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文檔簡介
繼電保護知識重點
第一章緒論
1.繼電保護裝置是什么?其基本任務是什么?
答:能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或者不正常運行狀態(tài),并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。
基本任務是:自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,使枚障元件免于繼續(xù)遭到破壞,保證其他無故障部分
迅速恢復正常運行。
反應電氣元件的不正常運行狀態(tài),而動作于發(fā)出信號、減負荷或跳閘。
2.健電保護裝置的組成?
答:繼電保護裝置中的基本組成元件一一繼電器(一種當輸入量(電、磁、聲、光、熱)達到一定值時,輸出量將發(fā)生跳躍
式變化的自動控制器件。)
傳統(tǒng)維電保護裝置的組成
測量部分:測量被保護設備相應的電氣量,并與整定值比較,從而判斷是否啟動保護。
邏輯部分:根據各測量部分輸出量的大小、性質等判斷被保護設備的工作狀態(tài)。
執(zhí)行部分:完成保護所承擔的任務,如跳閘、發(fā)告警信號等。
3.試述對繼電保護的四個基本要求的內容:
答:選擇性:
X保爐裝置動作時,僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,使停電范圍盡量縮小,以保證系統(tǒng)中的無故障的分仍能繼續(xù)安
全運行。
派主保護:正常情況下,有選抨性叨除故障
?但存在主保護不能夠隔離故障元件的可能性,如斷路器拒動
X后備保護:主保護不能切除故障時起作用
-遠后備:在遠處(變電站)實現,性能比較完善,但其動作將擴大停電范圍。
?近后備:在主保護安裝處實現,要同時裝設必要的斷路器失靈保護。
速動性:
X力求保護裝置能夠迅速動作切除故障
?提高電力系統(tǒng)并列運行的稔定性
?暫態(tài)穩(wěn)定等面積定則極限切除時間
?高壓/超高壓輸電線路保護
?減輕對設備、用戶的損害
X對繼電保護的速動性,不同情況有不同的要求(工程實際的考慮)
?切除故障時間:保護裝置動作時間丁斷路器動作時間。
?快速保護動作時間:0.01-0.04s
?斷路器動作時間:0.02?0.06s
靈敏性:
對于其保護范圍內發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應能力。用靈敏度系數K的衡量,土要取決于被保護元件和電力系
統(tǒng)的參數和運行方式。
一般用故障特征計算值Dgz與整定的動作值Dm的比值表示,Ksen=DJDzd。保護裝置在預期最不利的
情況下,仍能可靠動作,就要求有足夠的靈敏度裕度。
可靠性:
※不拒動和不誤動
?不拒動--該動時動作
?不誤動一一不該動時不動作
派可靠性主要指保護裝置本身依質量和運行維護水平。
派提高保護裝置不誤動的可靠性和不拒動的可靠性的措施常常是相互矛盾的。
?電力系統(tǒng)的結構和負帝性質不同,誤動和拒動的危害程度也有?所不同,應分別對待.
?系統(tǒng)容量大,各部分電氣聯(lián)系緊密的
?保護誤動影響較小,而拒動影響巨大,要提高不拒動可靠性
?各部分聯(lián)系薄弱的,或者負荷很重要
?保護誤動造成損失巨大,而拒動可以通過后備保護修正,提高不誤動的可靠性。
概念;故障切除總時間;靈敏系數。
第二章電網的電流、電壓保護和方向性電流、電壓保護
第一節(jié)單側電源網絡相間短路的電流、電壓保護
1.什么是繼電特性?
答:無論起動和返回,維電器的動作都是明確干脆的,它不可能停用在某一個中間位置,這種特性我們稱之為“繼電
特性”。
2.繼電器的返回系數定義?
答:返回電流與起動電流的比值稱為繼電器的返回系數,可表示為=44=0.85?().9,恒小于1。
3.系統(tǒng)最大運行方式和最小運行方式?
7=7
答:最大運行方式:短路電流為最大的方式§Smin
最小運行方式:短路電流為最小的方式4二工.”
4.電流速斷保護的保護范圍?
答:電流速斷保護不能保護線路的全K,其保護范圍隨運行方式而改變,一般為保護線路的85機(只能保護線路的一部分)。
5.過流保護裝置的靈敏系數?
