繼電保護(hù)原理期末試題

1、繼電保護(hù)原理期末試題一、填空題（12*2分/個(gè)=24分）1電器元件一般有兩套保護(hù)，若主保護(hù)未動(dòng)作，還有一套是后備保護(hù)2. 反應(yīng)電流增大而動(dòng)作的保護(hù)稱為過(guò)電流保護(hù)3. 電流繼電器的反饋電流和動(dòng)作電流的比值成為反饋系數(shù)4. 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按階梯原則選擇。5. 繼電保護(hù)裝置由測(cè)量回路、邏輯回路、執(zhí)行回路三部分組成6. 繼電保護(hù)的可靠性是指應(yīng)動(dòng)作的時(shí)候動(dòng)作7電流速斷保護(hù)，即第一段保護(hù)的動(dòng)作電流是按躲開(kāi)本條線路末端的最大短路電 流來(lái)規(guī)定的，其靈敏性是由保護(hù)的圍表征的8. 按階梯時(shí)限保護(hù)的原則，越靠近電源端的短路電流越大作時(shí)間越長(zhǎng)_9. 距離保護(hù)是反映故障點(diǎn)至保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離（或阻抗），

2、并根據(jù)距離的 遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。10. 全阻抗繼電器的缺點(diǎn)是沒(méi)有方向性11輸電線路縱差保護(hù)的圍是線路全長(zhǎng)，故障的切除時(shí)間為零（瞬時(shí)動(dòng)作）12比率差動(dòng)特性的啟動(dòng)電流隨電流的增大而增13.單相自動(dòng)重合閘選項(xiàng)的作用選出故障相14相間短路的阻抗繼電器，當(dāng)Io=Ib-Ia，則U。Ub Ua15線路的縱差保護(hù)是反應(yīng)首端和末端電流的大小和相位的，所以它不反映相外 保護(hù)16. 變壓器的勵(lì)磁涌流中除含有大量的直流分量，還有大量的諧波分量，其中以 二次諧波為主17. 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行，三次諧波電壓機(jī)端電壓大于中性點(diǎn)量。18. 母線保護(hù)的首要原則是安全性19. 微機(jī)保護(hù)的基本算法是計(jì)算被測(cè)電氣量的幅值

3、和相位20. 微機(jī)保護(hù)中從某一采集信號(hào)，提出有用信號(hào)的過(guò)程叫做濾波二、問(wèn)答題（6*6分/個(gè)=36分）1、什么叫繼電保護(hù)裝置，其基本任務(wù)是什么？答：繼電保護(hù)裝置是指安裝在被保護(hù)元件上，反應(yīng)被保護(hù)元件故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)并作用與斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)保護(hù)；基本任務(wù)：（1）發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭受破壞，保證其它非故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；（2）對(duì)不正常運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件（如有無(wú)經(jīng)常值班人員），而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作。2、動(dòng)作電流、返回電流、返回系數(shù)的定義答：繼電器動(dòng)作的最小電流值，稱為動(dòng)作電

4、流或起動(dòng)電流；使繼電器返回的最大 電流值，稱為返回電流；返回電流與動(dòng)作電流的比值稱為繼電器的返回系數(shù)3、阻抗繼電器的最大靈敏角的定義？為什么要采用最大靈敏角？ 答：起動(dòng)阻抗隨著測(cè)量阻抗相角的變化而改變， 當(dāng)測(cè)量阻抗相角等于整定阻抗的 相角時(shí)，起動(dòng)阻抗最大， 保護(hù)圍最大，繼電器最靈敏， 稱為繼電器的最大靈敏角； 當(dāng)保護(hù)圍部故障時(shí)，采用最大靈敏角以便繼電器工作在最靈敏的條件下4、高頻閉鎖方向保護(hù)動(dòng)作跳閘的條件是什么？如果通道遭到破壞，當(dāng)部故障和 外部故障時(shí)，保護(hù)的工作會(huì)受到何影響 ?答：高頻閉鎖方向保護(hù)動(dòng)作跳閘的條件是： 故障時(shí)， 高頻閉鎖方向保護(hù)的方向元 件判別為正向故障、 且在通道配和延時(shí)時(shí)間

5、到后未收到線路對(duì)側(cè)保護(hù)發(fā)出的高頻 閉鎖信號(hào)時(shí)跳閘；如果通道遭到破壞，當(dāng)部故障時(shí)，保護(hù)的工作不會(huì)受到影響， 可以跳閘；外部故障時(shí)， 保護(hù)的工作會(huì)受到影響， 遠(yuǎn)故障端的保護(hù)不能收到高頻 閉鎖信號(hào)而誤跳閘。5、變壓器縱差保護(hù)中的不平衡電流包括哪些？答： (1) 變壓器勵(lì)磁涌流(當(dāng)變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，變 壓器勵(lì)磁回路可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流，該電流稱為勵(lì)磁涌流)(2) 變壓器兩側(cè)電流相位不同； (3) 計(jì)算變比與實(shí)際變比不同(4) 兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同； (5) 變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭6、發(fā)電機(jī)負(fù)序反時(shí)限電流保護(hù)的含義，為什么采用這種保護(hù)？ 答：發(fā)電機(jī)允許負(fù)序過(guò)電流的時(shí)間 t

