东北农业大学网络教育学院电力系统继电保护网上作业题参考答案第一章 绪论一. 填空题1. 速动性 选择性 灵敏性 可靠性2. 测量部分、逻辑部分、执行部分3. 故障 发出信号4. 不拒动，不误动5. 相间短路 ， 接地短路6. 正常状态 不正常状态 故障状态7. 主保护 后备保护 近后备 远后备8. 主保护 后备保护9. 灵敏系数 高10. 过负荷 单相接地故障11. 过电流 低电压 差动12. 瓦斯 过负荷二.选择题1. B , 2. A 三.问答题1.继电保护装置，就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断 当线路很短时，只装设限时电流速断和定时限过电流保护；线路-变压器组式接线，电流速断保护可保护全长，因而不需要装设限时速断保护，只装设电流速断保护和定时限过电流保护。23.一般使用的内角大于 30 度，小于 60 度。采用 90°接线方式主要有两个优点：（1）对各种两相短路都没有死区，因为继电器加入的是非故障相的线电压，其值很高；（2）适当的选择继电器的内角后，对线路上发生的各种故障，都能保证动作的方向性，且有较高的灵敏性。24.电流互感器的作用是将高压设备中的额定大电流变换成 5A 或 1A 的小电流，以便继电保护装置或仪表用于测量电流；电压互感器的任务是将高电压或超高电压准确的变换至二次保护及二次仪表的允许电压，是继电器和仪表既能在低电压情况下工作，又能准确的反应电力系统中高压设备的运行情况。四．计算题1. 1）、起动电流： Idz'''=KK'''KzqKhIf=1. 2∗1 .30 . 85∗600=1101 .2 A2）灵敏度校验 近后备保护： Klm=IdBmin(2)Idz'''=√32∗39501101. 2=3 . 1>1. 5 保护合格 远后备保护 ： Klm=IdC min(2)Idz'''=√32∗12801101. 2=1 . 01<1 . 2 保护不合格 不能作为远后备保护2.解： 1、保护 1 电流 I 段整定计算 （1）求动作电流 3.1 . .max10.5 101.25 1804.27A3(0.2 0.4 10)set rel k BI K I      （2 分） （2）灵敏度校验，即求最小保护范围。 满足要求。 （2 分）（3） 动作时间： （1 分）2、保护 1 电流 II 段整定计算 （1）求动作电 （2 分） （2）灵敏度校验 满足要求。（2 分） （3）动作时间： （1 分）3、保护 1 电流 III 段整定计算 （1）求动作电流 （1 分） （2）灵敏度校验 近后备： 满足要求。（1 分） 远后备： 满足要求。（2 分） （3）动作时间： （1 分）3.解： 1）.短路电流计算(1) 求系统阻抗最大运行方式：3min .max1 .11 3 1 3 10.5 10( ) ( 0.3) 6.52km2 0.4 23 1804.27ssetEl Xz I     min6.5265.2% 15%,10ABll  3.1 .2 . .max10.5 10( ) 1.1 1.25 817.233(0.2 0.4 25)Aset rel set rel rel k CI K I K K I          3. .min.13 10.5 1023(0.3 0.4 10)1.49 1.3817.23k BsensetIKI    .1 . max1.2 1.5150 317.650.85Arel ssset A B LreK KI IK   3. .min.13 10.5 1023(0.3 0.4 10)3.84 1.3317.65k BsensetIKI    3. .min.13 10.5 1023(0.3 0.4 25)1.6 1.2317.65k CsensetIKI    1 30.5 0.5 1.5t t s    10t s1 20.5 0.5t t s    xs. min=EϕId . A .max(3 )=115√312Ω=5.53Ω 最小运行方式 xs. max=EϕId . A . min(3 )=115√310Ω=6.64Ω式中 115kv 为 110kv 电网的平均额定线电压。 （2）B 母线短路时 Id . B . max(3)=115√35 . 53+0 . 4×30=3.79kA Id . B . min(3)=115√36 . 64+0 . 4×30=3.56kA Id . B . min(2)=√32¿Id . B . min(3)=√32¿3.56kA=3.08kA(3)C 母线短路时 Id .c . max(3)=Eϕxs. min+xAB+xBC=115√35 . 53+0 . 4 (30+28)kA=2.31kA Id .c . min(3)=Eϕxs. max+xAB+xBC=115√356 .64 +0 . 4(30+28)kA=2.23kA Id .c . min(2)=√32¿Id .c . min(3)=√32¿2.23kA=1.93kA2）对保护 3 的Ⅰ段整定值（1） 动作电流的整定Idz .3=1.2¿3.79kA=4.55kA （2） 灵敏度校验最小运行方式下的最小保护范围为lmin . min=1x1(√32⋅EϕIdz .31−xs. max)=14.99kmlb=lmin . min/lAB=50 %>15% 满足要求 3）．对保护 3 的 II 段整定值（1） 动作电流整定Idz .3''=Kk''Idz . 2'Idz .2'=Kk'Id . c. max(3 )=2.77 kAIdz .3''=1 .1×2. 77=3.05 kA （2） 灵敏度校验klm. 3=Id . B .min(2)Idz . 3''=1 .01〈（1.3~1.5） 不合格,重新选择保护 2 的 II 段动作电流第三章 电网的距离保护一. 填空题1. 故障点 保护安装地 距离 远近 动作时限2. 启动 方向 距离 时间3. 电压 幅值比较 相位比较4. 距离5. 继电器的动作阻抗是整定阻抗的 0.9 倍6. 增大 缩短7. 减小 增大8. 助增9. 外汲10. 最初 起动二.