1、 繼電保護(hù)工(中級)練習(xí)卷一、計(jì)算題1.一臺三相三繞組的變壓器,其電壓比為121/38.5/11KV,繞組的容量分別為10000/5000/10000KVA,繞組連接方式為Y0/Y0/-12-11,試計(jì)算與高中及低壓側(cè)相應(yīng)的額定相電壓和相電流各是多少?解：根據(jù)繞組的接線方式和相,線電壓電流的關(guān)系即S=U相I線 高壓側(cè)：U相=U線/=121/69.86(KV) I相=I線=S高/U線=10000/12147.72(A) 中壓側(cè)：U相=U線/=38.5/=22.23(KV) I相=I線=S中/U線=5000/38.5=74.98(A) 低壓側(cè)：U相=U線=11(KV) I線=S線/I線=10000

2、/11=524.88(A) I相=I線/=524.88/=303(A)2.距離保護(hù)整定值二次阻抗值為ZdZ1=2(),電流互感器變比為300/5,若電流互感器變比改為600/5時(shí),為保證該保護(hù)一次整定值不變,二次阻抗值ZdZ2應(yīng)改為多少?解：二次阻抗ZdZ2=ZdZ1nLH1/nLH2=2600/5/(300/5)=4()3.已知電壓互感器變比為：(110000/)/100/)/100,其接線如圖所示,試計(jì)算S端對Ua,Ub,UC,UN的電壓值。解：根據(jù)電壓互感器的接線畫得相量圖如圖BZ5-12所示： 依據(jù)給定的電壓互感器的變比得： Ua=Ub=Uc=100/=58(V) =UC=100(V)

3、 由此可得S端對Ua,Ub,Uc,UN的電壓值分別為： Usa= = =138(V) Usb= =138(V) Usc=Uc-Uc=100-58=42(V) UsN=Uc=100(V)4.如圖所示,已知B,C兩點(diǎn)最大短路電流分別為IdBmax(A)=500A,IdCmax=300A電流互感器的變比nLH=300/5,該保護(hù)采用不完全星形接線,試整定XLAB的電流速斷保護(hù)的電動作值。解： 依據(jù)題意可知,該系統(tǒng)為線路變壓器組接線,XLAB電流速斷保護(hù)的動作 電流應(yīng)按躲過變壓器低壓側(cè)短路電流整定,所以,其一次動作電流為： IIdz=KkIdcmax3=1.2300=360(A) 該保護(hù)動作電流二次值

4、為： IIdzJ=KjxIIdz/nLH=1360/(300/5)=6(A)5.已知某變壓器型號為SJL-3150/60,結(jié)線為Y/-11,額定容量為3150KVA,變比為50/5,試計(jì)算該變壓器過電流保護(hù)的動作值。解：根據(jù)題給已知條件可知,63KV側(cè)變壓器一次額定電流為： Ie1=3150/(63)=28.9(A) 由過電流保護(hù)動作電流整定公式得,保護(hù)的動作電流為： Idzj=KkIe1/KfnLH=1.2528.9/(0.8550/5)=4.25(A)6.已知,距離保護(hù)用的電流互感器變比為1200/5,電壓負(fù)感器變比為220000/100,接線方式為0接線,一次阻抗值為Z(I)dz=17.

5、42,Z()dz=45.83,Z()dz=66.9,試計(jì)算二次各段阻抗值。解：根據(jù)題意有各段二次阻抗值為： Z(I)dzj=Z(I)dz/(nYH/nLH)=17.42(1200/5)/(220000/100)=1.9() Z()dzj=Z()dz/(nYH/nLH)=45.83(1200/5)/(220000/100)=5() I()dzj=Z()dz/(nYH/nLH)=66.9(1200/5)/(220000/100)=7.3()7.如圖所示網(wǎng)絡(luò)中,各線路保護(hù)均為三段式電流保護(hù)。已知線路L1輸送最大負(fù)荷電流為175A,Kzq=1.3,L2線路過電流保護(hù)動作時(shí)限為2秒,各點(diǎn)三相短路電流見下

