历年电力系统继电保护考试题及答案Word格式.docx

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③LA-Ub④la

12.差动保护只能在被保护元件的内部故障时动作，而不反响外部故障，具有绝对〔①〕。

①选择性②速动性③灵敏性④可靠性

13.对于间接比拟的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比拟信号是〔③〕。

①允许信号②跳闸信号③闭锁信号④任意信号

14.相高频保护用I1+KI2为操作电流，K=68,主要是考虑〔③〕相位不受两侧电源相位的影响，有利于正确比相。

①正序电流②零序电流③负序电流④相电流

15.高频保护根本原理是：

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

〔③〕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拟。

①微波通道②光纤通道③输电线路④导引线

、〔此题总分值20分〕

3旦

Z12Idz.A

如图网络，试计算保护1电流速断保护的动作电流，动作时限及最小保护范围，并说明当线路长度减到20KM时情况如何？

由此得出什么结论？

Kk'

=1.2,z1=0.4/km,Zs.min=12

Zs.max=18

。

G1

60KM

解:

IdB.max=Es/（Zs.min+z1xLae）

LAB=60km:

LAB=20km:

Idz'

=2.21（kA）

=3.98（kA）

Idz.A'

=Kk'

I

dB.max

min

Zs.max

）

Lmin=19.95〔km〕Lmin=-8.92〔km〕

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

、〔此题每题5分，总分值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下图。

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。

四、（此题总分值10）

Kb=lbc/lab=[1+（zs1+zab）/zs2];

Kb.min=[1+（15+18）/25]=2.32;

ZdzA’’=Kk'

'

（ZAB+KbXZBC）=36.67

Klm=ZdzA'

/ZAB=2.04>

1.25

五、（此题每题5分，总分值15分）

高频闭锁方向保护的原理框图如下。

1.分别表达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？

1.动作过程：

?

保护区内故障：

两侧保护方向元件I,I'

S+动作，I'

S+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S+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：

S+:

保护正方向故障时动作的功率方向元件；

I,1'

:

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S+，I'

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S+,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、〔此题每题5分，总分值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段的定值整定原那么不同，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：

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〕可反响所有不对称故障；

增加电压记忆后，也可反响三相对称故障；

〔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，不存在负序分量，负序功率方向元件不误动

试题2答案

一、〔此题每题2分，总分值20分〕

1•定时限过电流保护的动作时限是按阶梯时限特性来选择的。

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

4.按90°

接线的功率方向继电器，假设Ij=-Ic，贝UU应为

UCb

5「全阻抗继电器的主要缺点是无方向性。

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III段的灵敏度校验应按分支系数Kfz为最大的运行方式来确定，目的是为了保证灵敏性。

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ZJ2处。

9•相差高频保护采用比拟线路两端正序电流相位来反响对

称短路。

10•对于母线保护，通常把可靠性放在重要位置。

二、〔此题每题10分，总分值20分〕如下图，在110KV输电线路中，单位线路长度的阻抗为：

X1=0.4〔/km〕,

可靠系数Kk'

=1.25;

系统阻抗为：

Zs.max=6,Zs.min=4。

1•计算：

线路AB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•比拟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异。

二、〔此题每题5分，总分值10分〕

在双电源系统中，馈电线路过电流保护动作时限如下图〔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；

如果需要安装，在图中标明功率方向元件及其动作正方向。

1.5s1s2.5s

11

解：

t5=0s,t3=max{t5,t11,t12}+△t=2.5s+0.5s=3s,t仁max{t3,t9,t10}+△t=3s

t2=max{t7,t8}+△t=2.5s+0.5s=3s,t4=max{t2,t911,t10}+△t=3s+0.5s=3.5s

t6=max{t4,t11,t12}+△t=3.5s+0.5s=4s

图中标明了功率方向元件动作正方向

四、（此题每题10分，总分值20分）

如下图，各线路均装有采用方向阻抗继电器的距离保护，：

Zs1.max=15，

Zsl.min=10，Zs2.max=20，Zs2.min=15，z仁0.4/km,lm=75°

d=75°

;

110KV50KM25KM

1.计算保护1的距离II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20KM处发生相间短路，过渡电阻分别为10、15和25时，保护A一段是否动作？

为什么？

1.Kb=lbc/lab=[1+（zs1+zab）/zs2];

Kb.min=[1+（10+20）/20]=2.5;

Zdza'

'

（ZAB+KbXZBC）=32;

Klm=ZdzA’’/ZAB=1.6>

2.线路AB的一段定值为：

Zdz/=16;

方向阻抗继电器园半径为：

r=ZdzA‘/2=8，因

此，保护A出口

20KM处发生金属性相间短路时，短路阻抗为：

Zd=20X）.4=8，位于方向园的园心；

过渡电阻

分别为10、

15和25时，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、（此题每题5分，总分值10分）

高频闭锁方向保护的原理框图如下:

1.分别表达保护动作区内部与外部故障时的保护的动作过程，说明原理框图中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？

1.动作过程：

两侧保护方向元件1,1'

2.元件的功能与作用：

I，I'

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S+，I'

六、〔此题每题5分，总分值20分〕

1.中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，而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压重合闸的工作方式与同期合闸条件。

两侧保护跳闸后，线路无压，那么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DL偷跳，因对侧有压，不允许ZCH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ZCH。

