第7章思考题和习题解答.doc

第七章 供配电系统的继电保护7-1继电器保护装置的任务和要求是什么？答：（1）继电保护的任务： ①自动地、迅速地、有选择地将故障设备从供电系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常供电 ②正确反映电气设备的不正常运行状态，发出预告信号，以便操作人员采取措施，恢复电器设备的正常运行 ③与供配电系统的自动装置（如自动重合闸、备用电源自动投入装置等）配合，提高供配电系统的供电可靠性 （2）对继电保护的要求：根据继电保护的任务，继电保护应满足选择性、可靠性、速动性和灵敏性的要求7-2电流保护的常用接线方式有哪几种？各有什么特点？答：1、三相三继电器接线方式它能反映各种短路故障，流入继电器的电流与电流互感器二次绕组的电流相等，其接线系数在任何短路情况下均等于1这种接线方式主要用于高压大接地电流系统，保护相间短路和单相短路2、两相两继电器接线方式它不能反映单相短路，只能反映相间短路，其接线系数在各种相间短路时均为1此接线方式主要用于小接地电流系统的相间短路保护3、两相一继电器接线方式这种接线方式可反映各种不同的相间短路，但是其接线系数随短路种类不同而不不同，保护灵敏度也不同，主要用与高压电动机的保护。

7-3 什么叫过电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数？答：（1）使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流 （2）使继电器返回到启始位置的最大电流称为继电器的返回电流3）继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数 7-4电磁式电流继电器和感应式电流继电器的工作原理有何不同？如何调节其动作电流？答：（1）工作原理的不同之处在于：电磁式电流继电器利用电磁原理,当通过继电器的电流大于利继电器的动作电流，其常开触头即闭合而感应式电流继电器利用感应原理, 当通过继电器的电流大于利继电器的动作电流，感应式电流继电器开始动作,但其常开触头经延时闭合, 延时时间与电流大小有关，呈有限反时限特性2）调节电磁式电流继电器的动作电流的方法有两种：①改变调整杆的位置来改变弹簧的反作用力 进行平滑调节；②改变继电器线圈的连接调节感应式继电器的动作电流的方法可用插销改变线圈的抽头进行级进调节；也可以用调节弹簧的拉力进行平滑调节7-5 电磁式时间继电器、信号继电器和中间继电器的作用是什么？答：①电磁式时间继电器用于继电保护装置中，使继电保护获得需要延时，以满足选择性要求②信号继电器是继电保护装置中用于发出指示信号，表示保护动作，同时接通信号回路，发出灯光或者音响信号③中间继电器的触头容量较大，触头数量较多，在继电保护装置中用于弥补主继电器触头容量或者触头数量的不足。

7-6 试说明感应式电流继电器的动作特性曲线答：继电器线圈中的电流越大，铝盘转速越快，扇形齿轮上升速度也就越快，因此动作时限越短这就是感应式电流继电器的“反时限”特性，如下图曲线中的ab段所示当继电器线圈中的电流继续增大时，电磁铁中的磁通逐渐达到饱和，作用于铝盘的转矩不再增大，使继电器的动作时限基本不变这一阶段的动作特性称为定时限特性，如下图曲线中的bc段所示当继电器线圈中的电流进一步增大到继电器的速断电流整定值时，电磁铁瞬时将衔铁吸下，触头闭合，同时也使信号牌掉下这是感应式继电器的速断特性，如下图曲线中c’d所示7-7 电力线路的过电流保护装置的动作电流、动作时间如何整定？灵敏度怎样校验？答：（1）动作电流整定过电流保护装置的动作电流必须满足下列两个条件：①正常运行时，保护装置不动作，即保护装置的动作电流应大于线路的最大负荷电流；②保护装置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置要使保护装置可靠返回，就要求保护装置的返回电流 由于过电流保护装置的动作电流大于最大负荷电流，所以，以作为动作电流整定依据，所以得；式中，为可靠系数，DL型继电器取1.2，GL型继电器取1.3，为接线系数，为继电的返回系数，为电流互感器变比。

