電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理習(xí)題精選2012

1、目 錄1緒論12基本器件23電網(wǎng)電流保護(hù)34電網(wǎng)距離保護(hù)85電網(wǎng)縱聯(lián)保護(hù)116自動重合閘127變壓器保護(hù)138發(fā)電機(jī)保護(hù)149母線保護(hù)1510微機(jī)保護(hù)基礎(chǔ)17電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理作業(yè)1緒論1.1 什么是主保護(hù)？什么是后備保護(hù)、近后備保護(hù)、遠(yuǎn)后備保護(hù)？什么是輔助保護(hù)？什么是異常運(yùn)行保護(hù)？ 1.2 說明對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)有那些基本要求。1.3 簡要說明繼電保護(hù)裝置的一般構(gòu)成以及各部分的作用。1.4 如圖所示電力系統(tǒng)。(1)分別說明在保護(hù)和斷路器都正常的情況下，k1、k2、k3、k4點(diǎn)故障時(shí)按選擇性的要求哪些保護(hù)應(yīng)發(fā)跳閘命令，跳開哪些斷路器？(2)k4點(diǎn)故障時(shí)，如果QF2拒動，則應(yīng)將哪個(gè)斷路器斷開？

2、(3)k1點(diǎn)故障時(shí)QF2拒動，如果近后備保護(hù)動作會斷開哪些斷路器，遠(yuǎn)后備保護(hù)動作會斷開哪些斷路器？182基本器件2.1 什么是電流繼電器的動作電流、返回電流和返回系數(shù)？過量動作繼電器、欠量動作繼電器的返回系數(shù)有什么區(qū)別？3電網(wǎng)電流保護(hù)3.1 在圖示系統(tǒng)中，試分析：(1)保護(hù)1、4和9的最大和最小運(yùn)行方式，(2)保護(hù)8與保護(hù)6配合、保護(hù)1與保護(hù)9配合時(shí)計(jì)算最大、最小分支系數(shù)對應(yīng)的運(yùn)行方式。3.2 分析電流保護(hù)中各段如何保證選擇性？各段的保護(hù)范圍如何，與哪些因素有關(guān)？ 3.3 分析和比較、段電流保護(hù)的異同，試按“四性”的要求評價(jià)它們的優(yōu)缺點(diǎn)。3.4 為什么三段式電流保護(hù)中只有過電流保護(hù)在整定計(jì)算時(shí)

3、考慮返回系數(shù)和自起動系數(shù)？3.5 如何確定保護(hù)裝置靈敏性夠不夠？何謂靈敏系數(shù)？為什么一般總要求它們至少大于1.2-1.5以上？是否越大越好？3.6 在圖所示網(wǎng)絡(luò)中，等值系統(tǒng)電勢為，等值系統(tǒng)阻抗為10W。線路AB始端保護(hù)1裝有三段式電流保護(hù)，線路BC始端保護(hù)2裝有兩段式電流保護(hù)，均采用不完全星形接線方式，電流互感器變比為5/5，線路AB和BC的最大負(fù)荷電流分別為2.3A和2A，線路BC的過電流保護(hù)動作時(shí)限為3s。試完成線路AB和BC保護(hù)的整定計(jì)算，并計(jì)算各電流繼電器的動作值。（，）3.7 某配網(wǎng)系統(tǒng)接線如圖所示。已知最大運(yùn)行方式下降壓變電所10kV母線(k1點(diǎn))三相短路電流為4776A，線路末端

4、三相短路電流為835A；最小運(yùn)行方式下，降壓變電所10kV母線(k1點(diǎn))兩相短路電流為3266A；線路的最大負(fù)荷電流為230A。設(shè)該線路只配置電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過電流保護(hù)，計(jì)算各保護(hù)的電流定值，并進(jìn)行有關(guān)校驗(yàn)（，）。3.8 系統(tǒng)如圖所示，線路正序阻抗，三段式電流保護(hù)整定時(shí)、。計(jì)算：(1)保護(hù)5的電流速斷定值，校驗(yàn)最小保護(hù)范圍；(2)保護(hù)5的定時(shí)限過電流保護(hù)定值，校驗(yàn)近后備保護(hù)靈敏度系數(shù)。3.9 某系統(tǒng)如圖所(a)示，線路AB裝有三段式電流保護(hù)，各段保護(hù)的接線方式如圖（b）所示，其中I1、I4為I段電流繼電器，I2、I5為II段電流繼電器，I3、I6、I7為III段電流繼電器。已知AB線路末端