6、表。試計(jì)算L1線路各段保護(hù)的一次動作電流,動作時(shí)限,并校驗(yàn),段保護(hù)的靈敏度。解：I段保護(hù)：Idz=KkId3max=1.21300=1560(A) 動作時(shí)限tdzI=0(S) 段保護(hù)：Idz=KkIdzL1=1.151.2520=717(A) 動作時(shí)限tdz=0+0.5=0.5(S) KLm=Id3min/Idz=1150/717=1.391.2 合格。 段保護(hù)：Idz=KkKzqIfhmax/Kf=1.251.3175/0.8=334.6(A) 動作時(shí)限tdzL1=tdzL2+t=2+0.5=2.5(S)靈敏度校驗(yàn)：本線路末端KLm=Idz3min/Idz=1150/2334.6=2.991

7、.5合格相鄰線路末端：KLm=Id3min/Idz=490/2334.6=1.271.2 合格8.有一臺雙繞組變壓器,電壓為63KV/11KV,容量為16000KVA,聯(lián)接組別為Y/-11點(diǎn)接線,高壓側(cè)電流互感器變比為300/5,低壓側(cè)電流互感器變比為1000/5,采用相位補(bǔ)償接線,在該變壓器裝設(shè)差動保護(hù)。試計(jì)算1)變壓器高,低壓側(cè)額定電流。2)流入差動繼電器的不平衡電流。解：根據(jù)S=UI的變壓器高,低壓側(cè)額定電流分別為： 1)IeY=S/UY=16000/(11)=146.63(A) Ie=16000/(U=16000/(11)=839.78(A) 2)流過高,低壓側(cè)保護(hù)差動臂中的電流分別為

8、： I2Y=3Iey/nLHY=3146.63/(300/5)=4.23(A) I2=Ie/nLH=839.78/(1000/5)=4.20(A) 所以流入差動繼電器中的不平衡電流為： Ibp=I2Y-I2=4.23-4.20=0.03(A)9.如圖所示雙電源網(wǎng)絡(luò)中,擬在各線路上裝設(shè)過電流保護(hù)，已知時(shí)限級差為t=0.5S,為保證選擇性,問：過電流保護(hù)18的動作時(shí)限應(yīng)為多少?哪些保護(hù)上應(yīng)裝設(shè)方向元件?解：設(shè)保護(hù)1,2,3,12的動作時(shí)限分別為t1,t2,t3t12,則有t9=1.0S,t10=2.0S,t11=0.5S,t12=0.5S,根據(jù)過電流保護(hù)動作時(shí)限的階梯原則,得：t3=t9+t=1.

9、5s t5=t10+t=2.5s t7=t5+t=3.0s t8=t7+t=3.5s t6=t12+t=1.0s t4=t6+t=1.5s t2=t10+t=2.5s t1=t2+t=3.0s 由上述計(jì)算結(jié)果可知,保護(hù)3,4,6,必須加裝方向元件。10.一組對稱三相電流中的IA=5/-30安,求：1)寫出IB,IC2)寫出iA,iB,iC的瞬時(shí)值表達(dá)式。解：1)IA,IB,IC為三相對稱 IB=5/(-30-120)=5/-150(A) IC=5(-30+120)=5/90(A) 2)iA=5sin(t-30)(A) iB=5sin(t-150)(A) iC=5sin(t+90)(A)11.某

10、一線圈,接到220伏直流電源上,電流為20安,接到50HZ,220伏的交流電源上,電流為18.2安,試求它的電阻和電感。解：當(dāng)接到直流電源上時(shí),相當(dāng)于XL=0 所以,其電阻為R=220/20=11() 接到50HZ的交流電源上時(shí) XL=2fL=23.1450L=314L 18.2=220/ 解之得：L=15.96(mH)即線圈的電阻為11歐,電感為15.96毫亨。12.如圖所示電路,已知：U=110伏,Z1=2+j3歐,Z2=6+j3歐,試求I=?(Tg37=3/4)。解：電路總阻抗為： Z=Z1+Z2=2+j3+6+j3=8+j6=10/37()設(shè)電壓的初相角為0由復(fù)數(shù)形式的歐姆定律可得：

