電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課后習(xí)題答案46227

2電流的電網(wǎng)保護(hù)2.1在過(guò)量（欠量）繼電器中，為什么要求其動(dòng)作特性滿(mǎn)足“繼電特性”？若不滿(mǎn)足，當(dāng)加入繼電器的電量在動(dòng)作值附近時(shí)將可能出現(xiàn)什么情況？答：過(guò)量繼電器的繼電特性類(lèi)似于電子電路中的“施密特特性“，如圖2-1所示。當(dāng)加入繼電器的動(dòng)作電量（圖中的）大于其設(shè)定的動(dòng)作值（圖中的）時(shí)，繼電器能夠突然動(dòng)作；繼電器一旦動(dòng)作以后，即是輸入的電氣量減小至稍小于其動(dòng)作值，繼電器也不會(huì)返回，只有當(dāng)加入繼電器的電氣量小于其設(shè)定的返回值（圖中的）以后它才突然返回。無(wú)論啟動(dòng)還是返回，繼電器的動(dòng)作都是明確干脆的，它不可能停留在某一個(gè)中間位置，這種特性稱(chēng)為“繼電特性”。為了保證繼電器可靠工作，其動(dòng)作特性必須滿(mǎn)足繼電特性，否則當(dāng)加入繼電器的電氣量在動(dòng)作值附近波動(dòng)時(shí)，繼電器將不停地在動(dòng)作和返回兩個(gè)狀態(tài)之間切換，出現(xiàn)“抖動(dòng)“現(xiàn)象，后續(xù)的電路將無(wú)法正常工作。2.2請(qǐng)列舉說(shuō)明為實(shí)現(xiàn)“繼電特性”，電磁型、集成電路性、數(shù)字型繼電器常分別采用那些技術(shù)？答：在過(guò)量動(dòng)作的電磁型繼電器中，繼電器的動(dòng)作條件是電磁力矩大于彈簧的反拉力矩與摩擦力矩之和，當(dāng)電磁力矩剛剛達(dá)到動(dòng)作條件時(shí)，繼電器的可動(dòng)銜鐵開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，磁路氣隙減小，在外加電流（或電壓）不變的情況下，電磁力矩隨氣隙的減小而按平方關(guān)系增加，彈簧的反拉力矩隨氣隙的減小而線(xiàn)性增加，在整個(gè)動(dòng)作過(guò)程中總的剩余力矩為正值，銜鐵加速轉(zhuǎn)動(dòng)，直至銜鐵完全吸合，所以動(dòng)作過(guò)程干脆利落。繼電器的返回過(guò)程與之相反，返回的條件變?yōu)樵陂]合位置時(shí)彈簧的反拉力矩大于電磁力矩與摩擦力矩之和。當(dāng)電磁力矩減小到啟動(dòng)返回時(shí)，由于這時(shí)摩擦力矩反向，返回的過(guò)程中，電磁力矩按平方關(guān)系減小，彈簧力矩按線(xiàn)性關(guān)系減小，產(chǎn)生一個(gè)返回方向的剩余力矩，因此能夠加速返回，即返回的過(guò)程也是干脆利落的。所以返回值一定小于動(dòng)作值，繼電器有一個(gè)小于1的返回系數(shù)。這樣就獲得了“繼電特性”。在集成電路型繼電器中，“繼電特性”的獲得是靠施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的，施密特觸發(fā)器的特性，就是繼電特性。在數(shù)字型繼電器中，“繼電特性”的獲得是靠分別設(shè)定動(dòng)作值和返回值兩個(gè)不同的整定值而實(shí)現(xiàn)的。2.3解釋“動(dòng)作電流”和“返回系數(shù)”，過(guò)電流繼電器的返回系數(shù)過(guò)低或高各有何缺點(diǎn)？答：在過(guò)電流繼電器中，為使繼電器啟動(dòng)并閉合其觸點(diǎn)，就必須增大通過(guò)繼電器線(xiàn)圈的電流，以增大電磁轉(zhuǎn)矩，能使繼電器動(dòng)作的最小電流稱(chēng)之為動(dòng)作電流。在繼電器動(dòng)作之后，為使它重新返回原位，就必須減小電流以減小電磁力矩，能使繼電器返回原位的最大電流稱(chēng)之為繼電器的返回電流。過(guò)電流繼電器返回系數(shù)過(guò)小時(shí)，在相同的動(dòng)作電流下起返回值較小。一旦動(dòng)作以后要使繼電器返回，過(guò)電流繼電器的電流就必須小于返回電流，真陽(yáng)在外故障切除后負(fù)荷電流的作用下繼電器可能不會(huì)返回，最終導(dǎo)致誤動(dòng)跳閘；而返回系數(shù)過(guò)高時(shí)，動(dòng)作電流惡和返回電流很接近，不能保證可靠動(dòng)作，輸入電流正好在動(dòng)作值附近時(shí)，可能回出現(xiàn)“抖動(dòng)”現(xiàn)象，使后續(xù)電路無(wú)法正常工作。繼電器的動(dòng)作電流、返回電流和返回系數(shù)都可能根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)定。2.4在電流保護(hù)的整定計(jì)算中，為什么要引入可靠系數(shù)，其值考慮哪些因素后確定？