电力系统继电保护复习资料39775.docx

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1、电力系统继电爱护一选择填空题1. 高压电网中，单相接地短路次数占全部短路次数的85%以上。2. 继电爱护装置由测量比拟元件、逻辑推断元件和执行输出元件组成。3. 每个重要的电力元件装备两套爱护，既是主爱护和后备爱护，后备爱护包括远后备和近后备爱护。4. 对继电爱护的四个根本要求：牢靠性、选择性、速动性和灵敏性。（故障切除时间等于爱护装置和断路器动作时间的总和）5. 返回电流及启动电流的比值称为继电爱护的返回系数，可表示为Kre=Ire/Iop，返回系数恒小于1。6. 整定原则按躲开下一条线路出口短路的条件整定。7. 三段爱护范围最大，一段爱护灵敏性最强。8. 电流爱护的接线方式有三相星形接法和

2、两相星形接法两种方式。9. 在两相星形接线的中性点上再接入一个继电器，利用这个继电器能进步灵敏系数。10. 潜动是指在只参加电流信号或只参加电压信号的状况下，继电器就可以动作的现象。发生潜动的最大危害是在反方向出口处三相短路时，此时Ur0，而Ir很大，方向元件本应将爱护装置闭锁，假如此时出现了潜动，就有可能使爱护装置失去方向性而误动作。造成潜动的缘由主要是形成方波开环运算放大器的零点漂移。11. 消弧线圈有完全补偿（简洁引起震荡）、欠补偿（简洁引起电压谐波）及过补偿三种补偿（运用最多）。12. 测量阻抗用Zm来表示，它定义为爱护安装处测量电压Um及测量电流Im之比，即Zm=Um/Im13. 间

3、隔 爱护一般由启动、测量、震荡闭锁、电压回路断线闭锁、协作逻辑和出口等几局部组成。14. 并联运行的电力系统或发电厂之前出现功率角范围周期性改变的现象，称为电力系统震荡。15. 电力系统的失步震荡属于严峻的不正常运行状态，而不是故障状态，大多数状况下可以通过自动装置的调整自行复原同步，或者在预订的地点由特地的震荡解列装置动作解开已经失步的系统。用来防止系统震荡时爱护误动的措施，就称为震荡闭锁。16. 电力系统震荡时，电压最低的这一点称为震荡中心。17. 利用动作的延时实现震荡闭锁。18. 只要间隔 爱护III段动作的延时时间大于11.5s，系统震荡时爱护III段就不会误动作。19. 过渡电阻对

4、间隔 爱护的影响，Rg的存在总是使继电器的测量阻抗值增大，阻抗角变小，爱护范围缩短。20. 爱护装置距短路点越近时，受过渡电阻影响越大；同时，爱护装置的整定阻抗越小（相当于被爱护线路越短），受过渡电阻的影响越大。21. 在整定值一样的状况下，动作特性在+R轴方向所占的面积越小，受过渡电阻Rg的影响越大。22. 依据高频载波通道传送的信号在纵联爱护中所起不同作用，将电力线载波信号分为闭锁信号、允许信号和跳闸信号。23. 在220500kV的架空线路上，由于线间间隔 大，其绝大局部短路故障是单相接地短路。假如线路发生的是瞬时性故障，则单相重合胜利，即复原三相的正常运行。24. 变压器爱护分电量和非

5、电量爱护两种。25. 由于星形侧采纳了两相电流差，该侧流入差动继电器的电流增加了倍。为了保证正常运行及外部故障状况下差动回路没有电流，该侧电流互感器的变比也要相应地增大倍。26. 变压器的主爱护通常采纳差动爱护和瓦斯爱护。27. 过电流爱护按躲过可能出现的最大负荷电流整定，启动电流比拟大，对于升压变压器或容量较大的降压变压器，灵敏度往往不能满意要求。为此可以采纳低电压启动的过电流爱护。28. 一般要求在变压器上装设接地爱护，作为变压器主爱护和相邻元件接地爱护的后备爱护，发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流，母线将出现零序电压，变压器的接地后备爱护通常都是反映这些电气量构成的。29. 轻瓦

