电力系统继电保护原理考试题型及复习题复习思路

1、10级电气 A 班电力系统继电保护原理考试题型及复习 题第一部分:考试题型分布(1 单选题(10分 :1分×10题(2 多选题(10分 :2分×5题(3 简答题(25分 :5分×5题(4 分析题(20分 :3题(5 计算题(35分 :3题。第二部分:各章复习题第一章1. 继电保护装置的基本任务是什么? P12. 试述对继电保护的四个基本要求的内容。 P4-P5(除了知道保护四性及其含义,更应该能够理解并运用,如懂得对某故障对某保护 引起的保护起动、返回或动作进行四性的评价。 3. 如下图,线路 AB 、 BC 配置了三段式保护,试说明: (1线路 AB 的主保护的

2、保护范围,近后备、远后备保护的最小保护范围;(2如果母线 B 故障(k 点由线路保护切除,是由哪个保护动作切除的,是瞬时切 除还是带时限切除;(3 基于上图, 设定一个故障点及保护动作案例, 说明保护非选择性切除故障的情况。 思路:(1 AB主保护由 I 段和 II 段构成, I 段不能保护 AB 全线, II 段保护范围包含 AB 全线, 并通过与相邻线路保护动作时限的配合, 保证 AB 全线保护的选择性; 近后备保护线路全长 至 B 点,远后备保护至相邻线路末端 C 点。(2 由保护 2的 II 段(限时速断动作,带时限。(3 故障点 k 设在 BC 线,当 k 故障,而保护 1保护拒动或

3、断路器失灵,则保护 2的 III 段经延时动作与断路器 2。第二章1. 什么是继电器的返回系数?返回系数都是小于 1的吗? P12返回电流 /动作电流;过电流继电器的返回系数恒小于 1。2. 举例说明哪些继电器是过量动作的,哪些继电器是欠量动作的?过电流继电器;低电压继电器;阻抗继电器3. 微机保护装置硬件系统由哪五部分组成?分别起什么作用? P164. 微机保护的软件一般由哪些功能模块构成?监视程序,运行程序(主程序,中断服务程序5. 如何选择微机保护的采样率?说明低通滤波器设计与采样率选择之间的关系。 P18第三章1. 试对保护 1进行电流、段的整定计算(线路阻抗 0.4/km,电流、段的

4、可靠系数分别是 1.3、 1.1、 1.2,返回系数 0.85,自起动系数 1。 O act act sen act sen I kA l t sI kA t s K I kA t s K III=详见三次作业答案。2. 试整定保护 1的电流速断保护,并进行灵敏性校核。图示电压为线电压(计算短路电流时取平均额定电压 ,线路电抗为 km X /4. 01=,可靠系数 3. 1='relK 。如线路长度 减小到 50km 、 25km ,重复以上计算,分析计算结果,可以得出什么结论? (考察瞬时电流速断保护在短线路上受运行方式影响的程度,可能会出现无保护范围的情 况。 求得 Iact 后,

5、设最小保护范围为 % ,则 .max act S ABI =,求得 。 3. 三段电流保护的整定计算:(1 AB 和 BC 线路最大负荷电流分别为 120A 、 100A(2电源 A :=20, 15m ax . m in . S S X X ;电源 B :=25, 20m ax . m in . S S X X (3 8. 1, 85. 0, 2. 1, 15. 1, 25. 1='''=''='MS re rel rel relK K K K K 试整定线路 AB (A 侧各端保护的动作电流,并校验灵敏度。4. 电流三段保护整定计算与运行方式

6、和故障类型有关吗,为什么?如果有关,整定计算是如何考虑的,如果无关,是如何实现的?思路:理解三段式电流保护原理。有关。 (从选择性角度进行分析。提示:最大运方、三相短路时最大;最小运方、 相间短路时最小。 保证选择性, 则动作电流不小于线路末端的最大短路电流; 保证灵敏性则 动作电流要不大于末端的最小短路电流; 两者矛盾。 瞬时速断保护必须保证动作选择性, 则 不能保护线路全长, 限时速断保证动作的灵敏性, 则需要通过系数速动性增加延时以满足选 择性。 因此,无论从选择性、灵敏性或速动性,三段式电力保护的定值都与运方和故障类型 有关。I 段为瞬时速断保护,躲过线路末端最大短路电流,且灵敏系数要

