電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課后習(xí)題解析答案全-

1、1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課后習(xí)題答案1緒論1.1電力系統(tǒng)如果沒(méi)有配備完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)，想象一下會(huì)出現(xiàn)什么情景？答：現(xiàn)代的電力系統(tǒng)離開(kāi)完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)是不能運(yùn)行的。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，電源至故障點(diǎn)之間的電力設(shè)備中將流過(guò)很大的短路電流，若沒(méi)有完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)將故障快速切除，則會(huì)引起故障元件和流過(guò)故障電流的其他電氣設(shè)備的損壞；當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓降低造成發(fā)電機(jī)的輸入機(jī)械功率和輸出電磁功率的不平衡，可能引起電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞，

2、甚至引起電網(wǎng)的崩潰、造成人身傷亡。如果電力系統(tǒng)沒(méi)有配備完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)，則當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行時(shí)，不能及時(shí)地發(fā)出信號(hào)通知值班人員進(jìn)行合理的處理。1.2繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中所起的作用是什么答:繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置.它的作用包括:1.電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作2.電力系統(tǒng)部正常運(yùn)行時(shí)發(fā)報(bào)警信號(hào)通知值班人員處理使電力系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常運(yùn)行3.電力系統(tǒng)故障

3、時(shí)甄別出發(fā)生故障的電力設(shè)備并向故障點(diǎn)與電源點(diǎn)之間、最靠近故障點(diǎn)斷路器發(fā)出跳閘指令將故障部分與電網(wǎng)的其他部分隔離。1.3繼電保護(hù)裝置通過(guò)哪些主要環(huán)節(jié)完成預(yù)定的保護(hù)功能各環(huán)節(jié)的作用是什么答:繼電保護(hù)裝置一般通過(guò)測(cè)量比較、邏輯判斷和執(zhí)行輸出三個(gè)部分完成預(yù)定的保護(hù)功能。測(cè)量比較環(huán)節(jié)是冊(cè)來(lái)那個(gè)被保護(hù)電器元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”、“非”、“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，從而判別保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。邏輯判斷

4、環(huán)節(jié)是根據(jù)測(cè)量環(huán)節(jié)輸出的邏輯信號(hào)，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類(lèi)型和范圍，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘。執(zhí)行輸出環(huán)節(jié)是根據(jù)邏輯部分傳來(lái)的指令，發(fā)出跳開(kāi)斷路器的跳閘脈沖及相應(yīng)的動(dòng)作信息、發(fā)出警報(bào)或不動(dòng)作。1.4依據(jù)電力元件正常工作、不正常工作和短路狀態(tài)下的電氣量復(fù)制差異，已經(jīng)構(gòu)成哪些原理的保護(hù)，這些保護(hù)單靠保護(hù)整定值能求出保護(hù)范圍內(nèi)任意點(diǎn)的故障嗎？答：利用流過(guò)被保護(hù)元件電流幅值的增大，構(gòu)成了過(guò)電流保護(hù)利用短路時(shí)電壓幅值的降低，構(gòu)成

5、了低電壓保護(hù)；利用電壓幅值的異常升高，構(gòu)成了過(guò)電壓保護(hù)；利用測(cè)量阻抗的降低和阻抗角的變大，構(gòu)成了低阻抗保護(hù)。單靠保護(hù)增大值不能切除保護(hù)范圍內(nèi)任意點(diǎn)的故障，因?yàn)楫?dāng)故障發(fā)生在本線路末端與下級(jí)線路的首端出口時(shí)，本線路首端的電氣量差別不大。所以，為了保證本線路短路時(shí)能快速切除而下級(jí)線路短路時(shí)不動(dòng)作，這種單靠整定值得保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分。1.5依據(jù)電力元件兩端電氣量在正常工作和短路狀態(tài)下的差異，可以構(gòu)成哪些原理的保護(hù)？答：利用電力元件兩端電流

