继电保护期末试题3西南交大

什么是保护安装处的负荷阻抗、短路阻抗、系统等值阻抗答：负荷阻抗是指在电力系统正常运行时，保护安装处的电压（近似为额定电压）与电流（负荷电流）的比值。因为电力系统正常运行时电压较高、电流较小、功率因数较高（即电压与电流之间的相位差较小）,负荷阻抗的特点是量值较大，在阻抗复平面上与R轴之间的夹角较小。短路阻抗是指在电力系统发生短路时，保护安装处的电压变为母线残余电压，电流变为短路电流，此时测量电压与测量电流的比值即为短路阻抗。短路阻抗即保护安装处与短路点之间一段线路的阻抗，其值较小，阻抗角较大。系统等值阻抗：在单个电源供电的情况下，系统等值阻抗即为保护安装处与背侧电源点之间电力元件的阻抗和；在多个电源点供电的情况下，系统等值阻抗即为保护安装处断路器断开的情况下，其所连接母线处的戴维南等值阻抗，即系统等值电动势与母线处短路电流的比值，一般通过等值、简化的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 求出。什么是故障环路相间短路与接地短路所构成的故障环路的最明显差别是什么答：在电力系统发生故障时，故障电流流通的通路称为故障环路。相间短路与接地短路所构成的故障环路的最明显差别是：接地短路点故障环路为“相—地”故障环路，即短路电流在故障相与大地之间流通；对于相间短路，故障环路为“相—相”故障环路，即短路电流仅在故障相之间流通，不流向大地。构成距离保护为什么必须用各种环上的电压、电流作为测量电压和电流答：在三相电力系统中，任何一相的测量电压与测量电流之比都能算出一个测量阻抗，但是只有故障环上的测量电压、电流之间才满足关系U&mI&mZmI&mZkI&mZ1Lk，即由它们算出的测量阻抗才等于短路阻抗，才能够正确反应故障点到保护安装处之间的距离。用非故障环上的测量电压与电流虽然也能算出一个测量阻抗，但它与故障距离之间没有直接的关系，不能够正确地反应故障距离，所以不能构成距离保护。解释什么是阻抗继电器的最灵敏角，为什么通常选定线路阻抗角为最灵敏角。答：当测量阻抗角Zm的阻抗角与正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等时，阻抗继电器的动作阻抗最大，正好等于Zset1，即ZopZset1，此时继电器最为灵敏，所以Zset1的阻抗角又称为最灵敏角。选定线路阻抗角为最灵敏角，是为了保证在线路发生金属性短路点情况下，阻抗继电器动作最灵敏。以记忆电压为参考的距离继电器有什么特点其初态特性与稳态特性有何差别答：以记忆电压为参考电压的距离继电器可以消除所有故障点死区，尤其是克服出口三相对称性短路时三相电压都降为0而失去比较依据的不足；但其动作性不能长期保持。初态特性与稳态特性差别：（1）在传统的模拟式距离保护中，记忆电压是通过LC谐振记忆回路获得的，由于回路电阻的存在，记忆量是逐渐衰减的，故障一定时间后。记忆电压将衰减至故障后的测量电压。所有由记忆回路产生的结论仅在故障刚刚发生、记忆尚未消失时是成立的，因此称之为初态特性；（2）数字式保护中，记忆电压就是存放在存储器中的故障前电压的采样值，虽然不存在衰减问题，但故障发生一定时间后，电源的电动势发生变化，将不再等于故障前的记忆电压，再用故障前的记忆电压作为参考电压，特性也将发生变化。所以记忆电压仅能在故障后的一定时间内使用，例如仅在I、II段中采用。图3—7所示系统中，发电机以发电机—变压器组方式接入系统，最大开机方式为4台机全开，最小开机方式为两侧各开1台机，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。其参数为：75°E1153kV;XigiX2.GIXig2X2.G215X1.G3X2.G3X1.G4x2G410X1.T1:X1.T4Lab60km,10,X0.T1:X0.T430lBC40km；线路阻抗,X1.T5X1T620Z1Z20.4km,Z0X0.T5X0.T640；1.2km，线路阻抗角均为，IAB.LmaxICB.Lmax300A，负荷功率因数角为30°；kss匸2,%1.2,K^0.85,kJ0.75,变压器均装有快速差动保护。