電力系統(tǒng)繼電保護模擬試題一二及答案

模擬試題〔二〕3頁一、填空題對動作于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足選擇性、速動性、 靈敏性、牢靠性 四個根本要求。過電流繼電器的啟動電流 大于 返回電流，其返回系數(shù)小于 1。后備保護包括遠后備保護和遠后備保護 。運行中應(yīng)特別留意電流互感器二次側(cè)不能斷線 ；電壓互感器二次側(cè)不能短路 。三段式電流保護中， III 段靈敏度最高，I 段靈敏度最低。中性點可接地或不接地運行變壓器的接地后備保護由零序電流保護和 零序電壓保護組成。阻抗繼電器的準(zhǔn)確動作電流是指使動作阻抗降為0.9Z 時對應(yīng)的測量電流。set承受單相自動重合閘的線路上發(fā)生單相短路故障時，由繼電保護動作跳開 故障相 ，經(jīng)肯定時間延時后重合故障相 ，假設(shè)不成功再跳開三相 。變壓器縱差動保護需要進展相位校正 和 電流平衡調(diào)整 ，以使正常運行時流入到差動回路中的電流為0。短路故障。依據(jù)母線差動保護裝置差電流回路輸入阻抗的大小，可將其分為低阻抗母線差動保護、中阻抗母線差動保護、高阻抗母線差動保護。線。輸入到微機保護裝置中的電流互感器二次電流信號可通過電抗變換器 或電流變換器 變換為滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍要求的電壓信號。0。設(shè)采樣周期為T5/3ms，則差分濾波器y(n)x(n)x(n-12)能夠濾除直流重量、基波和2、3、4、5、s6次諧波。二、簡答題我們學(xué)習(xí)的輸電線路保護原理中那些原理是反響輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護？那些是反響輸電線路兩側(cè)電氣量變化的保護？二者在保護范圍上有何區(qū)分？答：反響輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護有：電流保護、電壓保護、距離保護等；反響輸電線路兩側(cè)電氣量變化的保護有：方向比較式縱聯(lián)保護、縱聯(lián)電流差動保護、縱聯(lián)電流相位差動保護等。反響一側(cè)電氣量變化的保護的保護范圍為被保護線路全長的一局部；反響兩側(cè)電氣量變化的保護的保護范圍為被保護線路全長。距離保護中選相元件的作用有哪些？〔〕2〕為了找出故障環(huán)路，使阻抗測量元件準(zhǔn)確反響故障點到保護安裝處的距離。3.閉鎖式方向縱聯(lián)保護動作于跳閘的條件是什么？假設(shè)通道破壞，內(nèi)、外部故障時保護能否正確動作？答：閉鎖式方向縱聯(lián)保護動作跳閘的條件是兩端保護的啟動元件均已啟動且收不到對端的閉鎖信號。假設(shè)通道破壞，區(qū)內(nèi)故障時兩端保護能夠正確動作；但區(qū)外故障時，遠故障端的保護由于收不到近故障端的閉鎖信號，將可能誤動。重合閘前加速保護有哪些優(yōu)點？答：①能夠快速切除瞬時性故障；②可能使瞬時性故障來不及進展成永久性故障，從而提高重合閘的成功率；③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；④使用設(shè)備少，簡潔、經(jīng)濟。對于縱差動保護，產(chǎn)生不平衡電流的最本質(zhì)緣由是什么？答：由于被保護元件各側(cè)電流互感器的勵磁特性不完全全都，在正常運行及外部故障時，流過縱差動保護的電流不為零。變壓器一般應(yīng)裝設(shè)那些保護？其中那些是主保護？答：一般應(yīng)裝設(shè)：瓦斯保護、縱差動保護或電流速斷保護、外部相間短路和接地短路時的后備保護、過負荷保護、過勵磁保護等。其中，瓦斯保護、縱差動保護或電流速斷保護為主保護。評價微機保護算法優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)有哪兩個？答：計算速度和計算精度。三、分析計算題1.線路的阻抗角L

650.9護的啟動元件的靈敏系數(shù)承受方向阻抗繼電器大，還是承受全阻抗繼電器大？大多少？0.78倍。y(n)x(nx(n2)，y(n)y(ny(n6)，y(n)23i0

1y(ni)。設(shè)每基頻周期采樣次數(shù)N12，試：2

2 1 1分析該級聯(lián)濾波器能夠濾除那些次數(shù)的諧波。寫出該級聯(lián)濾波器的差分方程表達式。〔1〕4、6?！?〕y(n)x(nx(n-1)x(n-3)x(n4)x(n-6)x(n-7)x(n-9)x(n-10)。在圖1所示網(wǎng)絡(luò)中的ABBCBDDE線路AB的最大負荷電流為200Kss

rel

rel

rel

re

0.85，t0.5s；變壓器承受了無時限差動保護；其它參數(shù)如下圖。圖中各電抗值均已歸算至115kV。試計AB線路各段保護的啟動電流和動作時限，并校驗II、III段的靈敏度。A115kV 1

