A卷答案继电保护试题

—南昌大学考试试卷—【适用时间：2011～2012学年第二学期试卷类型：[A]卷】教师填写栏课程编号：Z6101X312试卷编号：课程名称：继电保护原理开课学院：信工学院考试形式：闭卷适用班级：电力系统09级考试时间：120分钟试卷说明：1、本试卷共6页。2、本次课程考试可以携带的特殊物品：计算器。3、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。题号一二三四五六七八九十总分累分人签名题分100得分考生填写栏考生姓名：考生学号：所属学院：所属班级：所属专业：考试日期：考生须知1、请考生务必查看试卷中是否有缺页或破损。如有立即举手报告以便更换。2、严禁代考，违者双方均开除学籍；严禁舞弊，违者取消学位授予资格；严禁带手机等有储存或传递信息功能的电子设备等入场（包括开卷考试），违者按舞弊处理；不得自备草稿纸。考生承诺本人知道考试违纪、作弊的严重性，将严格遵守考场纪律，如若违反则愿意接受学校按有关规定处分！考生签名：一、填空题：（每空1分，共20分）得分评阅人1、对于动作于跳闸的继电保护的基本要求是：选择性、速动性、灵敏性、__可靠性__。2、电流互感器的接线方式是指电流互感器二次绕组与电流继电器的接线方式。3、常用的测量变换器有电压变换器、电流变换器和电抗（阻抗）变换器。4、电压继电器的返回系数是指继电器的返回电压和动作电压的比值，当它的绕组串联式，动作值较并联时增大了一倍。5、三段式电流保护是指无时限电流速断保护、带时限电流速断保护和定时限过电流保护。6、在系统振荡过程中，系统电压最低点叫做振荡中心，它位于系统综合阻抗的1/2处。7、90º接线功率方向元件在出口附近发生三相短路时存在“死区”。8、在中性点直接接地电网中发生接地短路时，零序电流的方向总是由故障点指向各个中性点的。9、方向阻抗继电器中，记忆回路的作用是消除正向出口三相短路的死区。10、自动重合闸的启动方式有不对应启动方式和保护启动方式两种。11、在母线完全电流差动保护中，差动继电器动作电流的整定应考虑躲过外部故障时的最大不平衡电流和躲过电流互感器二次回路断线。二、简答题：（每题10分，共60分）得分评阅人1、什么叫最大和最小运行方式？确定最大和最小运行方式时需要考虑哪些因素？答：当电力系统运行方式和故障类型改变时，短路电流将随之变化。对每套保护装置来说，通过该保护装置的短路电流为最大的方式称为系统的最大运行方式（4分），而短路电流为最下的方式则称为系统最小运行方式（2分）。对于不用安装地点的保护装置，应根据网络接线的实际情况选取最大运行方式和最小运行方式。在系统最大运行方式下发生三相短路故障时，通过保护装置的短路电流最大；而在系统最小运行方式下发生两相短路故障时，通过保护装置的短路电流最小（4分）。2、什么是零序保护？直接接地电网中为什么要单设零序保护？在什么条件下要加装方向继电器组成零序电流方向保护？答：在中性点直接接地电网中发生接地故障后，出现零序电流、零序电压和零序功率，利用这些零序分量电量构成节点故障保护的继电保护装置统称为零序保护。（4分）相间电流保护的三相星形接线过电流保护虽然也能保护接地故障，但其灵敏性低，保护时限长。采用零序保护可克服此不足。（3分）在双侧或多测电源电路中，电源处变压器中性点一般至少有一台接地。由于零序电流实际流向是由故障点流向各个变压器的中性点，因此，在变压器接地数目较多的中性点的复杂网络中，必须考虑零序保护动作的方向性，在零序电流保护中增设功率方向元件，才能保证动作的选择性。（3分）3、简述输电线路纵联差动保护的基本原理？答：输电线路纵联差动保护是由线路两端的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。因此，流经继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。（5分）在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。（5分）4、变压器差动保护不平衡电流是怎样产生的？答：差动保护时不平衡电流产生的原因有：(1)变压器正常运行时的励磁电流引起的不平衡电流。(2)由于变压器各侧电流相位不同而引起的不平衡电流。(3)由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流。(4)由于变压器改变调压分接头引起的不平衡电流。（答对1点3分，2点6分，3点8分，4点10分）5、为什么大容量发电机应采用负序电流保护？其动作值是按照什么条件选择的？答：由于大容量机组的额定电流很大，在相邻元件末端发生两相短路时，短路电流可能很小，采用复合电压启动过流保护或负序电压启动过电流保护，往往不能满足相邻元件对灵敏系数的要求，在此情况下采用负序电流保护作为后备保护，可以提高不对称短路时的灵敏性。