继电保护课后习题答案 下载本文

3、在中性点直接接地电网中为什么不用三相相间电流保护兼作接地保护,而要单独采用零序电流保护?

答:主要原因是: (1)灵敏度方面

相间电流速断电流保护是按躲线路末端三相短路电流整定,而在线路远端发生单相接地时,短路电流较小,速断电流保护将无法动作。定时限过电流保护按最大自起动电流整定,而零序过电流保护按不平衡电流整定,相比之下,后者的灵敏度占有较大优势。

(2)受运行方式影响方面

相间电流保护的保护范围受系统运行方式的影响较大。 (3)动作时限方面

零序过电流保护的动作时限比相间短路过电流保护的动作时限要短。 (4)受振荡影响方面

相间过电流保护将受到系统振荡的影响,而零序电流保护不受其影响。 综上所述,需单独采用零序电流保护。 4、距离保护与电流保护相比有哪些优点?

答:(1)距离保护测量阻抗,电流保护只测电流,因此前者的保护范围不受运行方式的影响,因此保护整体的灵敏性相对较好。

(2)距离保护的方向阻抗元件,既有测量阻抗大小的功能,又具有方向判断的功能,而方向电流保护需另装设方向元件。

(3)距离保护设有起动元件,保护的可靠性得以提高,有效地防止继电保护误动作,而电流保护未设置起动元件。

5、距离保护中为什么要设置起动元件,起动元件应满足哪些要求?

答:主要为防止距离保护因测量元件误动作造成的保护误动,设置起动元件可起到闭锁作用。同时,起动元件还能起到振荡闭锁的作用,防止系统振荡时距离保护误动作。

起动元件应满足的要求为:能反应保护区内及保护区邻近线路(包括背后线路)上的各种类型的短路故障,动作可靠、快速,在故障切除后尽快返回。被保护线路通过最大符合电流时起动元件应可靠不动作,电力系统振荡时起动元件不允许动作。

6、试说明距离保护的测量阻抗、整定阻抗和输电线路故障时的短路阻抗的含义和区别;阻抗继电器的二次阻抗值如何计算?

答:测量阻抗:是指保护测量到的阻抗值,在实际应用中,测量阻抗多指二次侧阻抗,即在一定接线方式(如零度接线)下,二次电压与二次电流的比值,测量阻抗为一复数,应包括幅值与相角,但不能简单理解为某相电压与某相电流的比值。

整定阻抗:整定阻抗是某种距离保护的某段整定值(如相间距离I段),是人为设置于距离保护中某一阻抗定值。在实际应用中,整定阻抗多指二次侧阻抗,整定阻抗为一复数,应包括幅值与相角。一套距离保护中,一般包含相间距离保护定值与接地距离保护,而两种距离保护的定值又包含有多段定值。

短路阻抗:输电线路短路阻抗为距离保护的保护对象——输电线路的实际阻抗参数值,为一复数,主要参数包括线路长度及单位长度阻抗幅值,线路阻抗角等。距离保护根据输电线路的实际阻抗参数,进行整定阻抗的计算。整定阻抗角一般接近于线路阻抗角。

阻抗继电器的二次阻抗值等于给定的一次阻抗乘以电流互感器变比,再除以电压互感器变比,如某110kV线路选600/5的电流互感器,则二次阻抗等于一次阻抗乘以120,再除以1100即得到二次阻抗值。

7、圆特性方向阻抗继电器Zset=4∠60°Ω,若测量阻抗为ZK=3.6∠30°Ω,试问该继电器能否动作?为什么?

答:圆特性方向阻抗继电器Zset=4∠60°Ω,则在30°角条件下,其整定值为,4*0.866=3.464Ω,而实际的测量阻抗值为ZK=3.6∠30°Ω,该测量阻抗已经不在圆特性动作范围内,继电器不能动作。

8、对于相间阻抗元件与接地阻抗元件,当发生BC两相接地故障时,哪些阻抗器能够精确测量?

答:反应相间故障的BC相间故障继电器及反应接地故障的B相与C相继电器能够准确测量。

9、在反应接地短路的阻抗继电器接线方式中,为什么要引入零序补偿系数K?K如何计算?

