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1、繼電保護(hù)原理期末試題一、填空題(12*2分/個(gè)=24分)1. 電器元件一般有兩套保護(hù),若主保護(hù)未動(dòng)作,還有一套是后備保護(hù)2. 反應(yīng)電流增大而動(dòng)作的保護(hù)稱為過電流保護(hù)3. 電流繼電器的反饋電流和動(dòng)作電流的比值成為反饋系數(shù)4. 定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按階梯原則選擇。5. 繼電保護(hù)裝置由測(cè)量回路、邏輯回路、執(zhí)行回路三部分組成6. 繼電保護(hù)的可靠性是指應(yīng)動(dòng)作的時(shí)候動(dòng)作7. 電流速斷保護(hù),即第一段保護(hù)的動(dòng)作電流是按躲開本條線路末端的最大短路電流來規(guī)定的,其靈敏性是由保護(hù)的范圍表征的8. 按階梯時(shí)限保護(hù)的原則,越靠近電源端的短路電流越大,動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)9. 距離保護(hù)是反映故障點(diǎn)至保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離(
2、或阻抗),并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。10. 全阻抗繼電器的缺點(diǎn)是沒有方向性11. 輸電線路縱差保護(hù)的范圍是線路全長(zhǎng),故障的切除時(shí)間為零(瞬時(shí)動(dòng)作)12. 比率差動(dòng)特性的啟動(dòng)電流隨電流的增大而增大13. 單相自動(dòng)重合閘選項(xiàng)的作用選出故障相14. 相間短路的阻抗繼電器,當(dāng)IO=IB-IA,則15. 線路的縱差保護(hù)是反應(yīng)首端和末端電流的大小和相位的,所以它不反映相外保護(hù)16. 變壓器的勵(lì)磁涌流中除含有大量的直流分量,還有大量的諧波分量,其中以二次諧波為主17. 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行,三次諧波電壓機(jī)端電壓大于中性點(diǎn)量。18. 母線保護(hù)的首要原則是安全性19. 微機(jī)保護(hù)的基本算法是計(jì)算被測(cè)
3、電氣量的幅值和相位20. 微機(jī)保護(hù)中從某一采集信號(hào)內(nèi),提出有用信號(hào)的過程叫做濾波二、 問答題(6*6分/個(gè)=36分)1、什么叫繼電保護(hù)裝置,其基本任務(wù)是什么? 答:繼電保護(hù)裝置是指安裝在被保護(hù)元件上,反應(yīng)被保護(hù)元件故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)并作用與斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)保護(hù);基本任務(wù):(1) 發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,使故障元件免于繼續(xù)遭受破壞,保證其它非故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行;(2) 對(duì)不正常運(yùn)行狀態(tài),根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件(如有無經(jīng)常值班人員),而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作。2、動(dòng)作電流、返回電流、返回系數(shù)的定義答:繼電器動(dòng)作的
4、最小電流值,稱為動(dòng)作電流或起動(dòng)電流;使繼電器返回的最大電流值,稱為返回電流;返回電流與動(dòng)作電流的比值稱為繼電器的返回系數(shù)3、 阻抗繼電器的最大靈敏角的定義?為什么要采用最大靈敏角?答:起動(dòng)阻抗隨著測(cè)量阻抗相角的變化而改變,當(dāng)測(cè)量阻抗相角等于整定阻抗的相角時(shí),起動(dòng)阻抗最大,保護(hù)范圍最大,繼電器最靈敏,稱為繼電器的最大靈敏角;當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí),采用最大靈敏角以便繼電器工作在最靈敏的條件下4、高頻閉鎖方向保護(hù)動(dòng)作跳閘的條件是什么?如果通道遭到破壞,當(dāng)內(nèi)部故障和外部故障時(shí),保護(hù)的工作會(huì)受到何影響?答:高頻閉鎖方向保護(hù)動(dòng)作跳閘的條件是:故障時(shí),高頻閉鎖方向保護(hù)的方向元件判別為正向故障、且在通道配和延
