电力系统继电保护原理习题精选_带答案_2014
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录
1 绪论..............................................................................................................................................1 2 硬件基础知识..............................................................................................................................4 3 电网电流保护..............................................................................................................................5 4 电网距离保护............................................................................................................................21 5 电网纵联保护............................................................................................................................30 6 自动重合闸................................................................................................................................32 7 变压器保护................................................................................................................................33 8 发电机保护................................................................................................................................36 9 母线保护....................................................................................................................................37 10 微机保护滤波器和算法..........................................................................................................40
(2)k4 点故障时，如果 QF2 拒动，则应将 QF1 断开。 (3)k1 点故障时 QF2 拒动，如果断路器失灵保护动作会断开 QF3、QF6、QF9；远后备 保护动作(线路 L2 的保护 4、线路 L3 的保护 5 的后备保护以及变压器 T1 的后备保护)会断 开 QF4、QF5、QF10。 (4)k1 点发生故障时，保护 1、2 距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件均会起动，其中保护 1、2 距离Ⅰ段会发跳令，分别断开 QF1、QF2，之后各段阻抗元件返回；因 k1 在其反方向，保 护 3、6 的各段阻抗元件均不会起动；因 k1 在其保护范围之外，保护 4、5 的距离Ⅰ段阻 抗元件均不会起动；根据题目中信息不能判断 k1 在保护 4、5 的距离Ⅱ段范围内部还是外 部，因此保护 4、5 的距离Ⅱ段阻抗元件可能起动，如果起动则会在 QF2 断开之后返回； 因 k1 在其保护范围之内，保护 4、5 的距离Ⅲ段阻抗元件均会起动，在 QF2 断开之后返回； 保护 3、4、5、6 的各段保护均不会发跳闸命令。 k2 点发生故障时，保护 4 距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件均会起动，其中距离Ⅰ段在 t1 时刻发发跳令，断开 QF4，之后保护 4 各段阻抗元件返回；保护 3 距离Ⅰ段阻抗元件不会 起动，距离Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件均会起动，距离Ⅱ经延时在 t2 时刻发发跳令，断开 QF3，之 后阻抗元件返回；在 t1 时刻之前保护 6 处电流从母线流向线路，其距离Ⅰ段阻抗元件不会 起动，Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件会起动，距离Ⅱ、Ⅲ段开始计时，但在 t1 时刻 QF4 断开之后， 该处电流由线路流向母线，Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件随即返回；在 t1 时刻之前保护 5 处电流从线
