电力系统继电保护与控制复习题 (最新版)

1、电力系统继电保护与控制复习题二、问答题15、后备保护的作用是什么？阐述远后备保护和近后备保护的优缺点。答：后备保护的作用是在主保护因保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动等原因不能快速切除故障的情况下，迅速启动来切除故障。 远后备保护的优点是：保护范围覆盖所有下级电力元件的主保护范围，它能解决远后备保护范围内所有故障元件由任何原因造成的不能切除问题。 远后备保护的缺点是：（1）当多个电源向该电力元件供电时，需要在所有的电源侧的上级元件处配置远后备保护；（2）动作将切除所有上级电源测的断路器，造成事故扩大；（3）在高压电网中难以满足灵敏度的要求。近后备保护的优点是：（1）与主保护安装

2、在同一断路器处，在主保护拒动时近后备保护动作；（2）动作时只能切除主保护要跳开的断路器，不造成事故的扩大；（3）在高压电网中能满足灵敏度的要求。 近后备保护的缺点是：变电所直流系统故障时可能与主保护同时失去作用，无法起到“后备”的作用；断路器失灵时无法切除故障，不能起到保护作用。16（22）、什么是重合闸前加速保护和后加速保护？各有何优缺点？答：（1）(A)所谓前加速就是当线路第一次故障时，靠近电源端保护无选择性动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再有选择性的切除故障。(B)优点：（a）能够快速地切除瞬时性故障；（b）可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障，从而提高重

3、合闸的成功率；（c）能保证发电厂和重要变电所的母线电压在0.60.7倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量；（d）使用设备少，只需装设一套重合闸，简单，经济。（C）缺点：（a）断路器工作条件恶劣，动作次数较多；（b）重合于永久性故障上时，故障切除的时间可能较长；（c）如果重合闸装置或断路器QF3拒绝合闸，则将扩大停电范围。甚至在最末一级线路上故障时，都会使连接在这条线路上的所有用户停电。（2） （A）所谓后加速就是当线路第一次故障时，保护有选择性的动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。（B）优点：（

4、a）第一次是有选择性地切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中，一般不允许保护无选择性地动作而后以重合闸来纠正（即前加速）；（b）保证了永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的；（c）和前加速相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制，一般来说是有利而无害的。（C）缺点：（a）每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比略为复杂；（b）第一次切除故障可能带有延时。17、距离保护装置一般由哪几部分组成？简述各部分的作用。答：距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成，它们的作用分述如下：(1)启动部分：用来判别系统是否发生故障。系统正常运行时，该

5、部分不动作；而当发生故障时，该部分能够动作。通常情况下，只有启动部分动作后，才将后续的测量、逻辑等部分投入工作。(2)测量部分：在系统故障的情况下，快速、准确地测定出故障方向和距离，并与预先设定的保护范围相比较，区内故障时给出动作信号，区外故障时不动作。(3)振荡闭锁部分：在电力系统发生振荡时，距离保护的测量元件有可能误动作，振荡闭锁元件的作用就是正确区分振荡和故障。在系统振荡的情况下，将保护闭锁，即使测量元件动作，也不会出口跳闸；在系统故障的情况下，开放保护，如果测量元件动作且满足其他动作条件，则发出跳闸命令，将故障设备切除。(4)电压回路断线部分：电压回路断线时，将会造成保护测量电压的消失

6、，从而可能使距离保护的测量部分出现误判断。这种情况下应该将保护闭锁，以防止出现不必要的误动。(5)配合逻辑部分：用来实现距离保护各个部分之间的逻辑配合以及三段式保护中各段之间的时限配合。(6)出口部分：包括跳闸出口和信号出口，在保护动作时接通跳闸回路并发出相应的信号。18、在过量（欠量）继电器中，为什么要求其动作特性满足“继电特性”？若不满足，当加入继电器的电量在动作值附近时将可能出现什么情况？答：过量继电器的继电特性类似于电子电路中的“施密特特性“，如图2-1所示。当加入继电器的动作电量（图中的）大于其设定的动作值（图中的）时，继电器能够突然动作；继电器一旦动作以后，即是输入的电气量减小至稍

