电力系统继电保护复习题 新.docx

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电力系统继电保护复习题新

1绪论

1.1填空题

1.电力系统继电保护应满足（选择性）（速动性）（灵敏性）（可靠性）四个基本要求。

2.电力系统发生故障后，总伴随有电流（增大）电压（减小）线路始端测量阻抗的（减小）电压与电流之间相位角（变化）。

3.电力系统发生故障时，继电保护装置应（切除故障），电力系统不正常运行时，继电保护装置一般应（跳闸）。

4.电力系统切除故障时的时间包括（继电保护的动作时间）时间和（断路器跳闸）的时间。

5.继电保护灵敏性指其对（其保护范围内）发生故障或不正常工作状态的反应能力。

6.继电保护装置一般由（测量部分）、（逻辑部分）和（执行部分）组成。

7.继电保护装置的测量部分是由被保护元件的（被保护对象输入有关的电气量）与保护的（已给的整定值）进行比较。

1.2选择题

1.我国继电保护技术发展过了五个阶段，其发展顺序是（C）

A机电型晶体管型整流型集成电路型微机型

B机电型整流型集成电路型晶体管型微机型

C机电型整流型晶体管型集成电路型微机型

2.电力系统最危险的故障（三相短路）

3.电力系统短路时最严重的后果是（C）

A电弧使故障设备损坏

B使用户的正常工作遭到破坏

C破坏电力系统运行的稳定性

4.继电保护的灵敏度系数K1m要求（C）

AK1m<1

BK1m=1

CK1m>1

线路保护一般装设两套，它们是（一套为主保护，另一套为后备保护）

1.3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，并与已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

1.4填空题

1.瞬时电流速断保护的保护范围随（运行方式）和（故障类型）而变。

2.瞬时电流速断保护的保护范围在被保护线路（始）端，在（最小）运行方式下，保护范围最小。

3.本线路限时电流速断保护的保护范围一般不超过相邻下一条线路的（电流速断）保护的保护范围，故只需带（0.5s）延时即保证选择性。

4.线路装设过电流保护一般是为了作本线路的（主保护和近后备保护）及作相邻下一条线路的（远后备保护）。

5.为使过电流保护在正常运行时不动作，其动作电流应大于（最大负荷电流），为使过电流保护在外部故障切除后可靠返回，其返回电流应大于（最大负荷电流）

6.为保证选择性，过电流保护的动作时限应按（阶梯）原则整定，越靠近电源处的保护，动作时限越（长）。

7.在三段式电流保护中，电流Ⅰ段又称为电流速断保护，电流Ⅱ段又称为限时电流速断保护，电流Ⅲ段又称为定时限过电流保护，并且由电流Ⅱ段联合工作构成本线路的（主保护）。

