电力系统继电保护技术 第3版 课程设计任务书+期末试卷

继电保护课程设计任务书PAGEPAGE43电力系统继电保护课程设计任务书一、相间保护整定计算１、单电源环形网络相间短路电流电压保护整定计算进行步骤（1）短路电流及残余电压计算考虑到35～110kＶ单电源环形网络相间短路保护可能采用带方向或不带方向的电流电压保护，因此在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时，流过有关保护的短路电流和保护安装处的残余电压。然后根据计算结果，在满足“继电保护和自动装置技术规程”和题目给定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。计算和的步骤及注意事项如下。1）系统运行方式的考虑除考虑发电厂发电容量的最大和最小运行方式外，还必须考虑在设备检修或故障切除的情况下，发生短路时流过保护装置的短路电流最大和最小的系统运行方式，以便计算保护的整定值和保护灵敏度。在需采用电流电压联锁速断保护时，还必须考虑系统的正常运行方式。2）短路点的考虑求不同保护的整定值和灵敏度时，应注意短路点的选择。若要绘制短路电流、电压与距离的关系曲线，每一条线路上的短路点至少要取三点，即线路的始端、中点和末端三点。3）短路类型的考虑相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三相短路电流，以作动作电流整定之用；而在系统最小运行方式下计算两相短路电流，以作计算灵敏度之用。的计算选用三相短路或两相短路进行计算均可，因为对保护所取的残余而言，三相短路和两相短路的残余电压数值相同。若采用电流电压联锁速断保护，系统运行方式应采用正常运行方式下的短路电流和电压的数值作为整定之用。4）和列表为了便于整定计算时查考每一点的短路时保护安装处的和，将计算结果列成表格。流过保护安装处的短路电流应考虑后备保护的计算需要，即列出本线路各短路点短路时流过保护安装处的短路电流，还要列出相邻线路各点短路时流过保护安装处的短路电流。保护安装处的残余电压列表与短路电流相似。计算和时，用标么值或用有名值均可，可根据题目的数据，用较简单的方法计算。电压一律用平均电压。2、保护方式的考虑及整定计算采用什么保护方式，主要视其能否满足规程的要求。能满足要求时，所采用的保护就可采用；不能满足要求时，就必须采取措施使其符合要求或改用其他保护方式。选用保护方式时，首先考虑采用最简单的保护，以便提高保护的可靠性。当采用简单保护不能同时满足选择性、灵敏性和速动性要求时，则可采用较复杂的保护方式。选用保护方式时，可先选择主保护，然后选择后备保护。通过整定计算，检验能否满足灵敏性和速动性的要求。当采用的保护不能很好地满足选择性或速动性的要求时，允许采用自动重合闸来校正选择性或加速保护动作。当灵敏度不能满足要求时，在满足速动性的前题下，可考虑利用保护的相继动作，以提高保护的灵敏性。在用动作电流、电压或动作时间能保证选择性时，不要采用方向元件以简化保护。后备保护的动作电流必须配合，要保证较靠近电源的上一元件保护的动作电流大于下一元件保护的动作电流，且有一定的裕度，以保证选择性。3、绘制保护原理接线图要求绘制单线原理接线图及某一线路保护原理展开图。4、说明书说明书应有下列内容：（1）题目（2）和计算结果，计算结果用表格列出。必须说明系统运行方式、短路点与短路类型的决定原则或依据，以及计算时考虑的其他因素。（3）保护方式的选择及整定计算结果要求说明选用保护方式的原则，各保护的整定计算条件，并用表格列出整定计算结果。整定计算时所采用的公式及各种系数的数值也应列出。（4）对保护的评价主要根据“继电保护和自动装置技术规程”及题目给定的要求，从选择性、灵敏性和速动性、可靠性四个方面来评价所采用保护的质量。当某一方面不能满足要求时，要分析它可能产生的后果，并提出补救措施。二、时间安排1、相间电流电压保护整定计算16学时2、变压器差动保护整定计算4学时3、绘制保护配置图6学时4、整理说明书4学时5、课程设计考核4学时三、题目1、单电源环形网络如图1所示，已知：（1）线路AB、BC、CA的最大负荷电流分别为230Ａ、150Ａ、230Ａ，负荷的自起动系数；（2）网络中各线路采用带方向或不带方向的电流电压保护，变压器采用纵联差动保护作为主保护，变压器为接线；（3）发电厂的最大发电容量为，最小发电容量为（发变组停运）；（4）各变电所引出线上的后备保护动作时间如图示，后备保护的时限级差；（5）线路的电抗每公里均为；（6）电压互感器的变比，AB、AC线路电流互感器变比，其它参数如图所示。试确定：（1）保护1、3、5（或2、4、6）的保护方式，以及它们的、、和；（2）网络保护配置图；（3）对本网络所采用的保护进行评价。