6、斯作用于信号，重瓦斯作用于跳开变压器各侧断路器。30. 发电机故障类型主要有定子绕组相间短路、定子一相绕组内的匝间短路、定子绕组单相接地、转子绕组一点接地或两点接地、转子励磁回路励磁电流消逝等。31. 对于1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵差动爱护。32. 对于300MW及以上的发电机，应装设过励磁爱护。33. 绕组内部匝间短路横差动爱护，同相不同绕组匝间短路横差动爱护。34. 发电机失磁故障是指发电机的励磁突然全部消逝或局部消逝。35. 对于大机组，这样处理将不能保证机组的平安，通常须要装设用于反映震荡过程的特地失步爱护。36. 对于断路器的拒动，则特地装设断路器失灵爱

7、护。二简答题 1. 电力系统继电爱护的根本任务是：（1）自动、快速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于接着遭到损坏，保证其他无故障局部快速复原正常运行；（2）反响电气设备的不正常运行状态，并依据维护条件，而动作于发出信号或跳闸。此时一般不要求快速动作，而是依据电力系统及其元件的危害程度规定确定的延时，以免短暂的运行波动造成不必要的动作和干扰引起的误动。2. 纵联电流差动爱护的工作原理（p136）3. 什么是重合闸前加速爱护？有何优缺点？主要适用于什么场合？答：所谓前加速就是当线路第一次故障时，靠近电源端爱护无选择性动作，然后进展重合。假如重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，

8、再有选择性的切除故障。 采纳前加速的优点： （1）可以快速地切除瞬时性故障； （2）可能使瞬时性故障来不及开展成永久性故障，从而进步重合闸的胜利率； （3）能保证发电厂和重要变电所的母线电压在0.60.7倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能资源。 前加速的缺点： （1）断路器的工作条件恶劣，动作次数较多； （2）重合于永久性故障时，故障切除的时间可能较长； （3）假如重合闸装置或断路器QF3回绝合闸，则将扩大停电范围。甚至在最末一级线路上故障时，都会使连接在这条线路上的全部用户停电。前加速爱护主要用于35kv以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上。4. 什么是重合闸后加速爱护？有何

9、优缺点？主要适用于什么场合？答：所谓后加速就是当线路第一次故障时，爱护有选择性的动作，然后进展重合。假如重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速爱护动作瞬时切除故障，而及第一次动作是否带有时限无关。后加速的优点： （1）第一次是有选择性地切除故障，不会扩大停电范围，特殊是在重要的高压电网中，一般不允许爱护无选择性地动作而后以重合闸来订正（即前加速）； （2）保证永久性故障能瞬时切除，并任然是有选择性的； （3）和前加速相比，运用中不受网络构造和负荷条件的限制，一般说来是有利而无害的。后加速的缺点： （1）每个断路器上都须要装设一套重合闸，及前加速相比略为困难； （2）第一次切除故障可能带有

10、延时。“后加速”的协作方式广泛应用于35kv以上的网络及对重要负荷供电的输电线路上。5. 关于变压器纵差爱护中的不平衡电流及差动电流在概念上有何区分及联络？引起差动电流的缘由。答：差动电流指被爱护设备内部故障时，构成差动爱护的各电流互感器的二次电流之和（各电流互感器的参考方向均指向被爱护设备时）。不平衡电流指在正常及外部故障状况下，由于测量误差或者变压器构造、参数引起的流过差动回路电流。6. 励磁涌流是怎么产生的？及哪些因素有关？ 答：当变压器空载投入或外部故障切除后电压复原时，变压器的电压从零或很小的数值突然上升到运行电压。在这个电压上升的暂态过程中，变压器可能会严峻饱和，产生很大的暂态励磁

11、电流。这个暂态励磁电流称为励磁涌流。及变压器的额定容量有关。三分析计算题1.如图2-2所示网络，在位置1、2和3处装有电流爱护，系统参数为：， 、，线路阻抗，=1.2 、=1.15 ， ，=1.5、=0.85。试求：（1） 发电机元件最多三台运行，最少一台运行，线路最多三条运行，最少一条运行，请确定爱护3在系统最大、最小运行方式下的等值阻抗。（2） 整定爱护1、2、3的电流速断定值，并计算各自的最小爱护范围。（3） 整定爱护2、3的限时电流速断定值，并校验使其满意灵敏度要求（1.2）（4） 整定爱护1、2、3的过电流定值，假定流过母线E的过电流爱护动作时限为0.5s，校验爱护1作后备用，爱护2

