华电集团一期培训

华电集团继电保护培训暨华电国际继电保护技术比武发变组保护技能竞赛理论考试卷一选择题（共10题，每题1分），将正确答案代号真入（）内1正常运行时，设转子的转速为n1，而定子旋转磁场的转速为n2，则（）（A）（B）；（C）；（D）2对于接线组别为Yn，d11的变压器，正常运行时，d侧三相负荷电流（即）分别对应与Y侧输入三相电流 （）之间的相位关系是（）（A）与同相位（B）滞后3300；（C）超前3300；（D）滞后6003电流互感器饱和之后，其（）。（A）二次电流增大；（B）励磁电流减小；（C）一次电流波形畸变；（D）二次电流中谐波分量增大。4发电厂或变电站110KV以上电压等级电压互感器的变比，通常为（）。（A）KV；（B）KV；（C）KV；（D）KV。5发电机纵向零序电压式匝间保护反应的电压是（）。（A） 发电机三相对地的不平衡电压；（B） 发电机三相对中性点的不平衡电压；（C） 电压互感器二次三相不平衡电压；（D） 电压互感器三次回路断线时产生的电压。6基波零序电压式发电机定子接地保护的保护范围是（）（A）由机端向机内80%85%的定子绕组接地故障；（B）由发电机中性点向机内80%85%的定子绕组接地故障；（C）中性点附近的定子绕组接地故障；（D）发电机机端电压系统内的接地故障。7在出口为循环闭锁式发电机纵差保护中，采用负序电压来解除循环闭锁的目的是（）。（A）定子绕组匝间故障时能可靠动作；（B）外部三相短路时能可靠不动作；（C）发电机内部两相接地短路时，能可靠动作；（D）发电机两相接地短路，且一接地点在发电机内部，另一接地点在机端差动TA外部时，能可靠动作； 8呈Yn，d接线变压器的纵差保护，能保护（）。（A）变压器内部匝数较多的匝间短路；（B）变压器中性点接地故障；（C）变压器d侧单相接地故障；（D）重瓦斯保护能保护的故障类型9发电机负序反时限过流保护是发电机的（）。（A）转子过热保护；（B）定子绕组的过热保护；（C）三相短路故障的后备保护；（D）汽轮机叶片保护10并网满负荷运行汽轮发电机失磁后，其（）。（A）转子电流一定增大；（B）定子电流先减小而后增大；（C）有功功率自动减小；（D）定子电压升高。二判断题（10题，每题1分），认为对的在（）内划“”，认为错的在（）内划“”1主设备纵差保护构成的基本原理是克希荷夫第一定律，即。（）2三次谐波定子接地保护的主要保护范围是由中性点向机内20%30%左右定子绕组的接地故障。（）3 型号为5P20的电流互感器，表示该互感器是P级互感器，在20倍额定电流下最大误差为10%。（ ）。4 三相电压互感器的一次中性点均应可靠接地。（ ）5 并网运行发电机的端电压永远比无穷大系统的电压高。（ ）6其低压侧接小接地电流系统变压器的纵差保护应不反应故障电流中的零序分量。（ ）7 失磁失步运行的发电机，其向系统送出的有功为同步功率。（ ）8 变压器的间隙保护是变压器短路故障的后备保护。（ ）9发电机准同期并列的三个条件是：并列点两侧电压的大小相等、相位相同，而频率之差不大于20%。（ ）10 增大其电势及减小其与系统之间的联系电抗，可提高发电机运行的稳定性。（ ）三 作图题（共4题，每题5分）1 设发电机A相定子绕组接地，其接地点距中性点的距离为，请画出发电机系统中的零序电压机端三次谐波电压及中性点三次谐波电压的大小与接地位置的关系曲线。2 汽轮发电机并网运行如下图所示。其中：发电机电势、定子电流I、无穷大系统电压、发电机电势与系统之间的联系电抗。设与之间的夹角为功率因数角，发电机送出的有功为P。请画出、与之间的向量关系图；功角特性曲线。3 机端电压互感器的接线如图所示，请画出TV二次电压、与三次电压、之间的向量关系曲线。4 设发电机的同步电抗为、暂态电抗为，发电机与系统之间的联系电抗为，发电机发出的有功为P，系统电压为，请在阻抗复平面上划出发电机的异步边界阻抗园，静稳边界阻抗园及等有功阻抗园。四 计算题（共3题，每题10分）1 （1）容量为300MW的发电机，中性点经配电变压器接地，该配电变压器的变比为20/0.1KV，二次并联电阻为0.1，发电机额定电压为20KV，定子绕组对地电容为0.2f/相，机端连接元件(包括母线、主变低压绕组，厂高变高压绕组)对地电容0.05f/相，求定子绕组单相接地后流过接地点的最大电流。（2）电流互感器变比为600/5，故障录波的波形单位设置为5.0A/毫米。现录得的故障电流波形如下：A相正半周6mm，负半周4.4mm；B相正半周6mm，负半周4.4mm，且相位与A相相反，而C相无电流。求故障相的直流分量，有效值交流分量，负序电流及零序电流。