5、三相短路時(shí)的最大短路電流為1320A，末端三相短路時(shí)的最小短路電流為980A；限時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏度為1.32。 (1)計(jì)算保護(hù)1電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù)的定值()(2)說明各段的接線方式，除此之外還有哪些常見接線方式？說明不同接線方式的異同及其特點(diǎn)。(3)當(dāng)本保護(hù)出口(k1點(diǎn))發(fā)生AB相間短路時(shí)，說明各繼電器的動作情況，指出最后哪段保護(hù)出口跳閘。(4)相鄰線路出口(k2點(diǎn))發(fā)生AC相間短路時(shí)，說明各繼電器的動作情況，如果相鄰線路保護(hù)拒動，說明最后哪段保護(hù)出口跳閘。3.10 系統(tǒng)如圖所示，各元件的阻抗角為，保護(hù)1處裝有接線功率方向繼電器，內(nèi)角可選或。試分析：(1)給出接線功率方向繼電器的各

6、自引入的電壓、電流，說明采用這種接線方式在三相短路時(shí)有沒有動作死區(qū)，兩相短路時(shí)有沒有動作死區(qū)，為什么？如果有死區(qū)，怎樣消除？(2)選擇繼電器的內(nèi)角，寫出繼電器的動作方程。(3)分析正方向發(fā)生BC相間短路(k1點(diǎn))時(shí)，各功率方向繼電器的動作情況。(4) 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)為0.85，保護(hù)1處于送電側(cè)，分析保護(hù)1處A相功率方向繼電器的動作情況。(5) 如果電流元件與方向元件的接點(diǎn)采用如圖所示的連接方式，分析在有負(fù)荷的情況下發(fā)生反方向AB兩相短路(k2點(diǎn))時(shí)，保護(hù)1的動作行為。如有必要應(yīng)如何修改接點(diǎn)的連接方式？3.11 LG-11型功率方向繼電器所比較的兩個(gè)電氣量和中的和是怎樣取得的？、的幅值和

7、角度對該繼電器動作特性有什么影響？比較兩個(gè)電氣量的幅值為什么可以實(shí)現(xiàn)對和間相位的比較？相位比較與幅值比較原理之間有什么互換關(guān)系？3.12 系統(tǒng)如圖所示，對保護(hù)1進(jìn)行三段式相間電流保護(hù)的整定計(jì)算。，線路阻抗為0.4/km， AB線最大負(fù)荷電流為170A。電源阻抗， ，電源相電勢為，。3.13 設(shè)各保護(hù)都配置有三段式電流保護(hù)，參數(shù)如下：，、，、，線路AB長60km，最大負(fù)荷電流為400A，雙回線BC長100km， 、， ，計(jì)算保護(hù)1的各段的動作定值、動作時(shí)間并進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)。分析保護(hù)1的段是否需要加方向元件。3.14 如圖所示系統(tǒng)，各斷路器處均裝有過電流保護(hù)，試計(jì)算保護(hù)1-4的過電流保護(hù)動作時(shí)限，

8、并說明在哪些保護(hù)上應(yīng)裝設(shè)方向元件? 判斷的依據(jù)是什么？3.15 如圖所示系統(tǒng)，已知變壓器、線路的零序阻抗角均為75º。當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)(1)畫出零序網(wǎng)絡(luò)，在圖中表明零序電流分布，說明零序電壓的分布情況。(2)分析QF1和QF2處的零序電壓和零序電流之間的相位關(guān)系，并畫出相位圖。(3)如果采用的零序功率方向繼電器的最大靈敏角為70º，試確定該繼電器的接線方式。(4)當(dāng)保護(hù)出口發(fā)生接地故障時(shí)，零序功率方向繼電器有沒有死區(qū)，為什么？3.16 某單側(cè)電源系統(tǒng)如圖所示，系統(tǒng)阻抗，A母線發(fā)生接地短路時(shí)最大零序電流為2000A，AB線路長度為100km，正序阻抗為0.4，試計(jì)算保

