電力系統(tǒng)繼電保護(hù)練習(xí)題A答案

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)練習(xí)題A答案 一、名詞解釋 1. 輸電線路縱聯(lián)保護(hù)：是用某種通信通道將輸電線端或各端（對(duì)于多端線路）的保護(hù)裝巻縱向連接起來, 將端的電氣量（電流、功率方向等）傳送到對(duì)端，將各端的電氣屋進(jìn)行比較，以判斷故障在本線路范 圍內(nèi)還是在線路范圍之外，從而決泄是否切斷被保護(hù)線路。理論上具有絕對(duì)的選擇性。 2. 低頻減載：又稱自動(dòng)按頻率減負(fù)載，或稱低周減載（簡(jiǎn)稱為AFL）,是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的重要措 施之一。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的有功功率缺額時(shí)，通過切除一左的非重要負(fù)載來減輕有功缺額的程度， 使系統(tǒng)的頻率保持在事故允許限額之內(nèi)，保證重要負(fù)載的可靠供電。 3. 變電站綜合自動(dòng)化：主要將變電站

2、的二次設(shè)備（測(cè)屋儀表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝宜和遠(yuǎn)動(dòng)裝 置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)聯(lián)結(jié) 起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制和繼電保護(hù)，并與調(diào)度 通信，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度、控制的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 4. 垂合閘：在電力系統(tǒng)中，當(dāng)斷路器跳閘之后，能夠自動(dòng)地將斷路器重新合閘的裝置。 5. 橫差動(dòng)保護(hù)：在正常運(yùn)行的時(shí)候，各繞組中的電動(dòng)勢(shì)相等，流過相等的負(fù)荷電流。而當(dāng)任一繞組發(fā)生 匝間短路時(shí)，繞組中的電動(dòng)勢(shì)就不再相等，因而會(huì)岀現(xiàn)因電動(dòng)勢(shì)差而在各繞組間產(chǎn)生均衡電流。利用這 個(gè)環(huán)流，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短

3、路的保護(hù)，即橫差動(dòng)保護(hù)。 6. 低頻減載：又稱自動(dòng)按頻率減負(fù)載，或稱低周減載（簡(jiǎn)稱為AFL）,是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的重要措 施之一。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的有功功率缺額時(shí)，通過切除一定的非重要負(fù)載來減輕有功缺額的程度， 使系統(tǒng)的頻率保持在事故允許限額之內(nèi)，保證重要負(fù)載的可靠供電。 三簡(jiǎn)答 1. 在繼電保護(hù)中為什么經(jīng)常采用中間繼電器 答： （1） 電流繼電器的觸點(diǎn)容疑比較小，不能直接接通跳閘線圈，所以先起動(dòng)中間繼電器（增加觸點(diǎn)容 量），然后再由中間繼電器的觸點(diǎn)（容量大）去跳閘： （2） 當(dāng)線路上裝有管型避雷器時(shí)，利用中間繼電器來增大保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間，以防止管型避 雷器放電時(shí)引起速斷保護(hù)的誤動(dòng)

4、作。 2. 網(wǎng)絡(luò)型微機(jī)保護(hù)裝置的優(yōu)點(diǎn)有哪些 答： （1） 模塊之間的連接簡(jiǎn)單、方便。 （2） 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) I （3） 擴(kuò)展性好 （4） 升級(jí)方便 （5） 便于實(shí)現(xiàn)出口邏輯的靈活配置 （6） 降低對(duì)微型機(jī)或微控制器并行口的數(shù)量的要求 3. 母線保護(hù)按原理分有哪些類型 答： （1） 用相鄰回路保護(hù)實(shí)現(xiàn)的母線保護(hù) （2） 差動(dòng)原理：完全差動(dòng)和不完全差動(dòng) （3） 母聯(lián)電流相位比較原理 （4）電流相位比較式母線保護(hù)原理 4. 電流保護(hù)三段式都分別是什么它們是如何組成電流保護(hù)的主保護(hù)和后備保護(hù) 答： 第I段為無時(shí)限電流速斷保護(hù)或無時(shí)限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)，第I【段為帶時(shí)限電流速斷保護(hù)或帶 時(shí)限

