继电保护工初(中、高)级算、问、图

继电保护工继电保护工 初级初级 练习卷练习卷 一 计算题一 计算题 6 6 一个三相对称电路 负载为三角形连接 电源电压为380V 负载相复数阻抗为 Z 6 j8 求负载上的相电压 相电流和线电流各是多少 解 根据三角形连接的负载U相 U线 I相 I线 3 阻抗值Z 22 86 10 则 负载上的相电压为 U相 U线 380 V 负载上的相电流为 I相 U相 Z 380 10 38 A 负载上的线电流为 I线 3I相 3 38 65 8 A 8 8 有一个电阻 电感 电容串联电路 已知电阻是8 感抗是10 容抗是4 电源电 压为150V 求电路总电流及电阻 电感 电容上的电压各是多少 解 根据阻抗公式Z R2 XL XC 2和交流电路欧姆定律 电路负阻抗为Z 10 410 88 2 电路的总电流为I U Z 150 10 15 A 电阻上电压为UR IR 15 8 120 V 电感上电压为UL IXL 15 10 150 V 电容上电压为UC IXC 15 4 60 V 1616 某110KV线路距离保护的工段动作值为ZdZ 3 相 电流互感器的变比 nLH 600 5 因某种原因电流互感器的变比改为n LH 1200 5 试求改变后距离保护工 段的动作值ZdZ 为多大 解 根据题意有 ZdZ n LH ZdZ nLH 所以改变变比后该保护的动作值为 Z dZ ZdZn LH nLH 3 1200 5 600 5 6 17 17 如图所示为大接地电流系统零序电流保护的原理接线图 已知 零序过电流保护 电流继电器的整定值为Idj0 4A 正常时线路上流过的一次负荷电流Ifh 360A 电流 互感器变比为nLH 600 5 若C相电流互感器极性接反 问正常运行时 保护能否误动 作 解 根据已知条件可得 正常运行时流过各相电流互感器二次侧的电流为 I2 Ifh nLH 360 600 5 3 A 根据序分量法有3I0 2 Ia Ib Ic 而题中C相电流互感器的极性接反 故正常运 行时流入零序电流继电器的电流为 3I0 2 Ia Ib Ic 即 3I0 2 2Ic 2I2 2 3 6 A 3I0 2 Idj0 4A 所以正常运行时 保护会误动作 19 19 有一电流速断保护 其整定值为5A 在其检验时测得其动作值为 5 01A 5 01A 5A 4 8A 4 9A求此保护的误差 变差和离散值 解 根据已知条件得保护的平均动作值为IdZ平均 5 01 2 5 4 8 4 9 5 4 944 A 根据误差 变差 离散值的计算公式得 此保护的误差 平均动作值 整定值 整定值 100 4 944 5 5 100 1 12 此保护的变差为 变差 5次测量的最大值 5次测量的最小值 5次测量的平均值 100 5 01 4 8 4 9 100 4 2 此保护的离散值为 离散值 与平均值相差最大的一次测量值 平均值 平均值 100 5 01 4 944 4 944 100 3 15 继电保护工继电保护工 中级中级 练习卷练习卷 8 8 有一台双绕组变压器 电压为63KV 11KV 容量为16000KVA 联接组别为Y 11点 接线 高压侧电流互感器变比为300 5 低压侧电流互感器变比为1000 5 采用相位补 偿接线 在该变压器装设差动保护 试计算1 变压器高 低压侧额定电流 2 流入差 动继电器的不平衡电流 解 根据S 3UI的变压器高 低压侧额定电流分别为 1 IeY S 3UY 16000 3 11 146 63 A Ie 16000 3U 16000 3 11 839 78 A 2 流过高 低压侧保护差动臂中的电流分别为 I2Y 3Iey nLHY 3 146 63 300 5 4 23 A I2 Ie nLH 839 78 1000 5 4 20 A 所以流入差动继电器中的不平衡电流为 Ibp I2Y I2 4 23 4 20 0 03 A 9 9 如图所示双电源网络中 拟在各线路上装设过电流保护 已知时限级差为 t 0 5S 为保证选择性 问 过电流保护1 8的动作时限应为多少 哪些保护上应装 设方向元件 解 设保护1 2 3 12的动作时限分别为t1 t2 t3 t12 则有 t9 1 0S t10 2 0S t11 0 5S t12 0 5S 根据过电流保护动作时限的阶梯原则 