答:為了保證保護本線路的全長,限時電流速斷保護必須在系統(tǒng)最小運行方式下,線路末端發(fā)牛.兩相短路時,具有足夠的反
應能力。這個能力用靈敏系數Kss來荷量。
保護范刖內發(fā)生金應性短路時故障參數的計"值K
保護裝置的動作參數—/二,KJEOTNL3~1.5
6.什么是階段式電流保護?
答:通常為三段式保護:電流速斷;限時電流速斷:定時眼過電流保護組合在?起,構成階段式電流保護(電流速斷和限時
電流速斷為“主保護”,定時限過電流保護為“后備保護”。)
7.三段式電流保護的整定計算
第二節(jié)電網相間短路的方向性電流、電壓保護
1.方向性電流保護的工作原理?
答:雙側電源供電情況下,誤動作的保護都是在自己所保護的線路反方向發(fā)生故障時,由對側電源供給的短路電流所
引起的。對誤動作的保護而言,實際短路功率的方向照例都是由線路流向母線。顯然與其所應保護的線路故障時的短
路功率方向相反。因此,為了消除這種無選擇的動作,就需要在可能誤動作的保護上增設一個功率方向閉鎖元件,該
元件只當短路功率方向由母線流向線路時動作,而當短路功率方向由線路流向母線時不動作,從而使維電保護的動作
具有一定的方向性。
2.功率方向繼電器的基本要求”
答,①明確方向性,正方向故障可靠動作,反方向故障可靠不動作:②足夠靈敏性
3.何謂90°接線方式?答:所謂的90°接線方式是指在三相對稱情況下,當時,加入繼
電器的電流如/人與電壓UM的相位差90°。
第三節(jié)中性點直接接地電網中接地短路的零序電流及方向保護
1.中性點直接接地電網中接地短路的零序參數特點?
答:①故障點零序電壓最高,距離故障點越遠零序電壓越低;②零序電流超前于零序電壓,分布取決于線路的零序阻抗和中
性點接地變位器的零序阻抗,而與電源的數目和位置無關:③故障線路,兩端零序功率的方向與正序功率的相反;④由保
護安裝點到到零序網絡中性點之間的零序阻抗決定,與被保護線路的零序阻抗及故障點的位置無關;卷系統(tǒng)運行方式變化
時,只要送電線路和中性點接地變壓器數目不變,零序阻抗和零序網絡就不變。
2.零序電壓、電流分量的提???
答:零序電壓分量的提取:①用三個單相式電壓互感器;②用三相五柱式電壓互感器(一次繞組接成星型并將中性點接地,
:次繞組接成開口三角形);③當發(fā)電機的中性點經電壓互感器或消弧線圖接地時,從它的二次繞組中也能夠取得零序電壓:
④在集成電路保護中,由電壓形成回路取得三個相電壓相加,也可以從內部合成零序電壓。
零序電流分量提?。翰捎萌嚯娏骰ジ衅鳎ㄈ嘈切谓泳€方式中,在中線所流過的電流即為零序電流)。
第四節(jié)中性點非直接接地電網中單梯接地故障的零序電壓、電流及方向保護
1.中性點不直接接地電網中單相接地故障時的電流電壓有什么特點?
答:①全系統(tǒng)出現零序電壓:②非故障的元件上有零序電流,其值等于本身的對地電容電流,電容性無功功率的方向為母
線流向線路;③故障戰(zhàn)路上,零序電流為全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之和,數值一般較大,電容性無攻功率為淺路流
向母線。
2.中性點加裝消弧線圈的作用是什么?采用什么補償方式?為什么?
答:中性點裝設消弧線圈的目的是利用消弧線圈的感性電流補償接地故障時的容性電流,使接地故障電流減少。
補償方式:
①完全補償:兒=&最有利于消除故障點電弧,但容易引起串聯(lián)諧振過電壓,不宜采用
②欠補償:當系統(tǒng)運行方式變化某個元件被切除或發(fā)生故障跳閘時,電容電流將減少,同樣可能引起諧振過
電壓:
③過補償:小,補償后殘余電流是感性的,采用這種方法不可能發(fā)生串聯(lián)諧振過電壓,在實際中應汨最廣。
第三章電網的距離保護
1.距離保護的概念?
答:距離保護是反應故障點至保護安裝點之間的距離(或阻抗),并根據距離的遠近而確定動作時間的一種保護裝置。
2.阻抗繼電器的概念?其構成方式?什么是單相補償式阻抗繼電器?阻抗繼電器的主要動作特性有哪些?
