电力系统继电保护试题以及答案-2014

1、电力系统继电保护试题以及答案、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 17过电流继电器的返回系数（)A等于2.限时电流速断保护的灵敏系数要求（A.大于2D .大于1)B .大于1.31.5C.大于1.2D .大于 0.853.在中性点非直接接地电网中，由同一变电所母线引出的并列运行的线路上发生两点异相接地短路，采用不完全星形接线保护的动 作情况是（） 2 A有3机会只切除一条线路条线路C. 100%切除两条故障线路条故障线路都不切除B .有3机会只切除一D.不动作即两4.在

2、双侧电源系统中，采用方向元件是为了提高保护的（2 / 25B .可靠性A.方向性C灵敏D .选择性3 / 25,零序功率方向继电器采用的接线方式57在中性点直接接地电网中 是(A. 90° 接线3%、-3卩。D. -3% 306.正方向出口相间短路，存在动作“死区”的阻抗继电器是 ( )A7全阻抗继电B .方向阻抗继电器C偏移特性阻抗继电器.上抛圆阻抗继电器7.在中性点直接接地系统中,反应接地短路的阻抗继电器接线方式是(A. 0。接线B . 90°接线 iitbi。零序补偿电流的C. 3 口3io0、接线方式8.由于过渡电阻的存在，一般情况下使阻抗继电器的(9.在距离保护的

3、i、n段整定计算中乘以一个小于1的可靠系数， 目的是为了保证保护动作的()A选择C.灵敏性D .可靠性11.距离m段保护，采用方向阻抗继电器比采用全阻抗继电器 ( )A.灵敏度 高B .灵敏度低C.灵敏度一A.限制短路电 流B. 防止工频电流窜越C. 防止高频电流窜越D .补偿接地电流13.对于Y, d11接线变压器，为保证正常运行时差动回路两臂的电 流相等，应使变压器Y侧电流互感器变比（）A.等于变压器变比B. 增大語倍C. 减少朽.发电机横差保护的作用是（保护定子绕组匝间短)路B.保护定子绕组相间短路保护定子绕组接地短路D.保护转子D .增大3倍)C.14A.倍绕组一点接地故障15.对于大

4、型发电机，反应转子表层过热的主保护是（ A.低电压起动的过电流保B.复合电压起动的护过电流保护C.负序电流保D .阻抗保护二、填空题（本大题共23小题，每小题1分，共23分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。16. 反应故障时电流增大而动作的保护称为。17. 对本元件的主保护起后备作用的保护称为。18. 所谓灵敏性是指对发生故障的反应能力。19. 动作电流是指能使继电器动作的。20. 按阶梯时限原则整定的过电流保护，越靠近电源侧，短路电流 越大，动作时限。I21. 可靠系数取值比K1要小，主要原因是考虑短路电流中已经 衰减。22. 在系统最大运行方式下，电流速断保护范围为。23

5、. 在两相不完全星形接线的中性线上增设一只电流继电器，目的 是为了提高保护的。24. 相间短路的功率方向继电器的最大灵敏角25. 按90°接线的功率方向继电器，若111,则U。26. 中性点不接地电网单相接地短路时，故障线路保护安装处通过 的零序电流为该电网所有的零序电容电流之和。27. 距离保护I段和n段共同构成本线路的。28. 反应相间短路的阻抗继电器采用的接线方式是。29. 零序过电流保护的动作电流应躲过下一条线路首端发生三相短 路时由零序电流过滤器输出的最大。30零序功率方向继电器在保护安装处出口接地短路时死区。31. 为防止过渡电阻的影响，一般在距离 n段保护上采用。32.

