电力系统继电保护 第2章_输电线路相间故障的保护_习题答案.docx
第2章习题及思考题
2.1如图所示的网络，对保护1进行三段式电流保护整定计算。已知，，，，，，。
题2.1图单侧电源网络图
解：
（1）保护1电流Ⅰ段整定计算：
①启动电流：按躲过最大运行方式下本线路末端三相短路时流过保护的最大短路电流来整定，即：
注：用平均额定电压计算。
②动作时限：第Ⅰ段为电流速断，。
③最小保护范围：
则，满足要求。
（2）保护1电流Ⅱ段整定计算：
①动作电流：按与相邻线路保护Ⅰ段动作电流相配合的原则来整定，即
②动作时限：应比相邻线路保护Ⅰ段动作时限高一个时限阶段，即
③灵敏系数校验：利用最小运行方式下本线路末端发生两相金属性短路时流过保护的电流来校验灵敏系数，即
，不满足要求。
（3）保护1电流Ⅲ段整定计算：
①动作电流：按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定，即
②动作时限：应比相邻线路保护的最大动作时限高一个时限阶段，即
③灵敏系数校验：
作近后备保护时，利用最小运行方式下本线路末端发生两相金属性短路时流过保护装置的电流来校验灵敏系数，即
，满足要求。
作远后备保护时，利用最小运行方式下相邻线路末端发生两相金属性短路时流过保护装置的电流来校验灵敏系数，即
，满足要求。
2.2在图示双侧电源网络中，保护2和保护3都装有90°接线的功率方向继电器，内角为30°，系统及线路阻抗角均为70°，当在保护3出口K点发生AB两相短路时：
（1）写出保护3处功率方向继电器测量到的三相电流和电压；
（2）用相量图分析保护2的A相和保护3的B相的功率方向继电器是否动作。
题2.2图
解：
（1）保护3处功率方向继电器测量到的三相电流和电压分别为：
（2）功率方向继电器的动作方程为：
；
分析保护2的A相功率方向继电器：
代入动作方程，不动作。
分析保护3的B相功率方向继电器：
代入动作方程，动作。
2.3为什么校验电流灵敏系数大于1？
答：要求灵敏系数大于1的原因是考虑到当线路末端短路时，可能会出现一些不利于保护启动的因素。而在实际中存在这些因素时，为了使保护仍然能够动作，显然就必须留一定的裕度。不利于保护启动的因素如下：
①故障点一般不都是金属性短路，而是存在弧光过渡电阻或接地过渡电阻，它将使短路电流减小，因而不利于保护装置动作；
②实际的短路电流由于计算误差或其他原因而小于计算值；
③保护装置所使用的电流互感器，在短路电路通过的情况下，一般都具有负误差，因此使实际流入保护装置的电流小于按额定电流比折算的数值；
④保护装置中的继电器，其实际启动数值可能具有正误差；
⑤考虑一定的裕度。
2.4过电流保护的整定值为什么要考虑继电器的返回系数?而电流速断保护则不需要考虑?
答：这是综合考虑保护的灵敏性和可靠性的结果。为了保证保护的灵敏性，动作的整定值应当尽量小，但是过电流的动作值与额定运行电流相差不大，这样有可能造成保护误动作，从而降低了供电的可靠性。所以我们为过电流保护加了时限，过电流必须要持续一定得时间才会动作，如果在时限内电流降到返回值以下，那么保护就复归不用动作了，从而在不降低灵敏性的情况下增加了可靠性。而电流速断本身动作电流比较大，且没有时间的限制，只要电流一超过速断的整定值，马上动作跳闸，所以不需要设置返回值。
2.5相间方向电流保护中,功率方向继电器使用的内角为多少度?采用90°接线方式有什么优点?
答：相间功率方向继电器一般使用的内角为45°；采用90°接线具有以下优点：
①在被保护线路发生各种相间短路故障时，继电器均能正确动作。
②在短路阻抗角可能变化的范围内，继电器都能工作在最大灵敏角附近，灵敏度比较高。
③在保护安装处附近发生两相短路时，由于引入了非故障相电压，保护没有电压死区。
2.6应根据哪些条件确定线路相间短路电流保护最大短路电流？
答：(1)系统运行方式：保护安装处测量到最大短路电流的接线方式；
(2)短路点位置：保护配合点；
(3)短路类型：三相短路；
2.7何谓保护的最大和最小运行方式，确定最大最小运行方式应考虑哪些因素？
答：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式称为保护最大运行方式；而短路电流为最小的方式称为保护最小运行方式。
因素：①保护安装点；②短路类型
2.8三段式电流保护各段是如何实现选择性的？为什么电流Ⅲ段的灵敏度最大？
答：无时限电流速断保护是靠动作电流的整定获得选择性的；限时电流速断保护和定时限过电流保护是靠上、下级保护的动作电流和动作时间的配合获得选择性的。因为定时限过电流保护的启动电流是按照躲开最大负荷电流来整定的，而无时限电流速断保护和限时电流速断保护是按照最大短路电流来整定，所以电流Ⅲ段的灵敏度也就最大。
2.9如图3所示双电源网络，两电源最大、最小电抗为XS.A.max、XS.B.max、XS.A