河南理工大学继电保护复习总结

1 1 微微机机保保护护装装置置较较常常规规保保护护有有那那些些特特点点 微微型型机机继继电电保保护护装装置置的的硬硬件件电电路路由由哪哪几几个个功功能能单单 元元构构成成 答 优点 1 易于解决常规保护难于解决的问题 使保护性能得到改善 2 灵 活性大 可以缩短新型保护的研制周期 3 利用软件实现在线时自检和互检 提高了微 机保护的可靠性 4 调试维护方便 5 利用微型机构成继电保护装置易于获得附加功 能 由五个功能单元构成 微机系统 模拟数据采集系统 开关量输入和输出系统 人机 对话微机系统 电源系统 2 2 什什么么是是继继电电保保护护 继继电电保保护护装装置置的的任任务务是是什什么么 要要求求是是什什么么 答 继电保护是一种能反映 电力系统故障和不正常状态 并及时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化设备 任务 自动迅速有选择的切断故障器件 使无故障部分设备恢复正常运行 故障部分设备免遭 随坏 发现电气器件的不正常状态 根据运行维护条件动作于发信号 减负荷或跳闸 要求 选择性 速动性 灵敏性 可靠性 3 3 继继电电保保护护的的基基本本原原理理是是什什么么 基基本本结结构构是是什什么么 分分类类 原理 只要正常运行与故障时系统 中电气量或非电气量的变化差别 即可找出一种原理 且差别越明显 保护性能越好 基本结构有 现场信号输入部分 测量部分 逻辑判断部分 输出执行部分 分分类类 主保 护 后备保护 辅助保护 4 4 何何谓谓主主保保护护 后后备备保保护护 何何谓谓近近后后备备保保护护 远远后后备备保保护护 答 所谓主保护是指能以较短时 限切除被保护线路 或元件 全长上的故障的保护装置 考虑到主保护或断路器可能拒动 而配置的保护 称为后备保护 当电气元件的主保护拒动时 由本元件的另一套保护起后 备作用 称为近后备 当主保护或其断路器拒动时 由相邻上一元件的保护起后备作用称 为远后备 7 7 微微机机保保护护的的模模数数变变换换方方式式有有哪哪几几种种 分分别别是是如如何何变变换换的的 主要有两种 即逐次比较式和 VFC 式 逐次比较式 就是把模拟量电压与组成二进制关系的标准电压一位一位地进行比较 达到将模拟电压变成二进制数的目的 VFC 将模拟电压变换为脉冲信号 由计数器进行计 数 这样在采样间隔内的计数值就与采样对象的积分值成比例 实现了模数转换 8 8 什什么么是是电电力力系系统统的的不不正正常常状状态态 举举例例说说明明 答 电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏 但没有发生故障的情况属于不正常运行状态 例如 因负荷超过电力设备的额定值所造成 的电流升高 过负荷 发电机突然甩负荷引起的发电机频率升高而产生的过电压 中性点 不接地和非直接接地系统的单相接地引起的非接地相电压升高 以及电力系统发生振荡 9 9 重重合合闸闸的的概概念念 启启动动的的条条件件 答 当断路器跳闸之后 能够自动将断路器重新合闸的装置 叫做自动重合闸 启动条件 当控制开关在合闸位置而断路器实际上在断开位置的情况下 使重合闸启动 当手动重合闸于永久性故障时不应启动 自动重合闸的动作次数应符合预 先的规定 1 10 0 自自动动重重合合闸闸前前加加速速优优点点 1 能快速地切除瞬时性故障 2 使瞬时性故障不至于发展成永久性故障 从而提高重合闸 的成功率 3 能保证发电厂和重要变电所母线电压在0 6 0 7 倍额定电压以上 从而保 证厂用电和重要用户的电能质量 4 使用设备少 只需要装设一套重合闸装置 简单经济 缺点 1 断路器 3QF 的工作条件恶劣 动作次数增多 2 对永久性故障 故障切除时间可 能很长 3 如果重合闸货断路器3QF 拒绝合闸 将扩大停电范围 1 11 1 自自动动重重合合闸闸后后加加速速优优点点缺缺点点 1 第一次有选择性的切除故障 不会扩大停电范围 2 保证永久性故障能顺势切除 不 会扩大停电范围 3 和前加速保护相比 使用中不受网络结构和负荷条件的限制 1 每 个断路器上都需要装设一套重合闸 与前加速相比较为复杂2 第一次切除故障可能带有 1 12 2 高高频频保保护护的的概概念念 分分类类 高高频频信信号号的的作作用用是是什什么么 答 高频保护就是将线路两端的电流相 位 或功率方向 转化为高频信号 然后利用输电线路本身构成高频电流的通道 将此信 号送至对端进行比较 分类 按工作原理可以分为两种 方向高频保护是比较线路两端的功 率方向 相差高频保护是比较线路两端的电流相位 高频信号是指线路一端的高频保护在 故障时向线路另一端的高频保护所发出的信息或命令 