西华大学 电力系统继电保护原理试题及答案.docx
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西华大学电力系统继电保护原理试题及答案
一、填空题（每空1分，共18分）
1、电力系统发生故障时，继电保护装置应将部分切除，电力系统出现不正常
工作时，继电保护装置一般应。
2、继电保护的可靠性是指保护在应动作时，不应动作时。
3、瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的整
定，其灵敏性通常用来表示。
4、距离保护是反应的距离，并根据距离的远近确定的—种保护。
5、偏移圆阻抗继电器、方向圆阻抗继电器和全阻抗继电器中，受过渡电阻的影响最大，受过渡电阻的影响最小。
6、线路纵差动保护是通过比较被保护线路首末端电流的和的原理
实现的，因此它不反应。
7、在变压器的励磁涌流中，除有大量的直流分量外，还有大量的分
量，其中以为主。
8、目前我国通常采用以下三种方法来防止励磁涌流引起纵差动保护的误动，
即，和。
二、单项选择题（每题1分，共12分）
1、电力系统最危险的故障是（）。
（A）单相接地（B）两相短路（C）三相短路
2、继电保护的灵敏系数Ksen要求（）。
（A）sen（B）sen（C）sen
3、定时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了（）。
（A）提高保护的灵敏性（B）外部故障切除后保护可靠返回（C）解决选择
性
4、三段式电流保护中，保护范围最小的是（）
（A）瞬时电流速断保护（B）限时电流速断保护（C）定时限过电流保
护
5、三种圆特性的阻抗继电器中，（）既能测量故障点的远近，又能判别故障方
向
（A）全阻抗继电器；（B）方向圆阻抗继电器；（C）偏移圆阻抗继电
器
6、有一整定阻抗为set的方向圆阻抗继电器，当测量阻抗Zm=4∠30︒Ω
时，该继电器处于
（）状态。
（A）动作（B）不动作（C）临界动作
7、考虑助增电流的影响，在整定距离保护II段的动作阻抗时，分支系数应取
（）。
（A）大于1，并取可能的最小值
（B）大于1，并取可能的最大值
（C）小于1，并取可能的最小值
8、从减小系统振荡的影响出发，距离保护的测量元件应采用（）。
（A）全阻抗继电器；（B）方向圆阻抗继电器；（C）偏移圆阻抗继电器
9、被保护线路区内短路并伴随通道破坏时，对于相差高频保护（）
（A）能正确动作（B）可能拒动（C）可能误动
10、如图1所示的系统中，线路全部配置高频闭锁式方向纵联保护，k点短路，若A-B
线路通道故障，则保护1、2将（）。
（A）均跳闸（B）均闭锁（C）保护1跳闸，保护2闭锁K<1K=1K>1Z=8∠60︒Ω
AB
CD
1
11、变压器的电流速断保护与（）保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。
（A）过电流（B）过负荷（C）瓦斯
12、双绕组变压器纵差动保护两侧电流互感器的变比，应分别按两侧（）选择。
（A）负荷电流（B）额定电流（C）短路电流三、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3.5∠30︒Ω,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ϕsen=75︒）（8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）
四、计算题（共38分）
1、如图2所示的网络中，已知，线路每公里的正序阻抗
Eϕ=10.V,Xs.max=0.3Ω，Z1=0.4Ω
/km，
Xs.min=0.3Ω,
IIIIIIIA-B.Lmax=150A。
Krel1.8，=1.25，Krel=1.1，Krel=1.2，Kss＝
试对保护1进行三段式电流保护的整定计算。
（14分）
Aϕ=652、如图3
IIIKre=0.85，t3=0.5s。
最灵敏角ϕ400Assrerel=0.85，IIKrel=1.15，负荷的功率因数cosϕD=0.9，变压器采用了能保护整个变压器的无时
限纵差保护。
试求：
距离保护1第I段的动作阻抗，第II段、第III段的灵敏度与动作时间。
（24分）
XsB.max=40Ω
T1T2
1、电力系统发生故障时，继电保护装置应将故障部分切除，电力系统出现不正
常工作时，继电保护装置一般应发出信号。
2、继电保护的可靠性是指保护在应动作时不拒动，不应动作时不误动。
3、瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的最大短路电流整定，其灵敏性通常用保护范围的大小来表示。