（4分）负序电流及单相低电压启动的过电流保护，其动作电流按下述三个条件整定：（1）灵敏元件2KA的整定。负序过负荷部分的动作电流按躲开发电机最大负荷时负序电流滤过器的不平衡电流和小于发电机长期允许的负序电流值，一般取Iop(2)=0.1IN.G保护动作时限比发电机后备保护动作时间大一级。（2分）(2)不灵敏元件3KA的整定。负序过流部分，按照发电机短时间允许的负序电流来确定。在选择动作电流时，应先给一个计算时间tc，在此时间内运行人员有可能采取措施消除产生负序电流的运行方式，一般取tc=120s，若流过发电机的负序电流2/cIAt，允许通过负序电流的时间ttc,运行人员来不及消除产生负序电流的运行方式，这种情况下保护装置应动作于跳闸，因此，负序电流保护的动作电流（标幺值）为(2)*/120opIA对于表面冷却的发电机，去A=30~40，带入上式可得(2).(0.5~0.6)opNGII（2分）(3)不灵敏元件负序电流动作值除按转子发热条件整定外，保护装置的启动电流还应与相邻元件的后备保护在灵敏系数上相配合。若发电机和变压器都没有独立的负序电流保护，则发电机的负序电流保护可只有与升压变压器的负序电流相配合，即(2)2.opcocIKI式中，Kco为配合系数，取1.1；I2.c是在主要运行方式下，发生外部不对称短路时，留给变压器的负序电流正好等于变压器负序电流保护的动作值，也等于流过发电机的负荷电流。（2分）6、简述微机保护装置抑制干扰的基本措施。答：硬件措施：（5分）a.隔离（光电隔离和变压器隔离）b.屏蔽（实质是通过具有良好导电性的金属材料所构成的壳体来隔离和衰减电磁干扰）c.接地（信号接地、屏蔽接地：即将装置外壳接地）。软硬件结合抗干扰措施：（5分）a.软、硬件结合的程序异常复位措施。（看门狗WATCHDOG技术）b.关键输出口编码校核。为防止失控程序对重要的输出口进行非正常操作，导致跳闸等误操作，必须对输出的操作进行校核）c.软、硬件冗余技术。(对采集数据进行比较或多通道采集数据、对运算结果进行核算)三、计算题：（每题10分，共20分）得分评阅人1、下图是一无限大容量系统供电的35KV辐射式网络，线路WL1上最大负荷电流IL.max=220A，电流互感器变比选为300/5，且采用两相星形接线，线路WL2上动作时限tp2=1.8s，k1、k2、k3各点的三相短路电流分别为在最大运行方式下(3)k1.max4000IA，(3)k2.max1400IA，(3)k3.max540IA，在最小运行方式下(3)k1.min3500IA，(3)k2.min1250IA，(3)k3.min500IA，且1.3IrelK，1.15IIrelK，0.5ts。拟在线路WL1上装设三段式电流保护，试计算出无时限和带时限电流速断保护的动作电流，并做灵敏系数校验。解：1)．线路WL1第I段电流保护整定计算(1)保护装置的一次侧动作电流为(3).12.max1.314001820IoprelkIKIA(1分)(2)保护装置的二次侧（继电器中）动作电流为.1..11182030.5300/5IIconopropTAKIIAK(1分)(3)动作时限10Its(1分)(4)灵敏系数校验(3)1.min.13350021.671.51820IksmIopIKI合格(2分)2)．线路WL1第二段电流保护整定(1)保护1的第II段动作电流要和保护2的第I段动作电流相配合，故先求保护2的第I段动作电流(3).23.max.1.21.35407021.15702807.3relrelIIopkIIIIIopopIKIAIKIA(2分)(2)继电器动作电流.1..11807.313.46300/5IIIIconopropTAKIIAK(1分)(3)动作时限2120,00.50.5IIIItsttts(1分)(4)灵敏系数校验(3)2.min.13125021.341.3807.3IIksmIopIKI合格(1分)2、如下图所示，已知各线路首端都装有距离保护，线路正序阻抗Z1=0.4Ω/km，试计算保护1的距离I段、II段的动作阻抗，距离II段的动作时限及校验距离II段的灵敏性。已知：距离保护II段动作时限.2IIpt=0.5s。解：1)．距离保护1段的动作阻抗第I段：op.110.850.4307010.270IIIrelABrelABZKZKZl(2分)第II段:op.1.minop.2IIIIIIIrelABrelbZKZKKZop.210.850.4807027.270IIrelBCZKZlop.1.minop.20.850.430700.80.57527.27010.27021.760.5757022.71270IIIIIIIrelABrelbZKZKKZ(4分)2)．距离保护的II段动作时限：.1.20.50.51IIIIppttts(2分)3)．距离保护第II段灵敏系数：.1.min22.712701.891.3~1.50.43070IIopIIsABZKZ合格(2分)