电力系统继电保护—考前辅导资料200906.doc

电力系统继电保护电力系统继电保护 电力系统继电保护原理 是本专业的重要专业课 本课程讲述了电力系统继电保护的基本原理 基本概念和基本方法 现对继电保护课的主要内容以问答题的方式做个复习 一 一 基本概念题基本概念题 1 为什麽一般要求采用标幺值制计算电力系统短路电流 答 把各级平均额定电压作为各级电压的基值使各电压级的标幺值电压皆为 1 变压器标幺 值变比皆为 1 各电压级的阻抗 电压 电流标幺值不需进行归算 2 电力系统继电保护的原理 作用及组成是什麽 答 原理 反应被保护线路或设备故障前故障后某些物理量的突变 作用 自动地 快速地 有选择性地控制断路器切除故障 对不正常运行状态发出相应信 号 组成 由测量元件 逻辑元件和执行元件组成 3 对电力系统继电保护的基本要求是什么 答 四性 选择性 快速性 灵敏性 可靠性 4 小接地电流系统单相接地零序电压是多少 答 约等于相电压 5 何谓继电器的启动电流 返回电流和返回系数 答 继电器的启动电流 使继电器刚刚能启动的最小电流 继电器的返回电流 继电器启动后 使继电器刚刚能返回的最大电流 继电器的返回系数 继电器的返回电流与动作电流的比 fh fh dz I K I 6 电流互感器的原理 作用和组成是什么 答 原理 电磁感应原理 作用 将额定大电流变成 5A 或 1A 的小电流 组成 由铁芯 一个原边绕组和一个副边绕组组成 7 从使用角度减少电流互感器误差的措施是什么 答 电流互感器电流误差是由电流互感器的励磁电流引起的 减少误差的措施 1 加大电流互感器二次导线截面 降低二次负载电阻 2 选大变比的电流互感器 3 同型号的两个电流互感器串联 8 简述三段式保护的保护特性及时限特性 答 段 速断 一般保护被保护线路的一部分 一般保护线路全长 25 85 零秒动作 段 限时速断 保护线路的全长 一般 0 5s 动作 作为线路的主保护 段 作为后备保护 其动作时限应比下一线路或设备的后备保护长一个时限阶段 9 为什麽电流三段保护的 和 段采用两相两继电器接线 而 段 过电流保护 采用两相三 继电器或三相三继电器接线 答 电流三段保护一般用于小接地电流系统 它的 段和 段采用两相两继电器 接 线是使不同出线不同相别两点接地时有 2 3 的机会只切除一回线路 而 段采用两相三继电 器或三相三继电器接线是为了提高远后备 Y 11 接线变压器对侧两相短路的灵敏度 10 反应相间短路的方向性电流保护的功率方向继电器为什麽采用 900接线 答 两相短路没有死区 11 简述零序方向电流三段保护的优点 答 反映接地故障灵敏 保护范围稳定 不受系统运行方式的影响 零序 段时限阶段少 动作延时短 系统振荡不会误动 零序功率方向继电器没有死区 接线简单 可靠 12 距离保护原理是什麽 距离三段保护的优点是什麽 答 原理 反应测量阻抗的突变 cl cl cl U Z I 优点 测量阻抗在故障前和故障后变化量大 比反应单一物理量的电流或电压量 cl cl cl U Z I 大近一个数量级 它是测量阻抗与整定阻抗的比较 保护范围稳定 一般不受系统运行方 式的影响 具有方向性 13 写出方向阻抗继电器的动作阻抗方程 解答 cos dzzdkd ZZ 14 写出方向阻抗继电器幅值比较及相位比较的动边条件的量的表达式 ABCD 及 答 幅值比较 11 22 kyk AUUUB 相位比较 00 90argarg90 ky k UU D UC 15 应相间短路阻抗继电器采用什麽接线 答 一般采用接线 方向阻抗继电器可以采用接线 0 0 0 30 16 写出系统振荡时测量阻抗的表达式 答 测量振荡阻抗 11 222 cl zm ZZZjZ ctg 17 反应相间短路的整流型继电器为什麽要加入第三相电压 答 为避免反方向出口两相短路当记忆电压消失后失去方向性 18 