选择题1.A, 2.B, 3.B, 4.B, 5.B, 6.C, 7.B, 8.A, 9.B, 10.C, 11.B, 12.A, 13.A, 14.C, 15.C, 16.B, 17.C, 18.B,19.A, 20.A, 21.B. 三.问答题1. 距离保护是反应保护安装处至故障点的距离,并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。 构成及作用：（1）.起动元件：发生故障的瞬间启动整套保护。 （2）.方向元件：保证保护动作的方向性，防止反方向故障时，保护误动作。（３）.距离元件 ：测量短路点到保护安装处的距离。（４）.时间元件：按照故障点到保护安装处的远近，根据预定的时限特性确定动作的时限，以保证动作的选择性。 2. 分支系数对保护的影响：（1）当 Kfz>1 时，使得 ZJ增大，保护范围减小。 当 Kfz<1 时，使得 ZJ减小，保护范围增大。 (2) 在确定整定计算时，应按 Kfz值较小的来整定，这样可以保证选择性。 （3）在校验时，取 Kfz.max.距离保护 II 段的保护范围必须要延伸到下一段线路，但不能超出下一线路距离保护 I 段的保护范围，为保证选择性，所以距离二段的起动值必须比下一线路距离一段的起动值低。3.(1)继电器的测量阻抗应能准确判断故障地点，即与故障点至保护安装处的距离成正比； (2)继电器的测量阻抗应与故障类型无关，即保护范围不随故障类型而变化。4.（1）系统振荡而没发生故障时，应可靠将保护闭锁； （2）系统发生各种类型故障时，保护不应该闭锁； （3）在振荡过程中发生故障时，保护应能正确动作； （4）先故障，且故障发生在保护范围之外，而后振荡，保护不能无选择性的动作。5.（1）振荡时电流和各电压幅值的变化速度较慢，而短路时电压是突然增大，电压也突然降低。 （2）振荡时电流和各点电压幅值均作周期变化，各点电压与电流之间的相位角也作周期变化。 （3）振荡时三相完全对称，电力系统中不会出现负序分量；而短路时，总要长期或瞬间出现负序分量。6.记忆回路的作用时间有限，只能保证方向阻抗继电器在暂态过程中正确动作，故引入非故障相电压，以克服次缺点；当出口两相短路时，第三相电压可以在继电器中产生和故障前电压同相的而且不衰减的极化电压，以保证方向阻抗继电器正确动作，即能消除死区。7.精工电流，就是当测量电流与精确工作电流相等时，继电器的动作阻抗是整定阻抗的 0.9倍，即比整定阻抗缩小了 10%； 精工电压，就是精工电流和整定阻抗的乘机，它不随继电器的整定阻抗而变，对某指定的继电器而言，它是常数。8.（1）利用负序（和零序）分量或其增量起动的振荡闭锁回路。其中包括负序电压滤过器和负序电流滤过器。 （2）利用电气量变化速度的不同来构成振荡闭锁回路。9.主要优点：（1）能满足多电源复杂电网对保护动作选择性的要求；（2）阻抗继电器是同时反应电压的降低与电流的增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高的灵敏度。 主要缺点：（1）不能实现全线瞬动，对双侧电源线路，将有全线的 30%~60%范围以第二段时限跳闸，这对稳定有较高要求的超高压远距离输电系统来说是不能接受的。（2）阻抗继电器本身较复杂，还增设了振荡闭锁装置、电压断线闭锁装置，因此，距离保护装置调试比较麻烦，可靠性也相对低些。10.主要要求：（1）当电压互感器发生各种可能导致保护误动作的故障时，断线闭锁装置均应动作，将保护闭锁并发出相应的信号；（2）而当被保护线路发生各种故障，不因故障电压的畸变错误地将保护闭锁，以保证保护可靠动作。四.计算题解：(1)有关各元件阻抗值的计算。AB 线路的正序阻抗 BC 先例的正序阻抗 变压器的等值阻抗 （2）距离 I 段的整定。1）动作阻抗 2）动作时间：t1I=0s(指不在认为的增设延时，第 I 段实际动作时间为保护装置固有的动作时间)。（3）距离 II 段1）动作阻抗：按下列两个条件选择。与相邻线路 BC 的保护 3（或保护 5）的 I 段配合，有 式中，取 KrelI=0.85,KrelII=0.8,Kbra.min为保护 3 的 I 段末端发生短路时对保护 1 而言的最小分支系数，如图 3-47 所示，当保护 3 的 I 段末端 k1 点短路时，分支系数计算式为可以看出，为了得出最小的分支系数 KL.min，上式中 XX1应取可能的最小值，即应取电源 1 最大运行方式下的等值阻抗 Xx1.min，而 Xx2应取最大可能值，即去电源 2 的最小运行方式下的最大等值阻抗 Xx2.max，而相邻双回线路应投入，因而 于是 按躲开相邻变压器低压侧出口 k2 点短路整定（在此认为变压器装有可保护变压器全部差动保护，此原则为该快速差动保护相配合） 此处分支系数 Kbra.min为在相邻变压器出口 k2 点短路时对保护 1 的最小分支系数，有图 3-47 可见 此处取 KrelII=0.7。 取以上两个计算值中比较小者为 II 段定值，即取 Zact.1II=29.02(Ω)2）动作时间，与相邻保护 3 的 I 段配合，则有 它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。3）灵敏度校验：（4）距离 III 段。 1）动作阻抗：按躲开最小负荷阻抗整定。因为继电器取为 的 00接线的方向阻抗继电器，所以有 取 KrelIII=1.2，Kre=1.15，Kss=1， ， 。于是 2）动作时间： 。取其中较长者，有 3）灵敏性校验。① 本线路末端短路时的灵敏系数为 满足要求。② 相邻线路末端短路时的灵敏系数为 式中 Kbra.max -----相邻线路 BC 末端 k3 点短路时对保护 1 而言的最大分支系数，其计算等值电路如图 4-48 所示。Xx1取可能的最大值 Xx1.Max,Xx2取可能的最小值 Xx2.Min，而相邻的平行线取单回线运行，则 于是 ，满足要求。相邻变压器低压侧出口 k2 点短路时的灵敏系数中，最大分支系数为 于是第四章 电网的差动保护一. 填空题 1.纵联差动保护2.大小，相位，外部故障3.短路电流 ，电压4.N1l/ N2l = NB5.方向比较式纵联保护、纵联电流差动保护。6．导引线通道、电力输电线路载波通道、微波通道、光纤通道。7.全线速动 后备8.电流 功率二．