答:阻抗繼電器是距離保護裝置的核心元件,其主要作用是測量短路點到保護安裝地點之間的阻抗,并與整定值進行比較,
以儲定保護是否應該動作。
阻抗繼電器按其構成方式可分為單相補償式和多相補償式。
單相補償式阻抗繼電器是指加入繼電器的只有一個電壓U,(可以是相電壓或線電壓)和一個電流//(可以是相電流或兩
相電流之差)的阻抗繼電器,Uj和〃的比值稱為繼電器的測量阻抗Zj0即Z/=-±
Ij
全阻抗繼電器的特性:以B點(繼電器安裝點)為圓心,以整定阻抗工必為半.徑所作的一個圓:方向阻抗緞電器的特性是
以整定阻抗為直徑而通過坐標原點的一個圓,圓內為動作區(qū),圓外為不動作區(qū);偏移特性的阻抗繼電器的特性是當正
方向的整定阻抗為Z.時,同時向反方向偏移一個式中Ovavl,圓內為動作區(qū),圓外為不動作區(qū)。
3.單相補償式阻抗繼電器在距離保護中廣泛采用的相間短路和接地故障的接線方式是什么?
答:相間短路:①?!憬泳€:②+30°接線,一般很少采用:③―30°接線,很少采用。接地短路:相電壓和具有K3/o補
償的相電流接線。
第四章輸電線縱聯(lián)保護(縱聯(lián)保護、高頻保護、微波保護)
1.什么是縱聯(lián)保護?
答:輸電線的縱聯(lián)保護,就是用某種通信通道將輸電線兩端或各端(對于多端線路)的保護裝置.縱向連接起來,將各端
的電氣量(電流、功率的方向等)傳送到對端,將各端的電氣量進行比較,以判斷故障在本線路范圍內還是在線路范圍
之外,從而決定是否切斷被保護線路,
2.高頻通道的組成?
答:高頻保護是以輸電線載波通道作為通信通道的縱聯(lián)保護。
組成:①阻波器:阻波器是由一電感線圈與可變電容器并聯(lián)組成的回路.②結合電容器;③連接濾波器:由一個可調空
心變壓器和連接到高頻電纜側的電容器組成:④高頻收、發(fā)信機。
高頻通道的工作方式可分為羥常無高演電流(即所謂故障時發(fā)信)和羥常百高頻電流(即所謂長期發(fā)信)兩種方式。在這兩
種工作方式中,以其傳送的信號性質為準,又可以分為傳送閉鎖信號、允許信號和跳閘信號三種類型。
3、高頻閉鎖方向保護的基本原理?
答:高頻閉鎖方向保護,是以高頻通道經常無電流而在外部故障時發(fā)出閉鎖信號的方式構成的。此閉鎖信號由短路功率方向
為例的一端發(fā)出,這個信號被兩端的收信機所接收,而把保護閉鎖,故稱為高頻閉鎖方向保護。其工作原理:是利用非故障
線珞的一端發(fā)出閉鎖該線路兩端保護的高頻信號,而對于故障線路兩端則不需要發(fā)出高頻信號使保護動作于跳閘,這樣就可
以保證在內部故障并伴隨有通道的破壞時(例如通道所在的一相接地或是斷線),保護裝置仍然能夠正確地即作。
第五章自動重合閘
1.試述自動重合間的優(yōu)缺點?
答:優(yōu)點:①大大提高供電可靠性:②重合閘成功,有利于提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性:③在規(guī)劃、設計和建設中,
考慮了重合閘的作用,可以暫緩架設雙回線路,節(jié)約投資:④對斷路器的誤動作,可以起到糾正作用。
缺點:①使電力系統(tǒng)乂一次受到故障沖擊,并可能降低系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性;②惡化了斷路器的工作條件,因為斷路器
在很短的時間內連續(xù)切斷兩次短路電流
2.重合閘的啟動方式?
答:采用由控制開關位置與斷路器位置不對應的原則來起動重合閘。
3.重合閘動作時限的選擇原則?
