電力系統(tǒng)繼電保護(hù)試卷1

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)考試題試卷4（答案）題號(hào)一二三四合計(jì)分?jǐn)?shù)一、名詞解釋?zhuān)?-2題每題1分，3-8題每題2分，共10分）1變電站綜合自動(dòng)化：主要將變電站的二次設(shè)備（測(cè)量?jī)x表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）經(jīng)過(guò)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(lái)，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)。2繼電保護(hù)裝置：就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。3電流差動(dòng)保護(hù)：是反應(yīng)從被保護(hù)元件各對(duì)外端口流入該元

2、件的電流之和的一種保護(hù)，是最理想的保護(hù)原理，稱(chēng)為有絕對(duì)選擇性的快速保護(hù)原理。4距離保護(hù)的時(shí)限特性：距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)安裝地點(diǎn)至短路點(diǎn)之間距離的關(guān)系t=f(l)，稱(chēng)為距離保護(hù)的時(shí)限特性。5備用電源自動(dòng)投入裝置：它簡(jiǎn)稱(chēng)AAT，就是當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)以后,能自動(dòng)、迅速地將備用電源或備用設(shè)備投入工作,使原來(lái)的工作電源、被斷開(kāi)的用戶(hù)能迅速恢復(fù)供電的一種自動(dòng)控制裝置。6重合閘：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。7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(guò)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)出現(xiàn)因電動(dòng)勢(shì)差而在各繞

3、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)定子繞組匝間短路的保護(hù)，即橫差動(dòng)保護(hù)。 8低頻減載：又稱(chēng)自動(dòng)按頻率減負(fù)載，或稱(chēng)低周減載（簡(jiǎn)稱(chēng)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(guò)切除一定的非重要負(fù)載來(lái)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。二、簡(jiǎn)答（每題5分，共30分）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)容量比較小，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(lái)增大保護(hù)裝

4、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。2電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的不等式約束條件是什么？請(qǐng)寫(xiě)出常見(jiàn)不等式。答：不等式約束條件涉及供電質(zhì)量和電力設(shè)備安全運(yùn)行的某些參數(shù)，它們應(yīng)處于安全運(yùn)行的范圍（上限和下限）內(nèi)，如：Sk Sk.maxUi.min Ui Ui.maxIij Iij.maxfminffmaxSk、 Sk.max 發(fā)電機(jī)、變壓器或用電設(shè)備的功率及其上限Ui.min 、Ui、 Ui.max 母線電壓及其上、下限Iij 、Iij.max 輸、配電線路中的電流及其上限fmin 、 f、 fmax 系統(tǒng)頻率及其上、下限3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)

5、單、方便。（2）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)（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4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）可靠性高，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，具有較高的運(yùn)算和大容量的存儲(chǔ)能力5縱聯(lián)保護(hù)的信號(hào)有哪幾類(lèi)？簡(jiǎn)要解釋每一種信號(hào)

6、。答：（1）閉鎖信號(hào)：當(dāng)發(fā)生外部故障時(shí)，由判定為外部的一端保護(hù)裝置發(fā)出閉鎖信號(hào)，將兩端的保護(hù)閉鎖；當(dāng)內(nèi)部故障時(shí)，兩端均不發(fā)、因而也收不到閉鎖信號(hào)，保護(hù)即可動(dòng)作于跳閘。（2）允許信號(hào)：當(dāng)內(nèi)部故障時(shí)，兩端保護(hù)應(yīng)同時(shí)向?qū)Χ税l(fā)出允許信號(hào)，使保護(hù)裝置能夠動(dòng)作于跳閘；當(dāng)外部故障時(shí)，則因接近故障點(diǎn)端判出故障在反方向而不發(fā)允許信號(hào)，對(duì)端保護(hù)不能跳閘，本端則因判出故障在反方向也不能跳閘。（3）跳閘信號(hào)：必須要求各端發(fā)送跳閘信號(hào)保護(hù)的動(dòng)作范圍小于線路全長(zhǎng)，而兩端保護(hù)動(dòng)作范圍之和應(yīng)大于線路全長(zhǎng)。全線上任一點(diǎn)故障時(shí)總有一端能發(fā)出跳閘信號(hào)。（4）解除閉鎖信號(hào)：在正常運(yùn)行情況下，兩端用不同的頻率互發(fā)一閉鎖信號(hào)，閉鎖對(duì)端保

7、護(hù)，兼作通道的監(jiān)視信號(hào)，當(dāng)內(nèi)部短路時(shí)兩端同時(shí)取消此閉鎖信號(hào)，使保護(hù)能夠跳閘。6變壓器常用的繼電保護(hù)有哪些？答：（1）瓦斯保護(hù)（2）縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)（3）過(guò)電流保護(hù)（4）接地保護(hù)（5）過(guò)負(fù)荷保護(hù)（6）過(guò)勵(lì)磁保護(hù)三、讀圖題（每題6分，共30分）1下圖為兩相星形接線方式，請(qǐng)簡(jiǎn)述其原理和三相星形接線的主要區(qū)別。答：兩相星形接線用裝設(shè)在A、C相上的兩相電流互感器與兩個(gè)電流繼電器分別按相連接在一起。它與三相星形接線的主要區(qū)別在于B相上不裝設(shè)電流互感器和相應(yīng)的繼電器，故不能反應(yīng)B相中所流過(guò)的電流，此時(shí)中性線的流回電流是2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