得 t3 t9 t 1 5s t5 t10 t 2 5s t7 t5 t 3 0s t8 t7 t 3 5s t6 t12 t 1 0s t4 t6 t 1 5s t2 t10 t 2 5s t1 t2 t 3 0s 由上述计算结果可知 保护3 4 6 必须加装方向元件 11 11 某一线圈 接到220伏直流电源上 电流为20安 接到50HZ 220伏的交流电源上 电 流为18 2安 试求它的电阻和电感 解 当接到直流电源上时 相当于XL 0 所以 其电阻为R 220 20 11 接到50HZ的交流电源上时 XL 2 fL 2 3 14 50 L 314L 18 2 220 22 314 11L 解之得 L 15 96 mH 即线圈的电阻为11欧 电感为15 96毫亨 14 14 某变电所低压侧的工作电压为6 3千伏 频率为50HZ 视在功率为2000千伏安 功 率因数为0 8 若将功率因数提高到0 95试求 1 并联电容的无功功率及电容量 2 并联电容后 全电路的视在功率及总电流 解 负载有功功率 工作电流及功率因数角分别为 P Scos 2000 0 8 1600 KW I S U 2000 103 6 3 103 317 A 1 arccos0 8 36 9 并联电容后 全电路的功率因数为角为 2 arccos0 95 38 2 并联电容C值 为 C QcwU2 675 103 314 6 3 103 2 54 2 F 并联电容的无功功率为 QC P tg 1 tg 2 1600 tg36 9 tg18 2 r675 kvar 并联电容后全电路的视 在功率和总电流为 S P cos 2 1600 0 95 1684 kvA I S U 1864 6 3 267 A 继电保护工继电保护工 高级高级 练习卷练习卷 5 5 某220KV输电线路 其输入功率为240MW 已知输电线路的相电阻为10欧姆 试计算 负载功率因数为0 9时 线路上的电压降及输电线上一年的电能损耗 若功率因数从 0 9降到0 6时 线路的电压降和一年的电能损耗是多少 一年按365天计算 解 输电线路的电流为 I P 3Ucos 240 106 3 220 103 0 9 700 A 线路上的电压降为 U IR 700 7000 V 一年线损耗为 W 3I2Rt 3 7002 10 365 24 10 3 1 29 108 KWh 若功率因数从0 9降至0 6时 则线路的电流为 I 240 106 3 220 103 0 6 1050 A 线路的压降为 U I R 1050 10 10500 V 一年的线损耗为 W 3 10502 10 365 24 10 3 2 9 108 KWh 7 7 根据系统阻抗图BG5 8所示计算K点短路时流过保护安装处的两相短路电流 假 设 系统基准容量为100MVA 电压为66KV 基准电流为875A 解 K点短路后电抗标么值为 X 0 168 0 1 0 06 0 04 0 1 0 06 0 04 0 3 0 168 0 032 0 3 0 5K点 短路后短路电流标么值为 I 1 X 1 0 5 2 K点两相短路电流值为 I2D K I Ij 3 2 2 875 0 866 1515 5 A 此时流过保护安装处的短路电流 为 I2D K B 1515 5 0 04 0 04 0 1 0 06 303 1 A 11 11 试求一台容量为25000KW 额定电压为6 3KV 功率因数为0 85 定子绕组为双星形 接线的汽轮发电机的单继电器式横差保护用电流互感器变比及横差保护动作电流 解 发电机额定电流为 IFe 25000 3 6 3 0 85 2695 45 A 电流互感器变比为 nLH 0 25IFe 5 0 25 2695 45 5 134 8 取电流互感器变比为750 5 150 横差保护动作电流为 Idj 0 25XIFe nLH 0 25 2695 45 150 4 49 A 继电保护工继电保护工 初级初级 练习卷练习卷 二 问答题问答题 1 1 继电保护装置有什么作用 继电保护装置能反应电气设备的故障和不正常工作状态 并能自动地迅速地 有选择 地借助断路器将故障设备从系统中切除 或对不正常工作状态的设备发出信号 保证 无故障设备的继续正常运行 从而缩小事故范围 