全國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專業(yè)試題3

本文格式為Word版，下載可任意編輯——全國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專業(yè)試題3綜合分析題

1.線路保護(hù)

1)單電源線路及參數(shù)如圖1-1所示。在線路上K點(diǎn)發(fā)生BC兩相短路接地故障，變壓器T

繞組為Y0/△-11接線，中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，N側(cè)距離繼電器的整定阻抗為j24Ω,回復(fù)以下各問題：

（1）求K點(diǎn)的故障電壓和故障電流，并畫出故障電流、電壓的向量圖；（2）求出流經(jīng)N側(cè)保護(hù)的各相電流和零序電流；（3）問N側(cè)的BC相間距離繼電器能否正確動作；

（4）問N側(cè)的B相和C相的接地距離繼電器能否正確動作；JE=j1MNK.～TZsZmZNZT

j10j20j10j30正序阻抗j20j60j30j30零序阻抗

圖1-1題1系統(tǒng)接線及參數(shù)圖

答案:

（1）根據(jù)題目隨給定的條件在繪制復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖時應(yīng)注意：由于是單側(cè)電源系統(tǒng)，因此

可以近似認(rèn)為故障的正負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖中K點(diǎn)右側(cè)開路。進(jìn)而故障點(diǎn)正序綜合阻抗和負(fù)序綜合阻抗只計及K點(diǎn)左側(cè)的阻抗。而由于變壓器T繞組接線為Y0/△-11接線，且中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，則在零序序網(wǎng)絡(luò)中K點(diǎn)兩側(cè)均存在零序通路。因此故障點(diǎn)零序綜合阻抗為K點(diǎn)兩側(cè)零序阻抗的并聯(lián)值。根據(jù)相間接地故障邊界條件，作復(fù)合序網(wǎng)圖如圖1-2所示：E

Ika1j30Ω

正序綜合阻抗Ika2j30Ω負(fù)序綜合阻抗j60ΩIka0零序綜合阻抗

j80Ω

Uka1＝Uka2＝Uka0

圖1-2復(fù)合序網(wǎng)圖

1

正序綜合阻抗Z1=j30Ω負(fù)序綜合阻抗Z2=j30Ω

零序綜合阻抗Z0=j60//j80＝j(luò)34.3Ω

Uka1=Uka2=Uka0=（Z2Z0/（Z2+Z0））Ika1

=（30?34.3/(30+34.3)）?(1j/(30+30//34.3))=j0.35Ika1=Uka1/(Z2//ZO)=j0.35/（33.4×30/(33.4+30）)＝0.022

Ika2=－Uka2/Z2=-j0.35/j30＝－0.012Ika0=－Uka0/ZO=-j0.35/j34.3=-0.01

故障點(diǎn):UKa＝UKa1＋Uka2＋Uka0＝3×Uka1＝j(luò)1.05Ukb=0Ukc=0

Ika=IKa1＋I(xiàn)ka2＋I(xiàn)ka0＝0

Ikb=аIka1＋аIka2＋I(xiàn)ka0＝0.033/－117

2

0

Ikc=аIka1＋аIka2＋I(xiàn)ka0＝0.033/1172

0

故障點(diǎn)電流電壓相量圖如圖1-3所示。

II..kcI.kc2

Uka

..kc1

I.Ika2

.k0

Ika1

I.kb1

II.kb

.Uka1、2、0

kb2

...Ukc1Ukc2

..I.ka=0

.Ukb2Ukb=Ukc=0

.Ukb1

（a）電流相量圖（b）電壓相量圖

圖1－3故障點(diǎn)電流電壓相量圖

2

（2）流經(jīng)N側(cè)保護(hù)的各相電流和零序電流:

因正序和負(fù)序網(wǎng)在N側(cè)均斷開,故只有零序電流流過,則:

IAN=IBN=ICN=I0N

=－0.01?80/(80+60)=-0.0057

（3）N側(cè)BC相阻抗繼電器動作行為:

N側(cè)M母線電壓

UAN=Uka+Z0NI0N=j1.05+(-0.0057×j30)＝j(luò)0.879

（ZON為故障點(diǎn)到N母線的零序阻抗）

UBN=UCN=Ukc＋jZ0NI0N=0＋（-0.0057×j30）=-j0.171

ZBC=UBC/IBC=(UBN-UCN)/(IBN-ICN)=0/0可見阻抗繼電器處于臨界動作狀態(tài)，動作行為不確定。（4）N側(cè)B相和C相接地距離繼電器動作行為：

B相，ZB=UBN/（IBN+K3I0N）=UBN/(ION+(2/3)*3I0N)=UBN/3ION=-j0.171/-(3?j0.0057)=j10ZC=ZB=j10

（式中K值可以通過系統(tǒng)零序、正序阻抗值計算得出K=(ZO-Z1)/3Z1＝2/3）B相和C相接地距離繼電器測量阻抗均小于整定值j24?，所以均能正確動作。

2)一條兩側(cè)均有電源的220KV線路如圖2-1所示，K點(diǎn)發(fā)生A相單相接地短路。兩側(cè)電源

及線路阻抗的標(biāo)么值均已標(biāo)注在圖中，設(shè)正負(fù)序電抗相等，基準(zhǔn)電壓為230KV，基準(zhǔn)容量為100MVA。

