《电力系统继电保护原理》课程习题.docx

1、电力系统继电保护原理课程习题电力系统继电保护原理课程习题电力系统继电保护原理习题 绪论 1、什么是故障、异常运行和事故？短路故障有那些类型？相间故障和接地故障在故障分量上有何区别？对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别？ 2、什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？ 3 、说明对电力系统继电保护有那些基本要求。 4 、针对下图系统，分别在D1、D2、D3点故障时说明按选择性的要求那些保护应动作跳闸。 1 D1 2 3 D2 4 5 6 7 8 D3 电流保护 思考题： 1、何谓继电器的动作电流和返回电流？返

2、回系数指何而言？为什么要使过电流继电器的返回系数大于0.85？是否其他继电器（如欠电压继电器、时间继电器、中间继电器等）也应满足这一要求？ 2、什么叫继电保护装置的动作电流？它与继电器的动作电流有什么关系？ 3、试述无时限电流速断保护的工作原理、整定计算原则和整定计算方法、最小保护范围计算方法和要求、原理接线特点和为什么要附加一只中间继电器以及中间继电器的作用。 4、试述带时限电流速断保护的工作原理、整定原则和整定计算方法、灵敏性校验方法和要求以及原理接线图的特点。此种保护所带时限的长短是由什么原则决定的？如何才能使它所带时限最短？最短能否取为零？为什么？ 5、试述定时限过电流保护的工作原理、

3、整定原则和整定计算方法、灵敏性校验方法和要求以及原理接线的特点。在不同情况下（如双回线，单电源环网等），其最大负荷电流应如何选择？为什么要考虑自起动系数？如何考虑？ 6、定时限过电流保护的动作时间是否也有整定为0s的情况？是什么情况？此时过电流保护是否已经可以称为“速断”？但是，为什么不叫“速断”？而带时限电流速断，既然已经带有时限，为什么还叫速断？这是否已经名不符实？应否予以纠正？为什么？ 7、分析和比较?、?、?段电流保护的异同，试按“四性”的要求评价它们的优缺点。 8、如何确定保护装置灵敏性够不够？何谓灵敏系数？为什么一般总要求它们至少大于1.2-1.5以上？是否越大越好？ 9、何谓可靠

4、系数？在?、?、?段电流保护整定计算中，为什么 K k ,K k ,K k的取值不一样，试分析其理由。 10、 为什么电流速断保护在整定计算时不考虑返回系数和自起动系数？ 11、 何谓最大运行方式和最小运行方式？针对图2-39所示网络中的保护1、4、9确定各保护的最大和最小运行方式。 12、将两个变比相同的电流互感器的二次侧顺极性串连，接入负载阻抗为2欧姆。求二次电流和每个电流互感器的等效负载。 13、将两个变比相同的电流互感器的二次侧同极性并连，接入负载阻抗为2欧姆。求二次电流和每个电流互感器的等效负载。 14、查某电流互感器的10%误差曲线，当m10（一次电流倍数）=20时，所允许的二次负

5、载为2.5欧姆。设该电流互感器的变比为：1000/5，当一次电流为10000A时，实际接入该CT二次的负载为2.5欧姆，问该电流互感器的变比误差是大于10%，等于10%，还是小于10%。 15、针对图2-40（a）、（b）所示网络，试分别指出当其中保护1、保护2进行I,II,III段电流保护整定时（包括动作电流的计算和灵敏性校验），应当选取的计算条件（包括运行方式、短路点和短路类型以及所取用的短路电流同短路点电流的关系）。 16、试就原书第10页图2-2，说明旋转舌片式电磁型继电器的构造和工作原理。如何调整继电器的动作电流和返回电流？ 17、原书第10页图2-3为晶体管型过电流继电器的原理接线