高频收信机接收由本端和对端所发 送的高频信号 经过比较判断之后 再动作于继电保护 使之跳闸或将其闭锁 1 13 3 高高频频通通道道的的工工作作方方式式可以分为经常无高频电流 故障发信 和经常有高频电流 长期发 信 两种方式 在这两种工作方式中 以其传送信号的性质为准 又可分为 传送闭锁信 号 允许跳闸信号 无条件跳闸信号三三种种类类型型 1 14 4 系系统统振振荡荡与与短短路路故故障障电电气气量量的的变变化化有有哪哪些些主主要要差差别别 应应对对振振荡荡的的措措施施有有哪哪些些 答 振 荡时 电流和各点电压的幅值均做周期性变化 只在 180 度时才出现最严重的现象 而 短路后短路电流和各点电压的值 当不计其衰减时 是不变的 振荡时电流和各点电压的 幅值变化速度较慢 而短路时电流突然增大 电压突然降低 变化速度很快 振荡时 任一点电流与电压之间的相位关系都随 的变化而变化 而短路时 电流和电压之间的相 位是不变的 振荡时 三相完全对称 电力系统中没有负序分量出现 而当短路时 总 要长期 不对称短路过程中 或瞬间 三相短路开始时 出现负序分量 措施 1 利用负序 和零序分量元件的振荡闭锁 2 反应测量阻抗变化速度的振荡闭锁3 突变量启动 4 单相接地 时用阻抗不对称法开放保护 5 不对称故障时用序分量法开放保护6 对称故障时用弧光电压 法开放保护 1 15 5 电电力力系系统统振振荡荡的的特特点点 1 系统全相运行时发生振荡三相总是对称2 振荡时 最大振荡电 流接近振荡中心处短路时的短路电流3 振荡过程是缓慢的 1 16 6 阐阐述述电电力力系系统统振振荡荡对对距距离离保保护护的的影影响响 各点的电压 电流和功率的幅值和相位都将发生 周期性变化 电压 电流及它们之比所代表的阻抗也将发生周期性变化 当测量电流 电 压及阻抗等进入动作区域时 保护将发生误动作 1 17 7 距距离离保保护护的的定定义义 影影响响距距离离保保护护的的因因素素有有哪哪些些 答 定义 距离保护是反应故障点至保护 装置点间有一定阻抗 并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置 因素 1 短路 点过渡电阻 2 电力系统振荡 3 电压回路断线 4 串联电容补偿 5 短路电流中的暂态分量6 电 流互感器的过渡过程7 电容式电压互感器的过渡过程8 输电线路的非全相运行 1 18 8 变变压压器器纵纵差差动动保保护护产产生生不不平平衡衡电电流流的的原原因因有有哪哪些些 解解决决措措施施 答 1 由变压器励磁涌流所 产生的不平衡电流 2 由变压器两侧电流相位不同产生的不平衡电流3 由两侧电流互感器型 号不同而产生的不平衡电流 4 电流互感器的计算变比与实际变比不同引起的不平衡电流 5 变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流 解解决决措措施施 1 励磁涌流闭锁 2 对不平衡 电流进行补偿 3 整定时增大动作电流门槛值 引入调压系数 取调压范围的一半4 尽量 选择特性相同的互感器 并满足10 误差曲线 整定时增大动作电流门槛值 引入同型系数 减小互感器二次负载5 速饱和中间变流器 1 19 9 什什么么叫叫纵纵联联保保护护 是是怎怎样样分分类类的的 答 输电线的纵联保护是用一种通信通道 将输电线 两端的保护装置纵向连接起来 使各端的电气量传送到对端 以使两端的电气量进行比较 判断故障点发生在线路范围内还是线路范围外 从而确定是否切断所保护的电路 分类 1 按通信通道划分可分为 A 导引线纵联保护 B 电力线载波纵联保护C 微波纵联保护 D 光纤纵 联保护 2 按保护动作原理来划分 A 方向纵联保护 B 距离纵联保护 C 差动纵联保护 3 按保护 形势划分 A 单元保护 B 非单元保护 2 20 0 9 90 0 接接线线方方式式概概念念 9 90 0 接接线线方方式式的的评评价价 为为什什么么会会有有死死区区 90 接线方式是只在三相对称情况下 当cos 1 时 加入继电器的电流和电压相位相差 90 1 对各种两相短路都没有死区 引入了非故障相电压 2 适当选择内角 对各种故障 都能保证方向性 3 不能消除三相短路死区 死区原因 在线路始端附近发生三相短路 电压 接近于 0 方向继电器不动作 存在死区 2 21 1 对对零零序序电电流流保保护护的的评评价价优点 1 零序过电流保护整定值小 灵敏性高 动作时限较短 2 零序电流保护不受系统非正常运行状态的影响3 零序电流保护受系统运行方式变化的 影响较小 4 方向性零序电流保护没有电压死区问题 不足 1 对于运行方式变化很大或接地点变化很大的电网 不能满足系统运行的要求2 单相重合闸过程中 