定,仍需要与各线路末端变电所母线上全部出线爱护动作时限最长者协作；爱护 1 所在线路末端 B 母线上出线动作时间最长的是 t 4 max 2 . 5 s,就爱护 1 的过电流爱护的动作时限为 t 1 t 4 max t 2 . 5 0 . 5 3 s；2-16 答：（1）爱护 1 电流 I 段整定运算：求动作电流；按躲过最大运行方式下本线路末端（即 护的最大短路电流来整定,即K1 点）三相短路时流过保II1KI.I3maxKI.ZSESZ1L11 . 2536 . 75/3.2 652 KAOPrelK1rel40 . 415max采纳两相不完全星形接线方式时流过继电器的动作电流为IOPJIOP12 . 65244 2.AKTA60求动作时限；第 I段为电流速断,动作时间为爱护装置的固有动作时间,即细心整理归纳 精选学习资料 tI0 s 第 3 页,共 6 页 1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -灵敏系数校验,即求爱护范畴；在最大运行方式下发生三相短路时的爱护范畴为Lmax1ESZSmin136. 75/3450100.kmZ1IOP10 .42. 652就Lmax%Lmax100%10 15100%66. 67%,满意要求；L 1在最小运行方式下发生三相短路时的爱护范畴为Lmin13IES1ZSmax1336.75/354. 82kmI 段动作电流相Z12OP0.422. 652就Lmin%Lmin100%4 .82100%32. 13%15%,满意要求；L 115（2）爱护 1 电流 II 段整定运算求动作电流；按与相邻线路爱护协作的原就来整定,即III1KII.II21 1.1 . 25436 . 75/3351 . 217 KAOPrelOP.0 415采纳两相不完全星形接线方式时流过继电器的动作电流为IIIJIII11.21720.3AOPOPKTA60求动作时限；应比相邻线路爱护tIItIt00 .50.5 S 12I 段动作时限高一个时限级差,即灵敏系数校验；利用最小运行方式下本线路末端（即 K1 点）发生两相金属性短路时流过爱护的电流来校验灵敏系数,即KII1I23.ZSESZ1L13.36 . 75/31 . 3731 . 3,满意要求；2max250 . 415K1minsenIII1III1 . 217OPOP1（3）爱护 1 电流 III 段整定运算求动作电流；按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定,即IIII1KIII.KSSILmax1 2.1 . 5230487 . 059ArelOPKre0 . 85采纳两相不完全星形接线方式时流过继电器的动作电流为IIIIJIIII1487.059.8118 AOPOPKTA60求动作时限；应比相邻线路爱护的最大动作时限高一个时限级差,即tIII 1t2maxtt3maxtt05.0 .50 .515.S 第 4 页,共 6 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -灵敏系数校验；作近后备爱护时,利用最小运行方式下本线路末端（即 路时流过爱护装置的电流来校验灵敏系数,即K1 点）发生两相金属性短KIII1I23.ZSE SZ1L13.36 . 75/33 . 4231 5.,满意要求；2max250 . 415K1minsenIIII1III487 . 059/1000OPOP1K2 点）发生两相金属性作远后备爱护时,利用最小运行方式下相邻线路末端（即短路时流过爱护装置的电流来校验灵敏系数,即KIII1I23.ZSE SZ1L13.536 .75/335 1 . 496.1 2,满意要求；2max20 . 4 15K1minsenIIII1III487 .059/1000OPOP12-17 答：2-18 答：（1）依据已知条件,通过爱护4 的最大负荷电流为ILmax4005005501450A就爱护 4 的过电流爱护的动作电流为IIIIKIII.KSS.ILmax1 . 151 . 314502550 .294 Arel4OPKre0 . 85（2）爱护 4 的过电流爱护的整定值不变,当爱护1 所在元件故障被切除后,通过爱护 4 的最大负荷电流为ILmax5005501050A,就返回系数为KreKIII.Kss.ILmax1 . 151 . 310500 . 616,即返回系数低于此值时会造成爱护relIIIIOP2550 . 29444 误动作；（3）当 K re 0 . 85 时,爱护 4 的过电流爱护的灵敏系数为 K IIIsen 3 2.,就I 2K min K IIIsen . I III4 op .3 2 2550 . 294 8160 . 941 A,当 K re 0 7. 时,爱护 4 的过电流爱护的动作电流为IIII III4 OP K rel . K SS . I L max 1 . 15 1 . 3 14503096 . 786 A,就爱护 4 的过电流爱护的灵K re 0 . 72敏系数为 K sen III I KIII min 8160 . 941 2 . 635；I 4 OP 3096 . 7862-19 答：细心整理归纳 精选学习资料 3-25 解：线路 AB 的正序阻抗ZAB0.48534 第 5 页,共 6 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -线路 BC 的正序阻抗ZBC04.60241距离 I 段的整定运算整定阻抗ZI0KIZAB0.853428.9setrel动作时限tIs（I 段的实际动作时限为爱护固有动作时间）2距离 II 段的整定运算整定阻抗：按与相邻线路BC 爱护 2 的 I 段协作,ZIIKIIZABZI2setrelset取KII0 .8,ZI2KIZBC0.852420.4,就relsetrelZII08.3420.443.52set灵敏系数校验：按本线路末端短路运算,即K sen Z set II43 . 52 .1 28 1 . 5,不满意要求,可考虑与 BC 线路距离 II 段协作；Z AB 34动作时限：与相邻线路爱护的 I 段协作,就II It t 2 t 0 0 . 5 s 0 . 5 s（1）A 侧爱护 1 的距离 I 段的爱护范畴为 IL 28 . 9 72 . 25 km0 4.在线路 AB 上距 A 侧 65km 处发生金属性相间短路时,故障点位于 I 段的爱护范畴内,所以 A 侧爱护 1 的 I 段、II 段都要起动,但 I 段瞬时动作,跳开 A 侧断路器,切除故障线路, II 段就在故障电流消逝后返回；在线路 AB 上距 A 侧 75km 处发生金属性相间短路时, 故障点位于 II 段的爱护范畴内,所以 A 侧爱护 1 的 I 段不起动, II 段起动,经延时 0.5s后动作于 A 侧断路器跳闸；（3）由前运算可知, II 段的动作阻抗为43 . 52,此阻抗如按躲过最小负荷阻抗来 第 6 页,共 6 页 - - - - - - - - - 整定,可运算出线路AB 的最大答应负荷电流值,即ZIIKrelKSSKZLminsetLsetrecos取Krel1 .2,KSS1.5,Kre1 .15,set70,Larccos 0.836. 87,就ZLmin43. 5212.15.1.15cos7036.8675.44而ZLminULmin0 .90 .95UN,按最低电压考虑,就ILmaxILmaxILmax0 9. UN0 9.115/30 . 792 kA792AZLmin75 .44细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -