2011—2012学年2学期考试卷电力系统继电保护答案版资料

1、成都理工大学 20112012学年第二学期电力系统继电保护考试试卷考试时间：120分钟大题一二三四五总分得分0.5分，共10分）得分C ）。B.过励磁保护D.电流速断保护C ）情况下最大。B.最小运行方式下两相短路D.最大运行方式下两相短路一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答；案的序号填在题干的括号内。每小题1 .能反应变压器油箱内油面降低的保护是（A.纵差保护M c.瓦斯保护2 .相间短路电流速断保护的保护范围，在（A.最小运行方式下三相短路C.最大运行方式下三相短路督： 3.下图为MN双侧电源线路，1QR 2QF处均装有方向过电流保护，且接线正确无误。&g

2、t;fQF0正常运行时，功率 P、Q从M侧送至N侧1） 1QF处的方向过电流保护（ A ）A.不会动作B.要动作4 .相间短路保护瞬时电流速断保护不能保护本线路全长，这是因为（A ）。A.为了区别本线路末端或相邻元件出口处短路，只好缩小保护范围B.为了保证I段有足够的灵敏度C.保护装置的固有缺陷，无法将定值调整到线路全长的整定值5 .在相间电流保护的整定计算公式中考虑继电器返回系数的保护是（ B ）A.电流电压联锁速断保护B.定时限过电流保护C.限时电流速断保护D.电流速断保护6 .发电机及变压器采用“复合电压起动的过电流保护”作为后备保护是为了 （ A ）。A.提高电流电压元件的灵敏度B.防

3、止电流或电压互感器二次回路断C.防止系统振荡时保护误动7 .不同动作特性阻抗继电器受过渡电阻的影响是不同的，一般来说，阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占面积愈大，则受过渡电阻的影响（ C ）。A.不受影响B. 一样C.愈小D.愈大8 .高频方向保护是利用高频信号比较被保护线路两端的（ D ）。A.功率大小B.电压大小C.电流方向D.功率方向9 .当限时电流速断保护的灵敏系数不满足要求时，可考虑 （A ）。A.与下一级限时电流速断保护相配合B.与下一级电流速断保护相配合C.与下一级过电流保护相配合D.采用过电流保护10 .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

4、全星接线电流保护只切除远离电源故障点的几率为（B ）A. 100%B. 2/3C. 1/3D. 011 .系统振荡与短路同时发生，高频保护装置会（D ）A.误动B.不定C.拒动D.正确动作12 .欠电压继电器是反映电压 （C ）A.误动B.不定C.为额定值而动作D.视情况而异的上升或降低而动作13 .高频阻波器所起的作用是 （C ）。A.限制短路电流B.补偿接地电流C.阻止高频电流向变电站母线分流D.增加通道衰耗。14 .为了限制故障的扩大，减轻设备的损坏，提高系统的稳定性，要求继电保护装置具有（C ）。A.选择性B,可靠性C.快速性D.灵敏性-2-15 .定时限过电流保护的动作时限采用阶梯原

5、则，目的是为了保证 （A ）A.选择性B,速动性C.灵敏性D.可靠性16 .过电流保护一只继电器接入两相电流差的连接方式能反应。（B ）A.两相接地故障B.相间和装有电流互感器的那一相的单相接地短路C.各种相间短路D.单相接地故障17 .在小电流接地系统中，某处发生单相接地母线电压互感器开口三角的电压为（C ）。A.故障点距母线越近，电压越高B .故障点距离母线越近，电压越低；C.不管距离远近，基本上电压一样D .不定。18 .我国电力系统中性点接地方式有三种，分别是 （B ）A.直接接地方式、经消弧线圈接地方式和经大电抗器接地方式；B.直接接地方式、经消弧线圈接地方式和不接接方式；C.不接地

6、方式、经消弧线圈接地方式和经大电抗器接地方式；D.直接接地方式、经大电抗器接地方式和不接地方式。19 .中性点经消弧线圈接地电网，通常采用的补偿方式是（C ）A.完全补偿B .欠补偿C.过补偿D .电流相应补偿方式20 .系统发生不正常运行状态时，继电保护装置的基本任务是（D ）A.切除所有元件B.切电源C.切负荷D .给出信号二、填空题（每空0.5分，共15分）得分1 .高频通道的工作方式有 载波通道 、微波通道 和光纤通道 三种。2 .发电机横差保护反映发电机匝间 短路，发电机纵差保护反映发电机 相间 短路，这两套保护 不能互相代替。3 .在距离保护中，保护安装位置不同，受振荡影响就不同。