系统又发生震荡 可能出现较大零序电流的情况 影响零序电流保护 的正确工作 3 当采用自偶变压器联系两个不同电压等级的电网 任一侧发生接地短路都将 在另一侧产生零序电流 使得零序电流保护整定计算复杂化 2 22 2 方方向向性性电电流流保保护护的的评评价价1 1 优优点点 在单电源环形网络或多电源辐射性电网中 都能保证 动作的选择性 2 2 缺缺点点 1 理论上当保护安装地点附近正方向发生三相短路时 由于母线 电压降低为零 保护装置拒动 出现 死区 运行经验表明 三相短路的几率很小 2 保护中采用了方向元件使接线复杂 投资增加 可靠性降低 2 23 3 三三段段式式电电流流保保护护的的评评价价及及应应用用 选选择择性性 通过动作电流 动作时间来保证选择性 单相 电源辐射网络上可以保证获得选择性速速动动性性无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的 过电流保护则常常不能满足速动性的要求灵灵敏敏性性 运行方式变化较大时 速断保护往往不 能满足要求 被保护线路很短时 无限时电流速断保护长为零灵敏度差是其主要缺点 可可 靠靠性性 继电器简单 数量少 整定计算和校验容易 可靠性好是它的主要优点应应用用 主要 用在 35kv 及以下的单电源辐射网上 2 23 3 高高频频通通道道构构成成输电线路 阻波器 耦合电容器 连接滤波器 高频收发信机 接地开关 2 24 4 相相差差动动高高频频保保护护的的工工作作原原理理 相位比较实际上是通过收信机所收到的高频信号来进行的 在被保护范围内部发生故障时 两侧收信机收到的高频信号重叠约10ms 于是保护瞬时动作 立即跳闸 在被保护范围外 部故障时 两侧的收信机收到的高频信号是连续的 线路两侧的高频信号互为闭锁 使两 侧保护不能跳闸 2 25 5 电电流流保保护护采采用用什什么么接接线线方方式式为为什什么么三相星形接线和两相星形接线 三相星形接线 每相 上均有电流继电器 可反映各种相间短路和中性点直接接地电网中的单相接地短路 两相 星形接线 较为经济简单 可以有2 3 的机会只切除一条线路 此点比三相星形接线有优 越性 2 26 6 电电流流保保护护的的分分类类 不不利利于于限限时时电电流流速速断断保保护护启启动动的的因因素素有有哪哪些些 答 电流保护可以分为 电流速断 限时电流速断 定时过流 反时限电流保护等 因素 1 故障点一般都不是金属 性短路 而是存在过度电阻 它将使短路电流减小因而不利于保护装置启动 2 实际的短路 电流由于计算误差或其他原因而小于计算值3 保护装置中的电流互感器具有负误差 使实 际流入保护装置的电流小于按额定变比折合的电流4 考虑了一定的裕度 2 27 7 三三段段式式电电流流保保护护的的评评价价及及应应用用 选选择择性性 通过动作电流 动作时间来保证选择性 单相 电源辐射网络上可以保证获得选择性速速动动性性 无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的 过电流保护则常常不能满足速动性的要求灵灵敏敏性性 运行方式变化较大时 速断保护往往不 能满足要求 被保护线路很短时 无限时电流速断保护长为零灵敏度差是其主要缺点 可可 靠靠性性 继电器简单 数量少 整定计算和校验容易 可靠性好是它的主要优点应应用用 主要 用在 35kv 及以下的单电源辐射网上 2 28 8 方方向向性性电电流流保保护护的的评评价价1 1 优优点点 在单电源环形网络或多电源辐射性电网中 都能保证 动作的选择性 2 2 缺缺点点 1 理论上当保护安装地点附近正方向发生三相短路时 由于母线 电压降低为零 保护装置拒动 出现 死区 运行经验表明 三相短路的几率很小 2 保护中采用了方向元件使接线复杂 投资增加 可靠性降低 2 29 9 半半周周积积分分算算法法与与傅傅氏氏算算法法的的的的应应用用特特点点 半周积分 具有一定滤高频能力 但是不能滤 直流分量 全周波傅氏算法兼备了滤波和计算基本电气量的过程 是一种较好的算法 但 其数据窗至少需要一个周期的采样值 仍显得速度不够快 半周波傅氏算法较全周波傅氏 算法速度加快 但其适用于x t 中只含有基波和基波奇数倍高次谐波的情况 3 30 0 方方向向元元件件为为何何称称为为功功率率方方向向元元件件 在进行功率方向保护时 利用电流电压连续等时间间 隔的采样值 进行两点乘积组合或三点乘积组合 然后进行组合消项后 求出能判别功率 为正时保护的动作区 因此方向元件采集的信息最后还是要转化为功率方向 3 31 1 微微机机保保护护装装置置抑抑制制干干扰扰的的基基本本措措施施有有哪哪些些 硬件 隔离 屏蔽 接地 软件 看门狗技 术 关键输出口编码检验 冗余技术 