4、距离保护是反应故障点到保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作时间的—种保护。
5、偏移圆阻抗继电器、方向圆阻抗继电器和全阻抗继电器中，方向圆阻抗继电器受过渡电阻的影响最大，全阻抗继电器受过渡电阻的影响最小。
6、线路纵差动保护是通过比较被保护线路首末端电流的大小和相位的原理实现的，因此它不反应外部故障。
7、在变压器的励磁涌流中，除有大量的直流分量外，还有大量的高次谐波分量，其中以二次谐波为主。
8、目前我国通常采用以下三种方法来防止励磁涌流引起纵差动保护的误动，即采用速饱和中间变流器，二次谐波制动的方法和间断角鉴别的方法。
二、单项选择题（每题1分，共12分）
1、电力系统最危险的故障是（C）。
（A）单相接地（B）两相短路（C）三相短路
2、继电保护的灵敏系数Ksen要求（C）。
（A）sen（B）sen（C）sen
3、定时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了（B）。
（A）提高保护的灵敏性（B）外部故障切除后保护可靠返回（C）解决选择性
4、三段式电流保护中，保护范围最小的是（A）
（A）瞬时电流速断保护（B）限时电流速断保护（C）定时限过电流保护
5、三种圆特性的阻抗继电器中，（B）既能测量故障点的远近，又能判别故障方向
（A）全阻抗继电器；（B）方向圆阻抗继电器；（C）偏移圆阻抗继电器
6、有一整定阻抗为set的方向圆阻抗继电器，当测量阻抗m
时，该继电器处于
（A）状态。
（A）动作（B）不动作（C）临界动作
7、考虑助增电流的影响，在整定距离保护II段的动作阻抗时，分支系数应取（A）。
（A）大于1，并取可能的最小值
（B）大于1，并取可能的最大值
（C）小于1，并取可能的最小值
8、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）。
（A）全阻抗继电器；（B）方向圆阻抗继电器；（C）偏移圆阻抗继电器
9、被保护线路区内短路并伴随通道破坏时，对于相差高频保护（A）
（A）能正确动作（B）可能拒动（C）可能误动
10、如图1所示的系统中，线路全部配置高频闭锁式方向纵联保护，k点短路，若A-B线路通道故障，则保护1、2将（C）。
（A）均跳闸（B）均闭锁（C）保护1跳闸，保护2闭锁
ABCD11、变压器的电流速断
K<1K=1K>1Z=8∠60︒ΩZ=4∠30︒Ω
保护与（C）保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。
（A）过电流（B）过负荷（C）瓦斯
12、双绕组变压器纵差动保护两侧电流互感器的变比，应分别按两侧（B）选择。
（A）负荷电流（B）额定电流（C）短路电流
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3.5∠30︒Ω,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ϕsen=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ϕm=30︒时的动作阻抗Zm最大不能超过3.5Ω，（3分）又知其ϕsen=75，如图所示，整定阻抗最大不能超过Zset=3.5/cos（75︒-30︒）=4.95Ω
（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）
Iset.max;IIres.max（2分）g点所对应的动作电流set.min称为最小动作如图，最大制动比
电流；（2分）相对应的制动电流Ires.g称为称为拐点电流。
（2分）
Kres.max=
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）。
四、计算题（共38分）
1、如图2所示的网络中，已知，线路每公里的正序阻抗
Eϕ=10.kV,
Z1=0.4Ω
/km，Xs.max=0.3Ω，Xs.min=0.3Ω,
试对保护1进行三段式电流保护的整定计算。
（14分）
A
IIII
IA-B.Lmax=150A。
Kre=0.85，K21.8，t=0.5s。
KrIel=1.2，5KIrIe=1.，1KIIr=1.ss＝3lel，
2
解：
1、保护1电流I段整定计算
（1）求动作电流
（1II
I=KI=1.25=1804.27Aset.1relk.B.max分）
（2）灵敏度校验，即求最小保护范围。
