電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課后習(xí)題解析答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是（）。A.切除故障設(shè)備B.反映不正常運(yùn)行狀態(tài)C.切除故障設(shè)備和反映不正常運(yùn)行狀態(tài)D.監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行答案：C解析：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)一是自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免受損壞，保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；二是反映電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件（如有無(wú)經(jīng)常值班人員）而動(dòng)作于信號(hào)，以便值班員及時(shí)處理，或由裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行就會(huì)引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。2.過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流需要考慮返回系數(shù)，是為了（）。A.提高保護(hù)的靈敏性B.防止保護(hù)誤動(dòng)作C.使保護(hù)裝置可靠動(dòng)作D.提高保護(hù)的速動(dòng)性答案：B解析：過(guò)電流保護(hù)在外部故障切除后，電流減小到正常負(fù)荷電流時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)該返回。考慮返回系數(shù)是為了保證在外部故障切除后，保護(hù)裝置能夠可靠返回，防止保護(hù)誤動(dòng)作。3.三段式電流保護(hù)中，（）的保護(hù)范圍最小。A.電流速斷保護(hù)B.限時(shí)電流速斷保護(hù)C.過(guò)電流保護(hù)D.一樣大答案：A解析：電流速斷保護(hù)按躲開被保護(hù)線路末端最大短路電流來(lái)整定，所以其保護(hù)范圍不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，保護(hù)范圍最??；限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍一般能保護(hù)線路的全長(zhǎng)；過(guò)電流保護(hù)的保護(hù)范圍通常比限時(shí)電流速斷保護(hù)還要大，可作為相鄰線路的后備保護(hù)。4.方向過(guò)電流保護(hù)中，功率方向繼電器采用90°接線方式，是為了（）。A.消除死區(qū)B.提高靈敏度C.消除動(dòng)作死區(qū)和保證在各種相間短路時(shí)動(dòng)作的方向性D.提高速動(dòng)性答案：C解析：功率方向繼電器采用90°接線方式，在三相和各種兩相短路時(shí)都能保證動(dòng)作的方向性，同時(shí)可以消除動(dòng)作死區(qū)，使保護(hù)裝置在正方向故障時(shí)可靠動(dòng)作，反方向故障時(shí)可靠不動(dòng)作。5.距離保護(hù)第Ⅰ段的保護(hù)范圍通常為被保護(hù)線路全長(zhǎng)的（）。A.80%85%B.100%C.20%50%D.50%70%答案：A解析：距離保護(hù)第Ⅰ段按躲開被保護(hù)線路末端短路時(shí)測(cè)量阻抗來(lái)整定，為了保證其選擇性，其保護(hù)范圍通常為被保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%85%。6.零序電流保護(hù)只適用于（）。A.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)B.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)C.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)D.以上都適用答案：C解析：只有在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)才會(huì)出現(xiàn)零序電流，所以零序電流保護(hù)只適用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。7.變壓器的過(guò)電流保護(hù)，其動(dòng)作電流是按（）來(lái)整定的。A.躲開變壓器的最大負(fù)荷電流B.躲開變壓器的額定電流C.躲開外部短路時(shí)的最大短路電流D.躲開變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流答案：A解析：變壓器過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流按躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來(lái)整定，以保證在正常最大負(fù)荷電流情況下保護(hù)裝置不動(dòng)作，而在發(fā)生故障時(shí)能夠可靠動(dòng)作。8.發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)是反應(yīng)（）而動(dòng)作的。A.定子繞組相間短路B.定子繞組匝間短路C.定子繞組的接地短路D.發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路和匝間短路答案：A解析：發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)是通過(guò)比較發(fā)電機(jī)兩側(cè)電流的大小和相位來(lái)判斷是否發(fā)生故障，主要用于反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組的相間短路故障。9.母線差動(dòng)保護(hù)采用電壓閉鎖元件，主要是為了（）。A.防止區(qū)外故障時(shí)誤動(dòng)B.提高保護(hù)的靈敏性C.