1、1.2繼電保護裝置在電力系統中所起的作用是什么？答：繼電保護裝置就是指能反應電力系統中設備發生故障或不正常運行狀態， 并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。它的作用包括：（1）電力系統正常運行時不動作；（2）電力系統不正常運行 時發報警信號，通知值班人員處理，使電力系統盡快恢復正常運行；（3）電力系統故障時，甄別出發生故障的電力設備，并向故障點與電源點之間、最靠近故障 點的斷路器發出跳閘指令，將故障部分與電網的其他部分隔離。1.8后備保護的作用是什么？闡述遠后備保護和近后備保護的優缺點。For pers onal use only in study and research; not f

2、or commercial use答：后備保護的作用是在主保護因保護裝置拒動、保護回路中的其他環節損 壞、斷路器拒動等原因不能快速切除故障的情況下，迅速啟動來切除故障。遠后備保護的優點是：保護范圍覆蓋所有下級電力元件的主保護范圍，它能 解決遠后備保護范圍內所有故障元件由任何原因造成的不能切除問題。遠后備保護的缺點是：（1）當多個電源向該電力元件供電時，需要在所有電 源側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側的斷路器， 造成事故擴大；（3）在高壓電網中往往難以滿足靈敏度的要求。For pers onal use only in study and research; not

3、for commercial use近后備保護的優點是：（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）動作時只切除主保護要跳開的斷路器，不造成事故擴大；（3）在高壓電網中能滿足靈敏度的要求。近后備保護的缺點是：變電所直流系統故障時可能與主保護同時失去作用， 無法起到“后備”的作用；斷路器失靈時無法切除故障，不能起到保護作用。2.14為了保證在正方向發生各種短路時功率判別元件都動作，需要確定接線方式及內角，請給出90°接線方式正方向短路時內角的范圍。For pers onal use only in study and research; not for c

4、ommercial use答：（1）正方向發生短路時，有0°va<90o。（2）正方向發生兩相短路，當短路點位于保護安裝處附近，短路阻抗Zd«Zs時，0°vav90°當短路點遠離保護安裝處，且系統容量很大Zd>>Zs時，-30ova<60°。綜合三相和各種兩相短路的分析得出，當 0°< :d <90°時，使方向繼電器在一切故障情況下都能動作的條件應為 30°<a<60°o3.2什么是保護安裝處的負荷阻抗、短路阻抗、系統等值阻抗？答：負荷阻抗是指在電力系統正常

5、運行時，保護安裝處的電壓（近似為額定 電壓）與電流（負荷電流）的比值。因為電力系統正常運行時電壓較高、電流較 小、功率因數較高（即電壓與電流之間的相位差較?。摵勺杩沟奶攸c是量值較大，在阻抗復平面上與R軸之間的夾角較小。短路阻抗是指在電力系統發生短路時，保護安裝處的電壓變為母線殘余電 壓，電流變為短路電流，此時測量電壓與測量電流的比值即為短路阻抗。短路阻抗即保護安裝處與短路點之間一段線路的阻抗，其值較小，阻抗角較大。系統等值阻抗：在單個電源供電的情況下，系統等值阻抗即為保護安裝處與 背側電源點之間電力元件的阻抗和； 在多個電源點供電的情況下，系統等值阻抗 即為保護安裝處斷路器斷開的情況下，其

6、所連接母線處的戴維南等值阻抗，即系 統等值電動勢與母線處短路電流的比值，一般通過等值、簡化的方法求出。3.3什么是故障環路？相間短路與接地短路所構成的故障環路的最明顯差別是什么?答：在電力系統發生故障時，故障電流流通的通路稱為故障環路。相間短路與接地短路所構成的故障環路的最明顯差別是：接地短路點故 障環路為“相一地”故障環路，即短路電流在故障相與大地之間流通；對于相間 短路，故障環路為“相一相”故障環路，即短路電流僅在故障相之間流通，不流 向大地。3.4構成距離保護為什么必須用各種環上的電壓、電流作為測量電壓和電流？ 答：在三相電力系統中，任何一相的測量電壓與測量電流之比都能算出一個 測量阻抗

7、，但是只有故障環上的測量電壓、電流之間才滿足關系Um =?？?JmZk =1淞似,即由它們算出的測量阻抗才等于短路阻抗，才能夠正確反應故障點到保護安裝處之間的距離。用非故障環上的測量電壓與電流雖然也能 算出一個測量阻抗，但它與故障距離之間沒有直接的關系，不能夠正確地反應故 障距離，所以不能構成距離保護。3.10解釋什么是阻抗繼電器的最靈敏角，為什么通常選定線路阻抗角為最靈敏 角。答：當測量阻抗角Zm的阻抗角與正向整定阻抗Zsetl的阻抗角相等時，阻抗繼 電器的動作阻抗最大，正好等于Zsetl，即Z°p=Zset1，此時繼電器最為靈敏，所以 Zsetl的阻抗角又稱為最靈敏角。選定線路阻