6、 在整定距离n段的整定阻抗时，分支系数应取。06方向所占面积越大，33. 阻抗继电器的动作特性在阻抗平面上沿 则受振荡影响就越。34. 纵差动保护暂态情况下的不平衡电流表达式是。35. 反应变压器油箱内部各种故障和油面降低的保护称。36. 当变压器空载投入或外部故障切除电压恢复时，可能出现很大的励磁电流，称其为。37. 对于发电机定子绕组的相间短路，要求容量在1以上的发电机，应装设。.38. 电流比相式母线保护的基本原理是比较各连接元件的不同来区别母线内部或外部短路的。三、简答题（本大题共7小题，每小题4分，共28分）39. 继电保护装置的基本任务是什么？40. 功率方向继电器90°

7、接线方式的主要优点是什么?41. 零序电流速断保护的整定原则是什么？42.对于偏移特性阻抗继电器，试写出:(1)圆心向量；(2)半径r的表达式；(3)比幅式动作条件；(4)比相式动作条件。43.试述高频闭锁方向保护的基本原理。44.写出变压器纵差动保护不平衡电流表达式并说明式中各量的含义。45.试述单继电器式横差动保护的基本原理，在什么情况下带延时跳闸？为什么？,试求出过电流保护18的动作时四、综合分析题(本大题共2小题，每小题7分，共14分) 46.如图所示，在单侧电源环网中限，并指出哪些保护应装设方向元件0 15S0-0IB“Hit47.如图所示，为发电机定子绕组A相单相接地短路示意图。a

8、为短 路点K到中性点的匝数占总匝数的百分数，试：(1)画出发电机单相接地短路时的零序等值电路。(2)分析发电机内部和外部单相接地短路时，流过机端电流互感器的电流特点，并写出电流大小的表达式。10 / 25L+五、计算题（本大题共48.如图所示，试计算保护1限时电流速断保护的动作电流、动 作时限及校验灵敏度。已知 鼬.2 1=0.4 Q ;站.2。C-k"-2小题，每小题10分，共20分）3幵阳©_Z k TTihnH ICCl60kmB 150Lm49 .如图所示，各线路均装设距离保护，试对保护1的距离m段保护进行整定计算，并求出最小分支系数。1.251.21 1=0.4

9、Q 0.9 X 110 lOLm丄2QkniB母 jOkrai 二Ch =O.JSLOKV2007年4月全国髙等教育自学考试一、卑顼选择髓（ 】H.A幌 二填空KI伉过电激保护竺”罠大2y.O3X.|i334*三*筒籾歐4130.23*.2另迤迫流 也援小値.oinjCfHn） 瓦惭侏护1上保护范皿内 2】.非閒期分淀 24. - a2人主保护30-无 狂大3励磁沥洼故障址佑从泵a中切餘心毎）14/254玄圧常运行时高颗通逍内无奇频信号山分） 外卿祂毗一端功率为正一竭为负.由j近故障点®路功率为负的这謝加出 闻槌信舄0分人被两阳收ra机收到后将保护ffliRUJ分） 内鮒两以创率均为

10、正不发闭戟信号乂黑验来翔信号，从面保护苗竹涉跳-，*J I'a. 0*科 Sauj（I 分）4* 1跆4兰（J四漳燮系散。a珂3'卜二y】"幵 耳=伽"分） 4亍厲壬一 虽$8 3.4,人虚h =<MI 分加方向并;TA-AP»-31（i总二.杆应琳电流之和.r J J >. . .vl JZ ifi P 11k_、# J '卜T °卜严/-挣q部援地时就过朝歯TA、/尊序电洗是除发吐机収外的其它元伴对她吐$4为札灼弃敎值0（I分）炭电枫外部接地时.流览机SSSTA的零序电流是发电机耳;身的対地电养电漩， Ji 1 r

11、（I 知匕./MgU“（I 分）» 0分标推第2贡（共3页）H 00 嘲矜试轉五、计If画苓大jg共p小题每水K g分摆加知 也解血耘XjJ rv= K 加点.LVGW-K " IC i ；金 号/ 巒欝2” in k-,i调0婕細2 * ”二 g沪务 较两碱农命1："山珈k感勲0*代搭呛亭跆"科“亠合辂 4U 4a：占9 1 禺钞髀仏-下凤P:九/Jj O.vxHO/A i K 責 IT Q儿鼻二F " L更身T萨g啦少lUW育皿丄.5*材資严罂滔= w¥V&5 -格P酶認°启雪卅#:弋产畐"（I分）（1