2 变压器的接线组别为Yn，d1，差动TA的接线为Y，Y，纵差动保护采用软件在高压侧移相，设以低压侧为基准侧时差动保护两侧之间的等效平衡系数为1.5，差动保护采用二段比率制动，和电流取最大臂电流，整定值为：初始动作电流；拐点电流；比率制动系数。在柜后端子排的差动A相两侧同时加入相位相差1800、有效值均为20A的电流，请计算：（1）流经差动元件的差流；（2）差动保护的动作情况3 （1）变压器的容量为360MVA，变比为330/20KV，两侧差动TA的变比分别为15000/5及1500/5，取低压侧为基准侧，请对变压器纵差保护的各定值予以计算(差动采用二次谐波二段比率制动原理)。 （2）基波零序电压式定子接地保护的交流接入电压取自发电机中性点TV二次，TV的变比为KV（发电机额定电压），若使该接地保护的保护范围为90%的定子绕组，请计算保护的动作电压整定值。五 简答题（共3题，每题10分）1 简述零序电压式发电机定子接地保护的优缺点及提高动作可靠性措施。2 简述电流互感器饱和特点、影响测量误差的因素及减小测量误差可采取的措施。3 简述快速断路器偷跳的可能原因及防偷跳对策。六 附加题（20分）三卷自耦变压器高压侧零序方向过流保护的动作方向指向变压器，保护用零序电压及零序电流系装置自产，其交流电压及交流电流输入端子如图所示。已知由高压侧向变压器其他两侧输送有功100MW、无功100MVA。在该负荷下，用在保护柜后端子排上模拟接地故障来确认动作方向的正确性，请提出试验方法、分析试验结果、结论，并提出确保安全的措施。10参考答案一、1C2B3D4A5B6A7D8A9A10B二、12 3 4 5 6 78910三、1、解：依题意要求绘制出的关系曲线分别如图1（a）及图1（b）所示。图1（a）零序电压与接地位置的关系曲线 图1(b)机端及中性点三次谐波电压与接地位置的关系曲线图中：发电机额定电压；发电机接地时刻的三次谐波电势；基波零序电压。2、解：依题意要求：（1）、与之间的向量关系如图2图2、与之间的向量关系图（2）功角特性曲线如图3所示图3曲线3、解：依题意要求，绘出的向量关系如图4所示。图44、解：依题意绘制的阻抗图如图5所示。图5阻抗三园四、1、（1）解：当发电机端接地故障时，流过接地点的电流最大电容电流电阻电流流过接地点电流（2）解：直流分量交流分量零序电流负序电流2、解：在A相差动元件在相位加入1800、有效值为20A的电流时，A相差动元件及C相差动元件中有差流A相差流C相差流A相差动元件的动作量电流为10A，而制动量电流为动作量制动量，差动元件可动可不动。C相差动元件，动作量电流30A，制动量电流为，动作量电流大于制动量电流，能可靠动作。3、解：基准侧TA二次额定电流差动元件各定值比率制动系数，差动速断：4倍二次谐波制动比取18%20%五、1、答：零序电压式发电机定子接地保护的优点是：构成简单、动作可靠性高；其缺点是：（1）选择性差，区分不了接地位置在机内还是在机外。对于扩大单元机组，判断不出哪台机定子接地；（2）有死区，不能保护发电机中性点附近的接地故障；（3）宜受主变高压侧或厂高变低压侧单相接地故障的影响。2、答：电流互感器饱和特点是：其内阻大大降低，极限工况为零；2次电流减小，且波形畸变，会有大量高次谐波；故障后不会立即饱和，故障后34ms才饱和；饱和的电流互感器在一次电流波形过零点时，又能线性传递一次电流。影响误差的因素很多，主要是一次电流和二次负载，一次电流过大或二次负载过大，其测量误差大。一次电流过小或频率远离额定值，其测量误差增大。另外，铁芯的质量、也影响测量误差。减小测量误差可采取以下措施：增大二次连线截面以减小二次负载；更换成变比大的电流互感器，以减小二次电流或采用饱和倍数高的电流互感器；也可采用两个同型号及同变比的电流互感器二次串联使用（容量增大一倍）。3、答：可能造成开关偷跳的原因有：（1）直流系统接地；（2）220V交流串入直流回路；（3）切除或投入大容量直流动力负荷时，干扰波串入开关的操作跳闸回路。当启动跳闸出口中间继电器的回路数多、电缆引线长时，容易造成断路器偷跳。对策措施有：（1）适当提高出口中间继电器的动作电压及动作功率，动作电压应为60%65%的额定直流电压；（2）严禁交流同直流回路共用一根电缆现象；（3）去启动跳闸出口中间继电器的回路应采用带屏蔽的电缆或远离动力电缆。六、附加题解：模拟A相接地：将、与端子短接，如图。将端子上的接入线打开。此时流入装置的电流为，加入装置的电压只有与。由于由高压侧输至变压器的有功为100MW、无功100MVA，因此，正常时三相电压与三相电流之间向量关系图如图所示（只划出），此时，滞后。模拟A相接地后，其零序电流与同相位。而零序电压与相位相反。可以看出超前，表示由母线向变压器送出的零序功率为负值（即由变压器向母线送出正的零序功率），表示变压器内部接地故障。此时，若保护