提高保護(hù)的速動(dòng)性D.防止區(qū)內(nèi)故障時(shí)拒動(dòng)答案：A解析：母線差動(dòng)保護(hù)采用電壓閉鎖元件，是為了防止在區(qū)外故障時(shí)，由于電流互感器的誤差等原因?qū)е虏顒?dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。當(dāng)母線電壓降低到一定值時(shí)，才允許差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，從而提高了保護(hù)的可靠性。10.自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作次數(shù)一般為（）。A.一次B.二次C.三次D.多次答案：A解析：自動(dòng)重合閘裝置一般采用一次重合閘方式，即當(dāng)線路發(fā)生故障跳閘后，自動(dòng)重合閘裝置只進(jìn)行一次重合。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)線路故障是瞬時(shí)性的，一次重合閘往往能恢復(fù)供電，而且多次重合可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成不必要的沖擊。二、判斷題（每題2分，共20分）1.繼電保護(hù)裝置的可靠性是指保護(hù)裝置應(yīng)能正確動(dòng)作，且在不該動(dòng)作時(shí)不發(fā)生誤動(dòng)作。（）答案：正確解析：可靠性是繼電保護(hù)裝置的重要性能指標(biāo)之一，包括安全性（不該動(dòng)作時(shí)不發(fā)生誤動(dòng)作）和可信賴性（該動(dòng)作時(shí)能可靠動(dòng)作）兩個(gè)方面。2.電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流越大，其保護(hù)范圍越廣。（）答案：錯(cuò)誤解析：電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流是按躲開被保護(hù)線路末端最大短路電流來(lái)整定的，動(dòng)作電流越大，其保護(hù)范圍越小。3.限時(shí)電流速斷保護(hù)可以作為本線路的主保護(hù)和相鄰線路的后備保護(hù)。（）答案：錯(cuò)誤解析：限時(shí)電流速斷保護(hù)可以作為本線路的主保護(hù)，但不能作為相鄰線路的后備保護(hù)，過(guò)電流保護(hù)可作為相鄰線路的后備保護(hù)。4.方向過(guò)電流保護(hù)中，功率方向繼電器的動(dòng)作角與接入的電壓和電流的相位差有關(guān)。（）答案：正確解析：功率方向繼電器的動(dòng)作與否取決于接入的電壓和電流的相位差，當(dāng)相位差滿足一定條件時(shí)，繼電器動(dòng)作。5.距離保護(hù)的測(cè)量阻抗與故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離成正比。（）答案：正確解析：在理想情況下，距離保護(hù)的測(cè)量阻抗等于故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的線路阻抗，而線路阻抗與距離成正比，所以測(cè)量阻抗與故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離成正比。6.零序電流保護(hù)的靈敏度比相間電流保護(hù)的靈敏度高。（）答案：正確解析：在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生接地故障時(shí)零序電流較大，而零序電流保護(hù)的動(dòng)作電流較小，所以零序電流保護(hù)的靈敏度比相間電流保護(hù)的靈敏度高。7.變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于跳閘。（）答案：錯(cuò)誤解析：變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般動(dòng)作于信號(hào)，提醒運(yùn)行人員注意變壓器的負(fù)荷情況，而不是動(dòng)作于跳閘，因?yàn)檫^(guò)負(fù)荷情況通常不是立即需要切除變壓器的嚴(yán)重故障。8.發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)是反應(yīng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流消失而動(dòng)作的。（）答案：正確解析：發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)主要是為了監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流是否消失或降低到一定程度，當(dāng)勵(lì)磁電流消失時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作。9.母線差動(dòng)保護(hù)在母線發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘。（）答案：正確解析：母線是電力系統(tǒng)的重要樞紐，母線發(fā)生故障會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響，所以母線差動(dòng)保護(hù)在母線發(fā)生故障時(shí)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘，以迅速切除故障母線。10.自動(dòng)重合閘裝置可以提高電力系統(tǒng)的供電可靠性。（）答案：正確解析：自動(dòng)重合閘裝置可以在線路發(fā)生瞬時(shí)性故障跳閘后，自動(dòng)進(jìn)行重合，恢復(fù)供電，從而提高了電力系統(tǒng)的供電可靠性。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述繼電保護(hù)裝置的基本要求。答案：繼電保護(hù)裝置的基本要求主要包括以下四個(gè)方面：（1）選擇性：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。即只切除故障設(shè)備，盡量縮小停電范圍。