電力系統(tǒng)繼電保護(hù)試題以及答案概要

1、模擬試題(二)一、填空題1 對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足 、 、 、 四 個(gè)基本要求。2 過電流繼電器的啟動(dòng)電流 返回電流，其返回系數(shù)1 。3 后備保護(hù)包括 和 。4 運(yùn)行中應(yīng)特別注意電流互感器二次側(cè)不能 ；電壓互感器二次側(cè)不能 。5 三段式電流保護(hù)中， 段靈敏度最高， 段靈敏度最低。6 中性點(diǎn)可接地或不接地運(yùn)行變壓器的接地后備保護(hù)由 和 組成。7 阻抗繼電器的精確動(dòng)作電流是指使動(dòng)作阻抗降為 時(shí)對(duì)應(yīng)的測量電流。8 采用單相自動(dòng)重合閘的線路上發(fā)生單相短路故障時(shí)，由繼電保護(hù)動(dòng)作跳開 ，經(jīng)一定 時(shí)間延時(shí)后重合 ，若不成功再跳開 。9 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)需要進(jìn)行 和 ，以使正常運(yùn)行時(shí)流入到

2、差動(dòng)回 路中的電流為 0。10 發(fā)電機(jī)單元件橫差動(dòng)保護(hù)能夠反應(yīng)故障、 故障和 故障。11 按照母線差動(dòng)保護(hù)裝置差電流回路輸入阻抗的大小，可將其分為、12 對(duì)于元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)固定連接方式破壞時(shí)，任一母線上的故障將切 除。13 輸入到微機(jī)保護(hù)裝置中的電流互感器二次電流信號(hào)，可通過 或 變換為 滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍要求的電壓信號(hào)。14 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生短路故障后， 的故障分量電壓最大， 的故障分 量為 0。15 設(shè)采樣周期為 Ts 5/ 3ms ，則差分濾波器 y(n) x(n) x(n -12) 能夠?yàn)V除 。二、簡答題1 我們學(xué)習(xí)的輸電線路保護(hù)原理中那些原理是反應(yīng)輸電

3、線路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)？那些 是反應(yīng)輸電線路兩側(cè)電氣量變化的保護(hù)？二者在保護(hù)范圍上有何區(qū)別？2 距離保護(hù)中選相元件的作用有哪些？3 閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作于跳閘的條件是什么？若通道破壞，內(nèi)、外部故障時(shí)保護(hù)能否 正確動(dòng)作？4 重合閘前加速保護(hù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？5 對(duì)于縱差動(dòng)保護(hù)，產(chǎn)生不平衡電流的最本質(zhì)原因是什么？6 變壓器一般應(yīng)裝設(shè)那些保護(hù)？其中那些是主保護(hù)？7 評(píng)價(jià)微機(jī)保護(hù)算法優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)有哪兩個(gè)？三、分析計(jì)算題1 已知線路的阻抗角 L 65 ，通過線路的負(fù)荷功率因數(shù)為 0.9 。當(dāng)線路上發(fā)生金屬性短路 故障時(shí)，繼電保護(hù)的啟動(dòng)元件的靈敏系數(shù)采用方向阻抗繼電器大，還是采用全阻抗繼電器大？ 大多少？2

4、現(xiàn)有一個(gè)三單元級(jí)聯(lián)濾波器，各單元濾波器的濾波方程為：y1( n) x(n) x(n 2)，2y2(n) y1(n) y1(n 6) ， y3(n)y2(n i) 。設(shè)每基頻周期采樣次數(shù) N 12，試：i0 (1)分析該級(jí)聯(lián)濾波器能夠?yàn)V除那些次數(shù)的諧波。 (2)寫出該級(jí)聯(lián)濾波器的差分方程表達(dá)式。3 在圖 1 所示網(wǎng)絡(luò)中的 AB 、BC、BD 、DE 上均裝設(shè)了三段式電流保護(hù)；保護(hù)均采用了三相完全星形接法；線路 AB 的最大負(fù)荷電流為 200A ，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù) Kss 1.5， KrIel 1.25，KrIeIl 1.15， KreIIlI 1.2 ，Kre 0.85， t 0.5s；變壓器采用

