继电保护练习和思考

继电保护的作用是什么

电力系统发生短路故障时，会产生什么样的严重后果 继电保护的基本要求是什么各项要求的主要内容是什么 评价继电保护性能的标准是什么

依据短路的特征，已经构成了哪些继电保护的方式 主保护和后备保护的作用分别是什么 继电保护装置的保护范围需要重叠吗为什么

在图1-5所示的单电源系统示意图中，当K处发生短路时，应当由哪个保护动作于跳闸如

果该保护拒动，那么，又应当由哪个保护动作于跳闸为什么

AB2C3D614K5

图1-5

在图1-5所示的单电源系统示意图中，当K处发生短路时，保护2是否应当动作于跳闸为

什么

何谓主保护、后备保护

在图1-6中，TA1、TA2为线路保护和母线保护所配置的电流互感器。如果在图中的K1、K2、

K3处分别发生了短路故障，那么，分别应当由何种保护动作于跳闸为什么

线路保护TA1母线保护TA2K1K2K3

图1-6

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后，为什么可以提高电力系

统的稳定性

电流继电器的作用是什么时间继电器的作用是什么

何谓继电器的继电特性为什么继电器的动作过程是干脆而利索的 电流继电器的返回系数大约是多少返回系数过高或过低时，各有什么利弊 中性点接地方式有哪几种各有什么主要的特征和优缺点

相间电流保护主要针对何种中性点接地方式在电流保护的整定计算中，需要考虑什么故障

类型

电流保护I段的整定原则是什么I段的可靠系数主要考虑哪些影响因素 电流保护II段的整定原则是什么依靠什么方法来保证灵敏性和选择性 时间级差主要考虑了什么影响因素

电流保护III段的整定原则是什么请写出整定计算公式，并说明各系数的含义和大致的范

围。

电流保护III段的时间定值应当如何选择

为什么在电流III段保护的整定计算中需要考虑返回系数而I、II段保护没有考虑返回系数 请用继电保护“四性”的要求来评价电流保护I段、II段、III段。

继电保护的正方向是如何规定的在短路电流的基础上，通常引入什么电气量才能识别正方

向的短路

方向元件与电流元件相比较，要求哪个元件的灵敏度更高为什么

对于90°接线方式的方向元件，引入的是何种电压与电流方向元件的最大灵敏角是什么含

义请画出最大灵敏角为-30°时的动作区！

相间方向元件为什么会存在“死区”的问题为什么需要采用记忆电压应当注意什么事项 在什么情况下，电流保护I段、III段可以取消方向元件

试用图例说明：助增电流、外汲电流都是相对于什么电流来说的在什么情况下助增电流为

最大、最小在什么情况下，外汲电流为最大、最小

如果三相短路电流为Ik，而A、B、C三相的相对误差分别为10%、7%、5%，那么，请分

析：相对于Ik来说，此时的不平衡电流是多少 请用图例说明：何谓电流分配系数何谓电流分支系数

系统正常运行时，一次的负荷电流为450A，如果一相TA接反了，那么，零序电流的数值

是多少

在大电流接地系统中，零序方向元件存在出口死区吗为什么

试分析：正方向经过渡电阻接地时，保护安装处的零序电压和零序电流的相量关系该相量

关系与渡电阻接地有关否为什么

在中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，最明显的特征是什么短路点的零序电压是

否为最高

图2-50中，系统参数为：E1153kV，Xs.max10、Xs.min8，线路A-B的最大负

IIII1s。取Krel1.25、荷电流为400A，线路单位阻抗为0.4/km，保护3的t3IIIIIKrelKrel1.15、Kre0.85，自起动系数为。请完成保护1的I、II、III段整定计算。

A1BC240kmIL.max500A70km3

图2-50

在图2-51中，设发电机G1、G2、G3的参数完全相同，试分析：对于保护1来说，何种工

况对应于最大和最小运行方式，为什么

G1AB1G22G3线路2线路13

图2-51

如图2-52所示，保护9、10、11的第III段动作时间已经标注于图中。试分析：保护1~8

的第III段动作时间应当如何设计并说明哪些保护需要配置方向元件为什么

9123IIIt91.5s41087611IIIt110.5s5IIIt101.5s

图2-52

某110kV系统示意图如图2-53所示，线路长度已标注于图中。已知：

s.maxX2s.max20，X1s.minX2s.min15； （1）电源等值电抗分别为：X1（2）线路电抗：X10.4km，X01.4km；

（3）变压器T1的中性点接地，其额定参数为：60MVA、 10.5kV110kV、Uk%10.5%；（4）变压器T2、T3的中性点不接地，其额定参数为：

15MVA、110kV10.5kV、Uk%10.5%；

（5）在不同运行方式下，按照平均电压115kV计算，各点K1和K1,1时的零序电流计算结果如下表；

运行方式及故障类型 故障点母线A的出口处母线AB的中点母线B母线C母线D最大运行方式下最小运行方式下K1670A402A287A194A208AK1,1745A358A236A150A163.5A

