继电保护简答题

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）

2、有一方向阻抗继电器，若正常运行时的测量阻抗为35/300要使簪向阻抗继

电器在正常运行时不动作，则整定阻抗最大不能超过多少？（设心。”=75。）*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、最小工

作电流、拐点电流？（8分）

4、变压器纵差动保护中，不平衡电流产生的原因是什么？（8分）

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。（2分）

2、有一方向阻抗继电器，若正常运行时的测量阻抗为35N30°O,要使该方向阻抗继

电器在正常运行时不动作，则整定阻抗最大不能超过

多少？（设以切=75。）生分）

答：为了使该方向用抗继电器在正常运行时不动作，

其对应于外=30。时的动作阻抗乙,最大不能超过

3.5C,（3分）

又知其9如=75。，如图所示，整定阻抗最

大不能超过以I=3.5/CO8（75一阴=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、最小工

作电流、拐点电流？（8分）

答：比率制动特性是指继电器的动作电流和继电器的制动电流的关系特性。（2分）

K・

、res.max-,,

如图，最大制动比皿皿（2分）g点所对应的动作电流&称为最小

动作电流；（2分）相对应的制动电流’皿率称为称为拐点电流。（2分）

答：不平衡电流产生的原因是：

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分）；

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）。

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）

2、有一方向阻抗继电器，若正常运行时的测量阻抗为35/30。要使簪向阻抗继

电器在正常运行时不动作，则整定阻抗最大不能超过多少？（设勿加=75。）猪分）

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、最小工

作电流、拐点电流？

4、变压器纵差动保护中，不平衡电流产生的原因是什么？（8分）

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。（2分）

3.5Z30°Q,

2、有一方向阻抗继电器，若正常运行时的测量阻抗为要使该方向阻抗继

电器在正常运行时不对作，则整定阻抗最大不能超过

多少？（设=75°）小分）

答：为了使该方向用抗继电器在正常运行时不动作,

其对应于处”二30。时的动作阻抗最大不能超过

3.5C,（3分）

又知其8M=75°,如图所示，整定阻抗最

30°

大不能超过友l=3.5/8S*-3（n=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、最小工

作电流、拐点电流？（8分）

答：比率制动特性是指继电器的动作电流和继电器的制动电流的关系特性。（2分）

rev.max-f

如图，最大制动比wmax（2分）g点所对应的动作电流人”min称为最小

动作电流；（2分）相对应的制动电流‘小出称为称为拐点电流。（2分）

答：不平衡电流产生的原因是：

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分）;

