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、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（如有無經(jīng)常值班人員）而動作于信號，以便值班員及時處理，或由裝置自動進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行就會引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。2.過電流保護(hù)的動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)誤動作C.使保護(hù)裝置可靠動作D.提高保護(hù)的速動性答案：B解析：過電流保護(hù)在外部故障切除后，電流減小到正常負(fù)荷電流時，保護(hù)裝置應(yīng)該返回?？紤]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.限時電流速斷保護(hù)C.過電流保護(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整定，所以其保護(hù)范圍不能保護(hù)線路全長，保護(hù)范圍最??；限時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍一般能保護(hù)線路的全長；過電流保護(hù)的保護(hù)范圍通常比限時電流速斷保護(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.消除動作死區(qū)和保證在各種相間短路時動作的方向性D.提高速動性答案：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都能保證動作的方向性，同時可以消除動作死區(qū)，使保護(hù)裝置在正方向故障時可靠動作，反方向故障時可靠不動作。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)線路末端短路時測量阻抗來整定，為了保證其選擇性，其保護(hù)范圍通常為被保護(hù)線路全長的80%85%。6.零序電流保護(hù)只適用于（）。A.中性點不接地系統(tǒng)B.中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)C.中性點直接接地系統(tǒng)D.以上都適用答案：C解析：只有在中性點直接接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生接地故障時才會出現(xiàn)零序電流，所以零序電流保護(hù)只適用于中性點直接接地系統(tǒng)。7.變壓器的過電流保護(hù)，其動作電流是按（）來整定的。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.躲開外部短路時的最大短路電流D.躲開變壓器空載合閘時的勵磁涌流答案：A解析：變壓器過電流保護(hù)的動作電流按躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，以保證在正常最大負(fù)荷電流情況下保護(hù)裝置不動作，而在發(fā)生故障時能夠可靠動作。8.發(fā)電機(jī)的縱差動保護(hù)是反應(yīng)（）而動作的。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)縱差動保護(hù)是通過比較發(fā)電機(jī)兩側(cè)電流的大小和相位來判斷是否發(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)外故障時誤動B.提高保護(hù)的靈敏性C.提高保護(hù)的速動性D.防止區(qū)內(nèi)故障時拒動答案：A解析：母線差動保護(hù)采用電壓閉鎖元件，是為了防止在區(qū)外故障時，由于電流互感器的誤差等原因?qū)е虏顒颖Ｗo(hù)誤動作。當(dāng)母線電壓降低到一定值時，才允許差動保護(hù)動作，從而提高了保護(hù)的可靠性。10.自動重合閘裝置的動作次數(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，自動重合閘裝置只進(jìn)行一次重合。這是因為大多數(shù)線路故障是瞬時性的，一次重合閘往往能恢復(fù)供電，而且多次重合可能會對系統(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)能正確動作，且在不該動作時不發(fā)生誤動作。（）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（不該動作時不發(fā)生誤動作）和可信賴性（該動作時能可靠動作）兩個方面。2.電流速斷保護(hù)的動作電流越大，其保護(hù)范圍越廣。（）答案：錯誤解析：電流速斷保護(hù)的動作電流是按躲開被保護(hù)線路末端最大短路電流來整定的，動作電流越大，其保護(hù)范圍越小。3.限時電流速斷保護(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：錯誤解析：限時電流速斷保護(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)，過電流保護(hù)可作為相鄰線路的后備保護(hù)。4.方向過電流保護(hù)中，功率方向繼電器的動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，繼電器動作。5.距離保護(hù)的測量阻抗與故障點到保護(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)的測量阻抗等于故障點到保護(hù)安裝處的線路阻抗，而線路阻抗與距離成正比，所以測量阻抗與故障點到保護(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：在中性點直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生接地故障時零序電流較大，而零序電流保護(hù)的動作電流較小，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.