1、 1 / 8 三、问答题 1、 一线路带电防盗，一侧运行，另一侧备用，备用侧保护装置及收发信机带电，操作保险未投，线路两侧配置两套高频闭锁式保护，当本线路发生单相接地故障时，运行侧高频保护如何动作，为什么？（ 5 分） 答：运行侧高频保护拒动。（ 2 分） 线路故障，运行侧高频保护启动元件动作先起信，后正方向元件动作停信，备用侧操作箱不带电，跳位 TWJ 开入量未进入保护装置，没有把远方起信往后推迟 100ms，就立即远方起信发信 10s，闭锁了运行侧高频闭锁保护。（ 3 分） 2、说出至少五种需要闭锁重合闸的情况。 答：（ 1）停用重合闸时，直 接闭锁重合闸。 （ 2）手动跳闸时，直接闭锁重
2、合闸。 （ 3）母差失灵保护动作闭锁重合闸。 （ 4）在使用单相重合闸方式时，保护三跳闭锁重合闸。 （ 5）断路器气压或液压降低到不允许重合闸时，闭锁重合闸。 （ 6）重合于永久性故障时闭锁重合闸。 （ 7）远跳动作闭锁重合闸。 3、 零序方向继电器、负序方向继电器、工频变化量方向继电器哪一种能适应两相运行？ 答： 工频变化量方向继电器。 两相运行在负荷状态下就有负序和零序电流出现，计算负序和零序电 压都需要三相电压，在两相运行时，一相已断开 ，电压互感器接在母 线上还是线路上断开相电压差别很大，所以不能采用零序方向继电 器、负序方向继电器。工频变化量方向继电器在两相运行的负荷状态 下电流和电
3、压变化量为零，不会误动作，且能正确反映运行中两相的 各种故障。 4、双母线接线的微机母差保护具有大差和小差，小差能区分故障母 线，为什么还要设大差？ 答： 双母线进行倒闸操作时，两段母线被隔离开关短接，此时如发生 区外故障，小差会出现较大的差流，而大差没有，有大差闭锁就不会 误动。微机母差保护利用隔离开关辅助接点的位置识别母线的连接状 态，若辅助接点接触不良， 小差会出现较大的差流，有大差闭锁就不 会误动。 四、计算题： 1、 某 220kV 线路电流互感器变比为 1600/1A，线路零序电流保护各段的定值 （二次值） 分别为：段： 1.5A， 0 秒，方向指向线路； 段： 1.0A， 1.0
4、 秒，方向指向线路；段： 0.4A， 2.0 秒，无方向；段： 0.2A， 4.0 秒，无方向。纵联零序（闭锁式）保护停信定值为 0.4A（二次值），零序加速保护定值为 0.4A（二次值）。假设该线路投运后负荷电流将达到 1000A， 如果电流互感器 B 相极性接反 ，试画出向量图并分析该线路投入运行后上述各段保护的 动作行为。假定线路保护起动元件定值较动作定值灵敏，线路保护装置其它回路、逻辑等正常。 2 / 8 答：当负荷电流为 1000A 时，二次值为 1000/1600=0.625A，由于电流互感器 B相极性接反，使得零序电流为 2 倍负荷电流，即零序电流保护感受到的电流为1.25A（含
5、向量图 1 分）。 零序段保护达不到定值，不动作。（ 1 分） 零序段保护则需视方向元件是否开放而定，如果线路保护经零序电压突变量闭锁，则一般不会误动；若不经突变量闭锁，且零序不平衡电压超过方向元件门槛，方向元件可能开放，保护将误动（ 2 分）。 零序段保护将 动作，段因时间长不会再动作（ 2 分）。 纵联零序，本侧可能停信（视方向元件是否开放而定），但因对侧正常发闭锁信号（远方起信逻辑或手合发信逻辑）而不动作。（ 2 分） 2、 如某 220kV 线路保护用 P 类 CT参数为：低漏磁特性， 1250/1A， 20VA， 5P30， CT 内阻 Rct=6 欧 。 实测二次负荷 Rb=10
6、欧 ， 最大短路电流按 35KA 计算，按规程规定，暂态系数 Ks 取 2，请用二次极限电动势法验算该 CT是否满足保护要求？ 如不满足要求 该如何解决（至少 2 种不同类 的 方法）？ 如满足要求，二次负荷最大为多少？ (提示 :CT 拐点电压要大于保护需要的电动势 ) 答： 因 CT为低漏磁，可直接用极限电动势法验算。 保护感受的电流倍数 Kpcf： 35/1.25=28 （ 2 分） CT额定极限电动势： Esl=Kalf（ Rct Rbn/ In2） In 30（ 6+20/12） *1=780V（ 2 分） 保护要求的二次电动势： Es=Ks*Kpcf（ Rct Rb） In=2*2