提高系统运行的可靠性 最大限度 地保证用户安全 连续运行 3 3 过电流保护为什么要加装低电压闭锁 过电流保护的动作电流是按躲过最大负荷电流整定的 在有些情况下不能满足灵敏 度的要求 加装低压闭锁后 可使保护动作电流按额定工作电流整定 可以不考虑电 动机自起动电流 从而降低了保护的动作电流 这样既提高了保护在发生短路故障时 的灵敏度 又改善了保护躲过最大负荷电流的条件 4 4 什么是后备保护 什么是近后备 远后备 当某一电气元件的主保护或断路器拒绝动作时 能够以较长的时限切除故障的保护 叫后备保护 后备保护分为近后备和远后备两种 近后备 主保护拒动作时 由本元件的另一套保护实现后备来切除故障该保护称为 近后备 远后备 当主保护或其断路器拒动时 由相邻元件或线路的保护实现后备的 称之为 远后备 5 5 什么是距离保护 并用保护安装处至故障点的远近与动作时限的关系来说明其选 择性 所谓距离保护 就是反应故障点至保护安装处之间的距离 并根据该距离的大小确定 动作时限的一种继电保护装置 当故障点距离保护安装处越近时 保护装置感受的 阻抗越小 保护的动作时限就越短 反之 保护装置感受的阻抗越大 动作时限就越 长 这样 故障将总是由距离故障点近的保护首先动作切除 从而保证了在任何形状 的电网中 故障线路都能有选择性的被切除 6 6 距离保护 段保护范围各是多长 在一般情况下 距离保护的I段只能保护本线路全长的80 85 段的保护范围为 本线路的全长并延至下一级线路的一部分 它是I段保护的后备段 段保护是 段保护的后备段 它应能保护本线路和下一段线路的全长 并再延伸至更远 7 7 为什么是要求继电保护装置能够快速动作 因为继电保护装置的快速动作能够讯速切除故障 防止事故扩大 减小故障元件的损 坏程度 使非故障元件免遭损坏 还可以减少用户在低电压下工作的时间和停电时间 能 加速恢复正常运行的稳定性 所以要求继电保护装置能够快速动作 11 11 在什么情况下需将运行中的变压器差动保护停用 变压器差动保护在运行中有以下情况之一时应停用 1 差动保护二次回路及电流互感器回路有变动或进行校验时 2 继电保护人员测定差动回路电流相量及差压时 3 差动电流互感器一相断线或回路开路时 4 差动回路出现明显的异常现象 5 误动跳闸 13 13 什么是自动重合闸装置 它的作用是什么 自动重合闸装置就是将跳闸后的断路器自动重新投入的一种自动装置 其作用是 1 提高输电线路供电可靠性 减少因暂时性故障停电而造成的损失 2 可提高系统 并列运行的稳定性 从而提高线路的输送容量 3 自动重合闸装置与继电保护配合 在很多情况下 可以加速切除故障 4 可以补救由于人为误碰 继电保护误动作而引 起的误跳闸 14 14 变压器保护出口的中间继电器接点为什么要串接电流保持线圈 变压器保护出口中间继电器接点串接电流保持线圈的目的是防止保护动作后接点抖 动 振动或因闭合时间太短而不能使断路器跳闸 瓦斯继电器是反应变压器油箱内 部发生故障时产生气体或油流而动作的 更容易产生上述现象 采用自保持方式后 在故障时接点闭合 电流线圈带电产生自保持 从而保证了断路器能可靠地跳闸 15 15 接在 运转 和 起动 同步电压小母线上的同步检测继电器是怎样工作的 同步检测继电器的两组线圈是分别接在运转和起动同步电压小母线上的 当同步电 压小母线上出现电压时 同步检测继电器即可工作 如果同步点两侧电压相角差超 过同步检测继电器整定的动作角度时 继电器动作 常闭接点打开 断开合闸脉冲回 路 断路器就无法合闸 只有当相角差小于整定角度时 常闭接点会闭合 允许发出 合闸脉冲 这样就防止了非同期合闸 起到了闭锁作用 17 17 发电机的单继电器式横差保护是如何构成的 简述其工作原理 将发电机定子绕组每相两并联分支分别接成星形 两星形中性点用导线连接起来 电流互感器接于两中性点连线上 电流继电器接于电流互感器二次侧 即构成了单继 电器式横差电流保护 工作原理 在正常运行及外部短路时 每一分支绕组供出该相电流的一半 流过中性 点连线的电流只是不平衡电流 故保护不动作 若发生匝间短路 则故障相绕组两个 分支电势不等 定子绕组中出现通过中性点连线的很大环流 使保护动作 19 19 在安装电缆的零序电流互感器时有什么要求 为什么 在安装电缆的零序电流互感器时 要求电缆接地线必须穿过零序电流互感器 