變壓器的過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)動作于跳閘。（）答案：錯誤解析：變壓器過負(fù)荷保護(hù)一般動作于信號，提醒運(yùn)行人員注意變壓器的負(fù)荷情況，而不是動作于跳閘，因為過負(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)勵磁電流消失而動作的。（）答案：正確解析：發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)主要是為了監(jiān)測發(fā)電機(jī)勵磁電流是否消失或降低到一定程度，當(dāng)勵磁電流消失時，保護(hù)裝置動作。9.母線差動保護(hù)在母線發(fā)生故障時，應(yīng)瞬時動作于跳閘。（）答案：正確解析：母線是電力系統(tǒng)的重要樞紐，母線發(fā)生故障會對系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響，所以母線差動保護(hù)在母線發(fā)生故障時應(yīng)瞬時動作于跳閘，以迅速切除故障母線。10.自動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：自動重合閘裝置可以在線路發(fā)生瞬時性故障跳閘后，自動進(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、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述繼電保護(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方面：（1）選擇性：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，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，減少對用戶的影響。一般主保護(hù)的動作時間在0.060.12s左右。（3）靈敏性：指保護(hù)裝置對其保護(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)生時保護(hù)裝置能夠可靠動作。（4）可靠性：包括安全性和可信賴性。安全性是指保護(hù)裝置在不該動作時不發(fā)生誤動作；可信賴性是指保護(hù)裝置在該動作時能可靠動作?？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)、限時電流速斷保護(hù)和過電流保護(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整定，其動作電流大，動作迅速，沒有動作延時。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，只能保護(hù)線路的一部分。（2）限時電流速斷保護(hù)：按躲開下一條相鄰線路的電流速斷保護(hù)的動作電流來整定，其動作電流比電流速斷保護(hù)的動作電流小，動作時間一般為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，當(dāng)電流速斷保護(hù)范圍以外的故障發(fā)生時，限時電流速斷保護(hù)能夠可靠動作。（3）過電流保護(hù)：按躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，其動作電流最小，動作時間最長。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)裝置都拒動時，過電流保護(hù)能夠動作切除故障。3.簡述距離保護(hù)的工作原理及影響距離保護(hù)正確動作的因素。答案：工作原理：距離保護(hù)是利用短路時電壓、電流同時變化的特征，測量電壓與電流的比值，該比值反應(yīng)故障點到保護(hù)安裝處的距離，當(dāng)測量距離小于整定值時，保護(hù)裝置動作。具體來說，距離保護(hù)通過測量保護(hù)安裝處的電壓和電流，計算出測量阻抗，將測量阻抗與整定值進(jìn)行比較，如果測量阻抗小于整定值，則判斷為區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)裝置動作；如果測量阻抗大于整定值，則判斷為區(qū)外故障，保護(hù)裝置不動作。影響距離保護(hù)正確動作的因素主要有：（1）短路點的過渡電阻：過渡電阻會使測量阻抗增大，可能導(dǎo)致距離保護(hù)的測量范圍縮小，甚至使保護(hù)拒動。（2）電力系統(tǒng)振蕩：振蕩時系統(tǒng)中電流、電壓會發(fā)生周期性變化，可能使測量阻抗進(jìn)入距離保護(hù)的動作區(qū)，導(dǎo)致保護(hù)誤動作。（3）電壓回路斷線：電壓回路斷線會使距離保護(hù)的測量電壓發(fā)生變化，可能導(dǎo)致保護(hù)誤動作或拒動。（4）電流互感器和電壓互感器的誤差：互感器的誤差會使測量的電流和電壓不準(zhǔn)確，從而影響測量阻抗的計算，導(dǎo)致保護(hù)動作不準(zhǔn)確。四、計算題（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)荷自啟動系數(shù)Kss=1.5，返回系數(shù)Kr=0.85，求過電流保護(hù)的動作電流。答案：過電流保護(hù)的動作電流計算公式為：$I_{op}=\frac{K_{ss}}{K_{r}}I_{L.max}$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，過電流保護(hù)的動作電流約為529.4A。2.