整流型阻抗继电器加入记忆电压的作用是什麽 答 用来消除方向阻抗继电器保护出口短路的死区和反方向短路不失去方向性 19 简述相差高频保护的原理 答 相差高频保护是线路的差动保护 用高频载波将线路两侧电流的相位传到对侧比较两侧电 流的工频电流的相位 同相位开放保护发出跳闸脉冲 区外故障 工频电流反相位 闭锁 保护 20 平行输电线路横差电流保护的优缺点是什麽 答 优点 有选择地性快速地控制断路器切出故障线路 缺点 有相继动作区和死区 21 各电压级的输电线路一般应加装什麽保护 答 220kV 装设不同原理的两套高频保护 距离三段 零序方向三段或四段 综合重合闸 110kV 装设距离三段 零序方向三段 三相一次重合闸 35kV 60kV 装设电流三段 绝缘监视 三相一次重合闸 10kV 装设电流两段 绝缘监视 三相一次重合闸 22 对三相一次自动重合闸的要求是什麽 答 1 保护出口动作使断路器跳开 经 0 5 1s 的延时 能使断路器重新合闸 重合次数 要一定 2 手动合跳或远动合跳不能进行重合 3 不满足断路器合闸条件不能重合 4 双侧电源应满足同期条件进行重合 5 重合闸应能与保护相配合 23 什么是变压器的励磁涌流 其特点是什麽 答 励磁涌流 变压器空载合闸和外部故障切除后电压恢复时的励磁电流 特点 最大励磁涌流的基波分量为变压器额定电流的 6 8 倍 经 0 5 1s 衰减到额定电 流 0 5 1 倍的额定电流 含有高次谐波和直流分量 有 600 840的间断角 24 母线加装专门差动保护的条件是什麽 答 从电力系统稳定考虑 枢纽变电站母线发生故障会使系统可能发生振荡 双 母线或单母线分段并列运行 母线故障要求有选择性的切除故障母线时加装专门母差保 护 25 10MVA 以上容量的变压器一般应加装什麽保护 答 主保护 变压器差动保护 瓦斯保护 后备保护 相间故障的过电流保护 低压闭锁的过电流保护 复合电压闭锁的过电流保 护 接地故障的零序过电流保护 变压器过负荷保 二 画图题二 画图题 1 画出 10kV 架空输电线路电流二段保护的原理图 1LHA 1LJ 3LJ bh bh 1LJ 1XJ BCJ 1LHC 2LJ 4LJ 2LJ 3LJ 1SJ 4LJ 1SJ 2XJ BCJ DL TQ 2 画出小电流接地系统绝缘监视接线图 并写出整定电压 3 画出零序电流滤过器原理接线图 4 画出反时限电流二段保护原理接线图 5 画出变压器 Yd 11 接线差动保护原理接线图 6 画出自动重合闸后加速保护的原理接线图 7 画出幅值比较和相位比较的二极管环形比较回路图 幅值比较执行元件 相位比较执行元件 8 画出发电机转子两点接地保护接线图 9 画出变压器过负荷保护接线图 10 在复数平面画出具有整定阻抗为 Zzd的全 方向和偏移约为 0 1Zzd的偏移特性阻抗继 电器的动作图形 jX Zzd R 0 1Zzd 三 判断题三 判断题 1 过量继电器返回系数大于一 欠量继电器的返回系数小于一 2 继电器不带电时打开的触点叫常开触点 不带电时闭合的触点叫常闭触点 3 继电保护的接线系数是流入继电器的电流与电流互感器二次电流之比 4 电力系统中性点运行方式基本上有两种 大接地电流系统和小接地电流系统 5 小接地电流系统单相接地的零序电压为相电压 大接地电流系统单相接地零序电压约为 1 3 相电压 6 平行线路横联差动保护没有死区 7 发电机纵联差动保护一般没有死区 8 零序方向电流三段保护有死区 3 距离保护是测量阻抗与整定阻抗的比较 9 阻抗继电器的动作特性是指阻抗继电器在复数阻抗平面上动作范围或图形 10 距离保护 段的保护范围不受助增电流的影响 11 相差高频保护当被保护线路长度大于 180km 时发生三相短路会产生相继动作 12 相位比较的母线差动保护进出线的电流互感器变比必须一致 13 电力系统继电保护原理一般是反应单端物理量的三段式保护和反应多端物理量的差动保护 