A卷答案--继电保护试题

第 1 页 共 6 页 南南 昌昌 大大 学学 考考 试试 试试 卷卷 适用时间 适用时间 2020 1111 2020 1212 学年第学年第 二二 学期学期 试卷类型 试卷类型 A A 卷卷 课程编号 课程编号 Z6101X312Z6101X312 试卷编号 试卷编号 课程名称 课程名称 继电保护原理继电保护原理 开课学院 开课学院 信工学院信工学院考试形式 考试形式 闭卷闭卷 适用班级 适用班级 电力系统电力系统 0909 级级考试时间 考试时间 120120 分钟分钟 教教 师师 填填 写写 栏栏 试卷说明 试卷说明 1 本试卷共 6 页 2 本次课程考试可以携带的特殊物品 计算器 3 考试结束后 考生不得将试卷 答题纸和草稿纸带出考场 题号题号一一二二三三四四五五六六七七八八九九十十总分总分 题分题分100100 累分人累分人 签签 名名 得分得分 考生姓名 考生姓名 考生学号 考生学号 所属学院 所属学院 所属班级 所属班级 所属专业 所属专业 考试日期 考试日期 考考 生生 须须 知知 1 请考生务必查看试卷中是否有缺页或破损 如有立即举手报告以便更换 2 严禁代考 违者双方均开除学籍 严禁舞弊 违者取消学位授予资格 严禁带手机等有储存或传递信息功能的电子设备等入场 包括开卷考试 违者按舞弊处理 不得自备草稿纸 考考 生生 填填 写写 栏栏 考考 生生 承承 诺诺 本人知道考试违纪 作弊的严重性 将严格遵守考场纪律 如若违反则愿 意接受学校按有关规定处分 考生签名 第 2 页 共 6 页 得得 分分评阅人评阅人 一 填空题 每空一 填空题 每空 1 1 分 共分 共 2020 分 分 1 对于动作于跳闸的继电保护的基本要求是 选择性 速动性 灵敏性 可靠性 2 电流互感器的接线方式是指电流互感器二次绕组与 电流继电器 的接线方式 3 常用的测量变换器有电压变换器 电流变换器 和 电抗 阻抗 变换器 4 电压继电器的返回系数是指继电器的 返回电压 和 动作电压 的比 值 当它的绕组串联式 动作值较并联时增大了 一 倍 5 三段式电流保护是指 无时限电流速断保护 带时限电流速断保护 和 定时限过电流保护 6 在系统振荡过程中 系统电压 最低点 叫做振荡中心 它位于系统综合阻抗的 1 2 处 7 90 接线功率方向元件在出口附近发生 三相 短路时存在 死区 8 在中性点直接接地电网中发生接地短路时 零序电流的方向总是由 故障点 指向各 个 中性点 的 9 方向阻抗继电器中 记忆回路的作用是 消除正向出口三相短路的死区 10 自动重合闸的启动方式有 不对应 启动方式和 保护 启动方式两种 11 在母线完全电流差动保护中 差动继电器动作电流的整定应考虑躲过外部故障时的 最大不平衡电流 和躲过 电流互感器二次回路断线 得得 分分评阅人评阅人 二 简答题 每题二 简答题 每题 1010 分 共分 共 6060 分 分 1 什么叫最大和最小运行方式 确定最大和最小运行方式时需要考虑哪些因素 答 当电力系统运行方式和故障类型改变时 短路电流将随之变化 对每套保护装置来说 通过该保护装置的短路电流为最大的方式称为系统的最大运行方式 4 分 而短路电流为 最下的方式则称为系统最小运行方式 2 分 对于不用安装地点的保护装置 应根据网络接线的实际情况选取最大运行方式和最小运 行方式 在系统最大运行方式下发生三相短路故障时 通过保护装置的短路电流最大 而在 系统最小运行方式下发生两相短路故障时 通过保护装置的短路电流最小 4 分 第 3 页 共 6 页 2 什么是零序保护 直接接地电网中为什么要单设零序保护 在什么条件下要加装方向继 电器组成零序电流方向保护 答 在中性点直接接地电网中发生接地故障后 出现零序电流 零序电压和零序功率 利用 这些零序分量电量构成节点故障保护的继电保护装置统称为零序保护 4 分 相间电流保护的三相星形接线过电流保护虽然也能保护接地故障 但其灵敏性低 保护 时限长 采用零序保护可克服此不足 3 分 在双侧或多测电源电路中 电源处变压器中性点一般至少有一台接地 由于零序电流实 际流向是由故障点流向各个变压器的中性点 因此 在变压器接地数目较多的中性点的复杂 网络中 必须考虑零序保护动作的方向性 在零序电流保护中增设功率方向元件 才能保证 动作的选择性 3 分 3 简述输电线路纵联差动保护的基本原理 答 输电线路纵联差动保护是由线路两端 的电流互感器和继电器等组成 两个电流互感器 串联形成环路 电流继电器并接在环路上 因此 流经继电器的电流等于两侧电流互感器 二次侧电流之差 5 分 在正常情况下或保护范围外发生故障时 两侧电流互感器二次 侧电流大小相等 相位相同 因此流经继电器的差电流为零 但如果在保护区内发生短 路故障 流经继电器的差电流不再为零 因此继电器将动作 使断路器跳闸 从而起到保 护作用 5 分 4 变压器差动保护不平衡电流是怎样产生的 答 差动保护时不平衡电流产生的原因有 1 变压器正常运行时的励磁电流引起的不平衡电流 2 由于变压器各侧电流相位不同而引起的不平衡电流 3 由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流 4 由于变压器改变调压分接头引起的不平衡电流 答对 1 点 3 分 2 点 6 分 3 点 8 分 4 点 10 分 第 4 页 共 6 页 5 