12、分）= 0,24 （kA）（空分）（1加S）5）（I分）（I分）（1分）（I弁）晳I =爆囂=2. 3儿2合格'"I厂«（2 it）（HB卜橋准第3页（共3页）I燼軸* h嫁护试®试题1答案一、单项选择题（每小题2分，共30分。从四个备选答案中，选出 一个正确答案，并将正确答案的号码写在题目后面的括号内。）1. 1电流保护I段的灵敏系数通常用保护范围来衡量， 越长表明保护越（）可靠不可靠敏其保护范围灵敏不灵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（）不满足要求，则要与相邻线路限时电流速断保 护配合。选择性 性速动性灵敏性可

13、靠22 / 253. 使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统最大运行方式最小运行方式正常运行方式事故运行方式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个故障点的几率为 （）。 100% 2/ 3 1 / 35. 按900接线的功率方向继电器，若，贝y应为（） 6. 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。灵敏性可靠速动性选择性性7. 作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏I段保护在非全 相运行时需（）。投入运行有选择性的投入运行有选择性的退出运行退出运行8. 在给方向阻抗继电器的电流、电压

14、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灵敏角是可以调节的。调节方法是改变 电抗变换器 （ ）原边匝数原边线圈中的电阻大小大小副边匝数副边线圈10距离段的动作值应按分支系数为最小的运行方式来确定， 是为了保证保护的 （ ） 。速动性 选择性 靠性11相间短路的阻抗继电器采用灵敏性00接线。例如时， （ ） 。 目的可12差动保护只能在被保护元件的内部故障时动作， 而不反应外部 故障，具有绝对 （ ） 。选择性 速动性 13对于间接比较的高频保护， 要求保护区内故障时保护动作行为 不受

15、通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是允许信号 跳闸信号 闭锁信号 号灵敏性可靠性（ ） 。任意信14相高频保护用 I12 为操作电流， 68，主要是考虑 不受两侧电源相位的影响，有利于正确比相。正序电流 零序电流 负序电流 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， 完成对两端电气量的 比较。微波通道光纤通道输电线路二、 （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， 小保护范围，并说明当线路长度减到 20 时情况如何 ） 相位相电流导引线动作时限及最?由此得出什么结论？已知&#

16、39;=1.21=0.412W, 18W。©4-解：=(+ z1600X ), 丄也3旦min 乙(2 I'dz.AZ s. max )60 :'=2.21 () =19.95 ()被保护线路的长度很短时，电流速断保护可能没有保护范围。20 :8.92()'=3.98 ()三、(本题每小题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2.5sg-n3-c10-向元件及其动作正方向。115 1J 5 -a3- 552s1s7

17、匸1 3.552a13 -EJ1.5s8 5匸1.5s0.5s0.5s四、(本题满分10) 如图所示，各线路均装有距离保护， 已知：120VY115VV 225VY220VV z1= 0.4WZ, ' ' =0.8。计算保护1的距离段动作定值并校验动作 灵敏度。Zsi naifZsl：.inQ2>4-Zs2maxZsZmin1a11045301+(1)2；=1+(15+18)/25=2.32;''=''(X ) =36.67W''/ 2.04>1.25五、(本题每小题5分，满分15分)高频闭锁方向保护的原理框图如下。1

18、.分别叙述保护动作区内部与 外部故障时的保护的动作过程；2.说明原理框图中各元件的功能与作用；3.如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故障时，保护的工作会受到何影响 ？m=IOGPXGSX1 .动作过程：?保护区内故障：两侧保护方向元件动作，I '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：: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， 用于防止近故障端保护I先返回(停止发讯)、远故障端，I '

