发布时间 : 星期日 文章电力系统继电保护课后习题及答案完整版马永祥北京大学出版社更新完毕开始阅读d88c01a56529647d272852b2
电压值突然变化量很大。（2）振荡时系统任一点电流与电压侄之间的相位角都随功角的变化而改变，而短路时，电流与电压之间的相位角是基变的。 16．振荡闭锁装置必须满足哪些要求？
答：应满足以下基本要求1.系统发生振荡而没有故障时，应可靠地将保护闭锁且振荡不停息，闭锁不应解除。2.系统发生各种类型的故故障时(包括转换性)不论系统有无振荡，保护都不应闭锁而可靠动作。3.在振荡的过程中发生不对称故障时，保护应能快速的正确动作，对于对称故障，则允许保护延时动作4.当保护范以外发生故障引起系统振荡时，应可靠闭锁5.先故障而后又发生振荡时保护不致无选择性的动作。6.振荡平息后，振荡闭锁装代应能自动返回，准备好下一次的动作。
17.用相位比较法实现距离继电器有何优点？以余弦比相公式为例说明之。
答：对于两电气比较的距离继电器而言，绝对值比较与相位比较是可以互相转换的，所以两种比较方式都能够实现距离继电器。在数字式保护中，一般都用相位比较方式实现，主要原因是相位比较方式实现较为简单。相位比较的动作条件为-90度= 18.什么是最小精确工作电流和最小精确工作电压？测量电流或电压小于最小精确电流或电压时，会出现什么问题。 答：通常情况下，在阻抗继电器的最灵敏角方向上，继电器的动作阻抗就等于其整定阻抗，即Zop=Zset。但是当测量电流较小时，由于测量误差、计算误差、人为设定动作门槛，等因素的影响，会使继电器的动作阻抗变小，使动作阻抗为0.9Zset，对应的测量电流称为最小精确工作电流，用Iac.min表示。当测量电流很大时，由于互感器饱和、处理电路饱和、测量误差加大等因素的影响继电器的动作阻抗也会减小，使动作阻抗降为0.9Zset。对应的测量电流，称为最大精确工作电流，用Iac.max表示。最小精工电流与整定阻抗值的乘积称为阻抗继电器的最小精工电压，常用Uac.max表示。当测量电流或电压小于最小精工电流或电压时，阻抗继电器的动作阻抗将降低使阻抗继电器的实际保护范围缩短，可能引起与之配合的其他保护的非选择性动作。 19.为什么要规定阻抗继电器的精确电流这一指标，它有什么意义？ 答：由于阻抗继电器的比较回路和执行元件.工作或动作都需要消耗功率或克服管压降所以它的动作阻抗并不总是等于整定阻。可以看出当当通人继电器的电流足够大时，Zact才等于Zset。为了把动作阻抗的误差限制在一定范围内规定了精确工作电流这一指标。它的实际意义在于阻抗继电器Zset因Im的变化而变化，将直接影响距离保护间的配合，甚至造成非选择性动作。 20.在整定值相同的情况下，比较方向圆特性、全阻抗特性、苹果特性、橄榄特性的多负荷能力。 答：整定值相同的情况下，橄榄特性、方向圆特性、苹果特性、全阻抗圆特性分别如答案图中的1、2、3、4所示。由该图可以清楚地看出，在整定值相同的情况下橄榄特性的躲负荷阻抗能力最好，方向圆阻抗特性次之，苹果形与全阻抗的躲负荷能力需要具体分析，取决于负荷的阻抗角以及苹果形状的胖瘦。 21.距离保护2段整定已考虑助增电流的影响，若运行中助增电流消失，保护区如何变化？为什么？ 答：保护区将加大。因为助增电流的影响，使保护打段测量阻抗增大，保护范围减小。 22.在正定距离保护2段时，为什么采用最小分支系数？在检验距离保护3段时，为什么采用最大分支系数？ 答：为了保证距离段保护的选择性。在最小分支系数情况下能保证保护问的配合那在其他运行情况下，使保护的测量阻抗变大，保护范围外减小不会影响配合关系，更能保证选择性。 为了保证距离保护班段动作的灵敏性。