【正文】 證可靠動作，輸入電流正好在動作值附近時，可能回出現(xiàn)“抖動”現(xiàn)象，使后續(xù)電路無法正常工作。在數(shù)字型繼電器中，“繼電特性”的獲得是靠分別設定動作值和返回值兩個不同的整定值而實現(xiàn)的。當電磁力矩減小到啟動返回時，由于這時摩擦力矩反向，返回的過程中，電磁力矩按平方關系減小，彈簧力矩按線性關系減小，產(chǎn)生一個返回方向的剩余力矩，因此能夠加速返回，即返回的過程也是干脆利落的。無論啟動還是返回，繼電器的動作都是明確干脆的，它不可能停留在某一個中間位置，這種特性稱為“繼電特性”。 由于被保護的電力系統(tǒng)及其相關的電氣設備千差萬別，故障時電氣量的變化受多種因素的影響和制約，因此任何一種繼電保護原理或裝置都不可能不加調(diào)整地應用于不同的電氣設備或系統(tǒng)，而應根據(jù)實際工程中設備、系統(tǒng)的現(xiàn)狀與參數(shù)，對其繼電保護做出必要的調(diào)整。答：繼電保護的可靠性、選擇性、速動性和靈敏性四項要求之間即矛盾又統(tǒng)一。 遠后備保護的缺點是：（1）當多個電源向該電力元件供電時，需要在所有的電源側(cè)的上級元件處配置遠后備保護；（2）動作將切除所有上級電源測的斷路器，造成事故擴大；（3）在高壓電網(wǎng)中難以滿足靈敏度的要求。 由分析暫態(tài)穩(wěn)定性的等面積理論可知，繼電保護的動作速度越快，故障持續(xù)的時間就越短，發(fā)電機的加速面積就約小，減速面積就越大，發(fā)電機失去穩(wěn)定性的可能性就越小，即穩(wěn)定性得到了提高。 如圖11所示，線路上裝設兩組電流互感器，線路保護和母線保護應各接哪組互感器？答：線路保護應接TA1，母線保護應接TA2。利用短路時電壓幅值的降低，構成了低電壓保護；利用電壓幅值的異常升高，構成了過電壓保護；利用測量阻抗的降低和阻抗角的變大，構成了低阻抗保護。測量比較環(huán)節(jié)是冊來那個被保護電器元件的物理參量，并與給定的值進行比較，根據(jù)比較的結果，給出“是”、“非”、“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判別保護裝置是否應該啟動。?答:繼電保護裝置就是指能反應電力系統(tǒng)中設備發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài),:。.. . . . ..電力系統(tǒng)繼電保護課后習題答案1 緒論，想象一下會出現(xiàn)什么情景？答：現(xiàn)代的電力系統(tǒng)離開完善的繼電保護系統(tǒng)是不能運行的。,通知值班人員處理,使電力系統(tǒng)盡快恢復正常運行。邏輯判斷環(huán)節(jié)是根據(jù)測量環(huán)節(jié)輸出的邏輯信號，使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障的類型和范圍，最后確定是否應該使斷路器跳閘。單靠保護增大值不能切除保護范圍內(nèi)任意點的故障，因為當故障發(fā)生在本線路末端與下級線路的首端出口時，本線路首端的電氣量差別不大。因為母線保護和線路保護的保護區(qū)必須重疊，使得任意點的故障都處于保護區(qū)內(nèi)。？闡述遠后備保護和近后備保護的優(yōu)缺點。近后備保護的優(yōu)點是：（1）與主保護安裝在同一斷路器處，在主保護拒動時近后備保護動作；（2）動作時只能切除主保護要跳開的斷路器，不造成事故的擴大；（3）在高壓電網(wǎng)中能滿足靈敏度的要求。繼電保護的科學研究、設計、制造和運行的大部分工作也是圍繞如何處理好這四者的辯證統(tǒng)一關系進行的。