5、了無時(shí)限差動(dòng)保護(hù)；其它參數(shù)如圖所 示。圖中各電抗值均已歸算至115kV 。試計(jì)算 AB 線路各段保護(hù)的啟動(dòng)電流和動(dòng)作時(shí)限，并校驗(yàn) II 、 III 段的靈敏度。1s圖1 系統(tǒng)接線圖4 如圖 2 所示系統(tǒng)，在線路 MN 上裝設(shè)縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)。已知 EM EN ej 60 ， ZN ZN ej 80 ，ZM ZM ej70 ，線路長 400km ，電流互感器和保護(hù)裝置的角誤差分別為7 和15 ，裕度角 y 取15 。問：當(dāng)縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)的閉鎖角 b 60 和 b 70 時(shí)，兩側(cè)保護(hù)是否 都保證在線路 K 點(diǎn)三相短路時(shí)正確動(dòng)作？為什么？EM M K NE N1 K 2ZMZN圖 2 系統(tǒng)

6、接線圖模擬試題（二）參考答案一、填空題1 選擇性；速動(dòng)性；靈敏性；可靠性。2 大于；小于。3 遠(yuǎn)后備保護(hù)，近后備保護(hù)。4 斷線；短路。5III ， I 。6 零序電流保護(hù)，零序電壓保護(hù)。7 0.9Z set 。8 故障相；故障相；三相。9 相位校正，電流平衡調(diào)整。10 定子繞組的匝間短路、分支線棒開焊、機(jī)內(nèi)繞組相間短路。11 低阻抗母線差動(dòng)保護(hù)、中阻抗母線差動(dòng)保護(hù)、高阻抗母線差動(dòng)保護(hù)。12 兩組母線。13 電抗變換器，電流變換器。14 故障點(diǎn)；系統(tǒng)中性點(diǎn)。15直流分量、基波和 2、3、4、5、6 次諧波。二、簡答題1 答：反應(yīng)輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)有：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)等；反應(yīng)

7、 輸電線路兩側(cè)電氣量變化的保護(hù)有：方向比較式縱聯(lián)保護(hù)、縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)、縱聯(lián)電流相位 差動(dòng)保護(hù)等。反應(yīng)一側(cè)電氣量變化的保護(hù)的保護(hù)范圍為被保護(hù)線路全長的一部分；反應(yīng)兩側(cè)電 氣量變化的保護(hù)的保護(hù)范圍為被保護(hù)線路全長。2 答：（ 1）選相跳閘； （ 2）為了找出故障環(huán)路，使阻抗測量元件準(zhǔn)確反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安 裝處的距離。3 答：閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作跳閘的條件是兩端保護(hù)的啟動(dòng)元件均已啟動(dòng)且收不到對(duì)端的閉鎖信號(hào)。 若通道破壞，區(qū)內(nèi)故障時(shí)兩端保護(hù)能夠正確動(dòng)作；但區(qū)外故障時(shí)，遠(yuǎn)故障端的保護(hù)因?yàn)槭?不到近故障端的閉鎖信號(hào)，將可能誤動(dòng)。4 答：能夠快速切除瞬時(shí)性故障；可能使瞬時(shí)性故障來不及發(fā)展成永久性故障，從

8、而 提高重合閘的成功率；能保證發(fā)電廠和重要變電所的母線電壓水平，保證廠用電和重要用戶 的電能質(zhì)量；使用設(shè)備少，簡單、經(jīng)濟(jì)。5 答：由于被保護(hù)元件各側(cè)電流互感器的勵(lì)磁特性不完全一致，在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)， 流過縱差動(dòng)保護(hù)的電流不為零。6 答：一般應(yīng)裝設(shè)：瓦斯保護(hù)、縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)、外部相間短路和接地短路時(shí) 的后備保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過勵(lì)磁保護(hù)等。其中，瓦斯保護(hù)、縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)為主 保護(hù)。7 答：計(jì)算速度和計(jì)算精度。三、分析計(jì)算題1 答：采用方向阻抗繼電器時(shí)靈敏度更大。采用全阻抗繼電器的靈敏度只有方向阻抗繼電 器靈敏度的 0.78 倍。1)直流分量、 2、4、 6。 y(n) x

9、(n) x( n -1) x(n -3)1)短路電流計(jì)算。選取圖K3 點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)。K2、x(n- 4) x(n-6) x(n-7) x( n -9) x(n -10) 。 3 中的 K1 、2 答：(2)3 答：圖3 三相短路計(jì)算結(jié)果如表 1 所示。表1 三相短路計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)K1K2K3最大運(yùn)行方式( kA )1.7951.2530.499最小運(yùn)行方式( kA )1.6601.1860.488( 2)電流保護(hù) I 段IsIet.1 K rIel I K(31).max 1.25 1.795 2.244(kA) ， t1I 0(s) ( 3)電流保護(hù) II 段IsIet.3 K rIel I