6、图，试问： 1）试将该图改画成更为简明的原理框图； 2）如画出原理框图，你能否为每个“框”找出另一种可替代的电子线路？ 18、带时限电流速断保护同定时限电流速断保护的时间整定原则是否相同？其中都用到一个“时间阶段”?t，试问，两者所用的?t是否是一会事？各应如何决定？ 19、在中心点不接地电网中，采用两相星型接线（参见原书23页图2-20）的电流保护是否在所有情况下都能保证有三分之二的机会只切除一条线路？而当该保护采用三相星型接线时，是否在所有情况下都会100%地切断两条线路？ 20、试画出当D，y11变压器星型侧发生AB两相短路时两侧各相电流的向量图，并指出它们的相对大小关系。 21、在什么

7、情况下采用三段式电路保护？什么情况下采用两段式电流保护？两段式电流保护指何而言？什么情况下可只用一段定时限过电流保护？?、?段电流保护能否单独使用？为什么？ 22 电流保护的接线方式有几种？它们各自适合于什么情况？ 23、什么是原理图、展开图和安装接线图？它们的特点是什么？各有何用途？绘制这些图时应遵守哪些规定？阅读这些图时应注意哪些规律？ 24、请查阅原书第26页图2-22(c)，在跳闸回路中，为什么要串入断路器DL的辅助触点，它的作用是什么？对它的工作要求是什么？ 25、原书第26页图2-22中的信号继电器触点的画法为什么与众不同？试说明它所代表的特殊涵义。 26、举例说明在什么情况下电流

8、保护（电流速断和过电流保护）有必要加装方向元件。 27、说明功率方向继电器的作用及其所反应的量的实质是什么？ 28、幅值比较式功率方向继电器所比较的二电气量 A = KUUJ + KIUJ 和B =KUUJ - KIIJ 中的 KU 和KI 是怎样取得的？KU 、 KI 的大小和相位对该继电器的动作特性有何影响？比较二电气量的幅值为什么可以实现对UJ 和IJ 间相位的比较？相位比较和幅值比较的原理之间有什么互换关系？ 29、何谓电抗互感器（或电抗变压器）？试述它的功用及工作原理和特性。 30、试述LG-11型功率方向继电器的构造及工作原理。 31、整流型幅值比较回路有哪两种方式？它们有何异同和

9、优缺点？ 32、功率方向继电器的最大灵敏角和其动作范围如何确定？试举例说明之。最大灵敏角的涵义是什么？什么叫继电器的内角？ 33、试述LG-11整流型功率方向继电器的构成及工作原理。并解释何谓功率方向继电器的内角、灵敏角，他们之间具有什么关系？画出功率方向继电器的动作区？ 00的范围内？ 306034、 为什么LG11功率方向继电器的内角应选择在35、 在正方向出口两相短路时，LG11功率方向继电器会不会有死区？说明为什么？在正方向出口三相短路时有死区吗？LG11是通过什么措施消除死区的？ 36、在输电线路上,采用功率方向继电器构成方向保护时，保护有死区，为什么叫死区？产生死区的原因是什么？死

10、区的大小和继电器的哪些构造参数有关？如何消除死区？试指出在理论上和实际上消除死区的措施。 37、何谓90?接线？保证采用90?接线的功率方向继电器的正方向三相和两相短路时正确动作的条件是什么？为什么？采用90?接线的功率方向继电器在相间短路时会不会有死区？为什么？ 38、对照90?接线的定义，当采用60?接线或30?接线时，接入功率方向继电器中的电流和电压应如何组合？如接A相电流，需要哪一相的电压与之配合？ 39、试分析采用60?接线时，为了能在所有相间短路时功率方向继电器都能正确动作，该继电器的内角需要选取在哪一范围？ 40、为什么用于相间短路保护的功率方向继电器出厂时只提供两中可调的内角，

11、即可取30?或45?？ 41、当LG-11型功率方向继电器采用60?接线用于相间短路时，最适合的线路阻抗角应是多少，即 d等于多少时，继电器工作最灵敏？ 42、说明反映相间短路的电流保护中，可以不装方向元件的条件。 43、通常方向性电流保护的动作方向都是指由母线指向线路，如果要改变它的动作方向（由线路指向母线）应采取什么措施？ 44、为什么反映接地故障的保护一般常采用零序电流保护和零序电压与零序方向保护？ 45、何谓中性点直接接地电网和中性点非直接接地电网，我国哪些电压电网属于前者？哪些电压电网属于后者？二者之间主要区别是什么？主要优缺点是什么？ 46、中性点直接接地电网中，从满足接地保护的基

