单选题
360、110kV某一条线路发生两相接地故障,该线路保护所测的正序和零序功率的方向是( )。
A
均指向线路;
B
零序指向线路,正序指向母线;
C
正序指向线路,零序指向母线;
D
均指向母线;
答案解析
正确答案:C
解析:
本题考查的是电力系统故障分析中,特别是两相接地短路时,正序和零序功率方向的判断,属于继电保护原理中的核心内容。
一、基本概念回顾:
1. **序分量与功率方向的关系**:
在对称分量法中,故障电流和电压可分解为正序(1)、负序(2)和零序(0)分量。功率方向由对应序分量的电压与电流相位关系决定:若某序分量的电流超前该序电压小于90°,则该序功率为流出(即“指向线路”);若电流滞后电压超过90°(或等效为电流相位使功率为负),则功率为流入(即“指向母线”)。实际工程中,更直接采用“功率方向继电器”的动作逻辑:以母线为参考,规定**正方向为由母线指向线路**;当测量到的序功率为正(即功率流出母线),判为“指向线路”;反之为“指向母线”。
2. **两相接地短路(如B、C相接地)的序分量特点**:
- 故障点处:三序电流同相(即I₁ = I₂ = I₀,且相位相同);
- 故障点处:三序电压满足边界条件,其中**零序电压U₀与正序电压U₁极性相反**(严格推导:U₁ + U₂ + U₀ = 0,且U₂ = U₀,故U₁ = −2U₀),即U₀与U₁相位相差180°;
- 因此,在故障点附近,正序功率S₁ = U₁·I₁* 的相位关系中,U₁与I₁夹角接近0°(容性小角度),S₁为正值 → 功率由母线流向线路 → **正序功率指向线路**;
零序功率S₀ = U₀·I₀* 中,因U₀与U₁反相,而I₀与I₁同相,故U₀与I₀夹角≈180°,cosφ ≈ −1 → S₀为负值 → 功率为由线路流向母线 → **零序功率指向母线**。
3. **保护安装处的测量依据**:
线路保护装置安装在母线侧(即线路始端),其测量的电压取自母线PT,电流取自线路CT。在区内(线路内部)发生两相接地故障时:
- 正序网络中,故障点相当于正序电源的负载,母线侧正序电压较高,电流由母线流向故障点 → 正序功率方向为母线→线路;
- 零序网络中,零序电流由故障点经大地、变压器中性点返回,其路径为:故障点→大地→变压器中性点→母线侧零序电流互感器→线路。但关键在于:零序电压在母线侧由故障点感应产生,极性与正序电压相反;零序电流虽从母线流出进入线路(对CT而言为流出方向),但因零序电压相位滞后(或反相),导致零序功率为负。继电保护中约定:零序功率方向元件以“零序电压超前零序电流90°”为正方向(即指向线路),而实际两相接地时,零序电流超前零序电压约90°,故判为反方向 → **零序功率指向母线**。
二、选项分析:
A:均指向线路 — 错误。零序功率实际指向母线,不符合实际相位关系。
B:零序指向线路,正序指向母线 — 错误。正序功率应指向线路,而非母线;零序方向也错误。
C:正序指向线路,零序指向母线 — 正确。符合两相接地故障下序分量的电压电流相位关系及功率方向判据。
D:均指向母线 — 错误。正序功率方向与故障能量传输方向一致,必为母线→线路。
三、结论:
答案C正确。其本质依据是:在区内两相接地故障时,正序系统呈现电源驱动负载特性,功率由系统送出至故障点;而零序系统中,故障点为零序电流源,零序功率由线路流向母线(即保护安装处测得零序功率为负),故零序功率方向判为指向母线。
该结论也是零序功率方向继电器用于接地保护的基本原理:利用零序功率反向特性,可靠区分区内与区外接地故障。
题目纠错
集团公司风电运行知识题库
相关题目
单选题
383、变压器油的酸值应不大于( ),水溶性酸值pH应不小于4.2,否则应予处理。
单选题
382、变压器大修后,在10~30℃范围内,绕组绝缘电阻吸收比不得低于( )。
单选题
381、限流电抗器的实测电抗与其保证值的偏差不得超过( )。
单选题
380、有一台三相电动机绕组连成星形,接在线电压为380V的电源上,当一相熔丝熔断时,其三相绕组的中性点对地电压为( )V。
单选题
379、互感器呼吸的塞子带有垫片时,在带电前( )。
单选题
378、变电所母线上阀型避雷器接地装置的工频接地电阻一般不大于( )Ω。
单选题
377、在防雷措施中,独立避雷针接地装置的工频接地电阻一般不大于( )Ω。
单选题
376、电磁型操作机构,合闸线圈动作电压应不低于额定电压的( )。
单选题
375、变压器净油器中硅胶重量是变压器油质量的( )。
单选题
374、断路器连接瓷套法兰时,所用的橡皮密封垫的压缩量不宜超过其原厚度的( )。
