电力系统继电保护部分参考答案 褚晓瑞

第1章 绪论习题参考答案

1.2 何谓电力系统继电保护、继电保护装置?

答：电力系统继电保护是泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统，包括继电保护的原理、设计、配置、整定、调试等技术，也包括由获取电量信息的电压、电流互感器二次回路，经过继电保护装置到断路器跳闸线圈的一整套具体设备，如果需要利用通信手段传送信息，还包括通信设备。

电力系统继电保护装置就是指能反应电力系统中电气设备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。

1.3 继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么？

答：电力系统继电保护装置就是指能反应电力系统中电气设备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。继电保护装置在电力系统中所起的作用是：（1）自动、迅速、有选择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损坏，保障其他非故障部分迅速恢复正常运行。（2）反应电气设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免短暂的运行波动造成不必要的动作和干扰引起的误动作。

1.4 继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能，各环节的作用是什么？

答：答：继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。测量比较环节是测量被保护电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻

辑信号，从而判别保护装置是否应该启动。逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。

1.7 电力系统中上下级电力元件的保护区间为什么必须重叠？重叠区为什么越小越好？

答：上、下级电力元件的保护区间必须重叠，这是为了保证任意处的故障都置于保护区内。同时重叠区越小越好，因为在重叠区内发生短路时，会造成两个保护区内所有的断路器跳闸，扩大停电范围。

1.8 后备保护的作用是什么？阐述远后备保护和近后备保护的优、缺点。 答：后备保护的作用是在主保护因保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动等原因不能快速切除故障的情况下，迅速启动来切除故障。

远后备保护的优点是：保护范围覆盖所有下级电力元件的主保护范围，它能解决远后备保护范围内所有故障元件由任何原因造成的不能切除问题。

远后备保护的缺点是：①当多个电源向该电力元件供电时，需要在所有电源侧的上级元件处配置远后备保护；②动作将切除所有上级电源侧的断路器，造成事故扩大；③在高压电网中往往难以满足灵敏度的要求。

近后备保护的优点是：①与主保护安装在同一断路器处，在主保护拒动时近后备保护动作；②动作时只切除主保护要跳开的断路器，不造成事故扩大；③在高压电网中能满足灵敏度的要求。

近后备保护的缺点是：发电厂或变电所直流系统故障时可能与主保护同时失去作用，无法起到“后备”的作用；断路器失灵时无法切除故障，不能起到保护

作用。

1.9 在图1.6中，当线路CD的k3点发生短路故障时，哪些保护应动作？如保护P6和P5拒动，根据选择性的要求，哪些保护应动作？如线路AB的k1点发生短路，根据选择性的要求，哪些保护应动作？如果保护P2或2QF拒动，哪些保护应动作？

图1.6 题1.9电网示意图

答：（1）当线路CD中k3点发生短路故障时，保护P6应该动作，6QF跳闸，如保护P6或P5不动作或6QF、5QF拒动，按照选择性，保护P2和P4应动作，2QF、4QF应跳闸。

（2）如线路AB中k1点发生短路故障，保护P1和P2应动作，1QF、2QF应跳闸。如保护P2不动作或2QF拒动，则保护P4应动作，4QF跳闸。

1.10 在图1.7中，各断路器处应均装有继电保护装置P1～P7。试回答下列问题：

图1.7 题1.10电网示意图

（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台断路

器？若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些断路器？若此时保护P3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？若拒动的断路器为2QF，对保护P1的动作又应该如何评价？

答：（1）当k1点短路时，根据选择性要求保护P6动作应跳开6QF，若6QF拒动，由近后备保护P3、P5动作跳开3QF、5QF，或由远后备保护P2、P4的动作跳开2QF、4QF；

（2）当k2点短路时，根据选择性要求应由保护P2、P3动作跳开2QF、3QF，若3QF拒动，保护P1动作并跳开1QF，则保护P1为无选择性，此时应由保护P5或保护P4动作，跳开5QF或4QF。若是2QF拒动，则保护P1动作跳开1QF具有选择性。

第2章 电网的电流保护习题参考答案

2.3 在电流保护的整定计算中，为什么要引入可靠系数，其值考虑哪些因素后确定？ 答：引入可靠系数的原因是必须考虑实际存在的各种误差的影响，例如： （1）实际的短路电流可能大于计算值；

（2）对瞬时动作的保护还应考虑短路电流中非周期分量使总电流增大的影响； （3）电流互感器存在误差；

（4）保护装置中的短路继电器的实际启动电流可能小于整定值。

考虑必要的裕度，从最不利的情况出发，即使同时存在着以上几个因素的影响，也能保证在预定的保护范围以外故障时，保护装置不误动作，因而必须乘以大于1的可靠系数。

2.4 为什么定时限过电流保护的灵敏度、动作时间需要同时逐级配合，而电流速断的灵敏度不需要逐级配合？

答：定时限过电流保护的整定值按照大于本线路流过的最大负荷电流整定，不但保护本线路的全长，而且保护相邻线路的全长，可以起远后备保护的作用。当远处短路时，应当保证离故障点最近的过电流保护最先动作，这就要求保护必须在灵敏度和动作时间上逐级配合，最末端的过电流保护灵敏度最高、动作时间最短，每向上一级，动作时间增加一个时间级差，动作电流也要逐级增加。否则，就有可能出现越级跳闸、非选择性动作现象的发生。由于电流速断只保护本线路的一部分，下一级线路故障时它根本不会动作，因而灵敏度不需要逐级配合。

2.5 比较电流保护第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的灵敏系数，哪一段保护的灵敏系数最高和保护范围最长？为什么？

答：电流保护第I段保护即无时限电流速断保护，其灵敏系数随运行方式而变化，灵敏系数和保护范围最小。第II段保护即带时限电流速断保护，其灵敏性有所提高，保护范围延伸到下级线路一部分，但当相邻线路阻抗很小时，其灵敏系数也可能达不到要求。第III段保护即定时限过电流保护，其灵敏系数一般最高，可以保护本级线路全长，保护范围最长，并作为相邻线路的远后备。

2.10 在中性点非直接接地系统中，当两条上、下级线路安装相间短路的电流保护时，上级线路装在A、C相上，而下级线路装在A、B相上，有何优缺点？当两条线路并列时，这种安装方式有何优、缺点？以上串、并两种线路，若保护采用三相星形接线，有何不足？

答：在中性点非直接接地系统中，允许单相接地时继续短时运行，在不同线路不同相别的两点接地形成两相短路时，可以只切除一条故障线路，另一条线路继续运行。不考虑同相的故障，两线路故障组合共有以下六种方式：（1A、2B） 、（1A、2C）、（1B、2A）、（1B、2C）、（1C、2A）、（1C、2B）。

当两条上、下级线路安装相间短路电流保护时，上级线路装在A、C相商，而下级装在

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