11lmin=Xs.max）=-0.3）=6.52kmz0.41set.1
满足要求。
（2分）lmin6.52
==65.2%>15%,
lAB
10
I
（3）动作时间：
t1=0s（
1分）
2、保护1
电流II段整定计算（
1）求动作电流IIIIIIII
Iset.1=KrelIset.2=Krel（KrelIk.C.max）=（1.1⨯1.25=817.23A2分）
（2）灵敏度校验
I.min满足要求。
（2分）
Ksen=k.B==1.49>1.3IIIset.1
（3）动作时间：
I
t1I=t2+0.5=0.5s（1分）
2、保护1电流III段整定计算（
1）求动作电流
III
KKss1.2⨯1.5IIIrel（1Iset.1=IA-B.Lmax=⨯150=317.65A
（2）灵敏度校验reK0.85近后备：
分）I.minKsen=k.B==3.84>1.3III
Iset.1
远后备：
分）I.min
Ksen=k.C==1.6>1.2IIIIset.1
III（3）动作时间：
分）st1III=t3+0.5（+10.5=1.5
2、如图3，已知：
网络的正序阻抗Z1=0.45Ω/km，阻抗角ϕL=65。
线路上采用三段
式距离保护，其第I、II、III段阻抗元件均采用0°接线的方向阻抗继电器，继电器的
III
最灵敏角ϕsen=65，保护2的延时t2=2s，线路AB、BC的最大负荷电流均为I
400A，负荷的自起动系数Kss=2,继电器的返回系数Kre=1.2，并设Krel=0.85，IIKrel=1.15，负荷的功率因数cosϕD=0.9，变压器采用了能保护整个变压器的无时
限纵差保护。
试求：
距离保护1第I段的动作阻抗，第II段、第III段的灵敏度与动作时间。
（24分）
XsB.max=40Ω
T1
T2图3
解：
1、距离保护1第I段：
II
动作阻抗：
Zset⋅1=Krel⨯ZAB=0.85⨯0.45⨯30=11.16Ω（1分）2、保护1的第II段（分两种情况）：
（1）与相邻线路配合：
IIIIIZset⋅1=Krel（ZAB+KrelKb⋅minZBC）（1分）
Kb⋅min=（
XsA⋅min+ZAB10+13.5
+1）=（+1）=1.59
XsB⋅max40（2分）
II
Zset⋅1=0.8（13.5+0.85⨯1.59⨯0.45⨯38）=29.29Ω（1分）
（2）与变压器支路配合：
IIIIIZset⋅1=Krel（ZAB+KrelKb⋅min
ZT
）
2（1分）
Kb⋅min=（
XsA⋅min+ZAB10+13.5
+1）=（+1）=1.59
XsB⋅max40（2分）
84.7
）=42.44Ω2（1分）
对以上两种情况，取较小者，所以：
IIZset⋅1=0.7（13.5+0.7⨯1.59⨯
II
Zset⋅1=29.29Ω（1分）
灵敏度：
Ksen
II
Zset29.29⋅A===2.17>1.5ZAB13.5满足要求。
（1分）
动作时间：
tII=0.5s（1分）
3、距离保护1的第III段：
采用方向阻抗继电器，
IIIZset⋅1=ZL⋅min
IIIKrelKreKsscos（ϕL-ϕD），（1分）
ZL⋅min=UL⋅min==142.89ΩIL⋅max，（1分）
IIIKre=1.2，Kss=2，Krel=1.15，
ϕD=cos-10.9=25.8︒，
IIIZset⋅1=142.89=66.81Ω1.15⨯1.2⨯2⨯cos（65-25.8）（2分）灵敏度：
（1）考虑本线路末端：
Ksen近IIIZset66.81⋅1===4.93>1.5ZAB13.5（1分）
（2）考虑相邻元件
a：
相邻线路末端
Kset远IIIZset⋅1=ZAB＋Kb⋅maxZBC，（1分）
Kb⋅max=（
Ksen远XsA⋅max+ZAB20+13.5+1）=（+1）=2.12XsB⋅min30，（1分）IIIZset66.81⋅1===1.34>1.2ZAB＋Kb⋅maxZBC13.5＋2.12⨯17.1满足要
求。
（1分）
b：
相邻变压器低压侧出口
Ksen远IIIZset⋅1=ZAB＋Kb⋅maxZT（1分）
Kb⋅max''XsA20+13.5⋅max+ZAB=（+1）=（+1）=2.12''XsB30⋅min（1分）Ksen远IIIZset66.81⋅1===0.33<1.2ZAB＋Kb⋅maxZT13.5＋2.12⨯84.7（1分）不满足要求，认为III段不能作为变压器的后备保护
IIIIII动作时间：
t1=t2+∆t=2+0.5=2.5s（1分）
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