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電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（第二版） 張保會(huì) 尹項(xiàng)根主編 1.2繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中所起的作用是什么? 答:繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài),并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置.它的作用包括:1.電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作;2.電力系統(tǒng)部正常運(yùn)行時(shí)發(fā)報(bào)警信號(hào),通知值班人員處理,使電力系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常運(yùn)行;3.電力系統(tǒng)故障時(shí),甄別出發(fā)生故障的電力設(shè)備,并向故障點(diǎn)與電源點(diǎn)之間、最靠近故障點(diǎn)斷路器發(fā)出跳閘指令,將故障部分與電網(wǎng)的其他部分隔離。 1.3繼電保護(hù)裝置通過(guò)哪些主要環(huán)節(jié)完成預(yù)定的保護(hù)功能,各環(huán)節(jié)的作用是什么? 答:繼電保護(hù)裝置一般通過(guò)測(cè)量比較、邏輯判斷和執(zhí)行輸出三個(gè)部分完成預(yù)定的保護(hù)功能。測(cè)量比較環(huán)節(jié)是冊(cè)來(lái)那個(gè)被保護(hù)電器元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”、“非”、“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，從而判別保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。邏輯判斷環(huán)節(jié)是根據(jù)測(cè)量環(huán)節(jié)輸出的邏輯信號(hào)，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘。執(zhí)行輸出環(huán)節(jié)是根據(jù)邏輯部分傳來(lái)的指令，發(fā)出跳開(kāi)斷路器的跳閘脈沖及相應(yīng)的動(dòng)作信息、發(fā)出警報(bào)或不動(dòng)作。 1.6線路上裝設(shè)兩組電流互感器，線路保護(hù)和母線保護(hù)應(yīng)各接哪組互感器？ 答：線路保護(hù)應(yīng)接TA1，母線保護(hù)應(yīng)接TA2。因?yàn)槟妇�保護(hù)和線路保護(hù)的保護(hù)區(qū)必須重疊，使得任意點(diǎn)的故障都處于保護(hù)區(qū)內(nèi)。 1.8后備保護(hù)的作用是什么？ 答：后備保護(hù)的作用是在主保護(hù)因保護(hù)裝置拒動(dòng)、保護(hù)回路中的其他環(huán)節(jié)損壞、斷路器拒動(dòng)等原因不能快速切除故障的情況下，迅速啟動(dòng)來(lái)切除故障。 2.6為什么定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的靈敏度、動(dòng)作時(shí)間需要同時(shí)逐級(jí)配合，而電流速斷的靈敏度不需要逐級(jí)配合？ 答：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定值按照大于本線路流過(guò)的最大負(fù)荷電流整定，不但保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，而且保護(hù)相鄰線路的全長(zhǎng)，可以起遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用。當(dāng)遠(yuǎn)處短路時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證離故障點(diǎn)最近的過(guò)電流保護(hù)最先動(dòng)作，這就要求保護(hù)必須在靈敏度和動(dòng)作時(shí)間上逐級(jí)配合，最末端的過(guò)電流保護(hù)靈敏度最高、動(dòng)作時(shí)間最短，每向上一級(jí)，動(dòng)作時(shí)間增加一個(gè)時(shí)間級(jí)差，動(dòng)作電流也要逐級(jí)增加。否則，就有可能出現(xiàn)越級(jí)跳閘、非選擇性動(dòng)作現(xiàn)象的發(fā)生。由于電流速斷只保護(hù)本線路的一部分，下一級(jí)線路故障時(shí)它根本不會(huì)動(dòng)作，因而靈敏度不需要逐級(jí)配合。 