并将电 缆与支架角钢绝缘 这是因为当电缆发生接地故障时 接地电流不仅可能在地中流 动 还可能沿着故障线路电电缆的导电外皮或非故障电缆的外皮流动 正常运行时 地中杂散电流也可能在电缆外皮上流过 这些电流可能导致保护的误动作 拒绝动 作或降低其灵敏度 按要求接线后 可以使外皮电流来回两次穿过铁芯 互相抵消 不 致于影响保护的正确工作 继电保护工继电保护工 中级中级 练习卷练习卷 二 问答题问答题 4 4 电容式重合闸为什么只能动作一次 该重合闸继电器是由时间元件SJ 中间继电器ZJ和RC充电回路构成 充放电回路时间 数不同 放电时间很短 而充电时间较长 15秒 25秒 重合闸是由电容C向中继电 器ZJ线圈放电使之动作 发出合闸脉冲的 如重合于故障线路断路器再次跳闸后 此 时电容C充电电压很低 不足以使ZJ动作 所以该重合闸不会再重合 6 6 差动保护用的变流器应按什么条件检验10 误差 如超差应采取哪些措施 差动保护用的变流器应按被保护设备出口处短路时的最大短路电流检验10 误差 使 其不大于10 如超出10 误差 则应采取下列方法 1 适当增加变比 2 两组变流器串联使用 3 适当提高保护的动作电流 7 7 在大接地电流系统中 为什么Y0 11接线的变压差动保护 Y侧电流互感器二次 绕组必须接成三角形 1 补偿由于变压器一 二次侧电流有相位差而产生的不平衡电流 2 在大接地电流 系统中 变压器中性点可能直接接地运行 当在差动保护范围外发生接地故障时 零 序电流将经变压器中性点流向故障点 如该保护电流互感器的二次绕组接成星形 差动回路中将会有零序电流通过 造成该保护误动作 采用三角形接线后 零序电流 在二次绕组中自成回路 保证差动继电器内无零序电流流过 从而防止外部接地故障 时保护误动作 8 8 在运行的保护盘上开孔应注意哪些内容 在运行的保护盘上开孔应注意做到 1 将可能因震动而误动的保护停用 2 防止掉 下铁屑造成运行继电器端子接地或短路 3 将盘后的二次线移开 防止损坏 4 对 邻盘的保护采取相应的安全措施 5 设专人监护 6 工作结束后 投入保护时按有 关规定执行 10 10 什么是二次回路展开图 展开接线图是把二次回路分成交流电流回路 交流电压回路 直流操作回路和信号回 路等几个主要组成部分 每个部分又分成许多行 交流回路按a b c的相序 直流回路 按继电器的动作顺序 各行从上至下地排列 在每一行中各元件的线圈和触点是按照 实际连接顺序排列的 要每一回路的右侧通常有文字说明 这种按每个独立电源来 划分 即每套装置的交流电流 交流电压和直流回路分开表示 同一个仪表和继电器 以及触点分开绘制在不同的回路里的接线图叫做展开接线图 11 11 绘制二次回路接线图应注意什么 绘制二次回路接线图时 为了避免混淆应注意 属于同一个元件的线圈和触点采用相同的文字符号 接线圈中各元件都要使 用国家统一规定的图形和文字符号 在接线图中所有的开关电器和继电器的触点 都要按照它们的正常状态表示 所谓正常状态是指开关电器在断开位置和继电器线 圈中没有电流的状态 图中应标志国家统一规定的数字及英文字母加数字的标号 12 12 发电机运行中失去励磁 对发电机本身有何影响 对发电机有下列影响 发电机失磁后 由送出无功功率变为吸收无功功率 且滑差越大 发电机的等效 电抗越小 吸收的无功电流越大 致使失磁发电机的定子绕组过电流 转子出现转 差后 转子表面 包括本体 槽楔 护环等 将感应出滑差频率电流造成转子局部过热 这对大型发电机胁最大 3 异步运行时 转矩发生周期性变化 使定 转子及其基础 不断受到异常的机械力矩的冲击 机组震动加剧 影响发电机的安全运行 14 14 为什么距离保护装置中要有电压断线闭锁装置 距离保护失去电压时要误动 这是因为阻抗继电器的测量阻抗反应的是测量电压和 测量电流的比值 当测量阻抗小于整定阻抗时保护就要动作 在正常运行时 线路上 流有负荷电流 如果电压互感器二次电压消失 阻抗保护失去电压 测量阻抗小于整 定阻抗 保护要误动作 因此 要加装电压断线闭锁装置 以防止因电压互感器二次断 线而造成的误动作 16 16 为什么110KV及以上的电压互感器一次侧不装设保护装置 110KV及以上的电压互感器 一次侧均不装设保护设备 主要考虑此电压等级的电压 互感器均采用串级绝缘引起事故的可能性较小 