7、满足要求; II 段为限 时速断保护, 躲过下一级线路速断保护范围末端故障的短路电流整定, 动作时限比下一级线 路速断的动作时限高一级,灵敏系数要满足要求; III 段为定时限过电流保护,要求按躲过 最大负荷电流,动作时限要比下一级最大动作时限高一级。5. 如下图,保护 1、 2都装设了三段电流保护,当 k 点发生 AB 二相相间短路故障时,分 析继电器的起动、动作、返回情况。 (要求掌握:1,学会看保护原理接线图,分清一次、二次回路,知道 TA ,断路器、母线、 线路的图示; 2,看得懂个元件的图示; KA-过流, KTM 或 KT-时间, KS-信号继电器; 3, 学会看继电器触点的常开常

8、闭,之前未提及。该图中全为常开。 思路:保护 1,从 k 点位置看,落在保护 1的 I 段范围内,所以 I , II , III 段起动, I 段瞬时动 作。保护 2, k 落入保护 2的 II 段范围,所以 I 没起动, II , III 段起动, I 段不动作, II 段时 间继器起动进入延时,在保护和断路器无异常情况下,故障又保护 1的 I 段 瞬时 切除,故障 切除后保护 2的 II 段电流继电器返回,时间继电器返回,不动作。AB 相间短路,只有 A 相的继电器起动, C 相不起动。保护 1:1, 5, 9, 11起动; 2, 6, 10不起动; 3, 7, 12起动; 4瞬时起动于断

9、路器; 动作切除故障后:1, 5, 9, 11返回, 3, 7, 12返回; 4,返回;保护返回。保护 2:1, 2, 6, 10不起动; 5, 9, 11起动; 3不起动, 7, 12起动;故障被保护 1切除 后:5, 9, 11返回, 7, 12返回,保护不动作。(若开关 1拒动, 则 4瞬间起动于断路器之后, 由于故障未被切除, 则 1, 5, 9, 11未返回, 8, 13相继动作于断路器。保护 2:由于故障未被保护 1切除:5, 9, 11未返回, 8起动动 作于断路器,切除故障。 (若故障 k 在保护 2的 II 段范围以外即只落入 III 段范围,各位应该能够读懂整个过程。 6.

10、 电流保护的接线方式有哪些?各自适用在哪些场合? P47(完全星形和不完全星形7. 何谓 90°接线方式?采用 90°接线的功率方向继电器构成方向性保护时为什么有死 区?零序功率方向元件也有类似的死区吗?思路:90°接线 P57。三相短路时, 90°接线存在死区。当线路始端附近三相短路,电压接近为 0,方向继电 器不起动。零序方向元件无死区,故障点处零序电压最高,接地中性点零序电压为 0。8. 和电流保护相比,低电压保护有哪些优缺点?(无方向性,必须配以过电流闭锁9. 三段式保护为何不能瞬时保护线路全长?(必须理解三段式保护的基本原理思路:受系统运行方式

11、和故障类型的影响,最大运行方式下发生三相短路时短路电流最 大,最小运行方式下发生相间短路时短路电流最小。若要求瞬时动作, 如要保证选择性,即 保护动作电流要躲开线路末端故障的最大短路电流整定, 则其他运行方式下故障时, 线路末 端附近的故障电流将低于动作电流, 故保护不能灵敏地反映线路全长的所有故障; 如要保证 线路全长的灵敏性, 则保护动作电流不能大于线路末端故障的最小短路电流, 然而在其它运 行方式下故障时, 下一级线路始端附近的短路电流将大于动作电流, 保护将越限动作。 对于 瞬时动作的保护而言越限动作是不允许的, 必须保证动作的选择性。 另外, 由于下一级线路 始端故障与本线路末端故障