2.11在雙側(cè)電源供電的網(wǎng)絡(luò)中，方向性電流保護(hù)利用了短路時(shí)電氣量的什么特征解決了僅利用電流幅值特征不能解決的問(wèn)題？ 答：在雙側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)中，利用電流幅值特征不能保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。方向性電流保護(hù)利用短路時(shí)功率方向的特征，當(dāng)短路功率由母線流向線路時(shí)表明故障點(diǎn)在線路方向上，是保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作的方向，允許保護(hù)動(dòng)作。反之，不允許保護(hù)動(dòng)作。用短路時(shí)功率方向的特征解決了僅用電流幅值特征不能區(qū)分故障位置的問(wèn)題，并且線路兩側(cè)的保護(hù)只需按照單電源的配合方式整定配合即可滿足選擇性。 2.12功率方向判別元件實(shí)質(zhì)上是在判別什么？為什么會(huì)存在“死區(qū)”？什么時(shí)候要求它動(dòng)作最靈敏？ 答：功率方向判別元件實(shí)質(zhì)是判別加入繼電器的電壓和電流之間的相位，并且根據(jù)一定關(guān)系[cos(+a)是否大于0]判別初短路功率的方向。為了進(jìn)行相位比較，需要加入繼電器的電壓、電流信號(hào)有一定的幅值（在數(shù)字式保護(hù)中進(jìn)行相量計(jì)算、在模擬式保護(hù)中形成方波），且有最小的動(dòng)作電壓和電流要求。當(dāng)短路點(diǎn)越靠近母線時(shí)電壓越小，在電壓小雨最小動(dòng)作電壓時(shí)，就出現(xiàn)了電壓死區(qū)。在保護(hù)正方向發(fā)生最常見(jiàn)故障時(shí)，功率方向判別元件應(yīng)該動(dòng)作最靈敏。 2.14為了保證在正方向發(fā)生各種短路時(shí)功率判別元件都能動(dòng)作，需要確定接線方式及內(nèi)角，請(qǐng)給出90°接線方式正方向短路時(shí)內(nèi)角的范圍。 答：(1)正方向發(fā)生三相短路時(shí)，有0°<a<90°。 (2)正方向發(fā)生兩相短路，當(dāng)短路點(diǎn)位于保護(hù)安裝處附近，短路阻抗Zd《Zs時(shí)，0°<a<90°；當(dāng)短路點(diǎn)遠(yuǎn)離保護(hù)安裝處，且系統(tǒng)容量很大Zd》Zs時(shí)，-30°<a<60°。 綜合三相和各種兩相短路的分析得出，當(dāng)0°<[<90°時(shí)，使方向繼電器在一切故障情況下都能動(dòng)作的條件應(yīng)為30°<a<60°。 2.17在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生接地短路后，試分析、總結(jié)：(1)零序電壓、電流分量的分布規(guī)律；(2)負(fù)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。 答：(1)零序電壓——故障點(diǎn)處零序電壓最高，距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)零序電壓越低，其分布取決于到大地間阻抗的大小。零序電流——由零序電壓產(chǎn)生，由故障點(diǎn)經(jīng)線路流向大地，其分布主要取決于送電線路的零序阻抗和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗，與電源點(diǎn)的數(shù)目和位置無(wú)關(guān)。(2)負(fù)序電壓——故障點(diǎn)處負(fù)序電壓最高，距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)負(fù)序電壓越低，在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)上負(fù)序電壓為零。負(fù)序電流的分布取決于系統(tǒng)的負(fù)序阻抗。(3)正序電壓——越靠近電源點(diǎn)正序電壓數(shù)值越高，越靠近短路點(diǎn)正序電壓數(shù)值越低。正序電流的分布取決于系統(tǒng)的正序阻抗。 2.23圖2.59所示系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)全部不接地，如果發(fā)生單相接地，試比較故障線路與非故障線路中零序電流、零序電壓、零序功率方向的差異。 答：零序電流：在非故障線路中流過(guò)的電流其數(shù)值等于本身的對(duì)地電容電流，在故障線路中流過(guò)的零序電流數(shù)值為全系統(tǒng)所有非故障元件對(duì)地電容電流之和。零序電壓：全系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)量值等于相電壓的零序電流，各點(diǎn)零序電壓基本一樣。