答：对继电保护的基本ห้องสมุดไป่ตู้求为继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性 的要求。 1.3 简要说明继电保护装置的一般构成以及各部分的作用。
答：一般情况下继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分构成。 1.4 如图所示电力系统。(1)分别说明在保护和断路器都正常的情况下，k1(线路 L1 中点)、
2
《电力系统继电保护原理》作业
路流向母线，距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件均不会起动，但在 t1 时刻 QF4 断开之后，该处 电流由母线流向线路，此时距离Ⅰ、Ⅱ阻抗元件仍不会起动，但距离Ⅲ段阻抗元件随即起 动，距离Ⅲ段开始计时，在 t2 时刻 QF3 断开之后随即返回；因 k2 点一直处于反方向，保 护各段阻抗元件一直不会起动；因 k2 点在相邻线路末端，保护 1 距离Ⅰ、Ⅱ阻抗元件不 会起动，距离Ⅲ段阻抗元件会起动，距离Ⅲ段开始计时，在 t2 时刻 QF3 断开之后随即返 回。
4
《电力系统继电保护原理》作业
3 电网电流保护
3.1 在图示系统中，试分析：(1)保护 1、4 和 9 的最大和最小运行方式，(2)保护 8 与保护 6 配合、保护 1 与保护 9 配合时计算最大、最小分支系数对应的运行方式。
答：保护 1 的最大运行方式：系统 M、N 最大方式，线路 DC 或 BC 停运，开环运行； 最小运行方式：系统 M 最小方式，如果闭环运行，线路 AD 中电流从母线 A 流向母线 D， 则采用闭环运行方式，系统 N 最小方式，否则线路 AD 停运，开环运行，此时流过保护 1 所在线路电流与系统 N 无关；
3
《电力系统继电保护原理》作业
2 硬件基础知识
2.1 什么是电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数？过量动作继电器、欠量动作继 电器的返回系数有什么区别？ 答：动作电流是能使继电器动作的最小电流，返回电流是能使继电器返回的最大电流，
返回系数为返回电流与动作电流的比值： Kre = Ire Iop 。 过量动作继电器 Kre < 1；欠量继电器 Kre > 1。
1
《电力系统继电保护原理》作业
答：(1)在保护和断路器都正常的情况下，k1 点故障时线路 L1 的保护 1、2 发跳闸命 令，分别断开 QF1、2；k2 点故障时线路 L2 的保护 3、4 发跳闸命令，分别断开 QF3、4； k3 点故障时线路 L4 的保护 7 发跳闸命令，断开 QF7；k4 点故障时母线 B 的保护发跳闸命 令，断开 QF2、QF3、QF6、QF7、QF9；k5 点故障时变压器 T1 的保护发跳闸命令，断开 QF9、QF10；k6 点故障时发电机 G1 的保护发跳闸命令，断开 QF8。
《电力系统继电保护原理》作业
1 绪论
1.1 什么是主保护？什么是后备保护、近后备保护、远后备保护？什么是辅助保护？什么 是异常运行保护？ 答：主保护是指满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设
备和线路故障的保护； 后备保护是主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护，其中近后备是当主保护拒动
答：Ⅰ段通过合理的电流定值来保证选择性，Ⅱ段、Ⅲ段通过电流定值(保护范围)、 动作时间分别相邻线路保护配合来保证选择性。
5
《电力系统继电保护原理》作业
Ⅰ段仅能保护线路的一部分，Ⅱ段在灵敏度满足要求的情况下可以保护本线路的全 长，Ⅲ段在灵敏度满足要求的情况下可以保护本线路和相邻线路的全长。各段的保护范围 与故障类型和运行方式有关。
时，由该电力设备或线路的另一套保护实现的保护，当断路器拒动时由断路器失灵保护来 实现的后备保护，远后备是当主保护或断路器拒动时由相邻电力设备或线路的保护实现的 后备保护；
辅助保护是补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护推出运行时增设的 简单保护。
异常运行保护是反映被保护电力设备或线路异常运行状态的保护； 1.2 说明对电力系统继电保护有那些基本要求。
电流速断保护的优点是简单可靠，动作迅速；缺点是不能保护线路的全长，并且保护 范围直接受运行方式变化的影响。
保护 8 与保护 6 配合时，计算最大分支系数时的运行方式为：系统 M 最小方式，系统 N 最大方式，线路全部投入；最小分支系数对应运行方式：系统 M 最大方式，系统 N 最 小方式，线路 AB 停运。
保护 1 与保护 9 配合时，最大分支系数对应运行方式：系统 M 最小方式，系统 N 最 大方式，线路 AD 电流由 A 母线流向 D 母线时投入运行，否则退出运行；最小分支系数对 应运行方式：线路 BC 或 DC 停运。 3.2 分析电流保护中各段如何保证选择性？各段的保护范围如何，与哪些因素有关？