（2）速動(dòng)性：要求保護(hù)裝置能盡快地切除故障，以減少故障設(shè)備的損壞程度，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少對(duì)用戶的影響。一般主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間在0.060.12s左右。（3）靈敏性：指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。通常用靈敏系數(shù)來(lái)衡量，靈敏系數(shù)應(yīng)滿足規(guī)定的要求，以保證在故障發(fā)生時(shí)保護(hù)裝置能夠可靠動(dòng)作。（4）可靠性：包括安全性和可信賴性。安全性是指保護(hù)裝置在不該動(dòng)作時(shí)不發(fā)生誤動(dòng)作；可信賴性是指保護(hù)裝置在該動(dòng)作時(shí)能可靠動(dòng)作?？煽啃匀Q于保護(hù)裝置本身的質(zhì)量、安裝調(diào)試質(zhì)量以及運(yùn)行維護(hù)水平等。2.簡(jiǎn)述三段式電流保護(hù)的組成及各段的作用。答案：三段式電流保護(hù)由電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)組成。（1）電流速斷保護(hù)：按躲開被保護(hù)線路末端最大短路電流來(lái)整定，其動(dòng)作電流大，動(dòng)作迅速，沒有動(dòng)作延時(shí)。它的作用是快速切除被保護(hù)線路首端的短路故障，但其保護(hù)范圍不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，只能保護(hù)線路的一部分。（2）限時(shí)電流速斷保護(hù)：按躲開下一條相鄰線路的電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流來(lái)整定，其動(dòng)作電流比電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流小，動(dòng)作時(shí)間一般為0.30.6s。它的作用是作為電流速斷保護(hù)的后備，能夠保護(hù)線路的全長(zhǎng)，當(dāng)電流速斷保護(hù)范圍以外的故障發(fā)生時(shí)，限時(shí)電流速斷保護(hù)能夠可靠動(dòng)作。（3）過(guò)電流保護(hù)：按躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來(lái)整定，其動(dòng)作電流最小，動(dòng)作時(shí)間最長(zhǎng)。它的作用是作為本線路和相鄰線路的后備保護(hù)，當(dāng)本線路和相鄰線路發(fā)生故障，而前面的保護(hù)裝置都拒動(dòng)時(shí)，過(guò)電流保護(hù)能夠動(dòng)作切除故障。3.簡(jiǎn)述距離保護(hù)的工作原理及影響距離保護(hù)正確動(dòng)作的因素。答案：工作原理：距離保護(hù)是利用短路時(shí)電壓、電流同時(shí)變化的特征，測(cè)量電壓與電流的比值，該比值反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，當(dāng)測(cè)量距離小于整定值時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作。具體來(lái)說(shuō)，距離保護(hù)通過(guò)測(cè)量保護(hù)安裝處的電壓和電流，計(jì)算出測(cè)量阻抗，將測(cè)量阻抗與整定值進(jìn)行比較，如果測(cè)量阻抗小于整定值，則判斷為區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)裝置動(dòng)作；如果測(cè)量阻抗大于整定值，則判斷為區(qū)外故障，保護(hù)裝置不動(dòng)作。影響距離保護(hù)正確動(dòng)作的因素主要有：（1）短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻：過(guò)渡電阻會(huì)使測(cè)量阻抗增大，可能導(dǎo)致距離保護(hù)的測(cè)量范圍縮小，甚至使保護(hù)拒動(dòng)。（2）電力系統(tǒng)振蕩：振蕩時(shí)系統(tǒng)中電流、電壓會(huì)發(fā)生周期性變化，可能使測(cè)量阻抗進(jìn)入距離保護(hù)的動(dòng)作區(qū)，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作。（3）電壓回路斷線：電壓回路斷線會(huì)使距離保護(hù)的測(cè)量電壓發(fā)生變化，可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作或拒動(dòng)。（4）電流互感器和電壓互感器的誤差：互感器的誤差會(huì)使測(cè)量的電流和電壓不準(zhǔn)確，從而影響測(cè)量阻抗的計(jì)算，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作不準(zhǔn)確。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.已知某110kV線路，最大負(fù)荷電流為300A，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)Kss=1.5，返回系數(shù)Kr=0.85，求過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流。答案：過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流計(jì)算公式為：$I_{op}=\frac{K_{ss}}{K_{r}}I_{L.max}$其中，$I_{L.max}$為最大負(fù)荷電流，$K_{ss}$為負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)，$K_{r}$為返回系數(shù)。將題目中的數(shù)據(jù)代入公式可得：$I_{op}=\frac{1.5}{0.85}\times300\approx529.4$（A）所以，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流約為529.4A。2.