零序功率方向：在故障線路上，電容性無(wú)功功率方向?yàn)榫�路流向母線；在非故障線路上，電容性無(wú)功功率方向?yàn)槟妇�流向線路。 3.1距離保護(hù)是利用正常運(yùn)行與短路狀態(tài)間的哪些電氣量的差異構(gòu)成的？ 答：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)安裝處的電壓接近額定電壓，電流為正常負(fù)荷電流，電壓與電流的比值為負(fù)荷阻抗，其值較大，阻抗角為功率因數(shù)角，數(shù)值較��；電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)安裝處的電壓變?yōu)槟妇�殘余電壓，電流變?yōu)槎搪冯娏�，電壓與電流的比值變?yōu)楸Ｗo(hù)安裝處與短路點(diǎn)之間一段線路的短路阻抗，其值較小，阻抗角為輸電線路的阻抗角，數(shù)值較大，距離保護(hù)就是利用了正常運(yùn)行與短路時(shí)電壓和電流的比值，即測(cè)量阻抗之間的差異構(gòu)成的。 3.2什么是保護(hù)安裝處的負(fù)荷阻抗？ 答：負(fù)荷阻抗是指在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)安裝處的電壓（近似為額定電壓）與電流（負(fù)荷電流）的比值。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)電壓較高、電流較小、功率因數(shù)較高（即電壓與電流之間的相位差較�。�，負(fù)荷阻抗的特點(diǎn)是量值較大，在阻抗復(fù)平面上與R軸之間的夾角較小。 3.6在本線路上發(fā)生金屬性短路，測(cè)量阻抗為什么能夠正確反應(yīng)故障的距離？ 答：電力系統(tǒng)發(fā)生金屬性短路時(shí)，在保護(hù)安裝處所測(cè)量Um降低，Im增大，它們的比值Zm變?yōu)槎搪伏c(diǎn)與保護(hù)安裝處之間短路阻抗Zk;對(duì)于具有均勻參數(shù)的輸電線路來(lái)說(shuō)，Zk與短路距離Lk成正比關(guān)系，即Zm=Zk=Z1Lk(Z1=R1+jX1,為單位長(zhǎng)度線路的復(fù)阻抗)，所以能夠正確反應(yīng)故障的距離。 3.7距離保護(hù)裝置一般由哪幾部分組成？簡(jiǎn)述各部分的作用。 答：距離保護(hù)一般由啟動(dòng)、測(cè)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(dòng)部分：用來(lái)判別系統(tǒng)是否發(fā)生故障。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，該部分不動(dòng)作；而當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，該部分能夠動(dòng)作。通常情況下，只有啟動(dòng)部分動(dòng)作后，才將后續(xù)的測(cè)量、邏輯等部分投入工作。 (2)測(cè)量部分：在系統(tǒng)故障的情況下，快速、準(zhǔn)確地測(cè)定出故障方向和距離，并與預(yù)先設(shè)定的保護(hù)范圍相比較，區(qū)內(nèi)故障時(shí)給出動(dòng)作信號(hào)，區(qū)外故障時(shí)不動(dòng)作。 (3)振蕩閉鎖部分：在電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，距離保護(hù)的測(cè)量元件有可能誤動(dòng)作，振蕩閉鎖元件的作用就是正確區(qū)分振蕩和故障。在系統(tǒng)振蕩的情況下，將保護(hù)閉鎖，即使測(cè)量元件動(dòng)作，也不會(huì)出口跳閘；在系統(tǒng)故障的情況下，開(kāi)放保護(hù)，如果測(cè)量元件動(dòng)作且滿足其他動(dòng)作條件，則發(fā)出跳閘命令，將故障設(shè)備切除。 (4)電壓回路斷線部分：電壓回路斷線時(shí)，將會(huì)造成保護(hù)測(cè)量電壓的消失，從而可能使距離保護(hù)的測(cè)量部分出現(xiàn)誤判斷。這種情況下應(yīng)該將保護(hù)閉鎖，以防止出現(xiàn)不必要的誤動(dòng)。 (5)配合邏輯部分：用來(lái)實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)各個(gè)部分之間的邏輯配合以及三段式保護(hù)中各段之間的時(shí)限配合。 (6)出口部分：包括跳閘出口和信號(hào)出口，在保護(hù)動(dòng)作時(shí)接通跳閘回路并發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。 3.8為什么阻抗繼電器的動(dòng)作特性必須是一個(gè)區(qū)域？ 答：阻抗繼電器在實(shí)際情況下，由于互感器誤差、故障點(diǎn)過(guò)度電阻等因素影響，繼電器實(shí)際測(cè)量到的Zm一般并不能嚴(yán)格地落在與Zset同向的直線上，而是落在該直線附近的一個(gè)區(qū)域中。