5、電流閉鎖電壓速斷保護(hù)，第III段為過電流保護(hù)或低電壓閉鎖的過電流保護(hù)： I段和II段保護(hù)作為本線路相間短路的主保護(hù)：III段作為本線路相間故障的近后備保護(hù)及相鄰線路 的遠(yuǎn)后備保護(hù) 5. 微機(jī)繼電保護(hù)的普遍特點(diǎn)有哪些 答： （1） 維護(hù)調(diào)試方便，具有自動(dòng)檢測(cè)功能 （2） 可靠性髙，具有極強(qiáng)的綜合分析和判斷能力，可實(shí)現(xiàn)常規(guī)模擬保護(hù)很難做到的自動(dòng)糾錯(cuò)，即自 （3） 動(dòng)識(shí)別和排除干擾，防止由于干擾而造成的誤動(dòng)作，并具有自診斷能力。 （4） 保護(hù)裝置自身經(jīng)濟(jì)性 （5） 可擴(kuò)展性強(qiáng)，易于獲得附加功能 （6） 保護(hù)裝置本身的靈活性大，可靈活地適應(yīng)于電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化 （7） 性能得到很好的改善，具有較高

6、的運(yùn)算和大容量的存儲(chǔ)能力 6. 簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的未來發(fā)展方向。 答：（1）計(jì)算機(jī)化：（2）網(wǎng)絡(luò)化；（3）保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化：（4）智能化。 7. 如何理解繼電保護(hù)裝置的選擇性如何保證選擇性 （1） 選擇性：指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障從電力系統(tǒng)中斷開，最大限度地保證 系統(tǒng)中無故障部分仍能繼續(xù)安全動(dòng)作。選擇性主要有兩層意思： 第一：只應(yīng)由裝在故障元件上的保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障： 第二：要力爭(zhēng)相鄰元件的保護(hù)裝置對(duì)它起后備保護(hù)的作用. （2） 選擇性的保證：除利用一左的延時(shí)使本線路的后備保護(hù)與主保護(hù)正確配合外，還必須注意相鄰元 件后備保護(hù)之間的正確配合. 其一：上級(jí)元

7、件后備保護(hù)的靈敏度要低于下級(jí)元件后備保護(hù)的靈敏度； 英二：上級(jí)元件后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間要大于下級(jí)元件后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，尤其在短路電流水平較 低，保護(hù)位于動(dòng)作邊緣情況下，此兩條件缺一不可. 三、畫圖說明題 1. 請(qǐng)畫出一次式繼電器、二次式繼電器的原理圖，并加以簡(jiǎn)單說明。 （1）一次式繼電器：線圈直接接入一次回路的繼電器 （2）二次式繼電器：線圈通過電流互感器TA而接于它的二次側(cè)。它與一次回路沒有直接的聯(lián)系，運(yùn) 行檢修方便，也沒有高壓的危險(xiǎn)，靈敏度髙、體積小，還可以劃成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)型式由繼電器制造廠大規(guī)模 生產(chǎn)。 2從功能角度岀發(fā)，畫出典型的微機(jī)繼電保護(hù)裝置硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并輔以簡(jiǎn)要解釋。 微機(jī)繼電保

