继电保护练习思考

练习与思考1.1 继电保护的作用是什么？1.2 电力系统发生短路故障时，会产生什么样的严重后果？1.3 继电保护的基本要求是什么？各项要求的主要内容是什么？1.4 评价继电保护性能的标准是什么？1.5 依据短路的特征，已经构成了哪些继电保护的方式？1.6 主保护和后备保护的作用分别是什么？1.7 继电保护装置的保护范围需要重叠吗？为什么？1.8在图1-5所示的单电源系统示意图中，当K处发生短路时，应当由哪个保护动作于跳闸?如果该保护拒动，那么，又应当由哪个保护动作于跳闸？为什么？1.9在图1-5所示的单电源系统示意图中，当K处发生短路时，保护2是否应当动作于跳闸?为什么?1.10 何谓主保护、后备保护?1.11在图1-6中，TA1、TA2为线路保护和母线保护所配置的电流互感器。如果在图中的%、K、K3处分别发生了短路故障，那么，分别应当由何种保护动作于跳闸？为什么？TA14 rTA2| |Tk线路母线保护保护K1K2K3图 1-61.12 结合电力系统分析课程的知识，说明加快继电保护的动作时间后，为什么可以提高电力系统的稳定性？2.1 电流继电器的作用是什么？时间继电器的作用是什么？2.2 何谓继电器的继电特性？为什么继电器的动作过程是干脆而利索的？2.3 电流继电器的返回系数大约是多少？返回系数过高或过低时，各有什么利弊？2.4 中性点接地方式有哪几种？各有什么主要的特征和优缺点？2.5 相间电流保护主要针对何种中性点接地方式？在电流保护的整定计算中，需要考虑什 么故障类型？2.6电流保护I段的整定原则是什么？ I段的可靠系数主要考虑哪些影响因素？2.7电流保护II段的整定原则是什么？依靠什么方法来保证灵敏性和选择性？2.8 时间级差主要考虑了什么影响因素？2.9电流保护III段的整定原则是什么？请写出整定计算公式，并说明各系数的含义和大致 的范围。2.10电流保护III段的时间定值应当如何选择？2.11为什么在电流III段保护的整定计算中需要考虑返回系数？而I、II段保护没有考虑返 回系数？2.12请用继电保护“四性”的要求来评价电流保护I段、II段、III段。2.13 继电保护的正方向是如何规定的？在短路电流的基础上，通常引入什么电气量才能识 别正方向的短路？2.14 方向元件与电流元件相比较，要求哪个元件的灵敏度更高？为什么？2.15 对于 90接线方式的方向元件，引入的是何种电压与电流？方向元件的最大灵敏角是什 么含义？请画出最大灵敏角为-30时的动作区！2.16 相间方向元件为什么会存在“死区”的问题？为什么需要采用记忆电压？应当注意什 么事项？2.17在什么情况下，电流保护I段、III段可以取消方向元件？2.18 试用图例说明：助增电流、外汲电流都是相对于什么电流来说的？在什么情况下助增 电流为最大、最小？在什么情况下，外汲电流为最大、最小？2.19如果三相短路电流为I，而A、B、C三相的相对误差分别为10%、7%、5%,那么，k请分析：相对于I来说，此时的不平衡电流是多少？k2.20 请用图例说明：何谓电流分配系数？何谓电流分支系数？2.21系统正常运行时，一次的负荷电流为450A，如果一相TA接反了，那么，零序电流的 数值是多少？2.22 在大电流接地系统中，零序方向元件存在出口死区吗？为什么？2.23 试分析：正方向经过渡电阻接地时，保护安装处的零序电压和零序电流的相量关系？ 该相量关系与渡电阻接地有关否？为什么？2.24 在中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，最明显的特征是什么？短路点的零序 电压是否为最高？2.25 图 2-50 中，系统参数为：E = 115=3kV, X = 10Q、X= 80，线路 A-B 的最s.maxs. min大负荷电流为400A，线路单位阻抗为0.40 /km，保护3的=1s。取K = 1.25、3relKii = Ku = 1.15、K = 0.85，自起动系数为1.4。请完成保护1的I、II、III段整定 rel rel re计算。图 2-502.26在图2-51中，设发电机G1、G2、G3的参数完全相同，试分析：对于保护1来说，何2.27如图2-52所示，保护9、10、11的第III段动作时间已经标注于图中。试分析：保护18的第III段动作时间应当如何设计？并说明哪些保护需要配置方向元件？为什么？W = 0.5s图 2-522.28某llOkV系统示意图如图2-53所示，线路长度已标注于图中。