為保證區(qū)內(nèi)故障情況下阻抗繼電器都能可靠動(dòng)作，在阻抗復(fù)平面上，其動(dòng)作的范圍應(yīng)該是一個(gè)包括Zset對(duì)應(yīng)線段在內(nèi)，但在Zset的方向上不超過(guò)Zset的區(qū)域，如圓形區(qū)域、四邊形區(qū)域、蘋(píng)果形區(qū)域、橄欖形區(qū)域等。 3.10解釋什么是阻抗繼電器的最大靈敏角，為什么通常選定線路阻抗角為最大靈敏角？ 答：當(dāng)測(cè)量阻抗Zm的阻抗角與正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等時(shí)，阻抗繼電器的動(dòng)作阻抗最大，正好等于Zset1,即Zop=Zset1,此時(shí)繼電器最為靈敏，所以Zset1的阻抗角又稱為最靈敏角。選定線路阻抗角為最大靈敏角，是為了保證在線路發(fā)生金屬性短路的情況下，阻抗繼電器動(dòng)作最靈敏。 3.11導(dǎo)出具有偏移圓特性的阻抗繼電器的絕對(duì)值比較動(dòng)作方程和相位比較動(dòng)作方程。 3.12阻抗繼電器的絕對(duì)值比較動(dòng)作方程和相位比較動(dòng)作方程之間的關(guān)系是什么？ 3.17什么是最小精確工作電流和最小精確工作電壓？測(cè)量電流或電壓小于最小精工電流或電壓時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？ 答：通常情況下，在阻抗繼電器的最靈敏角方向上，繼電器的動(dòng)作阻抗就等于其整定阻抗，即Zop=Zset。但是當(dāng)測(cè)量電流較小時(shí)，由于測(cè)量誤差、計(jì)算誤差、認(rèn)為設(shè)定動(dòng)作門(mén)檻等因素的影響，會(huì)使繼電器的動(dòng)作阻抗變小，使動(dòng)作阻抗降為0.9Zset對(duì)應(yīng)的測(cè)量電流，稱為最小精確工作電流，用Iac.min 表示。 當(dāng)測(cè)量電流很大時(shí)，由于互感器飽和、處理電路飽和、測(cè)量誤差加大等因素的影響，繼電器的動(dòng)作阻抗也會(huì)減小，使動(dòng)作阻抗降為0.9Zset對(duì)應(yīng)的測(cè)量電流，稱為最大精確工作電流，用Iac.max表示。 最小精工電流與整定阻抗也會(huì)減小，使動(dòng)作阻抗降為0.9Zset對(duì)應(yīng)的測(cè)量電流，稱為最大精確工作電流，用Iac.max表示。 最小精工電流與整定阻抗值的乘積，稱為阻抗繼電器的最小精工電壓，常用Uac.min表示。 當(dāng)測(cè)量電流或電壓小于最小精工電流電壓時(shí)，阻抗繼電器的動(dòng)作阻抗將降低，使阻抗繼電器的實(shí)際保護(hù)范圍縮短，可能引起與之配合的其他保護(hù)的非選擇性動(dòng)作。 3.19什么是助增電流和外汲電流？它們對(duì)阻抗繼電器的工作有什么影響？ 3.21什么是電力系統(tǒng)的振蕩？振蕩時(shí)電壓、電流有什么特點(diǎn)？阻抗繼電器的測(cè)量阻抗如何變化？ 答：電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)失去同步的現(xiàn)象，稱為電力系統(tǒng)的振蕩；電力系統(tǒng)振蕩時(shí)，系統(tǒng)兩側(cè)等效電動(dòng)勢(shì)間的夾角δ在0°~360°范圍內(nèi)作周期性變化，從而使系統(tǒng)中各點(diǎn)的電壓、線路電流、距離保護(hù)的測(cè)量阻抗也都呈現(xiàn)周期性變化。在系統(tǒng)兩端電動(dòng)勢(shì)相等的條件下，測(cè)量阻抗按下式的規(guī)律變化，對(duì)應(yīng)的軌跡如Page100圖3.32所示。 3.22采用故障時(shí)短時(shí)開(kāi)放的方式為什么能夠?qū)崿F(xiàn)振蕩閉鎖？開(kāi)放時(shí)間選擇的原則是什么？ 答：1、利用電流的負(fù)序、零序分量或突變量，實(shí)現(xiàn)振蕩閉鎖。2、當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，短時(shí)開(kāi)放距離保護(hù)允許保護(hù)出口跳閘稱為短時(shí)開(kāi)放。若在開(kāi)放的時(shí)間內(nèi)，阻抗繼電器動(dòng)作，說(shuō)明故障點(diǎn)位于阻抗繼電器的動(dòng)作范圍之內(nèi)，將故障線路跳開(kāi)；若在開(kāi)放的時(shí)間內(nèi)阻抗繼電器未動(dòng)作，則說(shuō)明故障不在保護(hù)區(qū)內(nèi)，重新將保護(hù)閉鎖。 