12、的短路电流几乎一样, 则为了满足选择性必须躲开线路末端的最 大短路电流, 故动作电流必然高于线路末端的短路电流, 从而三段式保护不能瞬时保护线路 全长。10. 什么是电动机自起动?如果在过电流保护中不考虑电动机自起动系数,会出现什么问题? P40第四章1. 试述我国电网中性点有哪几种接地方式?各有什么优缺点?分别适用于国内哪些电压 等级? P72-74思路:直接接地(包括经小电阻接地 ,单相短路时无过电压,短路电流较大,保护动作于断 路器,供电可靠性低;适用于 110kV 及以上电网。非直接接地(包括不接地、经消弧线圈、大电阻接地 ,单相短路时有过电压,短路电 流为容性短路电流,较小,保护一般

13、动作于信号,可持续运行一段时间,供电可靠性高;适 用于 10kV , 35kV 配网;2. 电网中性点采用哪种接地方式主要取决于什么因素? P72(供电可靠性和限制过电压3. 零序功率方向继电器的最灵敏角与相间方向继电器的最灵敏角是否相同?为什么? 思路:不一样。相间保护的功率方向为母线流向线路,最大灵敏角与保护正方向线路阻抗角有 关; 零序保护的功率方向为故障点流向中性点, 最大灵敏角与保护背侧零序阻抗角有关, 即 与变压器零序阻抗角有关。4. 接地短路时的零序电流大小与系统运行方式是否有关?零序电流在电网中的分布与什 么因素有关?思路:有关, 但影响不大。 零序电流的分布取决于线路的零序阻

14、抗和中性点变压器的零序阻抗。 5. 大接地电流系统、 小接地电流系统中单相接地故障时的电流电压有什么特点?相应的保 护怎样配置? O思路:大接地电流系统(P74 :故障点处零序电压最高,接地中性点零序电压为 0,之间流过 零序短路电流, 零序功率方向从故障点流向中性点接地变压器; 零序短路电流较大, 配置阶 段式零序电流保护。小接地电流系统(P86 :全系统出现零序电压;非故障元件流过零序电流,数值等于本身对地电容电流, 容性无功方向由母线流入线路; 故障元件流过全系统非故障元件对地电容 电流之和,容性无功由线路流回母线。配置保护:绝缘监视装置;零序电流保护;零序功率 方向保护。6. 如图所示

15、,已知保护 3的零序 I 段动作电流为 1.5A ,其保护范围末端 k 点发生接地短路 时,流过保护 4的零序电流为 0.9A , k1点发生接地短路时,流过保护 1的最大零序电 流 3I0为 2.5kA ,断路器非同期合闸和非全相振荡时流过保护 1的零序电流 3I0分别为 2.1kA 和 3.3kA ,试分别确定变压器 TM2投入和退出运行时保护 1的零序 I 段(灵敏 I 段、不灵敏 I 段 、 II 段动作电流一次值。灵敏 I 段的可靠系数取 1.2,其他均取 1.1。 详细请看课件例题。 O7. 零序电流三段保护整定计算: 详细请看三次作业答案。8. 中性点加装消弧线圈的作用是什么?有

16、几种补偿方式?试解释为什么常采用过补偿方 式?补偿容性短路电流,消除故障点的电弧。过补偿,因为完全补偿会出现谐振;欠补偿也 会因线路停运等方式改变而出现完全补偿的情况,故用过补偿。第五章1. 构成输电线路距离保护的基本依据是什么? (能反应故障点至保护安装点之间的距离。 2. 试述三段式距离保护的整定、优缺点评价; P1633. 阻抗继电器的构成方式有哪两种?单相补偿式阻抗继电器在距离保护中广泛采用的相间短路和接地故障的接线方式是什么?单相补偿方式(第 I 类 ,多相补偿方式(第 II 类相间短路 0°接线方式(引入线电压与相电流差:Uab 与 Ia-Ib 接地短路带零序补偿的接线方

17、式(引入 Ua 与 Ia+3KI04. 距离三段保护整定计算与运行方式和故障类型有关吗,为什么?如果有关,整定计算是如何考虑的,如果无关,是如何实现的。思路:I 段无关; II 段要与相邻线路 I 段配合,分支系数与运方有关。如何考虑:I 段整定原则和公式, II 段整定原则与公式(带分支系数5. 三段式距离保护整定计算O 详细请看三次作业答案6. 什么是阻抗继电器的测量阻抗、整定阻抗、起动阻抗?以方向阻抗继电器为例来说明三者的区别。 P1627. 短路点过渡电阻对距离保护的影响及减小其影响的方法。 P140-141看下面的例题 14。减小影响的方法:增大阻抗继电器 R 轴正方向的面积,如多边