采用最大分支系数检验保护作为远后备的灵敏性，若能满足要求时在其他运行方式下，使保护的测量阻抗变小，不会影响配合关系，更能保证选择性。 23.过度电阻对距离1段的影响大，还是对距离2段的影响大？为什么？ 答：过渡电阻对距离保护3段的影响比段大。因为(1)距短路点越近的保护受过渡电阻影响越大(2)距离1段保护定值小于2段保护定值受过渡电阻的影响要大。 24.距离保护装置应该采用哪些反事故技术情施？ 答：对距离保护装置采用的反事故技术措施有以下几种(1)为防止失压、过负荷或系统振荡等原因造成距离保护装置误动作，它必须由负序电流增量元件起动(2)在距离保护失去电压或总闭锁继电器动作的情况下，不允许切合距离保护的直流电源，而应先将其停用后再进行处理，只有在恢复电压无误后才允许将其重新投入运行。(3)距离保护不宜停用瞬时段如特殊情况下需要停用时，一定要对其作模拟出口三相短路试验(如在回路上采用电流或电压自保持)并保证可靠动作。否则，应采取其他补救措施，如加装相电流速断保护等措施。(4)对于方向阻抗继电器、应保证其在出口三相短路试验时能可靠动作，反方向母线短路时不误动作。在进行方向阻抗继电器反方向母线短路的特性试验时，应注意电压回路的模拟阻抗与实际相符。（5）作方向阻抗继电器的特性试验时必须保证在通人的电流为5A及最大三相短路电流的二次值时，阻抗继电器动合触点的闭合时间应能使在80%额定直流电压下出口继电器可靠动作。(6)阳.抗继电器的重动中问继电器不允许出现延时返回现象。(7)检查并保证阻抗继电器的猿定变压器和电抗变压器的整定旋钮与整定板接触良。(8)为防止仪表电压回路短路或接地引起距离保护失压而误动作接至仪表的电压分支回路应装设较小容量的熔断器。最好是将仪表与保护的电压回路自电压互感器二次电压引出端子处即分成各自立独主的回路，且仪表电压回路也应装设较小容量的熔断器。(9)认真执行衰二次电压回路运行维护规程分确保电压互感器二次回路的正确运行以保证距离保护的正确动作。(10)在距离保护投人运行前必须认真检查接线并用负荷电流对保护的方向性进行判别，在确认无误后才允许投人运行。 25.采用故障时短时开放的方式，为什么能够实现震荡闭锁？开放时间选择的原则是什么？ 答：电力系统振荡有静稳定破坏引起的振荡和暂态稳定破坏弓互起的振荡两大类。静稳定破坏引发振荡时电气量的变化有如下几个特征(1)电压、电流等电气量周期性变化，但三相完全对称没有负序和零序分量出现(2)不会出现电气量的突变(3)若振荡中心在阻抗继电器的动作区内则阻抗继电器会周期性动作。暂态稳定破坏引发振荡时，电气量的变化有如下几个特征(1)暂态稳定破坏是由外部故障或重要设备投退引起的在出现故障或重大操作的瞬间电压、电流中会出现负序和零序分量。(2)故障或重大操作的瞬间，电气量会发生突变(3)暂态稳定破坏后，若振荡中心在阻抗继电器的动作区内，则阻抗继电器会周期性动作，但是由于振荡时电气量变化，缓慢所以从发生外部故障到阻抗继电器因振荡而误动作会有一定的时间，即从负序、零序或电气量突变出现，到阻抗继电器误动作有一段时间，该时间一般不小于0.3s。区内故障时，电气量的变化有如下特征(1)区内短路时，总要长期(不对称短路过程中)或瞬间（在三相短路开始时)出现负序或零序。(2)短路发生时电气量发生突变(3)故障点落在阻抗继电器的动作区域之内时阻抗继电器立即动作，故障切除之前阻抗继电器不会返网(4)阻抗继电器的动作与系统出现负序、零序、突变之间几乎没有时问差。 根据上述三种情况下电气量变化的不同特征，可以采用短时开放保护的方式实现振荡闭锁。选取一个能够反应系统中的负序、零序或突变的元件作为启动元件，启动元件不动作时，闭锁阻抗继电器。