11、I=U/Z=110/0/10/37=11/-37(A)13.如圖所示電路,已知：U=30伏,Z1=j2歐,Z2=2歐,試求總的電流。解：設(shè)U=30/0伏 并聯(lián)阻抗的總導(dǎo)納為 Y=Y1+Y2=1/(j2)+1/2=0.5-j0.5=-45(s) 所以,電路的總電流為 I=UY=300-45=21.21-45(A)14.某變電所低壓側(cè)的工作電壓為6.3千伏,頻率為50HZ,視在功率為2000千伏安,功率因數(shù)為0.8,若將功率因數(shù)提高到0.95試求： 1)并聯(lián)電容的無功功率及電容量? 2)并聯(lián)電容后,全電路的視在功率及總電流?解：負(fù)載有功功率,工作電流及功率因數(shù)角分別為： P=Scos=20000.

12、8=1600(KW) I=S/U=2000103/(6.3103)=317(A) 1=arccos0.8=36.9 并聯(lián)電容后,全電路的功率因數(shù)為角為：2=arccos0.95=38.2并聯(lián)電容C值為：C=QcwU2=675103/(314(6.3103)2)=54.2F 并聯(lián)電容的無功功率為： QC=P(tg1-tg2)=1600(tg36.9-tg18.2)=r675(kvar)并聯(lián)電容后全電路的視在功率和總電流為：S=P/cos2=1600/0.95=1684(kvA)I=S/U=1864/6.3=267(A)15.如圖BG5-4所示電路,已知：e(t)=100sin(Wt+60)伏,U

13、c=20伏,RC=20歐,C=0.1微法,開關(guān)K在t=0時(shí)閉合,求在t=0+時(shí)刻電路的電流。解：Uc(0+)=Uc(0-)=20(V) 設(shè)t=0+時(shí)刻的電流為I(0+),由克希荷夫第二定律得： 20i(0+)+20=100sin(60)=86.6 i(0+)=(86.6-20)/20=3.33(A)16.如圖BG5-5所示電路中,R=200歐,L=1亨,要使開關(guān)K閉合5毫秒后,電路電流達(dá)50毫安,問電源電壓應(yīng)選多大?解：電路的時(shí)間常數(shù)為： =L/R=1/200=0.005(S)=5(ms) 開關(guān)閉合后的初始電流為：i(0+)=i(0_)=0 穩(wěn)定電流為：i()=E/R=E/200 電流i(t)

14、的變化趨勢是增長型,所以i(+)=i(1-e-t/) 當(dāng)i(t)=50毫安,t=5毫秒時(shí),有：0.05=E/200(1-e-0.05/0.05) =E/200(1-e-1)=0.632/200E 電源電壓E值為： E=0.05200/0.632=16(V)17.如圖BG5-6所示的穩(wěn)態(tài)電路中,已知Ud=20伏,IW=5毫安,輸出電壓Usc=10伏,負(fù)載電流IL=5毫安,試計(jì)算限流電阻R和Ud變化10%,Usc變化的百分?jǐn)?shù)是多少?解：求電阻R I=IW+IL=5+5=10(mA) R=(Ud-Usc)/I =(20-10)/10=1(K) 若Ud變化10%即Ud=Ud(10%)=2(V) Usc

15、=Udr/(R+r)Udr/R=20.012/1=0.024(V) 故Usc變化的百分?jǐn)?shù)為： Usc/Usc100%=0.024/10100%=2.4%二、問答題1.發(fā)電機(jī)雙頻式100%接地保護(hù)是由什么組成的,為什么三次諧波電壓保護(hù)能反應(yīng)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)及其附近的接地故障?雙頻式100%接地保護(hù)是由基波零序電壓保護(hù)和三次諧波電壓保護(hù)組成。前者保護(hù)定子繞組的90%左右,后者反應(yīng)定子繞組其余部分的接地故障。由于正常情況下,機(jī)端三次諧波電壓US3總是小于中性點(diǎn)三次諧波電壓UN3,而在發(fā)電機(jī)定子繞組距中性點(diǎn)處,發(fā)生接地故障時(shí),有US3/UN3=(1-)/,因此,當(dāng)UN3。故利用US3作為動作量,UN3作為