试解答：为了快速切除线路上的各种短路，线路A—B、B—C应在何处配备三段式距离保护，各选用何种接线方式各选用何种动作特性答：应在1、2、3、4处配备三段式距离保护；选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式；它们的I、II段选择具有方向特性的距离保护，III选用具有偏移特性的距离保护。整定保护1—4的距离I段，并按照你选定的动作特性，在一个阻抗复平面上画出各保护的动作区域。答：线路AB的正序阻抗zabZ[Lab0.46024线路BC的正序阻抗ZbcZ[Lbc0.44016保护1、2的距离I段zSet/,2K^Zab0.852420.4()保护3、4的距离I段zSet34K^ZbC0.851613.6()保护1—4距离保护在阻抗平面上的动作区域如图1所示，圆周1、2、3、4分别对应保护1、2、3、4距离I段的动作特性。分别求出保护1、4接地距离II段的最大、最小分支系数。答：对保护1：当与相邻下级线路距离保护I段配合时，有K1b.max2.88，K1b.min1.59当与相邻变压器的快速保护相配合时，有K1b.max2.88，K1b.min2.01对保护4:、当与相邻下级线路距离保护I段配合时，有K4b.max2.26,Kqb.min1.41当与相邻变压器的快速保护相配合时，有K4b.max1.99,K4b.min1.53详细计算见后面的附录。分别求出保护1、4接地距离II、山段的定值及时限，并校验灵敏度。答：保护1距离II段的整定：1)整定阻抗：按下面两个条件选择。(a)当与相邻下级线路距离保护I段相配合时，有11°zSIet.1K；ei(ZabKib.minZSet3)°°5(241.5913.6)34.218()(b)当与相邻变压器的快速保护相配合时，有ZSIet.1Kh(ZABKib.minZt)°.75(242.012°)48.15()ZtX1.T5X1.T62°2)灵敏度校验：Sz；；134；81.431.25,满足灵敏度要求。3)动作时限：与相邻保护3的I段配合，有1t；t°0.5°.5s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。保护1距离III段的整定：1)整定阻抗：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，有ZL.min^l.min°.911°&Lmax、，；3°.319°.53()Zset.1KrelZL.min取Krel°.83，KSS1.2，Kre「2和set75KSSKrecos(set3°，于是L)Z%1°8319°.53155.93()1.21.2cos(753°)2)灵敏度校验：(a)本线路末端短路时灵敏系数为ZIIIKsen(1)益詈6.5(b)相邻设备末端短路时灵敏系数为Ksen(1)ZIIIset.112ZABK1b.maxZnext①相邻线路末端短路时灵敏系数。禾U用问题(XBC，Xck°即可，所以有中求灵敏系数的结论，只要令XBKK1b12X12.°XAB°3X56.°X12.1Xac1x34.°X34.1[X56.°(1XBC°)(1X56.°X34.°''X12.°xab°"当X34.1,值，即当X34.1minX56.O分别取最小值，1°，X56.°min而X12.1、X34.°、X12.°分别取最大值时，K1b就取最大2°，X12.1max25，X34.°max3°，X12.°max3°，有K1b.max2°3°7231254°2.88悬]ZnextZBC16()Ksen(2)Zset.1155.93ZABK1b.maxZnext2.23242.88161.2②相邻变压器末端短路时灵敏系数。此时K1b.max2・88，ZnextZt20()Ksen(2)ZhZABK1b.maxZnext155.931.911.2242.8820ZnextX1.T5X1.T620所以灵敏度校验满足要求。