電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理復(fù)習(xí)思考題及答案

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理復(fù)習(xí)思考題及答案一、問答題問答題答案1一臺(tái)100kva的三相變壓器，額定電壓為10kv/0.4kv，估算原副邊額定電流，若ud%=4，接于無(wú)窮大容量電源，估算副邊三相短路的短路電流。2用標(biāo)幺值對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行短路電流計(jì)算，為什么把各級(jí)平均額定電壓作為電壓的基值？把各級(jí)平均額定電壓作為各級(jí)電壓的基值使各電壓級(jí)的標(biāo)幺值電壓皆為1，變壓器標(biāo)幺值變比皆為1，各電壓級(jí)的阻抗、電壓、電流標(biāo)幺值不需進(jìn)行歸算；各電壓級(jí)的電壓有名值（如110kv；10kv）不是同一個(gè)電壓，它們之間沒有電的聯(lián)系，就象線電壓和相電壓的基值電壓不同一樣，化成有名值時(shí)應(yīng)乘以不同電壓級(jí)相應(yīng)的基值。3電力系統(tǒng)故障的原因、

2、種類和后果是什么？原因：絕緣損壞和誤操作。 種類：三相短路約占5%、兩相短路約占8%、單相短路約占83%、兩相接地短路約占4%。后果：電流增大，破壞設(shè)備的動(dòng)、熱穩(wěn)定；電壓降低破壞電力系統(tǒng)的正常供電；引起電力系統(tǒng)振蕩，可能使系統(tǒng)瓦解；大的接地短路電流，可能燒壞鐵芯。4電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的原理、作用及組成是什么？原理：反應(yīng)被保護(hù)線路或設(shè)備故障前故障后某些物理量的突變。作用：自動(dòng)地、快速地、有選擇性地控制斷路器切除故障、對(duì)不正常運(yùn)行狀態(tài)發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。組成：由測(cè)量元件、邏輯元件和執(zhí)行元件組成。5對(duì)繼電保護(hù)的基本要求是什么？如何保證可靠性？基本要求：四性選擇性、快速性、靈敏性和可靠性。保證可靠性：保護(hù)的合

3、理設(shè)計(jì)、高質(zhì)量的設(shè)備、優(yōu)質(zhì)地安裝調(diào)試，運(yùn)行維護(hù)及故障分析。6電流互感器的誤差由什么因素引起的？從使用的角度減少誤差的措施是什么？電流互感器電流誤差是由電流互感器的勵(lì)磁電流引起的。減少誤差的措施：（1）加大電流互感器二次導(dǎo)線截面，降低二次負(fù)載電阻；（2）選大變比的電流互感器；（3）同型號(hào)的兩個(gè)電流互感器串聯(lián)。7電流互感器的誤差與什么因素有關(guān)？電流互感器的誤差電流就是勵(lì)磁電流，它與勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁阻抗有關(guān)，勵(lì)磁電壓與互感器的二次負(fù)載和一次短路電流大小有關(guān)，二次負(fù)載電阻大，一次短路電流倍數(shù)高，電流誤差大；勵(lì)磁阻抗與互感器鐵芯的導(dǎo)磁率有關(guān)，大鐵芯截面和導(dǎo)磁率高的鐵芯的互感器電流誤差小。8何謂繼電器的啟動(dòng)

4、電流、返回電流和返回系數(shù)？繼電器的啟動(dòng)電流：使繼電器剛剛能啟動(dòng)的最小電流；繼電器的返回電流：繼電器啟動(dòng)后，使繼電器剛剛能返回的最大電流；繼電器的返回系數(shù)：繼電器的返回電流與動(dòng)作電流的比。9什么是繼電器的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)？繼電器不帶電狀態(tài)打開的觸點(diǎn)叫常開觸點(diǎn)、不帶電狀態(tài)閉合的觸點(diǎn)叫常閉觸點(diǎn)。繼電器帶電以后常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開。10為什么電流三段保護(hù)的和段采用兩相兩繼電器接線，而段（過電流保護(hù)）采用兩相三繼電器或三相三繼電器接線。電流三段保護(hù)一般用于小電流接地系統(tǒng)，它的和段采用兩相兩繼電器接線是使不同出線不同相別兩點(diǎn)接地有2/3的機(jī)會(huì)只切除一回線路。而段采用兩相三繼電器或三相三繼電器接線是