相同原理的保護裝置在應用于電力系統(tǒng)不同位置的元件上時，可能有不同的配置和配合；相同的電力元件在電力系統(tǒng)不同位置安裝時，可能配置不同的繼電保護，這些均需要根據(jù)電力系統(tǒng)的工程實際，具體問題具體分析，所以繼電保護又具有很強的工程實踐性。 為了保證繼電器可靠工作，其動作特性必須滿足繼電特性，否則當加入繼電器的電氣量在動作值附近波動時，繼電器將不停地在動作和返回兩個狀態(tài)之間切換，出現(xiàn)“抖動“現(xiàn)象，后續(xù)的電路將無法正常工作。所以返回值一定小于動作值，繼電器有一個小于1 的返回系數(shù)。 解釋“動作電流”和“返回系數(shù)”，過電流繼電器的返回系數(shù)過低或高各有何缺點？答：在過電流繼電器中，為使繼電器啟動并閉合其觸點，就必須增大通過繼電器線圈的電流，以增大電磁轉(zhuǎn)矩，能使繼電器動作的最小電流稱之為動作電流。繼電器的動作電流、返回電流和返回系數(shù)都可能根據(jù)要求進行設定。這樣，它將不能保護線路全長，而只能保護線路全長的一部分，靈敏度不夠。速斷和限時速斷保護的配合，既保證了動作的靈敏性，也能夠滿足速動性的要求。由于電流速斷只保護本線路的一部分，下一級線路故障時它根本不會動作，因而靈敏度不需要逐級配合。（3）整定保護3的限時電流速斷定值，并校驗使其滿足靈敏度要求（）（4）整定保護3的過電流定值，校驗保護1作后備用，保護2和3作遠備用的靈敏度。上述計算表明，在運行方式變化很大的情況下，電流速斷保護在較小運行發(fā)生下可能沒有保護區(qū)。（4）過電流整定值計算公式為 ==所以有 ==同理得 =406A =609A在最小運行方式下流過保護元件的最小短路電流的計算公式為 =所以有 = = =所以由靈敏度公式 =可知，保護1作為近后備的靈敏度為== 滿足近后備保護靈敏度的要求；保護2作為遠后備的靈敏度為 ==；保護3作為遠后備的靈敏度為 ==。 如圖24所示網(wǎng)絡，流過保護3的最大負荷電流分別為400A、500A、550A,=、=，=， ==，= ，試計算： （1） 保護4 的過電流定值；（2） 保護4的過電流定值不變，保護1所在元件故障被切除，當返回系數(shù)低于何值時會造成保護4誤動？（3） =，保護4的靈敏系數(shù)=，當= 的靈敏系數(shù)降低到多少？圖24 系統(tǒng)示意圖解：過電流保護4 的最大負荷電流為 =400+500+550=1450A保護4的過電流定值為 =時限為 =max（，）+=（2）保護21 切除故障后，流過保護4 的最大負荷電流 =500+550=1050A=，在考慮電動機的自啟動出現(xiàn)的最大保護電流 ===，這個電流必須小于保護4 的返回電流， 將誤切除。 在中性點非直接接地系統(tǒng)中，當兩條上下、級線路安裝相間短路的電流保護時，上級線路裝在A、C相商，二下級線路裝在A、B 相上，有何優(yōu)缺點？當兩條線路并列時，這種安裝方式有何優(yōu)缺點？以上串、并兩種線路，若采用三相星形接線，有何不足？答：在中性點非直接接地系統(tǒng)中，允許單相接地時繼續(xù)短時運行，在不同線路不同相別的兩點接地形成兩相短路時，可以只切除一條故障線路，另一條線路繼續(xù)運行。兩條線路并列時，若兩條線路保護動作的延時一樣，則在（1A、2B） 、（1C、2A）和 （1C、2B）三種情況下，兩條線路被同時切除；而在(1A、2C)故障下，只能切除線路1；在（1B、2A）故障下，只能切除線路2；在（1B、2C）故障下，兩條線路均不會切除，即保護拒動。方向性電流保護利用短路時功率方向的特征，當短路功率由母線流向線路時表明故障點在線路方向上，是保護應該動作的方向，允許保護動作。為了進行相位比較，需要加入繼電器的電壓、電流信號有一定的幅值（在數(shù)字式保護中進行相量計算、在模擬式保護中形成方波），且有最小的動作電壓和電流要求。