開(kāi)放時(shí)間選擇的原則：Tdw稱為振蕩閉鎖的開(kāi)放時(shí)間，或稱允許動(dòng)作時(shí)間，它的選擇要兼顧兩個(gè)方面：一是要保證在正向區(qū)內(nèi)故障時(shí)，保護(hù)I段有足夠的時(shí)間可靠跳閘，保護(hù)Ⅱ段的測(cè)量元件能夠可靠啟動(dòng)并實(shí)現(xiàn)自保持，因而時(shí)間不能太短，一般不應(yīng)小于0.1s；二是要保證在區(qū)外故障引起振蕩時(shí)，測(cè)量阻抗不會(huì)在故障后的Tdw時(shí)間內(nèi)進(jìn)入動(dòng)作區(qū)，因而時(shí)間又不能太長(zhǎng)，一般不應(yīng)大于0.3s。 4.2縱聯(lián)保護(hù)與階段式保護(hù)的根本差別是什么？ 答：縱聯(lián)保護(hù)與階段式保護(hù)的根本差別在于，階段式保護(hù)僅檢測(cè)、反應(yīng)保護(hù)安裝處一端的電氣量，其無(wú)延時(shí)的速動(dòng)段（即第Ⅰ段）不能保護(hù)全長(zhǎng)，只能保護(hù)線路的一部分，另一部分則需要依靠帶有一定延時(shí)的第Ⅱ段來(lái)保護(hù)；而縱聯(lián)保護(hù)通過(guò)通信聯(lián)系，同時(shí)反應(yīng)被保護(hù)線路兩端的電氣量，無(wú)需延時(shí)配合就能夠區(qū)分出區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障，因而可以實(shí)現(xiàn)線路全長(zhǎng)范圍內(nèi)故障的無(wú)時(shí)限切除。 4.4輸電線路縱聯(lián)保護(hù)中通道的作用是什么？Page119 4.5通道傳輸?shù)男盘?hào)種類、通道的工作方式有哪些？ 答：在縱聯(lián)比較式保護(hù)中，通道中傳送的信號(hào)有三類，即閉鎖信號(hào)、允許信號(hào)和跳閘信號(hào)。在縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)中，通道中傳送的是線路兩端電流的信息，可以是用幅值、相角或?qū)嵅俊⑻摬勘硎镜南嗔恐�，也可以是采樣得到的離散值。在縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)中，通道中傳送的是表示兩端電流瞬時(shí)值為正（或負(fù)）的相位信息，例如，瞬時(shí)值為正半周時(shí)有高頻信息，瞬時(shí)值為負(fù)半周時(shí)無(wú)高頻信息，檢測(cè)線路上有高頻信息的時(shí)間，可以比較線路兩端電流的相位。不同的通道有不同的工作方式，對(duì)于載波通道而言，有三種工作方式，即正常無(wú)高頻電流方式、正常有高頻電流方式和移頻方式。對(duì)于光纖及微波通道，取決于具體的通信協(xié)議形式。 4.12輸電線路縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)在系統(tǒng)振蕩、非全相運(yùn)行期間，會(huì)否誤動(dòng)，為什么？ 答：系統(tǒng)振蕩時(shí)，線路兩側(cè)通過(guò)同一個(gè)電流，與正常運(yùn)行及外部故障時(shí)的情況一樣，差動(dòng)電流為量值較小的不平衡電流，制動(dòng)電流較大，選取適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)特性，就會(huì)保證不誤動(dòng)作。非全相運(yùn)行時(shí)，線路兩側(cè)的電流也為同一個(gè)電流，電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)也不誤動(dòng)作。 4.14為什么縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)要求兩側(cè)測(cè)量和計(jì)算的嚴(yán)格同步，而方向比較式縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理則無(wú)兩側(cè)同步的要求？ 4.20什么是閉鎖角，由什么決定其大小，為什么保護(hù)必須考慮閉鎖角，閉鎖角的大小對(duì)保護(hù)有何影響？ 4.21什么是相繼動(dòng)作，為什么會(huì)出現(xiàn)相繼動(dòng)作，出現(xiàn)相繼動(dòng)作對(duì)電力系統(tǒng)有何影響？ 答：在輸電線路保護(hù)中，一側(cè)保護(hù)先動(dòng)作跳閘后，另一側(cè)保護(hù)才能動(dòng)作的現(xiàn)象稱為相繼動(dòng)作。 隨著被保護(hù)線路的增長(zhǎng)，為了保證區(qū)外故障時(shí)不誤動(dòng)作，要求保護(hù)的閉鎖角增大，從而使動(dòng)作區(qū)域變小，內(nèi)部故障時(shí)有可能進(jìn)入保護(hù)的不動(dòng)作區(qū)。