继电保护原理期末试题

1、o b a,继电保护原理期末试题一、填空题（ 12*2 分/个=24 分）1. 电器元件一般有两套保护，若主保护未动作，还有一套是后备保护2. 反应电流增大而动作的保护称为过电流保护3. 电流继电器的反馈电流和动作电流的比值成为反馈系数4. 定时限过电流保护的动作时限按阶梯原则选择。5. 继电保护装置由测量回路、逻辑回路、执行回路三部分组成6. 继电保护的可靠性是指应动作的时候动作7. 电流速断保护，即第一段保护的动作电流是按躲开本条线路末端的最大短路电 流来规定的，其灵敏性是由保护的范围表征的8. 按阶梯时限保护的原则，越靠近电源端的短路电流越大，动作时间越长9. 距离保护是反映故障点至保护

2、安装地点之间的距离（或阻抗），并根据距离的 远近而确定动作时间的一种保护装置。10. 全阻抗继电器的缺点是没有方向性11. 输电线路纵差保护的范围是线路全长，故障的切除时间为零（瞬时动作） 12.比率差动特性的启动电流随电流的增大而增大13.单相自动重合闸选项的作用选出故障相14.相间短路的阻抗继电器，当 i =i -i 则 u =u -u0 ba15. 线路的纵差保护是反应首端和末端电流的大小和相位的，所以它不反映相外 保护16. 变压器的励磁涌流中除含有大量的直流分量，还有大量的谐波分量，其中以 二次谐波为主17. 发电机正常运行，三次谐波电压机端电压大于中性点量。18. 母线保护的首要原

3、则是安全性19. 微机保护的基本算法是计算被测电气量的幅值和相位20. 微机保护中从某一采集信号内，提出有用信号的过程叫做滤波二、 问答题（ 6*6 分/个=36 分）1、什么叫继电保护装置，其基本任务是什么？答：继电保护装置是指安装在被保护元件上，反应被保护元件故障或不正常运行 状态并作用与断路器跳闸或发出信号的一种自动保护；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，保证其它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（如有无经常值班人员），而动作于 发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动

4、作。2、动作电流、返回电流、返回系数的定义答：继电器动作的最小电流值，称为动作电流或起动电流；使继电器返回的最大 电流值，称为返回电流；返回电流与动作电流的比值称为继电器的返回系数3、 阻抗继电器的最大灵敏角的定义？为什么要采用最大灵敏角？答：起动阻抗随着测量阻抗相角的变化而改变，当测量阻抗相角等于整定阻抗的 相角时，起动阻抗最大，保护范围最大，继电器最灵敏，称为继电器的最大灵敏 角；当保护范围内部故障时，采用最大灵敏角以便继电器工作在最灵敏的条件下4、高频闭锁方向保护动作跳闸的条件是什么？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 ?答：高频闭锁方向保护动作跳闸的条件

5、是：故障时，高频闭锁方向保护的方向元 件判别为正向故障、且在通道配和延时时间到后未收到线路对侧保护发出的高频 闭锁信号时跳闸；如果通道遭到破坏，当内部故障时，保护的工作不会受到影响， 可以跳闸；外部故障时，保护的工作会受到影响，远故障端的保护不能收到高频 闭锁信号而误跳闸。5、变压器纵差保护中的不平衡电流包括哪些？答：(1) 变压器励磁涌流（当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，变 压器励磁回路可能出现数值很大的励磁电流，该电流称为励磁涌流）t222(2) 变压器两侧电流相位不同；(3) 计算变比与实际变比不同(4) 两侧电流互感器型号不同；(5) 变压器带负荷调整分接头6、发电机负序反

6、时限电流保护的含义，为什么采用这种保护？答：发电机允许负序过电流的时间 是随着负序电流 i 的大小变化而变化的。i大时，允许发电机运行的时间段，i 小时，允许发电机运行的时间长，这种变化 特性称为反时限特性。因为这样的配合可以保证在发电机还没有达到危险状态时 就把发电机切除。7、继电保护的四个基本要求答：选择性、速动性、灵敏性、可靠性8、 电流速断保护为什么不能保护线路全长？ （因为要保护选择性）答：因为电流速断保护是按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定的，同时为 了保证其选择性，启动电流还引入了一个可靠系数，所以不能保证线路全长9、为什么要采用重合闸？经济效果有哪些？答：当线路被继电保护迅

7、速断开后，电弧即可熄灭，故障点的绝缘强度重新恢复， 这时如果把断开的线路断路器再合上，就能够恢复正常的供电，需要设置自动重 合闸，当断路器跳闸后，能够自动地将断路器合闸；经济效果有：大大提高供电的可靠性；提高系统并列运行的稳定性；纠正断路器 的误跳闸10、重合闸的前加速和后加速的定义答：前加速：当线路第一次故障时，靠近电源端的保护无选择性瞬间动作，然后 进行重合；后加速：当线路第一次故障时，保护有选择性动作，然后进行重合。11、大型变压器的主要故障有哪些？通常装设的保护有哪些答：油箱内故障：各绕组之间的相间短路；各绕组通过外壳发生的接地故障；单相lh绕组部分线匝之间的匝间短路油箱外故障：套管或