5、為了提高遠(yuǎn)后備y11接線變壓器對(duì)側(cè)兩相短路的靈敏度。11小結(jié)電流三段的保護(hù)特性和時(shí)限特性。電流三段的保護(hù)特性：電流段反應(yīng)短路電流增大瞬時(shí)動(dòng)作，保護(hù)線路的一部分；電流段反應(yīng)短路電流增大延時(shí)0.5s動(dòng)作，保護(hù)線路的全長(zhǎng)；電流段反應(yīng)短路電流增大延時(shí)動(dòng)作，作后備保護(hù)。時(shí)限特性：段瞬時(shí)動(dòng)作、段延時(shí)0.5s動(dòng)作、段，各級(jí)段相配合，從負(fù)荷到電源逐級(jí)時(shí)限長(zhǎng)一個(gè)時(shí)限階段。12反應(yīng)相間短路阻抗繼電器采用什么接線？一般采用接線，方向阻抗繼電器可以采用接線。13何謂功率方向繼電器900接線？?jī)?yōu)點(diǎn)是什么？加于三相功率繼電器電壓和電流為：。優(yōu)點(diǎn)：兩相短路沒有死區(qū)。14簡(jiǎn)述零序方向電流三段保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。反映接地故障靈敏；保護(hù)

6、范圍穩(wěn)定，不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響；零序段時(shí)限階段少，動(dòng)作延時(shí)短；系統(tǒng)振蕩不會(huì)誤動(dòng)；零序功率方向繼電器沒有死區(qū)；接線簡(jiǎn)單，可靠。15距離保護(hù)原理是什么？距離三段保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是什么？原理：反應(yīng)測(cè)量阻抗的突變。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量阻抗在故障前和故障后變化量大，比反應(yīng)單一物理量的電流或電壓量增大近一個(gè)數(shù)量級(jí)；它是測(cè)量阻抗與整定阻抗的比較，保護(hù)范圍穩(wěn)定，不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響；具有方向性。16阻抗繼電器的00接線能正確反應(yīng)哪幾種短路。能正確反應(yīng)各種相間短路。17寫出測(cè)量振蕩阻抗的表達(dá)式。測(cè)量振蕩阻抗：18寫出方向阻抗繼電器的動(dòng)作阻抗方程。19寫出具有任意圓動(dòng)作特性的阻抗繼電器量動(dòng)邊條件的表達(dá)式。動(dòng)邊條件幅值比較：

7、動(dòng)邊條件相位比較：20簡(jiǎn)述相差高頻保護(hù)的原理是什么？相差高頻保護(hù)是線路的差動(dòng)保護(hù)，用高頻載波將線路兩側(cè)電流的相位傳到對(duì)側(cè)比較兩側(cè)電流的工頻電流的相位。同相位開放保護(hù)發(fā)出跳閘脈沖，區(qū)工頻電流反外故障，相位，閉鎖保護(hù)。21相差高頻保護(hù)在什么條件下會(huì)產(chǎn)生相繼跳閘動(dòng)作。當(dāng)被保護(hù)線路的長(zhǎng)度超過175km三相短路時(shí)會(huì)產(chǎn)生相繼跳閘動(dòng)作。22對(duì)自動(dòng)重合閘的要求是什么？（1）保護(hù)出口動(dòng)作使斷路器跳開，經(jīng)0.51s的延時(shí)，能使斷路器重新合閘；重合次數(shù)要一定。（2）手動(dòng)合跳或遠(yuǎn)動(dòng)合跳不能進(jìn)行重合。（3）不滿足斷路器合閘條件不能重合。（4）雙側(cè)電源應(yīng)滿足同期條件進(jìn)行重合。（5）重合閘應(yīng)能與保護(hù)相配合。23何謂自動(dòng)重合

8、閘的后加速？三段式保護(hù)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)保護(hù)按三段式原則跳閘，啟動(dòng)重合閘的同時(shí)啟動(dòng)加速繼電器，若重合于永久性故障，加速的第三段后備保護(hù)，將它的時(shí)間繼電器延時(shí)接點(diǎn)用加速繼電器觸點(diǎn)短接，段后備保護(hù)零秒發(fā)出跳閘脈沖。24各電壓級(jí)的輸電線路應(yīng)加裝什么保護(hù)？220kv：不同原理的兩套高頻保護(hù)、距離三段、零序方向三段或四段、綜合重合閘；110kv：距離三段、零序方向三段、三相一次重合閘；35kv、60kv：電流三段、絕緣監(jiān)視；10kv：電流兩段、絕緣監(jiān)視。25變壓器差動(dòng)保護(hù)有幾種不平衡電流？穩(wěn)態(tài)不平衡電流：電流互感器的穩(wěn)態(tài)誤差、帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭、y-11接線變壓器兩側(cè)電流相位不同和兩側(cè)電流互感器的計(jì)算變比與實(shí)

