华广09-继电保护试卷2(试题答案)

第1页华南理工大学广州学院2011–2012学年度第二学期期末考试《继电器保护原理课程》试卷（B卷答卷）学校：专业层次：本科学号：姓名：座号：注意事项：1.本试卷共五大题，满分100分，考试时间120分钟，闭卷；2.考前请将密封线内各项信息填写清楚；3.所有答案直接做在试卷上,做在草稿纸上无效；4．考试结束，试卷、草稿纸一并交回。出卷要求：1、所有试卷必须依据教学大纲和考试大纲的要求出题；2、试卷内容难度：基础内容约占60%、中等难度内容约占30%、较难内容约占10%；3、题型一般应该多样化，如：判断题、选择题、填空题、概念解释题、简答题、论述题、计算题、设计题，操作题、作图题、分析题、编程题等；4、题量适当，考试时间不低于90分钟，一般为120分钟；5、同一份试卷中，相同内容不得出现在不同题型中；出卷应出A、B、C卷，题型相同且难易程度相当，同题型试题内容重复率不得超过20%；6、试卷应合理分配各题型分数，且注明各小题分数；7、按照学院统一试卷格式要求排版，每份试卷表头、得分表及密封线均应与试卷模版所给相同；8、每份卷给出标准（参考）答案，其中论述题、分析题、操作题等应指出得分要点；9、试卷与答案一起上交（含电子版），出卷教师在试卷纸版背面签名确认。一.填空题(每空1分，共15分)1.电力系统发生相间短路时,（电压）大幅度下降,（电流）明显增大。2.变压器瓦斯保护反应油箱内部所产生的气体或油流而动作，其中（轻瓦斯保护）动作于信号，（重瓦斯保护）动作于跳开变压器各电源侧的断路器。3.微波保护的通道与输电线路（没有）直接联系,因此,输电线路故障时,（不会）影响微波通道的运行。4.三种圆特性的阻抗继电器中,（方向阻抗继电器）受过渡电阻的影响最大，（全阻抗继电器）受过渡电阻的影响最小。5.三段距离保护的原理框图由（启动元件）、阻抗元件、（时间元件）三部分组成。6.在两相不完全星形接线的中性线上增设一只电流继电器，目的是为了提高保护的（灵敏系数）。7.继电器的（返回参数）与（动作参数）之比,称为返回系数。题号一二三四五总分得分第2页8.母线不完全差动保护由（差动电流速断）和（差动过电流）两部分组成。二.单项选择题(每题1分,共10分)1、高频保护使用的频率,最低的是（A）。（A）5OKHZ；(B)5OHZ；(C)100KHZ。2、过电流继电器的动作电流（A）返回电流。(A)大于；（B)小于；(C)等于。3、平行线路横差方向保护的相继动作区在（C）。(A)保护安装处；（B)下一线路首端；(C)对侧母线附近。4、继电保护用互感器一次电压(或电流〉的正方向规定为（C）。（A）从无“*”端指向有“*”端；（B）任何一端指向另一端；（C）从有“*”端指向无“*”端。5、考虑助增电流的影响，在整定距离保护II段的动作阻抗时，分支系数应取（A）。（A）大于1，并取可能的最小值（B）大于1，并取可能的最大值（C）小于1，并取可能的最小值6、从减小系统振荡的影响出发,距离保护的测量元件应采用（B）阻抗继电器。(A)全；(B)方向；(C)偏移特性。7、对于过电流保护，计算保护灵敏系数时，应用（B）。(A)三相短路；（B）两相短路；（C）三相或两相短路都可以。8、电网中装有带有方向元件的过电流保护是为了保证动作的（A）。(A)选择性(B)速动性(C)灵敏性。9、三段式电流保护中，保护范围最小的是（A）。（A）瞬时电流速断保护（B）限时电流速断保护（C）定时限过电流保护10、变压器的电流速断保护与（C）保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。(A)过电流；(B)过负荷；(C)瓦斯。三.概念解释题(共5题，每题5分，共25分)1什么是故障、异常运行和事故？短路故障有那些类型？相间故障和接地故障在故障分量上有何区别？对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别?答：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况下属于不正常运行状态。事故，就是指系统或其中一部分的工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。