9、護(hù)1零序段的定值。3.17 在圖示零序方向過電流保護(hù)原理接線圖中，如果A相與B相二次線圈間出現(xiàn)了斷線（如圖中´處）。假如A、B、C三相線路中的負(fù)荷電流為480A，電流互感器的變比為600/5，試問：(1)流入零序電流繼電器中的電流為多少？零序電流繼電器是否動作？(2)零序功率方向繼電器是否會誤動？(3)整套保護(hù)會不會誤動？3.18 零序功率方向繼電器在出口短路時(shí)有沒有“死區(qū)”，為什么？4電網(wǎng)距離保護(hù)4.1 何謂阻抗繼電器的測量阻抗（）、整定阻抗（）和動作阻抗（）？就方向阻抗繼電器說明它們之間的關(guān)系和區(qū)別。4.2 已知阻抗和在復(fù)數(shù)平面中位置如右圖所示，某阻抗繼電器的動作方程為：，試畫出

10、該繼電器的動作特性。4.3 已知采用幅值比較方式構(gòu)成繼電器的兩個(gè)電壓量，動作條件為，試問：(1)所構(gòu)成的繼電器是什么繼電器；(2)在復(fù)平面上畫出它的動作特性；(3)該繼電器的整定值是什么?4.4 消除方向阻抗繼電器動作死區(qū)的措施有哪些？4.5 對方向阻抗繼電器，當(dāng)加入繼電器的電壓和電流相位差為65º和85º時(shí)，測得的動作阻抗均為12.5。計(jì)算該阻抗繼電器的整定阻抗和最大靈敏角。4.6 阻抗繼電器的接線方式有哪些？可以反應(yīng)哪些故障類型？4.7 接地距離為什么不可以零序電壓和零序電流構(gòu)成的“零序阻抗繼電器”來反應(yīng)？4.8 110kV系統(tǒng)如圖所示，各線路均裝有距離保護(hù)，線路正序阻

11、抗為Z1=0.4/km，流過線路AB的最大負(fù)荷電流為600A，負(fù)荷功率因數(shù)為0.85，線路阻抗角。(, , ,，各段均采用方向圓特性阻抗繼電器)。計(jì)算：(1)對保護(hù)1的距離保護(hù)各段進(jìn)行整定計(jì)算。(2)計(jì)算線路AB至少送出多少負(fù)荷時(shí)，保護(hù)1的段會動作（假設(shè)母線電壓維持不變）4.9 雙側(cè)電源系統(tǒng)如圖所示，各參數(shù)與題4.8中設(shè)置相同。設(shè)，線路BC空載，兩側(cè)系統(tǒng)都處于最大運(yùn)行方式。試分析：(1)當(dāng)d=0°時(shí)，保護(hù)1出口發(fā)生經(jīng)過度電阻RF的三相短路，給出此時(shí)保護(hù)1測量阻抗的表達(dá)式；分析過渡電阻等于10W時(shí)保護(hù)1的動作行為(假設(shè)QF2一直處于閉合狀態(tài))；如果要保護(hù)1的段正確動作，試計(jì)算三相短路時(shí)

12、可以允許的最大過渡電阻是多少？(2)保護(hù)3出口發(fā)生經(jīng)12W歐姆的兩相弧光短路時(shí)，分析保護(hù)3距離保護(hù)段的動作情況。(3)系統(tǒng)發(fā)生振蕩，振蕩周期為2.0s。寫出保護(hù)1的測量阻抗的表達(dá)式，并在復(fù)平面上畫出振蕩軌跡，并分析保護(hù)1各段的動作行為。(4)分析保護(hù)1的段不受系統(tǒng)振蕩影響時(shí)各系統(tǒng)與線路阻抗之間應(yīng)滿足的關(guān)系。(5)當(dāng)振蕩過程中d=180°和90°時(shí)，在線路AB中點(diǎn)發(fā)生三相金屬性短路，計(jì)算保護(hù)1的測量阻抗，分析各段的動作行為。4.10 整定阻抗相同的不同特性的阻抗繼電器（如全阻抗，方向阻抗和偏移特性阻抗繼電器）在承受過渡電阻的能力上，哪一種最強(qiáng)？在遭受振蕩影響的程度上哪一種最嚴(yán)

