电力系统继电保护 7~10章习题解答(8)

电力系统继电保护习题解答 (7-10章)

电容电流为10A，电动机馈线电容电流为0.8A，在最小运行方式下系统供出6KV

?3?母线上短路电流为IK.min?6250A。试确定保护装置并进行整定计算。

解：1.确定保护方案，应装设差动保护，单相接地保护，失步保护以及低电压保护。

1） 同步电动机纵差保护整定计算：同步电动机最大启动电流为：

IssI.ma?xKssNM 8?6?534.6?30A22）同步电动机供出的最大三相短路电流为：

?1.50??1.50??3?=?0.95?0.9??534.6?3264A IGK??0.95sin?I?''?.maxN?NM?0.2??Xd???3?因为IGK同步机差动保护，其动作电流应躲开三相短路时，电动机输.max?Iss.max，?3?出的最大短路电流IGK.max，则保护装置作电流可按式（13—3）计算，如????，则将式中IGK?II.maxss.maxGK.max置换为Iss.max。

33 IopK.1?KreKlst Iop.r??3?er.rmaGxKI

Iop.1KTAKcon

Iop.1?1.3?0.5?0.1?3264?211.1A Iop.r?Iop.1KconKTA?211.1?1?1.76A 1202AN60匝2 KTA??120?11.KreIlNM1.2?534.62AN2?60KTA??120?22.4匝

KrelINM1.2?534.6平衡绕组匝数： Wb?差动绕组匝数： Wd?取Wb?11匝，Wd?22匝，

AN60??2.72A Wd220.55INM?0.55?534.6?2.45A

Iop.r?取Iop.r?KTA120刘学军编著电力系统继电保护习题解答（7-10章） - 121 -

电力系统继电保护习题解答 (7-10章)

Iop.1?Iop.rKTAKcon?2.45?120?294A 1灵敏系数校验

Ks.min3?3?IK.min0.866?62502????18.4?2

Iop.1294单相接地保护整定计算

因电动机容量5000KW大于2000kw，接地电容电流ICE?10?0.8?10.8A?5A，设单相接地保护无延时作用于跳闸

Iop.r?Krel5?0.84Ioc.max???0.4A KTA1010Iop.r??3.2?4?A取Iop.1?3.5A

Ie????Ic???10.8?0.810????2.86?1.5

Iop.r3.53.511Ks.min（1） 失步保护

Iop.r??1.2?1.3?534.6?5.346?5.79A 取Iop.r?5.5A 6005（2） 低电压保护

取动作电压Uop?40V。 时限取 t?10s

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第十四章 微机继电保护原理 思考题与习题解答

10-1 微机继电保护装置有什么特点及优点？

1维护调试方便；○2可靠性高；○3易于获得各种附加功能；○4答：微机继电保护装置具有：○

5保护性能得到改善，可以实现新的保护原理；○6经济性好；○7微机继电保护装灵活性大；○

置本身消耗功率低，降低了对互感器的负载要求。

10-2 微机继电保护装置的硬件主要由哪几部分组成？各自承担什么功能？

答：微机继电保护装置硬件结构包括模拟电路和数字电路。由数据采集系统（模拟量输入部分），数据处理系统（计算机系统），开关量输入/输出通道，外部通讯接口和电源组成。数据采集系统包括电流、电压形成回路和模数转换模块，以完成模拟信号转换为数字信号。 数据处理系统（即计算机系统）包括微处理器存储器、随机存储器、定时器及并行接口等。微处理器执行存放在程序存储器中的保护程序，对由数据采集系统输入到随机存储器中数据进行分析处理，以完成各种保护功能。通讯接口电路以实现多机通讯或联网。电源的作用是将220V或110V直流系统变换成供给微处理器、数字电路、模数转换芯片及继电器所需要的低电压，如?5V,?12V,?24V等。

10-3 微机继电保护装置的数字核心部件由哪些元件构成？作用如何？

答：装置的数字核心部件包括中央处理器CPU、存储器、定时器/计数器及控制电路构成。并通过数据总线、地址总线、控制总线连接成一个系统。继电保护程序在数字核心部件内运行，指挥各种外围接口部件运行，完成数字信号处理，实现保护原理。

10-4 简述CPU组合方案

答：微机继电保护装置组合方案有单CPU结构、多CPU结构和CPU+DSP方案。

14-5 微机继电保护装置模拟量输入接口（AI）主要由哪几部分构成？

答：AI接口包括多路不同性质的模拟量输入通道，如相别不同的电流、电压等。AI接口主

1 输入变换及电压形成回路；○2前置模拟低通滤波器（ALF）3 采样保持器要部件有○，○4多路转换器（ＭＰＵ）○5模数变换器（A/D）（S/H）；○。

10-6 微机保护装置开关量输入（DI）电路及开关量输出（DO）接口如何构成？ 答：开关量输入接口电路的作用是为开关量提供输入通道，并在微机型保护内部与外部之间实现电气隔离，以保证微机内部弱电电路的安全和减少外部干扰。典型的开关量输入接口（DI）光电耦合电路如图14-1所示。该电路使用光电耦合器件实现电气隔离。光电耦合器件内部由光电二极管和光敏晶体管组成，常用的为电流型。当外部继电器触点闭合，电流流过发光二极管使其发光，光敏晶体管受光照射而导通，其输出端为低电平，“0”；反之，当外继电器触点断开，发光二极管中电流为零，不发光，光敏晶体管无光照射而截止，其输出端呈现高电平“1”。该“0”、“1”状态可作为数字量由CPU直接读入并依据状态进行处理， 也可控制中断控制器发出中断申请，CPU响应中断再进行处理。

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图10-1采用光电耦合器件的开关量输入电路图

图10-2采用光电耦合器件的开关量输出电路图

开关量输出接口（DO）电路的作用是为正确地发出开关量操作命令提供通道，并在微机型保护内外部之间实现电气隔离，以保证微机内部弱电电路的安全和减少外部干扰。典型的开关量输出接口（DO）电路如图14-2所示。该电路使用光电耦合器件构成。当CPU输出“0”（低电平）时，执行出口继电器常开触点闭合；反之，当CPU输出为“1”（高电平）时，出口继电器常开触点断开。继电器线圈两端并联的二极管称为续流二极管。它在CPU

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电力系统继电保护习题解答 (7-10章)

输出由“0” 变为“1”时，光敏晶体管突然由导通变为截止时，为继电器线圈释放储能的能量提供电流通路。并可以避免电流突变产生较高反向电压损坏相关元件和产生强烈干扰信号。在跳闸回路中常采用数字逻辑编码形成开关量输出信号如图14-3所示。以防止因为强烈干扰或直流工作电源拉合，在CPU回路中出现不确定状态时保护装置误动。

微机内部数字电路工作电源+5V+24VR1R11C1V1KCO1H1+24V&R21R12R2C2V2KCO2H2来自CPU+24V&R31R22R3C3V3KCO3H3&R321图14-3 采用逻辑编码的开关量输出电路

10-7 简述微机保护中的数据采集系统

数据采集系统根据微机保护的模数变换方式分为两种形式。一种是基于采样保持器和A/D 模数变换器的多路数据采集系统，称为ADC式数据采集系统。另一种基于电压频率变换器和计数器的多路数据采集系统。如图10-4所示，ADC式数据采集系统由输入变换器构成的电压形成回路，前置模拟低通滤波器（ALF），多路采样保持器（S/H），多路转换器（MPX） 及模数转换器（A/D）构成。

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