季学期电力系统继电保护第二次作业 - 图文

2010年秋季学期电力系统继电保护第二次作业

一、判断题（本大题共5分，共 5 小题，每小题 1 分）

1. 为纠正断路器误跳闸，采用检无压、检同期重合闸方式时，线路两侧重合闸同时投检同期，而一侧投检无压。

2. 系统等值阻抗最小时，其中所有的保护处于最大方式。

3. 速动性要求继电保护在任何情况下不带延时地瞬时切除故障。

4. 过渡电阻视条件可能使距离保护失去方向性，也可能使保护范围缩短，还可能使其误动或拒动。

5. 不正常运行状态时继电保护不会动作于跳闸。

二、填空题（本大题共30分，共 30 小题，每小题 1 分）

1. 继电保护装置的输出触点分为 ______ 和 ______ 两种类型。

2. 对于相间短路，中小容量电动机的主保护是 ______ ，后备保护是 ______ ，大容量或重要电动机的主保护是 ______ 。

3. 断路器失灵保护通常装设在 ______ kV及以上的电网中。 4. 电流Ⅲ段保护灵敏性校验包括计算 ______ 和 ______ 。 5. 电压、电流互感器的误差包括 ______ 和 ______ 。

6. 距离保护的 ______ 段保护范围不系统运行方式的影响，一般可以保护线路全长的 ______ 。

7. 故障切除时间等于 ______ 和 ______ 之和。

8. 采用电流启动方式的高频闭锁方向保护为防止因电流互感器误差而使发信机不能够启动，所以设置 ______ 和 ______ ，防止区外故障时保护误动。

9. 通常情况下，发电机定子绕组的中性点的运行方式是 ______ ，绕组单相接地时，故障点流过的电流等于 ______ 。

10. 一般情况下，变压器空载投入电压幅值 ______ 时，励磁涌流最大。 11. 当电流保护在 ______ 和 ______ 上能够躲过 ______ 方向故障时，可以不加装功率方向继电器。

12. 变压器轻瓦斯保护是选择 ______ 作为测量量，重瓦斯保护是选择 ______ 作为测量量。

13. 通常电容器的主要保护有 ______ 、 ______ 、 ______ 和 ______ 。 14. 变压器零序保护有 ______ 、 ______ 和 ______ 。 15. 零序电流保护Ⅱ段的分支系数是 ______ 序电流之比。

16. 自动重合闸重合于暂时性故障时，通常能够恢复供电，提高系统的 ______ 和 ______ ，重合于永久性故障时，由 ______ 再次跳闸切除故障。 17. 母线短路故障时，流入完全电流差动保护的电流对于 ______ 。

18. 在高压线路上由于故障相和非故障相的互感和耦合，存在 ______ 和 ______ 使得故障处绝缘恢复时间延长，可能造成重合闸失败。 19. 变压器绕组的主要故障是 ______ 和 ______ 。

20. 双侧电源输电线路采用快速重合闸或非同期重合闸时，需要重点限制 ______ 的大小。

21. 发电机定子绕组匝间短路横联差动保护是比较 ______ 。 22. 不平衡电流主要来源是 ______ 和 ______ 。

23. 越靠近电源的定时限过电流保护动作时间越 ______ 。

24. 非直接接地系统发生A相单相接地时，其余两相电压升高为短路前的 ______ 倍。故障处零序电压向量等于 ______ 。

25. 为了使零序电流保护的性能稳定，系统中直接接地的变压器中性点的[blank]和[blank]应该尽量保持不变。

26. 双侧电源输电线路重合闸时，两侧断路器应该已经 ______ ，还应该考虑到两侧电源 ______ 问题。

27. 零序电流保护的最大、最小运行方式要通过计算两种短路类型，即 ______ 和 ______ ，才能够确定。

28. 在最大运行方式下，相邻下一级线路短路时，电压、电流联锁速断保护的 ______ 继电器可能启动，而 ______ 继电器通常不会启动。

29. 零序功率方向继电器的电压输入量是3U0，则电流输入量为 ______ 。 30. 整定阻抗一样时三种圆特性阻抗继电器受过渡电阻影响最小的是 ______ 。