32 微微机机保保护护有有哪哪几几种种线线选选法法 答 1 零序电流 2 零序功率 3 二次谐波 4 有功功率 5 注入电流 3 33 3 变变压压器器故故障障 不不正正常常运运行行状状态态和和保保护护 故障分为两种 A 油箱内故障 绕组的相间短路 接地短路 匝间短路 铁芯的烧毁等 B 油箱外故障 主要是套管和引出线上发生相间短 路和接地短路 不正常运行状态有 由于变压器外部相间短路引起的过电流 外部接地短路 引起的过电流和中性点过电压 由于负荷超过额定容量引起的过负荷 以及由于漏油等原 因引起的油面降低 根据故障类型和不正常运行状态 应对变压器装设下列保护 1 瓦斯保 护 2 纵联差动保护或电流速断保护3 外部相间短路时的保护4 外部接地短路时的保护5 过 负荷保护 6 过励磁保护 7 其他保护 3 35 5 和和励励磁磁涌涌流流的的相相关关知知识识 产产生生原原因因 铁芯中的磁通不能突变 涌涌流流的的大大小小的的影影响响因因素素 合闸角 剩磁 铁芯饱和特性等励励磁磁涌涌流流的的特特征征 1 数值很大 含有很大的非周期分量 2 含有很大的二次谐波分量 一般大于基波分量的20 3 励磁涌流的波形中有间断 间 断角 一般大于 60 克克服服措措施施 1 采用具有速饱和中间变流器2 二次谐波制动 3 间 断角鉴别 3 36 6 延延时时原原件件作作用用等待对端高频信号的到来 防止区外故障造成保护误动作 在具有远方发 动发信的高频闭锁保护中 延时时间一般取10ms 1 13 3 记记忆忆元元件件的的作作用用防止外部故障切除后 近故障点端的保护起动原件先返回停止发信 而远故障点端的起动元件和功率方向元件后 返回 造成保护误动 3 37 7 阻阻抗抗继继电电器器的的接接线线方方式式 原原因因 0 度接线 30 度接线 30 度接线 相电压和具有k3I0 补偿的相电流接线 38 如何提高微机保护可靠性如何提高微机保护可靠性 答 用高质量的保护装置器件 用简单的接线方式 保护原理科 学 合理配置 制造工艺精细 正确的整定计算和调整试验 良好的运行维护 丰富的运行经验 都对提高微机保护的可靠性具有重要作用 39 零序分量特点是什么 零序分量特点是什么 零序分量特点 1 零序电压 故障点的零序电压 U0 最高 离故障点越远 U0 越低 变压器接地点处 U0 0 2 零序电流 零序电流的数值和分布与 变压器中性点接地的多少和位置有关 而与电源的数目和位置有关 3 零序功率 S0 U0 I0 由于故障点的 U0 最高 所以故障点的 S0 也最大 越靠近变压器中性点接地处 S0 越小 在故障线路上 S0 是由故障点沿线路指向各个变压器中性点接地处的 即零序 电流的方向是由故障点沿线路流向各个中性点的变压器 接地点 40 全阻抗继电器动作特性全阻抗继电器动作特性 答 不论加入继电器的电压与电流之间的角度为多大 继电器的启 动阻抗在数值上都等于整定阻抗具有这种动作特性的继电器称为全阻抗继电器 它没有方向 性 第一章第一章 2 什么是主保护 后备保护和辅助保护 远后备保护和近后备保护有什么区别 答 一般把反映被保护元件严重故障 快速动作与跳闸的保护装置称为主保护 而把在主 保护系统失效时备用的保护称为后备保护 当本元件主保护拒动 由本元件另一套保护装 置作为后备保护 这种后备保护是在同一安装处实现的 故称为近后备保护 远后备保护 对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护作用 同时它实现简单 经济 因此要 优先采用 只有在远后备保护不能满足要求时才考虑采用近后备保护 辅助保护是为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护 如用电流速断保护 来加速切除故障或消除方向元件的死区 3 继电保护装置的任务及其基本要求是什么 答 继电保护装置的任务是自动 迅速 有选择性的切除故障元件 使其免受破坏 保证 其他无故障元件恢复正常运行 监视电力系统各元件 反映其不正常工作状态 并根据运 行维护条件规范设备承受能力而动作 发出告警信号 或减负荷 或延时跳闸 继电保护 装置与其他自动装置配合 缩短停电时间 尽快恢复供电 提高电力系统运行的可靠性 继电保护装置的基本要求是满足 四性 即选择性 速动性 灵敏性和可靠性 5 在图 1 1 中 各断路器处均装有继电保护装置 P1 P7 试回答下列问题 1 当 k1 点短路时 根据选择性要求应由哪个保护动作并跳开哪个断路器 如果 6QF 因失灵而拒动 保护又将如何动作 2 当 k2 点短路时 根据选择性要求应由哪些保护动作并跳开哪几个断路器 如果此 时保护 3 拒动或 3QF 拒跳 但保护 P1 动作并跳开 