(完整版)刘学军《继电保护原理》课后答案

1、继电保护原理课后答案第一章：在图 1-1 中,各断路器处均装有继电保护装置 P1P7.试答复以下问题：(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,对彳护 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 PaP5 动作跳开

2、 3QR5QF,或由远后备保护 P2、P4 的动作跳开 2QR4QF.(2)当 k2 点短路时,根据选择性要求应由保护 P2、 P3 动作跳开 2QR3QF,如 3QF 拒动,保护 1 动作并跳开 1QF,那么彳护 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 4QE 如果是 2QF拒动,那么保护 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 K1K2 引出端子极性标注如图 2-1(a)所示,其中 L1和K1,L2和

3、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=U1-U2,那么电压表 U 所接测定判断出同极性端,如虚线接法,那么 U=U#U2,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.32-1题2-1电流互感器接线示意图继电保护原理课后答案2.电流互感器的 10 峨差曲线有何用途？怎样进行 10%1 差校验？答：电流互感器额定变比KTA为常数,其一次电流I1与二次电流I2,在铁芯不饱和时有I2=I1/KTA的线性关

4、系,如图 2-2(a)中直线 1所示.但当铁芯饱和时,12与11不再保持线性关系,如图 2-2(a)中曲线 2表示.继电保护要求在 TA一次电流11等于最大短路电流时,其变化误差要小于或等于 10%,因此可在图 2-2(a)中找到一个电流11b(m10)自11b点做垂线与直线 1 和曲线 2 分别交于 B、A 点,且BA=0.1I1(I1I1/KTA)o如果 TA 一次电流I111b,那么 TA 变比误差就不会超过 10%.由于 TA 变比误差与其二次负荷阻抗有关,为便于计算,制造厂对每种 TA 都提供了在m10下允许的二次负荷Zai,曲线mof(Zai)就称为 TA 的 10 曝差曲线,用

5、10 叫差曲线也可方便的求出 TA 在满足误差不超过 10%勺最大允许负荷阻抗.如图 2-2(b)所示,m10-1后,可以从曲线上查出允许负荷阻抗Zai1大于实际负荷阻抗ZL那么误差满足要求.!图 2-2TAB/深基曲线说明3.电流互感器的准确度有几级？和二次负荷有什么关系？答：电流互感器准确度级有 0.2、1.0、3.0、10、B 级,由于 TA 误差与二次负荷有关,故同一台 TA 在使用不同准确度级时有不同的额定容量,或者说带负荷越大,其准确度级越低.4.电流互感器在运行中为什么要严防二次侧开路？电压互感器在运行中为什么要严防二次侧短路？答：(1)TA 正常运行时,二次电流产生的磁通势起去

6、磁作用,励磁电流很小,铁芯中总磁通很小,二次绕组感应电动势不超过几十伏,如果二次侧开路,二次电流的去磁作用消失,其一次电流完全转变为励磁电流,引起铁芯内磁通剧增,铁芯处于高度饱和状态,加之二次绕组匝数很多,根据电磁感应定律可知二次绕组两端产生很高电压,可达数千伏.不但要损坏二次绕组绝缘,而且将严重危及人身平安.再者由于铁芯中磁通密度剧增,使铁芯损耗加大,严重发热,甚至烧坏绝缘.因此 TA 二次绕组不允许开路,故在 TA 二次回路中不能装设熔断器,二次回路一般不进行切换,假设要切换应先将二次绕组短接.继电保护原理课后答案(2)电压互感器是一个内阻极小的电压源,正常时负荷阻抗很大,相当于开路状态,

7、二次侧仅有很小负荷电流,当二次侧短路时,负荷阻抗为零,将产生很大短路电流,将电压互感器烧坏,因此,TV 二次侧不允许短路.5.电流互感器二次绕组的接线有哪几种方式？答：TA 二次绕组接线方式有：完全星形接线；不完全星形接线；两相电流差接线;三角形接线；一相用两只电流互感器串联或并联接线.6.某一电流互感器的变比为 600/5.其一次侧通过三相短路电流 5160A,如测得该电流互感器某一点的伏安特性为U2=150V,M=3A,试问二次接入 3负荷阻抗(包括电流互感器二次漏抗及电缆电阻)时,变比误差能否超过 10%答：TA 等值电路如图 2-3 所示,TA 励磁电流IN=3A,U2=150V,故障

