2003级电力系统继电保护原理标准答案B

（B）1、（10分）答：)(123.1304.063/351minmaxkAlZZEIABsBk（2分）)(529.1223.125.1maxkAIKIBkrelset（2分）)(025.060529.1kAnIITAsetsetr（2分）无时限电流速断保护的灵敏度用保护范围来衡量：setxbsIlZZEmin1max23有：)(6.8)8529.1235(4.01)23(1max1minkmZIEZlsIsetb（4分）2、（10分）答：1）（3分）A相继电器引入的电压、电流分别为：BCU、AIB相继电器引入的电压、电流分别为：CAU、BIC相继电器引入的电压、电流分别为：ABU、CI2）（3分）功率方向继电器的动作方程为：ommoIU90arg90代如的大小可以得到：ommoIU60arg120下图分别是以电流、电压为参考相量的动作特性：3）（4分）功率因数角为：oL7.3185.0arccos对于B相功率方向继电器：CAmUU、BmII正常运行时候，电压电流相位图为：所以：0003.587.3190argmmmIU满足动作条件，所以继电器会动作。3、（10分）答：设A母线上变压器的零序阻抗为0TAZ，B母线上变压器的零序阻抗为0TBZ，线路AB的零序阻抗为0ABZ，保护1、2处零序电流的正方向为由母线指向线路，分别为10I、20I，零序电压分别为10U、20U，母线B处零序电压为：0BU。当线路BC上发生单相接地故障之后，保护1处的零序电压、电流存在下面的关系：1010001010)(ZIZZIUABTA因为各元件的零序阻抗角均为70o，所以07010Z加入继电器的零序电压零序电流相位关系分别为：00101010110180arg10ZmIU（3分）在相量图上表示为：（2分）对于保护2，零序电压、电流存在下面的关系：20100002020)//)((ZIZZZIUTBABTA因为各元件的零序阻抗角均为70o，所以0702010ZZ加入继电器的零序电压零序电流相位关系分别为：020202070arg20ZmIU（3分）在相量图上可以表示为：（2分）4、（10分）答：1）（6分）00007030)70470107016(Z系统振荡时A侧方向阻抗继电器测量阻抗为：270157012212100ctgjctgZjZZZsAmA（3分）在阻抗平面上，测量阻抗的轨迹为：图中和Z21相垂直的直线就是系统振荡时候A侧阻抗继电器的测量阻抗的变化轨迹。（3分）2）（4分）当系统振荡时候，该阻抗继电器不会动作，从图中可以看到，测量阻抗的变化轨迹并不经过继电器的动作区，所以继电器不会动作。5、（10分）1）（8分）设最小负荷阻抗角为L，线路阻抗角为k，最小负荷阻抗为minLZ采用全阻抗继电器时的动作特性为：整定阻抗为：min11LressrelsetZKKKZ（3分）采用方向阻抗继电器时的动作特性为：整定阻抗为：min2)cos(1LLkressrelsetZKKKZ（3分）设被保护线路上发生金属性短路时，继电器测量阻抗为：kZ采用全阻抗继电器时的灵敏度为：ksetsenZZK11采用方向阻抗继电器时的灵敏度为：ksetsenZZK22（2分）可见采用方向阻抗继电器时的灵敏度高。2）（2分）08.259.0arccosL不同特性的灵敏度比值为：)cos(12212LksetsetsensenZZKK将各角度代入上面的公式可以得到：29.0775.0775.01)cos()cos(1112LkLksensensenKKK所以在题目给出的条件下，采用方向阻抗继电器比采用全阻抗继电器时的灵敏度将提高29%.6、（10分）答：1）（3分）0o接线的三个方向阻抗继电器接入的电压、电流分别为：ABU、BAII；BCU、CBII；CAU、ACII2）（7分）距离保护、段的可靠系数取为：8.0relrelKK8.12404.08.022LrelsetZKZ（2分）2254.0251511max1minminsBLsAbZZZK（2分）5.28)8.122254.0(8.0)(2min11setbLrelsetZKZKZ（2分）85.2105.2811LsetsenZZK，满足灵敏度要求（1分）7、（5分）证明：∵01(3)AAkkAUIkIZlU01(3)BBkkBUIkIZlU又∵两相金属性短路时有：kAkBUUABII030I∴kBAkBABAABmlZIIlZIIIIUZ11)(8、（5分）答：相位表处于负容区，表明相位处于第四象限，实际数值应为指针读数的负值，所以实际相角应为-36o。9、（5分）答：区内发生故障时候，两侧保护都感受为正方向，所以两侧的电流启动元件和方向元件都能动作，两侧动作情况相同，以某侧为例，其动作情况如下：低定值的电流启动元件1qI动作启动发信机，高定值启动元件2qI和方向保护S动作后由于2t延时元件，所以在开始一段时间内没有输出，发信机可以发信，此时收信机能够收到高频信号，闭锁保护，2t延时元件时间到之后，其输出去闭锁发信机，同时准备好跳闸输出，两侧发信机都停信之后，收信机收不到信号即可跳闸，跳闸之后电流启动元件和方向元件返回，保护复归。10（25分）答：1）（5分）继电保护装置在电力系统中的作用为：自动、快速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭受损坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行；反应电力设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。2）（5分）自动重合闸与保护的配合关系为前加速方式和后加速方式采用前加速方式时：各线路都装设保护装置，只在最靠近电源的线路上装设重合闸装置，当任何一条线路发生故障时候，首先由最靠近电源的线路上保护动作瞬时无选择性的切除故障，然后由其重合闸装置重合，如果是瞬时性故障则系统恢复供电，如果是永久性故障，此时各线路的保护应按照配合关系有选择性的切除故障。采用后加速方式时：各线路都装设保护及自动重合闸装置，当线路上发生故障时，首先各保护按照配合关系，有选择性的由某个保护动作切除故障，然后再由其自动重合闸装置重合，如果是瞬时性故障则系统恢复供电，如果是永久性故障则由本线路的加速保护动作瞬时切除故障，与第一次动作是否带有延时无关。3）（5分）对于单相变压器，励磁涌流的特征有：空载合闸时励磁涌流的大小与合闸时刻有关，瞬时电压最高时合闸不产生涌流；波形完全偏离时间轴一侧，并产生间断；含有很大的非周期分量；含有大量的以二次谐波为主的高次谐波分量。对于三相变压器，无论何时合闸，至少两相都会出现不同程度的励磁涌流；某相涌流可能会呈现对称性。防止励磁涌流造成差动保护误动的措施主要有：采用速饱和中间变流器，采用二次谐波制动，采用间断角鉴别方法。4）（5分）发电机发生单相接地故障时候，故障电流主要发电机以及外接设备的对地电容电流，其数值比较小，所以差动保护不能反应单相接地故障。5）（5分）电流差动保护的原理接线如图：当没有故障时候，流入母线和流出母线的电流相等，所以流入差动电流继电器的电流为零，不会动作；当母线上发生故障之后，流入差动电流继电器的电流为故障点的故障电流，如果故障电流数值大于继电器整定值，继电器就会动作，跳开与母线相连的所有断路器，切除故障。