7、小于其动作值，继电器也不会返回，只有当加入继电器的电气量小于其设定的返回值（图中的）以后它才突然返回。无论启动还是返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置，这种特性称为“继电特性”。 为了保证继电器可靠工作，其动作特性必须满足继电特性，否则当加入继电器的电气量在动作值附近波动时，继电器将不停地在动作和返回两个状态之间切换，出现“抖动“现象，后续的电路将无法正常工作。19、如图4一2所示系统，线路全部配置闭锁式方向比较式纵联保护，分析在k点短路时各端保护方向元件的动作情况，各线路保护的工作过程及结果。20、纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么？答：纵联保护与阶段式保护的根本

8、差别在于，阶段式保护仅检测、反应保护安装处一端的电气量，其无延时的速动段（即第段）不能保护全长，只能保护线路的一部分，另一部分则需要依靠带有一定延时的第段来保护；而纵联保护通过通信联系，同时反应被保护线路两端的电气量，无需延时配合就能够区分出区内故障与区外故障，因而可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。21、 以过电流继电器为代表解释“动作电流”、“返回电流”和“返回系数”。答：（1）在过电流继电器中，为使继电器启动并闭合其触点，就必须增大通过继电器线圈的电流，以增大电磁转矩，能使继电器动作的最小电流称之为动作电流。 （2）在继电器动作之后，为使它重新返回原位，就必须减小电流以减小电磁力矩，

9、能使继电器返回原位的最大电流称之为继电器的返回电流。 （3）返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数Kre，可表示为Kre=Ire/Iop。23、简述何谓断路器失灵保护。答：所谓断路器失灵保护，是指当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲，但其断路器拒绝跳闸时，能够以较短的时限切除与其接在同一条母线上的其他断路器，以实现快速后备同时又使停电范围限制为最小的一种后备保护。24、 简述数字式保护装置的硬件主要由哪几部分组成？答：数字核心部件、模拟量输入（AI）接口部件、开关量输入（DI）接口部件、开关量输出（DO）接口部件、人机对话接口（MMI）部件和外部通信接口（CI）部件。25、 就下图距离保

10、护各段动作区域图中的1、2、3、4所对应的名称写下来，并分析各保护是主保护还是后备保护。三、计算题1、2、（2.7） 如图2-2所示网络，在位置1、2和3处装有电流保护，系统参数为： ， 、，线路阻抗，=1.2 、=1.15 ， ，=1.5、=0.85。试求：（1）发电机元件最多三台运行，最少一台运行，线路最多三条运行，最少一条运行，请确定保护3在系统最大、最小运行方式下的等值阻抗。（2）整定保护1、2、3的电流速断定值，并计算各自的最小保护范围。（3）整定保护2、3的限时电流速断定值，并校验使其满足灵敏度要求（1.2） 解：由已知可得=0.4×60=24，=0.4×40=

11、16，=0.4×50=20，=0.4×30， =0.4×20=8（1）经分析可知，最大运行方式及阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路L1L3全部运行，由题意G1，G2连接在同一母线上，则=（|+|）|(+)=(6+12)|(10+16)=10.6同理，最小运行方式下即阻抗最大，分析可知只有在G1和L1运行，相应地有=+=39图2-3 等值电路（2）对于保护1，其等值电路图如图2-3所示，母线E最大运行方式下发生三相短路流过保护1 的最大短路电流为相应的速断定值为=×=1.2×1.312=1.57kA最小保护范围计算公式为= =-85.9km即1

12、处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。对于保护2等值电路如图2-3所示，母线D在最大运行方式下发生三相短路流过保护2 的最大电流 =1.558kA相应的速断定值为 =×=1.2×1.558=1.87kA最小保护范围为 =-70.6km即2处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。对于保护3等值电路如图2-3所示，母线C在最大运行方式下发生三相短路流过保护3 的最大电流 =2.17kA相应的速断定值为 =×=1.2×2.17=2.603kA最小保护范围为 =-42.3km即3处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。上述计算表明，在运行方式变化很大的情况下，电流速断保护在较小运行发生下可能没有保护区。（3）整定保护2的限时电流速断定值为 =1.15×1.57=1.806kA线路末段（即D处）最小运行发生下发生两相短路时