三、计算题（本大题共30分，共 2 小题，每小题 15 分）

1. Y/d-11接线的变压器容量为31.5MVA，变比为110kV/11kV。拟采用纵联差动保护，并通过电流互感器接线来进行两侧电流相位和幅值修正，要求电流互感器二次侧线电流为5A，求两侧电流互感器的计算变比。

2. 如下图所示网络，计算1处距离保护Ⅰ段和Ⅱ段的动作阻抗、动作时限和灵敏系数（或保护范围）。要求：K'rel=K''rel=0.8；计算分支系数时，短路点设为Ⅰ段保护范围的末端。

四、问答题（本大题共35分，共 7 小题，每小题 5 分）

1. 简述采用瓦斯保护和差动保护对变压器构成双重主保护的原因。 2. 正方向和反方向故障的定义。 3. 简述系统振荡概念。

4. 简述零序电流保护Ⅲ段的整定原则。

5. 一般情况下无时限电流速断保护为什么不能够保护线路的全长？ 6. 简述中性点非直接接地电网的接地保护类型及其原理。 7. 简述励磁涌流及其特点，以及防治措施。

答案：

一、判断题（5分，共 5 题，每小题 1 分） 1. √ 2. × 3. × 4. √ 5. ×

二、填空题（30分，共 30 题，每小题 1 分） 1.

参考答案：

动合；动断（或常开；常闭） 解题方案：

继电保护动作前后输出触点的状态。 评分标准： 2.

参考答案：

电流速断保护；过负荷保护；纵差保护 解题方案：

评分标准： 3.

参考答案： 220

解题方案：

单电源的电网通常缺少装设断路器失灵保护的条件，即没有用来执行断路器失灵保护跳闸命令的断路器。再者，这样的系统对稳定性的要求不高，断路器失灵故障可以由远后备在相对较长的时间内保护切除。而220kV及以上的电网通常是多电源的。 评分标准： 4.

参考答案：

近后备灵敏系数；远后备灵敏系数 解题方案：

Ⅲ段保护既做为本线路的近后备，又做为相邻下一级线路的远后备。 评分标准： 5.

参考答案：

变比误差；相角误差 解题方案：

电压、电流都是矢量。 评分标准：

6.

参考答案： Ⅰ；80%～85% 解题方案：

评分标准： 7.

参考答案：

保护装置动作时间；断路器动作时间 解题方案：

故障切除时间是指继电保护发现故障发生、发出跳闸命令、断路器启动操作机构跳闸这一过程的时间。 评分标准： 8.

参考答案：

灵敏元件；不灵敏元件 解题方案：

电流启动方式中灵敏元件和不灵敏元件的作用和整定值的关系。 评分标准： 9.

参考答案：

不接地；全系统的对地电容电流 解题方案：

发电机定子绕组中性点的运行方式对绕组单相接地故障特点的影响。 评分标准：

10.

参考答案： 最小

解题方案：

强化空载投入电压、磁通和励磁涌流的关系。 评分标准：

11.

参考答案：

电流整定值；动作时间；反 解题方案： 反方向误动的原因

评分标准：

12.

参考答案：

气体容积；油流流速 解题方案：

评分标准：

13.

参考答案：

延时电流速断保护；过电流保护；过电压保护；低电压保护 解题方案：

强化一般电容器常用的保护类型。 评分标准：

14.

参考答案：

零序电流保护；零序过电压保护；间隙放电电流保护 解题方案：

评分标准：

15.

参考答案： 零

解题方案：

评分标准：

16.

参考答案：

可靠性；稳定性；继电保护 解题方案：

评分标准：

17.

参考答案： 总的短路电流

解题方案：

评分标准：

18.

参考答案：

潜供电流；恢复电压 解题方案：

高压线路相间互感和耦合对重合闸的影响。 评分标准：

19.

参考答案：

相间短路；匝间短路 解题方案：

评分标准：

20.

参考答案： 冲击电流 解题方案：

采用快速重合闸或非同期重合闸的条件。 评分标准：

21.

参考答案：

两组星型定子绕组中三相电流之和 解题方案：

评分标准：

22.

参考答案：

电流互感器误差；非周期分量的影响 解题方案：

最大不平衡电流的计算方法。 评分标准：

23.