过电流保护可以作为相邻线路的远后备保护当相邻线路发生故障后应能起动故障切除后电压恢复时电动机要有一个自启动的过程电动机的自启动电流大于它的正常工作电流在该电流作用下过电流继电器必须能够返回即其返回电流应大于负荷自启动电流否则在故障已经切除的情况下过电流继电器持续动作就会误动因此过电流保护整定时必须考虑返回系数与自启动系数
3.3 分析和比较Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段电流保护的异同，试按“四性”的要求评价它们的优缺点。 答：电流速断保护(I 段)、限时电流速断保护(II 段)、过电流保护(III 段)都是反应电流
升高而动作的保护。它们的主要区别在于按照不同的原则来选择启动电流。速断是按照躲 开本线路末端的最大短路电流来整定；限时速断是按照躲开下级各相邻元件电力速断保护 的最大动作范围来整定，而过电流保护则是按照躲开本元件最大负荷电流来整定。电流保 护Ⅰ、Ⅱ段为主保护，电流保护Ⅲ段为后备保护。
保护 4 的最大运行方式：系统 M、N 最大方式，线路 AB 停运，开环运行；最小运行 方式：系统 N 最小方式，如果闭环运行，线路 AD 中电流从母线 D 流向母线 A，则采用闭 环运行方式，系统 M 最小方式，否则线路 AD 停运，开环运行，此时流过保护 4 所在线路 电流与系统 M 无关；
保护 9 的最大运行方式：系统 M、N 最大方式，闭环运行；最小运行方式：系统 M、 N 最小方式，线路 AD、AB、BC、CD 中一条线路停运(计算后决定)。
k2(线路 L2 末端)、k3、k4、k5、k6 点故障时按选择性的要求哪些保护应发跳闸命令， 跳开哪些断路器？(2)k4 点故障时，如果 QF2 拒动，则应将哪个断路器断开？(3)k1 点 故障时 QF2 拒动，如果失灵保护动作会断开哪些断路器，远后备保护动作会断开哪些 断路器？(4)设线路 L1、L2、L3 各处均装设三段式距离保护，采用方向圆特性阻抗元 件，各保护的灵敏度均满足要求。分析在 k1、k2 处发生故障直至故障切除的过程中， 线路 L1、L2、L3 距离保护各段的动作行为。
2.2 微机继电保护装置的硬件包括哪几部分？各有什么作用？ 答：包括：模拟量采集系统、数字处理系统、开关量输入/输出系统、通信系统和电
源。 2.3 什么是采样定理？如何确定微机保护的采样频率？说明采样频率、采样周期、每工频
周期采样点数间的相互关系。 答：采样定理指在模数转换的过程中如果要完整地保留原始信号中的信息，采样频率 必须大于信号中最高频率的 2 倍。 确定采样频率时应考率采样定理、装置硬件水平以及保护算法等方面的要求。 设采样频率为 fs，采样周期为 Ts，工频 f1=50Hz, 工频周期 T1=20ms，每工频周期采样 点数为 N。它们之间满足：fs=1/ Ts，N= fs / f1 = T1/Ts。
1 绪论..............................................................................................................................................1 2 硬件基础知识..............................................................................................................................4 3 电网电流保护..............................................................................................................................5 4 电网距离保护............................................................................................................................21 5 电网纵联保护............................................................................................................................30 6 自动重合闸................................................................................................................................32 7 变压器保护................................................................................................................................33 8 发电机保护................................................................................................................................36 9 母线保护....................................................................................................................................37 10 微机保护滤波器和算法..........................................................................................................40