8、抗角為最靈敏角，是為了保證在線路發生金屬性短路點情況下， 阻抗繼電器動作最靈敏。3.15以記憶電壓為參考的距離繼電器有什么特點？其初態特性與穩態特性有何 差別？答：以記憶電壓為參考電壓的距離繼電器可以消除所有故障點死區，尤其 是克服出口三相對稱性短路時三相電壓都降為0而失去比較依據的不足；但其動作性不能長期保持。初態特性與穩態特性差別：（1）在傳統的模擬式距離保護中，記憶電壓是 通過LC諧振記憶回路獲得的，由于回路電阻的存在，記憶量是逐漸衰減的，故 障一定時間后。記憶電壓將衰減至故障后的測量電壓。 所有由記憶回路產生的結 論僅在故障剛剛發生、記憶尚未消失時是成立的，因此稱之為初態特性；（2）數

9、字式保護中，記憶電壓就是存放在存儲器中的故障前電壓的采樣值，雖然不存在衰減問題，但故障發生一定時間后，電源的電動勢發生變化，將不再等于故障前 的記憶電壓，再用故障前的記憶電壓作為參考電壓， 特性也將發生變化。所以記 憶電壓僅能在故障后的一定時間內使用，例如僅在I、II段中采用。4.18試述電流相位縱聯差動保護原理比縱聯電流差動保護原理的優缺點，實現 技術要求方面的優缺點。答：電流相位縱聯差動保護是依據兩端電流相位的差異來甄別區內、外故 障的。在輸電線路正常運行及外部故障時，流過線路兩端的電流為同一個電流，在電流參考方向均由母線指向被保護線路的情況下，兩側電流的相位相反，即相位差為180。；而在

10、線路內部故障時，兩側電源均向故障點提供短路電流，所以 兩端電流的相位差取決于兩端電動勢的相位差，一般不超過100°。電流相位縱聯差動保護由于僅需要比較兩端電流的相位信息，動作情況與電流的大小無關， 在模擬式保護中實現較為方便，并且受 TA飽和的影響稍?。黄淙秉c是兩端電流 的相位受分布電容的影響較大，閉鎖角整定比較困難，閉鎖角過大可能導致內部 三相短路時拒動作，而過小時又有可能導致正?；蛲獠抗收锨闆r下誤動作?？v聯電流差動保護既比較線路兩側電流的大小，又比較電流的相位，即進行 相量比較或瞬時值比較。由于利用了電流的全部信息，并可以采取比率制動等措 施，它在可靠性和靈敏性等方面均優于電流相

11、位縱聯差動保護。此外由于縱聯電流差動保護可以分相構成，具有天然的選相能力，因此不必與選相元件配合，簡 化了邏輯，提高了可靠性。但與電流相位縱聯差動保護相比， 縱聯電流差動保護 實現較為復雜，受TA飽和、斷線的影響也比較大?？v聯電流差動保護動作性能 同樣會受到輸電線路分布電容的影響，必須采取補償措施來消除其影響。在實現技術方面，電流相位縱聯差動保護僅比較線路兩側電流的相位，可以 采用高頻載波通道中高頻信號的 有”和 無”來分別代表電流相位的 正”和負”， 實現比較簡單，可以用模擬的方法，用操作電流對高頻信號進行調制?？v聯電流差動保護既比較大小，又比較電流相位，信息交互量較大，載波通 道難以滿足要

12、求，對電流瞬時值或相量的采集和計算必須借用數字的方法，并且要求兩端采樣必須同步，所以實現起來比較困難。4.20什么是閉鎖角，由什么決定其大小，為什么必須考慮閉鎖角，閉鎖角的大 小對保護有何影響？答：在理想情況下，外部短路時，線路兩側電流的相位相反（兩側電流的參 考方向均由母線指向被保護線路），在采用操作電流正半波發信的調制方式下， 線路兩端的發信機交替發信，高頻通道中持續有高頻信號；內部短路時兩側電流 的相位基本相同，兩側幾乎是同時在正半波發信，負半波停止發信，所以高頻通 道中僅有持續的高頻信號，相差高頻保護就是通過判斷高頻通道中高頻信號是否 間斷來區分內、外部故障的。高頻信號連續，判斷為外部

13、故障，將線路兩端的保 護閉鎖，均不跳閘；高頻信號間斷，判斷為內部故障，兩側保護快速跳閘。在實際情況下，由于互感器誤差、線路分布電容、高頻信號傳遞時間等原因， 區外故障時兩側的收信機收到的高頻信號不連續，會出現一定的間斷，有可能造成保護的誤動，因此應找出外部故障時出現的最大間斷角，并進行閉鎖，這個角就叫做閉鎖角，表示為.b。當高頻信號的間斷時間對應的電氣角度小于閉鎖角 時，就判斷為區外故障，可靠將兩側保護閉鎖，而當高頻信號間斷的角度大于閉 鎖角時，才認為是內部故障，保護才動作跳閘。閉鎖角應按照躲過區外故障時可能出現的最大間斷角來整定，最大間斷角主要由互感器的角度誤差、序電流濾序器產生的角度誤差、