12、本要求出发，应如何考虑电网中中性点的接地问题？ 47、中性点直接接地电网，当发生单相接地时，其故障的特点是什么？试说明在不同地点发生接地时，零序电流和零序电压的大小和分布特点。某点的零序电压和零序电流的大小和方向与哪些因素有关？ 48、在继电保护中，通常依靠什么方法获取零序电压和零序电流？试说明滤取零序电压和零序电流的基本原理和基本组成元件。 49、试比较在中性点直接接地电网中采用的三段式零序电流保护与对相间短路采用的三段式电流保护有何异同？ 50、什么叫灵敏?段和不灵敏?段？二者有何区别？各用于何处？都是在什么情况下起作用？ 51、举例说明在零序电流保护中，什么情况下必须考虑保护的方向性？

13、52、在方向性零序电流保护中，作为方向元件的LG-12型功率方向继电器与反应相间短路的保护中采用的LG-11型功率方向继电器，在构造、工作原理、参数选择、使用条件等方面有何异同？ 53、在方向性零序电流保护中，可否依靠采用不同的接线方式来直接应用。G-11型功率方向继电器作为零序功率方向元件？ 54、如果比照反应相间短路的保护中功率方向继电器的90?接线定义来推论，在方向性零序电流保护中，当采用LG-12型功率方向继电器作为零序功率方向元件时，通常采用的接线方式应当叫做多少度接线（假定发生单相接地且取接地回路的阻抗为纯电阻性）？ 55、分别画出正方向接地和反方向接地时零序电压和零序电流的向量图

14、。 56、简述整流型零序功率方向继电器的构成原理及动作特性。 57、画出整流型零序功率方向继电器与零序电流滤过器和电压互感器开口三角绕组的正确接线。并用向量图说明为什么要采用这种接线。 58、零序?段的整定原则有三：其一是躲避断路器合闸时三相不同期所产生的最大零序电流；其二是躲避非全相运行时的最大零序电流；其三（略）。前两个原则所指的情况是否一样？哪一种情况较为严重？在什么情况下要考虑哪一种？什么情况下又可以不考虑？ 59、零序过电流保护的整定原则是什么？为什么可以不考虑躲避非全相运行？ 60、何谓中性点非直接接地电网？在此种电网中发生单相接地故障时出现的零序电压和零序电流有什么特点？它与中性

15、点直接接地电网中，接地故障时出现的零序电压和零序电流在大小、分布以及相位上都有什么不同？ 61、在直接接地电网中，计算各元件零序阻抗和绘制零序网络时，为什么一般只计及线路及变压器的零序阻抗，而忽视线路的对地容抗？相反，在中性点非直接接地电网中，却只考虑对地容抗，而忽视线路本身的零序阻抗，为什么？ 62、在中性点不接地电网中采用的有选择性零序电流保护，在接地故障时，它是靠什么电流动作的？当被保护线路本身无接地故障时，它应躲过多大电流才能保证不该动作时不动？ 63、在中性点非直接接地电网中，什么情况下可以采用零序电流方向保护？这时采用何种功率方向继电器为好？如果在LG-11和LG-12中选择，应选

16、用哪一种？在使用中引入零序电压和零序电流时，是否还需要将其中的一个量（ 3Io或3U o）反接？为什么？ 64、中性点经消弧线圈接地的电网中，单相接地故障的特点及其保护方式如何？ 65、何谓欠补偿、过补偿、完全补偿及不完全补偿？一般采用哪一种补偿方式较好？为什么？ 66、何谓绝缘监视？功用如何？如何实现？ 67、在电力系统中广泛采用了具有三段式动作特性的保护方式，试以反应相间短路的电流保护为例，说明三段式保护的作用及选择整定值（包括动作电流、动作时限和灵敏系数）的基本原则。 68、在中性点直接接地和非直接接地电网中，发生单相接地的线路首端的零序电流都比零序电压超前90?-110?，这种说法对不