1QF 问此种动作是否有选择性 如果拒动的断路器为 2QF 对保护 P1 的动作又应该如何评价 图 1 1 网络图 答 1 当 k1 点短路时 根据选择性要求保护 P6 动作应跳开 6QF 如果 6QF 拒动 由近 后备保护 P3 P5 动作跳开 3QF 5QF 或由远后备保护 P2 P4 的动作跳开 2QF 4QF 2 当 k2 点短路时 根据选择性要求应由保护 P2 P3 动作跳开 2QF 3QF 如 3QF 拒动 保护 1 动作并跳开 1QF 则保护 P1 为无选择性动作 此时应由保护 P5 或保护 P4 动作 跳 开 5QF 或 4QF 如果是 2QF 拒动 则保护 P1 动作跳开 1QF 具有选择性 第二章第二章 1 电流互感器的极性是如何确定的 常用的接线方式有哪几种 答 1 电流互感器 TA 采用减极性标示方法 其一次绕组 L1 L2 和二次绕组 K1 K2 引 出端子极性标注如图 2 1 a 所示 其中 L1 和 K1 L2 和 K2 分别为同极性端 如果 TA 的 端子标志不清楚 可用图 2 1 b 所示接线测定判定出同极性端 如果用图 2 1 b 中实 线接法 U 则电压表 U 所接测定判断出同极性端 如虚线接法 则 U 1 U 2 U 电压表 U 所接两个端子为异极性端 1 U 2 U 2 电流互感器 TA 常用的接线方式有完全星形接线 不完全星形 两相 V 形 接线 两 相电流差接线和一相式接线 5 电流互感器二次绕组的接线有哪几种方式 答 TA 二次绕组接线方式有 完全星形接线 不完全星形接线 两相电流差接线 三角形接线 一相用两只电流互感器串联或并联接线 7 何谓电流互感器零序电流接线 答 用三只同型号相同变比的 TA 二次绕组同极性端子连接后再接入零序电流继电器 KAZ 如图 2 4 所示 则流入继电器中电流为 131 I 0 rmCmBmA TATATA mCmBmACBAcba III KK I K IIIIIIIII 当三相对称时 0 即 则为 0 I 0IA CB II r I unbmCmBmA TA IIII K 1 Ir 式中为不平衡电流是由三个 TA 励磁特性不同引起的 当发生单相接地或两相接地短路 unb I 故障时 可获得零序电流 因此这种接线也成为零序电流滤过器的接线 图图 2 42 4 用三个用三个 TATA 构成零序电流滤过器构成零序电流滤过器 9 第三章第三章 1 比较电流电压保护第 段的灵敏系数 哪一段保护的灵敏系数最高和保护范围 最长 为什么 答 电流电压保护第 段保护即无时限电流速断保护 其灵敏系数随运行方式变化而变化 灵敏系数和保护范围最小 第 段保护即带时限电流速断保护 其灵敏性有所提高 保护 范围延伸到下级线路一部分 但当相邻线路阻抗很小时 其灵敏系数也可能达不到要求 第 段保护即定时限过电流保护 其灵敏系数一般较高 可以保护本级线路全长 并作为 相邻线路的远后备保护 3 如图 3 1 所示电网中 线路 WL1 与 WL2 均装有三段式电流保护 当在线路 WL2 的首端 k 点短路时 都有哪些保护启动和动作 跳开哪个断路器 答 在 WL2 首端 k2 点发生短路 三段过流保护都启动 只有保护 2 动作 跳开 2QF 图 3 1 网络图 4 电流保护采用两相三继电器接线时 若将 C 相电流互感器极性接反 如图 3 2 a 所示 试分析三相短路及 A C 两相短路时继电器 1KA 2KA 3KA 中电流的大小 答 两相三继电器接线在 C 相 TA 极性接反时 发生三相短路时和 A C 两相短路时电流分 布如图 3 2 和图 3 3 所示 1 三相短路时从图 3 2 a 中可知电流继电器 1KA 和 2KA 通过电流互感器二次侧相 电流值 而 3KA 中通过电流为相电流值的倍 3 2 A C 两相短路时 如图 3 3 所示 1KA 2KA 通过电流互感器二次侧相电流值 而 3KA 中通过电流为 由于 所以 0 即 3KA 中通过电流为零 ca II ac II ca II 图 3 2 电流互感器 TA 接线及电流分布 a 三相短路时的电流分布 b 电流向量图 图 3 3TA 接线及 AC 两相短路时电流分布 a 两相短路时的电流分布 b 电流向量图 6 如图电网 已知保护 1 采用限时电流速断保护 保护 2 采用电流速断保护 且 ZDZ2 0 8ZBC 试计算保护 1 整定计算所用的最小分支系数 Kfzmin和最大分支系数 Kfzmax 答 Kfzmin 1 2 14 14 14 0 6 Kfzmax 1 7 如图电网 已知保护 1 采用限时电流速断保护和定时限过电流保护 保护 2 采用电流 速断保护 且 ZDZ2 0 8ZBC 试计算保护 1 整定计算所用的最小分支系数 