9、際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流。暫態(tài)不平衡電流：勵(lì)磁涌流、電流互感器的暫態(tài)不平衡電流。26什么是變壓器的勵(lì)磁涌流？其特點(diǎn)是什么？勵(lì)磁涌流：變壓器空載合閘和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)的暫態(tài)勵(lì)磁電流。特點(diǎn)：最大勵(lì)磁涌流的基波分量為變壓器額定電流的68倍，經(jīng)0.51s衰減到額定電流0.51倍的額定電流、含有高次諧波和直流分量、有600840的間斷角。27變壓器應(yīng)加裝什么保護(hù)？主保護(hù)：變壓器差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)；后備保護(hù)：相間故障的過電流保護(hù)（低壓閉鎖的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)）、接地故障的零序過電流保護(hù)、變壓器過負(fù)荷保護(hù)。28發(fā)電機(jī)有哪些故障，應(yīng)加裝什么保護(hù)。故障：定子繞組相間短路；定子繞組匝

10、間短路（相間環(huán)流）；定子繞組單相接地（電容電流）；轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地-發(fā)信號(hào)；轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地-跳閘。應(yīng)加裝的保護(hù)：1）定子繞組及引出線的相間短路-縱差保護(hù)2）匝間短路的橫差保護(hù)3）定子單相接地保護(hù)（100單相接地保護(hù)）4）過流保護(hù)5）定子過電壓保護(hù)其中水輪機(jī)取1.5，300mw汽輪機(jī)取1.3。 =0.5s 6）轉(zhuǎn)子一點(diǎn)/兩點(diǎn)接地保護(hù)7）過負(fù)荷保護(hù)（發(fā)信號(hào)）8）額定功率 100mw，加裝失磁保護(hù)9）額定功率 100mw，半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)加裝轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)10）對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)主氣門突然關(guān)閉，對(duì)大容量的發(fā)電機(jī)可考慮裝設(shè)逆功率保護(hù)11）轉(zhuǎn)子負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)12）發(fā)電機(jī)過激磁保護(hù)29母線加裝專門母差保護(hù)的條

11、件是什么？從電力系統(tǒng)穩(wěn)定考慮，樞紐變電站母線發(fā)生故障會(huì)使系統(tǒng)可能發(fā)生振蕩，要求0s切除故障的母線；雙母線或單母線分段并列運(yùn)行，母線故障要求有選擇性的切除故障母線時(shí)加裝專門母差保護(hù)。30對(duì)三相一次自動(dòng)重合閘的要求是什么？（1）保護(hù)出口動(dòng)作使斷路器跳開，經(jīng)0.51s的延時(shí)，能使斷路器重新合閘；重合次數(shù)要一定。（2）手動(dòng)合跳或遠(yuǎn)動(dòng)合跳不能進(jìn)行重合。（3）不滿足斷路器合閘條件不能重合。（4）雙側(cè)電源應(yīng)滿足同期條件進(jìn)行重合。（5）重合閘應(yīng)能與保護(hù)相配合31母線加裝專門差動(dòng)保護(hù)的條件是什么？從電力系統(tǒng)穩(wěn)定考慮，樞紐變電站母線發(fā)生故障會(huì)使系統(tǒng)可能發(fā)生振蕩；雙母線或單母線分段并列運(yùn)行，母線故障要求有選擇性的切

12、除故障母線時(shí)加裝專門母差保護(hù)。3210mva以上容量的變壓器一般應(yīng)加裝什么保護(hù)。主保護(hù)：變壓器差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)；后備保護(hù)：相間故障的過電流保護(hù)（低壓閉鎖的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)）、接地故障的零序過電流保護(hù)、變壓器過負(fù)荷保護(hù)二、畫圖題畫圖題答案1畫出10kv架空輸電線路電流二段保護(hù)的原理圖。1lha 1lj 3lj + 1lj 1xj bcj1lhc 2lj 4lj 2lj3lj 1sj4lj1sj 2xjbcj dl tq2畫出反時(shí)限電流兩段原理接線圖。3畫出電流三段保護(hù)原理圖（歸總式或展開式皆可）。歸總式：展開式：4畫出零序電流和零序電壓濾過器的原理圖。 零序電流濾過器的原理