10、 K(3)2.max 1.25 1.253 1.566(kA) ， I sIIet.1 KrIeIlIsIet.3 1.15 1.566 1.801(kA)3 I (2) 1.438靈敏度校驗(yàn)： IK(21).min3 I K(31).min 1.438(kA) ， K sIIen.1 I K I1I.min 1.438 0.798 ，不滿足要求。2I set.11.801與保護(hù) 3的 II 段相配合：保護(hù) 3的II 段按可伸入變壓器而不伸出變壓器整定。I set .3 K relI K 3.max 1.15 0.499 0.574(kA) ， Iset.1 K rel I set.3 1.1

11、5 0.574 0.660(kA)I (2) 1.438靈敏度校驗(yàn)： K sIIen.1 I K1II.min 1.438 2.179 ，滿足要求。I sIeI t.10.660t1II t3IIt 0.5 0.5 1(s)( 4)電流保護(hù) III 段IIIset.1IIIKrelKssKreLmax1.2 1.50.2 0.433(kA)0.85I (2) 1.438靈敏度校驗(yàn)：作為本線路的后備保護(hù) K sIeIIn.1 IK1II.Imin 1.438 3.321 ，滿足要求。 sen.1 I sIIeIt.1 0.433I (2) 1.027 作為相鄰下一線路的后備保護(hù) K sIIeIn

12、.1 I K I2II.min 1.027 2.372 ，滿足要求。sen.1 IsIIeIt.1 0.433t1III t4III t t 3(s)4 答：根據(jù)已知可繪制圖 4。由圖 4 可見， IM 與 IN 之間的夾角為 70°。I6070圖4當(dāng)線路 K 點(diǎn)三相短路時(shí)，線路兩側(cè)收信機(jī)收到高頻信號(hào)的相位差分別為：M 側(cè)： M 70 7 15 400 6 116 ；高頻信號(hào)間斷最大可能為 180 116 64 M 100N 側(cè)： N 70 7 15 400 6 68 ；高頻信號(hào)間斷最大可能為 180 68 112 N 100當(dāng) b 60 ，M 、N 側(cè)保護(hù)都能動(dòng)作。當(dāng) b 70 ，

13、N側(cè)保護(hù)首先動(dòng)作， M 側(cè)保護(hù)相繼動(dòng)作。試題 1 答案一、單項(xiàng)選擇題 （每小題 2 分，共 30 分。從四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案， 并將正確答案的號(hào)碼寫在題目后面的括號(hào)內(nèi)。 ）1 1 電流保護(hù) I 段的靈敏系數(shù)通常用保護(hù)范圍來衡量，其保護(hù)范圍越長表明保護(hù) 越（ ）可靠 不可靠 靈敏 不靈敏 2限時(shí)電流速斷保護(hù)與相鄰線路電流速斷保護(hù)在定值上和時(shí)限上均要配合，若（ ）不滿足要求，則要與相鄰線路限時(shí)電流速斷保護(hù)配合。選擇性 速動(dòng)性 靈敏性 可靠性 3使電流速斷保護(hù)有最小保護(hù)范圍的運(yùn)行方式為系統(tǒng) （ ） 最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式正常運(yùn)行方式事故運(yùn)行方式4在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的并聯(lián)線路上發(fā)生

14、跨線不同相兩點(diǎn)接地短路時(shí)，兩 相星形接線電流保護(hù)只切除一個(gè)故障點(diǎn)的幾率為 （ ） 。 1002 35按 900 接線的功率方向繼電器，13 0若 I J=-Ic ，則 UJ應(yīng)為（ ）UB -UC ） 時(shí)，則電流速斷保護(hù)要誤動(dòng)作，需要加裝 UAB-UAB6電流速斷保護(hù)定值不能保證 方向元件。速動(dòng)性 選擇性 7作為高靈敏度的線路接地保護(hù)， 投入運(yùn)行有選擇性的退出運(yùn)行 8在給方向阻抗繼電器的電流、電壓線圈接入電流電壓時(shí)，一 極性，如果接錯(cuò)極性，會(huì)發(fā)生方向阻抗繼電器 （ ） 的后果 拒動(dòng)誤動(dòng)正向故障拒動(dòng)或反向故障誤動(dòng)損壞9方向阻抗繼電器的最大靈敏角是可以調(diào)節(jié)的。調(diào)節(jié)方法是改變電抗變換器 （ ）原邊匝數(shù)