Kfzmin和最大分支 系数 Kfzmax 答 Kfzmin 1 2x18 18 18 0 6 Kfzmax 1 8 保护 1 拟定采用限时电流速断保护 设 Kk 1 25 Kk 1 1 试计算该保护的动作电 流 动作时间 并校验保护的灵敏度 答 I DZ 1 1 1 25 310 426 3A KL 690 426 3 1 62 1 3 动作时间取 0 5S 9 保护 1 拟定采用定时限过电流保护 设 Kk 1 2 Kzq 1 5 Kh 0 85 保护 2 定时限过电流 保护动作时间为 2 5 秒 流过保护 1 的最大负荷电流为 90A 试计算保护 1 的动作电流 动作时间 并校验保护的灵敏度 答 I IDZ 1 2 1 5 90 0 85 190 6A KL 690 190 6 3 62 1 5 KL 300 190 6 1 57 1 2 t 2 5 0 5 3S 10 保护 1 拟定采用定时限过电流保护 设 Kk 1 2 Kzq 1 5 Kh 0 85 保护 2 和 3 定时限 过电流保护动作时间分别为 2 秒和 2 5 秒 流过保护 1 的最大负荷电流为 151A 试计算保 护 1 的动作电流 动作时间 并校验保护的灵敏度 答 Idz 1 2 1 5 151 0 85 320A Klm 1100 320 3 44 1 5 Klm 465 320 1 45 1 2 t 2 5 0 5 3 0s 11 保护 1 拟定采用限时电流速断保护 设 Kk 1 25 Kk 1 1 试计算该保护的动作电 流 动作时间 并校验保护的灵敏度 答 I DZ 1 1 1 25 520 715A Klm 1100 715 1 54 1 3 动作时间取 0 5S 12 保护 1 拟定采用限时电流速断保护 设 Kk 1 25 Kk 1 15 试计算该保护的动作 电流 动作时间 并校验保护的灵敏度 答 I DZ 1 15 1 25 1820 2616 3A Klm 0 866 4700 2616 3 1 56 1 3 动作时间取 0 5S 13 保护 1 拟定采用电流速断保护 已知电流互感器变比为 400 5 Kk 1 25 电流保护采 用两相星型接线方式 试计算该保护的动作电流和电流继电器的动作电流 答 I DZ 1 25 5300 6625A I dz 1 6625 80 82 8A 14 保护 1 采用定时限过电流保护 设 Kk 1 2 Kzq 1 5 Kh 0 85 保护 2 和 3 定时限过电流保 护动作时间分别为 2 秒和 2 5 秒 流过保护 1 的最大负荷电流为 300A 短路电流已折算到 电源侧 试计算保护 1 的动作电流 动作时间 并校验保护灵敏度 答 Idz 1 2 1 5 300 0 85 635 3A Klm 0 866 4700 635 3 6 4 1 5 Klm 0 866 1700 635 3 2 3 1 2 Klm 0 866 770 1 732 635 3 0 61 1 2 t 2 5 0 5 3 0s 2 5 0 5 3 0s 第四章第四章 1 试分析接线时某相间短路功率方向元件在电流极性接反时 正方向发生三相短路时 90 的动作情况 答 分析接线时 某相间短路功率方向元件 电流极性接反时 正方向发生三相短路时 继电器的输入电压与输入电流的相位角为 从图 4 1 中可见 r U r I mr 180 落在继电器的动作区外 所以该继电器不能动作 r I 2 画出功率方向继电器接线 分析在采用接线时 通常继电器的角取何值为好 90 90 答 功率方向继电器接线 如图 4 2 所示 通常功率方向继电器内角取 其 90 30 45 功率方向继电器接线方式如图 4 2 所示 图 4 2 功率方向继电器接线图 90 3 在方向过流保护中为什么要采用按相启动 答 在电网中发生不对称短路时 非故障相仍有电流流过 此电流称为非故障相电流 非 故障相电流可能使非故障相功率元件发生误动作 采用直流回路按相启动接线 将同名各 项电流元件和同名功率方向元件动合触点串联后 分别组成独立的跳闸回路 图 4 3 这 样可以消除非故障相电流影响 因为反相故障时 故障相方向元件不会动作 2KW 3KW 不 动作 非故障相电流元件不会动作 1KA 不动作 所以保护不会误跳闸 4 为什么方向过流保护在相邻保护间要实现灵敏系数配合 答 在同方向的保护 它们的灵敏系数应相互配合 方向过流保护通常作为下一个线路的 后备保护 为保证保护装置动作的选择性 应使第一段线路保护动作电流大于后一段线路 保护的动作电流 即沿同一保护方向 保护装置动作电流 从距离电源最远处逐级增大 这称为与相邻线路保护灵敏系数配合 5 当零序 段的灵敏系数不能满足要求时 应如何解决 