8、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(guò)的電流大于電流繼電器整定的電流值時(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。3下圖為變壓器的兩種保護(hù)示意圖，請(qǐng)說(shuō)明a)和b)各是什么動(dòng)作情況，并簡(jiǎn)述其工作原理。a) b)a)正常工作狀態(tài)：在變壓器正常運(yùn)行時(shí)，瓦斯繼電器的容器內(nèi)包括其中的上下開(kāi)口油杯，都是充滿油的；而上下油杯因各自平衡錘的作用而升起，如圖a所示。此時(shí)上下兩對(duì)觸點(diǎn)都是斷開(kāi)的。b)輕瓦斯保護(hù)：當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的少

9、量氣體慢慢升起，進(jìn)入瓦斯繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于轉(zhuǎn)軸的另一端平衡錘的力矩而降落，如圖b所示。這時(shí)上觸點(diǎn)接通信號(hào)回路，發(fā)出音響和燈光信號(hào)，稱(chēng)之為“輕瓦斯動(dòng)作”。4下圖為在水電廠采用自同步重合閘的示意圖，請(qǐng)簡(jiǎn)述其工作原理。線路上（如k點(diǎn)）發(fā)生故障后，系統(tǒng)側(cè)的保護(hù)使線路斷路器跳閘，水電廠側(cè)的保護(hù)則動(dòng)作于跳開(kāi)發(fā)電機(jī)的斷路器和滅磁開(kāi)關(guān)而不跳故障線路的斷路器。然后系統(tǒng)側(cè)的重合閘檢查線路無(wú)電壓而重合，如重合成功，則水輪發(fā)電機(jī)以自同步的方式，自動(dòng)與系統(tǒng)并列，故稱(chēng)為自同步重合閘。如重合不成功，則系統(tǒng)側(cè)的保護(hù)再次動(dòng)作跳閘，水電廠也被迫停機(jī)。采用自同

10、步重合閘時(shí)，必須考慮水電廠側(cè)地區(qū)負(fù)荷供電的影響，因?yàn)樵谧酝街睾祥l的過(guò)程中，如果不采取其他措施，它將被迫全部停電。5下圖為三相一次重合閘原理接線框圖，請(qǐng)簡(jiǎn)述重合閘前加速保護(hù)、后加速成繼電保護(hù)動(dòng)作情況。KTM1為時(shí)間元件，KTC1為一次合閘脈沖元件、KCS為合閘繼電器、XB1前加速切換片、XB2后加速切換片、HG2-允許重合閘信號(hào)燈、KAT-加速繼電器。（1）重合閘前加速保護(hù)：在重合閘未動(dòng)作時(shí)，記憶6s的KTC2輸出為低電平，經(jīng)非門(mén)F后輸出高電平，如果使連接片XB1投入，則起動(dòng)加速繼電器KAT。當(dāng)被保護(hù)線路上發(fā)生故障，保護(hù)動(dòng)作后即可通過(guò)KAT的觸點(diǎn)使斷路器直接跳閘。（2）重合閘后加速繼電保護(hù)動(dòng)作

11、：此時(shí)應(yīng)斷開(kāi)XB1而投入XB2，當(dāng)被保護(hù)線路上第一次發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)按原來(lái)有選擇性的整定值動(dòng)作切除故障，重合閘即起動(dòng)進(jìn)行一次合閘。于是記憶6s的KTC2輸出高電平，經(jīng)KTM2延時(shí)0.2s后經(jīng)XB2及或門(mén)起動(dòng)KAT，如果重合于永久性故障上，繼電保護(hù)再次動(dòng)作時(shí)，即可通過(guò)KAT的觸點(diǎn)加速繼電保護(hù)的跳閘。四、畫(huà)圖說(shuō)明題（每題6分，共30分）1請(qǐng)畫(huà)出斷路器失靈保護(hù)說(shuō)明圖，并說(shuō)明其工作過(guò)程。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(kāi)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(lái)動(dòng)作跳開(kāi)QF6、QF7，將故障切除，但延長(zhǎng)了故障切除時(shí)間，擴(kuò)大了停電

12、范圍甚至有可能破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定。2請(qǐng)畫(huà)出距離保護(hù)的組成框圖，請(qǐng)說(shuō)明其工作原理。當(dāng)正方向發(fā)生故障時(shí)，起動(dòng)元件動(dòng)作，如果故障位于第I段范圍內(nèi)，則ZI動(dòng)作，并與起動(dòng)元件的輸出信號(hào)通過(guò)與門(mén)，瞬時(shí)使用于出口回路，動(dòng)作于跳閘。如果故障位于距離II段保護(hù)范圍內(nèi)，則ZI不動(dòng)而ZII動(dòng)作，隨即起動(dòng)II段的時(shí)間元件tII，待tII延時(shí)到達(dá)后，也通過(guò)與門(mén)起動(dòng)出口回路動(dòng)作于跳閘。如果故障位于距離III段保護(hù)范圍內(nèi)，則ZIII動(dòng)作起動(dòng)tIII，在tIII的延時(shí)之內(nèi)，假定故障未被其他的保護(hù)動(dòng)作切除，則在tIII延時(shí)到達(dá)后，仍通過(guò)與門(mén)和出口回路動(dòng)作于跳閘，起到后備保護(hù)的作用3變電站多分段母線的三主變四分段備用電源自投方式，并簡(jiǎn)要說(shuō)明投入原理。備用電源自投動(dòng)作如下：（1）母線失壓、母線有壓時(shí)備自投啟動(dòng)跳QF1,合QF4同時(shí)聯(lián)跳QF22;（2）母線失壓、母線有壓時(shí)備自投啟動(dòng)跳QF3,合QF5同時(shí)聯(lián)跳QF21;（3