继电保护期末试题3西南交大.docx

1、继电保护期末试题3西南交大什么是保护安装处的负荷阻抗、短路阻抗、系统等值阻抗 答：负荷阻抗是指在电力系统正常运行时，保护安装处的电压（近似为额定电压）与 电流（负荷电流） 的比值。 因为电力系统正常运行时电压较高、 电流较小、 功率因数较高 （即 电压与电流之间的相位差较小） ，负荷阻抗的特点是量值较大，在阻抗复平面上与 R轴之间的夹角较小。短路阻抗是指在电力系统发生短路时，保护安装处的电压变为母线残余电压，电流变 为短路电流， 此时测量电压与测量电流的比值即为短路阻抗。 短路阻抗即保护安装处与短路 点之间一段线路的阻抗，其值较小，阻抗角较大。系统等值阻抗：在单个电源供电的情况下，系统等值阻抗

2、即为保护安装处与背侧电源 点之间电力元件的阻抗和； 在多个电源点供电的情况下， 系统等值阻抗即为保护安装处断路 器断开的情况下， 其所连接母线处的戴维南等值阻抗， 即系统等值电动势与母线处短路电流 的比值，一般通过等值、简化的方法求出。什么是故障环路相间短路与接地短路所构成的故障环路的最明显差别是什么 答：在电力系统发生故障时，故障电流流通的通路称为故障环路。相间短路与接地短路所构成的故障环路的最明显差别是： 接地短路点故障环路为 “相 地”故障环路，即短路电流在故障相与大地之间流通；对于相间短路，故障环路为“相 相”故障环路，即短路电流仅在故障相之间流通，不流向大地。构成距离保护为什么必须用

3、各种环上的电压、电流作为测量电压和电流 答：在三相电力系统中，任何一相的测量电压与测量电流之比都能算出一个测量阻抗， 但是只有故障环上的测量电压、电流之间才满足关系 U&m I&mZm I&mZk I&mZ1Lk ，即由它们算出的测量阻抗才等于短路阻抗， 才能够正确反应故障点到保护安装处之间的距离。 用非故 障环上的测量电压与电流虽然也能算出一个测量阻抗，但它与故障距离之间没有直接的关 系，不能够正确地反应故障距离，所以不能构成距离保护。解释什么是阻抗继电器的最灵敏角，为什么通常选定线路阻抗角为最灵敏角。Zset1 的阻抗角又称答：当测量阻抗角zm的阻抗角与正向整定阻抗 zset1的阻抗角相等

4、时，阻抗继电器的动作阻抗最大，正好等于 Zsetl，即Zop Zseti，此时继电器最为灵敏，所以 为最灵敏角。选定线路阻抗角为最灵敏角，是为了保证在线路发生金属性短路点情况下，阻抗继电 器动作最灵敏。以记忆电压为参考的距离继电器有什么特点其初态特性与稳态特性有何差别 答：以记忆电压为参考电压的距离继电器可以消除所有故障点死区，尤其是克服出口 三相对称性短路时三相电压都降为 0 而失去比较依据的不足；但其动作性不能长期保持。初态特性与稳态特性差别：（1）在传统的模拟式距离保护中， 记忆电压是通过 LC谐振记忆回路获得的，由于回路电阻的存在， 记忆量是逐渐衰减的，故障一定时间后。 记忆电压 将衰

5、减至故障后的测量电压。 所有由记忆回路产生的结论仅在故障刚刚发生、 记忆尚未消失 时是成立的，因此称之为初态特性； （2）数字式保护中， 记忆电压就是存放在存储器中的故 障前电压的采样值， 虽然不存在衰减问题， 但故障发生一定时间后， 电源的电动势发生变化， 将不再等于故障前的记忆电压，再用故障前的记忆电压作为参考电压，特性也将发生变化。 所以记忆电压仅能在故障后的一定时间内使用，例如仅在 I 、II 段中采用。图 37 所示系统中， 发电机以发电机变压器组方式接入系统， 最大开机方式为 4 台机全 开，最小开机方式为两侧各开 1台机，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。其参数为：G1,2

