继电保护A(答).docx

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西南交通大学2011－2012学年第

（1）学期

考试试卷A

班 级 学 号 姓 名

密封装订线 密封装订线

密封装订线

课程代码 3042100 课程名称 电力系统继电

保护原理 考试时间 120 分钟

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

九

十

总成绩

得分

阅卷教师签字：

一、填空题（每空1分，共10分）

1、继电保护装置一般由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件三部分组成。

2、装有三段式电流保护的线路，当线路末端短路时，一般由

限时电流速断保护动作切除故障。

3、电流速断保护的保护范围在最大运行方式下最大，最小运行方式下最小。

4、对于变压器纵差动保护，在正常运行和外部故障

时，流入差动继电器的电流为零（理论值）。

5、具有同步检定和无电压检定的重合闸，在线路一侧，当线路无电压时，允许该端线路的重合闸重合；而在另一侧，需检测母线电压和线路电压满足同期条件时允许重合闸重合。

二、判断题（对的打√，错的打×，每题1分，共10分）

1、高频保护的主要优点是能快速切除被保护线路全长范围内的故障。

（√）

2、闭锁式方向纵联保护一侧发信机损坏，无法发信，当正方向发生故障时，对侧的闭锁式方向纵联保护能够正确动作。

（√

）

3、采用检无压检同期重合闸的线路，投检无压的一侧没有必要投检同期。

（×）

4、重合闸前加速保护的优点是第一次跳闸是有选择性的动作，不会扩大事故。

（× ）

5、重合闸前加速保护比重合闸后加速保护重合成功率高。

（√

）

7、偏移特性阻抗继电器没有电压死区。

（ √ ）

8、助增电流的存在使距离保护的测量阻抗增大，保护范围缩短。

（√ ）

8、全阻抗继电器受故障点过渡电阻的影响比方向阻抗继电器大。

（×）

9、在系统发生振荡时，只要距离保护的整定值大于保护安装点至振荡中心之间的阻抗值，保护就

不会误动作。

（×）

10、对于三相变压器，无论何时合闸，至少有两相会出现程度不同的励磁涌流。

（√ ）

三、单项选择题（每题1分，共10分）

1、闭锁式方向纵联保护发信机启动后,当判断为外部短路时,（C

）。

（A）两侧发信机立即停信（B）两侧发信机继续发信

（C）反方向一侧发信机继续发信

2、（ B ）既能作被保护线路的主保护，又可作相邻线路的后备保护。

（A）闭锁式方向纵联保护 （B）闭锁式距离纵联保护

（C）纵联电流相位差动保护

3、单侧电源线路的自动重合闸必须在故障切除后，经一定时间间隔才允许发出合闸脉冲，这是因为（C ）。

（A）需与保护配合 （B）防止多次重合 （C）故障点去游离需要一定的时间

4、对具有同步检定和无电压检定的重合闸装置，下列做法中，（B ）是正确的。

（A）只能投入检定无压或检定同期继电器的一种 （B）两侧都要投入检定同期继电器

（C）两侧都要投入检定无压和检定同期的继电器。

5、重合闸前加速、后加速保护第一次动作分别是（A ）切除故障。

（A）无选择、有选择 （B）有选择、无选择 （C）有选择、有选择

6、在中性点直接接地电网中发生接地短路时，（B）零序电压最高。

（A）保护安装处（B）接地故障点处（C）变压器接地中性点处

7、有一整定阻抗为的方向圆阻抗继电器，当测量阻抗时，该继电器处于

（A）状态。

（A）动作（B）不动作（C）临界动

作

8、使阻抗继电器刚好动作的最大测量阻抗称为继电器的（C

）。

（A）整定阻抗（B）测量阻抗（C）动作阻

抗

9、从减小系统振荡的影响出发，距离保护的测量元件应采用（B

）阻抗继电器。

（A）全（B）方向（C）偏移特

性10、下列阻抗继电器中，其测量阻抗受过渡电阻影响最小的是（C

）。

（A）方向阻抗继电器（B）带偏移特性的阻抗继电器

（C）四边形阻抗继电器

四、简答题（31分）

1.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。

（7分）

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。

（1分）

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。

（1分）

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侧的断路器，造成事故扩大；（3）在高压电网中往往难以满足灵敏度的要求。

（2分）

近后备保护的优点是：

（1）与主保护安装在同一断路器处，在主保护拒动时近后备保护动作；

（2）动作时只切除主保护要跳开的断路器，不造成事故扩大；（3）在高压电网中能满足灵敏度的要求。

（2分）

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。

（1分）

．为什么具有制动特性的差动继电器能够提高灵敏度？

何谓最大制动比、最小工作电流、拐点电流？

（7分）

：

由互感器变比不一致和互感器传变误差产生的不平衡电流的讨论可知，流入差动继电器的不平衡电流与变压器外部故障时的穿越电

流有关。

穿越电流越大，不平衡电流也越大。

具有制动特性的差动继电器正是利用这个特点，在差动继电器中引入一个能够反应变压器穿越电流大小的制动电流，继电器的动作电流不再是按躲过最大穿越电流（）整定，而是根据实际的穿越电流自动调整。