13、重？4.11 何謂振蕩中心？其位置如何確定？振蕩中心的電流和電壓的變化有何特點(diǎn)？4.12 電力系統(tǒng)振蕩和短路的區(qū)別是什么？對繼電保護(hù)會帶來什么影響？應(yīng)采取哪些措施來防止？4.13 “大圓套小圓”的振蕩閉鎖措施原理如圖所示，t0=30ms、d1=100º、d2=140º，試分析振蕩周期在什么范圍內(nèi)時(shí)該閉鎖措施可以發(fā)揮作用，振蕩周期在什么范圍內(nèi)時(shí)該閉鎖措施會失效。 5電網(wǎng)縱聯(lián)保護(hù)5.1 高頻通道構(gòu)成包括哪幾部分？分別起什么作用？5.2 高頻信號的種類按作用來分有哪些？5.3 輸電系統(tǒng)如圖所示，線路MN裝設(shè)高頻閉鎖方向保護(hù)，原理圖如圖所示。(1)說明采用兩個(gè)不同靈敏度起動元件的原

14、因，時(shí)間元件、的作用。(2)兩側(cè)保護(hù)都正常時(shí)，分別說明在k1、k2點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)1、2的動作情況。(3)當(dāng)保護(hù)2的收信機(jī)故障時(shí)，分別說明在k1、k2、k3點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)1、2的動作情況。(4)當(dāng)保護(hù)1的發(fā)信機(jī)故障時(shí)，分別說明在k1、k2、k3點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)1、2的動作情況。5.4 電流差動保護(hù)在正常運(yùn)行或外部故障時(shí)最大不平衡電流的估算一般考慮哪些因素？5.5 系統(tǒng)振蕩時(shí)候，電流差動保護(hù)會不會誤動，為什么？6自動重合閘6.1 如圖所示系統(tǒng)中MN線路兩側(cè)配置有三段式相間、三段式接地距離保護(hù)和綜合重合閘，重合閘采用不對應(yīng)啟動方式，M側(cè)設(shè)置為檢同期方式，N側(cè)設(shè)置為檢無壓方式，保護(hù)與重合閘之

15、間采取“后加速”配合方式，加速距離段。分析：(1)當(dāng)M側(cè)保護(hù)出口(k1點(diǎn))發(fā)生瞬時(shí)性AB相間故障時(shí)，說明兩側(cè)保護(hù)及重合閘的動作行為；(2)當(dāng)N側(cè)保護(hù)出口(k2點(diǎn))發(fā)生永久性C相接地故障時(shí)，說明兩側(cè)保護(hù)及重合閘的動作行為。7變壓器保護(hù)7.1 在電磁式變壓器保護(hù)中如何消除由于變壓器兩側(cè)電流相位差造成的不平衡電流？兩側(cè)電流互感器之間應(yīng)滿足什么關(guān)系？7.2 造成變壓器差動保護(hù)產(chǎn)生不平衡電流的因素有哪些？7.3 比率制動式差動保護(hù)需整定的參數(shù)有哪些？如何對其進(jìn)行整定？7.4 變壓器比率制動式差動保護(hù)的動作方程為：其中為動作電流，為制動電流。保護(hù)定值分別為。(1)畫出該變壓器差動保護(hù)的動作特性圖。(2)在