8.装有三段式电流保护的线路，其首端故障时一般瞬时电流速断保护动作，末端故障时一般限时电流速断保护动作。

9.三段式电流保护中，最灵敏的是第（Ⅲ）段，因为（）。

10.已知返回系数

，可靠系数

，自启动系数

，最大负荷电流

，三段式电流保护Ⅲ段的整定电流

=（）。

根据整定公式，为了保护动作的可靠性，要求返回系数

=（0.85）。

11.在双侧电源网络中，方向性电流保护是利用判别短路功率的（方向）或电流、电压之间的（相位角）关系，判别放生故障的方向。

12.为了减少和消除死区，功率方向继电器通常采用（90°）接线方式，习惯上采用

，

称为功率方向继电器的（内角），要使功率方向继电器在各种相间短路请况下均能动作，

应满足（30°＜α＜60°）。

当加入继电器电流端子上的电流为

时，加入继电器的端子电压是（Uab）；当加入继电器电流端子上的电流为

时，加入继电器的端子电压是（UCA）。

13.采用90°接线方式的LG-11型功率方向继电器，其内角

时，该继电器的灵敏角

为-30°,该继电器用于线路阻抗角

为60°的线路上最灵敏。

14.双侧电源网络中的限时电流速断保护，当分支电路中有电源时，要考虑（）的影响，当分支电路为一并联的线路时，要考虑（）的影响，因此在整定值中引入一个（）。

15.中性点直接接地电网发生接地短路时，零序电流的大小和分布主要取决于变压器接地中性点的（零序阻抗）和（送电线路的零序阻抗）。

16.中性点直接接地电网发生单相接地短路时，零序电压最高值应在（故障点）处，最低值在（变压器接地中性点）处。

17.中性点直接接地电网中，零序保护的零序电流可以从（）取得，零序电压可以从（）取得。

18.三段式零序电流保护由瞬时零序电流速断保护、（限时零序电流速断）保护和（零序过电流）保护组成。

19.零序电流速断保护与反应相间短路的电流速断保护比较，其保护区（广），而且（没有死区）；其灵敏性（高）、动作时限（短）。

20.中性点经消弧线圈接地根据补偿程度可分为（完全补偿）、（欠补偿）和（过补偿）三种方式，实际应用中都采用（过补偿）方式，其中

称为（过补偿度），一般取P=（5%~10%）。

1.5选择题

1.电流速断保护的动作电流应大于（A）

A被保护线路末端短路时的最大短路电流

B.线路的最大负载电流

C.相邻下一段路末端短路时的最大短路电流

2.电流速断保护的保护范围在（C）运行方式下最小

A.最大

B.正常

C.最小

3.双侧电源线路中的电流速断保护为提高灵敏性，方向元件应装在（B）

A.动作电流大的一侧

B.动作电流小的一侧

C.两侧

4.若装有定时限过电流保护的线路，其末端变电所木线上有三条出线，各自的过电流保护动作时限分别为1.5s、0.5s、1s，则该线路过电流保护的时限应该定为（B）

A.1.5S

B.2S

C.3.5S

5.定时限过电流保护的动作电流需要考虑返回系数，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

6.装有三段式电流保护的线路，当线路末端短路时，一般由（B）动作切除故障

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

7.三段式电流保护中灵敏性最好的是（C）

A.I段

B.Ⅱ段

C.Ⅲ段

8.三段式电流保护中，保护范围最小的是（A）

A.Ⅰ段

B.Ⅱ段

C.Ⅲ段

9.有一段线路，拟定采用两段式电流保护，一般采用三段式电流保护中的（C）

A.Ⅰ、Ⅱ段

B.Ⅰ、Ⅲ段

C.Ⅱ、Ⅲ段

10.双侧电源线路的过电流保护加方向元件是为了（A）

A.解决选择性

B.提高灵敏性

C.提高可靠性

11.双侧电源电网中，母线两侧方向过电流保护的方向元件当（A）可以省略

A该保护的时限较长时

B该保护的时限较短时

C两侧保护的时限相等时

12.考虑助增电流的影响，在整定电流保护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

13.在中性点直接接地电网中，发生单相接地短路时，故障点零序电流和零序电压的相位关系是（A）

A电流超前电压约90度

B电压超前电流约90度

C电压电流同相位

1.6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=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

3.电流Ⅰ段和Ⅱ段联合工作时，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0.3~0.6s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Ksen≥1.3~1.5

则：

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

（1）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

，引入可靠系数

（1.2~1.3）即

（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

，引入可靠系数

即

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。

2.5计算题

如图所示的网络中，试对保护安装处1的电流I段、II段的一次动作电流进行整定并校验相应的灵敏性。

已知母线A处三相短路时，流经线路的短路电流在最大运行方式时为6.67kA，在最小运行方式时为5.62kA，线路单位长度阻抗

，取

，

。

2

电网的距离保护

2.1填空题

1.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）的一种保护。

2.方向阻抗继电器当用幅值方式判断动作特性时满足（|Zj-0.5Zsd|≤|0.5Zzd|）继电器启动，当用相位比较方式判断动作特性时，用Zset与（Zj-Zzd）之间的相位差