24

B 220

tIII 2s444XX

13

316

D580

E6 7t

III 1s71系統(tǒng)接線圖31〕短路電流計算。選取圖3中的K、K、K1 2 3K

點作為計算點。115kVA1

B24

1 C2 4203D3516K2

E6 780 K3短路點最大運行方式〔kA短路點最大運行方式〔kA〕最小運行方式〔kA〕電流保護I段

31三相短路計算結(jié)果KKK1231.7951.2530.4991.6601.1860.488IIset.1

KIrel

I(3)K1.max

1.251.795

2.244(kA)，tI0(s)1電流保護II段II KI

1.251.253

KIIII

1.151.566

1.801(kA)set.3

rel

K2.max

set.1

rel

set.3 I(2)

1.438(kA)，KII

I(2)K1.min

1.438

0.798，不滿足要求。3K1.min3

2 K1.min

sen.1

III 1.801set.13II3II段按可伸入變壓器而不伸出變壓器整定。III

KIII(3)

1.150.499

KIIIII

1.150.574 0.660(kA)set.3

rel

I(2)

1.438

set.1

rel

set.3靈敏度校驗：KII sen.1

K1.minIII 0.660set.1

2.179，滿足要求。tIItII

t0.50.51(s)1 3電流保護III段IIII set.1

KIIIKrel Kre

I

0.85

0.433(kA)

I(2)

1.438靈敏度校驗：作為本線路的后備保護KIII sen.1I(2)

K1.minIIII 0.433set.11.027

3.321，滿足要求。作為相鄰下一線路的后備保護KIII sen.1

K2.minIIII 0.433set.1

2.372，滿足要求。tIIItIII

tt3(s)1 4如圖2所示系統(tǒng)，在線路MN上裝設(shè)縱聯(lián)電流相位差動保護。EM

Eej60，ZN

Z ej80，NZ ZM M

ej70400km，電流互感器和保護裝置的角誤差分別為7和15，裕度角y

取15。問：當(dāng)縱聯(lián)電流相位差動保護的閉鎖角b

60和b

70K點三相短路時正確動作？為什么？EEMKNM12ENZZZM N2系統(tǒng)接線圖4.44IM

與I 之間的夾角為70°。NENENIMEM10I4當(dāng)線路K點三相短路時，線路兩側(cè)收信機收到高頻信號的相位差分別為：MMN側(cè)：N

707154006116；高頻信號連續(xù)最大可能為1801166410070715400668；高頻信號連續(xù)最大可能為18068112100b當(dāng)60，M、N側(cè)保護都能動作。b當(dāng)70，N側(cè)保護首先動作，M側(cè)保護相繼動作。b模擬試題〔一〕一、填空題繼電保護裝置一般由測量比較元件、、規(guī)律推斷元件、執(zhí)行輸出元件三局部組成。繼電保護的牢靠性包括安全性和 信任性〔或動作安全性，動作可信任性〕 ，是對繼電保護性能的最根本要求。低電壓繼電器的啟動電壓小于 返回電壓，返回系數(shù)大于1。在中性點非直接接地電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地短路時，故障點處零序電壓最高；接地中性點處零序電0；零序電流的分布主要取決于變壓器中性點是否接地。自耦變壓器高、中壓兩側(cè)的零序電流保護應(yīng)分別接于本側(cè)三相電流互感器的零序電流濾過器 上。U功率方向繼電器的內(nèi)角30，其動作范圍－120°arg