15、副邊匝數(shù)原邊線圈中的電阻大小副邊線圈中的電阻大小10距離 II 段的動(dòng)作值應(yīng)按分支系數(shù) Kfz 為最小的運(yùn)行方式來確定，目的是為了 保證保護(hù)的 （ ） 。速動(dòng)性選擇性11相間短路的阻抗繼電器采用 00接線。例如 I J=I B-I UBUB-UA12差動(dòng)保護(hù)只能在被保護(hù)元件的內(nèi)部故障時(shí)動(dòng)作，而不反應(yīng)外部故障，具有絕對(duì) （ ） 選擇性靈敏性 可靠性 零序電流靈敏 I 段保護(hù)在非全相運(yùn)行時(shí)需 （ ）。有選擇性的投入運(yùn)行退出運(yùn)行定要注意不要接錯(cuò)DKB速動(dòng)性靈敏性UA-UB靈敏性可靠性A 時(shí)， UJ=（ ） 。UA可靠性13對(duì)于間接比較的高頻保護(hù)，要求保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作行為不受通道破壞的 影響，應(yīng)

16、該選擇的間接比較信號(hào)是 （ ） 。允許信號(hào) 跳閘信號(hào) 閉鎖信號(hào) 任意信號(hào) 14相高頻保護(hù)用 I1+KI2 為操作電流， K=6 8，主要是考慮 （ ） 相位不受兩側(cè)電 源相位的影響，有利于正確比相。正序電流 零序電流 負(fù)序電流 相電流 15高頻保護(hù)基本原理是：將線路兩端的電氣量（電流方向或功率方向）轉(zhuǎn)化為高 頻信號(hào)；以（ ） 為載波傳送通道實(shí)現(xiàn)高頻信號(hào)的傳送，完成對(duì)兩端電氣量的比較。微波通道 光纖通道 輸電線路 導(dǎo)引線、（ 本題滿分 20 分）如圖網(wǎng)絡(luò)，試計(jì)算保護(hù) 1 電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限及最小保護(hù)范圍，并 說 明 當(dāng) 線 路 長 度 減 到 20KM 時(shí) 情 況 如 何 ?由此

17、得 出什 么 結(jié) 論?已 知Kk'=1.2,z1=0.4 /km,Zs.min=12 , Zs.max=18 。解： I dB. max = Es/(Zs.min + z1I dz.A ' = Kk'IdB. maxlmin×LAB)I dz.AZs.maxLAB=20 km:Idz' = 3.98 (kA)Lmin =-8.92(km)LAB=60 km:Idz ' = 2.21 （kA） Lmin =19.95 （km） 被保護(hù)線路的長度很短時(shí)，電流速斷保護(hù)可能沒有保護(hù)范圍。、 （本題每小題 5分，滿分 10 分） 在單電源環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中，饋電

18、線路過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限如圖所示。 1. 計(jì)算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 ?如果需要安裝 ,在圖中標(biāo)明功率方 向元件及其動(dòng)作正方向。2s0.5s1s1.5s2.5s0.5s1.5s四、（ 本題滿分 10）如圖所 示，各線 路均裝有 距離保護(hù) ，已知： Zs1.max=20 ， Zs1.min=15 ， Zs2.max=25 ，Zs2.min=20 ，z1= 0.4 km, Kk '='0.8 。計(jì)算保護(hù) 1 的距離 II 段 動(dòng)作定值并校驗(yàn)動(dòng)作靈敏度。30KMKb=Ibc/Iab= 1+(zs1+zab)/zs2;Kb.min =

19、1+(15+18)/25=2.32;ZdzA'=' Kk '(Z'AB+Kb× ZBC) =36.67Klm= Zdz A'/ 'ZAB=2.04>1.25五、(本題每小題 5分，滿分 15 分)高頻閉鎖方向保護(hù)的原理框圖如下。 1. 分別敘述保護(hù)動(dòng)作區(qū)內(nèi)部與外部故障時(shí)的保 護(hù)的動(dòng)作過程； 2. 說明原理框圖中各元件的功能與作用； 3.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 ?1動(dòng)作過程 ：?保護(hù)區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)保護(hù)方向元件 I,I ',S+動(dòng)作， I ',S+動(dòng)作后閉鎖發(fā)訊，兩側(cè)保護(hù)均不