8、电流折算到 TA二次侧为10%合格.Hz；色t图 2-3TV 等值电咯图7.何谓电流互感器零序电流接线？答：用三只同型号相同变比的 TA 二次绕组同极性端子连接后再接入零序电流继电器IL1KTA际伏安特性516043A又ZL120L3,U2(I1IN)ZL(433)3120V,而实U2150V,IN=3A,现在U2120VU23A 计算那么I2I1IN43340A.此时变比误差I%150V,I43-4043N3Ao100%现在IN按6.98%1.5KL=300/190.6=1.571.2nt=2.5+0.5=3S10 .保护 1 拟定采用定时限过电流保护,设 Kk=1.2Kz=1.5Kh=0.

9、85;保护 2 和 3 定时限过电流保护动作时间分别为 2 秒和 2.5 秒；流过保护 1 的最大负荷电流为 151A;试计算保护 1 的动作电流、动作时间、并校验保护的灵敏度.1 整定计算所用的最小分支系数Kfzmin和最大分支系Kfzmax=1原蹈点dlia薜上运行方直下三括为路至瓶7-SDA31IA星小运行方式下荫相怎路电流*RA&SOA坛路点dl1.最大看行方式下三相援距电通3520A收A310A是卜运行方式下可相理路电流2420A5RA3QDA答:口2140HOECKfzmaxo断保护,且 ZDZ2=0.8ZBC;试计算保护答：Kfzmin=(1.2x18)/(18+18)=

10、0.6答：1nDZ=1.1*1.25*310=426.3AKL=690/426.3=1.621.3 动作时间取 0.5S.1nIDZ=1.2*1.5*90/0.85=190.6A继电保护原理课后答案国路总a?0I严严量大运行方式下三第源踪电褊1.310A510kG|rKj量小后行击式下两相应11OCA470A465A答：Idz=(1.2*1.5*151)/0.85=320AKlm=1100/320=3.441.5Klm=465/320=1.451.2t=2.5+0.5=3.0s11.保护 1 拟定采用限时电流速断保护,设 Kk=1.25;Kk=1.1;试计算该保护的动作电流、动作时间、并校验保

11、护的灵敏度.12.保护 1 拟定采用限时电流速断保护,设 Kk=1.25;Kk=1.15;试计算该保护的动作电流、动作时间、并校验保护的灵敏度.答：InDz=1.15*1.25*1820=2616.3AKim=0.866*4700/2616.3=1.561.3 动作时间取 0.5S.13.保护 1 拟定采用电流速断保护,电流互感器变比为 400/5;Kk=1.25;电流保护采用两相星型接线方式；试计算该保护的动作电流和电流继电器的动作电流.答：I：DZ=1.25*5300=6625A11dz=1*6625/80=82.8A14.保护 1 采用定时限过电流保护,设 Kk=1.2Kzq=1.5Kh

12、=0.85;保护 2 和 3 定时限过电流保护动作时间分别为 2 秒和 2.5 秒；流过保护 1 的最大负荷电流为 300A;短路电流已折算到电源侧.试计算保护 1 的动作电流、动作时间、并校验保护灵敏度.答：Idz=(1.2*1.5*300)/0.85=635.3AKlm=0.866*4700/635.3=6.41.5Klm=0.866*1700/635.3=2.31.2Klm=(0.866*770/1.732)/635.3=0.611.2t=2.5+0.5=3.0s第四章：1.试分析90接线时某相间短路功率方向元件在电流极性接反时,动作情名距京Q.1量大运行方武下三咏E踣电流1310k52

13、0A51OA餐4运行苗式下商相短路电海1100JL4651413卡大运行方式下三荆江住电馀53MASODAL02OX鼻小母行力就下二相颊塔胆灌47D0A770A1700A武印能411.3 动作时间取 0.5S.继电保护原理课后答案况.答：分析接线时,某相间短路功率方向元件,电流极性接反时,正方向发生三相短路时,继电器的输入电压Ur与输入电流Ir的相位角为r180m,从图 4-1 中可见,Ir落在继电器的动作区外,所以该继电器不能动作.2.画出功率方向继电器90接线,分析在采用90接线时,通常继电器的角取何值为好？答：功率方向继电器90接线,如图 4-2 所示,通常功率方向继电器内角取3045,

