1.2繼電保護裝置在電力系統中所起的作用是什麼?
答:繼電保護裝置就是指能反應電力系統中裝置發生故障或不正常執行狀態,並動作於斷路器跳閘或發出訊號的一種自動裝置.它的作用包括:
1.電力系統正常執行時不動作;2.電力系統部正常執行時發報警訊號,通知值班人員處理,使電力系統盡快恢復正常執行;3.
電力系統故障時,甄別出發生故障的電力裝置,並向故障點與電源點之間、最靠近故障點斷路器發出跳閘指令,將故障部分與電網的其他部分隔離。
1.4 依據電力元件正常工作、不正常工作和短路狀態下的電氣量複製差異，已經構成哪些原理的保護，這些保護單靠保護整定值能求出保護範圍內任意點的故障嗎？
答：利用流過被保護元件電流幅值的增大，構成了過電流保護;利用短路時電壓幅值的降低，構成了低電壓保護；利用電壓幅值的異常公升高，構成了過電壓保護；利用測量阻抗的降低和阻抗角的變大，構成了低阻抗保護。
單靠保護增大值不能切除保護範圍內任意點的故障，因為當故障發生在本線路末端與下級線路的首端出口時，本線路首端的電氣量差別不大。所以，為了保證本線路短路時能快速切除而下級線路短路時不動作，這種單靠整定值得保護只能保護線路的一部分。
1.5依據電力元件兩端電氣量在正常工作和短路狀態下的差異，可以構成哪些原理的保護？
答：利用電力元件兩端電流的差別，可以構成電流差動保護；利用電力元件兩端電流相位的差別可以構成電流相位差動保護；利兩側功率方向的差別，可以構成縱聯方向比較式保護；利用兩側測量阻抗的大小和方向的差別，可以構成縱聯距離保護。
1.8後備保護的作用是什麼？闡述遠後備保護和近後備保護的優缺點。
答：後備保護的作用是在主保護因保護裝置拒動、保護迴路中的其他環節損壞、斷路器拒動等原因不能快速切除故障的情況下，迅速啟動來切除故障。
遠後備保護的優點是：保護範圍覆蓋所有下級電力元件的主保護範圍，它能解決遠後備保護範圍內所有故障元件由任何原因造成的不能切除問題。
遠後備保護的缺點是：（1）當多個電源向該電力元件供電時，需要在所有的電源側的上級元件處配置遠後備保護；（2）動作將切除所有上級電源測的斷路器，造成事故擴大；（3）在高壓電網中難以滿足靈敏度的要求。
近後備保護的優點是：（1）與主保護安裝在同一斷路器處，在主保護拒動時近後備保護動作；（2）動作時只能切除主保護要跳開的斷路器，不造成事故的擴大；（3）在高壓電網中能滿足靈敏度的要求。
近後備保護的缺點是：變電所直流系統故障時可能與主保護同時失去作用，無法起到「後備」的作用；斷路器失靈時無法切除故障，不能起到保護作用。
2電流的電網保護
2.8 當圖2.56中保護1 的出口處在系統最小執行方式下發生兩相短路，保護按照題2.7配置和整定時，試問
（1）共有哪些保護元件啟動？
（2）所有保護工作正常，故障由何處的那個保護元件動作、多長時間切除？
（3）若保護1 的電流速斷保護拒動，故障由何處的那個保護元件動作、多長時間切除？
（4）若保護1 的斷路器拒動，故障由何處的那個保護元件動作、多長時間切除？
答: （1） 由題2.7的分析，保護1出口處（即母線d處）短路時的最小短路電流為0.
