电力系统保护与控制复习题

电力系统保护与控制1.功率方向继电器的接线方式是什么？采用这种接线方式有什么好处？答：采用90°接线方式，采用这种接线方式是为了引入非故障相，避免电压死区。2.分支系数：在整定公式中，为了考虑保护安装点与短路点之间有电源或线路的影响，所乘的一个系数，称为分支系数。3.中性点直接接地电网接地短路时零序分量的分布特点：(1)故障点的零序电压最高，距离故障点越远处的零序电压越低，中性点处为0；(2)网络中的零序电流是由于故障点出现零序电压而产生的。因此故障线路上的实际零序电流方向是由线路流向母线的，与保护规定的正方向相反。(3)故障线路两端零序功率的方向实际上是由线路流向母线的。(4)任一保护安装处的零序电压只与流过的零序电流和被保护线路背后的阻抗有关，而与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关。(5)零序分量受系统运行方式的影响小。4.中性点不接地电网中单相接地故障的特点和保护方式？特点：（1）中性点不接地电网中发生单相接地时，同一电压等级的全电网都将出现零序电压，其数值等于电网正常运行时的相电压；（2）非故障元件上有零序电流，其数值等于本身的对地电容电流；电容性无功功率的实际方向由母线流向线路；（3）故障线路上的零序电流全系统非故障元件对地电容电流之和，数值一般较大，电容性无功功率的实际方向由线路流向母线。保护方式：（1）绝缘监视装置工作原理：利用单相接地后同一电压等级的全电网会出现零序电压的特点，带延时动作于信号（2）零序电流保护工作原理：将电流继电器接于零序电流过滤器的二次侧，利用故障线路零序电流较非故障线路大的特点，实现有选择性地发出信号（3）零序功率方向保护工作原理：利用故障线路与非故障线路零序功率方向不同的特点有选择性地动作于信号（4）反应稳态高次谐波分量的接地保护保护的工作原理：利用五次谐波过滤器提取出零序电流中的五次谐波分量，当该电流大于整定值经延时发出动作信号。整定值应躲开被保护线路本身的五次谐波电容电流。（5）反应暂态零序电流的接地保护保护的工作原理：利用三个特点“①零序暂态电流的数值较稳态电容的电流大的多②故障线路的零序暂态电流大于非故障线路的零序暂态电流，且它们的方向相反③消弧线圈的暂态电流可以忽略不计”将暂态零序电流中的高频分量过滤出来，可以构成反应暂态电流幅值或相位的零序保护。5.阻抗继电器的特性（至少四点）：①全阻抗继电器没有方向性优点：短路发生在保护的正方向和反方向均能动作②方向阻抗继电器本身具有方向性。优点：反方向发生短路时，测量阻抗Zr位于第三象限，继电器不能动作③偏移特性的阻抗继电器具有偏移特性优点：圆内为动作区，圆外为不动作去、区④电抗继电器动作特性是一条直线优点：电抗特性的直线与jXset(整定电抗)cosδ相垂直，与R轴夹角为δ，且φk+δ=90°。6.暂态超越的定义：仅就衰减非周期分量的影响而言，最严重的后果是：继电器出现“暂态超范围动作”，也称为暂态超越。7.最小精确工作电流：最大精确工作电流：在Zact=f(Ir)曲线上，继电器启动阻抗Zact=0.9Zset对应两个电流，左边的称为“最小精确工作电流”，右边的称为“最大精确工作电流”。8.消除方向继电器的死区的方法①利用故障前母线的电压的“记忆作用”②引入非故障相电压③采用电流速断作为辅助保护与距离I段组成“或门”以弥补方向性阻抗继电器距离I段死区④采用偏移特性的阻抗继电器取代方向性阻抗继电器作为距离III段来消除死区9.电力系统振荡和短路的区别是什么？（1）振荡时，电流和各点电压的幅值均作周期性变化；而短路稳态后，短路电流和各点电压的幅值是不变的。（2）振荡时电流和各点的电压幅值的变化速度（didt和dudt)较慢，而短路时电流突然增大，电压突然降低，变化速度很快。（3）振荡时，任一点电流与电压之间的相位关系随δ的变化而变化，而短路时电流和电压之间的相位是不变的。（4）振荡时三相对称，系统中没有负序分量出现，而短路时，总要长期（在不对称短路过程中）或瞬间（在三相短路开始时）出现负序分量。10.过渡电阻对距离I段影响大还是对距离二段影响大？过渡电阻对距离保护的影响，在长线路上大还是短线路上大？答：（1）过渡电阻对距离保护I段的影响比II段大。因为1：距短路点越近的保护受过渡电阻影响越大；2距离I段保护定值小于II段保护定值，受过渡电阻的影响要大。（2）过渡电阻对短线路影响较大，因为线路长、整定阻抗大、相对保护范围大。11.数字保护装置的硬件包括哪几个部分？各部分的作用是什么？（1）数据单元：其作用是将装置的模拟输入量准确的转换成所需的数字量。（2）数据处理单元：微型计算机或实时数字信号处理执行存放的只读存储器中的程序，对数据采集单元采集到并存入至随机读写存储器的数据进行分析处理，以完成各种继电保护及控制的功能。（3）数据量输入/输出单元：其作用是完成各种保护及控制装置的出口跳闸、信号输出、外部接点输入及人机对话等功能。