作业及思考题
第1章：
1-1何谓电力系统的“故障”、“异常运行状态”与“事故”？
1-2何谓继电保护装置？它的作用是什么？
1-3何谓主保护、后备保护及辅助保护？何谓近后备和远后备？
1-4何谓继电器与继电特性？为什么要求保护继电器必须具有继电特性？
1-5继电器的常开接点与常闭接点如何区分？
1-6继电保护装置一般有哪些组成部分？各部分有何作用？
1-7说明“继电器”、“继电保护装置”和“继电保护”的含义和区别？
1-8图1-1所示网络中，各断路器处均装设有保护装置，请回答：
（1）当K1点发生短路故障时，根据选择性要求，应由哪些保护起动并断开哪台断路器？若断路器QF6失灵而拒动，保护应如何动作？
（2）当K2点发生短路故障时，根据选择性要求，应由哪些保护起动并断开哪些断路器？如果保护2拒动，对保护1的动作又应作何评价？
图1-1习题1.8系统接线图
1-9在图1-2所示网络中，若在K1、K2点发生短路故障，评价保护1、保护2是否满足保护的基本要求：
（1）K1点发生短路故障：
1）保护2按整定时间先动作，断开QF2，保护1起动并在故障切除后返回；
2）保护1和保护2同时起动，并断开QF1和QF2；
3）保护1起动，但未断开QF1，保护2动作，断开QF2；
4）保护1动作，保护2未起动，断开QF1；
5）保护1和保护2均未起动。
（2）K2点发生短路故障：
1）保护2和保护3同时将QF2和QF3断开；
2）保护3拒动或FQ3失灵，保护1将QF1断开。
图1-2 习题1.9系统接线图
第2章
2-1 在继电保护装置中为什么要采用电流互感器? 电流互感器的极性是怎样标注的?怎样规定电流互感器中一、二次电流的正方向?
2-2什么叫电流互感器的10％误差曲线?该曲线如何得来的？有何用途？
2-3 说明电抗变换器的作用原理。电抗变换器转移阻抗的大小和阻抗角是怎样调整的？增加调整电阻
的阻抗值时
的阻抗角如何变化？增加电抗变换器的一次线圈匝数时值是如何变化的？
2-4 画出零序电压、电流滤过器的原理接线，并说明其基本原理。分析负序电流滤过器、负序电压滤过器的工作原理。
2-5
说明电磁型电流继电器的结构和工作原理以及动作电流、返回电流及返回系数
的概念。 电流继电器的返回系数为什么小于1？
2-6 低电压继电器的动作电压、返回电压及返回系数是如何定义的?
2-7 说明信号继电器、时间继电器及中间继电器在保护装置中的作用。在继电保护中为什么信号继电器不做成动作后可自动返回?
2-8 微机保护的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
2-9微机保护数据采集系统由哪几部分组成？各部分的原理如何？
2-10开关量输入电路中，装置内接点输入电路与装置外接点输入电路有何不同？为什么？开关量输出电路接线有何特点？
2-11 分析键盘输入电路、时钟电路、自复位电路、保护出口及信号插件的原理。
2-12微机保护的软件是怎样构成的？各有什么作用？
第3章：
3-1 瞬时电流速断保护的动作电流及灵敏系数是如何计算的?为什么在瞬时电流速断保护装置的接线中要加入中间继电器?
3-2 过电流保护是如何保证选择性的?在整定计算中为什么要考虑返回系数及自起动系数?
3-3 三段式电流保护是怎样构成的?画出三段式电流保护各段的保护的原理接线图。
3-4在Y，d11接线的变压器d侧发生两相生短路时，装在Y侧的电流保护采用三相三继电器完全星形接线与采用两相两继电器不完全星形接线其灵敏系数为什么不同?为什么采用两相三继电器不完全星形接线就可以使它的灵敏系数与采用三相三继电器完全星形接线相同?