6、的差別，可以構(gòu)成電流差動(dòng)保護(hù)；利用電力元件兩端電流相位的差別可以構(gòu)成電流相位差動(dòng)保護(hù)；利兩側(cè)功率方向的差別，可以構(gòu)成縱聯(lián)方向比較式保護(hù)；利用兩側(cè)測(cè)量阻抗的大小和方向的差別，可以構(gòu)成縱聯(lián)距離保護(hù)。1.6如圖11所示，線路上裝設(shè)兩組電流互感器，線路保護(hù)和母線保護(hù)應(yīng)各接哪組互感器？3和判據(jù)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的基本方法，所以需要很強(qiáng)的理論性。由于被保護(hù)的電力系統(tǒng)及其相關(guān)的電氣設(shè)備千差萬(wàn)別，故障時(shí)電氣量的變化受多種因素的影響和制約，因此任何一種繼電保護(hù)

7、原理或裝置都不可能不加調(diào)整地應(yīng)用于不同的電氣設(shè)備或系統(tǒng)，而應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程中設(shè)備、系統(tǒng)的現(xiàn)狀與參數(shù)，對(duì)其繼電保護(hù)做出必要的調(diào)整。相同原理的保護(hù)裝置在應(yīng)用于電力系統(tǒng)不同位置的元件上時(shí)，可能有不同的配置和配合；相同的電力元件在電力系統(tǒng)不同位置安裝時(shí)，可能配置不同的繼電保護(hù)，這些均需要根據(jù)電力系統(tǒng)的工程實(shí)際，具體問(wèn)題具體分析，所以繼電保護(hù)又具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性。2電流的電網(wǎng)保護(hù)2.1在過(guò)量（欠量）繼電器中，為什么要求其動(dòng)作特性滿足“繼電特性”？

8、若不滿足，當(dāng)加入繼電器的電量在動(dòng)作值附近時(shí)將可能出現(xiàn)什么情況？答：過(guò)量繼電器的繼電特性類(lèi)似于電子電路中的“施密特特性“，如圖21所示。當(dāng)加入繼電器的動(dòng)作電量（圖中的）大于其設(shè)定的動(dòng)作值（圖中的）時(shí)，繼電器能夠kIopI突然動(dòng)作；繼電器一旦動(dòng)作以后，即是輸入的電氣量減小至稍小于其動(dòng)作值，繼電器也不會(huì)返回，只有當(dāng)加入繼電器的電氣量小于其設(shè)定的返回值（圖中的）以后它才突reI然返回。無(wú)論啟動(dòng)還是返回，繼電器的動(dòng)作都是明確干脆的，它不可能停留在

9、某一個(gè)中間位置，這種特性稱(chēng)為“繼電特性”。為了保證繼電器可靠工作，其動(dòng)作特性必須滿足繼電特性，否則當(dāng)加入繼電器的電氣量在動(dòng)作值附近波動(dòng)時(shí)，繼電器將不停地在動(dòng)作和返回兩個(gè)狀態(tài)之間切換，出現(xiàn)“抖動(dòng)“現(xiàn)象，后續(xù)的電路將無(wú)法正常工作。126534opIkIreI1E0E2.2請(qǐng)列舉說(shuō)明為實(shí)現(xiàn)“繼電特性”，電磁型、集成電路性、數(shù)字型繼電器常分別采用那些技術(shù)？答：在過(guò)量動(dòng)作的電磁型繼電器中，繼電器的動(dòng)作條件是電磁力矩大于彈簧的反拉力矩與摩擦力矩之和

10、，當(dāng)電磁力矩剛剛達(dá)到動(dòng)作條件時(shí)，繼電器的可動(dòng)銜鐵開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，磁路氣隙減小，在外加電流（或電壓）不變的情況下，電磁力矩隨氣隙的減小而按平方關(guān)系增加，彈簧的反拉力矩隨氣隙的減小而線性增加，在整個(gè)動(dòng)作過(guò)程中總的剩余力矩為正值，銜鐵加速轉(zhuǎn)動(dòng)，直至銜鐵完全吸合，所以動(dòng)作過(guò)程干脆利落。繼電器的返回過(guò)程與之相反，返回的條件變?yōu)樵陂]合位置時(shí)彈簧的反拉力矩大于電磁力矩與摩擦力矩之和。當(dāng)電磁力矩減小到啟動(dòng)返回時(shí)，由于這時(shí)摩擦力矩反向，返回的過(guò)程中，電磁力矩按