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）。

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？（16分）

2、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？（16分）

1.继电保护装置是什么？其基本任务是什么？

答：能反应电力系统中电气元件发生故障或者不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出

信号的一种自动装置。

基本任务是：自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续

遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。

反应电气元件的不正常运行状态，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。

2.继电保护装置的组成？

答：继电保护装置中的基本组成元件——继电器（一种当输入量（电、磁、声、光、热）达

到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。）

传统继电保护装置的组成

测量部分：测量被保护设备相应的电气量，并与整定值比较，从而判断是否启动保护。

逻辑部分：根据各测量部分输出量的大小、性质等判断被保护设备的工作状态。

执行部分：完成保护所承担的任务，如跳闸、发告警信号等。

3.试述对继电保护的四个基本要求的内容：

答：选择性：

X保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证

系统中的无故障部分仍能继续安全运行。

派主保护：正常情况下，有选择性切除故障

•但存在主保护不能够隔离故障元件的可能性，如断路器拒动

X后备保护：主保护不能切除故障时起作用

­远后备：在远处（变电站）实现，性能比较完善，但其动作将扩大停电范围。

•近后备：在主保护安装处实现，要同时装设必要的断路器失灵保护。

速动性：

X力求保护装置能够迅速动作切除故障

•提高电力系统并列运行的稳定性

•暂态稳定等面积定则极限切除时间

•高压/超高压输电线路保护

•减轻对设备、用户的损害

X对继电保护的速动性，不同情况有不同的要求（工程实际的考虑）

•切除故障时间：保护装置动作时间十断路器动作时间。

•快速保护动作时间：0.01-0.04s

•断路器动作时间：0.02〜0.06s

灵敏性：

对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。用灵敏度系数Kw衡量，

主要取决于被保护元件和电力系统的参数和运行方式,一般用故障特征计算值AN

与整定的动作值D”的比值表示，Ksen=DgJDzd0保护装置在预期最不利的情

况下，仍能可靠动作，就要求有足够的灵敏度裕度。

可靠性：

※不拒动和不误动

・不拒动一该动时动作

•不误动--不该动时不动作

X可靠性主要指保护装置本身的质量和运行维护水平。

X提高保护装置不误动的可靠性和不拒动的可靠性的措施常常是相互矛盾的。

・电力系统的结构和负荷性质不同，误动和拒动的危害程度也有所不同,应分别对待。

•系统容量大，各部分电气联系紧密的

•保护误动影响较小，而拒动影响巨大，要提高不拒动可靠性

•各部分联系薄弱的，或者负荷很重要

•保护误动造成损失巨大，而拒动可以通过后备保护修正，提高不误动的可靠性。

概念；故障切除总时间；灵敏系数。

第二章电网的电流、电压保护和方向性电流、电压保护

第一节单侧电源网络相间短路的电流、电压保护

1.什么是继电特性？

答:无论起动和返回，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，

这种特性我们称之为“继电特性”。

2.继电器的返回系数定义？

答：返回电流与起动电流的比值称为继电器的返回系数，可表示为

鼠=4=0.85〜0.9…

"T,恒小丁1。

1kact

3.系统最大运行方式和最小运行方式？

7-7

答：最大运行方式：短路电沆为最大的方式SS.min

Zr.=Zo

最小运行方式：短路电流为最小的方式SSmax

4.电流速断保护的保护范围？

答：电流速断保护不能保护线路的全长，其保护范围随运行方式而改变，一般为保护线路的

85%。（只能保护线路的一部分）。

5.过流保护装置的灵敏系数？

答：为了保证保护本线路的全长，限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下，线路末

K

端发生两相短路时，具有足够的反应能力。这个能力用灵敏系数”〃来衡量。

_保护范围内发生金属性短路时故障参数的计算值

口保护装置的动作参数

J^k.B-.minK>13^1.5

act.2Sen

6.什么是阶段式电流保护？

答：通常为三段式保护：电流速断；限时电流速断；定时限过电流保护组合在一起，构成阶

段式电流保护（电流速断和限时电流速断为“主保护”，定时限过电流保护为“后备保护”。）

7.三段式电流保护的整定计算

第二节电网相间短路的方向性电流、电压保护

1.方向性电流保护的工作原理？

答：双侧电源供电情况下，误动作的保护都是在自己所保护的线路反方向发生故障时，

由对侧电源供给的短路电流所引起的。对误动作的保护而言，实际短路功率的方向照例

都是由线路流向母线。显然与其所应保护的线路故障时的短路功率方向相反。因此，为

了消除这种无选择的动作，就需要在可能误动作的保护上增设一个功率方向闭锁元件,

该元件只当短路功率方向由母线流向线路时动作，而当短路功率方向由线路流向母线时

不动作，从而使继电保护的动作具有一定的方向性。

2.功率方向继电器的基本要求？

答：①明确方向性：正方向故障可靠动作，反方向故障可靠不动作：②足够灵敏性

3.何谓90°接线方式？

答：所谓的90°接线方式是指在三相对称情况下，当时，加入继

电器的电流如/八与电压Usc的相位差90°。；

俨口

第三节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护

1.中性点直接接地电网中接地短路的零序参数特点？

答：①故障点零序电压最高，距离故障点越远零序电压越低；②零序电流超前于零序电压，

分布取决于线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关;