7、8（ 6+10） *1=896V（ 2 分） 因 Esl Es，所用 CT不满足保护误差要求。（ 1 分） 解决：（ 3 分） 降低 CT二次负担；如降为 8 欧以下 更换 CT,增大准确限值系数 Kalf，如提高为 5P40 更换 CT,增大额定二次负荷，如改为 30 VA 3、 下图为一个单侧电源系统。其中，变压器 T1 为 Y0/ -11 接线，中性点接地。降压变压器 T2 为 Y0/Y0/ -1 接线，额定容量 200MVA，额定电压为230/115/37kV（ P 为中压侧、 Q 为低压侧），高压侧中性点不接地，中压侧中性点接地， T2 变压器空载运行。 3 / 8 k2k1NMGT
8、1 T2QP系统中各元件标幺参数如下：基准电压为 230kV，基准容量为 1000MVA。 设备 正序参数（负序参数） 零序参数 发电机 G XG1=0.4 XG0=0.5 T1 变压器 XT1=0.6 XT0=0.6 线路 MN XL1=0.1 XL0=0.3 T2 主变实测参数： 阻抗电压 高 -中 18% 零序 实测参数 70 Z 高 +Z 励 高 -低 28% 6 Z 中 +Z 励 (中压值 ) 中 -低 10% 46 Z 高 +Z 中 /Z 励 问题： 请根据 T2 主变实测参数，求出 T2 变压器的正序和零序标幺参数。 画出 k1 点发生两相接地短路时的复合序网图，并标注序网参数。
9、（要求复合序网图中必须包含各元件的等值） 线路 MN 配置有复用光纤 通道纵联电流差动保护，保护同步方法为“采样时刻调整法”。线路分相纵联差动保护动作方程为： CBAIIIKIQDCDRCD,差动电流 NMCD III 即为两侧电流矢量和 制动电流 NMR III 即为两侧电流矢量差 动作门槛 QDI 600A（一次值） ， 制动系数 K 0.5 由于某种原因保护通道出现收发路由不一致，收发通道延时分别为 0.4ms 和6.6ms，当系统 k2 点发生 BC 两相短路时，请计算线路 MN 上 的故障电流大小，并结合动作方程分析纵差保护的动作行为。（忽略负荷电流和电容电流，系统频率始终为 50H
10、z） 答： 4 / 8 主变正序：高 ( 0.18+0.28-0.10)/2=0.18,0.18*1000/200=0.9； 中 ( 0.18-0.28+0.10)/2=0； 低（ 0.28+0.1-0.18） /2=0.1,0.1*1000/200=0.5；（ 1 分） 主变零序： A=70,B=6(折算至高压侧 6*2302/1152=24),C=46 励磁支路为（ 24*（ 70-46） =24，高压 46，中压 0，折算为 标幺 值： 基准阻抗 2302/1000=52.9 折算后为高压 0.87，中压 0，励磁支路 0.45（ 2 分） 序网略（ 2 分） k2 点发生 BC 两相短
11、路，短路电流计算： 变压器高压侧 B 相 标幺值： 1/(0.4+0.6+0.1+0.9+0.5)=0.4， AC 相 标幺值： 0.2， 折算为实际值：基准电流 2510A，高压侧 A、 C 相 502A， B 相 1004A（ 2 分） 通道延时（ 0.4+6.6） /2=3.5 毫秒，采样偏差 3.1 毫秒，折合 3.1*18 度 =55.8 度（ 2 分） 差动电流 2*sin(55.8/2) Id =0.9359Id，制动 电流 2*sin(180-55.8/2) Id =1.7675 Id。（ 2 分） A、 C 相差动电流 470A，小于 600A，不动作；（ 2 分） B 相差
12、动电流 940A，大于 600A；制动电流 1775A， 1775*0.5=888A， 940 888。满足动作方程，保护跳 B 相。（ 2 分） 五、综合分析题 1、 综合分析题： 1、图 5-1 所示为一 220KV 系统： 图 5-1 220kV 系统图 1、乙站 I 母发生 A 相接地故障，母差保护正确动作，并跳开了所有应该跳开的断路器。此时，甲乙 I 回线甲侧的高频保护动作， A 相跳闸，重合成功 ，试分析甲乙 I 线 高频保护动作的行为。（电流互感器安装在开关线路侧） 2、若甲乙 I 线两套高频保护因故停运，乙站 I 母发生 A 相永久接地故障，保护及断路器动作情况如下： 母差保护
13、正确动作，并跳开了所有应该跳开的断路器，甲乙 I 线接地距离5 / 8 段正确动作，试分析故障点的位置（电流互感器安装在开关的线路侧）。 3、当该系统中某处发生 A 相永久接地故障，甲乙 I线高频保护正确动作，甲侧重合成功，乙侧开关未重合（两侧重合闸均投单重方式，乙侧重合闸装置及回路正确、开关正常），母差保护未动（正确） ,试分析故障点的位置及乙侧开关未重合的原 因，故障最后靠什么保护切除。（电流互感器安装在开关的母线侧） 4、 该系统发生如图 5-2 所示故障，甲乙 I 线两侧高频保护正确动作，跳开两侧三相开关，甲乙 I 线两侧重合闸均不重合（两侧重合闸均投三相重合闸方式，重合闸时间整定为