13、圖 零序電壓濾過器的原理圖5畫出小接地電流系統(tǒng)絕緣監(jiān)視電路圖。6畫出電抗變壓器的等值電路圖。7畫出幅值比較或相位比較的二極管環(huán)形比較回路圖。相位比較執(zhí)行元件 幅值比較執(zhí)行元件8畫出負(fù)序電流濾過器原理接線圖。9畫出負(fù)序電流濾過器原理接線圖。10畫出具有記憶電壓方向阻抗繼電器反方向短路動(dòng)作特性圖。11畫出雙側(cè)電源同期鑒定自動(dòng)重合閘接線圖。12畫出自動(dòng)重合閘后加速原理圖。13畫出y-11接線變壓器接線圖及其差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)電流互感器的接線圖。14畫出變壓器過負(fù)荷保護(hù)接線圖。15畫出單臺(tái)變壓器零序過電流保護(hù)原理接線圖。16畫出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)接線圖。三、判斷題判斷題答案1電力系統(tǒng)最大運(yùn)行方式具有最小

14、等值阻抗，電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式具有最大等值阻抗。2若，當(dāng)時(shí)三相短路電流大于單相短路電流。×3吸引銜鐵式電磁型繼電器適于作中間繼電器用于擴(kuò)大觸點(diǎn)的容量和數(shù)量。4電流互感器的極性標(biāo)注采用的是減極性標(biāo)注。5電流互感器副邊不接負(fù)載時(shí)副邊必須開路。×6電流互感器副邊開路會(huì)產(chǎn)生高壓，電壓互感器短路會(huì)產(chǎn)生短路電流。7電流互感器為恒流源，其內(nèi)抗很大；電壓互感器為恒壓源，其內(nèi)抗為零。8電流互感器為恒流源，其內(nèi)抗為零，電壓互感器為恒壓源，其內(nèi)抗為無(wú)窮大。×9電流互感器暫態(tài)誤差是由于電力系統(tǒng)的衰減時(shí)間常數(shù)與電流互感器二次側(cè)電路衰減時(shí)間常數(shù)不同造成的。10電流速斷保護(hù)應(yīng)采用兩相三繼電器式

15、接線。×11電壓互感器原邊中性點(diǎn)不接地時(shí)單相接地開口三角形出口沒有零序電壓。12反時(shí)限過電流保護(hù)各線路的時(shí)限是逐級(jí)增加的。×13單電源的放射網(wǎng)電流三段保護(hù)不需加裝功率方向元件。14900接線的功率方向繼電器各種短路無(wú)死區(qū)。×15零序電流三段保護(hù)在系統(tǒng)振蕩時(shí)不會(huì)誤動(dòng)。16零序方向電流保護(hù)有死區(qū)。×17零序方向電流三段保護(hù)有較小的死區(qū)。×18小接地電流系統(tǒng)補(bǔ)償接地電容電流的消弧線圈應(yīng)采用欠補(bǔ)償。×19小接地電流系統(tǒng)單相接地后還可以繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)。20小接地電流系統(tǒng)電器設(shè)備的主絕緣是按相電壓設(shè)計(jì)的。×21小接地電流系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)蜗嘟?/p>

16、地允許運(yùn)行2小時(shí)，提高了供電的可靠性。缺點(diǎn)：設(shè)備的主絕緣要按線電壓設(shè)計(jì)。22電網(wǎng)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)沒有死區(qū)。×23阻抗繼電器±300接線只適用于方向阻抗繼電器。24阻抗繼電器up、ix+3ki0接線，能正確反應(yīng)三相短路。25阻抗繼電器的精工電流大小與電抗變壓器dkb的取值有關(guān)。26阻抗繼電器接入第三相電壓是為了正方向短路不失去方向性。×27方向阻抗繼電器加入記憶電壓后正方向短路沒有死區(qū)。28方向高頻保護(hù)在系統(tǒng)振蕩時(shí)不會(huì)誤動(dòng)。29相差高頻保護(hù)當(dāng)系統(tǒng)振蕩時(shí)會(huì)誤動(dòng)。×30一般斷路器不需加裝防跳閉鎖裝置。×31任何1mva及以上容量的變壓器都應(yīng)加裝瓦斯保護(hù)。