(2)k4 点故障时，如果 QF2 拒动，则应将 QF1 断开。 (3)k1 点故障时 QF2 拒动，如果断路器失灵保护动作会断开 QF3、QF6、QF9；远后备 保护动作(线路 L2 的保护 4、线路 L3 的保护 5 的后备保护以及变压器 T1 的后备保护)会断 开 QF4、QF5、QF10。 (4)k1 点发生故障时，保护 1、2 距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件均会起动，其中保护 1、2 距离Ⅰ段会发跳令，分别断开 QF1、QF2，之后各段阻抗元件返回；因 k1 在其反方向，保 护 3、6 的各段阻抗元件均不会起动；因 k1 在其保护范围之外，保护 4、5 的距离Ⅰ段阻 抗元件均不会起动；根据题目中信息不能判断 k1 在保护 4、5 的距离Ⅱ段范围内部还是外 部，因此保护 4、5 的距离Ⅱ段阻抗元件可能起动，如果起动则会在 QF2 断开之后返回； 因 k1 在其保护范围之内，保护 4、5 的距离Ⅲ段阻抗元件均会起动，在 QF2 断开之后返回； 保护 3、4、5、6 的各段保护均不会发跳闸命令。 k2 点发生故障时，保护 4 距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件均会起动，其中距离Ⅰ段在 t1 时刻发发跳令，断开 QF4，之后保护 4 各段阻抗元件返回；保护 3 距离Ⅰ段阻抗元件不会 起动，距离Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件均会起动，距离Ⅱ经延时在 t2 时刻发发跳令，断开 QF3，之 后阻抗元件返回；在 t1 时刻之前保护 6 处电流从母线流向线路，其距离Ⅰ段阻抗元件不会 起动，Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件会起动，距离Ⅱ、Ⅲ段开始计时，但在 t1 时刻 QF4 断开之后， 该处电流由线路流向母线，Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件随即返回；在 t1 时刻之前保护 5 处电流从线
答：对继电保护的基本ห้องสมุดไป่ตู้求为继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性 的要求。 1.3 简要说明继电保护装置的一般构成以及各部分的作用。
答：一般情况下继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分构成。 1.4 如图所示电力系统。(1)分别说明在保护和断路器都正常的情况下，k1(线路 L1 中点)、
2
《电力系统继电保护原理》作业
路流向母线，距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段阻抗元件均不会起动，但在 t1 时刻 QF4 断开之后，该处 电流由母线流向线路，此时距离Ⅰ、Ⅱ阻抗元件仍不会起动，但距离Ⅲ段阻抗元件随即起 动，距离Ⅲ段开始计时，在 t2 时刻 QF3 断开之后随即返回；因 k2 点一直处于反方向，保 护各段阻抗元件一直不会起动；因 k2 点在相邻线路末端，保护 1 距离Ⅰ、Ⅱ阻抗元件不 会起动，距离Ⅲ段阻抗元件会起动，距离Ⅲ段开始计时，在 t2 时刻 QF3 断开之后随即返 回。
4
《电力系统继电保护原理》作业
3 电网电流保护
3.1 在图示系统中，试分析：(1)保护 1、4 和 9 的最大和最小运行方式，(2)保护 8 与保护 6 配合、保护 1 与保护 9 配合时计算最大、最小分支系数对应的运行方式。
答：保护 1 的最大运行方式：系统 M、N 最大方式，线路 DC 或 BC 停运，开环运行； 最小运行方式：系统 M 最小方式，如果闭环运行，线路 AD 中电流从母线 A 流向母线 D， 则采用闭环运行方式，系统 N 最小方式，否则线路 AD 停运，开环运行，此时流过保护 1 所在线路电流与系统 N 无关；
3
《电力系统继电保护原理》作业
2 硬件基础知识
2.1 什么是电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数？过量动作继电器、欠量动作继 电器的返回系数有什么区别？ 答：动作电流是能使继电器动作的最小电流，返回电流是能使继电器返回的最大电流，
返回系数为返回电流与动作电流的比值： Kre = Ire Iop 。 过量动作继电器 Kre < 1；欠量继电器 Kre > 1。
1
《电力系统继电保护原理》作业
