电力系统继电保护试题以及答案

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1、试题1答案一、单选题(每题2分，共30分。从四个备选答案中，选出一种对的答案，并将对的答案的号码写在题目背面的括号内。)1 1电流保护I段的敏捷系数一般用保护范畴来衡量，其保护范畴越长表白保护越( )可靠 不可靠 敏捷 不敏捷2限时电流速断保护与相邻线路电流速断保护在定值上和时限上均要配合，若( )不满足规定，则要与相邻线路限时电流速断保护配合。选择性 速动性 敏捷性 可靠性3使电流速断保护有最小保护范畴的运营方式为系统( )最大运营方式 最小运营方式 正常运营方式 事故运营方式4在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相星形接线电流保护只切除一种故障点的几率为(

2、)。100 23 13 05按900接线的功率方向继电器，若IJ=-Ic，则UJ应为( )UAB -UAB UB -UC6电流速断保护定值不能保证( )时，则电流速断保护要误动作，需要加装方向元件。速动性 选择性 敏捷性 可靠性7作为高敏捷度的线路接地保护，零序电流敏捷I段保护在非全相运营时需( )。投入运营 有选择性的投入运营有选择性的退出运营 退出运营8在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时，一定要注意不要接错极性，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器( )的后果。拒动 误动正向故障拒动或反向故障误动 损坏9方向阻抗继电器的最大敏捷角是可以调节的。调节措施是变化电抗变换器DKB (

3、 )原边匝数 副边匝数原边线圈中的电阻大小 副边线圈中的电阻大小10距离II段的动作值应按分支系数Kfz为最小的运营方式来拟定，目的是为了保证保护的( )。速动性 选择性 敏捷性 可靠性11相间短路的阻抗继电器采用00接线。例如IJ=IB-IA时，UJ=( )。UB UB-UA UA-UB UA12差动保护只能在被保护元件的内部故障时动作，而不反映外部故障，具有绝对( )。选择性 速动性 敏捷性 可靠性13对于间接比较的高频保护，规定保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应当选择的间接比较信号是( )。容许信号 跳闸信号 闭锁信号 任意信号14相高频保护用I1+KI2为操作电流，K=6

4、8，重要是考虑( )相位不受两侧电源相位的影响，有助于对的比相。正序电流 零序电流 负序电流 相电流15 高频保护基本原理是：将线路两端的电气量（电流方向或功率方向）转化为高频信号；以( )为载波传送通道实现高频信号的传送，完毕对两端电气量的比较。微波通道 光纤通道 输电线路 导引线二、(本题满分20分)如图网络，试计算保护1电流速断保护的动作电流，动作时限及最小保护范畴，并阐明当线路长度减到20KM时状况如何?由此得出什么结论?已知 Kk=1.2,z1=0.4W/km,Zs.min=12W, Zs.max=18W。解：IdB.max = Es/(Zs.min + z1LAB)Idz.A =

5、KkIdB.max LAB=60 km: LAB=20 km:Idz = 2.21 (kA) Idz = 3.98 (kA) Lmin =19.95 (km) Lmin =-8.92(km)被保护线路的长度很短时，电流速断保护也许没有保护范畴。三、(本题每题5分，满分10分)在单电源环网系统中，馈电线路过电流保护动作时限如图所示。1.计算输电线路过电流保护动作时间；2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方向元件及其动作正方向。 2s 1s 2.5s 0.5s 1.5s 1.5s 0.5s 四、 (本题满分10)如图所示，各线路均装有距离保护，已知：Zs1.ma

6、x=20W，Zs1.min=15W，Zs2.max=25W，Zs2.min=20W，z1= 0.4Wkm, Kk=0.8。计算保护1的距离II段动作定值并校验动作敏捷度。 110KV 45KM 30KMKb=Ibc/Iab= 1+(zs1+zab)/zs2;Kb.min = 1+(15+18)/25=2.32;ZdzA= Kk(ZAB+KbZBC) =36.67WKlm= ZdzA/ ZAB=2.041.25五、(本题每题5分，满分15分)高频闭锁方向保护的原理框图如下。1.分别论述保护动作区内部与外部故障时的保护的动作过程；2.阐明原理框图中各元件的功能与作用；3.如果通道遭到破坏，当内部故

7、障和外部故障时，保护的工作会受到何影响?1动作过程：保护区内故障：两侧保护方向元件I,I,S+动作，I,S+动作后闭锁发讯，两侧保护均不发讯，保护动作跳闸保护区外故障：近故障侧保护方向元件S+不动作，I动作后启动发讯，闭锁对侧保护2元件的功能与作用：S+ ：保护正方向故障时动作的功率方向元件；I，I：故障起动元件t1: 区外故障切除后，近故障端保护继续发讯 t1 以闭锁对端保护,用于避免近故障端保护I先返回（停止发讯）、远故障端S+ ， I 后返回时引起的误动t2: 通道配合延时。区外故障时，远故障端S+ ， I动作，需经t2延时才干出口，以保证可靠收到对侧闭锁信号3如果通道遭到破坏，内部故障