20、發(fā)訊， 保護(hù)動(dòng)作跳閘?保護(hù)區(qū)外故障：近故障側(cè)保護(hù)方向元件S+不動(dòng)作， I 動(dòng)作后啟動(dòng)發(fā)訊，閉鎖對(duì)側(cè)保護(hù)2元件的功能與作用：S+ ：保護(hù)正方向故障時(shí)動(dòng)作的功率方向元件；I，I '：故障起動(dòng)元件t1: 區(qū)外故障切除后， 近故障端保護(hù)繼續(xù)發(fā)訊 t1 以閉鎖對(duì)端保護(hù) , 用于防止近故障端保護(hù) I 先 返回(停止發(fā)訊) 、遠(yuǎn)故障端 S+ ， I '后返回時(shí)引起的誤動(dòng)t2: 通道配合延時(shí)。區(qū)外故障時(shí)，遠(yuǎn)故障端 S+ ， I '動(dòng)作，需經(jīng) t2 延時(shí)才能出口，以保證可靠 收到對(duì)側(cè)閉鎖信號(hào)3如果通道遭到破壞，內(nèi)部故障 / 外部故障時(shí)，保護(hù)正確 / 錯(cuò)誤動(dòng)作。六、( 本題每小題 5 分，

21、滿分 15 分 )1零序電流靈敏 I 段與零序電流不靈敏 I 段的區(qū)別是什么？分別在那種情況下起作用？區(qū)別 : 零序電流靈敏 I 段與零序電流不靈敏 I 段的定值整定原則不同，動(dòng)作靈敏度不同 零序電流靈敏 I 段動(dòng)作靈敏度高，作為全相運(yùn)行、發(fā)生接地故障時(shí)的接地保護(hù)，非全相運(yùn)行時(shí)需退 出運(yùn)行；零序電流不靈敏 I 段的動(dòng)作靈敏度低，作為非全相運(yùn)行、發(fā)生接地故障時(shí)的接地保護(hù)2說明三種圓特性阻抗繼電器，那一種受過渡電阻影響最??？那一種受系統(tǒng)振蕩影響 最?。磕且环N躲負(fù)荷能力最強(qiáng)？ 受過渡電阻影響最小依次為 : 全阻抗繼電器 / 偏移 / 方向； 受系統(tǒng)振蕩影響最小依次為 : 方向/ 偏移/全阻抗繼電器；

22、 躲負(fù)荷能力最強(qiáng)依次為 :方向/偏移 /全阻抗繼電器；3閉鎖式方向高頻保護(hù)中采用負(fù)序功率方向繼電器有何優(yōu)點(diǎn)？(1) 可反應(yīng)所有不對(duì)稱故障 ; 增加電壓記憶后 , 也可反應(yīng)三相對(duì)稱故障 ;(2) 沒有電壓死區(qū) ; 保護(hù)區(qū)外故障時(shí) , 近故障側(cè)負(fù)序電壓 ( 功率 ) 高于遠(yuǎn)故障側(cè)負(fù)序電壓 ( 功率 ), 容易實(shí)現(xiàn)靈敏度配合(3) 振蕩時(shí)三相對(duì)稱 , 不存在負(fù)序分量 , 負(fù)序功率方向元件不誤動(dòng)試題 2 答案一、(本題每小題 2分，滿分 20 分) 1定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限是按階梯時(shí)限特性 來選擇的。2在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的串聯(lián)線路上發(fā)生跨線不同相兩點(diǎn)接地短路時(shí)，三相完全星接線電流保護(hù)只切除遠(yuǎn)

23、離電源故障點(diǎn)的幾率為 100 。3零序過電流保護(hù)與相間過電流保護(hù)相比，由于其動(dòng)作電流小，所以靈敏度4按 90o接線的功率方向繼電器， 若 I J =-Ic ，則UJ應(yīng)為UCB5全阻抗繼電器的主要缺點(diǎn)是無方向性 。6短距離輸電線路比長距離輸電線路受過渡電阻的影響要大 。7距離 III 段的靈敏度校驗(yàn)應(yīng)按分支系數(shù) Kfz 為最大的運(yùn)行方式來確定，目的是為了保證 靈敏性 。8在雙側(cè)電源系統(tǒng)中， 當(dāng)兩電壓電勢(shì)模值相同且系統(tǒng)阻抗角和線路阻抗角相等時(shí)，振蕩中心處 于Z /2 處。9相差高頻保護(hù)采用比較線路兩端正序電流 相位來反應(yīng)對(duì)稱短路。10對(duì)于母線保護(hù)，通常把可靠性 放在重要位置。二、( 本題每小題 1