（3分）

差动继电器动作电流和制动电流之比称为制动特性的最大制动比。

（1分）

在数字式纵差动保护中，常常采用一段与坐标横轴平行的直线和一段斜线（图中以表示）构成的所谓“两折线”特性。

如图所示，的斜线穿过a点，并与直线及相交于g点。

g点所对应的动作电流称为最小动作电流，而对应的制动电流称为拐点电流。

（3分）

在超高压电网中使用三相重合为什么要考虑两侧电源的同期问题，使用单相重合闸是否需要考虑同期问题？

（4分）

答：

三相重合闸时，无论什么故障均要切除三相故障，当系统网架结构薄弱时，两侧电源在断路器跳闸以后可能失去同步，因此需要考虑两侧电源的同期问题；（2分）

相故障只跳单相，使两侧电源之间仍然保持两相运行，一般是同步的；因此，单相重合闸一般不需要考虑同期问题。

（2分）

输电线路纵联电流差动保护在系统振荡、非全相运行期间，会否误动，为什么？

（4分）

：

系统振荡时，线路两侧通过同一个电流，与正常运行及外部故障时的情况一样，差动电流为量值较小的不平衡电流，制动电流较

大，选取适当的制动特性，就会保证不误动作。

（3分）

非全相运行时，线路两侧的电流也为同一个电流，电流纵联差动保护也不误动作。

（1分）

5、 什么是保护安装处的负荷阻抗、短路阻抗、系统等值阻抗？

（9分）

答：

负荷阻抗是指在电力系统正常运行时，保护安装处的电压（近似为额定电压）与电流（负荷电流）的比值。

因为电力系统正常运行时电压较高、电流较小、功率因数较高（即电压与电流之间的相位差较小）,负荷阻抗的特点是量值较大，在阻抗复平面上与R轴之间的夹角较小。

（3分）

短路阻抗是指在电力系统发生短路时，保护安装处的电压变为母线残余电压，电流变为短路电流，此时测量电压与测量电流的比值即为短路阻抗。

短路阻抗即保护安装处与短路点之间一段线路的阻抗，其值较

小，阻抗角较大。

（3分）

系统等值阻抗：

在单个电源供电的情况下，系统等值阻抗即为保护安装处与背侧电源点之间电力元件的阻抗和；在多个电源点供电的情况下，系统等值阻抗即为保护安装处断路器断开的情况下，其所连接母线处的戴维南等值阻抗，即系统等值电动势与母线处短路电流的比值，一般通过等值、简化的方法求出。

（3分）

五、计算题（39分）

1、网络如图5.1所示，试对保护1（假设已安装方向元件）进行三段式电流保护的整定计算。

已知，G1电源的G2电源的其它参数如图。

（19分）

图5.1

解：

1、对保护1的电流速断保护进行整定计算

1）动作电流

―――――――――――（1分）

2）校验最小保护范围

满足要求――――－（1分）

3）动作时间

――――――――――――――――――――（1分）

2、对保护1的限时电流速断保护进行整定计算

1）动作电流



―――――――――――――――（1分）

――――（1分）

――――――――――――（1分）

―――（2分）

―――――――――――――――（1分）

2）灵敏度校验

满足要求―（2分）

3）动作时间

――――――――――――（1分）

3、对保护1的过电流保护进行整定计算

1）动作电流

――――――――――――（2分）

2）灵敏度校验作近后备：

满足要求

――――――――――（2分）

作远后备：

满足要求

――――――――――――――――（2分）

3）动作时间

―――――――――――――――

－（1分）

2、如图5.2所示的网络中，各线路均装有距离保护，变压器装有差

动保护，试对其中保护1的相间短路保护（拟采用方向圆阻抗继电器）I、II、III段进行整定计算。

已知， G1电源的G2电源的线路A

－B的最大负荷电流为负荷的功率因数为各线路每公里的正序阻抗，阻抗角正常时母线最低工作电压取0.9（），

其它参数如图。

（20分）

解：

1、距离I段的整定

图5.2

（1）整定阻抗 ――――――――――――――（1分）

（2）动作时间 ――――――――――――――（1

分）

2、距离II段的整定

（1）整定阻抗

1）与相邻下级最短线路3－4（或5－6）的保护3（或保护5）的I段配合

―――――――――――――――（1分）

―――――――――――――――（1分）

为保护3的I段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数，如下图所示，当保护3的I段末端发生短路时，分支系数

――――――――――――――（2分）

――――――――――――－（1分）

2）按躲开相邻变压器低压侧出口k2点短路整定（变压器装有差动保护）

―――――――――――――――――－（1分）

为在相邻变压器出口k2点短路时对保护1的最小分支系数，由上图可得：

――――――――――――――――――――（1分）

―――――――――――――――（1分）

取以上两个计算值中较小者为II段整定值，即取

――――――――――――――－（1分）

（2）灵敏度校验

满足要求 ―――――――――――――――――――（1分）

（3）动作时间

――――――――――――――――――――――――（1分）

3、距离III段的整定

（1）整定阻抗

按躲过最小负荷阻抗整定：

―――――――――――――――――――――――（1分）

―――――――――（2分）

（2）灵敏度校验

1）本线路末端短路时的灵敏系数为：