③故障线路，两端零序功率的方向与正序功率的相反；④由保护安装点到到零序网络中性

点之间的零序阻抗决定，与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关；⑤系统运行方式

变化时，只要送电线路和中性点接地变压器数目不变，零序阻抗和零序网络就不变。

2.零序电压、电流分量的提取？

答：零序电压分量的提取：①用三个单相式电压互感器；②用三相五柱式电压互感器（一

次绕组接成星型并将中性点接地，二次绕组接成开口三角形）；③当发电机的中性点经电压

互感器或消弧线圈接地时,从它的二次绕组中也能够取得零序电压;④在集成电路保护中，

由电压形成回路取得三个相电压相加，也可以从内部合成零序电压。

零序电流分量提取：采用三相电流互感器（三相星形接线方式中，在口线所流过的电流即为

零序电流）。

第四节中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压、电流及方向保护

1.中性点不直接接地电网中单相接地故障时的电流电压有什么特点？

答：①全系统出现零序电压；②非故障的元件上有零序电流，其值等于本身的对地电容

电流，电容性无功功率的方向为母线流向线路；③故障线路上，零序电流为全系统非故障

元件对地电容电流之和，数值一般较大，电容性无功功率为线路流向母线。

2.中性点加装消弧线圈的作用是什么？采用什么补偿方式？为什么？

答：中性点装设消弧线圈的目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使

接地故障电流减少。

补偿方式：

①完全补偿：最有利于消除故障点电弧，但容易引起串联谐振过电压，不宜采用

②欠补偿：当系统运行方式变化某个元件被切除或发生故障跳闸时，电容电流

将减少，同样可能引起谐振过电压；

③过补偿：补偿后残余电流是感性的，采用这种方法不可能发生串联谐振过电

压，在实际中应用最广。

第三章电网的距离保护

1.距离保护的概念？

答：距离保护是反应故障点至保护安装点之间的距离（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。

2.阻抗继电器的概念？其构成方式？什么是单相补偿式阻抗继电器？阻抗继

电器的主要动作特性有哪些？

答：阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安装地点之间

的阻抗，并与整定值进行比较，以确定保护是否应该动作。

阻抗继电器按其构成方式可分为单相补偿式和多相补偿式。

单相补偿式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个电压U,（可以是相电压或线电压）和一

个电流〃（可以是相电流或两相电流之差）的阻抗继电器，Uj和//的比值称为继电器的

测量阻抗。

ZJjEPZJ.=—

Ij

全阻抗继电器的特性：以B点（继电器安装点）为圆心，以整定阻抗Z/为半径所作的一个

圆；方向阻抗继电器的特性是以整定阻抗为直径而通过坐标原点的一个圆，圆内为动作

区，圆外为不动作区：偏移特性的阻抗继电器的特性是当正方向的整定阻抗为Z”时，同时

向反方向偏移一个aZ3,式中0<4<1,圆内为动作区，圆外为不动作区。

3.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？

答：相间短路：①接线；②+30°接线，一般很少采用；③—30°接线，很少采用。接地

短路：相电压和具有K3/o补偿的相电流接线。

第四章输电线纵联保护（纵联保护、高频保护、微波保护）

1.什么是纵联保护？

答：输电线的纵联保护，就是用某种通信通道将输电线两端或各端（对于多端线路）的

保护装置纵向连接起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将各端

的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断

被保护线路。

2.高频通道的组成？

答：高频保护是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护。

组成：①阻波器：阻波器是由一电感线圈与可变电容器并联组成的回路。②结合电容器；

③连接滤波器：由一个可调空心变压器和连接到高频电缆侧的电容器组成；④高频收、

发信机。

高频通道的工作方式可分为经常无高频电流（即所谓故障时发信）和经常有高频电流（即所

谓长期发信）两种方式。在这两种工作方式中，以其传送的信号性质为准，又可以分为传送

闭锁信号、允许信号和跳闸信号三种类型。

3、高频闭锁方向保护的基本原理？

答：高频闭锁方向保护，是以高频通道经常无电流而在外部故障时发已闭锁信号的方式构成

的。此闭锁信号由短路功率方向为负的一端发出，这个信号被两端的收信机所接收，而把保

护闭锁，故称为高频闭锁方向保护。其工作原理：是利用非故障线路的一端发出闭锁该线路

两端保护的高频信号，而对于故障线路两端则不需要发出高频信号使保护动作于跳闸，这样

就可以保证在内部故障并伴随有通道的破坏时（例如通道所在的一相接地或是断线），保护

装置仍然能够正确地动作。

第五章自动重合闸

1.试述自动重合闸的优缺点？

