继电保护竞赛大题之绘图题汇总第1套.docx
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继电保护竞赛大题之绘图题汇总第1套
六、绘图题（每题5分，共10分）
1、220kV单电源线路单带一台接线组别为Y/Y/△-12/11的负荷变压器（中低压侧无电源但有负荷）。
请用序分量定性分析在该线路电源侧断路器两相跳闸后，流经该断路器的各相各序电流（考虑变压器高压侧中性点接地和不接地两种情况）。
要求绘出等值序网图（P88）
2、系统发生接地故障时，某一侧的ЗU0，ЗI0，试判断故障在正方向上还是反方向上？
打印数据如下：
N=
1
2
3
4
5
6
7
8
ЗU0（V）
23.9
53.6
68.9
65.8
45
12.2
-23.9
-53.6
ЗI0（A）
-76.6
-34.2
17.4
64.3
94
98.5
76.6
34.2
N=
9
10
11
12
13
14
15
16
ЗU0（V）
-68.9
-65.8
-45
－12.2
23.9
53.6
68.9
65.8
ЗI0（A）
-17.4
-64.3
-94
-98.5
-76.6
-34.2
17.4
64.3
答：
1）从打印数据读出：
一个工频周期采样点数N=12即，相邻两点间的工频电角度为
（1分）
2）从打印数据读出3I0滞后3U0的相角改为600~700，即（1分）
3U0
600-700
3I0
（1分）
3）结论：
故障在反方向上（2分）
四．绘图题（共2题，每题5分，共10分）
1.绘出下图所可能产生寄生回路的条件及寄生电流的流向。
答案：
当3FU熔断时，会造成如下图所示中箭头所示的寄生回路。
2.RCS915型母差保护要求母联开关作为I母线上的一个元件，BP-2B母差保护开关作为II母线上的一个元件，请按此画出母联及支路CT接入两套母差的极性示意图。
答：
如图所示。
五．计算题（共2题，每题5分，共10分）
1.对于同杆架设的具有互感的两回路，在双线运行和单线运行（另一回线两端接地）的不同运行方式下，试计算在线路末端故障零序等值电抗和零序补偿系数的计算值。
答：
答：
设X0l=3X1,X0M=0.6X0l。
（X0l为线路零序电抗，X0M线路互感电抗）
双线运行时一次系统示意图等值电路
双线运行时零序等值电抗为
零序补偿系数为
单回线运行另一回线两端接地时：
一次系统示意图等值电路
单回线运行另一回线两端接地时零序等值电抗为
零序补偿系数为
2、如图所示，某110Kv系统的各序阻抗为：
X∑1=X∑2=j5Ω，X∑0=j3Ω，母线电压为115KV；P级电流互感器变比为1200/5，星形连接，不计电流互感器二次绕组漏阻抗、铁芯有功损耗；不计二次电缆电抗和微机保护电流回路阻抗，若ZL=4Ω，K点三相短路时测得TA二次电流稳态电流为54.8A，TA不饱和时求：
（1）K点单相接地时稳态下TA的变比误差ε；
（2）k点单相接地时稳态下TA的相角误差δ；
答：
K点三相短路电流为
折算到期二次侧，
K点单相短路电流为
折算到二次，
求TA励磁阻抗Xu
（1）K点单相接地时ε：
TA二次负载阻抗R=4×2=8Ω
（2）K点单相接地时的相角误差：
δ=15.2
六．绘图题（共2题，每题5分，共10分）
1.某电流互感器一次侧通入正弦交流电流I1，二次侧在纯电阻负载下测得的电流为I2，在不计二次绕组漏抗及铁芯损失的情况下，若电流互感器变比误差为10%，试求此时的相角误差δ。
答：
答：
作该电流互感器相量图如下：
因为
所以
从相量图得到
故
=90%
相角误差
=
2.如果阻抗继电器的动作方程为90º≦arg（ZJ–Zzd）/ZJ≦270º，式中ZJ为测量阻抗，Zzd为整定阻抗。