3）动作时限：与相邻设备保护配合，有屮t0.50.51s,它能同时满足与相邻线路保护和相邻线路保护和相邻变压器保护的配合要求。保护4距离II段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。（a）当与相邻下级线路距离保护I段相配合时，有Zset4叮|(至。K4b.minZset2)0.75(161.4120.4)33.573(（b）当与相邻变压器的快速保配合时，有K4b.minZt)0.75(161.5320)34.95(ZtX1.T5X1T620所以取Zset433.573(2）灵敏度校验：KsenZset.4ZBC咤2.11.25163）动作时限：与相邻保护2I段配合，有t4t20.5s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。保护4距离III段的整定：1)整定阻抗：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定,ZU&_.min°.911019053(、ZIIIZLminimx30.3190.53()Zset4取Krel°83，Kss1.2，K~1.2和set75，III0.83190.53Zset4155.93()set41.21.2cos(7530)ZL.minKrelKssKrecos(set1)L30,于是2）灵敏度校验：（a）本线路末端短路时灵敏系数为“⑴鑿釁974-（b）相邻设备末端短路时灵敏系数为Ksen(2)2ZBCK4b.maxZnext①相邻线路末端短路时灵敏系数。经 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 可得1K4b1Ksen(2)墻4ZBCK4b,maxZnext155.93161.99202.791.2TOC\o"1-5"\h\zX56.021[X56.0(1XABO)(1X56.0X34.OXBC031X34.1XAC1x12.0X12.0X34.0xbcoX12.1当X12.1、X56.0、分别取最小值，而X34.1、X12.0、X34.0分别取最大值时，K4b就取取大值，即当X12.1min12.5,X56.0min20,X34.1max20,X12.0max30,X34.0max30有1K4b.max1—2021207220~[(1)(1)3048312040乜030304812.5ZlllKsen(2)-set^155.932.261.2Sen(2)-BCK4b.max-next162.2124-nextZAB24②相邻变压器末端短路时灵敏系数。此时ZnextX1.T5X1T620所以灵敏度校验满足要求。3）动作时限：与相邻设备保护配合有tjt；"t0.50.51s，它能同时满足与相邻线路保护和相邻变压器保护的配合要求。（5）当AB线路中点处发生BC两相短路接地时，哪些地方的哪些测量元件动作，请逐一列出。保护、断路器正常工作情况下，哪些保护的何段以什么时间跳开了哪些断路器将短路切除答：当AB线路中点处发生BC两相短路接地时，接地距离保护中：B相、C相的接地距离保护的测量元件动作；相间距离保护中，B、C相间距离保护的测量元件动作：保护、断路器正常工作情况下，保护1的B,C相接地距离保护I段、BC相间距离保护I段、保护2的B,C相的接地距离保护I段、BC相间距离保护I段，将在故障瞬间跳开保护1,2处的断路器，从而将短路切除。（6）短路条件同（5），若保护1的接地距离I段拒动、保护2处断路器拒动，哪些保护以何时跳开何断路器将短路切除。答：保护1的相间距离I段将在故障瞬间跳开保护1处的断路器，保护4的距离III段延时1s跳开保护4处的断路器。（7）假定各保护回路正确动作的概率为90%，在（5）处的短路条件下，全系统中断路器不被错误切除任意一个的概率是多少体会保护动作可靠性应要求到多高。答：假定保护1在发电厂侧还有一套远后备保护，则线路AB中点短路后应该有4个断路器的跳闸回路被4套保护启动，如果各保护回路正确动作的概率只有90%,则全系统中不被错误切除任意一个断路器的概率为P0.90.90.90.90.6561.