单相接地，两相接地，两相短路，三相短路。第3页相间故障无零序分量。对称故障只有正序分量。2何谓功率方向元件的90°接线？采用90°接线的功率方向元件在正方向三相和两相短路时正确动作的条件是什么？采用90°接线的功率方向元件在相间短路时会不会有死区？为什么？答：所谓90°接线方式是指在三相对称的情况下，当cosφ=1时，加入继电器的电流和电压相位相差90°。正确动作条件：30°a60°。不会有死区，因为继电器加入的是非故障相的相间电压，其值很高。3变压器纵差动保护中，不平衡电流产生的原因是什么？答：不平衡电流产生的原因是：1、变压器两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致2、变压器带负荷调节分接头3、电流互感器有传变误差4、变压器的励磁电流。4试分析过渡电阻对距离保护的影响，并说明如何消除过渡电阻对距离保护的影响。答：影响：电力系统中的短路一般都不是金属性的，而是在短路点存在过渡电阻。此过渡电阻的存在，将使距离保护的测量阻抗发生变化，一般情况下是使保护范围缩短，但有时也能引起保护的超范围动作或反方向误动作。消除：1、采用能容许较大的过渡电阻而不致拒动的阻抗继电器，可防止过渡电阻对继电器工作的影响。2、利用所谓“瞬时测量回路”来固定阻抗继电器的动作。2、第一次切除故障可能带有延时。5什么叫重合闸前加速和后加速?试比较两者的优缺点和应用范围。答：前加速：当任何一条线路上发生故障时，第一次都由装有重合闸处的保护动作予以切除。优点：1、能够快速地切除瞬时性故障；2、可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障，从而提高重合闸的成功率3、能保证厂用电和重要用户的电能质量；4、使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单经济。缺点：1、断路器工作条件恶劣，动作次数较多。2、重合于永久性故障上时，故障切除的时间可能较长；3、如果重合闸装置或重合闸处断路器拒绝合闸，则将扩大停电范围。后加速：当线路第一次故障时，保护有选择性动作，然后，进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作，瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。优点：1、第一次是有选择性的切除故障，不会扩大停电范围。2、保证了永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的；3、和前加速比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制，一般来说是有利无害的。缺点：1、每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比较为复杂；2、第一次切除故障可能带有延时。四.简答题(共7题，每题5分，共35分)1在高频保护中,高频信号的作用分哪三种?试分述各种信号的作用？答：分为跳闸信号、允许信号和闭锁信号。(1)跳闸信号在线路故障时直接引起保护。跳闸信号的出现，是保护跳闸的充分条件，它与继电部分的动作信号间具有“或”逻辑关系。(2)允许信号在线路故障时开放保护允许保护跳闸。有允许信号是保护跳闸的必要条件，允许信号与继电部分的动作信号问具有“与”逻辑关系。(3)闭锁信号在线路外部故障时将保护闭锁。闭锁信号是禁止保护动作的信号，无闭锁信号是保护动作的必要条件。被保护线路故障时，不发闭锁信号，保护动作跳闸。第4页2什么是电力系统继电保护装置?三段式零序电流保护由哪些保护组成?答：继电保护装置，就是指能反应电力系统中元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种装置。三段式零序电流保护由（1）无时限零序电流速断保护（2）限时零序电流速断保护(3)零序过电流保护组成。3中性点直接接地系统为什么不利用三相相间电流保护兼作零序电流保护，而要采用零序电流保护?