选择题1.C, 2.C, 3.A, 4.C, 5.C, 6.C.三. 问答题1. 不平衡电流产生的原因是：1）、变压器两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致；2）、变压器带负荷调节分接头；3）、电流互感器有传变误差；4）、变压器的励磁电流。2.相继动作区：线路两侧保护装置先后动作切除故障的方式称为相继动作，产生相继动作的范围称为相继动作区。3.功率方向继电器采用 90 度接线，但当出口发生三相短路时，母线残压为零，功率方向继电器不动作，这种不动作的范围称为死区。4.纵联差动保护的优点是全线速动，不受过负荷及系统振荡的影响，灵敏度较高。缺点是（1）需敷设与被保护线路等长的辅助导线，且要求电流互感器的二次负载阻抗满足电流互 路器跳闸或发出信号的一种自动装置。2.电力系统继电保护的基本性能应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性、可靠性。选择性：是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。速动性：短路时快速切除故障，可以缩小故障范围，减轻短路引起的破坏程度，减小对用户工作的影响，提高电力系统的稳定性。灵敏性：是指对于保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。可靠性：是指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在其他不属于它应该动作的情况下，则不应该误动作。3.基本任务： （1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭受破坏，保证非故障部分迅速恢复正常运行。 （2）对不正常运行状态，根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸，且能与自动重合闸相配合。4.所谓主保护是指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。 考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护，称为后备保护。5. 当电气元件的主保护拒动时，由本元件的另一套保护起后备作用，称为近后备。 当主保护或其断路器拒动时，由相邻上一元件的保护起后备作用称为远后备。第二章 电网的电流保护一. 填空题 感器 10%的误差。这在经济上、技术上都难以实现。（2）需装设辅助导线断线与短路的监视装置，辅助导线断线应将纵联差动保护闭锁。否则，辅助导线断线后，在区外发生故障时会造成无选择性动作；辅助导线短路会造成区内故障拒动。5.优点:能够迅速而有选择性地切除平行线路上的故障，实现起来简单、经济、不受系统振荡的影响。 缺点：存在相继动作区，当故障发生在相继动作区时，切除故障的时间增加一倍。由于采用了功率方向继电器，保护装置还存在死区。在单回线运行时，横联差动保护要退出工作，为此需要加装单回线运行时线路的主保护忽然后备保护。6.线路纵联差动保护是利用比较被保护元件始末端电流的大小和相位的原理来构成输电线路保护的。当在被保护范围内任一点发生故障时，它都能瞬时切除故障。7.由于被保护线路两侧电流互感器二次负载阻抗及互感器本身励磁特性不一致，在正常运行及保护范围外部发生故障时，差回路中的电流不为零，这个电流就是差动保护的不平衡电流。第五章 电网高频保护一. 填空题1. 保护范围内部 变电所 下一条线路2. 传送闭锁 允许 跳闸3. 高频4. 高频阻波器 结合电容器 连接过滤器 高频电缆5. 故障时 长期 6. 40-500kHz “导线-大地”7. 间断的8. 连续的9. 外部 内部10. 电流 相位角二.选择题1.A, 2.C, 3.C, 4.A, 5.C, 6.C, 7.A, 8.A.三. 问答题1. 高频保护是用高频载波代替二次导线,传送线路两侧电信号,所以高频保护的原理是反应被保护线路首未两端电流的差或功率方向信号,用高频载波(载频 50~400KHZ)将信号传输到对侧加以比较而决定保护是否动作。高频保护与线路的纵联差动保护类似,正常运行及区外故障时,保护不动,区内故障全线速动。2.高频阻波器是由电感线圈和可调电容器组成的并联谐振回路，当其谐振频率为选用的载波频率时，它所呈现的阻抗最大，约为 1000 欧以上，从而使高频电流限制在被保护输电线路以内，即在两侧高频阻波器之内，不至于流入相邻的线路上去。3.高频闭锁方向保护是通过高频通道间接比较被保护线路两侧的功率方向，以判别是被保护 范围内部故障还是外部故障。保护的起动元件是电流或距离保护的第三段。当区外故障时，被保护线路近短路点一侧为负短路功率，向输电线路发高频波，两侧收信机收到高频波后将各自保护闭锁。当区内故障时，线路两端的短路功率方向为正，发信机不向线路发送高频波 ，保护的起动元件不被闭锁，瞬时跳开两侧断路器。4.相差高频保护的基本工作原理是比较被保护线路两侧电流的相位，即利用高频信号将电流的相位传送到对侧去进行比较而决定跳闸与否。5.所谓相位特性，是指相位比较继电器中的电流和高频信号的相位角关系曲线。第六章 自动重合闸一. 填空题1.选择在先动作在后 35KV 网络 重要负荷供电2.前加速 后加速3.选择在先 动作在后 35KV 网络 重要负荷4.动作在先选择在后5.三相重合闸 单相重合闸 综合重合闸6.同期合闸7.闭锁二.选择题1.B, 2.A, 3.B, 4.B, 5.A, 6.B, 7.B三. 问答题1.前加速：动作在前，选择性在后； 后加速：选择性在先，动作在后。优缺点：前加速：优点：（1）对瞬时性故障，前加速过程，恢复供电时间较短； （2）是瞬时性故障避免发展成永久故障； （3）保证供电电压质量； （4）使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济。缺点：（1）安装重合闸的保护动作次数较多，减少了使用寿命； （2）如果自动重合闸拒动或安装重合闸的保护拒绝合闸，则扩大停电范围。后加速：优点：（1）第一次是有选择性的切除故障，不会扩大停电范围； （2）保证永久性故障能瞬时切除，并应然具有选择性。 （3）和前加速相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制。缺点：（1）每个断路器上都需要装设一套重合闸，投资大，接线复杂。 （2）第一次切除故障可能带有延时。2.要求：（1）手动跳闸时不应重合 （2）手动合闸于故障线路时自动重合闸不重合 （3）用不对应原则启动 （4）动作迅速 （5）不允许任意多次重合 （6）动作后应能自动复归 （7）能与继电保护动作配合 3.分类： 三相重合闸：是指不论在输、配线上发生单相短路还是相间短路时，继电保护装置均将线路三相断路器同时断开，然后启动自动重合闸同时合三相断路器的方式。 单相重合闸：是指线路上发生单相接地故障时，保护动作只断开故障相的断路器，而未发生故障的其余两相仍可继续运行，然后进行单相重合。 综合重合闸：是将单相重合闸和三相重合闸综合在一起，当发生单相接地故障时，采用单相重合闸方式工作；当发生相间短路时，采用三相重合闸工作方式。4.自动重合闸前加速简称前加速，就是当线路发生故障时，继电保护加速电流保护的第三段，造成无选择性瞬时切除故障，然后重合闸进行一次重合。5.自动重合闸后加速简称后加速，就是当线路发生故障时，首先保护有选择性动作切除故障，重合闸进行一次重合。6.（1）大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数，特别是对单侧电源的单回线路尤为显著。 （2）在高压输电线路上采用重合闸，还可以提高电力系统并列运行的稳定性。 （3）在架空线路上采用重合闸，可以暂缓架设双回线路，节约了投资。 （4）对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸，也能起纠正的作用。7.（1）必须装设全线速动保护，如高频保护 （2）线路两侧装设可以进行快速重合闸的断路器，如快速空气断路器 （3）在两侧断路器非同步重新合闸瞬间，输电线路上出现的冲击电流，不能超过电力系统 各元件的冲击电流的允许值第七章 电力变压器的继电保护一. 填空题1.高次谐波 二次谐波2.数量 流动 速度3.内部故障 外部故障4.纵联差动5.当系统发生故障时，又继电保护装置切除故障，自动重合闸合上断路器，系统恢复正常运行，此故障为瞬时性故障6.动作迅速 灵敏度高 安装接线简单 能反映油箱内部7.N1l/ N2l = NB8.相间短路 匝间短路 接地短路9.相间 接地10.纵联差动11.电流速断 纵联差动12.变比 变压器二.选择题1.A, 2.B, 3.A, 4.B, 5.B三. 问答题1．故障类型：1、 油箱内部故障：（1）绕组的相间短路；（2）接地短路（中性点直接接地）； （3）匝间断路；（4）贴心烧损。2、 油箱外部故障：（1）套管和引出线间短路；（2）接地短路（大接地）。3、 不正常运行状态：（1）变压器外部相间短路引起过电流；（2）超过额定容量而引起的过负荷；（3）外部接地引起的过电流及中性点过典雅；（4）漏油引起的油面下降。保护方式：1、 瓦斯保护：（1）轻瓦斯保护保护；（2）重瓦斯保护。2、 电流速断保护；3、 纵联差动保护；4、 过电流保护；5、 零序电流保护；6、 过负荷保护。2. 瞬时性故障：引起继电保护动作以后，故障随即消失，合上断路器后就能恢复正常供电。永久性故障：继电保护动作以后，故障仍然存在，即便合上断路器，线路还要被继电保护再次断开，不能正常恢复供电。3. 4.（1）由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流 （2）由两侧电流互感器的误差引起的不平衡电流 （3）由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流 （4）带负荷调变压器的分接头产生的不平衡电流5.瓦斯保护的主要优点是动作迅速，灵敏度高，安装接线简单，能反应油箱内部发生的各种故障。其缺点是不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障。6.1)涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波)，因此，励磁涌流的变化曲线为尖顶波。 2)励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越快。因此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢，经 0.5～1s 后其值不超过(0.25～0.5)In。 3)一般情况下，变压器容量越大，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。 4)励磁涌流的数值很大，最大可达额定电流的 8～10 倍。当整定一台断路器控制一台变压器时，其速断可按变压器励磁电流来整定。 7.变压器中性点接地方式一般分为以下 5 种: 1)中性点不接地方式; 2)中性点经高电阻接地方式; 3)中性点直接接地方式; 4)中性点经低电阻接地方式; 5)中性点经消弧线圈接地方式东北农业大学网络教育学院电力系统分析网上作业题电力系统分析作业题（一）一、填空题1 ． 降压 变 压器 高 压侧 的主 分 接头 电压为 220kv ， 若选 择 ＋ 2×2.5% 的 分接 头 ，则 该 分接 头电 压 为。2．电力系统中性点有效接地方式指的是　　　　　　。3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和　　　　　　。4．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运动电压与线路　　　　　　的数值差。5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和　　　　　　表示。6．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运动的　　　　　　。7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统　　　　　　发生故障。8．