14、線路電容電流引起的角 度誤差、高頻信號沿線傳輸需要的延時等因素決定。 電流互感器兩側二次電流的 最大誤差不超過7°經保護裝置中的濾序器及發信操作回路的角度誤差兩側不 超過15°高頻信號在輸電線路上傳播，其速度近似為 3x：108rms，傳輸的線路長 度與等值的工頻角延遲為丄6。因而外部短路時兩側收到的高頻電流之間的間100隔角最小為180 _(7 .15 疵6 )時，保護不應動作，所以要選擇保護的閉鎖角:_715 - 16，即b 100 ': 715 6Jb 100 y一般裕度角®y取15°可見線路越長閉鎖角越大。閉鎖角越大，外部短路時的安全性越

15、高，越不容易產生誤動，對提高保護的 可靠性有利，但內部短路時有可能產生拒動。5.3在超高壓電網中使用三相重合為什么要考慮兩側電源的同期問題，使用單相重合閘是否需要考慮同期問題？答：三相重合閘時，無論什么故障均要切除三相故障，當系統網架結構薄弱時， 兩側電源在斷路器跳閘以后可能失去同步，因此需要考慮兩側電源的同期問題； 單相故障只跳單相，使兩側電源之間仍然保持兩相運行，一般是同步的；因此， 單相重合閘一般不需要考慮同期問題。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。當電力系統之 間聯系緊密(具有三個及以上的回路)，系統的結構保證線

16、路兩側不會失步，或 當兩側電源有雙回路聯系時，可以采用檢查另一線路是否有電流來判斷兩側電源 是否失去同步。5.12什么是重合閘前加速保護，有何優缺點？主要適用于什么場合？答：所謂前加速就是當線路第一次故障時， 靠近電源端保護瞬時無選擇性動 作，然后進行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再延時有選 擇性地切除故障。采用前加速的優點是：能夠快速地切除瞬時性故障；可能使瞬時性故障來 不及發展成永久性故障，從而提高重合閘的成功率；能保證發電廠和重要變電所 的母線電壓在0.6L0.7倍額定電壓以上，從而保證廠用電和重要用戶的電能質量； 使用設備少，只需裝設一套重合閘裝置，簡單、經濟。前加速

17、的缺點是：斷路器工作條件惡劣，動作次數較多；重合于永久性故 障上時，故障切除的時間可能較長；如果靠近電源側的重合閘裝置或斷路器拒絕 合閘，則將擴大停電范圍。甚至在最末一級線路上故障時，都會使連接在這條線 路上的所有用戶停電。前加速保護主要用于 35KV以下有發電廠或重要變電所引出的直配線路 上，以便快速切除故障，保證母線電壓。5.13什么是重合閘后加速保護，有何優缺點？主要適用于什么場合？答：所謂后加速就是當線路第一次故障時， 保護有選擇性地動作，然后進 行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再加速保護動作瞬時切 除故障（并仍然是有選擇性的），而與第一次動作是否帶有時限無關。后加速

18、保護的優點是：第一次是有選擇性地切除故障，不會擴大停電范圍， 特別是在重要的高壓電網中，一般不允許保護無選擇性地動作而后以重合閘來糾 正；保證了重合于永久性故障時能瞬時切除； 和前加速相比，使用中不受網絡結 構和負荷條件的限制。后加速保護的缺點是：每個斷路器上都需要裝設一套重合閘，與前加速相 比略為復雜；第一次切除故障可能帶有延時。后加速”的配合方式廣泛應用于35KV以上的網絡及對重要負荷供電的送電 線路上。因為，在這些線路上一般都裝有性能比較完備的保護裝置。6.6為什么具有制動特性的差動繼電器能夠提高靈敏度？何謂最大制動比、最小工作電流、拐點電流？答：由互感器變比不一致和互感器傳變誤差產生的

19、不平衡電流的討論可知，流入差動繼電器的不平衡電流與變壓器外部故障時的穿越電流有關。穿越電流越大， 不平衡電流也越大。具有制動特性的差動繼電器正是利用這個特點，在差動繼電 器中引入一個能夠反應變壓器穿越電流大小的制動電流，繼電器的動作電流不再是按躲過最大穿越電流（Ik.max ）整定，而是根據實際的穿越電流自動調整。差動繼電器動作電流I setmax和制動電流I res.max之比稱為制動特性的最大制 動比。在數字式縱差動保護中，常常采用一段與坐標橫軸平行的直線和一段斜線 （圖 62中以I set.?表示）構成的所謂“兩折線”特性。如圖 62所示，I set.R的斜 線穿過a點，并與直線及Kgf（Ires）相交于g點。g點所對應的動作電流Isetmin稱 為最小動作電流，而對應的制動電流Iset.g稱為拐點電流。7.4發電機的完全差動保護為何不反應匝間短路故障，變壓器差動保護能反應嗎？答：發電機的完全差動保護引入發電機定子機端和中性點的全部相電流li和I'2，在定子繞組發生同相匝間短路時兩側電流仍然相等，保護將不能夠動作。變壓器匝