24、0 分，滿分 20 分 ) 如圖所示，在 110KV 輸電線路中，單位線路長度的阻抗為 :X1=0.4( /km), 可靠系數(shù)Kk'=1.25 ；系統(tǒng)阻抗為 :Zs.max=6 , Zs.min=4 。1. 計(jì)算：線路 AB 的電流速斷保護(hù)一次動(dòng)作值與電流速斷保護(hù)最小保護(hù)范圍。 2比較不完全星形接線兩繼電器方式與三繼電器方式過電流保護(hù)的差別。5s1.110kV45km30km解 ： I dB. max = Es/(Zs.min + z1×LAB)lminI dz.A ' = Kk'I dB. max 可解得：Idz ' = 3.77 (kA)1 ( 3

25、 E' sZs.max )' s.maxZ1 2 I dz.As.maxLmin =23.1(km)三、( 本題每小題 5 分，滿分 10 分 ) 在雙電源系統(tǒng)中，饋電線路過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限如圖所示(設(shè)電源處故障均有瞬動(dòng)保護(hù)) 。1. 計(jì)算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?如果需要安裝 , 在圖中標(biāo)明功率方向元件及其動(dòng)作正方向。1.5s1s2.5s2.5s1.5s2s解： t5=0s , t3=maxt5,t11,t12+ t=2.5s+0.5s=3s , t1=maxt3,t9,t10+ t=3s+0.5s=3.5st2=maxt7,

26、t8+ t=2.5s+0.5s=3s , t4=maxt2,t911,t10+ t=3s+0.5s=3.5s ,t6=maxt4,t11,t12+ t=3.5s+0.5s=4s圖中標(biāo)明了功率方向元件動(dòng)作正方向四、( 本題每小題 10 分，滿分 20 分 )如圖所示， 各線路均裝有采用方向阻抗繼電器的距離保護(hù)，已知： Zs1.max=15 ，Zs1.min=10 ，Zs2.max=20 ，Zs2.min=15 ，z1= 0.4 km, lm=750， d=750；可靠系數(shù) Kk'=Kk'='0.8 。110KV 50KM 25KM1.計(jì)算保護(hù) 1 的距離 II 段動(dòng)作定值

27、并校驗(yàn)動(dòng)作靈敏度。2. 在保護(hù)安裝處出口短路時(shí)， 距離保護(hù)一段容許的過渡電阻是多少？距離保護(hù)一段容許的最大過渡 電阻又是多少？保護(hù) A 出口 20KM處發(fā)生相間短路，過渡電阻分別為 10 、15 和 25 時(shí)，保護(hù) A 一段是否動(dòng)作？為什么？解： 1. Kb=Ibc/Iab= 1+(zs1+zab)/zs2;Kb.min = 1+(10+20)/20=2.5;ZdzA'=' Kk '(Z'AB+Kb× ZBC) =32 ；Klm= Zdz A'/ 'ZAB=1.6>1.252. 線路 AB的一段定值為： ZdzA'16 ；

28、方向阻抗繼電器園半徑為： r= ZdzA'/2=8 ，因此， 保護(hù) A出口20KM處發(fā)生金屬性相間短路時(shí)，短路阻抗為：Zd=20×0.4=8 ，位于方向園的園心； 過渡電阻分別為 10 、15 和 25 時(shí)，保護(hù) A 一段均不動(dòng)作，因?yàn)榇藭r(shí)過渡電阻大于園半徑，測量阻抗均位于園外五、( 本題每小題 5 分，滿分 10 分 ) 高頻閉鎖方向保護(hù)的原理框圖如下：1. 分別敘述保護(hù)動(dòng)作區(qū)內(nèi)部與外部故障時(shí)的保護(hù)的動(dòng)作過程，說明原理框圖中各元件的功能與作用。 為什么要采用兩個(gè)靈敏性不同的起動(dòng)元件 ?2. 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 ? 解：1動(dòng)作過程