重合闸于故障时，无压检定侧DL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：

⑴Um〜Ux；

⑵fm〜fx；

〔3〕arg〔Um/Ux〕~0

3•相高频保护为什么用I1+KI2为操作电流？

K值过大或过小对保护有何

影响？

相差高频保护中，将三相电流综合为复合电流（I1+KI2）比相，可正确反映各种不同类型的故障；

（I1+KI2）控制高频发讯机发讯（对高频电流进行调制），称为操作电流。

K=6~8，保证了各种区内各种不对称故障的灵敏性；

I1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，过小那么不利于不对称故障时的正确比相。

4.机定子装有纵差动和横差动保护时，发生何种故障时两种保护会同时动

作？

相间故障时两种保护会同时动作。

试题3答案

一、（此题每题2分，总分值20分）

1•故障和不正常工作情况假设不及时处理，将引起事故。

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。

3.定时限过电流保护的动作时限是按阶梯时限特性来选

择的。

4•按90°

接线的功率方向继电器，假设Ij=-Ic，那么UJ应为-

UAbO

5.全阻抗继电器的主要缺点是无方向性o

6•阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占面积越大，耐受过渡电阻的能力

越强。

7.距离U段的整定阻抗应按分支系数Kz为最小的运行方式来确定，目的是为了保证O

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Za/2o

9.高频保护采用允许信号的主要优点是加快动作速

度O

10•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、（此题每题10分，总分值20分）

如下图，在110KV输电线路中，线路AB的负荷电流为175A,,系统阻抗

为:

Xs=4,单位线路长度的阻抗为:

X=0.4（/km）,Kk'

=1.25;

Kk'

=Kk=1.15;

Kzq=1.5;

Kh=0.85o

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.比拟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异。

1•线路AB的保护A速断保护

2线路AB的保护A的II段保护

求动作电流〔与下条线路电流速断动作值配合〕

动作时间：

tA〞=0.5s

灵敏度校验:

KK3Kzq八1.21.5,

Idz.A

Kh（If.max）0.852300.487（kA）

在单电源环网系统中，馈电线路过电流保护动作时限如下图

如果需要安装，在图中标明功率方向元件及其动

作正方向。

△t=

t5=t7+△t=2s,t3=max{t5,t8}+△t=2s+0.5s=2.5s,t仁max{t3,t9}+

t2=max{t7}+△t=1.5s+0.5s=2s,t4=max{t2,t9}+△,t=2.5s+0.5s=3s

t6=max{t4,t8}+△t=3s+0.5s=3.5s

t1vt6,t2<

t3,t5<

t4,因此保护1,2,5设置功率方向元件，动作正方向：

母线指向线路

四、〔此题每题10分，总分值20分〕

巳知采用幅值比拟方式构成继电器的两个电压量：

U=Klj，U=KjUJ-KiIj,且动作

条件为|Ui||U2|，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Zj，整定阻抗为Zzd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。

〔1〕由动作方程，有|1/2*〔2Ki/Ku〕||Zj-1/2*〔2Ki/Ku〕|

因此，该继电器是方向阻抗继电器，且其整定阻抗为2K/Ku

⑵相应的交流回路结线图及动作特性阻抗圆如下

五、〔此题每题5分，总分值10分〕

〔1〕完成变压器〔Y/-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：

丫

-;

一次侧电流正方向：

流出变压器电流为负，流入变压器为正〕

〔1〕二次回路接线的原理图及电流方向如下。

六、（此题每题5分，总分值20分）

1.何为系统最大/最小运行方式？

在电流保护整定/校验时各选择那种方式？

短路时通过该保护的短路电流为最大/最小的可能运行方式，称为系统最大/最小运行方式在电流保护

整定/校验时各选择最大/最小运行方式。

2.高频闭锁方向保护中米用按90°

接线方式的功率方向继电器作为方向元件时带来什么问题？

如采用负序功率方向继电器会有何优点？

此时的缺点是什么？

900接线功率方向元件有电压死区，振荡时可能误动。

采用负序功率方向继电器的优点：

（1）可反响所有不对称故障；

（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，不存在负序分量，负序功率方向元件不误动。

缺点：

不反响三相对称故障；

需采用三相对称故障辅助启动元件。

3.a.何为潜供电流？

它对于单相重合闸动作时间有何影响？

b.说明同期合闸

条件。

a.潜供电流是指单跳后健全相电势经相间藕合电容向故障点提供的短路电流及健全相负荷电流经相间互感在故障相产生的感应电势通过对地电容向故障点提供的短路电流。

由于存在潜供电流，使短路点电弧熄灭时间、介质绝缘恢复时间增大，相应单相重合闸延时较三相重合闸延时增大。

b.同期合闸条件:

（1）Um〜Ux；

（2）fm~fx；

（3）arg（Um/Ux）~0

4•变压器励磁涌流是在什么情况下产生的？

它有何特点？

在变压器差动保护中是怎么利用涌流的这些特点来消除涌流对差动保护的影响？

变压器正常工作时，磁通滞后于工作电压U的角度为900;

变压器空载合闸或外部故障切除、电压恢复时，如果工作电压瞬时值为0,应有=-

m由于磁通不能突变，出现幅值m的非周期分量磁通；

再考虑铁芯剩余磁通

S,出现最大磁通max=2m+S使得变压器铁芯严重饱和，产生很大的励磁涌流。

变压器励磁涌流的主要特点是：

（1）变压器励磁涌流包含有很大成分的非周期分量（对称涌流除外）；

（2）变压器励磁涌流包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主；

（3）变压器励磁涌流波形之间出现间断。

在变压器纵差保护中防止励磁涌流影响的方法是

（1）针对变压器励磁涌流的非周期分量，采用速饱和变流器BLH；

（2）针对变压器励磁涌流的波形之间出现间断，鉴别短路电流和励磁涌流波形的差异；

（3）针对变压器励磁涌流包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主的特点，利用二次谐波制动等，都可以在变压器纵差保护中防止励磁涌流的影响。