答:1、單側電源線路的三相重合閘:
原則上越短越好,但應力爭重合成功,保證:(1)故障點電弧熄火、絕緣恢熨;(2)斷路器觸頭周圍絕緣
強度的恢復及消孤室重新充滿油,準備好重合于永久性故障時能再次跳閘,否則可能發(fā)生DL爆炸,如果采壓保護裝置起動
方式,還應加上DL跳閘時間。
2、兩側電源線路的三相重合閘:
除.上述要求外,還須考慮時間配合,按最不利情況考慮:本側先跳,對側后跳。
第六章電力變壓器的繼電保護
1.試述變壓器的故障類型、不正常運行狀態(tài)及相應的保護方式;
答:X變壓器的內部故障可以分為油箱內故障和油箱外故障兩種
?油箱內故障:繞組的相間短路、接池短路:匝間短路:鐵心的燒損
?油箱外故障:套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路
X變壓器的不正常運行狀態(tài)
?變壓器外部相間短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓:過負荷,漏油等引起的油面降低:變
壓器的過勵磁。
※變壓器的保護方式
?變壓器的內部故障
(1)瓦斯保護:反應于油箱內所產生的氣體或油流而動作。
?輕瓦斯動作于信號
?布瓦斯動作于跳開各電源側斷路器
(2)縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護
保護變壓器內部的繞組、套管及引出線上的故障:動作后均跳開變壓器各電源側的斷路器
X變壓器的不正常運行狀態(tài)
?外部相間短路引起的過電流
?過電流保護、復合電壓起動的過電流保護、負序電流
保護及單相式低電壓起動的過電流保護、阻抗保護
?外部接地短路引起的過電流
?零序電流保護
?過負荷保護
?作用于信號,必要時自動減負荷或跳閘
?過勵磁保護
?在允許范圍內作用于信號,否則動作于跳閘
?其它保護一一油溫、冷卻系統(tǒng)故障等
2.勵磁涌流是在什么情況下產生的?有何特點?變壓器差動保護中怎樣克服勵磁涌流的影響?
答:當變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復時,可能出現很大的勵磁電流(又稱為勵磁涌流)。特點:①包含有大
量的非周期分量,使涌流偏向時間軸一側:②包含有大量的高次諧波,而且以二次諧波為主;③波形之間出現間斷一一W
間斷角〃.
克服勵磁涌流的影響:①采用具有速飽和鐵心的差動繼電器;②鑒別短路電流和勵磁涌流波形的差別;③利用二次諧波
制動等
3、變壓器差動保護中,產生不平衡電流的原因有哪些?
答:①、由變壓器勵磁涌流"y所產生的不平衡電流;②由變壓器兩側電流相位不同而產生的不平衡電流:③由計算變比
與實際變比不同而產生的不平衡電流;④由兩側電流互感器型號不同而產生的不平衡電流;⑤由變壓器帶負荷調整分接頭
而產生的不平衡電流;
4.低電壓起動的過電流保護中,電壓元件的作用?
答:電壓元件的作用:保證一臺變壓器突然切除或電動機自起動時不動作。
5,什么是復合電壓起動的過電流保護?
答:身合電壓起動的過電流保護是山一個依序電壓繼電器和一個接手線電壓上的低電壓繼電器組成的電壓更合元件,兩個繼
電器只要有一個動作,同時過電流繼電器也動作,整套裝置即能啟動。
第八章母線保護
1.母線差動保護的基本原理?
答:母線差動保護基本原理就是按照收、支平衡的原理進行判斷和動作的,因為母線上只有進出線路,正常運行情況,進出
電流的大小相等,相位相同。如果母線發(fā)生故障,這一平衡就會破壞。有的保護采用比較電流是否平衡,有儂保護采用比較
電流相位是否一致,有的二者兼有,一旦判別出母線故障,立即啟動保護動作元件,跳開母線上的所有斷路器。如果是雙母
線并列運行,有的保護會有選擇地跳開母聯(lián)開關和有故障母線的所有進出線路斷路器,以縮小停電范圍。
2.雙母線同時運行時,對母線保護的要求?
答:雙母線同時運行時,對母線保護的要求具有選擇故障母線的能力。①雙母線同時運行時,元件固定連接的電流差動保
護;②雙母線同時運行的母聯(lián)相位差動保護;③電流比相式母線保護。
3.什么是斷路器失靈保護?