7、一般来讲，越靠近振荡中心 ,受振荡的影响越大。4 .零序过电流保护与相间过电流保护相比，由于其动作电流小，所以灵敏度更高3-5 .电流继电器的 返回 电流与动作电流的比值称为继电器的返回系数。6 .距离保护是反应故障点到保护安装处的 阻抗 而动作的。7 .全阻抗继电器的动作特性圆的圆心正好落在复平面的坐标原点 上。8 .三段式零序电流保护中，一般第I段 不能 保护本线路全长，而第II段 能够 保护本线路全长，第III段与相应的相间电流保护第III 段相比，其动作时限较短。9 .继电保护的可靠性是指保护装置应该动作时，它不应拒动;而不应该动作时，它不应 误动。10 .相差高频保护采用比较线路两端

8、 正序电流 相位来反应对称短路。11 .微机保护的基本算法是计算被测电气量的大小和 相位 的方法。12 .电力系统发生故障时的基本特征有电流增大、电压 降低13 .三相星形接线方式中的接线系数为 1;两相不完全相星形接线方式适用于小电流接地 电网。14 .发电机过流保护应装于发电机的中性点 处，变压器过流保护应装于变压器的 电源 侧。15 .发电机励磁回路一点接地时保护动作于信号,两点接地时保护动作于 跳闸。16 .全阻抗继电器的主要缺点是动作无方向性 。17 .发电机定子绕组单相接地短路时，经过发电机零序电流互感器的电流是所有线路容性接地电流之和 的总和。18 .对继电保护装置的基本要求是快

9、速性、选择性、灵敏性、可靠性 19 .低电压继电器的返回系数 大于1。三、简答题（每小题4分，共20分） 得分1 .作图说明变压器纵联差动保护的基本原理。变压器正常运行和外部短路时：IK=I1-I2=0 ,差动继电器 KD不动作4-KD变压器内部短路时：IK=I1 （单侧电源时）或 IK=2I1 （双侧电源时），差动继电器 动作。2 .输电线路三段式电流保护各段的保护范围是哪里？答：I段是本线路的一部分，占本线路50吐右；II段是本线路的全长，可做相邻下一级线路I段的后备；III段是本线路的全长，和相邻下一级线路的全长。3 .方向性电流保护为什么有死区 ？答：当靠近保护安装处附近发生三相短路时

10、，短路电压接近于零，方向元件不动作， 方向电流保护也将拒动，出现死区。死区长短由方向继电器最小动作电压及背后系统阻抗 决定。消除方法常采用记忆回路。4 .继电保护装置的基本任务是什么？答：当系统发生不正常运行状态时，能自动发出信号；当系统发生故障时，能迅速地、有选择性地和自动地切除故障、5 .微机保护与常规电流电压保护有何异同？答：微机保护调试简单、维护量小、精度高、反映灵敏；保护功能通过软件实现可靠性高； 灵活性强；性能改善，功能易于扩充；维护调试方便。四、分析题（35分）得分1 .如图为35KV中性点非直接接地系统绝缘监视接线图。（8分）（1）正常运行时，电压表读数是多少？开口三角形输出电

11、压是多少？ （4分）（2）如C相接地时，各电压表读数是多少？电压继电器动作吗？为什么？ （4分）TV（1） （ 1）答：正常运行时，电压表读数是kV;开口三角形输出电压是 0V(2)答：各电压表读数是 VA=35kV, VB=35kV, VC=0电压继电器能动作。因为 C相接地时，接地相电压为零,5-非接地相电压升高为线电压，同时电网出现了零序电压，TV的开口三角形绕组输出电压为 3U0,所以电压继电器能动作2.以变压器复合电压起动的过电流保护为例, a、复合电压包括哪几个电压？b、负序电压滤过器什么情况有电压输出？ 输出的是什么电压？。c、发生不对称短路时，写出动作过程回答下列问题。（10分