16、制動量,構(gòu)成接地保護(hù)時(shí),可以反應(yīng)50%范圍內(nèi)的故障。2.在進(jìn)行距離保護(hù)測量元件記憶回路諧振頻率調(diào)整時(shí),如果記憶回路的角度不能滿足要求如何調(diào)整?如果記憶回路電流超前電壓超過規(guī)定范圍,則增大記憶回路電感量,即增大抽頭,如還不能滿足要求則減少記憶回路的電容量。如果記憶回路電流落后電壓,則減少記憶回路中的電感量,即減少電感抽頭,如還不能滿足要求,則增大記憶回路中的電容量。3.距離保護(hù)為什么要裝設(shè)斷線閉鎖裝置?對斷線閉鎖裝置有何基本要求?對斷線閉鎖裝置的要求是：1.當(dāng)電壓回路發(fā)生任何斷線故障時(shí),不論何種原因,均應(yīng)將保護(hù)可靠地閉鎖。2.當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障而引起電壓發(fā)生畸變時(shí),不應(yīng)將保護(hù)錯(cuò)誤地閉鎖。4.電容式重

17、合閘為什么只能動作一次?該重合閘繼電器是由時(shí)間元件SJ,中間繼電器ZJ和RC充電回路構(gòu)成,充放電回路時(shí)間數(shù)不同,放電時(shí)間很短,而充電時(shí)間較長(15秒25秒)。重合閘是由電容C向中繼電器ZJ線圈放電使之動作,發(fā)出合閘脈沖的。如重合于故障線路斷路器再次跳閘后,此時(shí)電容C充電電壓很低,不足以使ZJ動作,所以該重合閘不會再重合。5.修復(fù)或調(diào)試有集成塊元件的保護(hù)板子時(shí),為防止損壞設(shè)備應(yīng)注意采用哪些措施?1)應(yīng)先斷開直流電源,才允許插撥插件。2)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)有問題要先找原因,不要頻繁更換芯片。更換芯片時(shí)要用專用起拔器。并注意芯片的插入方向,經(jīng)二人檢查無誤后,方可通電。3)焊接元件時(shí)要用內(nèi)熱式電烙鐵,烙鐵

18、斷電后再后焊接。4)使用電子儀器時(shí),應(yīng)注意電子儀器測量端子與電源側(cè)絕緣必良好,儀表外殼與保護(hù)裝置必須是一個(gè)接地點(diǎn)。6.差動保護(hù)用的變流器應(yīng)按什么條件檢驗(yàn)10%誤差,如超差應(yīng)采取哪些措施?差動保護(hù)用的變流器應(yīng)按被保護(hù)設(shè)備出口處短路時(shí)的最大短路電流檢驗(yàn)10%誤差,使其不大于10%。 如超出10%誤差,則應(yīng)采取下列方法： 1)適當(dāng)增加變比。 2)兩組變流器串聯(lián)使用。 3)適當(dāng)提高保護(hù)的動作電流。7.在大接地電流系統(tǒng)中,為什么Y0/-11接線的變壓差動保護(hù),Y側(cè)電流互感器二次繞組必須接成三角形?1)補(bǔ)償由于變壓器一,二次側(cè)電流有相位差而產(chǎn)生的不平衡電流。2)在大接地電流系統(tǒng)中,變壓器中性點(diǎn)可能直接接地

19、運(yùn)行,當(dāng)在差動保護(hù)范圍外發(fā)生接地故障時(shí),零序電流將經(jīng)變壓中性點(diǎn)流向故障點(diǎn)。如該保護(hù)電流互感器的二次繞組接成星形,差動回路中將會有零序電流通過,造成該保護(hù)誤動作。采用三角形接線后,零序電流在二次繞組中自成回路,保證差動繼電器內(nèi)無零序電流流過,從而防止外部接地故障時(shí)保護(hù)誤動作。8.在運(yùn)行的保護(hù)盤上開孔應(yīng)注意哪些內(nèi)容?在運(yùn)行的保護(hù)盤上開孔應(yīng)注意做到：1)將可能因震動而誤動的保護(hù)停用。2)防止掉下鐵屑造成運(yùn)行繼電器端子接地或短路。3)將盤后的二次線移開,防止損壞。4)對鄰盤的保護(hù)采取相應(yīng)的安全措施。5)設(shè)專人監(jiān)護(hù)。6)工作結(jié)束后,設(shè)入保護(hù)時(shí)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。9.全部定檢時(shí),對DH型重合閘應(yīng)做哪些試驗(yàn)?全

20、部定檢時(shí),對DH型重合閘應(yīng)做：1)外部檢查。2)繼電器內(nèi)部和機(jī)械部分檢查。3)絕緣檢查。4)時(shí)間元件動作電壓和返回電壓檢查。5)中間元件動作電壓和自保持電流檢查。6)電容充,放電檢查。7)重合閘時(shí)間測量。8)重合閘裝置整組檢驗(yàn)。10.什么是二次回路展開圖?展開接線圖是把二次回路分成交流電流回路,交流電壓回路,直流操作回路和信號回路等幾個(gè)主要組成部分,每個(gè)部分又分成許多行,交流回路按a,b,c的相序,直流回路按繼電器的動作順序,各行從上至下地排列,在每一行中各元件的線圈和觸點(diǎn)是按照實(shí)際連接順序排列的,要每一回路的右側(cè)通常有文字說明。這種按每個(gè)獨(dú)立電源來劃分,即每套裝置的交流電流,交流電壓和直流回

21、路分開表示,同一個(gè)儀表和繼電器以及觸點(diǎn)分開繪制在不同的回路里的接線圖叫做展開接線圖。11.繪制二次回路接線圖應(yīng)注意什么?繪制二次回路接線圖時(shí),為了避免混淆應(yīng)注意： 屬于同一個(gè)元件的線圈和觸點(diǎn)采用相同的文字符號。接線圈中各元件都要使用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形和文字符號。在接線圖中所有的開關(guān)電器和繼電器的觸點(diǎn)都要按照它們的正常狀態(tài)表示。所謂正常狀態(tài)是指開關(guān)電器在斷開位置和繼電器線圈中沒有電流的狀態(tài)。圖中應(yīng)標(biāo)志國家統(tǒng)一規(guī)定的數(shù)字及英文字母加數(shù)字的標(biāo)號。12.發(fā)電機(jī)運(yùn)行中失去勵(lì)磁,對發(fā)電機(jī)本身有何影響?對發(fā)電機(jī)有下列影響： 發(fā)電機(jī)失磁后,由送出無功功率變?yōu)槲諢o功功率,且滑差越大,發(fā)電機(jī)的等效電抗越小,吸收

22、的無功電流越大,致使失磁發(fā)電機(jī)的定子繞組過電流。轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差后,轉(zhuǎn)子表面(包括本體,槽楔,護(hù)環(huán)等)將感應(yīng)出滑差頻率電流造成轉(zhuǎn)子局部過熱,這對大型發(fā)電機(jī)脅最大。(3)異步運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)矩發(fā)生周期性變化,使定,轉(zhuǎn)子及其基礎(chǔ)不斷受到異常的機(jī)械力矩的沖擊,機(jī)組震動加劇,影響發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。13.為什么在220KV及上的線路上要加裝高頻保護(hù)?因?yàn)?20KV及以上的電力線路電壓高,輸送功率大,為了滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求,切除故障的時(shí)間要短,高頻保護(hù)是比較線路兩端的電流相位或功率方向的一種保護(hù),原理與縱聯(lián)差動保護(hù)相似。但不需要設(shè)專門的輔助導(dǎo)線,而是用被比較的電氣量操作高頻載波訊號,再利用高頻通道將訊號自線路的一