12、和3作远备用的灵敏度。图2-2 简洁电网示意图解：由已知可得=0.460=24，=0.440=16，=0.450=20，=0.430，=0.420=8（1） 经分析可知，最大运行方式及阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路L1L3全部运行，由题意G1，G2连接在同一母线上，则=（|+|）|(+)=(6+12)|(10+16)=10.6同理，最小运行方式下即阻抗最大，分析可知只有在G1和L1运行，相应地有=+=39图2-3 等值电路（2） 对于爱护1，其等值电路图如图2-3所示，母线E最大运行方式下发生三相短路流过爱护1 的最大短路电流为相应的速断定值为=1.21.312=1.57kA最小爱护范围

13、计算公式为=-85.9km即1处的电流速断爱护在最小运行方式下没有爱护区。对于爱护2等值电路如图2-3所示，母线D在最大运行方式下发生三相短路流过爱护2 的最大电流 =1.558kA相应的速断定值为 =1.21.558=1.87kA最小爱护范围为 =-70.6km即2处的电流速断爱护在最小运行方式下也没有爱护区。对于爱护3等值电路如图2-3所示，母线C在最大运行方式下发生三相短路流过爱护3 的最大电流 =2.17kA相应的速断定值为 =1.22.17=2.603kA最小爱护范围为 =-42.3km即3处的电流速断爱护在最小运行方式下也没有爱护区。上述计算说明，在运行方式改变很大的状况下，电流速

14、断爱护在较小运行发生下可能没有爱护区。 （3）整定爱护2的限时电流速断定值为 =1.151.57=1.806kA线路末段（即D处）最小运行发生下发生两相短路时的电流为=0.8098kA 所以爱护2处的灵敏系数 =0.4484 即不满意1.2的要求。同理，爱护3的限时电流速断定值为 =1.151.87=2.151kA线路末段（即C处）最小运行发生下发生两相短路时的电流为=0.9764kA所以爱护3处的灵敏系数 =0.4531 即不满意1.2的要求。可见，由于运行方式改变太大，2、3处的限时电流速断爱护的灵敏度都远不能满意要求。 （4）过电流整定值计算公式为 =所以有 =304.5A同理得 =40

15、6A =609A在最小运行方式下流过爱护元件的最小短路电流的计算公式为 =所以有 =727.8A =809.8A =974.51A所以由灵敏度公式 =可知，爱护1作为近后备的灵敏度为=2.391.5 满意近后备爱护灵敏度的要求；爱护2作为远后备的灵敏度为 =1.791.2满意最为远后备爱护灵敏度的要求；爱护3作为远后备的灵敏度为 =1.331.2满意最为远后备爱护灵敏度的要求。爱护的动作时间为 =0.5+0.5=1s =+0.5=1.5s =+0.5=2s2. 当图2-2中爱护1 的出口处在系统最小运行方式下发生两相短路，爱护依据题1配置和整定时，试问（1）共有哪些爱护元件启动？（2）全部爱护

16、工作正常，故障由何处的那个爱护元件动作、多长时间切除？（3）若爱护1 的电流速断爱护拒动，故障由何处的那个爱护元件动作、多长时间切除？答：（1）由题1的分析，爱护1出口处（即母线D处）短路时的最小短路电流为0.8098kA，在量值上小于全部电流速断爱护和限时电流速断爱护的整定值，所以全部这些爱护都不会启动；该量值大于1、2、3处过电流爱护的定值，所以三处过电流爱护均会启动。（2） 全部爱护均正常的状况下，应有1处的过电流以1s的延时切除故障。（3） 分析说明，依据本题给定的参数，1处的速断爱护确定不会动作，2处的限时电流速断爱护也不会动作，只能靠1处的过电流爱护动作，延时1s跳闸；若断路器拒动

