继电保护练习与思考.docx
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继电保护练习与思考
练习与思考
1.1继电保护的作用是什么?
1.2电力系统发生短路故障时,会产生什么样的严重后果?
1.3继电保护的基本要求是什么?
各项要求的主要内容是什么?
1.4评价继电保护性能的标准是什么?
1.5依据短路的特征,已经构成了哪些继电保护的方式?
1.6主保护和后备保护的作用分别是什么?
1.7继电保护装置的保护范围需要重叠吗?
为什么?
1.8在图1-5所示的单电源系统示意图中,当K处发生短路时,应当由哪个保护动作于跳闸?
如果该保护拒动,那么,又应当由哪个保护动作于跳闸?
为什么?
4
图1-5
1.9在图1-5所示的单电源系统示意图中,当K处发生短路时,保护2是否应当动作于跳闸?
为什么?
1.10何谓主保护、后备保护?
1.11在图1-6中,TA1、TA2为线路保护和母线保护所配置的电流互感器。
如果在图中的K1、
K2、K3处分别发生了短路故障,那么,分别应当由何种保护动作于跳闸?
为什么?
线路母线
1.12结合电力系统分析课程的知识,说明加快继电保护的动作时间后,为什么可以提高电
力系统的稳定性?
2.1电流继电器的作用是什么?
时间继电器的作用是什么?
2.2何谓继电器的继电特性?
为什么继电器的动作过程是干脆而利索的?
2.3电流继电器的返回系数大约是多少?
返回系数过高或过低时,各有什么利弊?
2.4中性点接地方式有哪几种?
各有什么主要的特征和优缺点?
2.5相间电流保护主要针对何种中性点接地方式?
在电流保护的整定计算中,需要考虑什么故障类型?
2.6电流保护I段的整定原则是什么?
I段的可靠系数主要考虑哪些影响因素?
2.7电流保护II段的整定原则是什么?
依靠什么方法来保证灵敏性和选择性?
2.8时间级差主要考虑了什么影响因素?
2.9电流保护III段的整定原则是什么?
请写出整定计算公式,并说明各系数的含义和大致的范围。
2.10电流保护III段的时间定值应当如何选择?
2.11为什么在电流III段保护的整定计算中需要考虑返回系数?
而I、II段保护没有考虑返回系数?
2.12请用继电保护“四性”的要求来评价电流保护I段、II段、山段。
2.13继电保护的正方向是如何规定的?
在短路电流的基础上,通常引入什么电气量才能识
别正方向的短路?
2.14方向元件与电流元件相比较,要求哪个元件的灵敏度更高?
为什么?
2.15对于90°接线方式的方向元件,引入的是何种电压与电流?
方向元件的最大灵敏角是
什么含义?
请画出最大灵敏角为-30°时的动作区!
2.16相间方向元件为什么会存在“死区”的问题?
为什么需要采用记忆电压?
应当注意什
么事项?
2.17在什么情况下,电流保护I段、山段可以取消方向元件?
2.18试用图例说明:
助增电流、外汲电流都是相对于什么电流来说的?
在什么情况下助增
电流为最大、最小?
在什么情况下,外汲电流为最大、最小?
2.19如果三相短路电流为Ik,而AB、C三相的相对误差分别为10%7%5%那么,请
分析:
相对于Ik来说,此时的不平衡电流是多少?
2.20请用图例说明:
何谓电流分配系数?
何谓电流分支系数?
2.21系统正常运行时,一次的负荷电流为450A,如果一相TA接反了,那么,零序电流的
数值是多少?
2.22在大电流接地系统中,零序方向元件存在出口死区吗?
为什么?
2.23试分析:
正方向经过渡电阻接地时,保护安装处的零序电压和零序电流的相量关系?
该相量关系与渡电阻接地有关否?
为什么?
2.24在中性点不接地系统中,发生单相接地故障时,最明显的特征是什么?
短路点的零序
电压是否为最高?
定计算。
140km
2
70km
IL.max500A
-
C
B
图2-50
3
种工况对应于最大和最小运行方式,为什么?
-G1
_K
线路1
G2
线路2
G3
图2-51
1~8的第
III段动作时间应当如何设计?
并说明哪些保护需要配置方向元件?
为什
么?
图2-52
2.28某110kV系统示意图如图2-53所示,线路长度已标注于图中。
已知:
("电源等值电抗分别为:
Xis.maxX2s.max20,Xis.minXzs.min15;
(2)线路电抗:
Xi0.4km,Xo1.4km;
(3)变压器T1的中性点接地,其额定参数为:
60MVA、10.5kVf110kV、Uk%10.5%;
(4)变压器T2、T3的中性点不接地,其额定参数为:
15MVA、110kV/10.5kV、Uk%10.5%;
(5)在不同运行方式下,按照平均电压115kV计算,各点K1和K1,1时的零序电流计
算结果如下表;
-〜一运行方式及故障类型
故障点
■.一
最大运行方式下
K1
最小运行方式下
K1,1
母线A的出口处
670A
745A
母线AB的中点
402A
358A
母线B
287A
236A
母线C
194A
150A
母线D
208A
163.5A
(6)在断路器1~5上流过的最大负荷电流分别为:
1070A、810A、381A、850A、390A。
试分析、计算:
(1)保护2和4是否需要装设零序电流I段保护?