8、護(hù)裝置硬件主要包括數(shù)拯釆集部分（包括電流、電壓等模擬量輸入變換、低通濾波回路、 模數(shù)轉(zhuǎn)換等） ， 數(shù)拯處理、 邏借判斷及保護(hù)算法的數(shù)字核心部分 （包括CPU、存儲(chǔ)器、 實(shí)時(shí)時(shí)鐘、WATCHDOG 等） ，開關(guān)量輸入/輸岀通道以及人機(jī)接口（鍵盤、液晶顯示器兒 3請(qǐng)畫出繼電保護(hù)裝置、選相元件與重合閘回路的配合關(guān)系圖。 NO-M W rlFW 選件 相元 C相 相重合ffl回 4請(qǐng)畫出斷路器失靈保護(hù)說明圖，并說明英工作過程匚 線路L1上發(fā)生短路，斷路器QF1拒動(dòng)，此時(shí)斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作，以較短的時(shí)限跳開QF2、QF5和 QF3,將故障切除。雖然可由L2和L3的遠(yuǎn)后備保護(hù)來動(dòng)作跳開QF6、QF7,將故

9、障切除，但延長(zhǎng)了故障 切除時(shí)間，擴(kuò)大了停電范用甚至有可能破壞系統(tǒng)的穩(wěn)左。 5 請(qǐng)畫出典型母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作程序流程圖。 母線差動(dòng)保護(hù)的程序部分由在線保護(hù)程序和離線輔助功能程序兩部分組成 6請(qǐng)畫出變電站多分段母線的三主變?nèi)侄蝹溆秒娫醋酝斗绞秸f明圖，并說明備用電源自投動(dòng)作. 三主變?nèi)侄畏绞綖槿_(tái)主變,低壓采用母線三分段， 兩個(gè)低壓分段開關(guān)QF4、QF5正常運(yùn)行時(shí)一般斷 開，如圖所示。設(shè)該接線正常運(yùn)行方式為QFQF2、QF3合,QF4、QF5斷開,每臺(tái)變壓器一段母線負(fù)載。 備用電源自投動(dòng)作如下： （1） 母線I失壓、母線II有壓時(shí)，備自投啟動(dòng)跳QF1,合QF4; （2） 母線III失壓、母線I【有

10、壓時(shí),備自投啟動(dòng)跳QF3,合QF5; 3）母線II失壓、母線I或III有壓時(shí)，備自投啟動(dòng)跳QF2,合QF4或QF5（任選一種方式）。 7畫圖說明直接作用式繼電器、間接作用式繼電器的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)。 （1） 直接作用式繼電器：動(dòng)作后直接作用于斷路器的跳閘機(jī)構(gòu) 缺點(diǎn)：需要消耗很大的功率，體積笨重不夠靈活 （2） 間接作用式繼電器：動(dòng)作后利用觸點(diǎn)閉合一個(gè)輔助操作回路（接通斷路器的跳閘線圈Y）,然后 由操作機(jī)構(gòu)使斷路器跳閘 優(yōu)點(diǎn)：糟確性較高、功率消耗小 應(yīng)用：二次式間接作用的繼電器應(yīng)用最廣泛 8畫圖說明單側(cè)電源供電的負(fù)荷電流曲線 正常運(yùn)行時(shí)，各條線路中流過所供負(fù)荷電流，越靠近電源側(cè)的線路，流過的電流

11、越大。負(fù)荷電流的 大小，取決于用戶負(fù)荷接入的多少，當(dāng)用戶的負(fù)荷同時(shí)全都接入時(shí)，形成最大負(fù)荷電流。 9畫出電流速斷保護(hù)的單相接線原理圖，說明工作原理及釆用中間繼電器的理由。A B C D IAB fmax I I lB-Cfmax I 1 - IIC-Dfmax 1 - 1 i 1 電流繼電器接于電流互感器TA的二次側(cè)，它動(dòng)作后起動(dòng)中間繼電器，其觸點(diǎn)閉合后，經(jīng) 串聯(lián)繼電器而接通斷路器的跳閘線圈Y,使斷路器跳閘. 2 接線采用中間繼電器的原因： （1） 電流繼電器的觸點(diǎn)容量比較小，不能直接接通跳閘線圈Y,所以先起動(dòng)中間繼電器， 然后再由中間繼電器的觸點(diǎn)（容量大）去跳閘； （2） 當(dāng)線路上裝有管型避