2）动作时间整定动作时间必须满足选择性要求为保证动作的选择性，动作时间整定按“阶梯原则”来确定；即自负载侧向电源侧，后一级线路的过电流保护装置的动作时限应比前一级线路保护的动作时限大一级时限差； 式中，为时限级差，定时限电流保护取0.5s3）灵敏度校验.过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线路末端的两相短路电流Ik.min进行校验； (本级线路) (下级线路)式中，为保护装置一次侧动作电流7-8 反时限过电流保护的动作时限如何整定？答：在整定反时限电流保护的动作时限时应指出某一动作电流倍数（通常为10倍）时的动作时限，为保护动作的选择性，反时限过电流保护时限整定也应按照“阶梯原则”来确定，即上下级路线的反时限过电流保护在保护配合点K处发生短路时的时限级差为△t=0.7s7-9 试比较定时限过电流保护和反时限过电流保护答：定时限过电流保护整定简单，动作准确，动作时限固定，但使用继电器较多，接线较复杂，需直流操作电源反时限过电流保护使用继电器少，接线简单，可采用交流操作，但动作准确度不高，动作时间与短路电流有关，呈反时限特性，动作时限整定复杂7-10 电力线路的电流速断保护的动作电流如何整定？灵敏度怎样检验？答：（1）由于电流速断保护动作不带时限，为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端发生最大短路电流时，电流速断保护不应动作，即速断保护动作电流Iopl>Ik.max，从而，速断保护继电器的动作电流整定值为式中，为线路末端最大三相短路电流；为可靠系数，DL型继电器取1.2，GL型继电器取1.5；为接线系数；为电流互感器变比。

2）由于电流速断保护有死区，因此灵敏度校验不能用线路末端最小两相短路电流进行校验，而只能用线路首端最小两相短路电流校验，即 7-11 瞬时电流速断保护、时限电流速断保护和过电流保护各有什么特点？如何应用阶段式保护？答：瞬时电流速断保护、时限速断保护和过电流保护都是反应电流增大的电流保护它们之间的区别在于动作电流和动作时限的整定原则不同，因而保护范围也不同瞬时电流速断保护按照躲开本级线路末端最大短路电流整定，动作无时限或称瞬时动作，但只能保护本级线首端的一部分，有保护死区带时限速断保护按照躲开下级线路无时限电流速断保护的动作电流整定，动作较快，动作时限为0.5～0.6s，能保护本级线和下级线路的一部分过电流保护按照躲开本级线路最大负荷电流整定，动作时限较下级线路过电流保护动作时限大一个时限级差Δt，可以保护本级线路和下级线路全长瞬时电流速断保护虽然能迅速切除短路故障，但不能保护线路全长，而时限电流速断保护虽能保护线路全长，却不能作为相邻线路的后备保护，过电流保护可以保护本级线路和相邻线路的短路故障，作为本级线路的近后备保护和相邻线路的远后备保护，但动作时间往往较长。

为了保证快速而有选择性地可靠切除故障，常常将瞬时电流速断、时限电流速断和过电流保护组合在一起，构成阶段式电流保护，使之相互配合和补充具体应用时，根据有关规程和实际情况，3~10kV线路可采用瞬时电流速断保护加过电流保护，瞬时电流速断保护灵敏度不满足要求时采用时限电流速断保护加过电流保护，35kV线路可采用一段或两段电流速断或电压闭锁过电流保护加过电流保护分别称为二段式电流保护和三段式电流保护7-12电力线路的单相接地保护如何实现？绝缘监视装置怎样发现接地故障？如何查出接地故障线路？答：（1）电力线路的单相接地保护：中性点不接地系统发生单相接地时，流经接地点的电流是电容电流，数值上很小，虽然相对地电压不对称，系统仍可以对称，系统仍可继续运行一段时间单相接地保护利用线路单相接地时的零序电流较系统其他线路线路单相接地接地时的零序电流大的特点，实现有选择的单相接地保护当线路发生单相接地故障时，架空线路的电流互感器动作，发出信号，以便及时处理2）绝缘监视装置发现接地故障：当变电所出线回路较少或线路允许短时停电时，可采用无选择性的绝缘监视装置作为单相接地的保护装置系统正常运行时，三相电压对称，开口三角形绕组两端电压近似为零，电压继电器不动作。

