路容量为最大的一种运行方式，其特点是系统的等值阻抗为最小值。系统的最小运行方式是指能向馈线上故障点提供最小短路电流的运行方式，，也可理解为系统所能提供的短路容量为最小的一种运行方式，其特点是系统的等值阻抗为最大值。

2、三段式电流整定计算中如何选择系统运行方式及短路类型？

答：一般电流保护用于小电流接地系统（中性点非有效接地系统），不需要考虑接地短路类型；而同一运行方式下同一故障点处，三相短路电流将大于两相短路电流，所以整定电流值时选择最大运方下的三相短路，校验灵敏度时使用最小运方下的两相短路电流。

3、I段保护与III段保护相比，各有什么优缺点？

答：电流Ⅰ段保护整定值大，选择性、快速性好，但灵敏性差，不能保护本线全长。电流Ⅲ段保护整定值小，动作慢，但灵敏性好，能保护本线路全长及相邻线路。

4、三段式电流保护中哪些是主保护，哪些是后备保护？

答：电流Ⅰ段、电流Ⅱ段为线路的主保护；电流Ⅲ段保护为后备保护，为本线路提供近后备作用，同时也为相邻线路提供远后备作用。

5、无时限电流速断保护为什么有时需要带延时的出口跳闸？

答：其主要目的是防止该保护误动作，如线路上装有避雷器时，当线路遭遇雷击时，避雷器放电，将在某一相上产生相当大的电流，时间最长约0.03s；又如线路上配电变压器的励磁涌流也可能造成该保护误动作等。将改保护设置为带有短延时（如0.1s）出口跳闸，将有效地防止保护误动作，同时由于该保护属于馈线保护，保护带有短延时切除故障，对于系统不会造成不利影响。

6、电流保护为什么要校验灵敏度，这与保护四性中的“灵敏性”有何关系？ 答：校验灵敏度即是校验该保护的整定值是否满足“灵敏性”要求，即校验保护反映区内故障的能力。如对于电流保护II段，其校验方法是求取最小运行方式下保护线路末端发生两相短路的最小短路电流，与整定值相比较，以校验保护在此状态下能否动作。

7、三段式电流保护哪一段动作最灵敏？

答：电流保护III段最灵敏，因其启动电流相对最小，保护范围相对最长。

8、如图3-45所示。系统中电源视为110kV无穷大电源，图中T、T1、T2 的容量分别是40、4、4MVA，短路电压百分比都是10%。两台配电变压器位于配电线路的首端与末端。线路正序阻抗为4Ω，TA变比为600/5。

（1）以配电变压器低压侧、线路末端为故障点，计算三相短路电流值； （2）对保护P处的电流速断保护整定方法进行讨论，选出较优的整定方案； （3）求出动作电流二次值。

答：（1）求取折算到10kV侧的短路阻抗值 主变压器阻抗有名值（折算到10kV侧）： 配电变压器阻抗有名值（折算到10kV侧）： 线路阻抗：

ZL?4?

T1配变低压侧三相短路电流：

IT1?1000*10.5/3(0.2756?2.756)=1999.5A

线路末瑞三相短路电流：

IL?1000*10.5/3(0.2756?4)=1417.8 IT2?1000*10.5/3(0.2756?4?2.756)=862.1A

T2配变低压侧三相短路电流：

（2）此例中，配电变压器的容量设置较大（一般10kV馈线上的配电变压器容量不会超 过1MVA），造成馈线末瑞三相短路电流值小于T1配变低压侧三相短路，因此仍取本线路末端三相短路电流进行整定。如按T2配变低压侧三相短路进行整定，则有可能出现在T1配变低压侧三相短路时，电流速断保护将误动作的情况。