8、/外部故障时，保护对的/错误动作。六、 (本题每题5分，满分15分)1零序电流敏捷I段与零序电流不敏捷I段的区别是什么？分别在那种状况下起作用？区别: 零序电流敏捷I段与零序电流不敏捷I段的定值整定原则不同，动作敏捷度不同零序电流敏捷I段动作敏捷度高，作为全相运营、发生接地故障时的接地保护，非全相运营时需退出运营；零序电流不敏捷I段的动作敏捷度低，作为非全相运营、发生接地故障时的接地保护2阐明三种圆特性阻抗继电器，那一种受过渡电阻影响最小？那一种受系统振荡影响最小？那一种躲负荷能力最强？受过渡电阻影响最小依次为: 全阻抗继电器/偏移/方向；受系统振荡影响最小依次为:方向/偏移/全阻抗继电器；躲

9、负荷能力最强依次为:方向/偏移/全阻抗继电器；3闭锁式方向高频保护中采用负序功率方向继电器有何长处？(1)可反映所有不对称故障; 增长电压记忆后,也可反映三相对称故障; (2)没有电压死区; 保护区外故障时, 近故障侧负序电压( 功率 )高于远故障侧负序电压 ( 功率 ), 容易实现敏捷度配合(3)振荡时三相对称,不存在负序分量,负序功率方向元件不误动试题2答案一、(本题每题2分，满分20分)1定期限过电流保护的动作时限是按 阶梯时限特性 来选择的。2在中性点非直接接地电网中的串联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，三相完全星接线电流保护只切除远离电源故障点的几率为 100 。3.零序过电流保

10、护与相间过电流保护相比，由于其动作电流小，因此敏捷度 高 4按90o接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为 UCB 。5全阻抗继电器的重要缺陷是 无方向性 。6短距离输电线路比长距离输电线路受过渡电阻的影响要 大 。7距离III段的敏捷度校验应按分支系数Kfz为最大的运营方式来拟定，目的是为了保证敏捷性。8在双侧电源系统中，当两电压电势模值相似且系统阻抗角和线路阻抗角相等时，振荡中心处在 Z/2 处。9相差高频保护采用比较线路两端 正序电流 相位来反映对称短路。10对于母线保护，一般把 可靠性 放在重要位置。二、(本题每题10分，满分20分)如图所示，在110KV 输电线路中，单位

11、线路长度的阻抗为:X1=0.4(W/km), 可靠系数Kk=1.25；系统阻抗为:Zs.max=6W, Zs.min=4W。1. 计算：线路AB 的电流速断保护一次动作值与电流速断保护最小保护范畴。2比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。 1.5s110kV 45km 30km解：IdB.max = Es/(Zs.min + z1LAB)Idz.A = KkIdB.max 可解得： Idz = 3.77 (kA) Lmin =23.1(km)三、(本题每题5分，满分10分)在双电源系统中，馈电线路过电流保护动作时限如图所示（设电源处故障均有瞬动保护）。1.计算输电线路过

12、电流保护动作时间;2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方向元件及其动作正方向。 1.5s 1s 2.5s 2.5s 1.5s 2s 解：t5=0s , t3=maxt5,t11,t12+t=2.5s+0.5s=3s , t1=maxt3,t9,t10+t=3s+0.5s=3.5s t2=maxt7,t8+t=2.5s+0.5s=3s , t4=maxt2,t911,t10+t=3s+0.5s=3.5s , t6=maxt4,t11,t12+t=3.5s+0.5s=4s 图中标明了功率方向元件动作正方向四、 (本题每题10分，满分20分)如图所示，各线路均装有

13、采用方向阻抗继电器的距离保护，已知：Zs1.max=15W，Zs1.min=10W，Zs2.max=20W，Zs2.min=15W，z1= 0.4Wkm, jlm=750，jd=750；可靠系数Kk=Kk=0.8。 110KV 50KM 25KM1.计算保护1的距离II段动作定值并校验动作敏捷度。2.在保护安装处出口短路时，距离保护一段容许的过渡电阻是多少？距离保护一段容许的最大过渡电阻又是多少？保护A出口20KM处发生相间短路，过渡电阻分别为10W、15W和25W时，保护A一段与否动作？为什么？解：1.Kb=Ibc/Iab= 1+(zs1+zab)/zs2;Kb.min = 1+(10+20

