电力系统继电保护课后习题解析答案(全)-精品

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1、电 力 系 统 继 电 保 护 课 后 习 题 答 案 1 绪 论 电 力 系 统 如 果 没 有 配 备 完 善 的 继 电 保 护 系 统 ， 想 象 一 下 会 出 现 什 么 情 景 答 ： 现 代 的 电 力 系 统 离 开 完 善 的 继 电 保 护 系 统 是 不 能 运 行 的 。 当 电 力 系 统 发 生 故 障 时 ， 电 源 至 故 障 点 之 间 的 电 力 设 备 中 将 流 过 很 大 的 短 路 电 流 ， 若 没 有 完 善 的 继 电 保 护 系 统 将 故 障 快 速 切 除 ， 则 会 引 起 故 障 元 件 和 流 过 故 障 电 流 的 其 他 电

2、气 设 备 的 损 坏 ； 当 电 力 系 统 发 生 故 障 时 ， 发 电 机 端 电 压 降 低 造 成 发 电 机 的 输 入 机 械 功 率 和 输 出 电 磁 功 率 的 不 平 衡 ， 可 能 引 起 电 力 系 统 稳 定 性 的 破 坏 ， 甚 至 引 起 电 网 的 崩 溃 、 造 成 人 身 伤 亡 。 如 果 电 力 系 统 没 有 配 备 完 善 的 继 电 保 护 系 统 ， 则 当 电 力 系 统 出 现 不 正 常 运 行 时 ， 不 能 及 时 地 发 出 信 号 通 知 值 班 人 员 进 行 合 理 的 处 理 。 继 电 保 护 装 置 在 电 力 系

3、统 中 所 起 的 作 用 是 什 么 答 : 继 电 保 护 装 置 就 是 指 能 反 应 电 力 系 统 中 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 . 它 的 作 用 包 括 :1.电 力 系 统 正 常 运 行 时 不 动 作 ;2. 电 力 系 统 部 正 常 运 行 时 发 报 警 信 号 , 通 知 值 班 人 员 处 理 , 使 电 力 系 统 尽 快 恢 复 正 常 运 行 ;3. 电 力 系 统 故 障 时 , 甄 别 出 发 生 故 障 的 电 力 设 备 , 并 向

4、 故 障 点 与 电 源 点 之 间 、 最 靠 近 故 障 点 断 路 器 发 出 跳 闸 指 令 , 将 故 障 部 分 与 电 网 的 其 他 部 分 隔 离 。 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 : 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 册 来 那 个 被 保 护 电 器 元 件 的 物 理 参 量 ， 并 与 给 定 的 值 进 行 比 较 ，

5、 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

6、 出 警 报 或 不 动 作 。 依 据 电 力 元 件 正 常 工 作 、不 正 常 工 作 和 短 路 状 态 下 的 电 气 量 复 制 差 异 ，已 经 构 成 哪 些 原 理 的 保 护 ， 这 些 保 护 单 靠 保 护 整 定 值 能 求 出 保 护 范 围 内 任 意 点 的 故 障 吗 答 ：利 用 流 过 被 保 护 元 件 电 流 幅 值 的 增 大 ，构 成 了 过 电 流 保 护 ; 利 用 短 路 时 电 压 幅 值 的 降 低 ， 构 成 了 低 电 压 保 护 ； 利 用 电 压 幅 值 的 异 常 升 高 ， 构 成 了 过 电 压 保 护 ； 利 用 测 量

7、 阻 抗 的 降 低 和 阻 抗 角 的 变 大 ， 构 成 了 低 阻 抗 保 护 。 单 靠 保 护 增 大 值 不 能 切 除 保 护 范 围 内 任 意 点 的 故 障 ， 因 为 当 故 障 发 生 在 本 线 路 末 端 与 下 级 线 路 的 首 端 出 口 时 ， 本 线 路 首 端 的 电 气 量 差 别 不 大 。 所 以 ， 为 了 保 证 本 线 路 短 路 时 能 快 速 切 除 而 下 级 线 路 短 路 时 不 动 作 ， 这 种 单 靠 整 定 值 得 保 护 只 能 保 护 线 路 的 一 部 分 。 依 据 电 力 元 件 两 端 电 气 量 在 正 常 工

8、 作 和 短 路 状 态 下 的 差 异 ， 可 以 构 成 哪 些 原 理 的 保 护 答 ： 利 用 电 力 元 件 两 端 电 流 的 差 别 ， 可 以 构 成 电 流 差 动 保 护 ； 利 用 电 力 元 件 两 端 电 流 相 位 的 差 别 可 以 构 成 电 流 相 位 差 动 保 护 ； 利 两 侧 功 率 方 向 的 差 别 ， 可 以 构 成 纵 联 方 向 比 较 式 保 护 ； 利 用 两 侧 测 量 阻 抗 的 大 小 和 方 向 的 差 别 ， 可 以 构 成 纵 联 距 离 保 护 。 如 图 1-1所 示 ， 线 路 上 装 设 两 组 电 流 互 感 器