12.准同期并列的条件有哪三个？（1）电压幅值差（2）合闸相角差（3）频率差13.自动准同期装置的构成（1）频率差控制单元（2）电压差控制单元（3）合闸控制单元14.三相一次重合闸的方式有哪些？（1）不检查同期的重合闸方式（2）自动解列或自同步重合闸方式（3）非同步重合闸方式（4）检查同期的重合闸方式15.重合闸与继电器保护配合的方式（1）重合闸前加速保护（2）重合闸后加速保护16.单相自动重合闸的选相方式及常用的选相元件选相方式：线路上发生单相接地短路时，保护动作断开故障相断路器，然后进行单相重合闸，如果是瞬时性故障，则单相重合成功，恢复三相供电，如果是永久性故障，单相重合不成功，而系统又不允许长期非全相运行时，应切除三相并不再重合闸选相元件：①电流选相元件②低电压选相元件③阻抗选相元件④相电流差突变量选相元件⑤I0与I2A比相的选相元件17.什么叫潜供电流？潜供电流对重合闸动作的影响？（1）潜供电流：当故障相线路自两侧切除后，由于非故障相A、B与断开相C之间存在电容和互感，虽然短路电流已被切断，但在故障点的弧光通道中，仍然有下面的电流存在：①非故障相A通过A、C相间电容Cac供给的电流②非故障相B通过B、C相间电容Cbc供给的电流；③非故障相A、B流过负荷电流ILA和ILB在C相中感应电势Em，此电势通过故障点和该对地电容C0而产生的电流。这些电流的总和称为潜供电流。（2）影响:潜供电流的存在将维持故障点的电弧，使其不易熄灭，而自动重合闸只有在故障点电弧熄灭且绝缘强度恢复以后才有可能成功，因此单相重合闸的时间还必须考虑潜供电流的影响。18.纵联保护的通道有哪四种？①电力线载波通道②微波通道③光纤通道④导引线通道19.相差高频保护的工作原理相差高频保护利用高频通道比较被保护线路两端的电流相位，仍采用电流的规定正方向由母线流向线路，当保护范围内部K1点故障时，在理想情况下两端电流相位相同，两端保护装置应动作跳开各端的断路器。而当保护范围外部K2点故障时，两端电流相位相差180°，保护装置不应动作。20.纵差保护产生不平衡电流原因及消除方法（1）变压器励磁涌流Iusu产生的不平衡电流；消除方法：①在差动回路中采用具有速饱和铁心的中间变流器，防止衰减非周期分量传变至差动继电器中。②利用二次谐波制动③利用间断角制动（2）变压器两侧电流相位不同产生不平衡电流；消除方法:将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，而将变压器三角形侧的三个电流互感器接成星形，这样可以使二次侧电流的相位相同，（3）计算变比与实际变比不同产生的不平衡电流；消除方法：当采用具有速饱和铁心的差动继电器时，可以利用它的不平衡线圈来消除此不平衡电流的影响。（4）两侧电流互感器型号不同产生的不平衡电流；消除方法：这种不平衡电流是不可避免的，只能尽可能减少电流互感器的铁心饱和程度来削弱其影响。（5）变压器带负荷调整分接头产生的不平衡：可以采用适当地选择电流互感器二次线圈的接法和变化以及采用软件补偿或平衡线圈的方法使其降到最小。21.什么是励磁涌流？励磁涌流有什么特点？励磁涌流的对变压器纵联差动保护的影响的消方法。（1）定义：例如变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时可能出现数值很大的励磁电流，这种暂态过程中出现的数值很大的变压器励磁电流通常称为励磁涌流（2）特点：①包含很大成分的衰减非周期分量使涌流偏于时间轴的一侧，②包含大量的高次谐波，以二次谐波为主。③波形之间出现间断在一个周期中间断角位α。（3）消除措施：①在差动回路中采用有速饱和铁心的中间变压器，防止衰减非周期分量传送至差动继电器②采用二次谐波制动③采用间断角制动22.励磁控制系统的任务有哪四点？①控制电压②控制无功功率的分配③提高电力系统的稳定性④改善电力系统的运行条件25.静态稳定暂动态稳定的定义（1）静态稳定：是指在一个特定的稳态运行条件下的电力系统，如果遭受到一个小干扰后，经过一定时间，能够自动地恢复到或者靠近于小干扰前的稳定运行条件。（2）暂态稳定：是指在一个特定的稳定运行条件下的电力系统，如果遭受到一个大干扰后，能够从原来的运行状态不失去同步地过渡到新的另一个允许的稳定运行条件的能力26.励磁控制系统的方式①直流励磁机方式②交流励磁机方式③静止励磁方式27.自动励磁的限制有哪些？①强励反时限限制②过励延时限制③U/F限制④最大励磁电流瞬时限制⑤欠励瞬时限制28.发电机的保护方式（14种）①反应定子绕组及其引出线上相间短路的纵联差动保护②定子绕组单相接地保护③定子绕组匝间短路保护④发电机外部短路引起电流的保护⑤负序过电流保护⑥过负荷保护⑦定子绕组的过电压保护⑧励磁回路一点接地及两点接地保护⑨失磁保护⑩过励磁绕组的过负荷保护⑪逆功率保护⑫低频率和高频率保护⑬失步保护⑭其他保护29.发电机失磁到稳定异步运行，一般分为三个阶段①等有功阶段②等无功阶段③失步运行阶段