6、 是隨著負(fù)序電流 I2 的大小變化而變化的。 I2 大時(shí)，允許發(fā)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)間段， I2 小時(shí)，允許發(fā)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)，這種變化 特性稱為反時(shí)限特性。 因?yàn)檫@樣的配合可以保證在發(fā)電機(jī)還沒(méi)有達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí) 就把發(fā)電機(jī)切除。7、繼電保護(hù)的四個(gè)基本要求答： 選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性8、電流速斷保護(hù)為什么不能保護(hù)線路全長(zhǎng)？ （因?yàn)橐Ｗo(hù)選擇性） 答：因?yàn)殡娏魉贁啾Ｗo(hù)是按照躲開(kāi)本線路末端的最大短路電流來(lái)整定的， 同時(shí)為 了保證其選擇性，啟動(dòng)電流還引入了一個(gè)可靠系數(shù)，所以不能保證線路全長(zhǎng)9、為什么要采用重合閘？經(jīng)濟(jì)效果有哪些？答：當(dāng)線路被繼電保護(hù)迅速斷開(kāi)后， 電弧即可熄滅， 故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù)

7、， 這時(shí)如果把斷開(kāi)的線路斷路器再合上， 就能夠恢復(fù)正常的供電， 需要設(shè)置自動(dòng)重 合閘，當(dāng)斷路器跳閘后，能夠自動(dòng)地將斷路器合閘；經(jīng)濟(jì)效果有： 大大提高供電的可靠性； 提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性； 糾正斷路器 的誤跳閘10、重合閘的前加速和后加速的定義答：前加速：當(dāng)線路第一次故障時(shí)，靠近電源端的保護(hù)無(wú)選擇性瞬間動(dòng)作，然后進(jìn)行重合；后加速：當(dāng)線路第一次故障時(shí)，保護(hù)有選擇性動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。11、大型變壓器的主要故障有哪些？通常裝設(shè)的保護(hù)有哪些答： 油箱故障： 各繞組之間的相間短路 ；各繞組通過(guò)外殼發(fā)生的接地故障 ；單相 繞組部分線匝之間的匝間短路油箱外故障： 套管或引出線之間的相間短路； 絕緣套管閃

8、絡(luò)或破壞， 引出線通過(guò) 外殼，而發(fā)生的接地故障 通常裝設(shè)的保護(hù)：主保護(hù)（包括瓦斯保護(hù)和縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)） ，后備 保護(hù)，其他保護(hù)12、微機(jī)保護(hù)的硬件有哪幾部分組成及各自作用。 答：（1）數(shù)據(jù)采集單元：將模擬輸入量準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)化為微機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字量 （2）數(shù)據(jù)處理單元：將數(shù)據(jù)采集單元輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，完成各種繼電 保護(hù)的測(cè)量、邏輯和控制功能。（3）開(kāi)入/開(kāi)出系統(tǒng)：完成各種外部開(kāi)關(guān)量輸入以及人機(jī)對(duì)話功能；保護(hù)的出口 跳閘、信號(hào)顯示、打印、報(bào)警等功能。（4）通信接口：與外部設(shè)備的通信聯(lián)系（5）電源模塊：將直流逆變?yōu)榻涣鳎侔呀涣髡鳛槲C(jī)系統(tǒng)所需要的直流電 壓，增加直流電源的抗干擾能力。

9、13、發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)與橫差保護(hù)的適用圍以及各自特點(diǎn)？ 答：縱差保護(hù)：（1）反應(yīng)定子部相間短路：動(dòng)作于跳閘（2） 反應(yīng)電流互感器二次回路斷線：動(dòng)作于信號(hào)橫差保護(hù)： 利用反應(yīng)兩個(gè)支路電流之差的原理， 可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路的保護(hù)；特點(diǎn)： 只裝設(shè)一個(gè)電流互感器和一個(gè)繼電器三、計(jì)算題（2*20分/個(gè)=40分）1、如圖所示，在110kV輸電線路中，線路AB的負(fù)荷電流為335A,負(fù)荷電流功 率因數(shù)為 cos =0.8, Kzq=1.5;Kfh=1.15,Kk'=0.85;Kk=1.25。其余參數(shù)見(jiàn)附圖。計(jì)算：線路AB的零度接線相間方向阻抗距離 A保護(hù)一段、三段動(dòng)作值（無(wú)需校驗(yàn)）。其中：阻