14、)/20=2.5; ZdzA= Kk(ZAB+KbZBC) =32W ；Klm= ZdzA/ ZAB=1.61.252. 线路AB的一段定值为：ZdzA16W ；方向阻抗继电器园半径为：r=ZdzA/2=8W ，因此，保护A出口20KM处发生金属性相间短路时，短路阻抗为：Zd=200.4=8W ，位于方向园的园心； 过渡电阻分别为10W、15W和25W时，保护A一段均不动作，由于此时过渡电阻不小于园半径，测量阻抗均位于园外五、(本题每题5分，满分10分)高频闭锁方向保护的原理框图如下：1.分别论述保护动作区内部与外部故障时的保护的动作过程，阐明原理框图中各元件的功能与作用。 为什么要采用两个敏

15、捷性不同的起动元件?2.如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故障时，保护的工作会受到何影响?解：1动作过程：保护区内故障：两侧保护方向元件I,I,S+动作，I,S+动作后闭锁发讯，两侧保护均不发讯，保护动作跳闸保护区外故障：近故障侧保护方向元件S+不动作，I动作后启动发讯，闭锁对侧保护2元件的功能与作用：S+ ：保护正方向故障时动作的功率方向元件；I，I：故障起动元件t1: 区外故障切除后，近故障端保护继续发讯 t1 以闭锁对端保护,用于避免近故障端保护I先返回（停止发讯）、远故障端S+ ， I 后返回时引起的误动t2: 通道配合延时。区外故障时，远故障端S+ ， I动作，需经t2延时才干出口，

16、以保证可靠收到对侧闭锁信号3如果通道遭到破坏，内部故障/外部故障时，保护对的/错误动作。六、 (本题每题5分，满分20分)1 中性点直接接地系统为什么不运用三相相间电流保护兼作零序电流保护，而要采用零序电流保护?答：由于中性点直接接地系统中，单相接地短路故障几率很大（总故障80%以上），大电流接地系统单相接地短路浮现很大故障相与零序短路电流，而相电流保护敏捷度不够，故需单独设零序电流保护。2 阐明双侧电源线路上实现同期重叠闸时，检同期重叠闸和检无压重叠闸的工作方式与同期合闸条件。答：两侧保护跳闸后，线路无压，则无压检定侧一方面合闸，使线路充电，同步检定侧检查同步条件合格后容许同步合闸。如果无压

17、检定侧DL偷跳，因对侧有压，不容许ZCH动作；为此在无压检定侧同步使用同步检定，由同步检定起动ZCH。重叠闸于故障时，无压检定侧DL持续两次切除故障电流，工作条件恶劣，需定期更换检定方式。注意：同步检定侧不容许投入无压检定方式。 同期合闸条件为：(1)Um Ux；(2)fm fx；(3)arg(Um/Ux) 03 相高频保护为什么用I1+KI2为操作电流？K值过大或过小对保护有何影响？答：相差高频保护中，将三相电流综合为复合电流(I1+KI2)比相，可对的反映多种不同类型的故障；(I1+KI2)控制高频发讯机发讯（对高频电流进行调制），称为操作电流。K=68，保证了各种区内多种不对称故障的敏捷

18、性； I1 保证了在区内三相对称故障时操作元件的可靠工作。K值过大时难以保证三相故障时保护的敏捷度，过小则不利于不对称故障时的对的比相。 4.机定子装有纵差动和横差动保护时，发生何种故障时两种保护会同步动作？答：相间故障时两种保护会同步动作。试题3答案一、(本题每题2分，满分20分)1故障和不正常工作状况若不及时解决，将引起 事故 。2在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相不完全星接线电流保护只切除一种故障点的几率为 2/3 。3定期限过电流保护的动作时限是按 阶梯时限特性 来选择的。 4按90o接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为 UAB 。5全

19、阻抗继电器的重要缺陷是 无方向性 。6阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占面积越大，耐受过渡电阻的能力 越强 。7距离段的整定阻抗应按分支系数Kfz为最小的运营方式来拟定，目的是为了保证 选择性 。8在双侧电源系统中，当两电压电势模值相似且系统阻抗角和线路阻抗角相等时，振荡中心处在 Z/2 。9高频保护采用容许信号的重要长处是 加快动作速度 。10对于中性点可接地或不接地的变压器的接地故障需要装设零序电流保护和 零序电流电压保护 。二、(本题每题10分，满分20分)如图所示，在110KV 输电线路中，线路AB的负荷电流为175A,系统阻抗为:Xs=4W,单位线路长度的阻抗为:X=0.4(W/k

20、m),Kk=1.25; Kk=Kk=1.15; Kzq=1.5; Kh=0.85。 1.计算：电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护动作值与动作时间。2.比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。 1.5s 110kV 45km 30km解：1.线路AB的保护A速断保护2.线路AB的保护A的II段保护求动作电流（与下条线路电流速断动作值配合）：动作时间 ：tA=0.5s敏捷度校验：3.线路AB的保护A的III段保护三、(本题每题5分，满分10分)在单电源环网系统中，馈电线路过电流保护动作时限如图所示。1.计算输电线路过电流保护动作时间;2.哪些线路过电流保护必须安装功率