答：由于中性点直接接地系统中，单相接地短路故障几率很大（总故障80%以上），大电流接地系统单相接地短出现很大故障相与零序短路电流，而相电流保护灵敏度不够，故需单独设零序电流保护。4何为潜供电流？它对于单相重合闸动作时间有何影响？说明同期合闸条件？答：潜供电流是指单跳后健全相电势经相间藕合电容向故障点提供的短路电流及健全相负荷电流经相间互感在故障相产生的感应电势通过对地电容向故障点提供的短路电流。由于存在潜供电流，使短路点电弧熄灭时间、介质绝缘恢复时间增大，相应单相重合闸延时较三相重合闸延时增大。同期合闸条件:(1)Um≈Ux；(2)fm≈fx；(3)arg(Um/Ux)≈05测量变换器的作用是什么?答：其作用是：(1)电路的隔离。互感器二次绕组必须安全接地，而继电保护的逻辑回路不许接地，因此需要通过测量变换器将它们从电气上进行隔离；(2)电量的变换。将互感器二次侧的电气量变小，或将电流互感器的二次电流变换为电压，以适应保护测量回路的需要；（3）定值的调整。借助于测量变换器一次绕组或二次绕组抽头的改变，实现保护整值的调整，或扩大整定值的范围。6何谓断路器失灵保护？在什么情况下要安装断路器失灵保护？断路器失灵保护的动作判据和动作时间如何确定？答：所谓断路器失灵保护就是指当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电厂或变电站内其他有关的断路器，将故障部分隔离，并使停电范围限制为最小的一种近后备保护。动作判据：1、故障线路的保护装置出口继电器动作后不返回；2、在被保护范围内仍然存在着故障。动作时间：保护装置出口继电器动作于跳开本身断路器的同时，也起动失灵保护中的公用时间继电器，此时间继电器的延时应大于故障线路的断路器跳闸时间及保护装置返回时间之和。7按照技术规程规定，哪些母线上应装设专用母线保护?答：(1)110kV及以上的双母线和分段母线，为了保证有选择地切除任一故障母线；(2)110kV及以上单母线，重要发电厂或110kV以上重要变电所的35～66kV母线，按电力系统稳定和保证母线电压等要求，需要快速切除母线上故障时；(3)35～66kV电力网中主要变电所的35～66kV双母线或分段母线，当在母联或分段断路器上装设解列装置和其他自动装置后，仍不满足电力系统安全运行要求时；(4)对于发电厂和主要变电所的1～10kV分段母线或并列运行的双母线，需快速第5页而有选择地切除一段或一组母线上的故障，或线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。五、计算题（理科）或操作题（理科）或作图题（理科）(15分)1.如图所示35kV单侧电源放射状网络，AB、BC均装有三段式电流保护，已知变电所B、C中变压器连接组别为Ｙ，d11，且在变压器上装设差动保护，线路A、B的最大传输功率为Ｐmax＝9MW,功率因数9.0cos，系统中的发电机都装设了自动励磁调节器。自起动系数取1.3。试对AB线路的保护进行整定计算并校验其灵敏性。9.4Ω10Ω12Ω30Ω30Ω6.3Ω解：（1）电流速断保护（Ⅰ段）B母线最大短路电流AZZEIABsBK1310)103.6(337000min.max..保护1的Ⅰ段动作电流1638)4.9(237000minZ，9.14.91638237000minZ%19%100109.1minL满足要求（2）限时电流速断保护1）按躲过接在B母线上的变压器低压侧母线短路整定2）与相邻线路瞬时电流速断保护配合选以上较大值作为动作电流,则动作电流为1085A。3）灵敏度检验.1..max1.2513101638setrelKBIKIAⅠⅠ.1.maxmin32IsetSEIZZ..max.min370004613(6.31030)KEsAEEIAZZ.1rel..max1.3461600setKEIKIAⅡ..max.min370007553(6.31012)KCsACEIAZZ.1.21.151.257551085setrelsetIKIAⅡⅡⅠ.B.min.max33700095422(9.410)KsABEIAZZ..minsen.19541.251085KBsetIKIⅡ第6页改用与变压器低压侧母线短路配合，选用动作电流600