为什么大容量发电机应采用负序电流保护 其动作值是按照什么条件选择的 答 由于大容量机组的额定电流很大 在相邻元件末端发生两相短路时 短路电流可能很小 采用复合电压启动过流保护或负序电压启动过电流保护 往往不能满足相邻元件对灵敏系数 的要求 在此情况下采用负序电流保护作为后备保护 可以提高不对称短路时的灵敏性 4 分 负序电流及单相低电压启动的过电流保护 其动作电流按下述三个条件整定 1 灵敏元件 2KA 的整定 负序过负荷部分的动作电流按躲开发电机最大负荷时负序电流 滤过器的不平衡电流和小于发电机长期允许的负序电流值 一般取 Iop 2 0 1IN G 保护动作时限比发电机后备保护动作时间大一级 2 分 2 不灵敏元件 3KA 的整定 负序过流部分 按照发电机短时间允许的负序电流来确定 在 选择动作电流时 应先给一个计算时间tc 在此时间内运行人员有可能采取措施消除产生负 序电流的运行方式 一般取tc 120s 若流过发电机的负序电流 允许通过负序 2 c IA t 电流的时间t tc 运行人员来不及消除产生负序电流的运行方式 这种情况下保护装置应动 作于跳闸 因此 负序电流保护的动作电流 标幺值 为 2 120 op IA 对于表面冷却的发电机 去 A 30 40 带入上式可得 2 分 2 0 5 0 6 opN G II 3 不灵敏元件负序电流动作值除按转子发热条件整定外 保护装置的启动电流还应与 相邻元件的后备保护在灵敏系数上相配合 若发电机和变压器都没有独立的负序电流保护 则发电机的负序电流保护可只有与升压变压器的负序电流相配合 即 2 2 opcoc IK I 式中 Kco为配合系数 取 1 1 I2 c是在主要运行方式下 发生外部不对称短路时 留 给变压器的负序电流正好等于变压器负序电流保护的动作值 也等于流过发电机的负荷电流 2 分 6 简述微机保护装置抑制干扰的基本措施 答 硬件措施 5 分 a 隔离 光电隔离和变压器隔离 b 屏蔽 实质是通过具有良好导电性的金属材料所构成的壳体来隔离和衰减电磁干扰 c 接地 信号接地 屏蔽接地 即将装置外壳接地 软硬件结合抗干扰措施 5 分 a 软 硬件结合的程序异常复位措施 看门狗 WATCHDOG 技术 b 关键输出口编码校核 为防止失控程序对重要的输出口进行非正常操作 导致跳闸等 误操作 必须对输出的操作进行校核 c 软 硬件冗余技术 对采集数据进行比较或多通道采集数据 对运算结果进行核算 第 5 页 共 6 页 得得 分分评阅人评阅人 三 计算题 每题三 计算题 每题 1010 分 共分 共 2020 分 分 1 下图是一无限大容量系统供电的 35KV 辐射式网络 线路 WL1 上最大负荷电流 IL max 220A 电流互感器变比选为 300 5 且采用两相星形接线 线路 WL2 上动作时限 tp2 1 8s k1 k2 k3 各点的三相短路电流分别为在最大运行方式下 3 k1 max 4000IA 在最小运行方式下 3 k2 max 1400IA 3 k3 max 540IA 3 k1 min 3500IA 3 k2 min 1250IA 且 3 k3 min 500IA 1 3 I rel K 1 15 II rel K 0 5ts 拟在线路 WL1 上装设三段式电流保护 试计算出无时限和带时限电流速断保护的动作电 流 并做灵敏系数校验 解 1 线路 WL1 第 I 段电流保护整定计算 1 保护装置的一次侧动作电流为 1 分 3 12 max 1 3 14001820 I oprelk IKIA 2 保护装置的二次侧 继电器中 动作电流为 1 分 1 1 1 1820 30 5 300 5 II con oprop TA K IIA K 3 动作时限 1 分 1 0 I ts 4 灵敏系数校验 2 分 3 1 min 1 3 3500 2 1 671 5 1820 I k sm I op I K I 合格 2 线路 WL1 第二段电流保护整定 1 保护 1 的第 II 段动作电流要和保护 2 的第 I 段动作电流相配合 故先求保护 2 的第 I 段动作电流 2 分 3 23 max 1 2 1 3 540702 1 15 702807 3 rel rel II opk IIIII opop IK IA IK IA 2 继电器动作电流 1 分 1 1 1 807 3 13 46 300 5 IIII con oprop TA K IIA K 第 6 页 共 6 页 3 动作时限 1 分 212 0 00 50 5 IIII ts ttts 4 灵敏系数校验 1 分 3 2 min 1 3 1250 2 1 341 3 807 3 II k sm I op I K I 合格 2 如下图所示 已知各线路首端都装有距离保护 线路正序阻抗 Z1 0 4 km 试计算保 护 1 的距离 I 段 II 段的动作阻抗 距离 II 段的动作时限及校验距离 II 段的灵敏性 已知 距离保护 II 段动作时限 0 5s 2 II p t 解 1 距离保护 1 段的动作阻抗 第 I 段 2 分 op 11 0 85 0 4 30 7010 2 70 III relABrelAB ZK ZK Z l 第 II 段 op 1 minop 2 IIIIIII relABrelb ZK ZKKZ op 21 0 85 0 4 80 7027 2 70 II relBC ZK