6、、&i0分别为保护3处的正、负、ZBKOzBK1i&31ZBK2I2ZbkoI&io%1i&K2，式中，U、i&2、i&o 分Uko&2、&0分别为保护1处的正、负、零序电流；零序电流；zAB1 zAB2、zABO分别为线路a b的正、负、零序阻抗；zBK1 zBK2、分别为母线b到故障处之间线路的正、负、零序阻抗。所以保护1处的a相电压U&A为L&A L&1 I&2 U&0 ( qZAB1 ZAB2 ； ZBK1 ZBK2 )Zab1(&1 &2)Zabo&o zbkM&h 役)Zbko&5O WkaZAB1(&1 &2 &0)(ZABO ZAB1)&O ZBK1(&1 &2 &i0)(ZB

7、KOZAB1&A 3KZAB1 &O ZBK1%A 3KZBK1&3O L&Ka 式中，K Z) Z1 Zabo Zab1， 3Z1序电流补偿系数)。 在金属性短路情况下，l&KA跟 ZAB1&A&A 3KI&OZBK1)&iO &KAZ1m3ZAB1ZbkO Zbki3ZBK10。故保护3KZ AB1 &O23 (Q Zabo 1.2 lab ; Z10.4 LAB )(称为零&A 3KI&O1处的测量阻抗Z1m为ZBK低A 3KZBK悒0 Zab1Z I&iA 3KI &10BK1 &A 3KI&o故由分支系数定义变得保护 1的分支系数表达式，即 K1b削a 3心0&A 3K&0因为在正、

8、负序网中备. 电A 3心&30&A 3KI&0l%A 2l&i0&A 2I&O(将 K&1 &52&1 ,施2 &2所以2/3代入）3&30 &1 &2 3 &30&1 I&2 3&0 &11 3( bo &0)3&0 &1 &2 3&0&3o 1 爲11 &1 &23 &0为表达方便，做如下符号规定：设母线A左方的G1、T1, G2、T2发变组等值阻抗为 x12,母线C右方的G3、T3， G4、 T4发变组的等值阻抗为 X34，T5、T6变压器组等值阻抗为 X56，故障处记为k。在正、负序网中，不考虑 T5、T6，有XCK1 X34.1&11 &2 Xco X弘1 I&f1 (分流公式)X1

9、2.1 XAB1 XBK1 XCK1 X 34.1在零序网中，考虑T5、T6，有色0 XCKO X34.o &f0 (分流公式)(X12.O XABO)/X56.O XBKO XCKO X34.OX56.O&0 X12.0 xAbO X56.OO (分流公式)因为在故障处发生的是单相接地故障，所以故障处正、负、零序电流相等，即&f1 &f 2 &f034.1、X56.O 分别取最大值，而 X12.1、X34.0、X12.0X34.1min 10 ， X56.0min 20 ， X12.1max 25 ， X34.0max 30所以，当X34.1、X56.O分别取最小值，而 X12.1、X34.

10、O、幻2.0分别取最大值时， Mb就 取最大值；当X34.1、X56.0分别取最大值，而X12.1、X34.0、X12.0分别取最小值时，K1b 就取最小值。即当X12.Omax 30252412.8811016n 12.5，X34.1max12.5 24K1b.min120时，有2.01有 K1b. max（2）保护4的接地距离 同保护I接地距离系数。1）考虑与保护2的距离I段配合。由前述分析可得K4b 1X56.0 2 _X34.0 xBC0 3 11X56.0X34.1 (XaC1 XaK1) X12.0 X AK0(1 (XaB0 XaK0)(1 X56.0 )XAK0 X12.0 X

11、34.0 xBC0XAK1 X12.1X 34.0分别取最大值时，X 34.0分别取最小值时，20 ， X12.0max 30K4b就取最大值；K4b就取最小值。，X34.0max 30 ，K4b.min1 40 2 1 40 15 48 3 1 10 36.4 15 10.825 3.6 1 4161.2 40(1 )(1 )15 10.8 15 48考虑与变压器的速断保护配合K4b 1 &A 1 X%1 XBC1 &4a x12.1 xAB1当X34.1取最大值，X12.1取最小值时, 大值时，K4b就取最小值。即当 X34.1max 20 ， X12.1min 12.5K4b就取最大值；