答：以內(nèi)角=30176。數(shù)字式實現(xiàn)時，動作的判據(jù)可以表示為 。答：(1)正方向發(fā)生三相短路時，有0176。；當短路點遠離保護安裝處，且系統(tǒng)容量很大＞時，30176。時，使方向繼電器在一切故障情況下都能動作的條件應為30176。的功率方向判別元件，在電力系統(tǒng)正常負荷電流（）下，分析功率方向判別元件的動作情況。==176。（2）確定保護9處過電流的時間定值，并說明何處需要安裝方向元件。現(xiàn)在整定保護4，保護4按躲過保護5 處母線短路最大電流整定時，定值為== 當保護4處背側(cè)母線三相短路是，流過保護4 ，大于其整定值，所以不會誤動，必須加裝方向元件。與3 處電流速斷保護的定值配合：3處電流速斷保護的定值為==，L3支路對應的分支系數(shù)的倒數(shù)為 與保護3配合時，5處限時電流速斷保護的定值為 =與6處和8處電流速斷配合： 若裝設方向元件，則6處電流速斷保護應該按躲過母線A處三相短路的最大短路電流來整定，而母線A三相短路時，發(fā)電機G1，G2所提供的短路電流不會流過保護6 ，只有發(fā)電機G3的電流才流過保護6，所以其Ⅰ段的整定值為===同理，裝設方向元件的情況下，8處保護的定值也為 =。，發(fā)生接地短路后，試分析、總結：(1)零序電壓、電流分量的分布規(guī)律；(2)負序電壓、電流分量的分布規(guī)律；(3)正序電壓、電流分量的分布規(guī)律。負序電流的分布取決于系統(tǒng)的負序阻抗。答：（1）電磁式電壓互感器一般有三個繞組，一個一次繞組，兩個二次繞組。（2）采用三相五柱式互感器本身結構比較復雜，主要應用于35kV及以下電壓等級的中低壓配電系統(tǒng)，其優(yōu)缺點與（1）的情況類似。在一些特殊的場合，也可以采用方式（3）。解：先求出線路的參數(shù)，即 =60km，=24，=72，=40km，=16,=48，所有元件全運行是三序電壓等值網(wǎng)絡圖如圖27所示。||== 故障端口正序電流為 =故障端口零序電流為 ==同樣地，流過保護4的零序電流分別為 =， =。當AB段發(fā)生接地故障時，T5,T6YOU 助增的作用，如圖213所示。（4）相間短路的電流保護的功率方向判別元件與零序功率方向判別元件的內(nèi)角有何不同；（5）功率方向判別元件必須正確地按照電壓、電流同名端接線后，才能正確工作，設想現(xiàn)場工程師是如何保證接線極性正確的。最大運行方式為GG4全運行，相應的 = 最小運行方式為一臺電機運行，相應的 =13母線B處三相短路流過保護4的最大電流 =保護1 的Ⅰ段定值為 ==母線A三相短路流過保護2的最大電流 =保護2 的Ⅰ段定值為 =保護4 的Ⅱ段定值為 =母線B兩相短路流過保護4的最小電流 =保護4電流Ⅱ斷的靈敏度系數(shù) == 靈敏度不滿足要求。＜＜90176。，以便短路時獲得最大靈敏角。~110176。當電壓、電流互感器的同名端（極性）被正確標定以后，按照功率方向元件接線原理圖仔細地接入后，還可以采用電壓、電流、功率和相角一體化測量儀表進行測量，根據(jù)以上電量的幅值、相位關系和各讀數(shù)值對接線校核。今后繼電保護的整定計算主要由計算機來完成，但整定計算人員必須了解計算的原理和原則，再出現(xiàn)一些整定計算軟件無法涵蓋的特殊情況時，還素人工手動計算作為補充。 中性點非直接接地系統(tǒng)，零序網(wǎng)絡由同級電壓網(wǎng)絡中元件對地的等值電容構成通路，其零序等值圖如圖2—19所示。（3）零序電流的大小及流動規(guī)律： 中性點直接接地系統(tǒng)中，零序電流的大小同系統(tǒng)的運行方式和系統(tǒng)各部分的零序阻抗的大小都有關系，零序電流在故障點與變壓器中性點之間形成回路。