18、形特性的阻抗继电器;利 用瞬时测量回路来固定阻抗继电器的动作 (或微机保护用短路瞬间的数据, 采用瞬时测量 。8. 什么是电力系统振荡,电力系统发生振荡与短路时电气特征有何区别? P142,P1479. 根据哪些原理可实现对保护的振荡闭锁? P14710. 如图所示,保护 1出口处发生单相接地故障,过渡电阻为 t R ,各保护测量阻抗如图,试分析距离保护动作情况。考察 Rt 由小到大的过程,对于距离保护,在 +R轴方向面积越 大,受过渡电阻影响越小。O 思路:B 小圆是保护 1的 I 段方向阻抗圆, A 小圆是保护 2的 I 段方向阻抗圆, A 大圆 是保护 2的 II 段方向阻抗圆。若保护

19、1始端发生高阻接地故障,则测量阻抗超出保护 1的 I 段动作区,同时落入保护 1和 2的 II 段动作区,从而引起保护 2越限动作。若增大阻抗圆在 +R方向的面积,可减小过渡电阻的影响。11. 如图所示, M 、 N 侧系统电势幅值相等,假设全系统的阻抗角相等,若振荡中心在 B 母线处, 试作图分析线路 L1的 A 侧距离保护第 I 、 II 段方向阻抗继电器受系统振荡影响的 情况。 P145,根据图 5-57来分析。 I 段整定阻抗不包含 B 点,振荡轨迹越过 B 点,不影响 I 段; II 段整定阻抗包含 B 点,受影响。第六章1. 纵联保护传送的信号分为哪几种?闭锁、允许、跳闸2. 为什

20、么应用载波(高频通道时最好传递闭锁信号?载波通道可靠性低,线路故障时可能引起通道失效,传递闭锁信号的保护方式可使保护 不拒动。 而区外故障时通道损坏可能会引起保护误动。 但区内故障引起载波通道损坏的可能 性远远高于区外故障同时区内的通道失效。3. 哪些因素影响输电线路纵联差动保护的正确工作?对线路纵联差动保护所有的电流互 感器应提出哪些要求? P179电流互感器的误差和不平衡电流。4. 何谓暂态不平衡电流和稳态不平衡电流?试分别说明它们的产生原因、 特点和减小的方 法。 (P264, 265 O纵差保护产生不平衡电流的原因是纵差保护两端 TA 磁化特性不一致造成的铁心饱和程 度的差异即励磁电流

21、的不同;分为稳态不平衡电流和暂态不平衡电流。稳态不平衡电流产生原因:二次侧总阻抗越大,铁心磁通密度越大,铁心越容易饱和; 一次电流的升高铁心磁通密度增大, 励磁电流增大。 外部故障时短路电流较大, 不平衡电流 也随之增大。暂态不平衡电流产生原因:暂态故障电流中的非周期分量。措施:1 TA 满足 10%误差曲线; 2减小二次回路负载阻抗; 3速饱和中间变流器5. 分相电流差动保护有什么优点?(可选相6. 线路纵联差动保护中常用的制动量有哪几种? P183(矢量和,幅值和7. 简述方向比较式纵联保护的基本原理。 P2088. 与方向比较式纵联保护相比,距离纵联保护有哪些优缺点? P231 O优点:

22、可实现多种保护逻辑,可兼作后备缺点:维护(不成问题9. 高频方向闭锁保护在通道故障下能否正确动作,为什么? P167 O若通道故障,当外部故障时,高频方向闭锁保护由于收不到闭锁信号,会使远离故障点的一侧保护误动, 但外部故障同时通道故障的几率远比内部故障引起通道故障的几率低; 当 内部故障时,由于收不到闭锁信号,保护会正确动作。10. 高频闭锁方向保护的原理怎样 ? 试举出几种方向元件的构成原理;高频闭锁方向保护原理:P208倒数第二段第一句。1高频闭锁负序方向保护2长期发信的闭锁式3高频发信机远方起动4移频解除闭锁式11. 方向高频保护为什么要采用两个灵敏度不同的起动元件 ? P210图 6