29、 ： ?保護(hù)區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)保護(hù)方向元件I,I ',S+動(dòng)作， I ',S+動(dòng)作后閉鎖發(fā)訊，兩側(cè)保護(hù)均不發(fā)訊，保護(hù)動(dòng)作跳閘?保護(hù)區(qū)外故障：近故障側(cè)保護(hù)方向元件S+不動(dòng)作， I 動(dòng)作后啟動(dòng)發(fā)訊，閉鎖對(duì)側(cè)保護(hù)2元件的功能與作用：S+ ：保護(hù)正方向故障時(shí)動(dòng)作的功率方向元件；I，I '：故障起動(dòng)元件t1: 區(qū)外故障切除后， 近故障端保護(hù)繼續(xù)發(fā)訊 t1 以閉鎖對(duì)端保護(hù) , 用于防止近故障端保護(hù) I 先 返回(停止發(fā)訊) 、遠(yuǎn)故障端 S+ ， I '后返回時(shí)引起的誤動(dòng)t2: 通道配合延時(shí)。區(qū)外故障時(shí)，遠(yuǎn)故障端S+ ， I '動(dòng)作，需經(jīng) t2 延時(shí)才能出口，以保證可靠收

30、到對(duì)側(cè)閉鎖信號(hào)3如果通道遭到破壞，內(nèi)部故障 / 外部故障時(shí)，保護(hù)正確 / 錯(cuò)誤動(dòng)作。六、( 本題每小題 5 分，滿分 20 分 )1 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)為什么不利用三相相間電流保護(hù)兼作零序電流保護(hù)，而要采用零序電流保護(hù)?答 ： 由于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，單相接地短路故障幾率很大(總故障80%以上)，大電流接地系統(tǒng)單相接地短路出現(xiàn)很大故障相與零序短路電流，而相電流保護(hù)靈敏度不夠，故需單獨(dú)設(shè)零 序電流保護(hù)。2 說明雙側(cè)電源線路上實(shí)現(xiàn)同期重合閘時(shí)，檢同期重合閘和檢無壓重合閘的工作方式與同期合閘條件。 答：兩側(cè)保護(hù)跳閘后，線路無壓，則無壓檢定側(cè)首先合閘，使線路充電，同步檢定側(cè)檢查同步 條件合格后允許同

31、步合閘。如果無壓檢定側(cè) DL 偷跳，因?qū)?cè)有壓，不允許 ZCH 動(dòng)作；為此在 無壓檢定側(cè)同時(shí)使用同步檢定，由同步檢定起動(dòng) ZCH 。重合閘于故障時(shí)，無壓檢定側(cè) DL 連續(xù) 兩次切除故障電流，工作條件惡劣，需定期更換檢定方式。注意：同步檢定側(cè)不允許投入無壓 檢定方式。 同期合閘條件為： (1)Um Ux；(2)fm fx；(3)arg(Um/Ux) 03 相高頻保護(hù)為什么用 I1+KI2 為操作電流？ K值過大或過小對(duì)保護(hù)有何影響？ 答：相差高頻保護(hù)中，將三相電流綜合為復(fù)合電流 (I1+KI2) 比相，可正確反映各種不同類型的故 障； (I1+KI2) 控制高頻發(fā)訊機(jī)發(fā)訊(對(duì)高頻電流進(jìn)行調(diào)制)

32、，稱為操作電流。 K=68，保證了各 種區(qū)內(nèi)各種不對(duì)稱故障的靈敏性； I1 保證了在區(qū)內(nèi)三相對(duì)稱故障時(shí)操作元件的可靠工作。 K 值 過大時(shí)難以保證三相故障時(shí)保護(hù)的靈敏度，過小則不利于不對(duì)稱故障時(shí)的正確比相。4. 機(jī)定子裝有縱差動(dòng)和橫差動(dòng)保護(hù)時(shí)，發(fā)生何種故障時(shí)兩種保護(hù)會(huì)同時(shí)動(dòng)作？答：相間故障時(shí)兩種保護(hù)會(huì)同時(shí)動(dòng)作。試題 3 答案一、 (本題每小題 2分，滿分 20 分) 1故障和不正常工作情況若不及時(shí)處理，將引起事故 。2在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的并聯(lián)線路上發(fā)生跨線不同相兩點(diǎn)接地短路時(shí)，兩相不完全星接線電流保護(hù)只切除一個(gè)故障點(diǎn)的幾率為 2/3 。3定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限是按階梯時(shí)限特性 來選擇