14 反应相间短路的阻抗继电器 00 接线也能正确反映接地短路故障 15 阻抗继电器相电压相电流加 3KI0的接线方式不能正确反映两相短路 四 计算题四 计算题 1 电网的接线及参数如图所示 D1 D2 D3 D4 0 I I I t t 0 I I t 110kV 1DL 50km 2DL 10kV 3DL 10km 0 4kV S 20MVA 2MVA10 s X Ud 10 各级输电线路的电抗为 0 4 km 2 2 DL ts 3 3 3 13 2110 2 2 0 7 5 dddkV IkA IkA IkA 归至 0 3 26 max 1 min 1410 0 9 105 0 5 j fhDLfhDLdkV IkA IA Zke 归至 3 max 115 120 5 fhDLe Blh IIA n 110 66 BkV Z 0 70 d 试对 3DL10kV 线路进行电流两段保护整定计算或对 1DL 110kV 输电线路进行距离三段保护整定计算 不 校验精工电流 或 20MVA 变压器进行差动保护整定计算 采用 BCH 2 型或 BCH 1 型差动继电器均可 解 1 对 3DL10kV 线路进行电流二段保护整定计算 段 电流速断 一次动作电流 灵敏度校验 3 7 合格 1 5 二次动作电流 3 1170 120 5 49 段 过电流保护 一次动作电流 115A 243A 灵敏度校验 2 3 3 二次动作电流 3 3 243 120 5 10 电流保护的动作时间 3 2 0 5 2 0 5 1 5 解 2 对 1DL110kV 线路进行距离三段整定计算 距离三段保护整定计算 解 距离 段 整定阻抗 00 7070 0 850 85 0 4 5017 jj dzAB ZZekmkme 继电器整定阻抗 10 221100 10010010070 4 17120 5 lh zd Jzd yhyb yh zd J y ybzdlh n ZZ nn n Z K nZn 距离 段 一次整定阻抗 000 709070 110 0 70 7 206660 jjj zdABB ZZZeee 灵敏度校验 60 31 5 20 lm AB Z K Z 继电器整定 0 221100 10010016 8 60120 5 yh zd J y zdlh n Z K Zn 0 5ts 距离 段 一次动作阻抗 00 2626 min 11 0 5241 1 2 1 15 1 5 jj dzfh kfhzq ZZee K K K 采用方向阻抗继电器 整定阻抗为 00 7070 00 241 335 coscos 7026 ij dz zd d Z Zee 灵敏度校验 近后备 335 16 71 5 20 zd lm AB Z K Z 近 远后备 335 3 81 2 2066 zd lm ABB Z K ZZ 远 继电器的整定 21100 10010027 335 120 5 yh zd J y zdlh n Z K Zn 时限整定 12 20 52 5 DLDL tttsss 解 3 对 20MVA 变压器进行差动保护整定计算 采用 BCH 2 型差动继电器 1 确定基本侧 110kV 11kV 1050A 20 105 33 110 e B e SMVA IA UkV LH 二次接线 Y 1051821050 3 555 lh js n 2001500 55 lh sj n 2 1051050 34 53 5 200 51500 5 c A IAA 110kV 侧为计算侧 2计算动作电流 躲电流互感器二次断线和励磁涌流 1 31 3 105136 dze B IIAA 躲外部故障的最大不平衡电流 3 max 1 3 0 10 050 05 0 7180 dzkphd IK KUKIkAA 3计算差动线圈匝数