答:所謂斷路器失靈保護,是指當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,故障元件的保護動作發(fā)出跳閘脈沖而斷路器拒絕動作,利用故障元
件的保護,用較短的時限動作于連接在同一母線上的其它相關的斷路器切除故障,使停電范圍限制在最小。一般作為近后備
保護方式中斷路器拒動的后備保護。
典型計算題
1.三段式電流保護整定計算
如圖所示網絡和已知條件,設長匕=1.25,K胃=1.1,K'^=1.2,返回系數K*=0.85,自起動系數
Kss=1.5,max=0.5,?,線路阻抗為x=0.40/2〃?。試對保護1進行三段式電流保護整定計算。
1.保妒1電流I段整定計算
(I)求動作電流按躲過最大運行方式下本線路末端(即R母線處)三相短路
時流過保護的球大短路電流整定.即
10.5/73
=I.25x1.8(kA)
0.2+0.4x10
(2)動作時限。為保護固有動作時間.即“=0§。
(3)靈敏系數校驗.即求保護范圍。
1)在鼠大運行方式卜發(fā)生三相短路時的保護范陽為
"a、=源應-Z…)=0:4(2:產-0.2)=7,92(km)
-%=-y5x100%=x100%
=79.2%>50%,滿足要求u
2)城小詔行方式下發(fā)生兩相短路時的保護范國為
10.5/0
1.8
=6.54(km)
zmin%=?x100%6._54
"10x100%
65.4%>15%.滿足要求。
2.保護】電流n段罄定計算
(1)求動作電流/上"。按與相鄰線路保護2的I段動作電流相配合的原則假定,即
一*11/1_
acl.I
10.5/73
=0.82(kA)
0.20.4x25
(2)動作時限。應比相鄰線路保護2的I段動作時限島一個時限級差△,.即
I11=l]+
(3)建敏系數校驗。利用或小運行方式下本線路末端(即B母線處)發(fā)生兩相金屬性
短路時流過保護的電流來校驗,即
K-上:E_(在---------------------1//%1=(色X—必"值——)/o.82
X"/i.|'2Z…+Z/AB〃1I2x0.3+0.4x10〃
=1.49>1.3.滿足要求。
3.保護1電流山段整定計算
(1)求動作電流,旦」。按躲過本線路可能流過的最大負荷電流來整定,即
—=卑絆一二%2濟xO.15=O.32(kA)
(2)動作時限。應比相鄰線路保護的眼大動作時限高一個時限級差△,,即
川=說…+△,=+2X=1.5(?)
(3)靈敏系數校驗。
1)作近后備時。利用最小運行方式下本線路末端兩相金屬性短路時流過保護的電流
校驗靈敏系數,即
J=~^T=I爹Z-+
=(遍x)/。.32
\20.3+0.4x10//
=3.82>1.5,滿足要求。
2)作遠后備時。利用最小運行方式下相鄰線路末端發(fā)生兩相金屬性短路時流過保護
的電流校驗靈敏系數.即
=%。—/。。
=1.59>1.2,滿足要求。
注:本章短路計算時電壓均取的各電壓等級的平均顛定電壓。
2.三段式零序電流保護整定
變壓器:X=X=15Q,X=20Q,線路:
如下圖所示網絡和已知條件:EA=\\5/y/3kV,TAT2ro
對保護的零序、段電流保護進
X]=x2=OAC1/km.x()=\AQ./km,以及K,=1.I5、K^el=1.15,試11Il
行整定計算:
1)零序電流I段定值:
2)零序電流II段定值及其靈敏度校驗。
B點為
3旬二3x115/6
3=1.72kA
吐-27+27+62
B點兩相接地短路電流
Z2273xll5/V3
2E=1.32M
3叱=■27+62(27+18.81)
^2Z+Z()E(Z]£+Z2S//Z°E)
取其中最大的作為零序[段的定值
Z.20=K;“3/0,8max=L15XL72=1.975乂
零序ii段:
C點單相接地短路電流
⑴3E63xU5/G=0.8。乂
“3/08-一
ZIi乙y+Z,2乙y+Zuo乙y51+51+146
c點兩相接地短路電流
7513X115/V3
3*=乙2£=(I5SM
Z2I+Zox(Z,z+Z2L//Zoz)51+146(51+37.80)
定值:/;</20=1.15xl.l5x0.80=1.06M
J132
【O.S.min_??"_?25
靈敏度校驗:KI.?。
3.三段式距離保護整定
如下圖所示網絡和已知條件:工人二115/J?&V,兩臺變壓器型號相同:S,=15ML4、額定電壓uo/6.6kv、
ud=10.5%>線路AB和BC:Z]=0.45(2/4"?、//max=300A,正常時U,小訪=0?9U,,,以及K;4=0.85、
K:,1=0.8、K:/=1.25、Kre=1.15,犬琳=1.5.試對保護1的三段式距離保護進行整定(采用全阻抗繼電器):
1)距離I段定值:ABc
2)距離U段定值及其靈敏度校驗;一[430km_______|_E48km>
3)距離III段定值及其靈敏度校驗。?'