（4）故障線路與非故障線路靈虛功率方向： 中性點直接接地系統(tǒng)中，在故障線路上零序功率方向表現(xiàn)為線路流向母線；在非故障線路上，靠近故障點的一側(cè)，零序功率方向由母線流向線路，而遠離故障點的一側(cè)，零序功率方向由線路流向母線。中性點非直接接地系統(tǒng)中，由于不構成短路回路而只經(jīng)過對地電容形成回路，因此接地相電流很小。中性點非直接接地系統(tǒng)中，故障相電流很小，而且三相之間的線電壓任然保持對稱，對負荷的供電沒有影響，一般情況下，對系統(tǒng)危害不大。（2）如果在接地電流過的電容電流超過10A（35KV系統(tǒng)）、20A（10KV系統(tǒng)）、30A（3~6KV系統(tǒng)）時，將裝設消弧線圈，減小接地電流，敘述用零序電流實現(xiàn)選線的困難。零序電壓：全系統(tǒng)都會出現(xiàn)量值等于相電壓的零序電壓，個點零序電壓基本一樣。（4）拉路停電選線存在的問題： 1）需要人工操作，費時、費力，自動化程度低； 2）需要依次斷開每一條線路，影響供電可靠性，若重合閘拒動，可能造成較長時間的停電。過電流保護躲開最大負荷電流作為本線路和相鄰線路短路時的后備保護。（2）方向性電流保護：及利用故障是電流復制變大的特征，有利用電流與電壓間相角的特征，在短路故障的流動方向正是保護應該動作的方向，并且流動幅值大于整定幅值時，保護動作跳閘。（3）零序電流保護：正常運行的三相對稱，沒有零序電流，在中性點直接接地電網(wǎng)中，發(fā)生接地故障時，會有很大的零序電流。缺點：對于短路線路或運行方式變化較大的情況，保護往往不能滿足系統(tǒng)運行方式變化的要求。利用正方向和反方向故障時，零序功率的差別，使用功率方向元件閉鎖可能誤動作的保護，從而形成方向性零序保護。（5）中性點非直接接地系統(tǒng)中的電流電壓保護：在中性點非直接接地系統(tǒng)中，保護相間短路的電流、電壓保護與中性點直接接地系統(tǒng)是完全相同的。一般需要專門的“單相接地選線裝置”，裝置依據(jù)接地與非接地線路基波零序電流大小、方向以及高次諧波特征的差異，選出接地線路。短路阻抗是指在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時保護安裝處的電壓變?yōu)槟妇€殘余電壓，電流變?yōu)槎搪冯娏?，此時測量電壓與測量電流的比值就是短路阻抗。相間短路與接地短路所構成的故障環(huán)路的最明顯差異是：接地短路的故障環(huán)路為“相地”故障環(huán)路，即短路電流在故障相與大地之間流通；對于相間短路，故障環(huán)路為“相相”故障環(huán)路，即短路電流僅在故障相之間流通，不流向大地。再110KV及以上電壓等級的輸電線路上，一般配置保護接地短路的距離保護和保護相間短路的距離保護。由于相間距離保護接線方式手過渡電阻的影響較小，因此對于兩相接地短路及三相故障，盡管理論上兩種接線方式都能夠反應，但一般多為相間距離保護首先跳閘。答：距離保護一般由啟動、測量、振蕩閉鎖、電壓回路斷線閉鎖、配合邏輯和出口等幾部分組成，它們的作用分述如下：(1)啟動部分：用來判別系統(tǒng)是否發(fā)生故障。(3)振蕩閉鎖部分：在電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，距離保護的測量元件有可能誤動作，振蕩閉鎖元件的作用就是正確區(qū)分振蕩和故障。(5)配合邏輯部分：用來實現(xiàn)距離保護各個部分之間的邏輯配合以及三段式保護中各段之間的時限配合。 (a) （b） （c） （d） （e）圖32 常見阻抗繼電器的動作特性