J 60IJ單側(cè)電源線路上發(fā)生短路故障時，過渡電阻的存在使方向阻抗繼電器的測量阻抗增大，保護范圍縮小。8檢查平行雙回線路有電流的自動重合閘，當(dāng)另一回線有電流時，表示兩側(cè)電源仍保持聯(lián)系，一般是同步的，可以進展重合閘。動作于跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。低電壓起動過電流保護和復(fù)合電壓起動過電流保護中，引入低電壓起動和復(fù)合電壓起動元件是為了提高過電流保護的靈敏度，此時過電流保護的定值不需要考慮變壓器切除或電動機自啟動時可能消滅的最大負荷。電流比相式母線保護的根本原理是依據(jù)母線在內(nèi)部故障和外部故障時各連接元件電流相位的變化實現(xiàn)的。斷路器失靈保護屬于近后備保護。微機保護的硬件一般包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〔或模擬量輸入系統(tǒng)〕、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〔或模擬量輸入系統(tǒng)〕、微型機主系統(tǒng)、開關(guān)量〔或數(shù)字量〕輸入輸出系統(tǒng)三局部。微機保護中半周積分算法的依據(jù)是 一個正弦量在任意半個周期內(nèi)確定值的積分為一常數(shù) 。微機保護裝置的功能特性主要是由軟件 打算的。二、簡答題1.繼電保護的根本任務(wù)是什么?答：(1)自動、快速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于連續(xù)遭到損壞，保證其他無故障局部快速恢復(fù)正常運行；〔2〕反響電力設(shè)備的不正常工作狀態(tài)，并依據(jù)運行維護條件，而動作于發(fā)出信號或跳閘。當(dāng)縱聯(lián)差動保護應(yīng)用于線路、變壓器、母線時各有什么特別問題？這些問題可用什么方法加以解決？答：應(yīng)用于線路的特別問題：兩側(cè)信息的交換和線路的對地電容。解決措施：利用高頻通道、光纖通道等交換信息；改進算法來消退對地電容的影響。應(yīng)用于變壓器的特別問題：勵磁涌流、兩側(cè)電流互感器的變比不全都。解決措施：承受勵磁涌流識別算法和補償措施。應(yīng)用于母線的特別問題：電流互感器的飽和問題。解決措施：承受具有制動特性的母線差動保護、TA線性區(qū)母線差動保護、TA飽和的同步識別法等。什么是縱聯(lián)電流相位保護的閉鎖角？那些因素打算閉鎖角的大??？續(xù)的最大時間間隔，并加以閉鎖。這一時間間隔所對應(yīng)的工頻相角差就為閉鎖角。影響閉鎖角大小的因素主要有：電流互感器的角誤差、保護裝置中濾序器及受發(fā)信操作回路的角度誤差、高頻信號在線路上傳輸所引起的延遲等。什么是重合閘后加速保護？主要適用于什么場合？答：重合閘后加速保護就是當(dāng)?shù)谝淮喂收蠒r，保護有選擇性動作，然后進展重合。假設(shè)重合于永久性故障，則在斷路器合閘后，再加速保護動作瞬時切除故障，而與第一次動作是否帶有時限無關(guān)。重合閘后加速保護應(yīng)用于35kv以上的網(wǎng)絡(luò)及對重要負荷供電的送電線路上。變壓器縱差動保護中消退勵磁涌流影響的措施有哪些？它們分別利用了勵磁涌流的那些特點？利用勵磁涌流中含有大量二次諧波重量的特點；③鑒別波形連續(xù)角的方法；利用勵磁涌流的波形會消滅連續(xù)角的特點。發(fā)電機從失磁開頭到進入穩(wěn)態(tài)異步運行，一般可分為那三個階段？各個階段都有那些特征？〔1〕失磁后到失步前：發(fā)電機送出電磁功率P端測量阻抗與P有親熱關(guān)系，其軌跡呈現(xiàn)等有功阻抗圖。臨界失步點：發(fā)電機功角＝90；發(fā)電機自系統(tǒng)吸取無功功率，且為一常數(shù)；機端測量阻抗的軌跡呈現(xiàn)等無功阻抗圖。靜穩(wěn)破壞后的異步運行階段：異步運行時機端測量阻抗與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，當(dāng)s由變化時，機端測量阻抗處于異步邊界阻抗圓內(nèi)。微機保護中啟動元件的作用有哪些？7.〔〕〔2〕進入故障處理程序作用。三、分析計算題某方向阻抗繼電器Z

set

sen

80，當(dāng)繼電器的測量阻抗為650時，該繼電器是否動作？1.答：在50時的動作阻抗為Z 4 350 6.92850()；由于6.9286，所以該繼電器動作。opfs

1200Hz1、3、5等奇次諧波，寫出其差分方程表達式。fs

1200Hz，所以N24。又加法濾波器能夠濾除的諧波次數(shù)mN(12I〔I為正整數(shù)2k或0，則y(n)x(n)x(n12)。31x1

0.45/kmxMsmin

10，xMsmax

x

25；KIrel

KIIrel

0.851I、II段進展整定計算，并校驗II段靈敏度。115kV3

M13

N50km 2 3

P580km53解：11IZIset.1

19.125；tI1

圖10s。21IIZI

30.6；ZII

KII(L

zK

ZI 。set.23K

。b.min

set.1

rel

b.min

set.2Kb.min

67.525

2.7ZIIset.1

3求分支系數(shù)所用網(wǎng)絡(luò)0.85(22.52.730.6)89.352()KIIsen.2

89.35222.5

3.9711.25，滿足要求。42MN上裝有比較I1

KI2

相位的縱聯(lián)電流相位差動保護。：線路的阻x0.4/km，x1

1s

x 7，x2s 0s

10K為何值時，在線路末端K點發(fā)生兩相接地短路時，保護將拒絕動作？115kV115kVMN120km2K圖24答：只有在I1

KI2

0時，保護才可能拒動。因此首先要求得I、I1 2

。在線路末端K點發(fā)生兩相接地短路：X X 7200.415()，X 10201.4