17、对？ 69、一般而言，在发生单相接地（金属性）的中性点直接接地电网中出现的零序电压总比在非直接接地电网中出现的零序电压小3倍，对吗？ 70、什么是中、性点直接接地系统和中性点非直接接地系统？在两种接地系统中发在、？ 生单相接地故障时，零序分量有何不同计算题： 1在图1-1所示的35kv中性点不接地电网中变电所A母线引出的线路AB上，装设三段式电流保护，保护拟采用两相星形接线。试选择电流互感器的变比并进行?段、?段、?段电流保护的整定计算，即求?、?、?段的一次和二次动作电流（ Idz， Idz?j , Idz ， Idz?j ，Idz ，Idz?j ），动作时间（ t ， t ，t ）和?段的

18、最小保护范围 lmin %，以及?段和?段的灵敏系数 Klm ， Klm(1) ，Klm(2) 。对非快速切除的故障要计算变电所母线A的残余电压。已知在变压器上装有瞬动保护，被保护线路的电抗为0.4/km，可靠系数取 Kk =1.3，Kk =1.1，Kk =1.2，电动机自起动系数 Kzq =1.5，返回系数 Kh =0.85，时限阶段t=0.5s，计算短路电流时可以忽略有效电阻。其他有关数据按3种方案列于表1-1中。 图1-1 表1-1 习题1-1有关数据 方案 系统电抗 线路长度 变压器 容短路电压 最大负荷10KV线路保护Ud% Xs（） L（km） 量（MVA） （MVA） 最长动作时

19、间 1 0.3 10 2*10 7.5 15 2.5 2 0.8 8 2*7.5 7.5 10 2 3 2 15 2*5.6 7.5 8 1.5 2在图2-2所示网络中,试对线路AB进行三段式电流保护整定(包括选择接线方式,计算保护各段的一次动作电流,二次动作电流,最小保护范围,灵敏系数和动作时间,选出主要继电器型号规范)。已知线路的最大负荷电流 =100A，电流互感器变比为300/5，保护2的过电流保护动作时间为2.2s,母线A,B,C等处短路时流经线路AB的短路电流计算值如表2-2。 图1-2 表1-2 有关短路电流计算值（KA） 短 路 点 最大运行方式 最小运行方式 A 5.34 4.

20、27 B 1.525 1.424 C 0.562 0.548 计算题： 3.在图1-3所示35KV单侧电源电网中，已知线路L1的最大负荷电流 I=189A，fh.max电动机自起动系数K=1.2，电流互感器变比为200/5，在最小运行方式下，变压器低压侧zq三相短路归算至线路侧的短路电流I=460A,线路L1装有相间短路的过电流保护，采用两继d电器式两相星形接线。试求： （1）线路L1的过电流保护的动作电流II及继电器的动作电流。 dzjdz（2）利用电力系统故障分析知识，论证变压器低压侧短路时，线路L1的过电流保护的灵敏系数KK的计算公式，求出数值，并判断其是否符合要求? lmlm（3）如果

21、求出的KK不符合要求，问保护的接线方式应如何改进? 改进后的等于lmlm多少? 图1-3 4 .按60接线方式接入的三只功率方向继电器（按90接线方式的定义可以推知，60接线是指当某功率方向继电器接入电流为时，对应接入的电压为-，余类推。）用作 线路的相间短路保护。由电源到保护安装地点的系统阻抗角考虑过渡电阻的影响，其变动范围假定为0-60。当被保护线路上发生短路时，保护安装地点的电压下降到很小值，其大小相对于额定电压已可忽略。试回答以下问题： (1) 功率方向继电器的最大灵敏角的最佳值？假定保证继电器可靠动作的相角 的条件为=+70，应有怎样的变化范围？ (2) 将继电器改为90接线，重答上