21、方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方向元件及其动作正方向。 1.5s 1s 2.5s 2s 解： t5=t7+t=2s , t3=maxt5,t8+t=2s+0.5s=2.5s , t1=maxt3,t9+t=2.5s+0.5s=3s t2=maxt7+t=1.5s+0.5s=2s , t4=maxt2,t9+t=2.5s+0.5s=3s , t6=maxt4,t8+t=3s+0.5s=3.5s t1t6,t2t3,t5t4,因此保护1，2，5设立功率方向元件，动作正方向：母线指向线路四、 (本题每题10分，满分20分)巳知采用幅值比较方式构成继电器的两个电压量：U1=KIIj，U2=KU

22、 UJ-KIIj ,且动作条件为|U1|U2|，试问： (1)所构成的继电器是什么继电器？该继电器的整定值是什么? (2)测量阻抗为Zj，整定阻抗为Zzd时，根据动作方程画出相应的交流回路结线图及动作特性阻抗圆。解：（1）由动作方程，有 |1/2*(2KI/KU)|ZJ - 1/2*(2KI/KU)| 因此，该继电器是方向阻抗继电器，且其整定阻抗为2KI/KU(2)相应的交流回路结线图及动作特性阻抗圆如下五、(本题每题5分，满分10分)（1）完毕变压器(Y/D -11接线)差动保护二次回路接线的原理图。（2）标出二次回路中电流的方向,写出差动电流的体现式。(一次侧电流方向：YD；一次侧电流正方

23、向：流出变压器电流为负，流入变压器为正)解：（1）二次回路接线的原理图及电流方向如下。（2） 差动电流的体现式（A相为例） IcdA = (IYA2-IYB2)-IA2六、 (本题每题5分，满分20分)1.何为系统最大/最小运营方式？在电流保护整定/校验时各选择那种方式？答：短路时通过该保护的短路电流为最大/最小的也许运营方式,称为系统最大/最小运营方式。在电流保护整定/校验时各选择最大/最小运营方式。2. 高频闭锁方向保护中采用按900接线方式的功率方向继电器作为方向元件时带来什么问题？如采用负序功率方向继电器会有何长处？此时的缺陷是什么？ 答：900接线功率方向元件有电压死区，振荡时也许误

24、动。采用负序功率方向继电器的长处：(1)可反映所有不对称故障;(2)没有电压死区; 保护区外故障时, 近故障侧负序电压( 功率 )高于远故障侧负序电压 ( 功率 ), 容易实现敏捷度配合；(3)振荡时三相对称,不存在负序分量,负序功率方向元件不误动。缺陷：不反映三相对称故障;需采用三相对称故障辅助启动元件。 3. a.何为潜供电流？它对于单相重叠闸动作时间有何影响？b.阐明同期合闸条件。 答：a.潜供电流是指单跳后健全相电势经相间藕合电容向故障点提供的短路电流及健全相负荷电流经相间互感在故障相产生的感应电势通过对地电容向故障点提供的短路电流。由于存在潜供电流，使短路点电弧熄灭时间、介质绝缘恢复

25、时间增大，相应单相重叠闸延时较三相重叠闸延时增大。 b.同期合闸条件:(1)UmUx；(2)fmfx；(3)arg(Um/Ux)0 4变压器励磁涌流是在什么状况下产生的?它有何特点?在变压器差动保护中是怎么运用涌流的这些特点来消除涌流对差动保护的影响？ 答： 变压器正常工作时, 磁通滞后于工作电压U的角度为900；变压器空载合闸或外部故障切除、电压恢 复时，如果工作电压瞬时值为0，应有= m；由于磁通不能突变，浮现幅值m的非周期分量磁通；再考虑铁芯剩余磁通S，浮现最大磁通max=2m + S，使得变压器铁芯严重饱和，产生很大的励磁涌流。 变压器励磁涌流的重要特点是：(1) 变压器励磁涌流包具有很大成分的非周期分量（对称涌流除外）； (2) 变压器励磁涌流包具有大量的高次谐波，而以二次谐波为主；(3) 变压器励磁涌流波形之间浮现间断。 在变压器纵差保护中避免励磁涌流影响的措施是(1)针对变压器励磁涌流的非周期分量，采用速饱和变流器BLH；(2) 针对变压器励磁涌流的波形之间浮现间断，鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别；(3) 针对变压器励磁涌流包具有大量的高次谐波，而以二次谐波为主的特点，运用二次谐波制动等，都可以在变压器纵差保护中避免励磁涌流的影响。