16、相鄰線路發(fā)生單相接地，保護(hù)跳閘并重合過程中，差動保護(hù)測量到的動作電流為1.88A，制動電流為14.43A，分析該保護(hù)是否會誤動。7.5 系統(tǒng)如圖所示，變壓器額定電壓為220kV/38.5kV，星側(cè)、三角側(cè)電流互感器變比分別為600/5和4000/5。當(dāng)變壓器三角側(cè)引線上k1、k2發(fā)生AB相間短路時(shí)，不計(jì)負(fù)荷電流，三角側(cè)一次電流為：，變壓器主保護(hù)采用電流差動保護(hù)，計(jì)算各相的差動電流。7.6 勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生原因，影響其大小的因素，有什么特點(diǎn)？8發(fā)電機(jī)保護(hù)8.1 發(fā)電機(jī)保護(hù)的配置，各保護(hù)可以反應(yīng)的故障類型？8.2 發(fā)電機(jī)縱差、橫差、縱向零序電壓、定子繞組接地保護(hù)、失磁保護(hù)的基本原理。8.3 發(fā)電機(jī)定

17、子繞組接地后，零序電壓的特點(diǎn)。9母線保護(hù)9.1 元件固定連接的雙母線電流差動保護(hù)有幾個(gè)差動元件？它們分別起什么作用？9.2 說明母聯(lián)電流比相式差動保護(hù)的基本原理。9.3 如圖所示系統(tǒng)，母線配置電流差動保護(hù)，原理接線如圖所示，指出哪些元件為啟動元件，哪些為選擇元件。圖示位置發(fā)生三相短路時(shí)，畫出二次回路電流分布，說明繼電器動作情況。9.4 下圖所示為某220kV的大電流接地系統(tǒng)，各線路上配置的主保護(hù)為方向縱聯(lián)保護(hù)，后備保護(hù)為三段式相間和接地距離保護(hù)且有足夠的靈敏度，重合閘采用三相重合閘方式。線路L3的QF5側(cè)投檢無壓，QF6側(cè)投檢同期。母線配置有選擇性的雙母線電流差動保護(hù)。(1)當(dāng)線路L3末端k1

18、點(diǎn)發(fā)生永久性兩相短路時(shí)，說明各處保護(hù)及重合閘的動作過程；(2)正常方式下，線路L3的縱聯(lián)保護(hù)因故停用，末端k1點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)，接地距離保護(hù)正確動作，但QF5發(fā)生拒動。說明此時(shí)哪些保護(hù)動作，哪些斷路器跳閘。若裝設(shè)有斷路器失靈保護(hù)，應(yīng)動作于哪些斷路器跳閘？10微機(jī)保護(hù)基礎(chǔ)10.1 微機(jī)繼電保護(hù)裝置的硬件包括哪幾部分？各有什么作用？10.2 什么是采樣定理？如何確定微機(jī)保護(hù)的采樣頻率？說明采樣頻率、采樣周期、每工頻周期采樣點(diǎn)數(shù)間的相互關(guān)系。10.3 設(shè)fs=600Hz，設(shè)計(jì)一差分濾波器，要求能夠?yàn)V除直流分量及2、4、6等偶次諧波，寫出其差分方程表達(dá)式。10.4 假設(shè)輸入電壓信號為u(t)=10

19、sin(w1t+p/6)，w1=2pf1=100p，基頻每周波采樣點(diǎn)數(shù)為12點(diǎn)，寫出一個(gè)基頻周期的采樣序列，并用半周絕對值積分法求出信號的有效值。10.5 保護(hù)裝置配置三段式相間距離和接地距離保護(hù)，分別采用接線方式和帶零序補(bǔ)償?shù)慕?°線方式，阻抗元件均采用方向圓特性，假設(shè)相間距離和接地距離各段的整定值分別相同，分別為、，最大靈敏角均為75°，零序補(bǔ)償系數(shù)K=0.92。采用保護(hù)裝置的采樣頻率為600Hz，故障后保護(hù)采樣獲得的一組數(shù)據(jù)分別為：ua=(0,42.07,72.86, 84.13, 72.86, 42.07, 0.0, -42.07, -72.86, -84.13, -72.86, -42.07, 0.0)ub=(-69.19, -79.89, -69.19, -39.94, 0, 39.94, 69.19, 79.89, 69.19, 39.94, 0.0, -39.94, -69.19)uc=(3.0, 1.73, 0.0, -1.73, -3.0, -3.46,