（3）电流整定一次值为： 电流整定二次值为：

IIIset.1.p?Krel?IL?1.25?1417.8?1772.3A

IIIset.1.S?Iset.1.p/nTA?1772.3/(600/5)?14.77A9、两相三继电器式电流保护中某段电流保护的继电器的动作电流为20A，TA电流比为500/5，一次侧发生CA相短路，A相电流为1500A。问流过各继电器的电流为多少？各继电器动作吗？如A相继电器的电流互感器极性接反，会带来什么问题？

答：流入A、C两相继电器电流各为15A,流入B相（也可称为“负B相”）继电器中电流为0 A,由于A、B、C三相继电器中电流都小于整定值，所以继电器将不动作。根据题意，AC两相短路时，两相电流相量相反，电流相量和应为零，因此B相继电器不会动作；若A相电流互感器接反，流入A、C两个继电器电流不变，仍为15A,但流入第三个继电器中电流将变为A、C两相的相量差值，其值为30A,由于 B继电器中电流大于整定值，将出现动作，这种行为属于误动作。

10、某10kV线路属于相邻线路故障被切除后的自起动状态，电流为最大负荷电流400A的三倍。定时限过电流保护整定时，可靠系数取1.2，返回系数应取0.9，由于工作失误，返回系数被取为1.2，说明此时定时限过电流保护的动作行为及相应后果。

答：根据题意，最大自起动电流为1200A，而按自起动系数为3倍的条件对定时限过电流保护进行整定，目前整定值为1200A，对应的实际返回电流约为960A。可见，故障切除后，定时限过电流保护本应返回，由于整定错误，实际的自起动电流大于返回电流960A，造成该保护无法返回，继续保持起动的状态，达到动作时间后，出口跳闸，造成误动作。

11、如图3-46所示，方向电流保护中的相间功率方向元件灵敏角为-45°，设在保护P处发生CA两相短路，线路阻抗角约70°。

（1）请画出保护P处的C相功率方向元件中C相电流与相应电压的相量关系，标出角度。

（2）请画出功率方向元件动作区图，并在图上定性地标出C相电流的相量位置。 （3）判断该功率方向元件能否动作。 答：（1）

（2）

（3）由上图可知C相电流在动作区内因此该元件能动作。 12、系统正常运行时功率方向继电器动作是否属于误动？

答：功率方向继电器用于判断功率方向，在正常负荷功率条件下，有可能使某些功率方向继电器动作，但此时过电流元件未动作，保护不会误动。功率方向继电器的动作行为不属于误动作。

13、参照图3-45，某方向电流保护不慎将B相功率方向继电器的电压极性接反，试分析在保护正方向发生BC两相短路故障时，该方向元件的动作行为。

答：BC相短路时，由于B相功率方向继电器电压极性接反，B相继电器输入电压由变为

Uac

Uca，因此我们的动作区会以Uac为参考方向，从而动作区应改为图中的阴影区，而输

,在动作区的外，因此B相功率方向继电器肯定不动作。

第4章 习题与思考题

入电流

IK?IB1、在中性点直接接地电网中发生接地短路时，零序电压和零序电流有何特点？ 答：零序电压的特征为：故障点零序电压最高；离故障点越远，零序电压越低，变压器中性点接地处为零。

零序电流的特征为：分布与变压器中性点接地的多少和位置有关，大小与线路及中性点接地变压器的零序阻抗有关。

2、零序电流保护Ⅰ段为何分为灵敏Ⅰ段与不灵敏Ⅰ段，应用时有何特点？

答：不灵敏Ⅰ段是按躲过非全相运行又产生振荡时出现的最大零序电流整定的。其动作电流大，能躲开单相重合过程的非全相运行状态中又产生振荡时的零序电流，在单相故障切除后的非全相运行状态下不被闭锁，主要用于反应保护安装处附近的接地故障，其保护范围有限。

灵敏Ⅰ段是按躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时出现的最大零序电流整定的。其动作电流小，保护范围相对不灵敏I段要大一些，但它在单相故障切除后的非全相运行状态下必须退出，以免误动作。