12、）解:a、由电压互感器来低电压和负序电压。电压回路断线信跳a b cb、当发生不对称短路事故时有电压输出，输出的电压是负序电压。点断开,当发生不对称短路事故时，FY有负序电压输出，YJ断电，其常闭触点闭合， YZJ通电，接通SJ,FYJ中的低电压继电器常闭触 经延时后，接通断路器的跳闸回路。3.完成如图所示的功率方向过电流保护按相起动的接线图。（7分）TA1TA2KA1 KW10 :日KA2 KW2KAJKW14.如图所示的 WL1、WL2均装设了三段式电流保护。（10分）（1）当K1和K2点发生短路时，应由哪一个保护动作，跳开哪一个开关？请分别说明之。（2）当K3点发生短路时，问 ：如保护

13、5因故拒动，这时应由哪一个保护动WL2所起的保护作用称为什么?作，跳开哪一个开关？这个保护对解： （1） K1 :应由1动作，跳开 QF1。K2 :应由2动作，跳开 QF1。（2）应由保护 6动作，跳开 QF2开关。这个保护对WL2所起的保护作用称为近后备保护。五、计算题（共20分）在图5-1所示的单侧电源辐射网中，线路 AB的保护采用三段式电流保护，采用电流互感器三相完全星形接线。已知线路 AB的最大负荷电流为 300A,电流互感器变比为 400/5, 在最大和最小运行方式下， K1、K2及K3点发生三相短路时的电流值见下表 （均已折算到 电源侧）.保护6、7、8的过电流的动作时间分别为 1

14、.5 s、2 s和0.9 s，试计算保护1各段的 动作电流和动作时间 检验保护白灵敏度，同时简述保护1各段的特点.表5-1短路电流值短路点K1K2K3取大运仃方式卜二相短路电流（ A）300012506507-最小运行方式下三相短路电流（A）25001040500解：1.保护1的无时限电流速断（4分）一次动作电流为 oper.1 =K"3）k."继电器动作电流为 I3打=区%1 Oper.1 nTA2 .保护1的限时电流速断保护（6分）先计算出保护2的无时限电流速断保护动作电流I c = K , Ioper.2 rel K .2.max保护1的限时电流速断保护应与保护2的无

15、时限电流速断保护动作电流相配合整定I K J .oper.1 rel oper.2继电器动作电流I= Kcon. II g .oper.1I oper.1nTA动作时限t1 , =t2 ' Lt = 0.5sI灵敏度校验Ksenk1mL应大于1.3I oper.13.过电流保护（6分）K_.K_保护1的过电流保护为| °peri =K'鲤1max opei .1 maxK res继电器动作电流g.oper.1Kcon 1n1 oper.1 nTA动作时限按阶梯型时限特性为 t 1 = t2 . ；：t = t4 . 2 t灵敏度校验：（4分）作为本线路的近后备保护Ks

16、en = 141',应大于1.51 oper.1|（2）作BQ线路的后备保护Ksen =Jazmin ,应大于1.21 oper.11/.3产一作变压器的后备保护 Ksen =八：k3m1n ,应大于1.2 1 oper.1灵敏度应满足要求，如果不满足，采取措施提高灵敏度。三、简答题（共32分）1、何谓主保护、后备保护？何谓近后备保护、远后备保护？（8分）答：所谓主保护是指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。（2分）考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护，称为后备保护。（2分）当电气元件的主保护拒动时， 由本元件的另一套保护起后备作用，称为近后备。（2分）当主

17、保护或其断路器拒动时，由相邻上一元件的保护起后备作用称为远后备。（22、有一方向阻抗继电器，若正常运行时的测量阻抗为35/300Q 要使该方向阻抗继30电器在正常运行时不动作，则整定阻抗最大不能超过多少？（设 中sen=75°） （8分）答：为了使该方向阻抗继电器在正常运行时不动作，-9-其对应于中m =30 口时的动作阻抗Zm最大不能超过3.5建，（3分）又知其 sen大不能超过二 75；Zset,如图所示，整定阻抗最= 3.5/COs（75-3巧=4.95。（5 分）3、何谓比率制动特性？对具有比率制动特性的差动继电器，何谓最大制动比、工作电流、拐点电流？（8分）答：比率制动特性

