安徽农业大学电力系统继电保护习题及其解答

1 电力系统继电保护习题及其解答电力系统继电保护习题及其解答 1 如图所示的 WL1 WL2 均装设了三段式电流保护 1 当 K1 和 K2 点发生短路时 应由哪一个保护动作 跳开哪一个开关 请分别说明之 答 K1 应由 1 动作 跳开 QF1 K2 应由 2 动作 跳开 QF1 2 当 K3 点发生短路时 问 如保护 5 因故拒动 这时应由哪一个保护动作 跳开 哪一个开关 答 应由保护 3 动作 跳开 QF1 开关 这个保护对 WL2 所起的保护作用称为近后备保护 如 WL1 的保护 3 正确跳开 QF1 试分析原因 该保护对 WL2 所起的保护作用称为什么 答 原因是保护 5 6 拒动或 QF2 拒动 保护对 WL2 所起的保护作用称为远后备 2 以变压器复合电压起动的过电流保护为例 回答下列问题 a 复合电压包括哪几个电压 b 负序电压滤过器什么情况有电压输出 输出的是什么电压 c 发生不对称短路时 写出动作过程 答 a 低电压和负序电压 b 当发生不对称短路事故时有电压输出 输出的电压是负序电压 c 当发生不对称短路事故时 FY 有负序电压输出 FYJ 中的低电压继电器常闭触点断 开 YJ 断电 其常闭触点闭合 YZJ 通电 接通 SJ 经延时后 接通断路器的跳闸回路 4 计算题 计算题 如图所示电网中线路 AB 及 BC 均装有三段式距离保护 第 段采用全 QF3 K3 YZJ SJt U FY L FYJ a b c YJ 由电流继电 器 LJ 接点来 由电压互感器 来 电压回路断线信 号 跳 闸 2 阻抗继电器 试整定计算保护1 各段的动作阻抗 ZDZ 并进行灵敏度校验 若灵敏 度不满足要求 不要求采取措施 第 段灵敏度校验按近后备进行校验 设线路 AB 长 l 60km 线路阻抗按 0 4 km 计算 KKI 0 85 II 段 KKII 0 8 III 段 KKIII 1 25 Kh 1 15 Kzq 2 5 相邻线路 BC 考虑分支影响后的动作阻抗 Kfz Z I DZ 3 12 6 Zfh min 220 解 一 距离 I 段整定计算 1 整定阻抗 Zzd 1I KkIZAB 0 850 460 20 4 2 动作时间 t1I 0秒 3 保护范围 为线路全长的 85 二 距离 II 段整定计算 1 整定阻抗 Zzd 1II KkII ZAB Kfz minZzd 3I 0 85 24 12 6 29 28 2 灵敏度校验 KlmII 1 221 5 满足要求 24 22 61 5 请计算变 压 器 额定运行时差动保护臂中的不平衡电流 变压器 Y d11 接线 容量为20MVA 变比为 35 11 请将计算式子及结果填入表格中 变压器额定电压变压器额定电压 35 KV Y 侧侧 11 KV 侧侧 变压器一次额定电流变压器一次额定电流 329 6A 353 1020 3 1050A 113 1020 3 电流互感器接线方式电流互感器接线方式 Y 电流互感器计算变比电流互感器计算变比 5 6 3293 5 570 5 1050 电流互感器实际变比电流互感器实际变比 120 5 600 220 5 1100 3 不不平平衡衡电电流流 4 75 4 77 0 02 A 120 6 3293 220 1050 6 简答题 1 在什么情况下电流保护采用两相三继电器式的接线方式 试画出它的原理接线 图 2 作图说明变压器纵联差动保护的基本原理 3 在大接地电流系统中 采用完全星形接线方式的相间电流保护也能反应所有 接地故障 为何还要采用专用的零序电流保护 解 1 答 接于Y d11 接线变压器电源侧的过流保护 2 原理 流进差动继电器的电流为 IK I1 I2 变压器正常运行和外部短路时 IK I1 I2 0 差动继电器 KD不动作 变 压 器 内 部 短 路时 IK I1 单侧 电源时 或 IK 2I1 双侧电源时 差动继电器 KD动作 3 答 因为 零序电流保护与相间电流保护相比 具有接线简单 可靠 动作电流小 灵敏度高 动作时间短的优点 7 7 计算题 计算题 1 某 一 线 路 AB 采 用 三 段 式 距 离 保 护 已 知 I 段 的 整 定 阻 抗 为 ZZD 10 600 若 测 量 阻 抗 为 Zj 9 300 试 问 当 采 用 方 向 阻 抗 继 电 器 时 能 否 动 作 如 分 别 改 用 全 阻 抗 继 电 器 或 者 20 的 偏 移 型 阻 抗 继 电 器 时 能 否 动 作 请 作 图 分 析 解 以 10 600为直径作方向阻抗继电器动作特性圆 I1 I2 IK KD 4 以 10 600为半径作全阻抗继电器动作特性圆 以 1 600为直径作偏移型阻抗继电器动作特性圆 可见 测 量 阻 抗 为 Zj 9 300 位于全阻抗继电器动作特性圆内 而落在方向阻抗 继电器动作特性圆和偏移型阻抗继电器动作特性圆外 所以 采用全 阻 抗 