（1）在阻抗复数平面上画出它的动作特性
（2）写出继电器用以实现的电压形式的动作方程。
（即用加在继电器上的电压UJ、电流IJ和整定阻抗Zzd表达的动作方程）？
（3）说明该继电器在正方向出口短路可能会拒动（出现死区），在反方向出口短路可能会误动采取什么措施？
采取措施后，请画出正向短路和反向短路时的暂态动作特性？
（保护反方向的阻抗为Zs∠Ф，正方向的所有阻抗为ZR∠Ф,保护的整定阻抗为Zzd∠Ф）
答：
答：
（1）如右图所示
（2）90º≦arg（UJ–IJZzd）/UJ≦270º
应采取的措施为：
对极化电压（UJ）进行记忆，即用短路前的电压作为极化电压。
继电器正方向和反方向短路的暂态特性如下图所示：
正向短路暂态动作特性反向短路暂态动作特性
五、识绘图题【本大题共1小题，共5分。
】
以下是跳跃闭锁回路接线图，试对照该图说明跳跃闭锁的原理。
答：
当手合触头卡牢或重合闸接点粘牢时，可能会引起断路器的跳跃，即断路器跳开、合上循环重复进行。
（2分）
在上述情况下，由于有了跳跃闭锁回路，开关跳闸时，KCF电流线圈励磁，使KCF2断开，KCF1合上并使KCF电压线圈自保持，从而断路器合闸回路始终被断开，实现了开关跳跃闭锁。
（3分）
五、识绘图题【本大题共1小题，共5分。
】
下图为直流系统接地情况图，试分析直流两点接地的后果。
SA—控制开关；KS—信号继电器；KA1～KA2—电流继电器；
KM—中间继电器；LT—跳闸线圈；QF—断路器触点；XB—连接片；
HR—红灯；R—电阻；FU1、FU2—熔断器
答：
A、B两点接地时：
1KA、2KA触点被短接，KM起动，KM触点闭合而跳闸。
A、C两点接地时：
短接KM触点而跳闸。
A、D及D、F两点接地同样将造成断路器误跳闸
（以上3分）
B、E两点，D、E两点，C、E两点，断路器将拒动
A、E两点，引起熔丝熔断
（以上2分）
1、绘图（2题）
1.根据图1-55画出单侧电源空载线路上三相经过渡电阻短路的电压相量图（要求画出随
变化的故障点电压的变化轨迹）。
答：
电压相量图及故障点电压变化轨迹如图1-56所示。
图1-55
2.画出下图中
、
及
的相量图。
答：
如图所示：
2、绘图（2题）
1.试画出具有方向特性的四边形阻抗继电器特性图，并简述四边形各边界的作用。
答：
如图2-45所示。
X边界：
测量距离；R边界：
躲负荷；D边界：
判断方向。
2.试画出工频变化量阻抗继电器在正向短路故障时的动作特性。
并说明它保护过渡电阻的能力为什么有自适应功能。
（设保护反向阻抗为Zs，整定阻抗为Zzd）
答：
工频变化量阻抗继电器在正向短路故障时的计算示意图及等效电路图如图所示：
（1）工频变化量阻抗继电器的动作方程
区内短路：
Zk|ΔUF|；
（1）
区外短路：
Zk>Zzd或|ΔUop|<|ΔUF|；
（2）
阻抗继电器在正向短路故障时
ΔUop＝ΔU－ΔI·Zzd＝－ΔI·（Zs＋Zzd）（3）
ΔUF＝ΔI·（Zs＋ZJ）（4）
将式（3）、（4）代入式
（1）得：
|Zs＋Zzd|>|Zs＋ZJ|（5）
经过变换后得：
（6）
由式（6）可画出此时得动作特性，如下图。
（2）考虑过渡电阻时
（7）
从以上得分析可知，当保护背后电源运行方式最小（即Zs＝Zsmax）时，ΔIΣ/ΔI增大，过渡电阻的附加阻抗Za也随之增大，所以在背后运行方式最小时过渡电阻的影响最大，内部短路时更易拒动。
但其动作特性圆由于Zs的增大，使特性圆上的B点向第三象限移动（A点不动），特性圆的直径增大，特性圆在R轴方向上的分量随之增大，保护过渡电阻的能力也随之提高，因此说保护过渡电阻的能力有自适应功能。
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