启动元件动作后，短时地开放阻抗继电器，若在开放的时间内阻抗继电器动作，则维持开放，直到故障切除，若在开放的时间内阻抗继电器不动作，则进入闭锁状态，即使阻抗继电器后来再动作，也不会开放。这样，在系统正常运行及因静稳定破坏而发生振 荡时，由于系统中没有负序、零序及突变。因此，启动元件不会动作，阻抗继电器将被闭锁，不会发生误动。发生区外故障时，启动元件动作，将阻抗继电器开放，但由于是区外故障，在引起系统振荡之前及振荡摆开的角度较小时阻抗继电器不会动作，经一定时间后，再次转人闭锁状态，此后即使阻抗继电器因振荡发生了误动，也不会造成保护装代的误动作。区内故障时，启动元件与阻抗继电器同时动作，启动元件动作后识即开放阻抗继电器，因在开放的时间内阻抗继电器动作，就维持开放，真到故障被切除。可见，短时开放能够有效地防止系统振荡时保护装置误动作，同时又能够保证区内故障时可靠切除故障。开放时间选择要兼顾两个原则，一、是要保证在正向区内故障时1段保护有足够的时间可靠跳闸2段保护的测量元件能够可靠启动并实现白保持因而时间不能太短，一般不应小于0.1s.二、是要保证在区外故障引起振荡时，测量阻抗不会在故障后的开放时间内，进人动作区。因而时间又不能太长一般不应大于0.3s。所以，通常情况下取0.1s~0.3s。现代数字保护中开放时间，一般取0.15s左右。 26.单相负载（如电气化铁路)对常规距离保护有何影响？ 答：电气化铁路是单相不对称负荷，使系统中的基波负序分量及电流突变量大大增加；电铁换流的影响，使系统中各次谐波分量骤增。电流的基波负序分量、突变量以及高次谐波均导致距离保护振荡闭锁频繁开放。对距离保护的影响是，频繁开放增加了误动作机率，电源开放继电器频繁动作可使触点烧坏。 27.什么是距离保护的稳态超越，克服稳态超越影响的措施有哪些？ 答：稳态超越是指在区外故障期间测量阻抗稳定地落人动作区的动作现象。保护安装处的总测量阻抗可能会因下级线路出口处过渡电阻的影响而减小。严重情况下，可能使测量阻抗落人其1段范围内，造成其1段误动作。这种因过渡电阻的存在而导致保护测量阻抗变小，进一步引起保护误动作的现象，称为距离保护的稳态超越。克服稳态超越影响的措施是采用能容许较大的过渡电阻而不至于拒动的测量元件。 28.什么是距离保护的暂态超越，克服暂态超越影响的措施有哪些？ 答：在线路发生短路故障时，由于各种原因，会使得保护感受到的阻抗值比实际线路的短路阻抗值小，使得下一条线路出口短路(即区外故障)时，保护出现非选择性动作即所谓超越。暂态超越则是指在线路故障时，由于暂态分量的存在而造成的保护超越现象。克服暂态超越影响的措施如下(1)消除衰减直流分量影响的措施，主要有两种方法。第一、种方法就是采用不受其影响的算法，如解微分方程算法等基于瞬时值模型的算法；第二种方法是采用各种滤除衰减直流分量的算法，但到目前为止，数据窗短、运算量小的算法尚在研究中。(2)消除谐波及高频分量对距离保护影响的措施包括采用傅氏算法能够滤除各种整数次谐波，使其基本不受整数次谐波分量的影响，采用半波积分算法对谐波也有一定的滤波作用，数字滤波可以方便地滤除整数次谐波，对非整数次谐波也有一定的衰减作用是消除谐波影响的主要措施。 29.串联补偿电容器对距离保护的正确工作有什么影响，如何克服这些影响？ 答：在串补电容前和串补电容后发生短路时，短路阻抗将会发生突变，短路阻抗与短路距离的线性关系被破坏，将使距离保护无法正确测量故障距离。减少串补电容影响的措施通常有以下几种(1)用直线型动作特性克服反方向误动(2)用负序功率方向元件闭锁误动的距离保护(3)选取故障前的记忆电压为参考电压来克服串补电容的影响(4)通过整定计算来减小串补电容的影响。 30.用故障分量构成继电保护有什么优点？