19、;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 ， I '动作，需经 t2 延时才能出口，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 / 外部故障时，保护正确 / 错误动作。、.六、（ 本题每小题 5 分，满分 15 分 ）1零序电流灵敏 I 段与零序电流不灵敏 I 段的区别是什么？分别在那种情况下 起作用？区别 : 零序电流灵敏 I 段与零序电流不灵敏 I 段的定值整定原则不同， 动作灵敏 度不同零序电流灵敏 I 段动作灵敏度高，作为全相运行、发生接地故障时的接地保护， 非全相运行时需退出运行；零序电流不灵敏 I 段的动作灵敏度低，作为非全相运行、发生

20、接地故障 时的接地保护2说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优点？（1）可反应所有不对称故障 ; 增加电压记忆后 , 也可反应三相对称 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 ）, 容易实现灵敏度配合（3）振荡时三相对称 , 不存在

21、负序分量 ,负序功率方向元件不误动试题 2 答案、 （ 本题每小题 2 分，满分 20 分 ）1 .定时限过电流保护的动作时限是按 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%。3.零序过电流保护与相间过电流保护相比，由于其动作电流小， 所以灵敏度高。4 .按90°接线的功率方向继电器，若，则应为。5 .全阻抗继电器的主要缺点是性。阶梯时限特性无方向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. 距离段的灵敏度校验应按分支系数为最大的运行方式来确定，目的是为了保证 灵敏

22、性O8. 在双侧电源系统中，当两电压电势模值相同且系统阻抗角和线路阻抗角相等时，振荡中心处于 Z处。9. 相差高频保护采用比较线路两端 相位来反应对称短路。10. 对于母线保护，通常把可靠性正序电流放在重要位置。二、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，在110输电线路中，单位线路长度的阻抗为1=0.4(), 可靠系数=1.25 ;系统阻抗为6W, 4W1.计算：线路 的电流速断保护一次动作值与电流速断保护最 小保护范围。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。B4a1.5s1104530224 / 25解：=(+ z11 minX)2(字暑 Zs.max)可解

23、得：'=3.77 （）=23.1()35 / 25满分10分）三、（本题每小题5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。1.5s1s2.5sT-n9-n(5>1 2-8匸34-g-10 -2.5s1.5s2s11-n5612解：t5=0s , t3t51112+ 2.50.53s , t1t3910+ 30.53.5st2t78+ 2.50.53s , t4t291110+ 30.53.5s ,t6t4

24、1112+ 3.50.54s图中标明了功率方向元件动作正方向四、（本题每小题10分，满分20分）=0.8。如图所示，各线路均装有采用方向阻抗继电器的距离保护，已知:115W110W220W215WZ仁 0.4W/, 75°,75°可靠系数'''Zb2maiZs2 minZsi max中 1Zsl.in(£V>*50110251. 计算保护1的距离段动作定值并校验动作灵敏度。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 20处发生相间短路，过渡电阻分别为10W 1

25、5W和25W寸，保护A 一段是否动作？为什么？/ 1.6>1.25解：1 1+(1)2 = 1+(10+20)/20=2.5; ''=''(X ) =32W ;/2=8W ,2.线路的一段定值为：=16W ;方向阻抗继电器园半径为： 因此，保护A出口20处发生金属性相间短路时，短路阻抗为：20X 0.4=8 W，位于方向园的园心;过渡电阻分别为10W15W和25W寸，保护A一段均不动作，因为此时过渡电阻大于园半径，测量阻抗 均位于园外五、(本题每小题5分，满分10分) 高频闭锁方向保护的原理框图如下:说明原理框图中1. 分别叙述保护动作区内部与外部故障时的

26、保护的动作过程， 各元件的功能与作用。为什么要采用两个灵敏性不同的起动元件 ？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'动作，I '动作后闭锁发讯，两侧保护均不发讯，保护动作跳闸I 动作后启动发讯，?保护区外故障： 近故障侧保护方向元件不动作， 闭锁对侧保护元件的功能与作用：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t1:2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 , 用于防止近故障端保护 I 先返回（停止发讯）、远故障端 ，I ' 后