10、抗繼電器最大動(dòng)作靈敏角為：75度；系統(tǒng)阻抗為：Xs=9.5歐姆；單位線 路長(zhǎng)度的阻抗為：x1=0.4（歐姆/公里）；電流互感變比為Nlh=1200/5。110KV25KM36KM18KM解：（1）距離保護(hù)一段動(dòng)作值整定Zdz.AKkZ AB 0.85 0.4258.5(N lhZdz.A.J Z dz.A Nyh8.51200 5110103 1001.86()（2）距離保護(hù)三段動(dòng)作值Z0.9UnZ f .AB.maxI f .AB.max0.91103353103 170.62()全阻抗動(dòng)作值:Zdz.Af. AB.maxKK3 K fh Kzq170.621.25 1.15 1.579.1

11、3()方向阻抗動(dòng)作值:f arccos0.8) 36.87°Zdz.AZdz.Acos( d f)79.13cos(75°36.87)100.6()zdz.A.j zdz.A 仏 100.612°°3521.95()Nyh110 10 1002、如圖所示，在110KV輸電線路中，線路BC的負(fù)荷電流為230A,系統(tǒng)阻抗為:Xs=2.5歐姆，單位線路長(zhǎng)度的阻抗為：X=0.4(歐姆/公里)，1,1111段電流保護(hù)可靠系數(shù)Kk'=1.25; Kk'=Kk=1.15;自啟動(dòng)系數(shù)Kzq=1.5;返回系數(shù)Kh=0.85。計(jì)算:線路BC的電流速斷、限時(shí)電

12、流速斷、過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作值與動(dòng)作時(shí)間20KM25KM34KM30KM 1.5s解：(1)線路BC的速斷保護(hù)為保證選擇性，按躲開(kāi)線路BC末端的最大短路電流Id(3)C.max整定速斷動(dòng)作值:Id .C .maxE(Zs ZAB ZBC ) 110/73(2.5 20 0.4 25 0.4)110/ .320.53.1(KA)Idz.B Kk id'C.max 3.87( KA)動(dòng)作時(shí)間：tB 0s(2)線路BC的限時(shí)電流速斷動(dòng)作值: 與下條線路電流速斷動(dòng)作值I dz.C配合:Idz.C Kkld'D.max 1.86( KA)Id'z.B K； (Idz.C)2.14( K

13、A) 動(dòng)作時(shí)間:tB 0.5s(3)線路BC的過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作值:1 dz.BK K K zqdKh(If .C.max)1.15 1.50.85466.76(A)動(dòng)作時(shí)間:tBtCt tD 2 t tE 3 t1.5 3 0.5 3s3、在雙電源系統(tǒng)中，負(fù)荷潮流方向、饋電線路過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限如圖所示。問(wèn):(1)輸電線路過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；(2)哪些線路過(guò)電流保護(hù)必須安裝功率方向元件?(3)在給定潮流方向的情況下，線路Lab,Lbc上功率方向元件的動(dòng)作行為如何？4解：(1)按階梯時(shí)間特性計(jì)算保護(hù)1 4的過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限考慮電源Em單獨(dú)作用時(shí)，保護(hù)8為其末端線路保護(hù)，以其為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算:t3

14、t8 t 1.5 0.5 2s t1 max t3,t6,t7tt3t 2.5s考慮電源En單獨(dú)作用時(shí)，保護(hù)5為其末端線路保護(hù)，以其為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算:t2 t5 t 1 0.5 1.5st 4 max t2 ,t6,t7t t7t 2.5s（2）必須安裝功率方向元件的過(guò)電流保護(hù)a. 母線A出線的保護(hù)：保護(hù)5為負(fù)載線路保護(hù)，則保護(hù)1不需設(shè)置功率方向元件。b. 母線C出線的保護(hù)：保護(hù)8為負(fù)載線路保護(hù)，則保護(hù)4不需設(shè)置功率方向元件。c. 母線B出線的保護(hù)：保護(hù) 3， 7 的動(dòng)作時(shí)間相等，均為最大動(dòng)作時(shí)間，tmax t3 t7 2s則保護(hù) 2，3均需設(shè)置功率方向元件（方向標(biāo)于圖中， 與保護(hù)正方向相同）。 （說(shuō)明：由于保護(hù) 7 為負(fù)載線路保護(hù)， 則該線路故障時(shí)， 由于保護(hù) 2動(dòng)作時(shí)間小 于保護(hù) 7 動(dòng)作時(shí)間，保護(hù) 2 失去選擇性誤跳閘；保護(hù) 3， 7 的動(dòng)作時(shí)間相等，將 同時(shí)動(dòng)作跳閘，即保護(hù) 3 失去選擇性誤跳閘；為保證選擇性，保護(hù) 2， 3 需設(shè)置 功率方向元件