答：优点：①大大提高供电可靠性；②重合闸成功，有利于提高电刀系统并列运行的稳定

性；③在规划、设计和建设中，考虑了重合闸的作用，可以暂缓架设双回线路，节约投资；

④对断路器的误动作，可以起到纠正作用。

缺点：①使电力系统又一次受到故障冲击，并可能降低系统并列运行的稳定性；②恶化了

断路器的工作条件，因为断路器在很短的时间内连续切断两次短路电流

2.重合闸的启动方式？

答：采用由控制开关位置与断路器位置不对应的原则来起动重合闸。

3.重合闸动作时限的选择原则？

答：1、单侧电源线路的三相重合闸：

原则上越短越好，但应力争重合成功，保证：（1）故障点电弧熄灭、绝缘恢复；（2）

断路器触头周围绝缘强度的恢复及消弧室重新充满油，准备好重合于永久性故障时能再次跳

闸，否则可能发生DL爆炸，如枭采用保护装置起动方式，还应加上DL跳闸时间。

2、两侧电源线路的三相重合闸：

除上述要求外，还须考虑时间配合，按最不利情况考虑：本侧先跳，对侧后跳。

第六章电力变压器的继电保护

1.试述变压器的故障类型、不正常运行状态及相应的保护方式；

答：派变压器的内部故障可以分为油箱内故障和油箱外故障两种

•油箱内故障：绕组的相间短路、接地短路；匝间短路；铁心的烧损

・油箱外故障：套管和引出线上发生的相间短路和接地短路

X变压器的不正常运行状态

・变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；过负

荷，漏油等引起的油面降低；变压器的过励磁。

※变压器的保护方式

・变压器的内部故障

（1）瓦斯保护：反应于油箱内所产生的气体或油流而动作。

•轻瓦斯动作于信号

•重瓦斯动作于跳开各电源侧断路器

（2）纵联差动保护或电流速断保护

保护变压器内部的绕组、套管及引出线上的故障；动作后均跳开变压器各电源侧的断路器

X变压器的不正常运行状态

•外部相间短路引起的过电流

•过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流

保护及单相式低电压起动的过电流保护、阻抗保护

•外部接地短路引起的过电流

•零序电流保护

・过负荷保护

•作用于信号，必要时自动减负荷或跳闸

•过励磁保护

•在允许范围内作用于信号，否则动作于跳闸

•其它保护——油温、冷却系统故障等

2.励磁涌流是在什么情况下产生的？有何特点？变压器差动保护中怎样克服

励磁涌流的影响？

答：当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，可能出现很大的励磁电流（又称为

励磁涌流）。特点：①包含有大量的非周期分量，使涌流偏向时间轴一侧；②包含有大量

的高次谐波，而且以二次谐波为主；③波形之间出现间断——有间断角°.

克服励磁涌流的影响：①采用具有速饱和铁心的差动继电器；②鉴别短路电流和励磁

涌流波形的差别；③利用二次谐波制动等

3、变压器差动保护中，产生不平衡电流的原因有哪些？

答：①、由变压器励磁涌流/八所产生的不平衡电流：②由变压器前侧电流相位不同而产

生的不平衡电流；③由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流；④由两侧电流互感

器型号不同而产生的不平衡电流：⑤由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流；

4.低电压起动的过电流保护中，电压元件的作用？

答：电压元件的作用：保证一台变压器突然切除或电动机自起动时不动作。

5.什么是复合电压起动的过电流保护？

答：复合电压起动的过电流保护是由一个负序电压继电器和一个接于线电压上的低电压继电

器组成的电压复合元件，两个继电器只要有一个动作，同时过电流继电器也动作，整套装置

即能启动。

第八章母线保护

I.母线差动保护的基本原理？

答：母线差动保护基本原理就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。因为母线上只有

进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。如果母线发生故障，这一平衡

就会破坏。有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二

者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。如果是

双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母级的所有进出级路断路器,

以缩小停电范围。

2.双母线同时运行时，对母线保护的要求？

答：双母线同时运行时，对母线保护的要求具有选择故障母线的能力。①双母线同时运行

时，元件固定连接的电流差动保护；②双母线同时运行的母联相位差动保护；③电流比相

式母线保护。

3.什么是断路器失灵保护？

答：所谓断路器失灵保护，是指当电力系统发生故障时，故障元件的保护动作发出跳闸脉冲

而断路器拒绝动作，利用故障元件的保护，用较短的时限动作于连接在同一母线上的其它相

关的断路器切除故障，使停电范围限制在最小。一般作为近后备保护方式中断路器拒动的后

备保护。

三、简答题（每题5分，共10题）

1（Lb3C1048）.负序反时限电流保护按什么原则整定?