17、×32三相變壓器空載合閘都會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。×32變壓器瓦斯繼電器不反應(yīng)變壓器的匝間短路。×33變壓器差動(dòng)保護(hù)采用bch1型繼電器，差動(dòng)線圈圓整是四舍五入，制動(dòng)線圈圓整應(yīng)向大圓整。×34發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)和橫差動(dòng)保護(hù)都有死區(qū)。35發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)是當(dāng)發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)接地后才投入兩點(diǎn)接地保護(hù)。36母線皆應(yīng)加裝專門的母線差動(dòng)保護(hù)。×37雙母線固定連接方式的母線差動(dòng)保護(hù)就是一個(gè)大差動(dòng)保護(hù)。×四、計(jì)算題1電網(wǎng)的接線及參數(shù)如下： d1 d2 110kv a 1dl 50km b 2dl 10kv 3dl s=20mva ud%=10 110kv輸電

18、線路單位長(zhǎng)度的阻抗為，； ； 。 600、800（對(duì)應(yīng)于2時(shí)的精工電流ig=0.5a）。試對(duì)1dl進(jìn)行距離三段保護(hù)整定計(jì)算（不校驗(yàn)精工電流）。答案：距離段： 整定阻抗繼電器整定阻抗距離段 一次整定阻抗靈敏度校驗(yàn)繼電器整定距離段 一次動(dòng)作阻抗采用方向阻抗繼電器 整定阻抗為靈敏度校驗(yàn)近后備：遠(yuǎn)后備：繼電器的整定時(shí)限整定2電網(wǎng)的接線及參數(shù)如下： d1 d2 d3 d4 110kv 1dl 50km 2dl 10kv 3dl 10km 0.4kv s=20mva 2mva ud%=10各級(jí)輸電線路的電抗為0.4/km，；試對(duì)3dl進(jìn)行電流兩段保護(hù)整定計(jì)算。答案：1電流段 動(dòng)作電流2電流段 合格3電網(wǎng)的

19、接線及參數(shù)如下：1dl、2dl、3dl均裝設(shè)距離三段保護(hù)。 110kv 30km 38km 62km系統(tǒng) 1dl 2dl 3dl 110/38.5kv 系統(tǒng) 2×15mva 線路阻抗：。2dl的第三段時(shí)限。系統(tǒng)的參數(shù)：最大最小運(yùn)行方式下的電抗皆為x=8。系統(tǒng)的參數(shù)：最大最小運(yùn)行方式下的電抗皆為x=30。1dl的最大負(fù)荷電流自啟動(dòng)系數(shù)，功率因數(shù)。電壓互感器的變比，電流互感器的變比。變壓器采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（不校驗(yàn)精工電流和振蕩中心）試對(duì)1dl進(jìn)行距離三段保護(hù)整定計(jì)算：一、二次定值；動(dòng)作時(shí)限；靈敏度校驗(yàn)。答案:1計(jì)算分支系數(shù)2距離段 整定阻抗3距離段 整定阻抗4距離段 動(dòng)作阻抗距離段的整

20、定阻抗靈敏度校驗(yàn)4網(wǎng)絡(luò)接線及參數(shù)如下： d 110kv 1dl 50km 2dl 10kv 3dl 0.4/km s=31.5mva ud%=10 變壓器容量s=31.5mva、110±2×2.5kv/11kv、變壓器接線方式為y11。試對(duì)變壓器進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算，（采用bch-1型差動(dòng)繼電器，繼電器的安匝制動(dòng)特性曲線近似最小和最大為）。答案：1確定計(jì)算側(cè)110kv 11kv1650alh二次接線 y110kv側(cè)為計(jì)算側(cè)2計(jì)算動(dòng)作電流 躲勵(lì)磁涌流3計(jì)算差動(dòng)線圈匝數(shù) 繼電器的動(dòng)作電流4計(jì)算平衡線圈 5計(jì)算平衡線圈的圓整誤差6計(jì)算制動(dòng)線圈7靈敏度校驗(yàn) 在校驗(yàn)點(diǎn)短路時(shí)流過制動(dòng)線圈的電流為負(fù)荷電流，制動(dòng)安匝為 繼電器的動(dòng)作安匝繼電器的動(dòng)作安匝取60aw，保護(hù)的靈敏度5網(wǎng)絡(luò)接線及參數(shù)如下： d 110kv 1dl 50km 2dl 10kv 3dl 0.4/km s=31.5mva ud%=10變壓器容量s=31.5mva、110±2×2.5kv/11kv、變壓器接線方式為y11。試對(duì)變壓器進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算。（采用bch2型差動(dòng)繼電器）答案：1確定計(jì)算側(cè)110kv 11kv1650alh二次接線 y110kv側(cè)為計(jì)算側(cè)2計(jì)算動(dòng)作電流 躲勵(lì)磁涌流和