5、時(shí)時(shí)間到后未收到線路對(duì)側(cè)保護(hù)發(fā)出的高頻閉鎖信號(hào)時(shí)跳閘;如果通道遭到破壞,當(dāng)內(nèi)部故障時(shí),保護(hù)的工作不會(huì)受到影響,可以跳閘;外部故障時(shí),保護(hù)的工作會(huì)受到影響,遠(yuǎn)故障端的保護(hù)不能收到高頻閉鎖信號(hào)而誤跳閘。5、 變壓器縱差保護(hù)中的不平衡電流包括哪些?答:(1) 變壓器勵(lì)磁涌流(當(dāng)變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí),變壓器勵(lì)磁回路可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流,該電流稱為勵(lì)磁涌流)(2) 變壓器兩側(cè)電流相位不同;(3) 計(jì)算變比與實(shí)際變比不同(4) 兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同;(5) 變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭6、 發(fā)電機(jī)負(fù)序反時(shí)限電流保護(hù)的含義,為什么采用這種保護(hù)?答:發(fā)電機(jī)允許負(fù)序過電流的時(shí)間t是隨著負(fù)序
6、電流I2的大小變化而變化的。I2大時(shí),允許發(fā)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)間段,I2小時(shí),允許發(fā)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng),這種變化特性稱為反時(shí)限特性。因?yàn)檫@樣的配合可以保證在發(fā)電機(jī)還沒有達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)就把發(fā)電機(jī)切除。7、 繼電保護(hù)的四個(gè)基本要求答:選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性8、 電流速斷保護(hù)為什么不能保護(hù)線路全長(zhǎng)?(因?yàn)橐Wo(hù)選擇性)答:因?yàn)殡娏魉贁啾Wo(hù)是按照躲開本線路末端的最大短路電流來整定的,同時(shí)為了保證其選擇性,啟動(dòng)電流還引入了一個(gè)可靠系數(shù),所以不能保證線路全長(zhǎng)9、 為什么要采用重合閘?經(jīng)濟(jì)效果有哪些?答:當(dāng)線路被繼電保護(hù)迅速斷開后,電弧即可熄滅,故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù),這時(shí)如果把斷開的線路斷路器再合上,就
7、能夠恢復(fù)正常的供電,需要設(shè)置自動(dòng)重合閘,當(dāng)斷路器跳閘后,能夠自動(dòng)地將斷路器合閘;經(jīng)濟(jì)效果有:大大提高供電的可靠性;提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性;糾正斷路器的誤跳閘10、重合閘的前加速和后加速的定義答:前加速:當(dāng)線路第一次故障時(shí),靠近電源端的保護(hù)無選擇性瞬間動(dòng)作,然后進(jìn)行重合;后加速:當(dāng)線路第一次故障時(shí),保護(hù)有選擇性動(dòng)作,然后進(jìn)行重合。11、大型變壓器的主要故障有哪些?通常裝設(shè)的保護(hù)有哪些答:油箱內(nèi)故障:各繞組之間的相間短路;各繞組通過外殼發(fā)生的接地故障;單相繞組部分線匝之間的匝間短路油箱外故障:套管或引出線之間的相間短路;絕緣套管閃絡(luò)或破壞,引出線通過外殼,而發(fā)生的接地故障通常裝設(shè)的保護(hù):主保護(hù)(
8、包括瓦斯保護(hù)和縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)),后備保護(hù),其他保護(hù)12、微機(jī)保護(hù)的硬件有哪幾部分組成及各自作用。答:(1)數(shù)據(jù)采集單元:將模擬輸入量準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)化為微機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字量(2)數(shù)據(jù)處理單元:將數(shù)據(jù)采集單元輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,完成各種繼電保護(hù)的測(cè)量、邏輯和控制功能。(3)開入/開出系統(tǒng):完成各種外部開關(guān)量輸入以及人機(jī)對(duì)話功能;保護(hù)的出口跳閘、信號(hào)顯示、打印、報(bào)警等功能。(4)通信接口:與外部設(shè)備的通信聯(lián)系(5)電源模塊:將直流逆變?yōu)榻涣?,再把交流整流為微機(jī)系統(tǒng)所需要的直流電壓,增加直流電源的抗干擾能力。13、發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)與橫差保護(hù)的適用范圍以及各自特點(diǎn)?答:縱差保護(hù):(1)反應(yīng)定子內(nèi)