3-5图3-1所示网络，AB、BC、BD线路上均装设了三段式电流保护，变压器装设了差动保护。已知Ⅰ段可靠系数取1.25，Ⅱ段可靠取1.15，Ⅲ段可靠系数取1.15，自起动系数取1.5,返回系数取0.85，AB线路最大工作电流200A，时限级差取0.5s，系统等值阻抗最大值为18Ω,最小值为13Ω，其它参数如图示，各阻抗值均归算至115kV的有名值，求AB线路限时电流速断保护及定时限过电流的动作电流、灵敏度和动作时间。
图3-1 习题3-5网络
3-6单电源环形网路如图3-2所示，在各断路器上装有过电流保护，已知时限级差为0.5s。为保证动作的选择性,确定各过电流保护的动作时间及哪些保护要装设方向元件。
图3-2 习题3-6网络
3-7求图3-3所示网络方向过电流保护动作时间，时限级差取0.5s。并说明哪些保护需要装设方向元件。
图3-45 习题3-7网络
3-8图3-3所示网络，已知A电源
，
，B电源
，
，Ⅰ段的可靠系数取1.25，Ⅱ段取1.15，Ⅲ段可靠系数取1.2，返回系数取0.85，自起动系数取1.5，AB线路最大负荷电流120Ａ，所有阻抗均归算至115
有名值。求AB线路A侧Ⅱ段及Ⅲ段电流保护的动作值及灵敏度。(不计振荡)
图3-3 习题3-8网络
3-9 图3-4所示35kV单电源线路,已知线路AB的最大传输功率为
,功率因数0.9,电流互感器变比300/5,自起动系数为1.4,Ⅰ段可靠系数1.2,Ⅱ段可靠系数取1.15，Ⅲ段可靠系数取1.1，
,求AB线路三段式电流保护动作值及灵敏度。图中阻抗均归算至37kV有名值。
图3-4 习题3-9网络
3-10
图3-5示网络中，已知：
（1）电源等值电抗
,
；
（2）线路AB、BC的电抗
,
；
（3）变压器T1额定参数为31.5MVA,
110／6.6kV, Ｕk＝10.5％,其它参数如图3-42所示。
试决定线路AB的零序电流保护的第Ⅰ段、第Ⅱ段、第Ⅲ段的动作电流、灵敏度和动作时限。
图3-5
一次接线图
3-11确定图示3-6网络各断路器相间短路及接地短路的定时限过电流保护动作时限,时限级差取0.5s。
图3-6 接线图
第4章：
4-1如图4-1所示，网络中A处电源电抗分别为：
，
；B处电源电抗分别为：
，
；电源相电势为：
；AB线路最大负荷电流为350A，负荷功率因数为
。线路电抗为
，线路阻抗角为
。归算至电源侧的变压器电抗为
。保护7的后备保护动作时间为
，保护8的后备保护动作时间为
。母线最小工作电压
；可靠系数分别为：
，
。若线路装有三段式相间距离保护，且测量元件为方向特性阻抗继电器，问：
（1）断路器QF1处各段阻抗保护动作阻抗为多少？整定阻抗又为多少？
（2）断路器QF1处三段距离保护灵敏度为多少？
（3）系统在最大运行方式下发生振荡时，哪些测量元件将会误起动？为什么？
（4）离QF1为
处发生带过渡电阻
的相间短路故障时，该保护第Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件是否起动？为什么？
图4-1 习题4-1的系统接线图
4-2网络如图4-2示，已知：线路正序阻抗
，阻抗角为
，A、B变电站装有反应相间短路的二段式距离保护，其测量元件采用方向阻抗继电器，灵敏角
，可靠系数
。求：
(1)当线路AB、BC的长度分别为
和
时，A变电站保护Ⅰ、Ⅱ段的整定值，并校验灵敏度。
(2)当线路AB、BC的长度分别为和时，A变电站保护Ⅰ、Ⅱ段的整定值，并校验灵敏度。
(3)分析比较上述两种情况，距离保护在什么情况下使用较理想?
图4-2 习题4-2网络接线图
4-3如图4-3所示网络，已知A电源等效阻抗为：
，
；B电源等效阻抗为：
，
；D电源等效阻抗为
，
；AB、BC、BD线路阻抗分别为
、
、
。求网络的A侧距离保护的最大、最小分支系数。(可靠系数取0.8)
图4-3 习题4-3系统接线图
4-4如图4-4所示网络，已知：线路正序阻抗
，在平行线路上装设距离保护作为主保护，可靠系数Ⅰ段、Ⅱ段取0.85，试决定距离保护AB线路A侧，BC线路B侧的Ⅰ段和Ⅱ段动作阻抗和灵敏度。
其中：电源相间电势为115kＶ，
，
，
。
图4-4 习题4-4系统接线图
4-5网络参数如图4-5所示，已知：
（1）网络的正序阻抗
，阻抗角
；
（2）线路上采用三段式距离保护，阻抗元件采用方向阻抗继电器，阻抗继电器最灵敏角
，阻抗继电器采用0°接线；
（3）线路AB、BC的最大负荷电流400Ａ，第Ⅲ段可靠系数为
，
；
（4）变压器采用差动保护，电源相间电势为
；
（5）A电源归算至被保护线路电压等级的等效阻抗为
；B电源归算至被保护线路电压等级的等效阻抗分别为：
，
。
（6）变压器容量为
，线电压为
，
。
试求线路AB的A侧各段动作阻抗及灵敏度。
图4-5 习题4-5系统接线图
4-6如图4-6所示网络，各线路首端均装有距离保护，线路正序阻抗
。试求AB线路距离保护Ⅰ、Ⅱ段动作阻抗及距离Ⅱ段灵敏度。
图4-6 习题4-6系统接线图
4-7如图4-7所示网络，已知：网络的正序阻抗
，线路阻抗角
；Ａ、Ｂ变电所装有反应相间短路的两段式距离保护，其距离Ⅰ、Ⅱ段的测量元件均采用方向阻抗器和0°接线方式。
试计算AB线路距离保护各段的整定值，并分析：
(1)在线路AB上距A侧65km和75km处发生金属性相间短路时，AB线路距离保护各段的动作情况；
(2)在线路AB上距A侧40km处发生
的相间弧光短路时，AB线路距离保护各段的动作情况；
(3)若A变电所的相间电压为
，通过变电所的负荷功率因素为
，为使AB线路距离保护Ⅱ段不误动作，最大允许输送的负荷电流为多少?