14、1 秒，乙侧重合闸装置为检无压，甲侧为检同期），在大约180ms 录波图显示又出现故障电流，持续时间大约 330ms 消失，母差保护未动（正确） ,失灵保护动作时间整定值为 250ms。试分析故障录波图中显示的第二次故障的原因？故障靠什么保护来切除的？乙侧开关未重合的原因。（电流互感器安装在开关的线路侧） 答 1、母差保护跳闸停信，使对侧高频保护快速动作，因为故障点在母线上，所以母差动作跳开线、母联开关后，故障消失，所以甲侧重合成功。 2、故障点在开关和电流互感器之间，母差动作跳开线、母联开关后，甲侧保护仍然感受到故障， 甲乙 I 线接地距离 段正确动作，切除故障。 3、故障点在开关和电流互感
15、器之间，由于电流互感器安装在开关的母线侧，所以在此位置发生故障时，是母线保护区外，母差不动作，线路保护动作跳开两侧开关，但故障并未切除，乙站侧线路保护仍然感受故障电流，再单相重合闸周期内保护不返回，跳三相闭锁重合闸。最后经失 灵保护跳开母联切除故障。 4、录波图显示故障发生 60ms 后 甲乙 I 线三相确已断开，在重合闸合闸周期 1秒内，又显示 A 相感受到故障电流，此时乙侧保护再次动作不返回，所以乙侧重合闸被放电闭锁重合，甲侧检同期合闸无法重合。故障靠失灵保护切除，再次显示故障电流的原因是甲乙 I 线乙侧 A 相开关断口击穿所致。 6 / 8 2、 220kV 甲站与乙站间有 I、 II、
16、 III 回线路并列运行。甲站还有 110kV 和 35kV两个电压等级，与事故有关的一次系统图如下图 1。 图 1 系统主接线图 在甲站 110kV 某线上发生单相接地故障时，三条 220kV 输电线有两条零序纵联保护误动。事 后 对保护装置进行了认真检测，保护装置均正确无误，想到可能是公用电压回路的问题。在不停电的情况下，用图 2 试验接线进行了测试。 提示：该接线检测电压互感器是否有两点接地可行。 实测数据如下： U(mv) 560 570 570 570 I(ma) 64 58 48 42 R总 ( ) 8.75 9.827 11.875 13.57 R滑 ( ) 0 1 2.9 4.
17、7 7 / 8 计算电流表内阻 8.75 8.827 8.975 8.87 R总 ( )为电流表内阻与滑线电阻之和。电流 表内阻为 8.75( )。 R滑 ( )为滑线电阻。 为慎重作出判别，用同样方法对另一新投入变电站又进行了试验测得如下数据： U(mv) 330 360 430 498 I(ma) 38 38 38 38 R总 ( ) 8.25 9.47 11.32 13.11 R滑 ( ) 0 0.9 3 4.8 计算电流表内阻 8.25 8.57 8.32 8.31 请说明 : (1)该试验的试验步骤； (2)比较两站测试数据 ,说明甲站 的电压互感器二次回路接线是什么问题； (3)并
18、用电路图解释为什么 甲、乙 站的测试结果不同 ， 确认你的结论 是正确的； (4)说明为什么三回 220kV 线路，只有两回跳闸。 答 : （ 1）试验步骤如下 : A. 在 N600 未打开前，在 N600（ A）与地（ B）点，按图示可靠接入刀闸 K，并处于合位。 B. 在 N600 未打开前，将图示中其它各支路按图示接好，滑线电阻滑至最小位置（ 0 ）处， C. 确认接线准确无误后，解开 N600 接地点，打开刀闸，慢慢增大电阻，观察并记录电压表、电流表读数。操作刀闸和滑线电阻的人员要戴绝缘手套，站在绝缘垫上。 （ 2） 甲站 的电压互感器二次回路接线一定有两点接地问题。 （ 3） 甲
19、站 的电压互感器二次回路如果只有一点接地，在滑线电阻变化时，电流表的指示是不变的。在这种情况下，流经电流表的电流只能是二次三相对地不平衡电容电流，二次回路对地容抗与滑线电阻的比值很大，电流表的电流不会受滑线电阻的影响。电路图如图 1 8 / 8 AU A 1U B 1U C 1U A 2U B 2U C 2T V 1T V 2图 1N 6 0 0而从 甲站的测试结果来看， 电流表受滑线电阻的影响，就说明在电流表的回路中，一定还有一个附加的小电压源存在。当然作试验时系统无故障，这个附加的电压源很小，因而电流虽变化但不会有大变化。电路图如图 2。 AU A 1U B 1U C 1U A 2U B 2U C 2T V 1T V 2UN 6 0 0图 2（ 4）三回 220kV 线路保护屏位，立于不同地点，所取得的附加地网电位是不同的，若本保护装置的零线接入 N600 的地点距本保护装置所用 TV 的接地点很近，取得的附加电压很小，就不会误动。