8098ka，在量值上小於所有電流速斷保護和限時電流速斷保護的整定值，所以所有這些保護都不會啟動；該量值大於1、2、3處過電流保護的定值，所以三處過電流保護均會啟動。
（2）所有保護均正常的情況下，應有1處的過電流以1s的延時切除故障。
（3）分析表明，按照本題給定的引數，1處的速斷保護肯定不會動作，2處的限時電流速斷保護也不會動作，只能靠1處的過電流保護動作，延時1s跳閘；若斷路器拒動，則應由2處的過電流保護以1.5s的延時跳開2處的斷路器。
2.11在雙側電源供電的網路中，方向性電流保護利用了短路時電氣量的什麼特徵解決了僅利用電流幅值特徵不能解決的問題？
答：在雙側電源供電網路中，利用電流幅值特徵不能保證保護動作的選擇性。方向性電流保護利用短路時功率方向的特徵，當短路功率由母線流向線路時表明故障點**路方向上，是保護應該動作的方向，允許保護動作。
反之，不允許保護動作。用短路時功率方向的特徵解決了僅用電流幅值特徵不能區分故障位置的問題，並且線路兩側的保護只需按照單電源的配合方式整定配合即可滿足選擇性。
2.24 小結下列電流保護的基本原理、使用網路並闡述其優缺點：
（1）相間短路的三段式電流保護；
（2）方向性電流保護；
（3）零序電流保護；
（4）方向性零序電流保護；
（5）中性點非直接接地系統中的電流電壓保護。
答：（1）相間保護的三段式保護：利用短路故障時電流顯著增大的故障特徵形成判據構成保護。
其中速斷保護按照躲開本線路末端最大短路電流整定，保護本線路的部分；限時速度按保護按躲開下級速度按保護末端短路整定，保護本線路全長；速斷和限時速斷的聯合工作，保護本線路短路被快速、靈敏切除。過電流保護躲開最大負荷電流作為本線路和相鄰線路短路時的後備保護。
主要優點是簡單可靠，並且在一般情況下也能滿足快速切出故障的要求，因此在電網中特別是在35kv及以下電壓等級的網路中獲得了廣泛的應用。
缺點是它的靈敏度受電網的接線以及電力系統的執行方式變化的影響。靈敏係數和保護範圍往往不能滿足要求，難以應用於更高等級的複雜網路。
（2）方向性電流保護：及利用故障是電流複製變大的特徵，有利用電流與電壓間相角的特徵，在短路故障的流動方向正是保護應該動作的方向，並且流動幅值大於整定幅值時，保護動作跳閘。適用於多斷電源網路。
優點：多數情況下保證了保護動作的選擇性、靈敏性和速動性要求。
缺點：應用方向元件是接線複雜、投資增加，同時保護安裝地點附近正方向發生是你想短路時，由於母線電壓降低至零，方向元件失去判斷的依據，保護裝置據動，出現電壓死區。
（3）零序電流保護：正常執行的三相對稱，沒有零序電流，在中性點直接接地電網中，發生接地故障時，會有很大的零序電流。故障特徵明顯，利用這一特徵可以構成零序電流保護。
適用網路與110kv及以上電壓等級的網路。
優點：保護簡單，經濟，可靠；整定值一般較低，靈敏度較高；受系統執行方式變化的影響較小；系統發生**、短時過負荷是不受影響；沒有電壓死區。
缺點：對於短路線路或執行方式變化較大的情況，保護往往不能滿足系統執行方式變化的要求。隨著相重合閘的廣泛應用，在單項跳開期間系統中可能有較大的零序電流，保護會受較大影響。
自耦變壓器的使用使保護整定配合複雜化。
（4）方向性零序電流保護：在雙側或單側的電源的網路中，電源處變壓器的中性點一般至少有一台要接地，由於零序電流的實際流向是由故障點流向各個中性點接地的變壓器，因此在變壓器接地數目比較多的複雜網路中，就需要考慮零序電流保護動作的方向性問題。利用正方向和反方向故障時，零序功率的差別，使用功率方向元件閉鎖可能誤動作的保護，從而形成方向性零序保護。
優點：避免了不加方向元件，保護可能的誤動作。其餘的優點同零序電流保護。
缺點：同零序電流保護，接線較複雜。
（5）中性點非直接接地系統中的電流電壓保護：在中性點非直接接地系統中，保護相間短路的電流、電壓保護與中性點直接接地系統是完全相同的。僅有單相接地時二者有差別，中性點直接接地系統中單相接地形成了短路，有短路電流流過，保護應快速跳閘，除反應相電流幅值的電流保護外，還可以採用專門的零序保護。