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵 Zsc 的非对角元素为。9．系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流的　　　　　　倍。10．减小输出电元件的电抗将　　　　　　系统的静态稳定性。二、单项选择题11．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（　　）① 否　　　　　　②是　　　　　　③不一定　　　　　　④根据发电机的形式定12．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（　　）① 内层　　　　　②中间层　　　　③外层　　　　　　　④独立设置 13．中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（　　）① 全补偿　　　　②欠补偿　　　　③过补偿　　　　　　④有时全补偿，有时欠补偿14．三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（　　）① 越大　　　　　②越小　　　　　③不变　　　　　　　④无法确定15．变压器的电导参数 GT，主要决定于哪一个实验数据（　　）①△PO　　　　　　　　　　②△PK　　　　　　　　　　③ UK%　　　　　　　　④ IO%16.当功率的有名值为 s＝P＋jQ 时（功率因数角为ϕ）取基准功率为 Sn，则有功功率的标么值为（）①PSn⋅cos ϕ　　　②PSn⋅sin ϕ　　 ③PSn ④P⋅cosϕSn17.环网中功率的自然分布是（　　）① 与电阻成正比分布 ②与电抗成正比分布③ 与阻抗成正比分布 ④与阻抗成反比分布18．电力系统中 PQ 节点的数量（　　）① 全都是 ②大量的 ③少量的 ④必有且一般只设一个19．潮流计算中，要求某些节点之间电压的相位差应满足的约束条件是（　　）①｜δi−δj|>｜δi−δj|min ②｜δi−δj|<｜δi−δj|min③｜δi−δj|>｜δi−δj|max ④｜δi−δj|<｜δi−δj|max20．在同一时间内，电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为（　　）① 负载率 ②网损率 ③供电率 ④厂用电率21．电力系统的频率主要决定于（　　）① 有功功率的平衡 ②无功功率的平衡 ③电压质量 ④电流的大小22．关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（　　）① 高峰负荷时允许中枢点电压略低 ②低谷负荷时允许中枢点电压略低③ 适用于用户对电压要求不高的场合 ④适用于供电线路不长的场合23．通过改变变压器变比，实质上（　　）① 改变了电压损耗的数值 ②改变了负荷变化时次级电压的变化幅度③ 改变了电力网的无功功率分布 ④增加了整个电力系统的无功功率容量24．三相短路时，非周期分量极小值，只能是在某种情况（　）① 一相中出一现 ②同时在两相中出现③ 三相均不出现 ④只有故障相出现其它相不出现25．同步机的各种电抗间关系为( )①xd>xq>xd>x rSub { size 8{d} } '} { ¿ ②xq>xd>xd'>xd} {¿ 1.起动2.限时电流速断保护（二段保护）3.阶梯原则4.起动特性 返回特性5.完全补偿、欠补偿、过补偿 三 过补偿6 两相星型7.在被保护线路末端发生短路时通过保护装置的短路电流最大，系统的等值阻抗最小。8.高9.馈线 电动机10.人为 动作时限 管型 固有动作时限 放电时11.两相星型12.功率方向元件 电流13.三相星型 两相星型 两相电流差接线14.中性线上15.无时限电流速断16.流过保护的电流最小 系统阻抗最大17.短路 单相接地 三相短路18.其他保护 保护 拒动 后备保护19.2/3 两相故障20.使继电器刚好启动的最小电流 ③ xd>xq>xd'>xd} {¿ ④xd>xd'> xq>xd} {¿26.若 ac 两相发生短路，则基准相选择为( )①a 相 ② b 相 ③ c 相 ④ a 相和 c27．下网 K 点发生两相短路接地，其复合序网为图所示( )(其中，1,2，0 分别为正序、负序、零序阻抗)28．越靠近电源点负序电压越( )① 低 ②高 ③不变 ④无法确定29．作为判据dPEdδ>0主要应用于分析简单系统的（　　）① 暂态稳定 ②故障计算 ③静态稳定 ④调压计算30．分析简单系统的暂态稳定性可以应用（　　）① 等耗量微增率准则 ②等面积定则 ③小干扰法 ④对称分量法三、简答题31．电力变压器的主要作用是什么？32．简单闭式网分为哪些类网络？33．为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系统的电压水平？34．为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性？ 四、简算题35．某三相单回输电线路，采用 LGJ－300 型导线（计算外径 25.2mm），已知三相导线正三角形布置，导线间距离 D＝6m，求每公里线路的电抗值。36。.110KV 单回架空线路，其参数如图所示，线路始端电压为 116KV，末端负荷为 15＋j10MVA，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。37．某系统发电机组的单位调节功率为 740MW/Hz，当负荷增大 200MW 时，发电机二次调频增发40MW，此时频差为 0.2Hz，求负荷的单位调节功率。38．网 K 点发生两相短路接地，求 K 点短路电流值。 五、综合题39．有一台降压变压器如图所示，其归算至高压侧的参数为 4.93＋j63.525Ω，已知变压器母线在任何方式下均维持电压为 107.5KV，其低压侧母线要求顺调压，若采用静电电容器作为补偿设备，试选择变压器分接头和无功补偿设备容量。40．某简单系统如图若在 K 点发生三相短路，求使得系统保持暂态稳定的极限切除角。电力系统分析作业题（二）一、填空题1.衡量电能质量的两个主要指标是： 。2.