电力系统继电保护试题3及参考答案

电力系统继电保护试题3及参考答案

一、(本题每小题2分，满分20分)

1． 是当电力系统中发生故障或出现异常状态时能自动、迅速而有选择地切除故障设备或发出告警信号的一种专门的反事故用自动装置。 答：继电保护装置

2．无论继电器的动作或返回，继电器都动作明确干脆，不可能停留在某一个中间位置，以保证其动作确切可靠，此特性称为 。 答：继电特性

3．零序功率方向元件无电压死区，因为故障点零序电压最高，短路点越靠近保护安装处，保护感受到的零序电压 。 答：越大

o

4．按90接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为 。 答：UJ =UBA

5．如果方向阻抗继电器的最大灵敏角是?lm，负荷阻抗角是?f，则采用方向阻抗继电器的灵敏系数比采用全阻抗继电器的灵敏系数可提高 倍。 答：1/cos(?lm-?f)

6．长距离输电线路上故障，当相差高频保护一端高频信号相位差大于动作角时，该侧保护将拒动，此时可使先动作侧发信机停信，则拒动侧保护随后动作跳闸，称之为 。 答：相继动作。

8．在双侧电源系统中，当两电压电势模值相同且系统阻抗角和线路阻抗角相等时，振荡中心处于 。 答：Z?/2处

9．相差高频保护采用比较线路两端 相位来反应不对称短路。 答：负序电流

7．速饱和变流器不能减小不平衡电流，只能减小 对变压器差动保护的影响。

答：不平衡电流

10.发电机失磁后机端测量阻抗的变化规律是：失磁后、失步前，机端测量阻抗随Q的减少，由I象限进入IV象限；在?= 900的临界失步点，等有功圆与 相交；越过临界失步点后，机端测量阻抗进入失步运行区并最终稳定于– jXd 与 – jXd’ 之间。 答：等无功圆

二、(本题满分15分)

如图所示，在110KV 输电线路中，单位线路长度的阻抗为:X1=0.4(?/km), 可靠系数Kk’=1.25；系统阻抗为:Zs.max=6?, Zs.min=4?。

1. 计算：线路AB 的电流速断保护一次动作值与电流速断保护最小保护范围。

2．比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。

1.5s

110kV 35km 50km

解：1.I段：Idz’ = 4.61 (kA) Lmin =16.18(km) Lmin% ＝ 46.2%（ 合格）tA’=0s 2. 并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时两继电器方式切除一条线路的机率:2/3,可提高供电可靠性;Y/?-11变压器后AB故障时, 三继电器方式动作灵敏度提高一倍。

三、(本题满分15分)

系统中馈电线路过电流保护动作时限如图所示（设电源处故障均有瞬动保护）。 1.计算输电线路过电流保护动作时间t1~t6;

2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方向元件及其动作正方向。

解：t1~t6标注于图上；功率方向元件及其动作正方向标注于图上。

四、 (本题25分)

如图所示，在110KV输电线路中，线路AB的负荷电流为375A,, Kzq=1;Kh=1.15,Kk1=0.8; Kk3=1.25 。其余参数见附图。(1)计算：线路AB零度接线相间方向阻抗距离保护（方向圆特

性）A一段、三段动作值。(2)在保护A安装处出口短路时，距离保护一段容许的过渡电阻是

多少？距离保护一段容许的最大过渡电阻又是多少？（3）距保护A出口20KM处发生相间短 路，过渡电阻分别为5?、10?和15?时，保护A一段是否动作？其中：阻抗继电器最大动作

灵敏角?lm=75度；线路阻抗角?d=75度；单位线路长度的阻抗X1=0.4(欧姆/公里)。

110KV 50KM 40KM

解：(1)计算：线路AB零度接线相间方向阻抗距离保护一段、三段动作值。 ZdzA’ = 16?； ZdzA= 110.4?； *

ZdzA= 140.35?；

（2）距离保护一段容许的过渡电阻 a. 保护A安装处出口短路时: Rg0= ZdzA’cos?d=4.14? b. 容许的最大过渡电阻为 Rgmax= ZdzA’/2=8?

（3）距保护A出口20KM处发生金属性短路时，Zd=8?，测量阻抗位于方向阻抗圆的

圆心，因此，容许的最大过渡电阻为8?。 过渡电阻为5? 时, 保护A一段动作；

过渡电阻为15?和25? 时，保护A一段不动作。 五、(本题满分10分) 系统如图所示。线路上分别配置有相间电流保护为相间故障保护，零序电流保护为接地故障保

（2）（1）

护。简述：（1）保护1，2，4出口分别发生瞬时性故障K、K时，各保护动作过程及动 作时间；（2）AB线路瞬时故障时，检无压和检同期重合动作过程。

（1）AB线路故障时，保护1相间电流I段0s跳闸，保护2相间电流II段0.5s跳闸； BC线路故障时，保护3零序电流I段0s跳闸； CD线路故障时，保护4相间电流保护不跳闸； （2）AB线路瞬时故障时，检无压侧和检同期重合动作过程：

两侧保护跳闸后，线路无压，则无压检定侧首先合闸，使线路充电； 同步检定侧检查同步条件合格后允许同步合闸。

六、 (本题每小题5分，满分15分)

1．问：电力系统振荡对距离保护有什么影响？

答：振荡中心位于保护范围的正方向时，若测量阻抗轨迹进入阻抗继电器动作区，阻抗继 电器将受振荡影响而周期性误动作；阻抗继电器将受振荡影响的程度与阻抗继电器的动作 特性有关；阻抗继电器动作特性在复平面上沿振荡轨迹方向的动作区域面积越大，受振荡 的影响也越大；而且越靠近振荡中心，影响就越大；振荡中心在保护范围外或保护范围的 反方向，则不受影响；若保护动作时限大于系统振荡周期，保护也不受系统振荡影响。

2．问：变压器纵差保护的基本特点是什么？

答：变压器各侧电流额定电流不同，需适当选择变压器各侧电流互感器变比；变压器各侧 电流相位不同，需适当调整各侧电流相位；需考虑躲变压器LH励磁特性不同产生的稳态 不平衡电流；需考虑躲变压器有载调压产生的稳态不平衡电流；变压器差动保护包含磁路 藕合，还需考虑躲变压器暂态不平衡电流（励磁涌流）。

3．问：发电机故障的基本类型及其对应的保护有哪些？ 答：发电机故障的基本类型及其对应的保护包括：定子绕组及引出线相间短路故障及其对应的纵差保护；定子绕组单相匝间短路和分支开焊故障及其对应的匝间保护；定子绕组单相接地故障及其对应的定子接地保护；转子绕组一点或两点接地故障及其对应的转子接地保护；励磁回路一点或两点接地故障及其对应的励磁回路接地保护;励磁回路失磁故障对应的发电机失磁保护。