附录：分支系数的 计算题 一年级下册数学竖式计算题下载二年级余数竖式计算题 下载乘法计算题下载化工原理计算题下载三年级竖式计算题下载 保护1、4接地距离II段最大、最小分支系数计算。（1）保护1的接地距离II段最大、最小分支系数计算。1）考虑与保护3的距离I段配合。1&11ZAB1&1ZBK1备玮1由电力系统知识，不难看到1&2ZAB2&2ZBK2&32U^K2，式中，也1、U&2、U&0分西0ZabO&OZBKO&3O垛0别为保护1处的正、负、零序电压；i&k1、Uk2、Uko分别为故障处的正、负、零序电压；1&1、&2、I&0分别为保护1处的正、负、零序电流；备、危2、&30分别为保护3处的正、负、零序电流；ZAB1、ZaB2、ZaB0分别为线路A—B的正、负、零序阻抗；ZBK1、ZbK2、ZbK0分别为母线B到故障处之间线路的正、负、零序阻抗。所以保护1处的A相电压U&A为l&AL&11&2L&0(qZAB1ZAB2；ZBK1ZBK2)ZAB1(&1I&2)ZabO&OZbK1(&31&32)zBK0&30l&KaZab1(&1]&2&0)(ZAB0ZAB1)&0ZBK1(I%1&32&3o)(ZBK0ZBK1)&3oL&KazAB1&A3KZAB1&0zBK1%A3KZBK1&30尿人式中，k213z1zAB0zAB13ZAB12(qZabo1.2Lab;Z10.4Lab(称为零序电流补偿系数)。在金属性短路情况下，1&KA0。故保护1处的测量阻抗z1m为r^&1AzAB1&A3KZAB1&0zBK1&3A3KZbK1%0_—吗A3K吟oZ1m&A3KI&o&T^Kf&0ZAB1ZBK1&A3KI&oK1b卽3警0(将K2/3代入)&A3KI&0&3A21%0吗1&323I&30&1&A2吟0&1I&23&0Ai故由分支系数定义变得保护1的分支系数表达式，即f1b詐鸞因为在正、负序网中备&1，备&2所以&23龟013(&3o&0)&23&o&1&23&o&3011歸111&1&23&0为表达方便，做如下符号规定：设母线A左方的G1、T1,G2、T2发变组等值阻抗为x12,母线C右方的G3、T3，G4、T4发变组的等值阻抗为X34,T5、T6变压器组等值阻抗为X56，故障处记为k。在正、负序网中，不考虑T5、T6，有&1&2XCK1X34.1&f1(分流 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 )X12.1XAB1XBK1XCK1X34.1f在零序网中，考虑T5、T6，有&30XCK0_X34.0I&f0(分流公式)(X12.0Xab0)〃X56.0XBK0XCK0X34.0X56.0X12.0XAB0x56.0&30（分流公式）因为在故障处发生的是单相接地故障，所以故障处正、负、零序电流相等，即&1&2xck1X34.I&0&0X12.1XAB1XBC1X34.1&f1斤2&f0所以有%0X56.021[X56.0(1(XBC0XCKO))(1X56.0X12.0XABO31X12.1(XAC1xck1)X34.0XCKOXCKOX34.0X12.0XABOXCK1X34.1所以，当X34.1、X56.O分别取最小值，而X12.1、X34.O、X12.O分别取最大值时，Mb就取取大值；当X34.1、X56.0分别取最大值，而X12.1、X34.0、X12.0分别取最小值时，K〔b就取最小值。即当X34.1min10，X56.0min20，X12.1max25，X34.0max30，12.0max3012.0XAB01&0X56.0X12.0xaboX56.0(X12.0xabo)〃x56.oXbcoX34.0X56.0XCK0X34.0K1bXCK1X34.1X12.IX34.1XAC1Xi2.oxaboX56.0X12.0X56.0XAB0(X12.0XAB0)//X56.0X34.0XBC0X56.0XCK0X34.0时，有K1b.max20307231[20(140.8)(112537.6L307.2307.2102.42.88為)]时，有X34.1max20X56.0max40，X12.1min12・5，X34.0min15，X12.0min15K1b.min14021『40(140.84015723112.537.6L157.2'157.2八1572丿202.41.592）考虑与变压器的速断保护配合。