9、， 线 路 保 护 和 母 线 保 护 应 各 接 哪 组 互 感 器 答 ：线 路 保 护 应 接 TA1 ，母 线 保 护 应 接 TA2。因 为 母 线 保 护 和 线 路 保 护 的 保 护 区 必 须 重 叠 ， 使 得 任 意 点 的 故 障 都 处 于 保 护 区 内 。 线路 TA1TA2 母线 图 1-1 电 流 互 感 器 选 用 示 意 图 结 合 电 力 系 统 分 析 课 程 的 知 识 ，说 明 加 快 继 电 保 护 的 动 作 时 间 ，为 什 么 可 以 提 高 电 力 系 统 的 稳 定 性 答 ： 由 电 力 系 统 分 析 知 识 可 知 ， 故 障 发

10、 生 时 发 电 机 输 出 的 电 磁 功 率 减 小 二 机 械 功 率 基 本 不 变 ， 从 而 使 发 电 机 产 生 加 速 的 不 平 衡 功 率 。 继 电 保 护 的 动 作 时 间 越 快 ， 发 电 机 加 速 时 间 越 短 ， 功 率 角 摆 开 幅 度 就 越 小 ， 月 有 利 于 系 统 的 稳 定 。 由 分 析 暂 态 稳 定 性 的 等 面 积 理 论 可 知 ， 继 电 保 护 的 动 作 速 度 越 快 ， 故 障 持 续 的 时 间 就 越 短 ， 发 电 机 的 加 速 面 积 就 约 小 ， 减 速 面 积 就 越 大 ， 发 电 机 失 去 稳

11、 定 性 的 可 能 性 就 越 小 ， 即 稳 定 性 得 到 了 提 高 。 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

12、 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 的 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 测 的 断 路 器 ， 造 成 事 故 扩 大 ； （ 3） 在 高 压 电 网 中 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 ，

13、在 主 保 护 拒 动 时 近 后 备 保 护 动 作 ； （ 2） 动 作 时 只 能 切 除 主 保 护 要 跳 开 的 断 路 器 ， 不 造 成 事 故 的 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 ：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 。 从 对 继 电 器 的“ 四 性“ 要 求 及 其 间 的 矛 盾 ，阐 述 继 电

14、 保 护 工 作 即 是 理 论 性 很 强 ，又 是 工 程 实 践 性 很 强 的 工 作 。 答 ： 继 电 保 护 的 可 靠 性 、 选 择 性 、 速 动 性 和 灵 敏 性 四 项 要 求 之 间 即 矛 盾 又 统 一 。 继 电 保 护 的 科 学 研 究 、 设 计 、 制 造 和 运 行 的 大 部 分 工 作 也 是 围 绕 如 何 处 理 好 这 四 者 的 辩 证 统 一 关 系 进 行 的 。 电 力 系 统 继 电 保 护 即 是 一 门 理 论 性 很 强 ，又 是 工 程 实 践 性 很 强 的 学 科 。首 先 继 电 保 护 工 作 者 要 掌 握 电

15、力 系 统 、 电 气 设 备 的 基 本 原 理 、 运 行 特 性 和 分 析 方 法 ， 特 别 要 掌 握 电 力 系 统 故 障 时 的 电 气 量 变 化 的 规 律 和 分 析 方 法 ， 通 过 寻 求 电 力 系 统 的 不 同 运 行 状 态 下 电 气 量 变 化 的 特 点 和 差 异 来 “ 甄 别 “ 故 障 或 不 正 常 状 态 的 原 理 和 方 法 ， 应 用 不 同 的 原 理 和 判 据 实 现 继 电 保 护 的 基 本 方 法 ， 所 以 需 要 很 强 的 理 论 性 。 由 于 被 保 护 的 电 力 系 统 及 其 相 关 的 电 气 设 备

16、千 差 万 别 ，故 障 时 电 气 量 的 变 化 受 多 种 因 素 的 影 响 和 制 约 ， 因 此 任 何 一 种 继 电 保 护 原 理 或 装 置 都 不 可 能 不 加 调 整 地 应 用 于 不 同 的 电 气 设 备 或 系 统 ， 而 应 根 据 实 际 工 程 中 设 备 、 系 统 的 现 状 与 参 数 ， 对 其 继 电 保 护 做 出 必 要 的 调 整 。 相 同 原 理 的 保 护 装 置 在 应 用 于 电 力 系 统 不 同 位 置 的 元 件 上 时 ， 可 能 有 不 同 的 配 置 和 配 合 ；相 同 的 电 力 元 件 在 电 力 系 统 不 同 位 置 安 装 时 ，可 能 配 置 不 同 的 继 电 保 护 ， 这 些 均 需 要 根 据 电 力 系 统 的 工 程 实 际 ， 具 体 问 题 具 体 分 析 ， 所 以 继 电 保 护 又 具 有 很 强 的 工 程 实 践 性 。 2 电 流 的 电 网 保 护 在 过 量 （ 欠 量 ） 继 电 器 中 ， 为 什 么 要 求 其 动 作 特 性 满 足 “ 继 电 特