图1题目1接线图2、单侧电源环形网络如图2所示，已知：（1）网络中各线路采用带方向或不带方向的电流电压保护，所有变压器均采用纵联差动保护作为主保护，变压器均为接线；（2）发电厂的最大发电容量为，最小发电容量为；（3）网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行；（4）允许的最大故障切除时间为；（5）线路AB、BC、AD、CD的最大负荷电流分别为230、150、230和140Ａ，负荷自起动系数；（6）各变电所引出线上的后备保护的动作时间如图2所示，；（7）线路正序电抗每公里均为；（8）试决定：1）保护1、3、5、7（或2、4、6、8）相间短路的保护方式，以及它们的、、和；2）电网保护配置图；图2题目2接线图3、图3所示110kV单电源环形网络：（1)所有变压器和母线装有纵联差动保护，变压器均为Ｙ，d11接线；（2）发电厂的最大发电容量为，最小发电容量为；（3）网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行；（4）允许的最大故障切除时间为；（5)线路AC、BC、AB、CD的最大负荷电流分别为230、150、230和140Ａ，负荷自起动系数；（6）时间阶梯；（7）线路正序电抗每公里为0.4Ω；（8）试决定：1）保护1、3、5、7（或2、4、6、7）的保护方式，以及它们的动作电流、动作电压、灵敏度和动作时间；2）保护5或保护4的接线图；图34、某一水电站网络如图4所示，已知：（１）发电机为立式机组，功率因数、、次暂态电抗，负序阻抗；（2）水电站的最大发电容量为2×5000kＷ，最小发电容量为5000kＷ，正常运行方式发电容量为2×5000kＷ；（3）平行线路同时运行为正常运行方式；（4）变压器的短路电压均为，接线方式为，变比；（5）负荷自起动系数＝1.3；（6）保护动作是限级差△t＝0.5s；（7）线路正序电抗每公里均为0.4Ω；（8）试确定：１）水电站发电机、变压器相间短路主保护、后备保护的保护方式，并确定保护的整定值及灵敏度；2）平行线路的相间短路主保护和后备保护（采用横差保护或距离保护）；3）56线路相间短路保护（采用电流、电压保护方式）的整定计算；4）系统保护配置图及平行56线路保护的展开图。图4连城北团水厂5、永安西门水电厂接线如图5所示，已知：（１）发电机为灯炮式立式机组，功率因数、、次暂态电抗，负序阻抗；（2）水电站的最大发电容量为，最小发电容量为，正常运行方式发电容量为；（3）平行线路同时运行为正常运行方式；（4）变压器的短路电压均为，接线方式为，变比；（5）负荷自起动系数；（6）保护动作是限级差；（7）线路正序电抗为、零序电抗为；（8）试确定：１）水电站发电机、变压器相间短路主保护、后备保护的保护方式，并确定保护的整定值及灵敏度；2）水电厂线路保护9的相间、接地短路主保护和后备保护采用距离保护并整定计算；3）水电厂线路保护10的相间、接地短路主保护和后备保护采用电流、电压并整定计算；4）西门水电厂的保护配置图及保护10的线路保护的展开图。四、成果1、计算书一份；2、说明书一份；3、线路保护原理展开图；4、环形网络保护配置图；5、对所设计的保护进行评价。《电力系统继电保护》阶段考试卷（电力XX级）题型是非题选择题填空题问答题作图题计算题总分应得分102010301515100实得分课程编码：考试时间：20XX年XX月XX日考试类别：阶段考答卷时间:90分钟评卷人得分一、是非题（T表示正确、F表示错误；每小题1分，共10分）()1、中性点不接地系统输电线路单相接地保护允许单独使用电压元件构成。答：()2、微机保护应将模拟信号转换为相应的微机系统能接受的数字信号。答：()3、输电线路装设了零序保护之后，相间短路保护可以不必再装设。答：()4、电力系统不对称短路总会有零序分量。答：()5、母线电压互感器的开口三角输出的电压是零序电压。答：()6、降压变压器三角形侧发生两相短路时，变压器星形侧三相均有短路电流。答：()7、中性点直接接地系统只要系统零序阻抗和零序网络不变，无论系统运行方式如何变化，零序电流分配和零序电流大小都不会发生变化。答：()8、被保护线路末端短路时，被保护线路的限时电流速断保护和定时限过电流保护均会动作。答：()9、两点乘积算法被采样的电流、电压必须具有非正弦特性。答：()10、一般来说，同一网络的相间短路的后备保护动作时间比零序后备保护的动作时间长。答：评卷人得分二、选择题（每小题2分，共20分）1、输电线路一般应装设（）。(A)主保护(B)后备保护(C)主保护和后备保护(D)辅助保护答：2、对电流互感器进行误差校验的目的是满足（）时，互感器具有规定的精确性。(A)系统发生短路故障(B)系统正常运行(C)系统发生短路或正常运行(D)系统发生接地短路故障答：3、电力系统的运行方式分为（）方式。