、 答：工频故障分量的距离保具有如下几个特点(1)继电器电力系统故障引起的故障分量电压电流为测量信号不反应故障前的负荷量和系统振荡，动作性能不受非故障状态的影响，无需加振荡闭锁；(2)继电器不应反应故障分量中的工频稳态量，不反应其中暂态分量，动作性 能较为稳定。(3)继电器的动作判据简单，因而实现方便，动作速度较快(4)具有明确的方向性，因而既可以作为距离元件，又可以作为方向元件使用（5）继电器本身具有较好的选相能力。 4.1填空题1.纵联保护的通道主要有以下几种类型：电力载波、微波、光纤、引导线。2.线路纵联保护载波通道的构成部件包括输电线路、高频载波器、耦合电容器、结合滤波器、高频电缆、保护间隙、接地刀和收发信机。3.电力载波通道有相-相制通道和相-地制通道两种构成方式。4.电流启动式闭锁式纵联保护跳闸的必要条件是高定值启动元件动作且正方向元件动作，反方向元件不动作，收到过闭锁信号而后信号又消失。5.闭锁式高频方向保护在故障时启动发信，而正方向元件动作时停止发信。其动作跳闸的基本条件是正方向元件动作且收不到闭锁信号。 6.方高频保护是比较线路两端功率方向当满足功率方向同时指向线路条件时，方向高频保护动作。 7．故障时发信的闭锁式方向高频保护不受振荡影响区内故障伴随高频通道破坏，保护可以动作。8.线路闭锁式纵联保护启动发信方式有保护启动、远方启动和远方启动。9.现代微机式高频方向保护中普遍采用正、反两个方向元件，其中反方向元件动作要比正方向元件灵敏。 10.纵差动保护的不平衡电流实质上是两端电流互感器两端电流之差，出现不平衡电流的主要原因是两个电流互感器铁芯饱和程度不同。 4.3判断题 1.所谓相地制通道就是利用输电线的某一相作为高频通道加工相。对2.高频保护采用相地制高频通道是利用因为相-地制通道衰耗小。错 3.耦合电容器对工频电流具有很大的阻抗可防止工频高压侵入高频收发信机。对 4.在高频通道中连接滤波器与耦合电容器共同组成带通滤波器其在通道中的作用是使输电线路和高频电缆的连接成为匹配连接同时使高频收发信机和高压线路隔离。对5.高频保护不反应被保护线路以外的故障所以不能作为下一段线路的后备保护。对 6.对于闭锁式高频保护，判断故障为区内故障发跳闸信号的条件为本侧停信元件在动作状态及此时通道无高频信号(即收信元件在不动作状)。错 7.对于纵联保护，在被保护范围末端发生金属性故障时应有足够的灵敏度。对 8.闭锁式纵联保护跳闸的必要条件是高值启动元件动作正方向元件动作反方向元件不动作，收到过闭锁信号而后信号又消失。对 9.闭锁式纵联保护在系统区外故障时靠近故障点一侧的保护将作用收发信机停信。错10.高频距离保护不受线路分布电容的影响。对 4.4问答题1.纵联保护按通道类型可分为几种？ 答：可以分为以下4种类型。1.电力线载波纵联保护2.微波纵联保护3.光纤纵联保护4.导引线纵联保护。2.电力载波高频通道有哪几种构成方式，各有什么特点？ 答：相-相制通道：利用输电线的两相导线作为高频通道。虽然采用这种接线方式高频电流衰耗较小，但由于需要两套构成高频通道的设备，因而投资大，不经济所以很小采用。2.相-地高频通道，即在输电线的同一相两端装设高频耦合和分离设备将高频收发讯机接在该相导线和大地之间，利用输电线的一相(该相称加工相)和大地作为高频通道，这种接线方式的缺点是高频电流的衰减和受到的干抗都比较大但由于只需装设一套构成高频通道的设备，比较经济，因此，在我国得到了广泛的应用。 3.继电保护高频通道的工作方式有哪几种？ 答：继电保护高频通道的工作方式有以下3种。1.正常无高频电流方式(故障起动发信号方式)。在这种方式下正常时发信机不工作，高频通道内不传送高频电流。发信机只在电力系统发生故障期间才由起动元件起动。因此，这种工作方式又称为故障起动发信号方式。对于