答案:反时限的上限电流，可按躲过变压器高压侧两相短路流过保护装置的负序电流整定。

下限按允许的不平衡电流能可靠返回整定。

2(Lb3c2049).什么叫工作衰耗?它的表达式是什么？

答案:工作衰耗是当负载阻抗与电源内阻相等并且直接相连接时，负载所接收的最大功率Po

与该电源经过四端网络后，供给任一负载阻抗上所接收的功率P2之比，取其自然对数值的一

半。

A

它的表达式为P?

3(Lb3c3051).什么叫高频保护？

答案:高频保护就是将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，然后利用输电线路

本身构成一高频电流通道，将此信号送至对端，以比较两端电流相位或功率方向的一种保护。

4(Lb3c3052).结合滤波器在高频保护中的作用是什么？

答案：(1)它与耦合电容器组成一个带通滤过器，当传送高频信号时，处于谐振状态，使高频

信号畅通无阻，而对工频电压呈现很大的阻抗。

(2)使输电线路的波阻抗(约4O0Q)与高频电缆的波阻抗(100。湘匹配。

5(Lb3c5053).提高高频通道余量的主要措施是什么？

答案:提高高频通道余量的主要措施有：

(1)适当提高发信机的发信功率。

(2)降低工作频率以减少衰耗，对于长线路可考虑采用70kHz以下的频率。

(3)合理选用收信起动电平。

6(Je3c2141).相差高频保护中阻抗起动元件的整定原则是什么？

答案：(1)在被保护线路末端发生三相短路时应有足够的灵敏度。

(2)能可靠躲过正常运行时的最小负荷阻抗，即外部故障切除后，在最小负荷阻抗作用

下阻抗元件能可靠返回。

7(Je3c3142).高频通道整组试验包括哪些项目？各有什么要求？

答案：(1)通道衰耗试验，要求由两侧所测的衰耗值之差不大于0.3NP。

(2)通道信号余量测量，应在1NP以上。

(3)信号差拍，要求S/5大于2。

(4)衰耗控制器调整，使收信输出电流为lmA(JGX・ll型的没有此项目)。

8(Je3c3143).高频保护中采用远方起动发信，其作用是什么?

答案:利用远方起动发信的作用是：

(1)可以保证两侧起动发信与开放比相回路间的配合。

(2)可以进一步防止保护装置在区外故障时的误动作。

(3)便于通道检查。

9(Je3c3144).高频保护收信灵敏度，整定太高或太低，对保护装置各有何影响？

答案:收信灵敏度整定太高，会造成通道余量减少；收信灵敏度整定太低，将影响装置的抗

干扰能力，降低装置的可靠性。

10(Je3c4145).高频保护通道的总衰耗包括哪些?哪项衰耗最大？

答案:包括输电线路衰耗、阻波器分流衰耗、结合滤波器衰耗、耦合电容器衰耗以及高频电

缆衰耗等。一般输电线路衰耗所占比例最大。

五、简答题(共15分,每小题5分)

1.变压器保护中产生不立衡电流的原因有哪些？

2.什么是自动重合闸后加速？

3.小接地电流系统发生单相接地故障有何特征，应装设何种保护？

二、问答题(6*6分/个二36分)

1s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

闭锁信号时跳闸和果通道遭到破坏，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，该电流称为励诚涌流）

⑵变压器两侧电流相位不同；⑶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t是随着负序电流I的大小变化而变化的。b

大时，允许发电机运行的时间段，b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

绕组部分线匝之间的匝间短路

油箱外故障：套管或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"呆护的出口

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

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

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.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？