14、其功率方向继电器接线方式如图 4-2 所示图 4-2 功率方向继电器90接线图3.在方向过流保护中为什么要采用按相启动？答：在电网中发生不对称短路时,非故障相仍有电流流过,此电流称为非故障相电流,非故障相电流可能使非故障相功率元件发生误动作.采用直流回路按相启动接线,将同名各项电流元件和同名功率方向元件动合触点串联后,分别组成独立的跳闸回路图 4-3,这样可以消除非故障相电流影响,由于反相故障时,故障相方向元件不会动作2KW3KW 不动作,非故障相电流元件不会动作1KA 不动作,所以保护不会误跳闸.4.为什么方向过流保护在相邻保护间要实现灵敏系数配合？答：在同方向的保护,它们的灵敏系数应相互配

15、合.方向过流保护通常作为下一个线路的后备保护,为保证保护装置动作的选择性,应使第一段线路保护动作电流大于后一段线路保护继电保护原理课后答案继电保护原理课后答案的动作电流,即沿同一保护方向,保护装置动作电流,从距离电源最远处逐级增大,这称为与相邻线路保护灵敏系数配合.5 .当零序 n 段的灵敏系数不能满足要求时,应如何解决？答：(1)使零序 n 段保护与下一条线路的零序 n 段相配合；(2)保存 0.5s 的零序 n 段,同时再增加一个按(1)项原那么整定的保护；(3)从电网接线的全局考虑,改用接地距离保护.6 .零序电流速断保护的整定原那么有哪些？答：(1)躲开下一条线路出口处单相或两相接地短

16、路时可能出现的最大零序电流；(2)躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零序电流；(3)当线路上采用单相自动重合闸时,躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时,所出现的最大零序电流.7 .绝缘监视装置的构成原理是什么？如何实现？答： 绝缘监视装置是利用接地后出现的零序电压,带延时动作于信号.可用一过电压继电器接于电压互感器二次开口三角形的一侧.只要本网络中发生单相接地故障,都将出现零序电压,该装置那么可以动作.8 .用向量图分析中性点非直接接地电网中发生单相接地故障时零序电压、电流的特点.第五章：1 .用向量图分析中性点非直接接地电网中发生单相接地故障时零序电压、电流的特点.2 .如图中性点

17、非直接接地电网中发生 A 相接地故障时,分析故障点处零序电压、零序电流并写出数学表达式.答:5二最一七二后七二的U分U=id-EA=#鼠1c 分升=三t/jJD十办 T 十.2=占用1分/-J疣qVE-R,1分lc-jzC0Vc-pI二F由41.=Jf3coZ7般+.*士1分3 .当零序 n 段的灵敏系数不能满足要求时,应如何解决？1使零序 n 段保护与下一条线路的零序 n 段相配合；2保存 0.5s 的零序 n 段,同时再增加一个按1项原那么整定的保护；3从电网接线的全局考虑,改用接地距离保护.4 .零序电流速断保护的整定原那么有哪些？1躲开下一条线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大

18、零序电流；2躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零序电流；3当线路上采用单相自动重合闸时,躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时,所出现的最大零序电流.5 .绝缘监视装置的构成原理是什么？如何实现？绝缘监视装置是利用接地后出现的零序电压,带延时动作于信号.可用一过电压继电器接于电压互感器二次开口三角形的一侧.只要本网络中发生单相接地故障,都将出现零序电压,该装置那么可以动作.继电保护原理课后答案继电保护原理课后答案6 .中性点不接地系统零序电流保护是按什么原理构成的？其动作电流整定原那么是什么？零序电流保护是利用故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流的特点来实现有选择性地发出信号.或

19、动作于跳闸.保护装置的起动电流,根据大于本线路的对地电容电流整定.弟八早:1 .以三相短路为例说明 0接线阻抗继电器测量阻抗的大小.由于三相短路是对称的,三个继电器的工作情况相同,因此以 AB 两相阻抗继电器为例：?UABUAUBIAZIBZ/=IAIBZJ?Zj-U-=ZilIA-IB2 .2.什么是方向性继电器的死区？当在保护安装地点正方向出口处发生相间短路时,保护安装处木县的残压将降低为零.例如,?在三相短路时UAB=UBC=UCA=0.此时,任何具有方向性的继电器将因参加的电压为零而不能动作,从而出现保护装置的“死区.3 .什么是阻抗继电器的精确工作电流？继电器的起动阻抗Zdz,j=0