27、返回时引起的误动 t2: 通道配合延时。区外故障时，远故障端 ， I '动作，需经 t2 延时才能出口，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 / 外部故障时，保护正确 / 错误动 作。六、（ 本题每小题 5 分，满分 20 分 ） 1性点直接接地系统为什么不利用三相相间电流保护兼作零序电流保护， 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 系统单相接地短路出现很大故障相与零序短路电流，而相电流保护灵敏度不够， 故需单独设零 序电流保护。2说明双侧电源线路上实现同期重合闸时， 检同期重合闸和检无

28、压重合闸的工 作方式与同期合闸条件。答：两侧保护跳闸后，线路无压，则无压检定侧首先合闸，使线路充电，同步检 定侧检查同步条件合格后允许同步合闸。如果无压检定侧偷跳，因对侧有压，不允许动作；为 此在无压检定侧同时使用同步检定，由同步检定起动。重合闸于故障时，无压检定侧连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 允许投入无压检定方式。同期合闸条件为：(1) - ; (2) - ; (3)()03. 相高频保护为什么用112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(I12)比相，可正确反映各种不同类型的故障；(I12)

29、控制高频发讯机发讯(对高频电流进行调制)，称为操作电流。68,保证了各种区内各种不对称故障的灵敏性；11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灵敏度，过小则不利于不对称故障时的正确比相。发生何种故障时两种4. 机定子装有纵差动和横差动保护时， 保护会同时动作？答：相间故障时两种保护会同时动作。试题3答案一、(本题每小题2分，满分20分)事故 。1. 故障和不正常工作情况若不及时处理，将引起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个故障点的几率 为 2/3。阶梯时限特性3 .定时限过电流保

30、护的动作时限是按 来选择的。4 .按90°接线的功率方向继电器，若，则应为O无方向O6.阻抗继电器的动作特性在轴方向所占面积越大，耐受过渡电阻5 .全阻抗继电器的主要缺点是 性越强的能力越强。7. 距离段的整定阻抗应按分支系数为最小的运行方式来确定，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同且系统阻抗角和线路阻抗角相等时，振荡中心处于Z ./2 。9 .高频保护采用允许信号的主要优点是 度加快动作速o10.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、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，在110输电线路中，线路的

31、负荷电流为175A,系统阻抗为4W単位线路长度的阻抗为 0.4() ' =1.25;' ' 1.15; 1.5;0.85。48 QCE1 2i11.1. 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。5s1104530解：1.线路的保护 idz.A Kk1 id'B.maxA速断保护E(Zs.mi n ZAB)1.25115"3.77(KA)(4 45 0.4)2. 线路的保护A的段保护求动作电流(与下条线路电流速断动作值配合)I '' K K I

32、(3)EI dz.A KK2 KK1 Id c.max -7(Zs.min ZAB ZBC )行 1.25 (4 45 0.4 30 0.4)2.25(旳动作时间："=0.5s115/J3灵敏度校验:(1.3Km3.线路的保护A的段保护Idz.A Kk' Kzq (If.max)230 0.487(kA)K h0.85三、(本题每小题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 方向元件及其动作正方向。?如果需要安装,在图中标明功率2.5s解:t6t48+ 30.5

33、3.5s因此保护1, 2, 5设置功率方向元件，动作正方向：母t1<t62<t35<t4,线指向线路四、(本题每小题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：U, U2 ,且动作条件为1| 32|，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，整定阻抗为时，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 11/2*(2)|3-1/2*(2)|因此，该继电器是方向阻抗继电器，且其整定阻抗为2(2)相应的交流回路结线图及动作特性阻抗圆如下(1) 完成变压器(-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，写出差动电流的表达式。(一次 侧电流方向：Yf D; 次侧电流正方向：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。