我国 110kV 及以上系统，中性点运行方式采用 。3.一公里 LGJ-300 型的架空线路，其电阻大约为 。4.一个将 10kV 升到 220kV 的变压器，其额定变比为 。5.电厂供电负荷与综合用电负荷的差别是前者包括 。6.潮流计算中，三类节点数量最多的是 。7.架空线路开路时，其末端电压比首端电压 。8.将压三绕组变压器三个绕组排列方式，从内至外为 。9.常用的潮流计算的基本数学模型是 。10.标么值近似计算中基准电压常选 。二、选择题1.组成电力系统的几种主要元件是： A 电源、电阻、电感、电容 B 发电机、变压器、线路、负荷 C 发电厂、变电所、变压器、线路 D 发电机、变压器、线路、开关 2.对电力系统运行的基本要求是： A 在优质前提下，保证安全，力求经济； B 在经济前提下，保证安全，力求优质； C 在安全前提下，保证质量，力求经济； D 在安全前提下，力求经济，保证质量。3.相同截面的导线，使用的电压等级越高，其电阻 A 一样 B 越大 C 越小 D 都不对4.在变压器的等值电路中，其导纳是 A GT+jBT B GT-jBT C -GT+jBT D -GT-jBT5.中性点不接地系统对设备绝缘的要求 A 高 B 低 C 不变 D 都不对6.架空线路采用导线换位的目的 A 减小电抗 B 减小电纳 C 减小三相参数的不对称 D 都不对7.三类节点中，只有一个且必须有一个的是 A P－Q 节点 B P－V 节点 C 平衡节点 D 都不是8.N－R 迭代的主要优点是： A 简单 B 收敛快 C 准确 D 占用内存少9.P－Q 迭代是在 基础上简化来的。A 直角坐标形式的 N－R 迭代；B 极坐标形式的 N－R 迭代； C G－S 迭代 D 都不是10．变压器的运算负荷是 A 变压器付方功率加上变压器阻抗的功率损耗；B 变压器付方功率加上变压器导纳的功率损耗；C 变压器付方功率加上变压器阻抗和导纳的功率损耗；D 在 C 的基础上，再加上变压器所联线路导纳中的功率。三、某系统发动机组的单位调节功率为 740MW/Hz,当负荷增大 200MW 时，发电机二次调频增发40MW，此时频差为 0.2Hz,求负荷的单位调节功率。四、额定电压 110kV 的辐射形电网各段阻抗及负荷如图所示。已知电源 A 的电压为 121kV，求功率分布和各母线电压。（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量δU）。 五、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为F1=3+0.3PG1+0.002PG12 (t/h)F2=5+0.3PG2+0.002PG22 (t/h)两台 发电设 备的额 定容 量均为 100MW， 而最小 可发有 功功 率 均为 30MW， 若 该厂 承担 负荷150MW，试求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。六、如图所示某降压变电所装设一台容量为 20MVA、电压为 110/11kV 的变压器，要求变压器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额定值的 2.5%和 7.5%，最大负荷为 18MVA，最小负荷为 7MVA，cos ϕ=0.8 ， 变 压 器 高 压 侧 的 电 压 在 任 何 运 行 情 况 下 均 维 持 107.5kV ， 变 压 器 参 数 为 Uk%=10.5，Pk=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。（20 分） 电力系统分析作业题（三）一、 填空1．电力系统是电能的　　 　　、输送、分配和　　 　　的各个环节组成的一个整体。其中输送和分配电能的部分称为　　 　　　。若把水电厂、火电厂的动力部分也包括进来，就称为　　　　 　　　。２． 对 电 力 系 统 运 行 的 基 本 要 求 是 ： 保 证 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ， 保 证，提高　　　　　　　　。３． 衡量电能质量好坏的指标是　　　 　、　　 　　和　 　　。４． 电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有　　　 　　　　　 　　　、　　　　　 　　　　及　　　 　　　　　　　。５． 　　　　　　　　　 是分析电力系统不对称故障的有效方法。在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有　　　　　　　　　　　　　　。６． 短 路 是 电 力 系 统 的 严 重 故 障 。 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 、和　　　　　　　　　是校验电器设备的重要数据。７． 系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和就是电力系统的负荷，亦称电力系统的　　　　　　　。电力系统负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统的　　　　　　　　　，在此基础上再加上发电厂厂用电消耗的功率就是各发电厂应该发出的功率，称为电力系统的　　　　　　　　　　。８． 在元件的电抗比电阻大得多的的高压电网中，　　　　　　　　　　　从电压高的一端流向电压低的一端，　　　　　　　　　　　则从电压相位越前的一端流向相位落后的一端，这是交流电网功率传输的基本规律。９． 在电力系统潮流的计算机算法中，普遍采用的两种方法是：　　 　和　　　　　 　　　　　　　。10 ． 简 单 故 障 是 指 电 力 系 统 的 某 处 发 生 一 种 故 障 的 情 况 。 简 单 不 对 称 故 障 包 括、　　 　　　　　　　、　　　　　　　、　　　　　　　和　　 　　　　　　等。11．电力系统的运行电压水平同　　　　　　　　　　密切相关。电压调整的主要手段是：　　　　 　；　　　　　 　　　　；　　　　 　　　　　　　　。12．通常系统负荷是随时间变化的，其变化规律可用　　　 　来描述。