18、是指继电器的动作电流和继电器的制动电流的关系特性。1 set.max .K res.max "；如图，最大制动比1 res.max （2分） g点所对应的动作电流最小（2分）1 set.min称为最小动作电流；（2分）相对应的制动电流 1res.g称为称为拐点电流。（2分）$树皿物手仃皿inn兄七4、变压器纵差动保护中，不平衡电流产生的原因是什么？（ 答：不平衡电流产生的原因是：8分）1、变压器两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致（2、变压器带负荷调节分接头（2分）；3、电流互感器有传变误差（2分）；4、变压器的励磁电流（2分）。2分）；四、计算题（共38分）1、 如图 2 所Z

19、1 =0.B/km,示的网络= 10.5/中，、3kV,已知，线路每公里的正序阻抗IABLmax =150At3 = 0.5s。rel= 1.25,Krel =11X =03QX- =03Q八 s.max . J ， 八 s.min J ,Krel =1.2,Kss= 1.8,Kre=0.85,I essi e试对彳护1进行三段式电流保护的整定计算。（14 分）AI 1 I 10kmC3 |t3UI =0.5s解：1、保护1电流I段整定计算(1)求动作电流(1分)Iset.1=K rel 1k.B.max= 1.2510,5 103,3(0.2 0.4 10)= 1804.27A(2)灵敏度校

20、验，即求最小保护范围。13 E d1310.5 103lmin - (- -Xs.max)(0.3) = 6.52kmz12 1 set.10.4 2.3 1804.27lmin 6.52lAB 一 10= 65.2% 15%,满足要求。(2分)(3)动作时间：tJ=0s(1分)2、保护1电流II段整定计算(1)求动作电流3.一一 -10.5 10Iset.1 =KreiIset.2 =Krel(KrelIk.C.max) =125 -817.23 A.3(0.2 0.4 25)(2分)(2)灵敏度校验310.5 103Ksen=3=200.3 0.4 10) =1.49 1.3满足要求。(2

21、分)I set1817.23(3)动作时间：3=%1+0,5 =0,5s (1 分)2、保护1电流III段整定计算(1)求动作电流-11 -I IIIKreKI set.1 Ke（2）灵敏度校验ss1.2 1.5lA_B.Lmax= 150 -317.65A近满足要求。（1分）1k.扁in sen = T1,iiI set.110.5 1033(0.3 0番 10)317.65= 3.84 1.30.85(1 分),310.5 10.L x-rz远满足要求。（2分）/ I k.cBn2、3(0.3 0密 25)Ksen 一 一一 1.6 1.2I！317.65（3）动作时间：t?"

22、=t3m+0.5 +0.5 =1.5s （1 分）2、如图3,已知：网络的正序阻抗 Z1=0.45Q/km,阻抗角*L = 65。线路上采用三段 式距离保护，其第I、II、III段阻抗元件均采用 0°接线的方向阻抗继电器，继电器的 最灵敏角*sen =65,，保护2的延时t2m = 2s，线路AB、BC的最大负荷电流均为 400A, 负荷的自起动系数Kss =2,继电器的返回系数Kre =12并设KrIel= 0. 8 5, K1 =1.15,负荷的功率因数COs*D=0.9,变压器采用了能保护整个变压器的无时 限纵差保护。试求：距离保护1第I段的动作阻抗，第II段、第III段的灵敏

23、度与动作时间。（24分）A 回 30km丁E1 = 115/ 3kVXsA.min =1。XsAmax =20QEB =115/ 3kVXsB.min =30XsBmax =40，】T2ZT1 =ZT2 =84.7解：1、距离保护1第I段： I 动作阻抗：Zset1. = KrelZAB =0.85x0.45x30=11.16。 （ 1 分）2、保护1的第II段（分两种情况）：（1）与相邻线路配合：Zset1. = K!（Zab K：KbminZBC）（1分）XsAmin - Zab10 13.5Kb min 二（AmnAB 1）=（ 二 1） = 1.59X sB max40Zset1, -0.8（13.5 0.85 1.59 0.45 38） = 29.29J （2）与变压器支路配合：（2分）（1分）Zset1. =K：（Zab . Krel Kb minZt（1分）（2分）（1分）Kb min =（Xs，n 'ZAB 1） = （三詈 1） = 1.59X sB max4084 7Zset1 =0.7（