作为判别的依据，当（90°≤θ≤270°），继电器动作。

3.方向阻抗继电器幅值比较式电气动作方程为（

）,则其相位比较式电气动作方程为（

）偏移阻抗继电器相位比较式电气动作方程为（

），则其幅值比较式电气动作方程为（

），继电器的幅值比较回路可采用（

）和（

）两种类型。

4.若方向阻元件的整定阻抗为

，则方向阻抗继电器比幅式动作方程为（

），其比相式动作方程为（

）。

5.偏移阻抗继电器比幅式动作方程为（

），其比相式动作方程为（

）其中

称为（），当

=1时其特性变为（全阻抗继电器）特性，当

=0时，其特性为（方向阻抗继电器）特性。

6.圆特性阻抗继电器，

为整定阻抗，

为测量阻抗，比幅式阻抗继电器能够启动对方向阻抗继电器应满足的条件为（

），偏移阻抗继电器应满足的条件为（

）方向阻抗继电器的缺点是（）偏移阻抗继电器的缺点是（）。

7.距离保护一般采用

接线方式，对反应BC相间短路的阻抗继电器，加入继电器的电压为（

），加入继电器的电流为（

）。

对反应A相接地短路的阻抗继电器，加入继电器端子的电压为（

），加入继电器端子的电流为（

）。

8.阻抗继电器通常采用（0°）接线方式，该界限方式的优点是测量阻抗

与（故障类型）无关，且基本不随运行方式变化。

9.考虑助增电流的影响，在整定距离保护的（Ⅱ）段的动作阻抗时，应引入大于1的分支系数，并取可能的（最小运行方式）。

在校验距离III段作（远后备）保护的灵敏系数时，应引入大于1的分支系数，并取可能的（最大运行方式）。

10.为考虑汲出电流的影响，在整定距离保护（Ⅰ）段的动作阻抗时，应引入小于1的分支系数，并取可能的（）。

汲出电流将使距离保护II段的测量阻抗（），保护范围（）。

11.故障点的过渡电阻，一般使测量阻抗（增大），保护范围（缩短）。

12.故障点的过渡电阻主要对距离保护的（Ⅰ）段有影响，可采取的措施有：

采用（透镜特性阻抗继电器）或采用（偏移特性阻抗继电器）。

13.系统振荡对距离保护（Ⅰ）段有影响，对（Ⅲ）段没有影响

14.三种圆特性的阻抗继电器中，（全阻抗继电器）受系统振荡的影响最大，（透镜型）受系统振荡的影响最小。

15.为防止系统振荡引起保护误动，可以利用（负序（零序）分量元件）和（负序电流过滤器）构成振荡闭锁回路。

2.2选择题

1.三种圆特性的阻抗继电器中，（C）既能测量故障点的远近，又能判断故障点方向。

A全阻抗继电器

B方向阻抗继电器

C偏移阻抗继电器

2.有一整定阻抗为

Ω的方向阻抗继电器，当测量阻抗

Ω时，该继电器处于（A）状态。

A动作

B不动作

C临界动作

3.故障点过度电阻主要对距离保护（A）有影响。

AⅠ段

BⅡ段

CⅢ段

4.从减小系统振荡的影响出发，距离保护的测量元件应采用（C）。

A全阻抗继电器

B方向阻抗继电器

C偏移阻抗继电器

5.距离保护第Ⅲ段不加振荡闭锁是因为（A）

AⅢ段带较长延时，可躲过振荡

B电力系统振荡对Ⅲ段没有影响

CⅢ段在电力系统振荡时不会启动

2.3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110KV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——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——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应，但一般多为相间距离保护首先跳闸。

2.什么是阻抗继电器的最大灵敏角？

为什么通常选定线路阻抗角为最大灵敏角？

答：

当测量阻抗Zm的阻抗角与正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等时，阻抗继电器的动作阻抗最大，正好等于Zset1,即Zop=Zset1,此时继电器最为灵敏，所以Zset1的阻抗角又称为最灵敏角。

选定线路阻抗角为最大灵敏角，是为了保证在线路发生金属性短路的情况下，阻抗继电器动作最灵敏。

3.导出具有偏移圆特性的阻抗继电器的绝对值比较动作方程和相位比较动作方程。

答：

如图3-4所示偏移阻抗特性圆，在阻抗复平面上，以Zset1和Zset2末端的连线为直径作出的圆就是偏移特性圆，圆心为

，半径为

测量阻抗Zm落在圆内或圆周上时，Zm末端到圆心的距离一定小于或等于圆的半径，而当测量阻抗Zm落在圆外时，Zm末端到圆心的距离一定大于圆的半径，所以绝对值比较动作方程可以表示为