不妨假设变压器T5的负荷侧发生故障，因其位于变压器△侧，故发生单相接地故障时,整个系统中没有零序电流。在金属性短路条件下，得到L&1ZAB1&1ZT51(&1&11)1&I2ZAB2&2ZT52(&21玄2)UjO0所以保护1处的A相电压U&A为l&AU&1厲12L&0zab1(&1&2)zt51(I&1&2&11%)ZAB1&Azt51(&A&IA)所以保护1处的测量阻抗Z1m为ZU&LAzab1&azt51(&A&4A)1mI&A&AZAB1ZT51(1由分支系数定义便得保护1的分支系数表达式1K1b1&△，所以有1b&AK„&4A1&41I&42&401I&H1K1b1臥1&1&2&01鬲1所以，当X12.1取最大值，X34.1取最小值，最大值，K1b就取最小值。即当X12.1max25严1XAB1（&40&00,I知呀2，&1I&2）X34.1XBC1K〔b就取最大值；当X〔21取最小值，X341取，X34.1min10，25241b.max110162.8812512.1min12.5X34.1max12.524K1b.min1当X2.0120时，有II段最大、最小分支系数计算。（2）保护4的接地距离同保护I接地距离II段最大、最小分支系数计算一样，所以可直接得到保护4的分支系数。1）考虑与保护2的距离I段配合。由前述分析可得K4b1X56.02_X34.0XBC0311X56.0X34.1(XAC1XAK1)[X12.0XAK0(1(XAB0XAK0)(1X56.0)]XAK0X12.0X34.0XBC0XAK1X12.1当X12.1、X56.0分别取最小值，而当X12.1、X56.0分别取最大值，而即当X12.1min12・5，X56.0min有X34.1、X12.0、X34.1、X12.0、20，X34.1maxK4b就取最大值；K4b就取最小值。,34.0分别取最大值时,X34.0分别取最小值时，20，X12.0max3034.0max30,K4b.min11402140[1548311036.4L1510.8253.614161.240(1)(1)]1510.81548考虑与变压器的速断保护配合K4b1&A1X%1XBC1陶AX12.1XAB1当X34.1取最大值，X[2.1取最小值时,大值时，K4b就取最小值。即当X34.1max20，X12.1min12・5Kqb就取最大值；X34.1取最小值，X〔2.1取最时，有K从1上016K4b.max1〔25当X34.1min10，X12.1max25时，K4b.min131.532524【例3・1】在图3.26所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护I、11、ID段进行整定计算。已知线路A-B的址大负荷电流/Dmi=350A.功率因数cos卩d=0・9,务线路每公里阻抗Zj=0.4D/km.阻抗角肌=70°,电动机的自启动系数K.二1.5,正常时母线最低工作电压％唤取等于0.9外(l/N=110kV)o图3.26［例3.1］的网络连接图解1•有关各元件阻抗值的计算线路1・2的正序阻抗Z1-2=21£i_2=0.4x30=12(O)线路3-4、5-6的正序阻抗Z3.4=4=0.4x60=24(Q)变压器的等值阻抗Zt二+詳x守=x計*=44.1(Q)2•距离I段的整定笹定阻抗。按式(3.109)计算为Zi=KiZ|_2=0.85x12=10.2(0)动作时间。?=0s(第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间)。