12、 X341取最小值，X121取最时，有K4b.max 1 16当 X34.1min 1024 1.99，X12.1max 25 时，K4b.min1 3 1.5325 24o-2-II5/kV Xa &i25Qt例31】在图3.26所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路 保护I、II、ni段进行整定计算。已知线路A-B的JA大负荷电流/d._ = 350A.功率因数 cPd = 0.9,各线路每公里阻抗X| = 0.4n/km,阻抗角肌=70,电动机的自启动系数K.= 1.5,正常时母线最低工作电压i/j耐取3?于0.9n (t/N=H0kV)o tP -0.5s n(Zf

13、c%-IO5St-3I.5MVA解1.有关各元件阻抗值的计算线路 1-2 的正序阻抗 Z,.2 = z,L|-2 = 0.4x30=12 (0)线路 34、5-6 的正序阻抗 73-4 = 75.6= ,.4 = 0.4x60 = 24 (0)变压器的等值阻抗 = 嚮 x =需X j弓=441 ()2 距离I段的整定(1)整定阻抗。按式(3.109)计算为Zi= KiZ|.2 = 0-85x 12= 10.2 (O)(2)动作时间。? =0s (第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间)。3.距离n段曲整定(1)整定阻抗：按下列两个条件选择：I)与相邻下级最短线路3-4 (或5-6)的保护3

14、 (或保护5)的I段配合，按式(ZB+Kb_Z見) 式中，可取 K匕= 0.85, K占=0.8,而 Zi 3 = i3.4 =0.85 x 24 = 20.4 (),Kb.的计算如下：Kb为保护3的1段末发生短路时对保护1而苜的最小分支系数(如图3.27所示), 当保护3的I段末点短路时，分支系数计算式为Ay + X .2 4I3 085Zi-JmtT125勺.2満足菱求。(3)动作时间，与相邻保护3的I段配合，则I =让 + / =0.5 (S)它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。4.距离m段的整定(1)整定K抗：按躲开量小负荷阻抗整定+1 UI min 0 9 X J1

15、0 ., L /L. = - =百 = 163.5 CO)/_ V3 X 0.35Lmn* D.Mk因为继电黠取为相间接线方式的方向阻抗继电器，所以按式仃.119）计算为K凤KW t g取心=12 2】4仏心= 15和护点訂仙二畑一、（0.9） =25用.于是丹川二 1.2x L15x l?5xc 7Cr-25.) = 口叮(O)（2）灵敏性校验：n本线路末端短路时的灵敏系数为t?=即+ 3加或屮二,% +2山取其申较K者r t1I0 2 t 1.5 2 0.5 2.5S什么是距离保护的稳态超越克服稳态超越影响的措施有哪些答：稳态超越是指在区外故障期间测量阻抗稳定地落入动作区的动作现象。上级测

16、量阻抗可能会因下级线路出口处过渡电阻的影响而减小， 严重情况下，可能使测量阻抗落入其I段范围内，造成其I段误动作。这种因过渡电阻的存在而导致保护测量阻抗变小，进一步 引起保护误动作的现象，称为距离保护的稳态超越。克服稳态超越影响的措施是：采用能容许较大的过渡电阻而不至于拒动的测量元件。M处）。根据下图简述工频故障分量距离继电器的工作原理（保护装在lUU Z ZsZkEk uk0答：在上图中，k处短路时，保护安装处的工频故障分量电流和工频故障分量电压可以表示 为Uop U &Zset &（Zs Zset）式中，Zset为保护的整定阻抗，一般取为线路正序阻抗的 80 : 85 。比较工作电压 l&Op 与故障附加状态下短路点电压的大小，即比较工作电压与非故障状态下短路点电压的大小 u0，就能够区分出内外的故障。工频故障分量距离元件的动作判据可以表示为kU）p| uj0满足该式判定为区内故障，保护动作；不满足该式，判定为区外故障，保护不动作。