而外部引线均采用硬母线连接 不易 发生相间短路故障 另外110KV及以上的系统均为中性点直接接地系统 每相电压互 感器都只承受相电压 不会承受线电压运行 其二次侧通常都采用自动过负荷小开 关作为保护 灵敏度较高 不致因二次回路发生故障而威胁电压互感器本身 而且电 压互感器本身故障几率很小 万一发生故障 可由母差保护动作切除故障 所以110KV 及以上的电压互感器一次侧不设保护装置 17 17 按固定元件连接的母线完全差动保护存在哪些问题 固定连接完全差动保护存在以下问题 1 灵敏度低 因为固定连接完全差动保护的 动作定值要躲过外部故障时 在差动回路内流过的最大不平衡电流 由于母线的外 部故障电流很大 所以保护的定值很高 往往不能保证足够的灵敏度 有时还要限制 母线的运行方式 2 适应运行方式变化的能力差 因为接于母线的元件必须固定连 接 当母线运行方式变化时 固定连接方式受到破坏 保护将失去选择性 此时保护 装置投入非选择性刀闸 当一条母线发生故障时 两条母线上的元件将全部切除 另 外当用母联断路器代出线时 二次回路应随之切换这不仅引起运行上的不方便 还容 易造成人为的误动作 18 18 影响距离保护正确动作的因素有哪些 采用何种措施消除 影响距离保护正确动作的主要因素有 短路点的弧光电阻的影响 在距离保护中 一般采用固定瞬时测量电路予以消除 电力系统振荡的影响 一般装设振荡闭锁 装置予以消除 分支电流的影响 在整定计算中引入分支系数考虑其影响 电 压互感器二次断线的影响 一般装设断线闭锁装置 防止保护动作 在输电线路 上串联补偿电容器的影响 采用特制阻抗继电器作为测量元件 互感器误差的影 响 在整定计算中予以考虑 19 19 在发电机转子回路发生两点接地故障时 对单继电器式横差保护有何影响 为什 么 发电机的单继电器式横差保护可能在转子回路发生两点接地故障时误动作 这是因 为 发电机同一相的两个分支绕组 不是位于同一个定子横槽中 当转子回路发生两点接 地故障时 由于磁场的对称性遭到破坏 同一相的两个分支绕组感应电势不相等 以 至两个中性点间出现了电位差 产生环流使保护误动作 继电保护工继电保护工 高级高级 练习卷练习卷 一 问答题问答题 1 1 自动准同期装置具有哪些功能 1 能自动检查待并发电机与系统间的电压差 相位差及频率差是否符合要求 并在符 合要求时能自动地提前发出合闸脉冲 使断路器的生触头在电压差几乎为零的瞬间 合上 2 当电压差 频率差不符合要求时 对待并发电机自动进行调压和调频 以使 其符合并列条件 3 3 差动保护中电流互感器回路应满足哪些要求 差动保护中电流互感器变比应相互配合 动作值可以调整的 按间断角原理和二 次谐制动原理构成的差动继电器例外 差动保护各侧电流互感器接线应补偿变 压器接线形成的相差 差动保护各侧电流互感器的极性和接线应满足内部故障时 电 源侧与负荷侧电流互感器二次电流同方向 正常运行和外部故障时电源侧与负荷侧 电流互感器二次电流相位相差180 差动保护的各侧电流互感器二次侧只允许 一个总的接地点 4 4 发电机转子发生两点接地故障时会引起什么后果 使转子磁场发生畸变 力矩不平衡 引起机体的强烈振动 严重危害发电机的安全 由于故障点流过很大的故障电流 将产生电弧 烧坏励磁线圈和转子本体 甚至引 起火灾 故障电流可能使汽轮机汽缸磁化 6 6 高频阻波器有何作用 高频阻波器主要是由一个电感线圈和可变电容器并联组成的谐振电路 其谐振频率 为高频电流频 由于并联谐振回路是谐频率时阻抗最大 因此 高频阻波器对高频电 流呈现极大的阻抗以阻止高频电流外流 而对50HZ的工频电流来说 高频阻波器的阻 抗极小 因此不会影响工频电力的传输 7 7 对自动调整励磁装置有哪些要求 正常运行时 能按负荷电流和电压的变化 自动改变励磁电流以维持机端电压给定 值水平 并稳定分配机间的无功功率 应有足够的功率输出 在系统故障电压降低 时 实现强行励磁作用 装置动作应迅速 工作可靠 调节过程要稳定 8 8 某些继电保护装置在投入运行前为什么要进行六角图试验 因为从六角图中可以直观地看出 同一组电流互感器三相电流间的相位关系 差动保护中不同组别电流互感器的电流间的相位关系 阻抗元件或方向元件的电 流和电压间的相位关系 根据以上三个方面就可以看出其电流回路和电压回路的接线是否正确 9 9 高频保护