-cb-
解:保護1、2距離I段:-GD-
ZL.=KLZAR=0.85x13.5=11.480
Z,2=K;ZBC=0.85X21.6=18.36Q
保護1距離11段:
與線路BC的I段配合
Z篇=>(Z『Z:“)
=0.8x(13.5+1836)=25.490
與變低差動保護配合
10.5x1102xl06
=84.70
100xl5xl06
Z,3=(Z八84--Zr)=0.7X(13.5+42.35)=39.10Q
取Z:,”=25.49Q
7*?549
靈敏度校驗:KJA=*壯==^=1.89>1.5
s’"ZAR13.5
距離ill段
%a="出雙|=]99,2QZ,\=-----------!----------Z,min=92.38Q
Z.n
(iCl,Ir/rWL,111ID
1L.max^■rei^M.s^re
距離III段靈敏度校驗
2^=6,84>1,5
近后備:
乙7八813.5
7股
4d.i9238
遠后備:K黑人—............=2.63>1.25
Z.84-Zpc13.5+21.6
模擬試題(一)
一、填空題
1維電保護裝置一般由、、三部分組成。
2繼電保護的可靠性包括和,是對繼電保護性能的最根本要求。
3低電壓繼電器的啟動電壓—返回電壓,返回系數—1?
4在中性點非直接接地電網中,發(fā)生單相接地短路時,處零序電壓最高:處零序電壓為0;零序電流的分
布主要取決于o
5自耦變壓器高、中壓兩側的零序電流保護應分別接于上。
6功率方向繼電器的內角a=3(尸,其動作范圍______Warg%W,
b
7單側電源線路上發(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,保護范圍。
8槍查平行雙回線路有電流的自動重合閘,當另一回線有電流時,表示,可以進行重合閘。
9變壓器瓦斯保護反應油箱內部所產生的氣體或油流而動作,其中動作于信號,動作于跳開變壓
器各電源側的斷路器。
10低電壓起動過電流保護和復合電壓起動過電流保護中,引入低電壓遠動和其合電壓起動元件是為了提高過電流保護
的,此時過電流保護的定值不需要考慮。
11電流比相式母線保護的基本原理是根據母線在內部故障和外部故障時各連接元件—實現的。
12新路器失靈保護屬于—后備保護。
13微機保護的硬件一般包括、、三部分。
14微機保護中半周積分算法的依據是
15微機保護裝置的功能特性主要是由決定的。
二、簡答題
1繼電保護的基本任務是什么?
2當縱聯(lián)差動保護應用于線路、變壓器、母線時各有什么特殊問題?這些問題可用什么方法加以解決?
3什么是縱聯(lián)電流相位保護的閉鎖角?那些因素決定閉鎖角的大???
4什么是重合閘后加速保護?主要適用于什么場合?
5變壓器縱差動保護中消除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?
6發(fā)電機從失磁開始到進入穩(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?
7微機保護中啟動元件的作用有哪些?
三、分析計算題
1某方向阻抗繼電器=8C,6皿=80°,當繼電器的測量阻抗為6N50。。時,該繼電器是否動作?
2設<=12(X)〃z,設計?加法源波器,要求濾掉1、3、5等奇次諧波,寫出其差分方程表達式。
3在圖1所示網絡中裝設了反應相向短路的距離保護。已知:線路的正序陽抗玉=0.45Q/hn:系統(tǒng)阻抗:^inin=200.
見向=132,=2工2;心=t=683。試對距離保護1的第1,11段進仃整定計算,并校驗11段
靈敏度。
£.
圖1
4在圖2所示單側電源線路MN上裝有比較/,+Kl2相位的縱聯(lián)電流相位差動保護。已知:線路的阻抗內=0.4。/。〃,
%=1.4C/k〃:系統(tǒng)阻抗:q=%=7Q,%=1℃。問:不考慮負荷電流的影響,K為何值時,在線路末端《點發(fā)
生兩相接地短路時,保護將拒葩動作?
K
模擬試題(一)參考答案
一、填空題
1測量比較元件、邏輯判斷元件、執(zhí)行輸出元件。
2安全性,信賴性(或動作安全性,動作可信賴性)。
3小于:大于。
4故障點;接地中性點;變壓搖中性點是否接地。
5本側三相電流互感器的零序電流濾過器。
6-120°,60。o
7增大,縮小。
8兩側電源仍保持聯(lián)系,?般是同步的。
9輕瓦斯保護,重瓦斯保護。
10靈敏度,變壓器切除或電動機自啟動時可能出現的最大負荷。
11電流相位的變化。
12近。
13數據采集系統(tǒng)(或模擬量輸入系統(tǒng)),微型機主系統(tǒng)、開關量(或數字顯)輸入輸出系統(tǒng)。
14一個正弦量在任意半個周期內絕對值的積分為一常數。
15軟件。
二、簡答題
1答:(1)自動、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)遭到損壞,保證其他無故障部分
迅速恢復正常運行:
(2)反應電力設備的不正常工作狀態(tài),并根據運行維護條件,而動作于發(fā)出信號或跳閘。
2答:應用于線路的特殊問題:兩側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:
改進兌法來消除對地電容的影響。
應用于變壓牌的特殊問題:勵磁涌流、兩側電流互感器的變比不?致。解決措施:采用勵磁涌流識別算法和補償措施。
應用于母線的特殊問題:電流互感器的飽和問題。解決措施:采用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。
3答:為了保證在任何外部短路條件下保護都不誤動,需要分析區(qū)外短路時兩側收到的高頻電流之間不連續(xù)的最大時間
間隔,并加以閉鎖。這一時間間隔所對應的工頻相角差就為閉鎖角。
膨響閉鎖角大小的因素主要有:電流互感瑞的角誤差、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。
4答:重合閘后加速保護就是當第一次故障時,保護有選擇性動作,然后進行重合。如果重合于永久性故障,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。
市合閘后加速保護應用于35kv以上的網絡及對市要負荷供電的送電線路上。
5答:①采用速飽和中間變流曙:利用勵磁涌流中含有大量的非周期分量的特點;②二次諧波制動的方法:利用勵磁涌
流中含有大量二次諧波分量的特點;③鑒別波形間斷角的方法;利用勵磁涌流的波形會出現間斷角的特點。
6答:(1)失磁后到失步前:發(fā)電機送出電磁功率P基本保持不變,發(fā)電機變?yōu)槲崭行缘臒o功功率:機端測量阻抗與
P有密切關系,其軌跡呈現等有功阻抗圖。
(2)臨界失步點:發(fā)電機功角5二90。:發(fā)電機自系統(tǒng)吸收無功功率,且為一常數:機端測量阻抗的軌跡呈現等無功阻
抗圖。
<3)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差率s有關,當s由一+00變化時,機端測量阻
抗處于異步邊界阻抗圓內。
7答:(I)閉鎖作用.在高壓輸電線路保護中,閉鎖作用由裝置的總起動元件或各保護起動元件組合來實現。(2)進入
故障處理程序作用。
三、分析計算題
1答:在50°時的動作阻抗為6=4右/50。6.928Z50°(Q);因為6.928>6,所以該繼電器動作。
2答:因為,=12(X)〃z,所以N=24.又已知加法濾波器能夠濾除的諧波次數機=為N(1+2/)(/為正整數或0),
貝iJy(〃)=x(〃)+M〃-⑵。
3解:1保護1第I段:Z:」=19.1250;t;=Oso
2保護1第II段:<2=30.60;2黑=《心,一匹+用小/22)。
用圖3所示網絡計算K/E”。
e-^
25n
圖3求分支系數所用網絡
Khaio=等=2.7,則Z:1=0.85x(22.5+2.7x30.6)=89.352(C)
K:“,=絲=<3.971>1.25,滿足要求。
'22.5
4答:只有在人+心2=0時,俁護才可能拒動。因此首先要求得人、右。在線路末端4點發(fā)生兩相接地短路:
X1L=X2L=7+20x0.4=15(0),Xox=10+20x1.4=38(0)o則
115/G3g
-2.578(kA),/心X2.578-1.84&kA)
15x3815+38
1C5+------
15+38
則K=+-於搬
由4+K%=0,1.395.