继 电 器可以 动作 采用方 向 阻 抗继 电 器和偏 移 型 阻 抗 继 电 器不能动作 2 如图为 35KV 中性点非直接接地系统绝缘监视接线图 1 正常运行时 电压表读数是多少 开口三角形输出电压是多少 2 如 A 相接地时 各电压表读数是多少 电压继电器动作吗 为什么 3 如发生了单相接地故障 用什么方法寻找接地故障线路 2 1 答 正常运行时 电压表读数是kV 3 35 开口三角形输出电压是 0V 2 答 各电压表读数是 VA 0 VB 35kV VC 35kV 电压继电器能动作 因为A 相接地时 接地相电压为零 非接地相电压升高为 线电压 同时电网出现了零序电压 TV 的开口三角形绕组输出电压为 3U0 所以 电压继电器能动作 3 答 应逐条切断母线上的出线 同时观察电压表的变化 如电压表无变化 则所切除的出线没有故障 如电压表的读数恢复为相电压 则所切除的出线为故障线 路 8 简答题 1 输电线路三段式电流保护各段的保护范围是哪里 答 I 段是本线路的一部分 占本线路 50 左右 II 段是本线路的全长 可做相邻下一级线路 I 段的后备 III 段是本线路的全长 和相邻下一级线路的全长 2 BCH 2 型差动继电器中平衡线圈有何作用 答 用来补偿被保护元件两侧电流差产生的不平衡电流对差动保护的影响 3 发电机复合压起动的过流保护为何比过流保护的灵敏度高 答 因为低压起动的过流保护的动作值是按躲过发电机的额定电流来整定的 而过流保护是按躲过发电机的最大负荷电流来整定的 低压起动的过流保护的 TV KV VVV 信号 5 动作值 要小于过流保护的动作值 所以其灵敏度高 4 作出全阻抗继电器的特性圆 并指出其动作区和动作条件 解 动作区 圆内 动作条件 ZK Zset 9 分析作图题 分析作图题 1 如图所示是发电机低压起动的过流保护展开图 问 电流互感器 TA 为何要装在发电机尾端的中性点处 当发电机定子相间短路时 说出此保护装置的继电器的动作过程 时间继电器 KT1 和 KT2 相比 哪个的延时更长些 解 这样能反映发电机定子绕组的短路情况 当发电机定子相间短路时 电流增大 KA 动作 电压降低 KV 动作 KML 动作 因此 KT1 通电 经延时后 接通 KOM 出口跳闸 KT1 的时间更长些 因为发电机低压起动的过流保护应以较短的时间先 6 跳开母联开关和主变 以提高供电可靠性 10 如图为带断线监视的发电机纵差动保护的原理接线图 请完成图示元件未完成的接线并 回答以下问题 正常情况下流进差动继电器 KD 电流是多少 假设互感器 TA2 二次侧的 b 相发生了断线 差动继电器 KD 会动作吗 为什么 试验盒 EB 有何作用 解 是发电机两端的电流差 几乎等于零 只有很小的不平衡电流 不 能动作 因差动保护应按躲过电流互感器二次断线时的电流来整定 用于测 量差动回路的电流 11 完成如图所示的功率方向过电流保护按相起动的接线图 假设方向元件采 用 LG 11 型功率方向继电器 内角为 30 试作出继电器的灵敏线和动作区 解 7 12 分析题 分析题 1 下图所示电网中 无专门的母线保护 发电机组装有纵差保护 横差保 护 过流保护 变压器装有瓦斯保护 纵差保护 过流保护 当 D1 点短路时 套 管处 由 保护跳开 断路器 当此保 护拒动时 由 保护跳开 断路器 当 D2 点 短 路 时 由 保护跳开 断路器 当 D3 点短路时由 保 护跳开 断路器 当 D4 点短路时由 保护跳 开 断路器 解 变压器纵 差 保 护 3DL 2DL 变压器过 流 保 护 3DL 2DL 变压器瓦 斯 保 护 纵差保护 4DL 5DL 发电机过流保护 7DL 8DL 发电机纵差保护 8DL 2 有 一 台 发 电 机 采 用 纵 联 差 动 保 护 由 于 装 于 发 电 机 出 口 的 A 相 电 流 互 感 器 二 次 线 圈 端 子 坏 了 造 成 了 断 线 互 感 器 的 变 比 为 200 5 此 时 一 次 侧 电 流 为 200A 试 求 出 图 中 各 电 流 表 的 读 数 设 互 感 器 特 性 相 同 解 8 解 AI COS60 5 A I CB II 5200 200 2 AII 5 A I 5200 200 AIII A I 550 AV 0 A I CBA III AIV A I 550 9 13 计算题 如 图 所 示 的 线 路 AB BC 的 电 源 侧 以 及 变 压 器 B1 和 B2 都 装 有 相 间 短 路 的 过 电 流 保 护 和 零 序 过 电 流 保 护 已 知 各 套 过 电 流 保 护 的 动 作 时 限 t1 1 秒 t2 1 5 秒 t6 0 7 秒 t7 1 5 秒 t8 2 秒 取 时 限 t 0 5 秒 试 整 定 计 算 AB BC 线 路 及 变 压 器 各 自 的 过 流 保 护 动 作 时 间 解 t3 t2 t 1 5 0 5 2 0 秒 t4