20、.9Zzd,即比整定阻抗值缩小了 10%时所参加阻抗继电器的电流.当IjIjg时,就可以保证起动阻抗的误差在 10%以内.4 .距离保护第n段的整定原那么是什么？1与相邻线路的距离 I 段配合；2按躲过线路末端变压器低压母线短路整定；3动作时间：t1IIt2t0.5s5 .距离保护第m段的整定原那么是什么？1按躲过输电线路的最小负荷阻抗整定.2考虑外部故障切除后,电动机自启动时,距离保护 III 段应可靠返回.3动作时间按阶梯时限原那么整定.6 .在阻抗复平面上分析并写出幅值比拟方式方向阻抗继电器的动作方程.继电保护原理课后答案7 .在阻抗复平面上分析并写出相位比拟方式方向阻抗继电器的动作方程

21、.ccUJ270arg.UJIJZzd8 .在阻抗复平面上分析并写出相位比拟方式全阻抗继电器的动作方程.ZJZzdarg90分子分母同乘以 IJ,ZJZzd幅值比拟原理方程:ZJIJZJUJ,所以UJ1Zzd21IJZzd21Zzd2,阻抗形式表示的动作方程,两边同乘IJ,且1.2IjZzd,这也就是电压形式表示的动作方程.ZJ270argJZJZzd90分子分母同乘以 IJ,270UJarg.UJIjZzd90IjZzd90270继电保护原理课后答案9 .在阻抗复平面上分析并写出幅值比拟方式全阻抗继电器的动作方程.继电保护原理课后答案幅值比拟原理：ZJ|Zzd阻抗形式表示的动作方程,两边同乘

22、.所以UJIJZzd,这也就是电压形式表示的动作方程.10.画出用幅值比拟原理实现的全阻抗继电器的比拟电压回路接线.YB11.画出用相位比拟原理实现的全阻抗继电器的比拟电压回路接线.12.画出用幅值比拟原理实现的方向阻抗继电器的比拟电压回路接线.继电保护原理课后答案13.画出用相位比拟原理实现的方向阻抗继电器的比拟电压回路接线.DKEYB第七章1 .什么是输电线路的纵联保护？输电线的纵联保护,就是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来,将各端的电气量传送到对端,将两端的电气量比拟,以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外,从而决定是否切断被保护线路.2 .影响输电线纵联差动保护正确

23、工作的主要因素有哪些？1） 1电流互感器的误差和不平衡电流；2） 2导引线的阻抗和分布电容；3） 3导引线的故障和感应过电压.4） 高频闭锁方向保护的工作原理是什么？利用非故障线路靠近故障点一端保护发出闭锁该线路两端保护的高频信号,将非故障线路两侧保护闭锁；而对于故障线路,其两端保护那么不发高频闭锁信号,保护动作于跳闸.5） 构成高频通道的主要元件及作用是什么？阻波器：高频信号被限制在被保护线路的范围以内；2 分连接滤过器和结合电容器：使所需频带的高频电流能够通过；高频收、发信机：发出或接收高频信号.第八章1.电力变压器可能发生的故障和不正常工作状态有哪些？答：变压器的故障可分为油箱内部故障和

24、油箱外部故障.内部故障有绕组的相间短路、绕组继电保护原理课后答案的匝间短路、直接接地系统侧的接地短路.外部故障有油箱外部绝缘套管、引出线上发生相继电保护原理课后答案间短路或一相接地短路.变压器不正常工作状态有过负荷、外部短路引起的过电流、外部接地引起的中性点过电压、绕组过电压或频率降低引起的过励磁、变压器油温升高和冷却系统故障等.2差动保护时不平衡电流是怎样产生的？答：1变压器正常运行时的励磁电流引起的不平衡电流.2变压器各侧电流相位不同引起的不平衡电流.3由于电流互感器计算变比与选用变比不同而引起的不平衡电流.3变压器励磁涌流有哪些特点？变压器差动保护中预防励磁电流影响的方法有哪些？答：当变