33、的。4按 90o接線的功率方向繼電器， 若 IJ =-Ic ，則 UJ應(yīng)為UAB。5全阻抗繼電器的主要缺點(diǎn)是無方向性 。6阻抗繼電器的動(dòng)作特性在 +R 軸方向所占面積越大，耐受過渡電阻的能力越強(qiáng) 。7距離段的整定阻抗應(yīng)按分支系數(shù)Kfz 為最小的運(yùn)行方式來確定，目的是為了保證 選擇性 。8在雙側(cè)電源系統(tǒng)中， 當(dāng)兩電壓電勢(shì)模值相同且系統(tǒng)阻抗角和線路阻抗角相等時(shí)，振蕩中心處 于 Z /2 。9高頻保護(hù)采用允許信號(hào)的主要優(yōu)點(diǎn)是加快動(dòng)作速度 。10對(duì)于中性點(diǎn)可接地或不接地的變壓器的接地故障需要裝設(shè)零序電流保護(hù)和零序電流電壓保護(hù) 。二、 ( 本題每小題 10 分，滿分 20 分 )如圖所示，在 110KV

34、 輸電線路中，線路 AB 的負(fù)荷電流為 175A, 系統(tǒng)阻抗為 :Xs=4 , 單位線路 長度的阻抗為 :X=0.4( /km),Kk '=1.25; Kk '='Kk=1.15; Kzq=1.5; Kh=0.85 。1. 計(jì)算：電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)動(dòng)作值與動(dòng)作時(shí)間。2. 比較不完全星形接線兩繼電器方式與三繼電器方式過電流保護(hù)的差別。110kV45km30km1.5s解：1.線路 AB 的保護(hù) A 速斷保護(hù)I dz. AKK1 I d(3.B).max(Zs.minZAB )115/ 31.25 3.77(KA)(4 45 0.4)2.線路 AB

35、的保護(hù) A 的 II 段保護(hù) 求動(dòng)作電流(與下條線路電流速斷動(dòng)作值配合)I dz.A K K2 K K1(3) d.c.max (Z s. minZAB ZBC )1.1 1.25動(dòng)作時(shí)間 ： tA''=0.5s115/ 3(4 45 0.4 30 0.4)2.25(KA)靈敏度校驗(yàn)：1.3I dz.AKK3 K zqKh5 分，滿分1.2 1.5(If .max) 1.02.815.5 230 0.487(kA)三、 ( 本題每小題 在單電源環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中，饋電線路過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限如圖所示。1. 計(jì)算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10

36、 分 ), 在圖中標(biāo)明功率方向元件及其動(dòng)作正方向。?如果需要安裝解：2s t5=t7+ t=2s , t3=maxt5,t8+ t=2s+0.5s=2.5s , t1=maxt3,t9+ t=2.5s+0.5s=3st2=maxt7+ t=1.5s+0.5s=2s , t4=maxt2,t9+ t=2.5s+0.5s=3s ,t6=maxt4,t8+ t1<t6,t2<t3,t5<t4, t=3s+0.5s=3.5s因此保護(hù) 1，2，5 設(shè)置功率方向元件，動(dòng)作正方向：母線指向線路四、( 本題每小題 10 分，滿分 20 分 ) 巳知采用幅值比較方式構(gòu)成繼電器的兩個(gè)電壓量：U1

37、=KIIj，U2=KUUJ-KIIj ,且動(dòng)作條件為 |U1| |U2|，試問：(1) 所構(gòu)成的繼電器是什么繼電器？該繼電器的整定值是什么 ?(2) 測量阻抗為 Zj ，整定阻抗為 Zzd 時(shí)，根據(jù)動(dòng)作方程畫出相應(yīng)的交流回路結(jié)線圖及動(dòng)作特 性阻抗圓。解：(1)由動(dòng)作方程，有 |1/2*(2K I/K U)| |ZJ - 1/2*(2K I /K U)| 因此，該繼電器是方向阻抗繼電器，且其整定阻抗為2KI/K U(2) 相應(yīng)的交流回路結(jié)線圖及動(dòng)作特性阻抗圓如下五、（ 本題每小題 5 分，滿分 10 分 ）（1）完成變壓器 （Y/ -11 接線 ） 差動(dòng)保護(hù)二次回路接線的原理圖。（2）標(biāo)出二次回路中電流的方向 , 寫出差動(dòng)電流的表達(dá)式。 （ 一