答 1 使零序 段保护与下一条线路的零序 段相配合 2 保留 0 5 s 的零序 段 同时再增加一个按 1 项原则整定的保护 3 从电网接线的全局考虑 改用接地距离保护 6 零序电流速断保护的整定原则有哪些 答 1 躲开下一条线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流 2 躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零序电流 3 当线路上采用单相自动重合闸时 躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时 所出现的最大零序电流 7 绝缘监视装置的构成原理是什么 如何实现 答 绝缘监视装置是利用接地后出现的零序电压 带延时动作于信号 可用一过电压继电 器接于电压互感器二次开口三角形的一侧 只要本网络中发生单相接地故障 都将出现零 序电压 该装置则可以动作 8 用向量图分析中性点非直接接地电网中发生单相接地故障时零序电压 电流的特点 答 第五章第五章 1 用向量图分析中性点非直接接地电网中发生单相接地故障时零序电压 电流的特点 答 2 如图中性点非直接接地电网中发生 A 相接地故障时 分析故障点处零序电压 零序电流 并写出数学表达式 答 3 当零序 段的灵敏系数不能满足要求时 应如何解决 1 使零序 段保护与下一条线路的零序 段相配合 2 保留 0 5 s 的零序 段 同时再增加一个按 1 项原则整定的保护 3 从电网接线的全局考虑 改用接地距离保护 4 零序电流速断保护的整定原则有哪些 1 躲开下一条线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流 2 躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零序电流 3 当线路上采用单相自动重合闸时 躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时 所出 现的最大零序电流 5 绝缘监视装置的构成原理是什么 如何实现 绝缘监视装置是利用接地后出现的零序电压 带延时动作于信号 可用一过电压继电器接于电压互感器二次开口三角形的一侧 只要本网络中发生单相接地故障 都将出现零序电压 该装置则可以动作 6 中性点不接地系统零序电流保护是按什么原理构成的 其动作电流整定原则是什么 零序电流保护是利用故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流的特点来实现有选择 性地发出信号 或动作于跳闸 保护装置的起动电流 按照大于本线路的对地电容电流整 定 第六章第六章 1 以三相短路为例说明 0 接线阻抗继电器测量阻抗的大小 由于三相短路是对称的 三个继电器的工作情况相同 因此以 AB 两相阻抗继电器为例 AAB UU B UlZIA 1 lZIB 1 AI lZIB 1 B 3 I A AB j I U ZlZ1 2 什么是方向性继电器的死区 当在保护安装地点正方向出口处发生相间短路时 保护安装处木县的残压将降低为零 例如 在三相短路时 0 此时 任何具有方向性的继电器 ABU BCU CAU 将因加入的电压为零而不能动作 从而出现保护装置的 死区 3 什么是阻抗继电器的精确工作电流 继电器的起动阻抗 0 9 即比整定阻抗值缩小了 10 时所加入阻抗继电器的电 Jdz Z zd Z 流 当 时 就可以保证起动阻抗的误差在 10 以内 J I Jg I 4 距离保护第 段的整定原则是什么 1 与相邻线路的距离 I 段配合 2 按躲过线路末端变压器低压母线短路整定 3 动作时间 sttt III 5 0 21 5 距离保护第 段的整定原则是什么 1 按躲过输电线路的最小负荷阻抗整定 2 考虑外部故障切除后 电动机自启动时 距离保护 III 段应可靠返回 3 动作时间按阶梯时限原则整定 6 在阻抗复平面上分析并写出幅值比较方式方向阻抗继电器的动作方程 幅值比较原理方程 阻抗形式表示的动作方程 两边同乘 且 zdzdJ ZZZ 2 1 2 1 JI 所以 这也就是电压形式表示的动作方程 J J JUZI zdJzdJ JZIZIU 2 1 2 1 7 在阻抗复平面上分析并写出相位比较方式方向阻抗继电器的动作方程 分子分母同乘以 IJ 90arg270 zdJ J ZZ Z 90arg270 zd JJ J ZIU U 8 在阻抗复平面上分析并写出相位比较方式全阻抗继电器的动作方程 分子分母同乘以 IJ 90arg270 zdJ zdJ ZZ ZZ 90arg270 zd JJ zdJ J ZIU ZIU 9 在阻抗复平面上分析并写出幅值比较方式全阻抗继电器的动作方程 幅值比较原理 阻抗形式表示的动作方程 两边同乘 且 zdJ ZZ JI J J JUZI 所以 这也就是电压形式表示的动作方程 zd JJZIU 10 画出用幅值比较原理实现的全阻抗继电器的比较电压回路接线 11 画出用相位比较原理实现的全阻抗继电器的比较电压回路接线 12 画出用幅值比较原理实现的方向阻抗继电器的比较电压回路接线 13 画出用相位比较原理实现的方向阻抗继电器的比较电压回路接线 第七章第七章 1 什么是输电线路的纵联保护 输电线的纵联保护 就是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来 将各端 的电气量传送到对端 将两端的电气量比较 以判断故障在本线路范围内还是在线路范围 之外 从而决定是否切断被保护线路 2 影响输电线纵联差动保护正确工作的主要因素有哪些 1 电流互感器的误差和不平衡电流 2 导引线的阻抗和分布电容 3 导引线的故障和感应过电压 3 高频闭锁方向保护的工作原理是什么 利用非故障线路靠近故障点一端保护发出闭锁该线路两端保护的高频信号 将非故障线路 两侧保护闭锁 而对于故障线路 其两端保护则不发高频闭锁信号 保护动作于跳闸 4 构成高频通道的主要元件及作用是什么 阻波器 高频信号被限制在被保护线路的范围以内 2 分 连接滤过器和结合电容器 使所需频带的高频电流能够通过 高频收 发信机 发出或接收高频信号 第八章第八章 1 电力变压器可能发生的故障和不正常工作状态有哪些 答 变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障 内部故障有绕组的相间短路 绕 组的匝间短路 直接接地系统侧的接地短路 外部故障有油箱外部绝缘套管 引出线上发 生相间短路或一相接地短路 变压器不正常工作状态有过负荷 外部短路引起的过电流 外部接地引起的中性点过 电压 绕组过电压或频率降低引起的过励磁 变压器油温升高和冷却系统故障等 2 差动保护时不平衡电流是怎样产生的 答 1 变压器正常运行时的励磁电流引起的不平衡电流 2 变压器各侧电流相位不同引起的不平衡电流 3 由于电流互感器计算变比与选用变比不同而引起的不平衡电流 3 变压器励磁涌流有哪些特点 变压器差动保护中防止励磁电流影响的方法有哪些 答 当变压器空载投入和外部故障切除电压恢复时 可能出现数值很大的励磁涌流 这种 暂态过程中出现的变压器励磁电流成为励磁涌流 励磁涌流可达 6 8 倍的额定电流 历次 涌流的特点如下 1 包含有很大成分的非周期分量 约占基波的 60 涌流偏向时间轴的一侧 2 包含有大量的高次谐波为主 约占基波的 30 40 以上 3 波形之间出现间断角 间断角可达 80 以上 根据励磁涌流的特点 目前变压器查动保护中防止励磁涌流影响的方法有 1 采用具有速饱和铁芯的差动继电器 2 利用二次谐波制动而躲开励磁涌流 3 按比较间断角来监督内部故障和励磁涌流的差动保护 4 变压器比率制动的差动继电器制动绕组的接法原则是什么 答 BCH 1 型差动继电器的制动绕组应接于哪一侧 遵循的原则是要保护外部短路的制动 作用最大 而内部短路的制动作用最小 据此 对双绕组变压器 制动绕组应接于无电压 或小电源侧 对三绕组变压器 当三侧都有电源时 一般将继电器制动绕组接于穿越性短 路电流最大的一侧 使外部故障时 制动绕组有最大的制动作用 对于单侧或双侧电源的 三绕组变压器 制动绕组一般节余无电源侧以提高变压器内部故障的保护灵敏性 5 为什么差动保护不能代替瓦斯保护 答 因为差动保护不能保护所有内部故障 如变压器油面下降 匝间短路等 因此采用瓦 斯保护作为变压器主保护 变压器内部故障全面保护 瓦斯保护接线比差动保护接线简单 灵敏性高 6 变压器后备保护可采取哪些方案 各有什么特点 答 变压器的相间短路后备保护既是变压器的后备保护 又是相邻母线或线路的后备保护 故可采用 1 过流保护 低电压启动的过流保护 比过流保护灵敏性高 2 复合电压启动的过电流保护 适用于升压变压器和系统联络变压器及过流保护灵敏 系数达不到要求的降压变压器 3 负序电流及单相式低电压启动的过电流保护 可以反映不对称短路和三相短路故障 负序电流保护不对称短路和三相短路故障 负序电流保护的灵敏系数较高 但整定 计算复杂 通常用于 63MVA 及以上升压变压器的保护 7 对变压器中性点可能接地或不接地运行时 为什么要装设两套零序保护 答 变压器中性点接地运行时应采用零序电流保护 而中性点不接地运行时除装设零序电 流保护外 还应装设零序过电压保护 因为在有部分变压器中性点接地的电网中 当发生 保护外部接地故障时