9、部相間短路:動(dòng)作于跳閘(2) 反應(yīng)電流互感器二次回路斷線:動(dòng)作于信號(hào)橫差保護(hù):利用反應(yīng)兩個(gè)支路電流之差的原理,可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路的保護(hù);特點(diǎn):只裝設(shè)一個(gè)電流互感器和一個(gè)繼電器三、計(jì)算題(2*20分/個(gè)=40分)1、如圖所示,在110kV輸電線路中,線路AB的負(fù)荷電流為335A, 負(fù)荷電流功率因數(shù)為cosj=0.8, Kzq=1.5; Kfh=1.15,Kk=0.85;Kk=1.25。其余參數(shù)見附圖。計(jì)算:線路AB的零度接線相間方向阻抗距離A保護(hù)一段、三段動(dòng)作值(無需校驗(yàn))。其中:阻抗繼電器最大動(dòng)作靈敏角為: 75度;系統(tǒng)阻抗為:Xs=9.5歐姆;單位線路長(zhǎng)度的阻抗為: x1=0.4
10、(歐姆/公里);電流互感變比為NLH=1200/5。 110KV 25KM 36KM 18KM解:(1)距離保護(hù)一段動(dòng)作值整定(2)距離保護(hù)三段動(dòng)作值全阻抗動(dòng)作值:方向阻抗動(dòng)作值:2、如圖所示,在110KV輸電線路中,線路BC的負(fù)荷電流為230A,系統(tǒng)阻抗為:Xs=2.5歐姆,單位線路長(zhǎng)度的阻抗為:X=0.4(歐姆/公里), I,II,III段電流保護(hù)可靠系數(shù)Kk=1.25; Kk=Kk=1.15; 自啟動(dòng)系數(shù)Kzq=1.5; 返回系數(shù)Kh=0.85。計(jì)算:線路BC的電流速斷、限時(shí)電流速斷、過電流保護(hù)動(dòng)作值與動(dòng)作時(shí)間。 20KM 25KM 34KM 30KM 1.5s 解:(1)線路BC的速斷
11、保護(hù) 為保證選擇性,按躲開線路BC末端的最大短路電流Id(3).C.max整定速斷動(dòng)作值:動(dòng)作時(shí)間: (2)線路BC的限時(shí)電流速斷動(dòng)作值: 與下條線路電流速斷動(dòng)作值配合:動(dòng)作時(shí)間: (3)線路BC的過電流保護(hù)動(dòng)作值:動(dòng)作時(shí)間:3、在雙電源系統(tǒng)中,負(fù)荷潮流方向、饋電線路過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限如圖所示。問:(1)輸電線路過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間;(2)哪些線路過電流保護(hù)必須安裝功率方向元件?(3)在給定潮流方向的情況下,線路Lab,Lbc上功率方向元件的動(dòng)作行為如何? 解:(1)按階梯時(shí)間特性計(jì)算保護(hù)14的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限??紤]電源EM 單獨(dú)作用時(shí),保護(hù)8為其末端線路保護(hù),以其為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算: 考慮電源E
12、N 單獨(dú)作用時(shí),保護(hù)5為其末端線路保護(hù),以其為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算: (2)必須安裝功率方向元件的過電流保護(hù)a.母線A出線的保護(hù):保護(hù)5為負(fù)載線路保護(hù),則保護(hù)1不需設(shè)置功率方向元件。b.母線C出線的保護(hù):保護(hù)8為負(fù)載線路保護(hù),則保護(hù)4不需設(shè)置功率方向元件。c.母線B出線的保護(hù):保護(hù)3,7的動(dòng)作時(shí)間相等,均為最大動(dòng)作時(shí)間,則保護(hù)2,3均需設(shè)置功率方向元件(方向標(biāo)于圖中,與保護(hù)正方向相同)。(說明:由于保護(hù)7為負(fù)載線路保護(hù),則該線路故障時(shí),由于保護(hù)2動(dòng)作時(shí)間小于保護(hù)7動(dòng)作時(shí)間,保護(hù)2失去選擇性誤跳閘;保護(hù)3,7的動(dòng)作時(shí)間相等,將同時(shí)動(dòng)作跳閘,即保護(hù)3失去選擇性誤跳閘;為保證選擇性,保護(hù)2,3需設(shè)置功率方向元件。)保護(hù)6,7為負(fù)載線路保護(hù),則保護(hù)6,7不需設(shè)置
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