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？

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？

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？

二、简答题

1我们学习的输电线路保护原理中那些原理是反应输电线路一侧电气量变化的保护？

那些是反应输电线路两侧电气量变化的保护？二者在保护范围上有何区别？

2距离保护中选相元件的作比有哪些？

3闭锁式方向纵联保护动作于跳闸的条件是什么？若通道破坏，内、外部故障时保护能

否正确动作？

4重合闸前加速保护有哪些优点？

5对于纵差动保护，产生不平衡电流的最本质原因是什么？

6变压器一般应装设那些保护？其中那些是主保护？

7评价微机保护算法优劣的标准有哪两个？

二、简答题

1继电保护的基本任务是什么？

2当纵联差动保护应用于线路、变压器、母线时各有什么特殊问题？这些问题可用什么

方法加以解决？

3什么是纵联电流相位保护的闭锁角？那些因素决定闭锁角的大小？

4什么是重合闸后加速保护？主要适用于什么场合？

5变压器纵差动保护中消除励磁涌流影响的措施有哪些？它们分别利用了励磁涌流的

那些特点？

6发电机从失磁开始到进入稳态异步运行，一般可分为那三个阶段？各个阶段都有那些

特征？

7微机保护中启动元件的作注有哪些？

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）

2.有一方向阻抗继电器，若正常运行时的测量阻抗为35N30。。,要使该方向阻抗继电

器在正常运行时不动作，则整定阻抗最大不能超过多少？（设已，”=75。）6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、最小工

作电流、拐点电流？（8分）

4、变压器纵差动保护中，不平衡电流产生的原因是什么？（8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。（2分）

3.5/30°Q,要使该方向阻抗继

2、有一方向阻抗继电器，若正常运行时的测量阻抗为

电器在正常运行时不动作，则整定阻抗最大不能超过

多少？（设夕必=75°）（8分）

答：为了使该方向阻抗继电器在正常运行时不动作,

其对应于*m=30。时的动作阻抗4”最大不能超过

3.5C,（3分）

又知其例，”=75°,如图所示，整定阻抗最

30°

大不能超过友l=3.5/8S*-3（n=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、最小工

作电流、拐点电流？（8分）

答：比率制动特性是指继电器的动作电流和继电器的制动电流的关系特性。（2分）

K

Yrev.max

如图，最大制动比res.max（2分）g点所对应的动作电流mmin称为最小

动作电流；（2分）相对应的制动电流称为称为拐点电流。（2分）

4、变压器纵差动保护中，不平衡电流产生的原因是什么？（8分）

答：不平衡电流产生的原因是：

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分）;