由于在內(nèi)部故障時(shí)高頻信號(hào)的傳輸延時(shí)對(duì)于電流相位超前側(cè)和滯后側(cè)的影響是不同的，對(duì)于滯后的N側(cè)來(lái)說(shuō)，超前側(cè)M發(fā)出的高頻信號(hào)經(jīng)傳輸延遲后，相當(dāng)于使兩者之間的相位差縮小，高頻信號(hào)的間斷角加大，有利于其動(dòng)作，所以N側(cè)是可以動(dòng)作的；但對(duì)于超前的M側(cè)來(lái)說(shuō)，N側(cè)發(fā)來(lái)的信號(hào)經(jīng)延時(shí)后相對(duì)于加大了兩側(cè)電流的相位差，使M側(cè)感受到的高頻信號(hào)的間斷角變得更小，有可能小于整定的閉鎖角，從而導(dǎo)致不動(dòng)作。為解決M端不能跳閘問(wèn)題，當(dāng)N側(cè)跳閘后，停止發(fā)高頻信號(hào)，M側(cè)只能收到自己發(fā)的高頻信號(hào)，間隔180°，滿足跳閘條件隨之跳閘。出現(xiàn)相繼動(dòng)作后，保護(hù)相繼動(dòng)作的一端故障切除的時(shí)間變慢。 5.2何為瞬時(shí)性故障，何謂永久性故障？ 答:當(dāng)故障發(fā)生并切除故障后，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)故障點(diǎn)絕緣強(qiáng)度恢復(fù)、故障點(diǎn)消失，若把斷開(kāi)的線路斷路器再合上就能夠恢復(fù)正常的供電，則稱這類故障是瞬時(shí)性故障。如果故障不能自動(dòng)消失，延時(shí)后故障點(diǎn)依然存在，則稱這類故障是永久性故障。 5.3在超高壓電網(wǎng)中使用三相重合為什么要考慮兩側(cè)電源的同期問(wèn)題，使用單項(xiàng)重合閘是否需要考慮同期問(wèn)題？ 答：三項(xiàng)重合閘時(shí)，無(wú)論什么故障均要切除三項(xiàng)故障，當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱時(shí)，兩側(cè)電源在斷路器跳閘以后可能失去同步，因此需要考慮兩側(cè)電源同期問(wèn)題；單相故障時(shí)只跳單相，使兩側(cè)電源之間仍然保持兩相運(yùn)行，一般是同步的；因此，單相重合閘一般不考慮同期問(wèn)題。 5.5如果必須考慮同期合閘，重合閘是否必須裝檢同期元件? 答：如果必須考慮同期合閘，也不一定必須裝檢同期元件。當(dāng)電力系統(tǒng)之間聯(lián)系緊密(具有三個(gè)以上的回路)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)保證線路兩側(cè)不會(huì)失步，或當(dāng)兩側(cè)電源有雙回路聯(lián)系時(shí)，可以采用檢查另一線路是否有電流來(lái)判斷兩側(cè)電源是否失去同步。 5.12什么是重合閘前加速保護(hù)？ 答：所謂前加速就是當(dāng)線路第一次故障時(shí)，靠近電源端保護(hù)無(wú)選擇性動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再有選擇性的切除故障。 5.13什么是重合閘后加速保護(hù)？ 答：所謂后加速就是當(dāng)線路第一次故障時(shí)，保護(hù)有選擇性的動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再加速保護(hù)動(dòng)作瞬時(shí)切除故障，而與第一次動(dòng)作是否帶有時(shí)限無(wú)關(guān)。 6.1變壓器可能發(fā)生哪些故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)？它們與線路相比有何異同？ 答：變壓器故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障，油箱外得故障主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。油箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。 變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有變壓器外部短路引起的過(guò)電流、負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷、風(fēng)扇故障或漏油等原因引起的冷卻能力下降等。此外，對(duì)于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的星形接線變壓器，外部接地短路時(shí)有可能造成變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓，威脅變壓的絕緣；大容量變壓器在過(guò)電壓或低頻率等異常工況下會(huì)使變壓器過(guò)勵(lì)磁，引起鐵芯和其他金屬構(gòu)件的過(guò)熱。 油箱外故障與線路的故障基本相同，都包括單相接地故障、兩相接地故障、兩相不接地故障和三相故障幾種形式，故障時(shí)也都會(huì)出現(xiàn)電壓降低、電流增大等現(xiàn)象。