8、引出线之间的相间短路；绝缘套管闪络或破坏，引出线通过 外壳，而发生的接地故障通常装设的保护：主保护（包括瓦斯保护和纵差动保护或电流速断保护），后备 保护，其他保护12、微机保护的硬件有哪几部分组成及各自作用。答：（1）数据采集单元：将模拟输入量准确的转化为微机能够识别的数字量 （2）数据处理单元：将数据采集单元输出的数据进行分析处理，完成各种继电 保护的测量、逻辑和控制功能。（3） 开入/开出系统：完成各种外部开关量输入以及人机对话功能；保护的出口 跳闸、信号显示、打印、报警等功能。（4） 通信接口：与外部设备的通信联系（5） 电源模块：将直流逆变为交流，再把交流整流为微机系统所需要的直流电

9、压，增加直流电源的抗干扰能力。13、发电机的纵差保护与横差保护的适用范围以及各自特点？答：纵差保护：（1）反应定子内部相间短路：动作于跳闸（2） 反应电流互感器二次回路断线：动作于信号横差保护：利用反应两个支路电流之差的原理，可实现对发电机定子绕组匝间短路的保护；特点：只装设一个电流互感器和一个继电器三、计算题（ 2*20 分/个=40 分）1、如图所示，在 110kv 输电线路中，线路 ab 的负荷电流为 335a, 负荷电流功 率因数为 cos =0.8, kzq=1.5; kfh=1.15,kk=0.85;kk=1.25。其余参数见附图。计 算：线路 ab 的零度接线相间方向阻抗距离 a

10、 保护一段、三段动作值(无需校验)。 其中：阻抗继电器最大动作灵敏角为: 75 度；系统阻抗为:xs=9.5 欧姆；单位线 路长度的阻抗为: x1=0.4(欧姆/公里)；电流互感变比为 n =1200/5。dz . ad .c.max110kv 25km 36km 18km 解：（1）距离保护一段动作值整定zdz . a=kkzab=0.85 0.4 25 =8.5( w)z =z dz . a. jn 1200 5lh =8.5 n 110 103 100 yh=1.86( w)（2）距离保护三段动作值zf . ab . max=0.9u 0.9 110 10 n =i 335 3 f .

11、ab . max3=170.62(w)全阻抗动作值：zdz . a=kzk 3f . ab. maxk kfhzq=170.62 1.25 1.15 1.5=79.13(w)方向阻抗动作值：jf=arccos(0.8) =36.870z*dz . a=z 79.13dz . a =cos(j -j ) cos(75 0 -36.87) d f=100.6(w)z* =z * dz . a. j dz . an 1200 5lh =100.6 n 110 103 100 yh=21.95(w)2、如图所示，在 110kv 输电线路中，线路 bc 的负荷电流为 230a,系统阻抗 为:xs=2.5

12、 欧姆,单位线路长度的阻抗为:x=0.4(欧姆/公里), i,ii,iii 段电流保护可靠 系数 kk=1.25; kk=kk=1.15;自启动系数 kzq=1.5; 返回系数 kh=0.85。计算： 线路 bc 的电流速断、限时电流速断、过电流保护动作值与动作时间。20km 25km 34km 30km 1.5s 解：（1）线路 bc 的速断保护动作值：为保证选择性，按躲开线路 bc 末端的最大短路电流 i (3)整定速断i(3)d .c .max=( z +zseab+z )bc=110 / 3 110 / 3= =3.1( ka)(2.5 +20 0.4 +25 0.4) 20.5i =

13、k i(3)dz . b k d .c . max=3.87( ka)动作时间： t b=0 s（2）线路 bc 的限时电流速断动作值：i与下条线路电流速断动作值 i dz .c =k i (3)=1.86( ka)dz .c k d . d . max配合：idz . b=kk(idz .c) =2.14( ka)动作时间：tb=0.5 s（3）线路 bc 的过电流保护动作值：idz . b=k kkkhzqd(if .c . max) =1.15 1.50.85230 =466.76( a)动作时间：t =t +dt =t +2 dt =t +3dtb c d e=1.5 +3 0.5 =

14、3s3、在双电源系统中，负荷潮流方向、馈电线路过电流保护动作时限如图所示。 问 :(1)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 ?(3) 在给定潮流方向的情况下 , 线路 lab,lbc 上功率方向元件的动作行为如 何？解：(1)按阶梯时间特性计算保护 14 的过电流保护动作时限。mn考虑电源 e 单独作用时，保护 8 为其末端线路保护，以其为基准进行计算： t =t +dt =1.5 +0.5 =2 s t =max t , t , t +dt =t +dt =2.5 s3 8 1 3 6 7 3考虑电源 e 单独作用时，保护 5 为其末端线路保护，以其

15、为基准进行计算： t =t +dt =1 +0.5 =1.5 s t =max t , t , t +dt =t +dt =2.5 s2 5 4 2 6 7 7(2)必须安装功率方向元件的过电流保护a.母线 a 出线的保护：保护 5 为负载线路保护，则保护 1 不需设置功率方向元件。 b.母线 c 出线的保护：保护 8 为负载线路保护，则保护 4 不需设置功率方向元件。 c.母线 b 出线的保护：保护 3，7 的动作时间相等，均为最大动作时间， tmax=t =t =2 s 3 7则保护 2，3 均需设置功率方向元件（方向标于图中，与保护正方向相同）。 （说明：由于保护 7 为负载线路保护，则该线路故障时，由于保护 2 动作时间小于保护 7 动作时间，保护 2 失去选择性误跳闸；保护 3，7 的动作时间相等，将 同时动作跳闸，即保护 3 失去选择性误跳闸；为保证选择性，保护 2，3 需设置 功率方向元件。）