模擬試題(二)
一、填空題
1對動作于跳閘的繼電保護,在技術上i股應滿足、、、四個基本要求。
2過電流繼電器的啟動電流返回電流,其返回系數1.
3后備保護包括和o
4運行中應特別注意電流互感罌二次側不能:電壓互感器二次側不能0
5三段式電流保護中,一段靈敏度最高,一段靈敏度最低。
6中性點可接地或不接地運行變壓器的接地后備保護由和組成。
7阻抗繼電器的精確動作電流是指使動作阻抗降為時對應的測量電流,
8采用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,經一?定時間延時后重合.若不
成功再跳開。
9變壓器縱差動保護需要進行和,以使正常運行時流入到差動回路中的電流為0。
10發(fā)電機單元件橫差動保護能夠反應故障、故障和故障。
11按照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、
12對于元件固定連接的雙母線電流差動保護,當固定連接方式破壞時,任一母線上的故障將切除o
13輸入到微機保護裝置中的電流互感器二次電流信號,可通過或變換為滿足模數轉換器輸入范圍要
求的電壓信號。
14中性點直接接地系統(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設采樣周期為7;=5/3ms,則差分濾波器),(〃)=12)能夠濾除。
二、簡答題
1我們學習的輸電線路保護原理中那些原理是反應輸電線路?側電氣量變化的保護?那些是反應輸電線路兩側電氣量
變化的保護?二者在保護范圍上有何區(qū)別?
2距離保護中選相元件的作用有哪些?
3閉鎖式方向縱聯(lián)保護動作于跳閘的條件是什么?若通道破壞,內、外部故障時保護能否正確動作?
4重合閘前加速保護有哪些優(yōu)點?
5對于縱差動保護,產生不平衡電流的最木質原因是什么?
6變壓器一般應裝設那些保護?其中那些是主保護?
7評價微機保護算法優(yōu)劣的標準有哪兩個?
三、分析計算題
1已知線路的阻抗角R=65°,通過線路的負荷功率因數為0.9。當線路上發(fā)生金屬性短路故障時,繼電保護的啟動元
件的靈敏系數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現有一個三單元級聯(lián)濾波器,各單元濾波器的濾波方程為:y(“)=x(〃)-x(〃-2),),2(〃)=兇(〃)一)'|(〃-6),
2
%5)=》>2(〃7)。設每基頻周期采樣次數N=12,試:
/=0
(1)分析該級聯(lián)濾波器能夠濾除那些次數的諧波。
(2)寫出該級聯(lián)濾波器的差分方程表達式。
3在圖1所示網絡中的AB、BC、BD、DE上均裝設了三段式電流保護:保護均采用了三相完全星形接法:線路AB的最大
負荷電流為200A,負荷自啟動系數鼠=1.5,心=1.25,0=1.15,=1.2,尤=0.85,&=05s;變壓罌來
用了無時限差動保護;其它參數如圖所示。圖中各電抗值均已歸算至115kV.試計算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。
B
2
X/
20Q
3口E
f6。夕Z
80c
圖1系統(tǒng)接線圖
4如圖2所示系統(tǒng),在線路MN上裝設縱聯(lián)電流相位差動保護。已知/=E.皿2尸氏|產,ZM=|ZM/7\
線路長400km,電流互感器和保護裝置的角誤差分別為7。和15。,裕度隹化取15。。問:當縱聯(lián)電流相位差動保護的閉鎖
角%=60。和a=70。時,兩側保護是否都保證在線路4點三相短路時正確動作?為什么?
圖2系統(tǒng)接線圖
模擬試題(二)參考答案
一、填空題
1選擇性;速動性:靈敏性:可靠性。
2大于:小于。
3遠后備保護,近后備保護。
4斷線;短路。
5III,1.
6零序電流保護,零序電壓保護。
7。9及“。
8故障相;故障相:三相。
9相位校正,電流平衡調整。
10定子繞組的匝間短路、分支線棒開焊、機內繞組相間短路。
11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。
12兩組母線。
13電抗變換器,電流變換器。
14故障點;系統(tǒng)中性點。
15巨流分量、基波和2、3、4、5、6次諧波。
二、簡答題
1答:反應輸電線路一側電氣量變化的保護有:電流保護、電壓保護、距離保護等:反應輸電線路兩側電氣量變化的保
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
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