12、雷器時(shí)，利用中間繼電器來增大保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間，以防 止管型避雷器放電時(shí)引起速斷保護(hù)的誤動(dòng)作. 四、讀圖丿 1.下圖為限時(shí)電流速斷保護(hù)的單相原理接線圖，請(qǐng)指出1、2. 3分別是什么繼電器，并敘述此接線圖的 工作原理。 1 電流繼電器.2時(shí)間繼電器、3信號(hào)繼電器。 當(dāng)電流互感器中通過的電流大于電流繼電器整左的電流值時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，并引出時(shí)間繼電器 工作，經(jīng)時(shí)間繼電器設(shè)定的延時(shí)后，時(shí)間繼電器動(dòng)作，信號(hào)繼電器動(dòng)作發(fā)出跳閘信號(hào)，并給斷路器以跳 閘信號(hào)，跳閘器跳閘切除故障。 2. 下圖為距離保護(hù)的時(shí)限特性及其與電流速斷三段式關(guān)系的示意圖，請(qǐng)簡(jiǎn)述之。 (b) 距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)安裝地點(diǎn)至短路

13、點(diǎn)之間距離的關(guān)系t=f(l).稱為距離保護(hù)的時(shí)限特性。 為滿足速動(dòng)性，選擇性和靈敏性的要求，應(yīng)用具有三段動(dòng)作范圍的階梯型時(shí)限特性，并分別稱為距 離保護(hù)的I、II、III段。 距離保護(hù)的第I段是瞬時(shí)動(dòng)作的，tl是保護(hù)本身的固有動(dòng)作時(shí)間。Z*2ZAB 保護(hù)2的整泄值： Z act 2= ZAB 保護(hù)1的整定值:Zactl= ZBC 距離II段整左值的選擇與限時(shí)電流速斷的相似，即應(yīng)使其不超出下一條線路距離I段的保護(hù)范國(guó)， 同時(shí)帶有高出一個(gè)At的時(shí)限，以保證選擇性。 當(dāng)保護(hù)1第一 I段末端短路時(shí)，保護(hù)2的測(cè)量電阻為： Z2二ZAB+Z act 1 可靠系數(shù)K,則保護(hù)2的起動(dòng)電阻為 Z act 2=k(

14、ZAB+Z act 1)=ZAB + ZBC 3. 下圖是母線保護(hù)的一種原理圖，請(qǐng)說明它是什么保護(hù)，并解釋在正常和外部故障時(shí)的電流情況。 上圖為母線完全差動(dòng)保護(hù)，它是將母線上所有的各連接元件的電流互感器按同名相、同極性連接到 差動(dòng)回路，電流互感器的特性與變比均應(yīng)相同,且滿足工1=0,即流入差動(dòng)繼電器的電流為0。 在正常和外部故障時(shí)，流入母線與流出母線的一次電流之和為零。 4 4* 4 工 J = /i + 7n + 7ni = 0 4. 下圖為發(fā)電機(jī)的一個(gè)繞組內(nèi)部匝間短路的橫差動(dòng)保護(hù)請(qǐng)解釋原理。 在某一個(gè)繞組內(nèi)部發(fā)生匝間短路匕時(shí)由于故障支路和非故障支路的電動(dòng)勢(shì)不相等，因此有一個(gè)環(huán)流 Id產(chǎn)生，這時(shí)在差動(dòng)回路中將流有電流d 當(dāng)此電流大于繼電器的起動(dòng)電流時(shí)，保護(hù)即可動(dòng)作于跳閘. 短路匝數(shù)越多時(shí)，則環(huán)流越大； 當(dāng)a較小時(shí)，保護(hù)就不能動(dòng)作，故保護(hù)有死區(qū)。 5. 下圖是微機(jī)保護(hù)裝置的開關(guān)量輸入原理圖，即從裝置外部經(jīng)過端