油箱內(nèi)故障要比線路故障復(fù)雜，除了包括相間故障和接地故障外，還包括匝間故障、鐵芯故障等，電氣量變化的特點(diǎn)也較為復(fù)雜。 6.3關(guān)于變壓器縱差保護(hù)中的不平衡電流與差動(dòng)電流在概念上有何區(qū)別與聯(lián)系？引起差動(dòng)電流的原因。 答：差動(dòng)電流指被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部故障時(shí)，構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)的各電流互感器的二次電流之和（各電流互感器的參考方向均指向被保護(hù)設(shè)備時(shí)）。不平衡電流指在正常及外部故障情況下，由于測(cè)量誤差或者變壓器結(jié)構(gòu)、參數(shù)引起的流過(guò)差動(dòng)回路電流。 6.11對(duì)比變壓器過(guò)電流保護(hù)和線路過(guò)電流保護(hù)的整定原則的區(qū)別在哪里？ 答：線路的過(guò)電流保護(hù)為保證在正常情況下各條線路上的過(guò)電流保護(hù)絕對(duì)不動(dòng)作，顯然保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流必須大于該線路上出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流I L.max；同時(shí)還必須考慮到外部故障切除后電壓恢復(fù)，負(fù)荷自啟動(dòng)電流作用下保護(hù)裝置必須能夠返回，其返回電流應(yīng)大于負(fù)荷自啟動(dòng)電流，一般考慮后一種情況整定。 變壓器過(guò)電流保護(hù)：(1)對(duì)并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)最大容量變壓器時(shí)，在其他變壓器中出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷。當(dāng)各臺(tái)變壓器容量相同時(shí)，按負(fù)荷在剩余的變壓器中平均分配計(jì)算，有I L.max=(n/n-1)I N 式中，n為并列運(yùn)行變壓器的可能最少臺(tái)數(shù)；I N為每臺(tái)變壓器的額定電流。(2)對(duì)降壓變壓器，應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的最大電流，即I`L.max=KssI`L.max 式中，I`L.max為正常時(shí)的最大負(fù)荷電流（一般為變壓器的額定電流）；Kss為綜合負(fù)荷的自啟動(dòng)系數(shù)。對(duì)于110KV的降壓變電所，低壓6~10KV側(cè)取Kss=1.5~2.5；中壓35KV側(cè)取Kss=1.5~2。 按上述原則整定時(shí)，有可能會(huì)出現(xiàn)靈敏度不足的情況，這時(shí)通常需要配置低壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)或復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的過(guò)電流保護(hù)。 6.12與低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)相比，復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)為什么能夠提高靈敏度？ 答：復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的過(guò)電流保護(hù)將原來(lái)的三個(gè)低電壓繼電器改由一個(gè)負(fù)序過(guò)電壓繼電器U2〉（電壓繼電器接于負(fù)序電壓濾過(guò)器上）和一個(gè)接于線電壓上的低電壓繼電器U〈組成。由于發(fā)生各種不對(duì)稱故障時(shí)，都能出現(xiàn)負(fù)序電壓，故負(fù)序過(guò)電壓繼電器U2〉作為不對(duì)稱故障的電壓保護(hù)，而低電壓繼電器U〈則作為三相短路故障時(shí)的電壓保護(hù)。過(guò)電流繼電器和低電壓繼電器的整定原則與低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)相同。負(fù)序過(guò)電壓繼電器的動(dòng)作電壓按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)序?yàn)V過(guò)器出現(xiàn)的最大不平衡電壓來(lái)整定，通常取U2.set=（0.06~0.12）UN該定值較小，使負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作的靈敏度遠(yuǎn)大于低電壓繼電器，所以，復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)在不對(duì)稱故障時(shí)電壓繼電器的靈敏度高。 