二、单项选择题1．无限大功率供电系统，发生三相短路，短路电流非周期分量起始值（　　）①iap=ibp=icp ②iap≠ibp≠icp ③iap=ibp≠icp ④iap≠ibp=icp2.短路电流量最大的短路为（　　）① 单相短路 ②两相短路 ③两相短路接地 ④三相短路3.理想同发电机，q 轴电抗的大小顺序是（　　）　　① xq=xq″ ②xq＞xq″ ③xq＜xq″ ④ 都不对4.a 为旋转因子 1+a+a2等于多少（　　）①0 ②1 ③－1 ④25.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比，其值要（　　）① 大 ②小 ③相等 ④都不是6.系统中发生单接地故障时，零序回路中不包含（　　）① 零序电流 ②零序电压 ③零序阻抗 ④电源电势7.两相短路接地故障中，附加阻抗 Z△为（　　）①Z0Σ ②Z2Σ ③Z0Σ+ Z2Σ ④Z0Σ∥Z2Σ8.在发电机稳态运行状态中，机械功率 PT与电磁功率相比，将（　　）① 大 ②小 ③相等 ④无关系9.P－δ 曲线被称为（　　）① 耗量特性曲线 ②负荷曲线 ③正弦电压曲线 ④功角曲线10.故障计算可以应用（ ）① 等面积定则 ②小干扰法 ③正序增广定则 ④等耗量微增率原则三、简答题1．列出三种提高系统静态稳定的措施。2．写出对称分量变换矩阵的表达式。3．写出系统 f 点发生 a、c 两相短路时的原始边界条件。4．在架空输电线路中，为什么要进行导线换位？5．什么是电晕现象？如何避免？四、电力系统接线下图所示。其中，发电机 G1：SN1=∞ Xd' '=0 E¿' '=1发电机 G2：SN2=100/0.85 Xd' '=0.125 E¿' '=1变压器 T1：SNT1=120MVA Uk%=10.5线 路 l1： l1=50km x1=0.4Ω/km线 路 l2： l2=40km x2=0.4Ω/km当母线 4 发生三相短路时，求短路点短路电流周期分量有效值I' '、冲击电流 iM。 （SB=100MVA，UB= Uav，KM=1.8）五、 已知发电机 d、q 轴的同步电抗 Xd=1.1，Xq=1.08，负载的电压˙U1=1.0 30°，电流˙I=0.8 -15°，试计算暂态电动势 Eq。 电力系统分析作业题（四）一、有一回电压等级 110kV，长为 150km 的输电线路，末端接一台容量为 31.5MVA 的降压变压器，变比为 110/11kV。如图 1 所示，当 A 点实际电压为 115kV 时，求 A、C 二点间 的 电 压 损 耗 及 B 点 和 C 点 的 实 际 电 压 。 （ 注 ： Pk=190kW ， Uk%=10.5 ，P0=31.05kW，I0%=0.7）图 1 题一图二、简单输电系统如图 2 所示，变压器变比为 110±2×2.5%/11kV，若不计变压器励磁支路及线路对地电容，则线路和变压器的总阻抗 Z=26+j130Ω，节点 A 的电压为 118kV，且维持不变，降压变电所低压侧母线要求常调压，保持 10.5kV 电压。若补偿设备为静电电容器试配合变压器分接头的选择确定受端应设置的无功补偿容量。图 2 题二图三 、 如 图 3 所 示 网 络 中 ， A 、 B 、 C 为 三 个 等 值 电 源 ， 其 中SA=75MVA，XA=0.380，SB=535MVA，XB=0.304。C 的容量和电抗不详，只知装设在 母 线 4 上 的 断 路 器 QF 的 断 开 容 量 为 3500MVA 。 线 路 l1、 l2、 l3的 长 度 分 别 为10、5、25km，电抗均为 0.4Ω/km。试计算在母线 1 三相直接短路时的起始次暂态电流和短路冲击电流。图 3 题 3 图四、如图 4 所示的某三相系统中 k 点发生单相接地故障，已知˙Ea1Σ= j 1，Z1∑=j0.4， Z2∑=j0.5，Z0∑=j0.25，Zk=j0.35。求 a 相经过阻抗 Zk接地短路时短路点的各相电流、电压。 五、如图 5 所示某降压变 电所装设一台容量为 20MVA、电压为 110/11kV 的变压 器，要求变压器低压侧的偏移在大小负荷时分别 不超过额定值的 2.5% 和 7.5%，最大负荷为 18MVA， 最小 负 荷 为7MVA，cos ϕ=0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持 107.5kV，变压器参数为 Uk%=10.5，Pk=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。图 5 题 5 图 21.同一条线路不同点 不同的时限（选择性）22.电流 气隙23.大于全部机械反抗力矩 减小24.完全星形 不完全星形25.蜗轮蜗杆啮合 扇形轮与蜗杆脱开26.感应型 整流型 半导体型27.励磁电流 正比 反比28.开路 短路 接地29.高 短30.增大 反比31.相位32.单电源环形电网 多电源辐射形电网33.功率方向元件34.方向元件 电流元件 时间元件35.电源侧的起始点 重叠保护区的末端36.三相 母线二．选择题1.C, 2.C, 3.B，4.A，5.A, 6.C，7.B, 8.C, 9.C, 10.B, 11.B, 12.C, 13.B, 14.C, 15.A,16.A, 17.B, 18.C, 19.A, 20.C, 21.B, 22.A, 23.A, 24.C, 25.B, 26.B, 27.A, 28.A,29.B, 30.C.三. 问答题 电力系统分析作业题（五）一、额定电压 110kV 的辐射形电网各段阻抗及负荷如图一所示。已知电源 A 的电压为121kV，求功率分布和各母线电压。（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量δU）。图一 题一图二、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为F1=3+0.3PG1+0.002PG12 (t/h)F2=5+0.3PG2+0.002PG22 (t/h)两台发电设备的额定容量均为 100MW，而最小可发有功功率均为 30MW，若该厂承担负荷 150MW，试求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。