（6）在断路器1~5上流过的最大负荷电流分别为：1070A、810A、381A、850A、390A。 试分析、计算：

（1）保护2和4是否需要装设零序电流I段保护为什么

（2）保护2和4零序电流II段、III段的电流整定值及时间整定值 （3）保护1各段零序电流保护的电流整定值、时间整定值及灵敏度

T1A1B2C3T260km450kmT3540kmD

图2-53

某110kV单电源系统如图2-54所示，其中，Zs.min10、Zs.max13.5，线路的单位阻

I1.3的情况下，试求： 抗为。在可靠系数Krel1）保护1的电流I段整定值，并进行灵敏度验证；

2）当线路AB的长度减小到25km时，重复上述的计算，并分析计算结果。

A1B260km

图2-54

为什么距离保护的动作区域通常为一个“面”或“圆”的形式

请说明测量阻抗、整定阻抗、临界动作阻抗的含义，并说明保护安装处的负荷阻抗、短路

阻抗、系统等值阻抗的含义。

对于方向阻抗圆的特性，其最大灵敏角是如何定义的对于具体的输电线路，通常将最大灵

敏角整定为何参数

阻抗元件的方向圆特性、偏移圆特性是否存在出口死区若存在出口死区，那么，通常采取

何种措施

偏移圆特性如图3-5（a）所示，请写出基于argZmZset的相位比较动作方程。

ZmZset 请写出常用的相间0°接线方式、接地0°接线方式引入的电压与电流，并说明二者分别能

够应用于哪些故障类型

图3-54所示特性经常应用于构成躲负荷阻抗的影响。 试用测量阻抗为变量，列写出图示特性的幅值比较动 作方程。

60jX 距离保护I、II、III段的整定原则是什么I段的可靠

系数主要考虑哪些影响因素

仅从TA传变特性的角度，试分析该特性对距离I段

可靠系数的影响。

0RsR 图3-54 金属性短路时，在故障相与非故障相的测量阻抗中，哪种阻抗元件受振荡的影响最小

为什么

I为最小在验证灵敏度 在距离保护的整定计算中，为什么要取分支系数KbIkmI为最大其中，I为下一级线路的测量电流，I 时，为什么要取分支系数KbIkmkm为保护安装处的测量电流。

请分析最大、最小的负荷阻抗角与功角的近似关系。 与相间电流保护相比较，试归纳出距离保护的主要特点。 电力系统振荡时，电流、电压、测量阻抗是如何变化的。

通常可以将多电源系统等效为双电源系统，请分析：等效双电源系统的功角是否会

发生突变

如图3-55所示的系统，在S、W电源之间发生振荡的情况下，试分析：1）K处没有短路时，

距离保护1是否受振荡影响2）K处发生短路时，距离保护1是否受振荡影响为什么其中，P站可能为振荡中心、也可能不是振荡中心。

ESMPNEW1K

图3-55

对于Z不发生变化的双电源系统，当发生振荡时，在同一个保护的I、II、III段阻抗元件

中，哪个阻抗元件最容易误动哪个阻抗元件次之通常采取何种方式防止误动 在采取短时开放的措施之后，如果本线路末端发生短路，那么，距离保护II段是如何实现

切除故障的

仅从阻抗特性的角度来说，在振荡时，希望R轴方向的范围小一些，但是，从提高耐受过

渡电阻的能力来说，又希望R轴方向的范围大一些，因此，二者的要求是相反的。在微机保护中，通常采取何种方案兼顾二者的要求 请你对多边形特性与方向圆特性的性能进行比较。 请问：选相元件的主要作用是什么

三段式距离保护的整定原则与三段式电流保护的整定原则有何异同 在单电源线路上，过渡电阻对距离保护会产生什么影响

在双电源线路上，距离保护测量到的过渡电阻为什么会呈现容性或感性 如何获得故障分量所述方法的故障分量存在多长时间 何谓距离保护的暂态超越克服暂态超越的主要措施是什么

影响距离保护正确工作的因素有哪些主要采取何种措施克服不利因素的影响试说明：这些

措施的目的是什么

在图3-56所示的网络中，线路AB、BC、CD的首端均配置了三段式距离保护。网络参数如

图所示，并已知：

1）线路的正序阻抗为z10.45km，阻抗角65；

2）线路AB、BC的最大负荷电流IL.max600A，功率因数cos0.9； 3）测量元件均采用方向阻抗特性；

III1.5s。 4）线路CD的t3试求：（1）保护1、2的相间距离I、II、III段一次动作阻抗及整定时限，并绘制出时间配合

图；

（2）校验II、III段的灵敏度。

A145kmB225kmC340kmDE\"A1153kVX\"A15X\"B.min40X\"B.max29MVAUk%10.5%110kV6.6kV

图3-56

在图3-57所示的双电源系统中，在保护1处装设了0接线的方向阻抗元件，设I段阻抗的

E。其余参数如图示，各元件阻抗角均为70。试求：整定值为Zset6，且E MN （1）振荡中心的位置，并在阻抗复平面上画出测量阻抗的振荡轨迹； （2）求出I段阻抗元件误动的角度范围；

（3）当系统的振荡周期近似取时，求出阻抗元件的误动时间。

EMM1NEN273

图3-57

电力系统非失稳运行时，试推导最小负荷阻抗角的表达式。 试用相位比较的方法，写出图3-58所示阻抗特性的动作方程。

jXZsetZm（a） R 图3-58

jXZsetZmR （b）