（1）計算出短路點(diǎn)的全電流（有名值）。（2）計算流經(jīng)M、N側(cè)零序電流（有名值）。

（3）已知M側(cè)電壓互感器二次線圈，在開關(guān)場經(jīng)氧化鋅閥片接地，其擊穿電壓下降為

40V。根據(jù)錄波圖（圖2-2）分析Ua出現(xiàn)電壓的原因。

（4）根據(jù)WXB-11微機(jī)保護(hù)打印報告（見表2-1）分析高頻保護(hù)動作行為。

K

圖2-1題2系統(tǒng)接線及參數(shù)圖

3

圖2-2故障錄波圖

TIMEIA-5-4-3-2-1012345678910112.73.02.71.90.7-1.2IB-2.5-1.6-0.21.22.32.8IC0.7-0.9-2.1-2.5-2.3-1.4-0.9-0.7-0.20.00.00.00.0-0.4-0.5-0.60.03I00.20.00.20.20.2-0.4-9.6-28.5-45.8-54.8-53.0-37.3-15.37.125.135.029.3UA81.590.175.540.0-6.3-30-40-50.1-65.2-48.1-65.2-65.3-56.4-32.3-0.132.254.1UB-76.5-40.15.650.581.578.282.186.390.592.385.555.35.6-46.2-85.1-102.1-94.4UC-7.1-49.8-79.5-88.3-73.2-72.0-68.2-50.6-40.7-37.212.857.884.590.571.532.1-15.2-10.12.1-27.40.1-42.3-2.3-49.8-4.3-45.8-5.5-31.2-4.3-10.7-1.89.825.433.428.10.93.04.40.7表2-1WXB-11微機(jī)保護(hù)報告

答案：

（1）根據(jù)單相接地故障的邊界條件畫出復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖，正序、負(fù)序、零序綜合阻抗串聯(lián)。

（圖略）

M側(cè)正序、負(fù)序阻抗為X′1M=X′2M=X1M+X1MK=0.04N側(cè)正序、負(fù)序阻抗為X′1N=X′2N=X1N+X1NK=0.06M側(cè)零序阻抗為X′0M=X0M+X0MK=0.08N側(cè)零序阻抗為X′0N=X0N+X0NK=0.12

4故障點(diǎn)正序、負(fù)序綜合阻抗X1Σ=X2Σ=X′1M//X′1N=0.024

故障點(diǎn)零序綜合阻抗X0Σ=X′0M//X′0N=0.048

基準(zhǔn)電流IB=SB/（1.732×UB）=100/(1.732*230)=0.251KA故障電流IA=3×I0×IB=3×IB×E/（2X1Σ+X0Σ）=7.84KA其中等效電勢E=1j（2）各側(cè)零序電流

故障點(diǎn)總的零序電流I0=1/3×IA=2.61KA

M側(cè)：I0M=I0×X′0N/(X′0M+X′0N)=1.57KA

N側(cè)：I0N=I0×X′0M/(X′0M+X′0N)=1.00KA

（3）根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)提供的數(shù)據(jù)，每KA接地電流可產(chǎn)生10V（有效值）的橫向電壓降，

也就是說M側(cè)氧化鋅閥片可能承受的電壓為30Ikmax（峰值）等于3*30*1.57=141V

而其實際擊穿電壓為40V，因此M側(cè)氧化鋅閥片將被擊穿

因此氧化鋅閥片被擊穿，從而在PT二次回路出現(xiàn)二點(diǎn)接地。故障電流在PT的中性線上

流過，產(chǎn)生壓降并疊加到A相電壓上，于是出現(xiàn)錄波圖所示Ua值。（4）根據(jù)故障報告提供的數(shù)據(jù)

計算3U0=UA+UB+UC,并把3I0、3U0顯示在一起如表2-2：

采樣點(diǎn)0-0.4-301-9.6-262-28.5-103-45.8-15.4-54.87.5-53.0336-37.3477-15.33487.112925.1-141035.0-381129.3-143i03u0表2-23I0、3U0對照表

從上表中我們可以得知：3U0超前3I04個采樣點(diǎn)過零，考慮到WXB-11微機(jī)保護(hù)每

個采樣點(diǎn)對應(yīng)于向量角度30度，所以可知3U0超前3I0120度，向量落在保護(hù)裝置的不動作區(qū)，屬區(qū)外故障，因此WXB-11微機(jī)保護(hù)拒動。

3)220kV甲乙一線遭雷擊，C相接地短路。甲乙二線甲站側(cè)高頻閉鎖式保護(hù)正向區(qū)外故障

誤動作。甲站側(cè)錄到高頻信號(收信輸出空觸點(diǎn))，從圖中看到收發(fā)信機(jī)在故障后啟信，

以后連續(xù)出現(xiàn)四次約5ms收信休止，且都在3I0電流正、負(fù)最大值附近出現(xiàn)，頻率為100Hz。保護(hù)裝置軟件設(shè)計的抗干擾停信后延時時間為lms。設(shè)高頻電纜屏蔽層兩接地點(diǎn)間電阻RON＝0.1歐姆，