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）。

1.简述微机保护的现状和发展的趋势。

解答：微机保护就进入了推广和应用阶段,翻开了国内微机保护应用的新篇章C经

过十几年的研究、应用、推广与实践，现在，新投入使用的高中压等级继电保护设备几

乎均为微机保护产品，继电保护领域的研究部门和制造厂家已经完全转向进行微机保护

的研究与制造，出现了百花齐放、百家争鸣的竞争与发展共存的良好局面。与此同时，

在微机保护和网络通信等技术结合后，变电站综合自动化系统、配网自动化系统也已经

在全国电力系统中得到了广泛的应用，将保护、测量、控制、录波、监视、通讯、调节、

报表和防误操作等多种功能融为一体，为电力系统的安全、稳定和可靠、经济运行奠定

了基础，为电网高质量的电能传输和供电提供了良好的技术保障，也为变电站实现无人

或少人值班创造了必要的条件。

预计未来几年内，微机保护将朝着高可靠性、简便性、开放性、通用性、灵活性和网

络化、智能化、模块化、动作过程透明化方向发展，并可以方便地与电子式互感器、光

学互感器实现连接，同时，要跳出传统的“继电器”概念，充分利用计算机的计算速

度、数据处理能力、通信能力和硬件集成度不断提高等各方面的优势，结合模糊理论、

自适应原理、行波原理、小波技术和波形特征等，设计出性能更为优良和维护工作量更

少的微机保护设备。

2.微机保护中A/D的模拟量输入系统通常由哪儿部分组成？各

部分的作用是什么？

解答：（一）电压形成回路

微机继电保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器或其他变换器

上获取信息。但这些信息的二次数值、输入范围为典型的微机继电保护电路却不适用，

一般用中间变换器实现。

（二）采样保持电路

采样过程是将模拟信号通过采样保持器每隔T采样一次输入信号的瞬时幅值，并把它

存在保持电路中，共AD转换器使用。

（三）模拟量多路转换器

可以对各个模拟量同时采样

（四）A/D转换器

把采集的电力系统中的模拟量转变成数字量，送给微机计算。

3.微机保护模拟量输入系统为什么要加模拟低通滤波器？其截

止频率应该如何选取？

解答：滤波器是一种能使有用频率信号通过，同时拟制无用频率信号的电路。低通滤

波器是只让低于截至频率通过的滤波器。

前置低通滤波器又称为抗混叠滤波器，广泛应用于各种消费、控制电路中的采样

电路前，滤除高于2倍采样频率的信号，因此截至频率被设置为l/2fs

4.简述VFC型模数转换器的基本工作原理。

频率转换（VFC）：经电压形成回路后，经过VFC,将模拟电压变换为脉冲信号，由计数器进

行计数。这样在采样间隔内的计数值就与采样对象的积分值成比例。实现了模数转换

5.绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图，简

述电路的工作原理。

解答：开关量输入回路

♦bV

寺行曜n

原理：上第一个图，当开关闭合时输入为低电平0;开关断开时输入为高电平1。

第二个图，利用光电元件，当K2断开时，光电元件截止，输入为高电平1,K2闭合,

光电元件导通，输入为低电平0。

开关量输出回路

6.数字滤波器有什么特点？

与模拟漉波器比较，数字滤波器的优点：

(1)灵活性好。只要改变数字滤波器的计算公式或改变某些系数，即可改变滤波器的特性。

(2)不存在由于温度变化、元件老化等因素对滤波器特性影响的问题。

(3)精度高。通过增长计算字长位数，就可提高计算精度。

7.简述半波积分算法的基本原理，写出计算公式。

解答：半波积分算法依据一个正弦量在任意半个周期内绝对值的积分为一个常数。

/r7TDT

2

S=[Umsincotdt=-coscot\^=—Un.=—Um

J。310刃乃川

一、相减(差分)滤波单元的差分方程为：

y(n)=x(n)-x(n-k)

画出其频率响应曲线，导出可滤除的谐波次数m与步长K之

间的关系。

oo

基分滤波器的频率特性

(a)幅频特性；(b)相频特性

O

二御卷，_

k二年

吐啖.

P

三.假设某连续时间函数x(t)的频谱函数X(f)如下图所示：

现利用采样频率fs对x(t)采样，分别|X

按fs>2fc、fs=2fc和fs<2fc三种情况，绘嫁需的离散

-fc-~"

信号x(nTs)的频谱X*(f)。

四、说明用程序查询方式实现数据采集系统与CPU接口的原理。

解答：微机通过程序查询前向通道中AD转换器的工作状态，当

查询到AD转换器的工作状态为就绪时，说明AD转换器已

经完成了数据的采集，此时微机通过程序可以把转换好的数

据输入。若查询到AD转换器的状态没有准备好，则继续等

待，直到AD转化器的状态就绪为止。

1」问答题

1.继电保护装置在电力系统中的所起的作用是什么？

a.自动、迅速、有选择性地将故障元件从系统中切除，使故障元件免于继续遭到破

坏，恢复无故障部分正常工作。

b.反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减

负荷或跳闸。

2.继电保护装置通过那些环节完成预定的保护功能，各环节的作用是什么？

(1)测量部分:从被保护对象输入有关的电气量作为保护动作的判据，并与己给的整

定值进行比较，判断保护是否动作。

(2)逻辑部分:使保护装置按一定的逻辑关系工作，确定是否应该使断路器跳闸或发

出信号，是否延时等。

(3)执行部分:完成保护装置所担负的任务。

3.后备保护的作用是什么？阐述远后备保护和近后备保护各自的优缺点。

(1)对被保护范围内的故障，能迅速的有选择性加以切除，以保证系统中其

它非故障部分继续运行。

(2)远：断路器拒动时，仍然能切除故障。动作失去选择性，切除故障时间

长。

(3)近：动作仍具选择性，切除故障时间短。断路器拒动时，无法切除故障。电

网的电流保护

1.2问答题

1.什么是系统最大运行方式和最小运行方式？

对每一套保护装置来讲.通过该保护装置的短路电流为最大(保护安装处到系统等效电

源之间的系统等效阻抗最小，即Zs=Zs.min)的方式，称为系统最大运行方式。

短路电流为最小(系统等值阻抗Zs最大，即Zs二Zs.max)的方式，则称为系统最小运行方

式。

在最大运行方式下，三相短路时，通过保护装置的短路电流为最大。

而在最小运行方式下，两相短路时，通过保护装置的短路电流为最小。

2.什么是“动作电流”、“返回电流”和“返回系数”，过电流继电器的返回系数过高

和过低各有何缺点？

返回电流与起动电流的比值称为继电器的返回系数

答：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（。

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，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乙.