答:引入零序补偿系数后,将使故障相的测量阻抗值得到距离(保护安装外到故障点处)乘以单位长度正序阻抗值,以达到精确测量的目的。否则,由于零序阻抗的影响,将使得测量阻抗出现误差。

补偿系数为复数,其计算方法为被保护线路单位长度零序阻抗值减去单位长度正序阻抗值后,再除以三倍单位长度零序阻抗值。如零序阻抗值为正序阻抗值的3倍,在两者相角一致时,则K值为0.667。

10、某接地阻抗元件的零序补偿系数K本应为0.67,被误整定为2,则其保护范围将如何变化?

答:由于零序补偿系数扩大,测量阻抗的分母变大,测量阻抗变小,保护范围将变大,保护发生误动的概率增大。

11、方向阻抗继电器为何有死区?又是如何克服的?

答:方向阻抗继电器的特性圆经过原点,当在保护出口上发生短路时,线路上的残余电压为0,此时不能进行幅值和相位的比较,所以保护不能动作,即存在死区。

消除方法:传统的阻抗继电器通过利用R、L、C电路构成记忆回路或引入非故障相电压来消除死区,数字式阻抗继电器,可通过正序电压极化量的方法消除死区。

12、振荡对距离保护有何影响?振荡中又发生短路如何识别?

答:振荡时会造成阻抗继电器的周期性动作与返回,振荡中发生短路时电压电流及测量阻抗幅值均做周期性的变化。

振荡中又发生不对称短路时,距离保护将再次检测到负序与零序分量,三相电流应不相等,接地故障时将会出现零序电流。振荡中又发生对称短路时,此时振荡中心的电压不再周期性变化,而测量阻抗的变化率较大。利用上述特征,可以识别振荡过程中的短路。

1. 如图所示……。

答: 阶段式距离保护:距离保护的整定阻抗角为线路阻抗角,动作时间按照阶梯配合。 (1)I段整定

Ⅰ段整定要求其保护区不能伸出本线路,即整定阻抗小于被保护线路阻抗。 题中线路阻抗为: ZMN=4+j12=12.65∠71.56°。 Ⅰ段整定阻抗一次值为: Zset2=KrelZMN=0.8*12.65=10.12Ω

Ⅰ段整定阻抗二次值为: Zset2.s=nTA Zset2=110/0.1?10.12=1.105Ω

TV

n

600/5

其整定阻抗角整定与线路阻抗角一致,即I段动作无延时,即:Tset2=0s (2)Ⅱ段整定

?sen= ?1=71.56°。

Ⅱ段延时动作,保护区不能伸出相邻元件或线路瞬时段的保护区,并按照最小分支系数考虑。因此与相邻线路Ⅰ段配合,题中保护P2的Ⅱ段整定阻抗为

Zset2=Krel(ZMN+Kbra.min Zset1)

由题意,N母线上存在助增电源,整定时按其退出考虑,即Kbra.min=1,得: Zset2=Krel(ZMN+Kbra.min Zset1)=0.8*(12.65+1*2)=11.72Ω

由于其小于本线路阻抗值,12.65Ω,因此整定值一定不满足灵敏度要求,故采用与相邻线路II段配合整定。

Ⅱ段整定阻抗一次值为:Zset2=Krel(ZMN+Kbra.min Zset1)=0.8*(12.65+1*8)=16.52Ω Ⅱ段整定阻抗二次值为: Zset2.s=nTA Zset2=110/0.1?16.52=2.1818Ω

TV

ⅡⅡⅠ

ⅡⅡⅠ

ⅡⅡⅠI

n

600/5

Ⅱ段动作时间:Tset2.s=0.5 s +0.5 s =1s 保护P2的Ⅱ段的灵敏系数为 灵敏系数满足要求。 (3)Ⅲ段整定

作为后备保护的Ⅲ段,正常时不启动。因此整定阻抗为躲开最小负荷的阻抗ZL0.min: ZL0.min=Ⅲ段整定阻抗一次值为: Zset2=

ZL0.min

0.9UN√3IL0.maxⅡ

Ksen

=

Zset216.52ZMN12.65

=

=1.3>1.25

=0.9?110?1000√3?550=103.92Ω

??Ⅲ

KrelKreKMscos(1?L0)

n

TV

=103.92

1.3?1.1?2?cos(71.56?35)

=45.23Ω

Ⅲ段整定阻抗二次值为: Zset2.s=nTA Zset2=110/0.1?45.23=4.93Ω

600/5