距离II段的整定(1)整定阻抗：按下列两个条件选择：I)与相邻下级最短线路3-4(或5-6)的保护3(或保护5)的I段配合，按式(3.111)计算为乙鼻録(Zi+KgZh)式中,可取給=0.85,Ki=0.8,而Z1.3=KiZ3.4=0.85x24=20.4(Q)oKb—的计算如下：Kb.为保护3的I段末瑞发生短路时对保护1而言的最小分支系数(如图3.27所示),当保护3的I段末瑞kl点短路时，分支系数il算式为乙人+…+心(1+0.15)A=和％—厉二%.叫k,5Zu4/0I5Z14a>a—Q-fe图3.27幣定更离II段时求心・・的等值电路可以看出，为了得出最小的分支系数心.=,上式中人应取可能最小值，即应取电源G1的最大运行方式下的等值阻抗兀g,而Xq应取最大可能值，即取电源G2的最小运行方式下的最大等值阻抗扎2."・相邻双回路线路应投入，因而丘“(鬻M普…9代入计算式，于是得Z1,=0.8x(12+1.19x20.4)=29(Q)2)按躲开相邻变压器低压侧出口k2点短路整定(变压器装有差动保护)，按式(3.112)计算为比产K土(ZA.B+Kb^Zj此处分支系数Kb.*为在相邻变压器出口k2点短路时对保护1的最小分支系数，由图3.27可见20+1230于是Zi.,=0.7x(12+2.07x44.1)=72.3(Q),此处取列=0.7。取以上两个计算值中较小者为II段整定值•即取Zi.I=29Qo(2)灵敏性校验：按本线路末端短路求灵敏系数为J=^=2.47>1.25满足要求。动作时间，与相邻保护3的I段配合，则if=讣+=0.5(»)它能同时満足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。距离皿段的整定(1)整定阻抗：按躲开最小负荷阻抗整定取2于是Oi\取其中较长者灵敏性校验；本线路末端短路时的元敏系数为按式(3.121)计算为满足婆求*相邻变压器低压侧出口3.却所示)时的灵敏系数’计算=；0.9<1.2>不因为继电器取为相间接线方式的方向阻抗继电器，所以按式(3.119)计算为满足要求色2)相邻元件末罐短路时的灵敏系数：图3.2S所示相邻线路耒竭短路时的灵敏系数71115和卩胡=70%初二coL(0,9)=25.8°,于是=9J8>L5图3.28距离保护01段灵敏匪校验时求氐*的等值电路』uriran干昙k-11°上2丁走人讹齢-J2+2h48x44満足娶求。变压器増加近后备保护，搭宦计算略。(3)动作时间为翳詈"曲活⑷)V3x0.3515xL5xcos(70°-25.8°)=H0^2⑷)H0J=】2rt；02t1.520.52.5S-i=E2k2点短路(如图也按式(3.J21)但此时的嚴大分支系数为h._+4丄+乙-2丄［_25二［2+|_248BT取禺|的町能最大值为的可能最小值为亦，而相邻平行线取单回线运行■则扎・人-*丛呻+丄］25十】2.心皿-ty+I='zc+I=2,486Q什么是距离保护的稳态超越克服稳态超越影响的措施有哪些答：稳态超越是指在区外故障期间测量阻抗稳定地落入动作区的动作现象。上级测量阻抗可能会因下级线路出口处过渡电阻的影响而减小，严重情况下，可能使测量阻抗落入其I段范围内，造成其I段误动作。这种因过渡电阻的存在而导致保护测量阻抗变小，进一步引起保护误动作的现象，称为距离保护的稳态超越。克服稳态超越影响的措施是：采用能容许较大的过渡电阻而不至于拒动的测量元件。根据下图简述工频故障分量距离继电器的工作原理（保护装在M处）。答：在上图中，k处短路时，保护安装处的工频故障分量电流和工频故障分量电压可以表示为&一色^U&lZsZsZk取工频故障分量距离元件的工作电压为%U&Zset&（ZsZset）式中，Zset为保护的整定阻抗，一般取为线路正序阻抗的80:85。比较工作电压l&）p与故障附加状态下短路点电压的大小，即比较工作电压与非故障状态下短路点电压的大小U［0］，就能够区分出内外的故障。工频故障分量距离元件的动作判据可以表示为kUopuf］满足该式判定为区内故障，保护动作；不满足该式，判定为区外故障，保护不动作。