过电流继电器返回系数过小时,在相同的动作电流下起返回值较小。一旦动作以后要使

继电器返回,过电流继电器的电流就必须小于返回电流，真阳在外故障切除后负荷电流的作

用下继电器可能不会返回,最终导致误动跳闸；而返回系数过高时,动作电流恶和返回电流

很接近，不能保证可靠动作，输入电流正好在动作值附近时，可能回出现"抖动"现象，使

后续电路无法正常工作。

继电器的动作电流、返回电流和返回系数都可能根据要求进行设定。

3.电流I段和II段联合工昨时，依靠什么环节保证保护动作的选择性？依靠什么环

节保证动作的灵敏性？

阶段式电流保护：电流速断保护限时电流速断保护定时限过电流保护

答：电流速断保护的动作电流必须按照躲开本线路末端的最大短路电流来整

定，即考电流整定值保证选择性。这样，它将不能保护线路全长，而只能

保护线路全长的一部分，灵敏度不够。限时电流速断的整定值低于电流速

断保护的动作短路，按躲开下级线路电流速断保护的最大动作范围来整定，

提高了保护动作的灵敏性，但是为了保证下级线路短路时不误动，增加一

个时限阶段的延时，在下级线路故障时由下级的电流速断保护切除故障，保

证它的选择性。

电流速断和限时电流速断相配合保护线路全长，速断范围内的故障由速

断保护快速切除，速断范围外的故障则必须由限时电流速断保护切除。速

断保护的速动性好，但动作值高、灵敏性差；限时电流速断保护的动作值

低、灵敏度高但需要06s的延时才能动作。速断和限时速断保护

的配合，既保证了动作的灵敏性，也能够满足速动性的要求。

4.限时电流速断保护的整定原则是什么？在其灵敏性不满足要求的时候该如何处

理？

若不满足Ksen21.3~1.5

则：匕2="/山

本线路的限时速断保护与相邻线路的限时速断保护配合

5.零序电流I段保护的整定原则是什么？

I段为速断保护

（I）躲开下级线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流

3J，引入可靠系数C（1.2-13）即4=KLk

（2）躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零序电流”。曲/引入可靠

系数K"即%=K：/x3%nb

6.输电线路发生短路故障时，零序电压和零序电流的分布各有什么特点？

零序电源在故障点，故障点的零序电压最高，系统中距离故障点越远处的零

序电压越低，取决于测量点到大地间阻抗的大小。

零序电流由零序电压产生，由故障点经由线路流向大地。零序电流的分布主要决定于

输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关。

1.3问答题

1.为了切除线路上各种类型的短路，一般配置哪几种界限方式的距离保护协同工

作？

答：保护装置一般只考虑简单故障，即单相接地短路、两相接地短路、两相

不接地故障和三相短路故障四种类型的故障。再22OKM及以上电压等级

的输电线路上，一般配置保护接地短路的距离保护和保护相间短路的距离

保护。接地距离保护的接线方式引入“相一一地”故障环上的测量电压、电

流，能够准确的反应单相接地、两相接地和三相接地短路；相间距离保护

接线方式映入“相一一相”故障换上的测量电压、电流，能够准确地反应两

相接地短路、两相不接地短路和三相短路。即对于单线接地短路，只有接

地距离保护接线方式能够正确反应；对于两相不接地短路，只有相间距离

保护接线方式能够正确反应；而对于两相接地短路及三相短路，两种接线

方式都能够正确反应。为了切除线路上的各种类型的短路，两种接线方式

都需要配置，两者协同工作，共同实现线路保护。由于相间距离保护接线

方式手过渡电阻的影响较小，因此对于两相接地短路及三相故障，尽管理

论上两种接线方式都能够反