答：引入可靠系數(shù)的原因是必須考慮實(shí)際存在的各種誤差的影響，例如：（1）實(shí)際的短路電流可能大于計(jì)算值；（2）對(duì)瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)還應(yīng)考慮短路電流中非周期分量使總電流增大的影響；（3）電流互感器存在誤差；（4）保護(hù)裝置中的短路繼電器的實(shí)際啟動(dòng)電流可能小于整定值?？紤]必要的裕度，從最不利的情況出發(fā)，即使同時(shí)存在著以上幾個(gè)因素的影響，也能保證在預(yù)定的保護(hù)范圍以外故障時(shí)，保護(hù)裝置不誤動(dòng)作，因而必須乘以大于1的可靠系數(shù)。2.5說(shuō)明電流速斷、限時(shí)電流速斷聯(lián)合工作時(shí)，依靠什么環(huán)節(jié)保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性？依靠什么環(huán)節(jié)保證保護(hù)動(dòng)作的靈敏度性和速動(dòng)性？答：電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流必須按照躲開(kāi)本線(xiàn)路末端的最大短路電流來(lái)整定，即考電流整定值保證選擇性。這樣，它將不能保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)，而只能保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)的一部分，靈敏度不夠。限時(shí)電流速斷的整定值低于電流速斷保護(hù)的動(dòng)作短路，按躲開(kāi)下級(jí)線(xiàn)路電流速斷保護(hù)的最大動(dòng)作范圍來(lái)整定，提高了保護(hù)動(dòng)作的靈敏性，但是為了保證下級(jí)線(xiàn)路短路時(shí)不誤動(dòng)，增加一個(gè)時(shí)限階段的延時(shí)，在下級(jí)線(xiàn)路故障時(shí)由下級(jí)的電流速斷保護(hù)切除故障，保證它的選擇性。電流速斷和限時(shí)電流速斷相配合保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)，速斷范圍內(nèi)的故障由速斷保護(hù)快速切除，速斷范圍外的故障則必須由限時(shí)電流速斷保護(hù)切除。速斷保護(hù)的速動(dòng)性好，但動(dòng)作值高、靈敏性差；限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作值低、靈敏度高但需要0.3~0.6s的延時(shí)才能動(dòng)作。速斷和限時(shí)速斷保護(hù)的配合，既保證了動(dòng)作的靈敏性，也能夠滿(mǎn)足速動(dòng)性的要求。2.6為什么定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的靈敏度、動(dòng)作時(shí)間需要同時(shí)逐級(jí)配合，而電流速斷的靈敏度不需要逐級(jí)配合？答：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定值按照大于本線(xiàn)路流過(guò)的最大負(fù)荷電流整定，不但保護(hù)本線(xiàn)路的全長(zhǎng)，而且保護(hù)相鄰線(xiàn)路的全長(zhǎng)，可以起遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用。當(dāng)遠(yuǎn)處短路時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證離故障點(diǎn)最近的過(guò)電流保護(hù)最先動(dòng)作，這就要求保護(hù)必須在靈敏度和動(dòng)作時(shí)間上逐級(jí)配合，最末端的過(guò)電流保護(hù)靈敏度最高、動(dòng)作時(shí)間最短，每向上一級(jí)，動(dòng)作時(shí)間增加一個(gè)時(shí)間級(jí)差，動(dòng)作電流也要逐級(jí)增加。否則，就有可能出現(xiàn)越級(jí)跳閘、非選擇性動(dòng)作現(xiàn)象的發(fā)生。由于電流速斷只保護(hù)本線(xiàn)路的一部分，下一級(jí)線(xiàn)路故障時(shí)它根本不會(huì)動(dòng)作，因而靈敏度不需要逐級(jí)配合。2.7如圖2-2所示網(wǎng)絡(luò)，在位置1、2和3處裝有電流保護(hù)，系統(tǒng)參數(shù)為：，、，，，，，，，線(xiàn)路阻抗，=1.2、==1.15，，，，=1.5、=0.85。試求：（1）發(fā)電機(jī)元件最多三臺(tái)運(yùn)行，最少一臺(tái)運(yùn)行，線(xiàn)路最多三條運(yùn)行，最少一條運(yùn)行，請(qǐng)確定保護(hù)3在系統(tǒng)最大、最小運(yùn)行方式下的等值阻抗。（2）整定保護(hù)1、2、3的電流速斷定值，并計(jì)算各自的最小保護(hù)范圍。（3）整定保護(hù)2、3的限時(shí)電流速斷定值，并校驗(yàn)使其滿(mǎn)足靈敏度要求（1.2）（4）整定保護(hù)1、2、3的過(guò)電流定值，假定流