17、，则应由2处的过电流爱护以1.5s的延时跳开2处的断路器。3. 图3-7所示系统中，发电机以发电机-变压器方式接入系统，最大开机方式为4台全开，最小开机方式为两侧各开1台，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。参数为：kV，=15，=10，=10，=30,=20,=40，=60km，=40km，线路阻抗=0.4/km，=1.2/km，线路阻抗角均为75，=300A，负荷功率因数角为30；=1.2，=0.85，=0.75。变压器均装有快速差动爱护。试答复：图 3-7 系统示意图（1）为了快速切除线路上的各种短路，线路A-B、B-C应在何处装备三段式间隔 爱护，各选用何种接线方式？各选用何种动作

18、特性？答：应在1、2、3、4处装备三段式间隔 爱护；选用接地间隔 爱护接线方式和相间间隔 爱护接线方式；它们的、段选择具有方向特性的间隔 爱护，段具有偏移特性的间隔 爱护。（2）整定爱护14的间隔 段，并依据你选定的动作特性，在一个阻抗复平面上画出各爱护的的动作区域。答：线路AB正序阻抗 =0.460=24线路BC的正序阻抗 =0.440=16爱护1、2的间隔 爱护段 =0.8524=20.4爱护3、4的间隔 爱护段 =0.8516=13.6爱护14间隔 段在复阻抗平面上的动作区域如图3-8所示，圆周1、2、3、4分别对应爱护1、2、3、4间隔 段的动作特性。图3-8 爱护14间隔 段的动作特

19、性（4）分别求出爱护1、4 接地间隔 、段的定值即时限，并校验灵敏度。答：爱护1间隔 段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。（a）当及相邻下级线路间隔 爱护段相协作时，有=0.75（24+1.5913.6）=34.218（b）当及相邻变压器的快速爱护相协作时，有=0.75（24+2.0120）=48.15所以取=34.2182）灵敏度校验：=1.431.25，满意灵敏度要求。3）动作时限：及相邻爱护3 的段协作，有=0.5+0.5=1s，它能同时满意及相邻线路爱护以及相邻变压器爱护协作的要求。爱护1间隔 段的整定：1）整定阻抗：按躲过正常运行时 的最小负荷阻抗整定，有=190.53，=1

20、55.932）灵敏度校验：（a）本线路末端短路时灵敏度系数为 =6.501.5（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为 1.2 相邻线路末端短路时灵敏系数。利用（3）中求灵敏系数的结论，只要令,即可，所以有当、分别取最小值，而、分别取最大值时，就取最大值，即当=10，=20，=25，=30，=30时，有=2.88，=16，=2.331.2相邻变压器灵敏系数校验，此时 =2.88，=20=1.911.2 所以灵敏度校验要求。3）动作时限：及相邻设备爱护协作，有=1s，它能同时满意及相邻线路爱护以及相邻变压器爱护协作的要求。爱护4间隔 段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。（a）当及相邻下级线路

21、间隔 爱护段相协作时，有=0.75（16+1.4120.4）=33.573（b）当及相邻变压器的快速爱护相协作时，有=0.75（16+1.5320）=34.95所以取=33.5732）灵敏度校验：=2.11.25，满意灵敏度要求。3）动作时限：及相邻爱护2 的段协作，有=0.5+0.5=1s，它能同时满意及相邻线路爱护以及相邻变压器爱护协作的要求。爱护4间隔 段的整定：1）整定阻抗：按躲过正常运行时 的最小负荷阻抗整定，有=190.53，=155.932）灵敏度校验：（a）本线路末端短路时灵敏度系数为 =9.741.5（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为 1.2 相邻线路末端短路时灵敏系数。利用（3）中求灵敏系数的结论，只要令,即可，所以有当、分别取最小值，而、分别取最大值时，就取最大值，即当=12.5，=20，=20，=30，=30时，有=2.21，=24，=2.261.2相邻变压器灵敏系数校验，此时 =1.99，=20=2.791.2 所以灵敏度校验要求。3）动作时限：及相邻设备爱护协作，有=1s，它能同时满意及相邻线路爱护以及相邻变压器爱护协作的要求。