系统单相接地故障时，接地相对地电压近似为零，该相电压表读数近似为零，非故障相对地电压高，非故障相的两只电压表读数接近线电压同时开口三角形绕组两端电压也升高，电压继电器动作，发出单相接地信号，以便运行人员及时处理3）地故障线路的方法：运行人员可根据接地信号和电压表读数，判断哪一段母线，哪一相发生单相接地，但不能判断哪一条线路发生单相接地，因此绝缘监视装置是无选择性的只能用依次拉合的方法，判断接地故障线路依次先断开，再合上各条线路，若断开某线路时，３只相电路表读数恢复且近似相等，该线路便是接地故障线路，再消除接地故障，恢复线路正常运行7-13为什么电力变压器的电流保护一般不采用两相一继电器式接线?答：两相一继电器式接线的保护灵敏度随短路种类而异，但Yyno接线的变压器二次侧发生单相短路和Yd11连接线的变压器二次侧发生两相短路时，保护装置不动作，因此，该连接方式不能用于Yyno连接和Yd11连接的变压器的电流保护所以，电力变压器的电流保护一般不用两相一继电器式接线7-14电力变压器的电流保护与电力线路的电流保护有何相同和不同之处？答：电力变压器的电流保护分为：①过电流保护；②电流速断保护；③差动保护；④过负荷保护。

电力线路的电流保护分为：①过电流保护；②电流速断保护；③单相接地保护；④过负荷保护两者在过电流保护、电流速断保护、过负荷保护方面工作原理与接线完全相同电力变压器的差动保护用于保护变压器内部及两侧绝缘套管和引出线上的相间短路，气体保护用于保护电力变压器的内部故障和油面降低，温度保护用于保护变压器的温度升高电力线路的单相接地保护是能过检测线路中的零序电流而实现有选择性的单相接地保护7-15 试叙述变压器气体保护的工作原理答：气体保护是保护油浸式电力变压器内部故障的一种主要保护装置气体保护装置主要由气体继电器构成当变压器油箱内部出现故障时，电弧的高温会使变压器内的油分解为大量的油气体，气体保护就是利用这种气体来实现保护的装置变压器正常运行时，气体继电器容器内充满了油，上下开口油杯产生的力矩小于平衡锤产生的力矩，开口杯处于上升位置，上下两对干簧触点处于断开位置当变压器油箱内部发生轻微故障时，产生的气体较少，气体缓慢上升，聚集在气体继电器容器上部，使继电器内的油面下降，上开口油杯露出油面，上开口油杯因其产生的力矩大于平衡锤的力矩而处于下降的位置，上干簧触点闭合，发出报警信号，称为轻瓦斯动作当变压器内部发生严重故障时，产生大量的气体，油汽混合物迅猛地从油箱通过联通管冲向油枕。

在油汽混合物冲击下，气体继电器挡板被掀起，使下口油杯下降上，下干簧触点闭合，发出跳闸信号，使断路器跳闸，称为重瓦斯动作若变压器油箱严重漏油，随着气体继电器内哦的油面逐渐下降，首先上油杯下降，从而上下簧触点闭合，发出报警信号，接着下油杯下降，从而下干簧触点闭合，发出跳闸信号，使断路器跳闸7-16 电力变压器差动保护的工作原理是什么？差动保护中不平衡电流产生的原因是什么？如何减小不平衡电流？答：（1）变压器的差动保护原理是在变压器两侧安装电流互感器，其二次绕组电流之差，即，为变压器一、二次侧的不平衡电流当变压器正常运行或差动保护区外短路时，流入差动继电器的不平衡电流小于继电器的动作电流，保护不动作在保护区内短路时，对单端电源供电的变压器，远。