6.13三繞組變壓器相間后備保護(hù)的配置原則是什么？ 答：三繞組變壓器的相間短路的后備保護(hù)在作為相鄰元件的后備時(shí)，應(yīng)該有選擇性地只跳開(kāi)近故障點(diǎn)一側(cè)的斷路器，保證另外兩側(cè)繼續(xù)運(yùn)行，盡可能的縮小故障影響范圍；而作為變壓器內(nèi)部故障的后備時(shí)，應(yīng)該都跳開(kāi)三側(cè)斷路器，使變壓器退出運(yùn)行。 6.14零序電流保護(hù)為什么在各段中均設(shè)兩個(gè)時(shí)限？ 答：在變壓器零序電流保護(hù)中，要考慮縮小故障影響范圍的問(wèn)題。每段零序電流可設(shè)兩個(gè)時(shí)限，并以較短的時(shí)限動(dòng)作于縮小故障影響范圍（跳母聯(lián)等），以較長(zhǎng)的時(shí)限斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。 7.3寫(xiě)出發(fā)電機(jī)標(biāo)積制動(dòng)和比率制動(dòng)差動(dòng)原理得表達(dá)式。圖Page198、Page199 (1)標(biāo)積制動(dòng)。 令差動(dòng)電流為Id= | I`1+I`2 | 制動(dòng)電流為Ires=²√ | I`1I`2cos(180°-θ)| 當(dāng)cos(180°-θ)大于等于0 0 當(dāng)cos(180°-θ)小于0 則標(biāo)積制動(dòng)的縱差保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為（Id≥KsIres）∩（Id≥Idmin) 式中，Ks為標(biāo)積制動(dòng)系數(shù)，θ為I`1和I`2的夾角。 (2)比率制動(dòng)。 令差動(dòng)電流為Id= I`1+I`2 制動(dòng)電流為Ires=|(I`1-I`2)/2| 則比率制動(dòng)式縱差保護(hù)的動(dòng)作方程為 Id＞K(Ires-Ires.min)+Id.min，當(dāng)Ires＞Ires.mim Id＞Id.min，當(dāng)Ires≤Ires.min 式中，Ires.min成為拐點(diǎn)電流；Id.min為啟動(dòng)電流；K為制動(dòng)線斜率. 7.4發(fā)電機(jī)的完全差動(dòng)保護(hù)為何不反應(yīng)匝間短路故障，變壓器差動(dòng)保護(hù)能反應(yīng)嗎？ 答；發(fā)電機(jī)的完全差動(dòng)保護(hù)引入發(fā)電機(jī)定子機(jī)端和中性點(diǎn)的全部相電流I1和I2，在定子繞組發(fā)生同相匝間短路時(shí)兩側(cè)電流仍然相等，保護(hù)將不能夠動(dòng)作。變壓器匝間短路時(shí)，相當(dāng)于增加了繞組的個(gè)數(shù)，并改變了變壓器的變比，此時(shí)變壓器兩側(cè)電流不再相等，流入差動(dòng)繼電器的電流將不在為零，所以變壓器縱差動(dòng)保護(hù)能反應(yīng)繞組的匝間短路故障。 8.2試述判別母線故障的基本方法。 答：(1)全電流差動(dòng)原理判別母線故障。在正常運(yùn)行以及母線范圍以外故障時(shí)，在母線上所有連接元件中，流入的電流和流出的電流相等，或表示為∑Ipi=0；當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，所有與母線連接的元件都向故障點(diǎn)供給短路電流或流出殘留的負(fù)荷電流，按基爾霍夫電流定律，有∑Ipi=Ik(短路點(diǎn)的總電流)。 (2)電流相位差動(dòng)原理判別母線故障。如從每個(gè)連接元件中電流的相位來(lái)看，則在正常運(yùn)行以及外部故障時(shí)，則至少有一個(gè)元件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，具體說(shuō)來(lái)，就是電流流入的元件和電流流出的元件這兩者的相位相反。而當(dāng)母線故障時(shí)，除電流等于零的元件以外，其他元件中的電流是接近同相位的。 8.6簡(jiǎn)述何謂斷路器失靈保護(hù)。 答：所謂斷路器失靈保護(hù)，是指當(dāng)故障線路的繼電保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳閘脈沖，但其斷路器拒絕跳閘時(shí)，能夠以較短的時(shí)限切除與其接在同一條母線上的其他斷路器，以實(shí)現(xiàn)快速后備同時(shí)又使停電范圍限制為最小的一種后備保護(hù)。
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電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課后部分習(xí)題答案.doc
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