23、側(cè)傳送到另一側(cè)去進(jìn)行比較,以確定是內(nèi)部故障還是外部故障,且動作不帶延時(shí),所以,220KV及以上的線路均采用高頻保護(hù)做線路的主保護(hù)。14.為什么距離保護(hù)裝置中要有電壓斷線閉鎖裝置?距離保護(hù)失去電壓時(shí)要誤動,這是因?yàn)樽杩估^電器的測量阻抗反應(yīng)的是測量電壓和測量電流的比值,當(dāng)測量阻抗小于整定阻抗時(shí)保護(hù)就要?jiǎng)幼鳌Ｔ谡＿\(yùn)行時(shí),線路上流有負(fù)荷電流,如果電壓互感器二次電壓消失,阻抗保護(hù)失去電壓,測量阻抗小于整定阻抗,保護(hù)要誤動作,因此,要加裝電壓斷線閉鎖裝置,以防止因電壓互感器二次斷線而造成的誤動作。15.220KV線路運(yùn)行特點(diǎn)有什么,通常配有哪些繼電保護(hù)和自動裝置?220KV系統(tǒng)屬中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng),電壓

24、高,輸送功率大,對穩(wěn)定性要求高,切除故障的時(shí)間要求短,所以除裝有零序保護(hù),距離保護(hù)外還在求裝有高頻保護(hù)作為線路的主保護(hù)。由于單相接地故障多,斷路器都采用分相操作機(jī)構(gòu),保護(hù)動作時(shí),只跳開故障相線路兩側(cè)的斷路器沒有故障的兩相斷路器不跳閘。當(dāng)發(fā)生相間故障時(shí),保護(hù)動作,同時(shí)跳開線路兩側(cè)的三相斷路器,單相跳閘要進(jìn)行單相重合閘。三相跳閘要進(jìn)行三相重合閘,所以采用綜合重合閘。為了區(qū)別故障相,綜合重合閘裝有選相元件,即每相裝有單獨(dú)選擇故障相的保護(hù)。16.為什么110KV及以上的電壓互感器一次側(cè)不裝設(shè)保護(hù)裝置?110KV及以上的電壓互感器,一次側(cè)均不裝設(shè)保護(hù)設(shè)備。主要考慮此電壓等級的電壓互感器均采用串級絕緣引起

25、事故的可能性較小,而外部引線均采用硬母線連接,不易發(fā)生相間短路故障,另外110KV及以上的系統(tǒng)均為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng),每相電壓互感器都只承受相電壓,不會承受線電壓運(yùn)行。其二次側(cè)通常都采用自動過負(fù)荷小開關(guān)作為保護(hù),靈敏度較高,不致因二次回路發(fā)生故障而威脅電壓互感器本身,而且電壓互感器本身故障幾率很小,萬一發(fā)生故障,可由母差保護(hù)動作切除故障.所以110KV及以上的電壓互感器一次側(cè)不設(shè)保護(hù)裝置。17.按固定元件連接的母線完全差動保護(hù)存在哪些問題?固定連接完全差動保護(hù)存在以下問題：1)靈敏度低,因?yàn)楣潭ㄟB接完全差動保護(hù)的動作定值要躲過外部故障時(shí),在差動回路內(nèi)流過的最大不平衡電流。由于母線的外部故障電流很大,所以保護(hù)的定值很高,往往不能保證足夠的靈敏度,有時(shí)還要限制母線的運(yùn)行方式。2)適應(yīng)運(yùn)行方式變化的能力差。因?yàn)榻佑谀妇€的元件必須固定連接,當(dāng)母線運(yùn)行方式變化時(shí)(固定連接方式受到破壞),保護(hù)將失去選擇性,此時(shí)保護(hù)裝置投入非選擇性刀閘,當(dāng)一條母線發(fā)生故障時(shí),兩條母線上的元件將全部切除。另外當(dāng)用母聯(lián)斷路器代出線時(shí),二次回路應(yīng)隨之切換這不僅引起運(yùn)行上的不方便,還容易造成人為的