已知：(1) 电源等值电抗分别为：X= X = 200 , X= X= 150 ;ls . max2 s . maxls . min2 s . min(2) 线路电抗：X1 = 0.4Okm， X = 1.40 km ；(3) 变压器T1的中性点接地，其额定参数为：60MVA、10.5kV110kV、U % = 10.5% ；k(4) 变压器 T2、T3 的中性点不接地，其额定参数为：15MVA、110kV10.5kV、U % = 10.5% ；k(5) 在不同运行方式下，按照平均电压115kV计算，各点KG)和KG)时的零序电流计 算结果如下表；运行方式及故障类型 故障点最大运行方式下K 0最小运行方式下K C1)母线A的出口处670A745A母线AB的中点402A358A母线B287A236A母线C194A150A母线D208A163.5A(6)在断路器15上流过的最大负荷电流分别为： 1070A、810A、381A、850A、390A。 试分析、计算：(1) 保护2和4是否需要装设零序电流I段保护？为什么？(2) 保护2和4零序电流II段、III段的电流整定值及时间整定值？2.29某110kV单电源系统如图2-54所示，其中，Z= 100、Z= 13.50，线路的单s. mins.max位阻抗为0.40。在可靠系数K1 = 1.3的情况下，试求：rel1) 保护1的电流I段整定值，并进行灵敏度验证；2) 当线路AB的长度减小到25km时，重复上述的计算，并分析计算结果。3.1 为什么距离保护的动作区域通常为一个“面”或“圆”的形式？3.2 请说明测量阻抗、整定阻抗、临界动作阻抗的含义，并说明保护安装处的负荷阻抗、 短路阻抗、系统等值阻抗的含义。3.3 对于方向阻抗圆的特性，其最大灵敏角是如何定义的？对于具体的输电线路，通常将 最大灵敏角整定为何参数？3.4 阻抗元件的方向圆特性、偏移圆特性是否存在出口死区？若存在出口死区，那么，通 常采取何种措施？Z Z3.5偏移圆特性如图3-5 (a)所示，请写出基于arg厶厶-的相位比较动作方程。Z +aZmset为什么？3.11在距离保护的整定计算中，为什么要取分支系数K = I /I为最小？在验证灵敏度 b k m时，为什么要取分支系数Kb二i/i为最大？其中，/为下一级线路的测量电流，i bkmkm为保护安装处的测量电流。3.12请分析最大、最小的负荷阻抗角与功角6的近似关系。3.13 与相间电流保护相比较，试归纳出距离保护的主要特点。3.143.153.163.173.183.193.203.213.223.233.243.253.263.273.28电力系统振荡时，电流、电压、测量阻抗是如何变化的。通常可以将多电源系统等效为双电源系统，请分析：等效双电源系统的功角6是否会发生突变？如图3-55所示的系统，在S、W电源之间发生振荡的情况下，试分析：1) K处没有短路时，距离保护1是否受振荡影响？ 2)K处发生短路时，距离保护1是否受振荡影响？为什么？其中， P 站可能为振荡中心、也可能不是振荡中心。EMPN图 3-55对于Zy不发生变化的双电源系统，当发生振荡时，在同一个保护的I、II、III段阻抗 元件中，哪个阻抗元件最容易误动？哪个阻抗元件次之？通常采取何种方式防止误 动？在采取短时开放的措施之后，如果本线路末端发生短路，那么，距离保护II段是如何 实现切除故障的？仅从阻抗特性的角度来说，在振荡时，希望R轴方向的范围小一些，但是，从提高耐 受过渡电阻的能力来说，又希望R轴方向的范围大一些，因此，二者的要求是相反的。 在微机保护中，通常采取何种方案兼顾二者的要求？ 请你对多边形特性与方向圆特性的性能进行比较。 请问：选相元件的主要作用是什么？ 三段式距离保护的整定原则与三段式电流保护的整定原则有何异同？ 在单电源线路上，过渡电阻对距离保护会产生什么影响？ 在双电源线路上，距离保护测量到的过渡电阻为什么会呈现容性或感性？ 如何获得故障分量？所述方法的故障分量存在多长时间？ 何谓距离保护的暂态超越？克服暂态超越的主要措施是什么？ 影响距离保护正确工作的因素有哪些？主要采取何种措施克服不利因素的影响？试说 明：这些措施的目的是什么？在图3-56所示的网络中，线路AB、BC、CD的首端均配置了三段式距离保护。网络参数如图所示，并已知：1）线路的正序阻抗为Z = 0.45Gikm，阻抗角9 = 65。；2） 线路AB、BC的最大负荷电流I= 600A，功率因数cos9 = 0.9 ;L.max3）测量元件均采用方向阻抗特性；4）线路CD的艸=1.5s。3试求：（1）保护1、2的相间距离I、II、III段一次动作阻抗及整定时限，并绘制出时间配合 图；（2）校验II、III段的灵敏度。29MVAUk% = 10.5%110kV6.6kVX= 400B.minXB.max图 3-563.29在图 3-57所示的双电源系统中，在保护1处装设了 0。接线的方向阻抗元件，设I段阻抗的整定值为Z = 60，且Eset.=En。其余参数如图示，各元件阻抗角均为70。试求：1）振荡中心的位置，并在阻抗复平面上画出测量阻抗的振荡轨迹2）求出 I 段阻抗元件误动的角度范围；（3）当系统的振荡周期近似取1.5s时，求出阻抗元件的误动时间。130 -I图 3-573.30 电力系统非失稳运行时，试推导最小负荷阻抗角的表达式。3.31 试用相位比较的方法，写出图3-58所示阻抗特性的动作方程jXZRZmseta）（b）图 3-58