25、压器空载投入和外部故障切除电压恢复时,可能出现数值很大的励磁涌流,这种暂态过程中出现的变压器励磁电流成为励磁涌流.励磁涌流可达 68 倍的额定电流.历次涌流的特点如下：11包含有很大成分的非周期分量,约占基波的 60%,涌流偏向时间轴的一侧.（ 2） 2包含有大量的高次谐波为主,约占基波的 30%40%以上.（ 3）3波形之间出现间断角,间断角可达 80以上.根据励磁涌流的特点,目前变压器查动保护中预防励磁涌流影响的方法有：11采用具有速饱和铁芯的差动继电器.（2）2利用二次谐波制动而躲开励磁涌流.（3）3按比拟间断角来监督内部故障和励磁涌流的差动保护.4变压器比率制动的差动继电器制动绕组的接

26、法原那么是什么？答：BCH-1 型差动继电器的制动绕组应接于哪一侧,遵循的原那么是要保护外部短路的制动作用最大,而内部短路的制动作用最小.据此,对双绕组变压器,制动绕组应接于无电压或小电源侧.对三绕组变压器,当三侧都有电源时,一般将继电器制动绕组接于穿越性短路电流最大的一侧,使外部故障时,制动绕组有最大的制动作用.对于单侧或双侧电源的三绕组变压器,制动绕组一般节余无电源侧以提升变压器内部故障的保护灵敏性.5为什么差动保护不能代替瓦斯保护？答：由于差动保护不能保护所有内部故障,如变压器油面下降,匝间短路等,因此采用瓦斯保护作为变压器主保护.变压器内部故障全面保护,瓦斯保护接线比差动保护接线简单,

27、灵敏性高.6变压器后备保护可采取哪些方案,各有什么特点？答：变压器的相间短路后备保护既是变压器的后备保护,又是相邻母线或线路的后备保护,故可采用：（1）1过流保护.低电压启动的过流保护,比过流保护灵敏性高.（2）2复合电压启动的过电流保护,适用于升压变压器和系统联络变压器及过流保护灵敏系数达不到要求的降压变压器.（3）3负序电流及单相式低电压启动的过电流保护,可以反映不对称短路和三相短路故障.负序电流保护不对称短路和三相短路故障.负序电流保护的灵敏系数较高,但整定计算复杂,通常用于 63MVAM 以上升压变压器的保护.7对变压器中性点可能接地或不接地运行时,为什么要装设两套零序保护？答：变压器

28、中性点接地运行时应采用零序电流保护,而中性点不接地运行时除装设零序电流保护外,还应装设零序过电压保护.由于在有局部变压器中性点接地的电网中,当发生保护外部接地故障时,中性点接地的变压器将先被其零序电流保护切除,而中性点不接地的变压器将继续运行,此时可能电网回产生间歇性电弧,产生危及变压器绝缘的过电压,因此,变压器中性点可能接地或不接地运行时,要装设两套零序保护,一套零序电流保护,一套零序电压保护.8为什么复合电压启动的过电流保护灵敏系数比一般的过流保护高？为什么大容量变压器上采用负序电流保护？答：复合电压启动就是灵敏负序电压和线电压元件共同启动组成的保护装置,它可以有效提高反映不对称短路的灵敏

29、系数,它带低电压启动的过流保护相比有如下优点：继电保护原理课后答案K 点故障时,画出电流答:第九章:1 .发电机为什么要装设负序电流保护？答：电力系统发生不对称短路或者三相不对称运行时,发电机定子绕组中就有负序电流,这个电流在电动机气隙中产生反向旋转磁场,相对于转子为两倍同步转速.因此在转子部件中出现倍频电流,该电流使得转子上电流密度很大的某些部位造成转子局部灼伤.严重时可能使护环受热松脱,使发电机造成重大损坏.另外10OHz的振动.为了预防上述危害发电机的问题发生,必须设置负序电流保护.2 .发电机失磁后,机端测量阻抗会如何变化？答：发电机正常运行时,向系统输送有功功率和无功功率,功率因数角为正,测量阻抗在第一象限.失磁后,无功功率由正变负,角逐渐由正值向负值变化,测量阻抗向第