三、如图二所示某降压变电所装设一台容量为 20MVA、电压为 110/11kV 的变压器，要求变压器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额定值的 2.5%和 7.5%，最大负荷为18MVA，最小负荷为 7MVA，cos ϕ=0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持 107.5kV，变压器参数为 Uk%=10.5，Pk=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。图二 题三图四、如图三所示的网络中，当降压变压所 10.5kV 母线上发生三相短路时，可将系统视为无限大功率电源，试求此时短路点的冲击电流和短路功率。 图三 题四图五、已知某系统接线如图四所示，各元件电抗均已知，当 k 点发生 BC 两相接地短路时，求短路点各序电流、电压及各相电流、电压，并绘出短路点的电流、电压相量图。图四 题五图 1．（1）零序电流保护比相间短路的电流保护有较高的灵敏度； （2）零序过电流保护的动作时限较相间短路短； （3）零序电流保护不反应系统震荡和过负荷； （4）零序功率方向元件无死区，不会误动作； （5）接线简单可靠。2.3.4．电流速断保护只保护本条线路的一部分，限时电流速断保护保护本条线路的全长，定时限过电流保护不但保护本条线路的全长，而且保护下一条线路的全长。三段式电流保护的主要优点是：简单、可靠，并且一般情况下都能较宽切出故障。一般用于 35kv 及以下电压等 级的单侧电源电网中。缺点是它的灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短路类型的影响 ,它只有在单侧电源的网络中才有选择性。 5．中性点非直接接地系统当发生单相接地故障时，接地点的电容电流很大，那么单相接地短路会过渡到相间短路，因此在中性点假装一个电感线圈。单相接地时他产生的感性电流，去补偿全部或部分电容电流。这样就可以减少流经故障点的电流，避免在接地点燃起电弧。6．7．（1）零序电流保护比相间短路的电流保护有较高的灵敏度；（2）零序过电流保护的动作时限较相间短路短；（3）零序电流保护不反应系统震荡和过负荷；（4）零序功率方向元件无死区，不会误动作；（5）接线简单可靠。8．答：所谓主保护是指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。 考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护，称为后备保护。 当电气元件的主保护拒动时，由本元件的另一套保护起后备作用，称为近后备。 当主保护或其断路器拒动时，由相邻上一元件的保护起后备作用称为远后备。9. 差动线圈 平衡线圈 短路线圈 差动线圈：接于变压器差动保护的差回路，当安匝磁势达到一定值时，二次绕组感应的某一电势值使电流继电器起动。 平衡线圈：消除变压器两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致所产生的不平衡安匝磁势。 短路线圈：提高差动继电器躲过励磁涌流的能力。10.11. 起动电流：使继电器刚好启动的最小电流。返回电流：使继电器刚好返回的最大电流。12. 电流保护的接线方式，是指电流互感器和电流测量元件间的连接方式。电流保护的接线方式分为完全星形接线方式和不完全星形接线方式。13.电力系统的最大运行方式是指在被保护线路末端发生短路时通过保护装置的短路电流最 大，系统的等值阻抗最小。 电力系统的最小运行方式是指在被保护线路末端发生短路时通过保护装置的短路电流最小 ，系统阻抗最大。14.一般将电能通过的设备称为电力系统的一次设备，如发电机、变压器、断路器、母线、输电线路、补偿电容器、电动机及其他用电设备。对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备，称为电力系统的二次设备。15.完全补偿:全系统中各线路非故障相的对地电容电流之和与感性电流相等，使接地电流等于零，在实际上不能采用完全补偿的方式。 欠补偿：全系统中各线路非故障相的对地电容电流之和大于感性电流，补偿后的接地电流仍然是电容性的，欠补偿的方式一般也是不采用的。 过补偿：全系统中各线路非故障相的对地电容电流之和小于感性电流，补偿后的接地电流是电感性的，在实际中应用广泛。16.（1）改善继电器线圈的匝数； （2）改变弹簧的张力； （3）改变初始空气隙长度。17.（1）零序电流保护比相间短路的电流保护有叫高的灵敏度 （2）零序过电流保护的动作时限较相间保护短 （3）零序电流保护不反应系统振荡和过负荷 （4）零序功率方向元件无死区 （5）接线简单可靠。18.在满足可靠性和保证选择性的前提下，当所在线路保护范围内发生短路故障时，反应电流增大而能瞬时动作切除故障的电流保护，称为电流速断保护。优点：简单可靠，动作迅速；缺点：（1）不能保护线路全长 （2）运行方式变化较大时，可能无保护范围 （3）在线路较短时，可能无保护范围19.用来切除本线路上电流速断保护范围以外的故障，作为无限时电流速断保护的后备保护 ，这就是限时电流速断保护。限时电流速断保护结构简单，动作可靠，能保护本条线路全长，但不能作为相邻元件的后备保护。20.由电流速断保护、限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的一整套保护，叫做三段式电流保护。三段式电流保护的主要优点是简单、可靠，并且一般情况下都能较快切除故障，一般用于60kv 及以下电压等级的单侧电源电网中。缺点是它的灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短路类型的影响，此外，它只在单侧电源的网络中才有选择性。21.单相接地时，用电感线圈产生的感性电流去补偿全部或部分电容电流。这样就可以减少流经故障点的电流，避免在接地点燃起电弧，把这个电感线圈称为消弧线圈。22. 不是所有的线路都需要装设三段式电流保护。