图4-7 习题4-7系统接线图
4-8如图4-8所示双侧电源电网，已知：线路的正序阻抗，
；电源M的等值相电势
、阻抗
；电源N的等值相电势
，阻抗
；在变电站
、
装有距离保护，距离保护Ⅰ、Ⅱ段测量元件均采用方向阻抗继电器。
试求：
（1）振荡中心位置，并在复平面坐标上画出振荡时的测量阻抗变化轨迹；
（2）分析系统振荡时，变电站侧的距离保护Ⅰ、Ⅱ段（Ⅱ段距离保护一次动作整定阻抗
，整定阻抗角
）误动的可能性及采取的措施。
图4-8 习题4-8系统接线图
4-9求网络的A侧距离保护的最大、最小分支系数。
图4-9 习题系统接线图
第5章：
5-1简述输电线路纵差保护的基本工作原理，输电线路纵差保护的特点是什么？
5-2试述线路纵差动保护不平衡电流产生的原因及消除其对保护影响的方法。
5-3 自适应纵差保护由哪几部分组成？各部分的作用如何？
5-4简述横联方向差动保护的基本工作原理。保护装置的操作电源为何要由合闸位置继电器来闭锁？
5-5何谓横联方向差动保护的“相继动作”及“相继动作区”？相继动作区的存在有何不利影响？
5-6纵差动保护中不平衡电流产生的原因是什么？为什么纵差保护需考虑暂态过程中的不平衡电流？暂态过程中不平衡电流有哪些特点？它对保护装置有什么影响？
5-7绘图说明横联方向差动保护的构成和工作原理。为什么要采用直流操作电源闭锁接线？为什么采用了直流操作电源闭锁后，保护的动作电流还需考虑躲过单回线运行时的最大负荷电流？
5-8试述电流平衡保护的工作原理。为什么在单侧电源平行线路的受电端不能采用电流平衡保护？在电流平衡保护中已有电压制动部分，为什么还要采用直流操作电源闭锁？
5-9常用的高频保护有哪几种？试述它们的工作原理。
5-10何谓闭锁信号、允许信号和跳闸信号？采用闭锁信号有何优点和缺点？
第6章：
6-1 电力变压器可能发生的故障和不正常运行工作情况有哪些？应装设哪些保护？
6-2 瓦斯保护的作用是什么？瓦斯保护特点和组成如何？
6-3 变压器产生差动保护产生不平衡电流的原因及消除措施？
6-4 如何对
变压器进行相位补偿？补偿方法和原理是什么？
6-5 变压器相间短路后备保护有哪几种常用方式，试比较它们的优缺点？
6-6 图6-1所示，降压变压器采用BCH-2型继电器构成纵差保护,已知变压器容量为
，电压为110(1±2×2.5％)/11,Ｙ,d11接线,系统最大电抗为52.7Ω，最小电抗为26.4Ω,变压器的电抗为69.5Ω,以上电抗均为归算到高压侧的有名值。试对差动保护进行整定计算。
图6-1 习题6-7网络
6-7 某一电气人员粗心将110侧电流互感器B相与6.6的A相相对接，110的A相与6.6的B相相对接。已知：变压器参数为31.5
，110/6.6，电流互感器变比110侧300/5，Ｙ,d11，6.6kＶ侧变比3000/5。差动继电器整定值为6A。经过计算分析，在正常情况下差动继电器会不会误动？
第7章：
7-1发电机可能发生哪些故障和不正常工作方式？应配置哪些保护？
7-2发电机的纵差保护的方式有哪些？各有何特点？
7-3发电机纵差保护有无死区？为什么？
7-4试简述发电机的匝间短路保护几个方案的基本原理、保护的特点及适用范围。
7-5如何构成100%发电机定子绕组接地保护？
7-6转子一点接地、两点接地有何危害？
7-7试述直流电桥式励磁回路一点接地保护基本原理及励磁回路两点接地保护基本原理。
7-8发电机失磁后的机端测量阻抗的变化规律如何？
7-9如何构成失磁保护？
7-10为何装设发电机的负序电流保护？为何要采用反时限特性？
7-11发电机－变压器组保护有何特点？
第8章：
8-1母线保护的方式有哪些？
8-2简述母线保护的装设原则。
8-3简述单母线完全电流差动保护的工作原理。
8-4双母线保护方式有哪些？
8-5电流比相式母线差动保护的原理及特点是什么？
8-6双母线差动保护如何选择故障母线？
8-7简述元件固定连接的双母线完全电流差动保护的工作原理。