答：(1)在保护和断路器都正常的情况下，k1 点故障时线路 L1 的保护 1、2 发跳闸命 令，分别断开 QF1、2；k2 点故障时线路 L2 的保护 3、4 发跳闸命令，分别断开 QF3、4； k3 点故障时线路 L4 的保护 7 发跳闸命令，断开 QF7；k4 点故障时母线 B 的保护发跳闸命 令，断开 QF2、QF3、QF6、QF7、QF9；k5 点故障时变压器 T1 的保护发跳闸命令，断开 QF9、QF10；k6 点故障时发电机 G1 的保护发跳闸命令，断开 QF8。
《电力系统继电保护原理》作业
1 绪论
1.1 什么是主保护？什么是后备保护、近后备保护、远后备保护？什么是辅助保护？什么 是异常运行保护？ 答：主保护是指满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设
备和线路故障的保护； 后备保护是主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护，其中近后备是当主保护拒动
答：Ⅰ段通过合理的电流定值来保证选择性，Ⅱ段、Ⅲ段通过电流定值(保护范围)、 动作时间分别相邻线路保护配合来保证选择性。
5
《电力系统继电保护原理》作业
Ⅰ段仅能保护线路的一部分，Ⅱ段在灵敏度满足要求的情况下可以保护本线路的全 长，Ⅲ段在灵敏度满足要求的情况下可以保护本线路和相邻线路的全长。各段的保护范围 与故障类型和运行方式有关。
时，由该电力设备或线路的另一套保护实现的保护，当断路器拒动时由断路器失灵保护来 实现的后备保护，远后备是当主保护或断路器拒动时由相邻电力设备或线路的保护实现的 后备保护；
辅助保护是补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护推出运行时增设的 简单保护。
异常运行保护是反映被保护电力设备或线路异常运行状态的保护； 1.2 说明对电力系统继电保护有那些基本要求。
电流速断保护的优点是简单可靠，动作迅速；缺点是不能保护线路的全长，并且保护 范围直接受运行方式变化的影响。
保护 8 与保护 6 配合时，计算最大分支系数时的运行方式为：系统 M 最小方式，系统 N 最大方式，线路全部投入；最小分支系数对应运行方式：系统 M 最大方式，系统 N 最 小方式，线路 AB 停运。
保护 1 与保护 9 配合时，最大分支系数对应运行方式：系统 M 最小方式，系统 N 最 大方式，线路 AD 电流由 A 母线流向 D 母线时投入运行，否则退出运行；最小分支系数对 应运行方式：线路 BC 或 DC 停运。 3.2 分析电流保护中各段如何保证选择性？各段的保护范围如何，与哪些因素有关？
过电流保护可以作为相邻线路的远后备保护当相邻线路发生故障后应能起动故障切除后电压恢复时电动机要有一个自启动的过程电动机的自启动电流大于它的正常工作电流在该电流作用下过电流继电器必须能够返回即其返回电流应大于负荷自启动电流否则在故障已经切除的情况下过电流继电器持续动作就会误动因此过电流保护整定时必须考虑返回系数与自启动系数
3.3 分析和比较Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段电流保护的异同，试按“四性”的要求评价它们的优缺点。 答：电流速断保护(I 段)、限时电流速断保护(II 段)、过电流保护(III 段)都是反应电流
升高而动作的保护。它们的主要区别在于按照不同的原则来选择启动电流。速断是按照躲 开本线路末端的最大短路电流来整定；限时速断是按照躲开下级各相邻元件电力速断保护 的最大动作范围来整定，而过电流保护则是按照躲开本元件最大负荷电流来整定。电流保 护Ⅰ、Ⅱ段为主保护，电流保护Ⅲ段为后备保护。
保护 4 的最大运行方式：系统 M、N 最大方式，线路 AB 停运，开环运行；最小运行 方式：系统 N 最小方式，如果闭环运行，线路 AD 中电流从母线 D 流向母线 A，则采用闭 环运行方式，系统 M 最小方式，否则线路 AD 停运，开环运行，此时流过保护 4 所在线路 电流与系统 M 无关；
保护 9 的最大运行方式：系统 M、N 最大方式，闭环运行；最小运行方式：系统 M、 N 最小方式，线路 AD、AB、BC、CD 中一条线路停运(计算后决定)。
k2(线路 L2 末端)、k3、k4、k5、k6 点故障时按选择性的要求哪些保护应发跳闸命令， 跳开哪些断路器？(2)k4 点故障时，如果 QF2 拒动，则应将哪个断路器断开？(3)k1 点 故障时 QF2 拒动，如果失灵保护动作会断开哪些断路器，远后备保护动作会断开哪些 断路器？(4)设线路 L1、L2、L3 各处均装设三段式距离保护，采用方向圆特性阻抗元 件，各保护的灵敏度均满足要求。分析在 k1、k2 处发生故障直至故障切除的过程中， 线路 L1、L2、L3 距离保护各段的动作行为。
2.2 微机继电保护装置的硬件包括哪几部分？各有什么作用？ 答：包括：模拟量采集系统、数字处理系统、开关量输入/输出系统、通信系统和电
源。 2.3 什么是采样定理？如何确定微机保护的采样频率？说明采样频率、采样周期、每工频
周期采样点数间的相互关系。 答：采样定理指在模数转换的过程中如果要完整地保留原始信号中的信息，采样频率 必须大于信号中最高频率的 2 倍。 确定采样频率时应考率采样定理、装置硬件水平以及保护算法等方面的要求。 设采样频率为 fs，采样周期为 Ts，工频 f1=50Hz, 工频周期 T1=20ms，每工频周期采样 点数为 N。它们之间满足：fs=1/ Ts，N= fs / f1 = T1/Ts。