（）正常运行和故障运行(B)最大运行和最小运行(C)正常运行、特殊运行(D)最大运行、最小运行、正常运行答：4、中性点直接接地系统，最常见的短路故障是（）。(A)金属性两相短路(B)三相短路(C)两相接地短路(D)单相接地短路答：5、保护用的电流互感器二次所接的负荷阻抗越大，为满足误差的要求，则允许的（）。(A)一次电流倍数越大(B)一次电流倍数越小(C)一次电流倍数不变（D）一次电流倍数等于1答：6、两点乘积算法，只要知道两个相隔（）的正弦量的瞬时值，就可以计算出该正弦量的有效值和相位。（A）（B）（C）任意角（D）答：7、输电线路相间短路的电流保护，则应装设（）保护。(A)三段式电流(B)二段式电流(C)四段式电流(D)阶段式电流答：8、相间短路保护功率方向继电器采用接线的目的是（）。(A)消除三相短路时方向元件的动作死区(B)消除出口两相短路时方向元件的动作死区(C)消除反方向短路时保护误动作(D)消除正向和反向出口三相短路保护拒动或误动答：9、确定零序速断保护最大零序电流时，应考虑（）。(A)系统运行方式、相间短路类型(B)接地短路类型和系统运行方式(C)短路点位置（D）系统运行方式、短路类型、短路点位置和电网联接方式答：10、在不接入调相电阻的情况下，电抗变换器二次输出电压比一次输入电流（）°。(A)滞后90(B)超前90(C)约0(D)超前约90答：评卷人得分三、填空题（每个空格1分，共10分）1、采样定理是指被采样信号中的最高频率信号为，则采样频率必须______。答：≥2、电力系统整定计算时不考虑过渡电阻的短路，称为___________短路。答：金属性3、输电线路的短路可分为_______________________两类。答：相间短路和接地短路故障4、反应整个被保护元件上的故障，并能以最短的时限有选择地切除故障的保护称为_______。答：主保护5、当系统的正、负序阻抗相等时，若接地短路的正序总阻抗大于零序总阻抗，则单相接地短路的零序电流________两相接地短路的零序电流。答：小于6、一般来说，按预先整定的输入量动作，并具有电路控制功能的元件称为_________。答：继电器7、电抗变换器二次绕组接调相电阻的目的是调节输入电流与输出电压间的_______。答：相位8、电力系统发生短路故障,当系统中出现正序和负序分量电流时,称为___________短路。答：相间不对称9、DL代表_______________继电器。答:电磁型的电流10、流过电流互感器一次电流的可能最大值与额定值之比，称为__________倍数。答：一次电流评卷人得分四、问答题（每小题5分，共30分）1、继电保护装置的作用是什么？答:当被保护元件发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障从电力系统切除，以保证其余部分恢复正常运行，并使故障元件免于继续受损害。当被保护元件发生异常运行状态时，经一定延时动作于信号，以使值班人员采取措施。2、能否单独地使用低电压元件构成线路相间短路保护？其原因是什么？答：单独采用低电压元件不能作为线路相间短路保护。当电压互感器断线保护回误动，同母线上有多回路时，无法正确判断故障线路。3、用哪些方法可以调整电磁型电流继电器定值？答：调整动作电流可采用：（1）改变线圈连接方式；（2）改变弹簧反作用力；（3）改变舌片起始位置。4、继电保护装置由哪些部分组成？各部分作用是什么？答：继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。测量部分根据测量被保护对象输入电气量，与整定值进行比较，根据比较结果给出逻辑信号，判断保护是否应该启动；逻辑部分根据测量环节输出量的大小、性质、输出逻辑状态、出现的顺序，确定跳闸或发信号；执行部分根据逻辑传送的信号，最终完成保护装置所担负的任务。5、何谓继电器的启动?何谓继电器的动作?答:继电器的启动部分由正常位置向动作开始运动，使正常位置时的功能产生变化，称为启动。继电器完成所规定的任务，称为动作。6、为何两相两继电器接线方式被广泛应用在中性点非直接接地电网的相间短路保护?答:不完全星形接线能反应各种相间短路,且接线简单；对于两平行线路的两点接地，当两线路保护的动作时间相同时，2/3的机会只切除一条线路。评卷人得分五、作图题（每小题5分，共15分）1、绘出图示线路定时限过电流保护单相原理接线图，并说明在被保护线路末端点发生相间短路故障时，阶段式电流保护电流继电器动作行为。解：被保护线路末端发生相间短路故障时，故障相限时电流速断、过电流保护的电流继电器启动，由限时电流速断保护切除故障。2、用相量分析图示电路是什么序量电压滤过器？[已知：，。]解：由相量图知，电路为正序分量电压滤过器。3、用相量分析图示电路为什么序量电流滤过器？解：由相量图知，正序分量输出为，负序输出为零。零序分量经补偿后已滤除