当阻抗落在下部分圆周的任一点上时，有

，当阻抗落在左上部分圆周的任一点上时，有

当阻抗落在圆内的任一点时，有

所有阻抗继电器的相位比较动作方程为

4.什么是助增电流，什么是外汲电流？

它们对阻抗继电器有什么影响？

5.什么是电力系统振荡？

它和短路有什么区别？

振荡时电压电流有什么特点？

阻抗继电器的测量阻抗如何变化？

6.什么是振荡闭锁？

它是如何构成的？

在系统振荡时，要采取必要的措施防止保护因测量元件动作而误动。

这种用来防止系统振荡时保护误动的措施，称为振荡闭锁。

一种是因电力系统受到大的扰动（如短路、大机组或重要联络线的误切除等）而导致暂态稳定破坏。

一种是因为联络线中传输的功率过大而导致静稳定破坏。

7.在双侧电源电路中，保护测量到的过渡电阻为什么会呈现容性或感性？

2.4计算题

1.下图所示系统，各元件阻抗角均为70o，

，

，

，

，两侧系统的电动势幅值相同，线路配有距离保护，均采用方向阻抗特性的阻抗继电器，试解答：

（1）系统的振荡中心在何处？

（2）对保护1的距离保护I段，II段进行整定计算？

（3）保护1的距离保护I段是否需要加装振荡闭锁，为什么？

（4）作出系统振荡时，保护1的测量阻抗轨迹图，并计算其II段阻抗继电器动作时，对应的两侧系统电动势相位差的区间？

2.根据下列数据整定保护1处距离I段和II段的一次动作阻抗并校验相应的灵敏度。

已知线路AB长25km，

，BC为双回线路，其中一回全阻抗为

，另一回线路全阻抗为

；取

，

。

3

输电线路纵联保护

3.1填空题

1.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）。

2.纵差保护的一次动作电流可按（）和（）两个条件进行选择，输电线纵联差动保护常采用（环流法）和（均压法）两种原理接线。

3.在高频保护中，按高频通道传送信号的性质可分为传送（闭锁信号）、（允许信号）和（跳闸信号）三种类型。

在高频闭锁距离保护中，其启动元件必须采用（方向阻抗）继电器。

4.电力系统高频保护是利用非故障线路靠近（故障点）一侧向本端及本线路对端发出（高频闭锁信号），保证非故障线路不跳闸。

5.相差高频保护的基本原理是比较被保护线路两侧（）短路电流的相位（），而高频闭锁方向保护则是比较两侧（）短路功率的方向（）。

6.相差高频保护是比较被保护线路两端的短路电流的相位。

保护范围内部故障时，两端电流相位（相同），由对端发出的（高频脉冲电流信号）不能填满空隙，保证了内部故障时两端跳闸，而当保护范围外部故障时，由于两端电流相位（相反），由对端送来的（高频脉冲电流信号）正好填满空隙，使本端的保护（闭锁）。

7.相差高频保护中比相元件的作用是根据被保护线路两侧（电流的相位）来判断是（内部故障）还是外部故障。

3.2选择题

1.外部短路时，方向闭锁高频保护是靠（B）来将两侧保护闭锁。

A.两侧的发信机不发信

B.近故障点侧的发信机发信

C.远故障点侧的发信机发信

2.高频闭锁方向保护的功率方向元件（A）

A.能反应所有类型的故障

B.只能反应相间故障

C.只能反应接地故障

3.方向闭锁高频保护发信机启动后，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

4.高频保护用的高频阻波器是直接串接在工频线路中的，所以对（C）

A.工频电流有较大影响

B.工频电流影响不大

C.对线路有影响

简答题

1.纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么？

简述纵联保护的主要优缺点。

2.输电线路纵联保护中通道的作用是什么？

通道的种类有哪些？

各有什么优缺点

和适用范围？

答：

由于纵联保护中需要比较两端的电气量，即要将一端的电气量式其用于被比较的特征传送到对端，通道就是传送这些电气量的通路。

3.通道传输的信号种类有哪些？

通道的工作方式有哪些？

4.闭锁式纵联保护为什么需要高、低定值的两个启动元件？

答：

便于双端保护的配合，以确保外部短路时可靠闭锁。

由于启动发信的低定值元件的灵敏度总是高于启动停信及跳闸的高定值元件的灵敏度，因此外部故障时启信元件总是能够先于停信元件动作，可靠地将两侧保护闭锁。

5.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？

答：

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。

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。

6.什么是闭锁角？

其大小由什么决定？

它对保护有什么影响？

4

自动重合闸

4.1填空题

1.在单相自动重合闸中，根据网络界限和运行特点，常用的选相元件有（电流选相元件），（低电压选相元件）和（阻抗选相元件）。

2.重合闸与继电保护的配合一般采用（自动重合闸前加速保护）和（自动重合闸后加速保护）两种方式。

4.2问答题

1.何谓瞬时性故障？

何谓永久性故障？

它们对自动重合闸有什么影响？

答:

当故障发生并切除故障后，经过一定延时故障点绝缘强度恢复、故障点消失，若把断开的线路断路器再合上就能够恢复正常的供电，则称这类故障是瞬时性故障。

如果故障不能自动消失，延时后故障点依然存在，则称这类故障是永久性故障。

2.什么是潜供电流？

它对自动重合闸有什么影响？

3.在什么情况下，自动重合闸可以不考虑两侧电源同期的问题？

4.如果必须考虑同期合闸，重合闸是否必须安装检同期元件？

答：

如果必须考虑同期合闸，也不一定必须装检同期元件。

当电力系统之间联系紧密（具有三个以上的回路），系统的结构保证线路两侧不会失步，或当两侧电源有双回路联系时，可以采用检查另一线路是否有电流来判断两侧电源是否失去同步。

5

电力变压器保护

填空题

1.变压器采用的Y.dll接线方式，在正常情况下（三角形）侧电流超前（星形）侧电流30°。

2.在变压器纵差动保护整定计算中引入同型系数是考虑两侧电流互感的（型号不同）对它们（产生不平衡电流）的影响。

3