22、述问题。 5 . 在图1-4所示110kv网络中，已知线路的正序和负序阻抗=0.4/km,零序 阻抗为=1.4/km, 变压器装有瞬动保护, 变压器的短路电压为%=10.5。计算时可 靠系数均取1.2，时间阶段为0.5s，求不平衡电流时，电流互感器误差取10%。其他已知参数见表1-3，试为线路AE选择无方向性零序电流保护（求线路负荷电流，选电流互感 器变比，计算所选保护的动作电流，动作时间t,计算I段保护范围长度%和II 段、III段灵敏系数）。 图1-4 表1-3 习题1-5已知数据表 方案 系统阻抗 零序阻抗 线路长度 单台变压器 保护动作负荷功率正序=负序（） L（km） 负荷功率时间

23、（s） （MVA） （） （MVA） 1 15 15 40 32 0.5 50 2 10 10 30 32 0.5 40 3 10 10 50 32 1.0 40 4 15 25 80 16 0.2 25 5 20 10 60 16 0.5 25 距离保护 1、什么叫距离保护？距离保护所反应的实质是什么？它与电流保护的只要区别是什么？ 2、什么叫测量阻抗、动作阻抗、整定阻抗、返回阻抗、短路阻抗、负荷阻抗？它们之间有什么不同？ 3、等式；在什么条件下才能成 立？在什么情况下这些条件才会发生。 4、利用全阻抗、偏移阻抗或方向阻抗继电器作为距离保护的测量元件时，试问： （1）反方向故障时，采取哪些措

24、施才能保证距离保护不动作； （2）正方向出口短路时，接到继电器上的电压降为零或趋进于零时是否有死区？如有，须如何减小或消除？ 5、阻抗继电器是通过电压互感器连接到线路上的，这就使继电器端子上的整定阻抗同线路上实际反应的整定阻抗在数值上不相等，试问两者之间存在什么关系？由此关系去推断： （1）线路发生短路时，由于电流互感器铁芯饱和而使它出现负误差时，保护范围有什么变化（伸长或缩短）？ （2）当短路时，由于电压下降很严重、电压互感器铁芯工作于其磁化曲线的起始部分，即导磁率下降，使误差增加，此时保护范围有什么变化（伸长或缩短）？ 6、具有圆特性的全阻抗、偏移特性阻抗和方向阻抗继电器各有何特点？ 7、

25、有两种原理可以用来分析圆特性和直线特性阻抗继电器的动作特性及其构成方法，试说明这两种原理是什么？两者之间有什么关系？ 8基于比较两电量幅值的原理和基于比较两电量相位的原理中，、和 各量都用到和，试说明和是什么量？如何获得？如何选取？它与继 电器的动作特性及动作整定参数有什么关系，试举例说明之。 9、已知被比较的两电气量为， （1）当比较此二电气量的幅值时，可构成何种继电器？此时其动作条件是什么？动作特性是什么（设已知）？ （2）当比较此二电气量的相位时，可构成何种继电器？此时其动作条件是什么？动作特性是什么？ （3）对于（1）如该用比较相位的原理，所需二电气量的表达式如何？此时其动作条件是什么

26、？动作特性是什么？ （4）对于（2）如该用比较幅值的原理，所需二电气量的表达式如何？此时其动作条件是什么？动作特性是什么？ 10、已知被比较的两个电气量分别为， （1） 试问采用比较该二电气量的相位，且取动作条件为时所构成的继电器是什么继电器？它的动作特性是什么？试用复平面或向量图画出它的动作特性或动作范围。作图时取， 。 （2） 比较上述二电气量的幅值，且取动作条件为来构成的继电器是什 么继电器？它的动作特性是什么？试用复平面画出其动作特性并指出动作参数是多少。作图时取，。 11、基于比较两个量和的幅值而构成的继电器，其动作条件已取为， 如果把这一动作条件改为：，继电器的特性会发生什么变化？