为什么?
(2)保护2和4零序电流II段、III段的电流整定值及时间整定值?
(3)保护1各段零序电流保护的电流整定值、时间整定值及灵敏度?
图2-53
2.29某110kV单电源系统如图2-54所示,其中,Zs.min10、Zs.max13.5,线路的单
位阻抗为0.4。
在可靠系数K;ei1.3的情况下,试求:
1)保护1的电流I段整定值,并进行灵敏度验证;
2)当线路AB的长度减小到25km时,重复上述的计算,并分析计算结果。
3.1为什么距离保护的动作区域通常为一个“面”或“圆”的形式?
3.2请说明测量阻抗、整定阻抗、临界动作阻抗的含义,并说明保护安装处的负荷阻抗、短路阻抗、系统等值阻抗的含义。
3.3对于方向阻抗圆的特性,其最大灵敏角是如何定义的?
对于具体的输电线路,通常将最大灵敏角整定为何参数?
3.4
阻抗元件的方向圆特性、偏移圆特性是否存在出口死区?
若存在出口死区,那么,通
常采取何种措施?
3.6请写出常用的相间0°接线方式、接地0。
接线方式引入的电压与电流,并说明二者分
别能够应用于哪些故障类型?
3.7图3-54所示特性经常应用于构成躲负荷阻抗的影响。
试用测量阻抗为变量,列写出图示特性的幅值比较动
作方程。
3.8距离保护I、II、山段的整定原则是什么?
I段的
可靠
系数主要考虑哪些影响因素?
3.9仅从TA传变特性的角度,试分析该特性对距离I段
可靠系数的影响。
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
金属性短路时,在故障相与非故障相的测量阻抗中,哪种阻抗元件受振荡的影响最小?
为什么?
在距离保护的整定计算中,为什么要取分支系数KbIk:
Im为最小?
在验证灵敏度
时,为什么要取分支系数KbIk:
lm为最大?
其中,Ik为下一级线路的测量电流,
为保护安装处的测量电流。
请分析最大、最小的负荷阻抗角与功角的近似关系。
与相间电流保护相比较,试归纳出距离保护的主要特点。
电力系统振荡时,电流、电压、测量阻抗是如何变化的。
通常可以将多电源系统等效为双电源系统,请分析:
等效双电源系统的功角是否会
发生突变?
如图3-55所示的系统,在SW/电源之间发生振荡的情况下,试分析:
1)K处没有短
路时,距离保护1是否受振荡影响?
2)K处发生短路时,距离保护1是否受振荡影响?
为什么?
其中,P站可能为振荡中心、也可能不是振荡中心。
图3-55
对于Z不发生变化的双电源系统,当发生振荡时,在同一个保护的I、II、III段阻
抗元件中,哪个阻抗元件最容易误动?
哪个阻抗元件次之?
通常采取何种方式防止误
动?
在采取短时开放的措施之后,如果本线路末端发生短路,那么,距离保护II段是如何
实现切除故障的?
仅从阻抗特性的角度来说,在振荡时,希望R轴方向的范围小一些,但是,从提高耐
受过渡电阻的能力来说,又希望R轴方向的范围大一些,因此,二者的要求是相反的。
在微机保护中,通常采取何种方案兼顾二者的要求?
请你对多边形特性与方向圆特性的性能进行比较。
请问:
选相元件的主要作用是什么?
3.22三段式距离保护的整定原则与三段式电流保护的整定原则有何异同?
3.23在单电源线路上,过渡电阻对距离保护会产生什么影响?
3.24在双电源线路上,距离保护测量到的过渡电阻为什么会呈现容性或感性?
3.25如何获得故障分量?
所述方法的故障分量存在多长时间?
3.26何谓距离保护的暂态超越?
克服暂态超越的主要措施是什么?
3.27影响距离保护正确工作的因素有哪些?
主要采取何种措施克服不利因素的影响?
试说
明:
这些措施的目的是什么?
3.28在图3-56所示的网络中,线路ABBCCD的首端均配置了三段式距离保护。
网络参数如图所示,并已知:
1)线路的正序阻抗为z10.45km,阻抗角65;
2)线路ABBC的最大负荷电流lL.max600A,功率因数cos0.9;
3)测量元件均采用方向阻抗特性;
4)线路CD的tj1.5s。
试求:
(1)保护1、2的相间距离I、II、III段一次动作阻抗及整定时限,并绘制出时间配合
图;
(2)校验II、山段的灵敏度。
“Uk%10.5%
XB.max
110kV/6.6kV
图3-56
3.29在图3-57所示的双电源系统中,在保护1处装设了0接线的方向阻抗元件,设I段
阻抗的整定值为Zset6,且EmEn。
其余参数如图示,各元件阻抗角均为70。
试求:
(1)振荡中心的位置,并在阻抗复平面上画出测量阻抗的振荡轨迹;
(2)求出I段阻抗元件误动的角度范围;
(3)当系统的振荡周期近似取1.5s时,求出阻抗元件的误动时间。
图3-57
3.30电力系统非失稳运行时,试推导最小负荷阻抗角的表达式。
3.31试用相位比较的方法,写出图3-58所示阻抗特性的动作方程。
(a)
(b)
图3-58