23、-33; P209。主要思路:高频方向保护由线路两端的功率方向元件构成,若起动电流太低,则保护可能误动。这 就要求,线路两端的高频方向保护的电流起动元件必须具有相同的灵敏性。 【原因:举个反 例:若两侧起动元件灵敏性不同,当外部(较远处故障时,靠近故障一端的保护(后背故 障的保护, 保护不误动的关键在于它能否发出闭锁 若因灵敏性低而未起动, 拒发闭锁信号; 而对侧保护灵敏性较高,起动保护,方向元件判定为正向,又未收闭锁信号,从而误动。 】 然而,两端保护的电流起动元件很难保证完全一致,且两侧 TA 的二次电流也存在不确 定误差,即方向高频保护存在误动的可能。关键在于靠近故障一端的保护能否灵敏的

24、发出闭锁, 为此采用两个灵敏度不同的起动元 件。灵敏度高的起动元件用于起动高频发信机,首先发出闭锁信号;灵敏度低的起动元件用 于起动方向判别, 即使该起动元件未起动, 也不影响闭锁信号的发出。 从而灵敏度高的起动 元件确保了靠近故障一端的保护能够灵敏的发出闭锁, 灵敏度较低的起动元件提高了保护的 抗干扰能力。12. 下图为高频闭锁方向保护原理图(一侧 ,试分析在内部故障和外部故障时,各个继电 器和收发信机的起动、返回、动作情况。 O13. 学会看原理图。必须理解高频闭锁方向保护的基本原理。学会看继电器触点的常开与常 闭。P21015. 图 (a 所示电力系统中, 线路全部配置高频闭锁式距离纵联

25、保护 (原理接线图如图 (b 所示 ,分析下面两种情况下,在 K1点(线路 BC 出口处短路时,线路 AB 和 BC 上的保 护动作过程:1线路 AB 和 BC 通信通道正常时;2线路 AB 和 BC 通信通道同时故障时(即不能收到对方的闭锁信号 。 A B C D(a 更正一下 :通道失效后,保护 1M 的 II 段可能会误动,因为收不到闭锁信号, KM2不起动, 常闭触点短接了时间继电器, ZII 起动后立刻动作于跳闸,从而误动。第七章(b 1. 什么叫自动重合闸 ? 试述重合闸的装设范围和起动原则;P238,当断路器跳闸后,能够自动将断路器重新合闸。 P239,不应动作的情况有哪些、 起

26、动方式(位置不对应,保护起动 、双侧电源线需考虑同期。2. 什么叫单相重合闸 ? 三相重合闸 ? 综合重合闸 ?单相重合闸(相间故障跳三相不重合 ,综合重合闸(相间故障跳三相重合三相 3. 单电源自动重合闸动作时间的整定要考虑哪些因素 ?P240,短路点电弧熄灭、短路点绝缘强度恢复、断路器灭弧介质绝缘强度的恢复。4. 结合下图说明,为什么要在一侧同时投入检查同步和检查无电压的重合闸,而另一侧只 投入检查同步重合闸?两侧重合闸的方式要定期交换,为什么? OP245, 2 的 (1(2(3两侧都投入检同期,是为了防止检无压侧误动后仅有检无压不能起动重合闸。两侧交换方式, 是为了让两侧断路器的工作条件接近相同, 因为检无压侧断路器有可能重合 于永久性故障而连续两次切断短路电流,工作条件恶劣。5. 什么叫重合闸前加速保护和后加速保护? O前加速:线路任一段上发生故障,首端保护无选择性瞬时切除故障,再进行重合, 若重 合不成功再按时限有选择性切除故障。后加速:线路发生故障后,有选择性切除,再进行重合,若重合不成功加速保护动作, 瞬时切除故障。6. 如图重合闸加装了前加速保护,试说明当 k 点故障分别为瞬时性故障或永久性故障时, 相应保护和重合闸动作情况。 k1故障