27、如果想保持其特 12、基于比较幅值和基于比较相位两种原理都可构成同样特性的继电器，那么，究竟根性不变，有否可能？需如何处理？为什么？ 据什么条件来决定采用哪一种原理构成继电器？ 13、在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈，接入电流电压时，一定要注意不要接错极性，如果接错会发生什么后果？对全阻抗继电器和偏移阻抗继电器，是否也应注意不要接错极性，为什么？ 14何谓0?接线？相间短路用阻抗继电器为什么常常采用0?接线？为什么不用相电压和本相电流的接线方式？ 15、接地故障的方向可以利用零序电压和零序电流构成的零序功率方向继电器来反应，接地距离为什么不可以零序电压和零序电流构成的“零序阻抗继电器”来反应

28、？ 16、方向阻抗继电器为什么会有死区？如何消除？ 17、附加“记忆回路”可以消除阻抗继电器在所有类型故障时的死区（包括暂态和稳态）？这种说法对吗？为什么？ 18、引入第三相（非故障相）电压可以阻抗继电器在所有类型故障时的死区（包括暂态和稳态）？这种说法对吗？为什么？ 19、方向阻抗继电器的动态特性是怎样产生的？动态特性给继电器的动态特性带来了什么优缺点？试说明其理由。 20、方向阻抗继电器的工作要考虑精确工作电流问题，是否只有方向阻抗继电器才要考虑精确工作电流问题？精确工作电流越大越好的说法对吗？试说明其理由。 21、精确工作电流不满足要求时，会产生什么后果？应当采取什么措施使精确工作电流得

29、以满足。 22、过渡电阻总是使距离保护的测量阻抗比实际阻抗偏大，因此过渡电阻总是使距离保护把近处故障当作远处故障来反应，其结果总是使保护发生拒动的说法对吗？为什么？ 23、试全面分析过渡电阻对距离?段的影响大，还是对其?段的影响大，为什么？ 24、保护的死区问题似乎只是对保护?段而言（因系出口短路时才会有），由此是否可以得出结论： （1）所有?段都有死区问题； （2）?段和?段（包括距离保护，也包括以前讲过的方向性距离保护）没有死区问题。 以上结论是否正确？试说明其理由。 25、过渡电阻对长线距离保护的影响大还是对短线距离保护的影响大？为什么？ 26、过渡电阻对单侧电源线路的距离保护的影响大，

30、还是对双侧电源线路的距离保护的影响大？为什么？对双侧电源线路，由线路一侧测得的过渡电阻值与故障点实际过渡电阻值是否仍然一致？如不一致，试说明二者之间有何关系。 27、分支系数可以大于1、小于1，也可以等于1，这种说法对吗？如果对，试进一步说明在什么情况下可等于1或大于1或小于？ 28、为什么整定距离?段定值时要考虑最小分支系数？ 29、电力系统振荡的特点是什么？对继电保护会带来什么影响？应采取哪些措施来防止？ 30、如果已知振荡对某保护有影响，而此距离保护共有三段，是否各段都要受振荡影响？如果只有一段手影响，那么，受振荡影响的可能性最大的应是哪一段？ 31、判断距离保护是否可能受到振荡影响的最简单方法是什么？ 32、试详细说明在一个具体网络中，哪些距离保护（或其中的某段0或受到振荡影响？ 33、何谓振荡中心？其位置如何确定？振荡中心的电流和电压的变化有何特点？ 34、三段式距离保护的整定原则和三段式电流保护有何异同？ 35、距离保护整定计算时，是否需要考虑电源的运行方式？考虑分之系数算不算考虑系统的运行方式？ 36、整定距离?段的基本原则是什么？应如何确定是采用过电流继电器、全阻抗继电器、方向性阻抗继电器，还是采用其它特性更为复杂的继电器作为距离三段的测量元件？采用方向阻抗继电器的灵敏系数比采用全阻抗继电器的灵敏系数可提高多少倍？ 37、不同特性的阻抗继电器（如全阻抗、方