参考答案： 长

解题方案：

定时限的阶梯配合特性。 评分标准：

24.

参考答案： －sqrt（3），－EA

解题方案：

非直接接地单相接地故障特征。 评分标准：

25.

参考答案： 位置；数目 解题方案：

接地的变压器中性点对零序等值网络的影响。 评分标准：

26.

参考答案： 跳闸；同期 解题方案：

评分标准：

27.

参考答案：

单相接地；两相短路接地 解题方案：

评分标准：

28.

参考答案： 电流；电压 解题方案：

电压、电流联锁速断保护原理和整定原则。 评分标准：

29.

参考答案： -3I0

解题方案：

零序功率和正序功率的方向始终相反 评分标准：

30.

参考答案： 全阻抗继电器 解题方案：

阻抗继电器动作特性在+r方向面积越大，受过渡电阻的影响越小。 评分标准：

三、计算题（30分，共 2 题，每小题 15 分） 1.

参考答案：

解题方案：

评分标准： 2.

参考答案：

解题方案：

评分标准：

四、问答题（35分，共 7 题，每小题 5 分） 1.

参考答案：

变压器差动保护能够保护变压器油箱内部和外部的故障，但其接线较复杂，可靠性相对较低，在内部轻微故障时的灵敏度较低且快速性较差。瓦斯保护接线简单，灵敏度高，它能够快速反应于油箱内部故障，但对油箱外部变压器套管和引出线上的故障灵敏性和快速性相对较差。 解题方案：

瓦斯保护和差动保护的优点和不足。 评分标准： 2.

参考答案：

发生故障时，保护安装处短路电流从母线流向线路，其方向为正；保护安装处短路电流从线路流向母线，其方向为负。 解题方案：

评分标准： 3.

参考答案：

当系统遭受扰动（短路、故障切除、电源投入或切除等）时， 随时间变化，系统系统各处电压、电流幅值和相位均随时间连续变化，这种现象称为振荡。 解题方案：

区别于正常运行时电压、电流的变化特征。 评分标准： 4.

参考答案：

按躲过相邻线路出口处三相短路时保护安装处的最大不平衡电流整定，并与相邻下一级线路的零序Ⅲ段进行灵敏度配合，动作时间按阶梯特性设置。 解题方案：

评分标准： 5.

参考答案：

一般情况下，无时限电流速断保护通常是瞬时动作的，如果其保护范围等于或大于线路全长，在相邻下一级线路出口（始端）附近发生短路时，保护会误动（非选择性动作），使停电范围扩大。 解题方案：

评分标准： 6.

参考答案：

中性点非直接接地电网的接地保护类型有：无选择性绝缘监测、零序电流保护和零序功率方向保护。其原理为： 1、无选择性绝缘监测母线电压互感器的一次侧接成星形，且中性点接地，二次侧接成开口三角形。正常时，二次侧开口处零序电压很小；当系统中任一处单相接地时，二次侧开口处零序电压升高，发出告警。 2、零序电流保护故障元件零序电流较大，等于所有非故障元件的对地电容电流，非故障元件零序电流较小，等于本元件自身的对地电容电流。按躲开本线路零序电流（电容电流）整定。 3、零序功率方向保护利用故障线路和非故障线路零序功率方向不同的特点来实现有选择性的保护，适用于零序电流保护灵敏度不足或接线复杂的系统。 解题方案：

系统中因对地电容而产生的零序电压、电流特性。 评分标准： 7.

参考答案：

当变压器空载投入和区外故障切除后电压恢复时，在变压器的受电一侧会出现数值很大的电流，这种暂态过程中出现的励磁电流称为励磁涌流，数值约为额定电流的6~8倍。励磁涌流的特点：包含大量的非周期分量，约占基波60%，励磁涌流偏向时间轴的一侧；包含大量的高次谐波，且以二次谐波为主，约占基波30%~40%；波形之间出现间断角 ，可达800以上。防止励磁涌流的措施：采用具有速饱和铁芯的差动继电器，消除非周期分量的影响；采用二次谐波制动，躲开励磁涌流；采用波形制动，即利用波形间断角、对称性鉴别励磁涌

流。

解题方案：

励磁涌流的产生条件、数值大小、谐波分量和波形特点等。 评分标准：

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