而在中性點非直接接地系統中單相接地時，沒有形成短路，無大的短路電流流過，屬於不正常執行，可以發出訊號並指出接地所在的線路，以便盡快修復。當有單相接地時全系統出現等於相電壓的零序電壓，採用零序電壓保護報告有單相接地發生，由於沒有大短路電流流過故障線路這個明顯特徵，而甄別接地發生在哪條線路上則困難得多。一般需要專門的「單相接地選線裝置」，裝置依據接地與非接地線路基波零序電流大小、方向以及高次諧波特徵的差異，選出接地線路。
3 電網距離保護
3.1距離保護是利用正常執行與短路狀態間的哪些電氣量的差異構成的？
答：電力系統正常執行時，保護安裝處的電壓接近額定電壓，電流為正常負荷電流，電壓與電流的比值為負荷阻抗，其值較大，阻抗角為功率因數角，數值較小；電力系統發生短路時，保護安裝處的電壓變為母線殘餘電壓，電流變為短路電流，電壓與電流的比值變為保護安裝處與短路點之間一段線路的短路阻抗，其值較小，阻抗角為輸電線路的阻抗角，數值較大，距離保護就是利用了正常執行與短路時電壓和電流的比值，即測量阻抗之間的差異構成的。
3.2什麼是保護安裝處的負荷阻抗、短路阻抗、系統等值阻抗？
答：負荷阻抗是指在電力系統正常執行時，保護安裝處的電壓（近似為額定電壓）與電流（負荷電流）的比值。因為電力系統正常執行時電壓較高、電流較小、功率因數較高（即電壓與電流之間的相位差較小），負荷阻抗的特點是量值較大，在阻抗復平面上與r軸之間的夾角較小。
短路阻抗是指在電力系統發生短路時保護安裝處的電壓變為母線殘餘電壓，電流變為短路電流，此時測量電壓與測量電流的比值就是短路阻抗。短路阻抗即保護安裝處與短路點之間一段線路的阻抗，其值較小，阻抗角交大。
系統等值阻抗：在單個電源供電的情況下，系統等值阻抗即為保護安裝處與背側電源點之間電力元件的阻抗和；在由多個電源點供電的情況下，系統等值阻抗即為保護安裝處斷路器斷開的情況下，其所連線母線處的戴維南等值阻抗，即系統等值電動勢與母線處短路電流的比值，一般通過等值、簡化的方法求出。
3.3 什麼是故障環路？相間短路與接地短路所構成的故障環路的最明顯差別是什麼？
答：在電力系統發生故障時，故障電流流過的通路稱為故障環路。
相間短路與接地短路所構成的故障環路的最明顯差異是：接地短路的故障環路為「相-地」故障環路，即短路電流在故障相與大地之間流通；對於相間短路，故障環路為「相-相」故障環路，即短路電流僅在故障相之間流通，不流向大地。
3.4 構成距離保護為什麼必須用故障環上的電流、電壓作為測量電壓和電流？
答：在三相系統中，任何一項的測量電壓與測量電流值比都能算出乙個測量阻抗，但是只有故障環路上的測量電壓、電流之間才能滿足關係，即由它們算出的測量阻抗才等於短路阻抗，才能夠正確反應故障點到保護安裝處之間的距離。用非故障環上的測量電壓與電流雖然也能算出乙個測量阻抗，但它與故障距離之間沒有直接的關係，不能正確的反應故障距離，雖然不能構成距離保護。
3.6在本線路上發生金屬性短路，測量阻抗為什麼能夠正確反應故障的距離？
鋼結構基礎 第二版 課後習題答案
解 由附錄1中附表1可得i20a的截面積為3550mm2，扣除孔洞後的淨面積為mm2。工字鋼較厚板件的厚度為11.4mm，故由附錄4可得q235鋼材的強度設計值為n mm2，構件的壓應力為n mm2，即該柱的強度滿足要求。新版教材工字鋼為豎放，故應計入工字鋼的自重。工字鋼i20a的重度為27.9kg...
鋼結構基礎 第二版 課後習題答案
解 由附錄1中附表1可得i20a的截面積為3550mm2，扣除孔洞後的淨面積為mm2。工字鋼較厚板件的厚度為11.4mm，故由附錄4可得q235鋼材的強度設計值為n mm2，構件的壓應力為n mm2，即該柱的強度滿足要求。新版教材工字鋼為豎放，故應計入工字鋼的自重。工字鋼i20a的重度為27.9kg...
鋼結構基礎 第二版 課後答案
解 由附錄1中附表1可得i20a的截面積為3550mm2，扣除孔洞後的淨面積為mm2。工字鋼較厚板件的厚度為11.4mm，故由附錄4可得q235鋼材的強度設計值為n mm2，構件的壓應力為n mm2，即該柱的強度滿足要求。新版教材工字鋼為豎放，故應計入工字鋼的自重。工字鋼i20a的重度為27.9kg...