1、电力系统继电保护试题 1 及参考答案一、单项选择题(每小题 2 分，共 30 分。从四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题目后面的括号内。)1.电流保护 I 段的灵敏系数通常用保护范围来衡量，其保护范围越长表明保护越( )可靠 不可靠 灵敏 不灵敏2限时电流速断保护与相邻线路电流速断保护在定值上和时限上均要配合，若( )不满足要求，则要与相邻线路限时电流速断保护配合。选择性 速动性 灵敏性 可靠性3使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统( )最大运行方式 最小运行方式 正常运行方式 事故运行方式4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，两相星
2、形接线电流保护只切除一个故障点的几率为( )。100 23 13 05按 900接线的功率方向继电器，若 IJ=-Ic，则 UJ应为( )U AB -U AB U B -U C6电流速断保护定值不能保证( )时，则电流速断保护要误动作，需要加装方向元件。速动性 选择性 灵敏性 可靠性7作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏 I 段保护在非全相运行时需( )。投入运行 有选择性的投入运行有选择性的退出运行 退出运行8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，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器( )的后果。拒动 误动正向故障拒动或反向故障误动 损坏9方向阻抗继电器
3、的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器 DKB ( )原边匝数 副边匝数原边线圈中的电阻大小 副边线圈中的电阻大小10距离 II 段的动作值应按分支系数 Kfz 为最小的运行方式来确定，目的是为了保证保护的( )。速动性 选择性 灵敏性 可靠性11相间短路的阻抗继电器采用 00接线。例如 IJ=IB-IA时，U J=( )。U B U B-UA U A-UB U A12差动保护只能在被保护元件的内部故障时动作，而不反应外部故障，具有绝对( )。选择性 速动性 灵敏性 可靠性13对于间接比较的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是( )。
4、允许信号 跳闸信号 闭锁信号 任意信号14变压器内部故障时，由于故障电流同样也会存在一定非周期分量，在使用速饱和变流器 BLH 后，纵差保护的动作速度( )。加快了 延迟了 不改变 不确定15发电机正常运行时，机端三次谐波电压总是( )中性点侧三次谐波电压。小于 大于 等于 大于或小于二、(本题满分 20 分)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?已知 Kk=1.25,z1=0.4/km,Zs.min=12, Zs.max=18。LAB=60 km: LAB=20 km:Idz = 2.3 (kA
5、) Idz = 4.15 (kA) Lmin =17.35(km) Lmin =-10.36(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。三、(本题每小题 5 分，满分 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图所示。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。2s 1s 2.5s 0.5s 1.5s 1.5s 0.5s 四、 (本题满分 10)如图所示，各线路均装有距离保护，已知：Zs1.max=20，Zs1.min=15，Zs2.max=25，Zs2.min=20，z1
6、= 0.4km, Kk =0.8。计算保护 1 的距离 II 段动作定值并校验动作灵敏度。110KV 45KM 30KMKb.min = 2.32；Z dzA= 36.67；Klm= =2.041.25五、(本题每小题 5 分，满分 15 分)高频闭锁方向保护的原理框图如下。1.分别叙述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
7、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，I：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，线路内部故障（外部）故障时，保护正确（错误）动作。六、 (本题每小题 5 分，满分 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？答：区别:
8、零序电流灵敏 I 段与零序电流不灵敏 I 段的定值整定原则不同，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？答：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:方向/偏移/全阻抗继电器；3问：根据机端测量阻抗的变化，如何区分失磁与非失磁(包括正常与短路和系统振荡)？答：
9、发电机失磁后机端测量阻抗的变化规律是：失磁后、失步前，机端测量阻抗随 Q 的减少，由 I 象限进入 IV 象限；在 = 900的临界失步点，等有功圆与等无功圆相交；越过临界失步点后，机端测量阻抗进入失步运行区并最终稳定于 jXd 与 jXd 之间。正常运行时，机端测量阻抗在等有功圆上变化；发电机外部故障时， 测量阻抗在 I 象限；系统振荡时（对无穷大系统，Xs = 0）, 考虑转差率 s 很大，极限情况发电机侧电抗为发电机暂态电抗 Xd ，振荡中心为 ZS / 2 = j Xd/ 2，振荡轨迹将经过等无功圆。因此，可以采用等无功圆作为基本失磁判据，另以延时躲过系统振荡的影响。电力系统继电保护试
10、题 2 及参考答案一、单项选择题(每小题 2 分，共 30 分。从四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题目后面的括号内。)1.电流保护 I 段的灵敏系数通常用保护范围来衡量，其保护范围越长表明保护越( )可靠 不可靠 灵敏 不灵敏2限时电流速断保护与相邻线路电流速断保护在定值上和时限上均要配合，若( )不满足要求，则要与相邻线路限时电流速断保护配合。选择性 速动性 灵敏性 可靠性3使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统( )最大运行方式 最小运行方式 正常运行方式 事故运行方式4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，两相星形接线电流保护只切
11、除一个故障点的几率为( )。100 23 13 05按 900接线的功率方向继电器，若 IJ=-Ic，则 UJ应为( )U AB -U AB U B -U C6电流速断保护定值不能保证( )时，则电流速断保护要误动作，需要加装方向元件。速动性 选择性 灵敏性 可靠性7作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏 I 段保护在非全相运行时需( )。投入运行 有选择性的投入运行有选择性的退出运行 退出运行8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，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器( )的后果。拒动 误动正向故障拒动或反向故障误动 损坏9方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以
12、调节的。调节方法是改变电抗变换器 DKB ( )原边匝数 副边匝数原边线圈中的电阻大小 副边线圈中的电阻大小10距离 II 段的动作值应按分支系数 Kfz 为最小的运行方式来确定，目的是为了保证保护的( )。速动性 选择性 灵敏性 可靠性11相间短路的阻抗继电器采用 00接线。例如 IJ=IB-IA时，U J=( )。U B U B-UA U A-UB U A12差动保护只能在被保护元件的内部故障时动作，而不反应外部故障，具有绝对( )。选择性 速动性 灵敏性 可靠性13对于间接比较的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是( )。允许信号 跳闸信号
13、 闭锁信号 任意信号14由于空载合闸的激磁涌流和调压分接头的调节不增加零差保护的不平衡电流，因此零差保护灵敏度( )。较低 较高 适中 不受影响15发电机定子装有纵差动和横差动保护时，发生( )时两种保护会同时动作。单相故障 接地故障 相间故障 所有故障二、(本题满分 20 分)1. 如图所示，在 110KV 输电线路中，线路 AB 的负荷电流为 175A,系统阻抗为:Xs=12 欧姆,单位线路长度的阻抗为:X=0.4(欧姆/公里),Kk1=1.25; Kk2=Kk3=1.15;Kzq=1.5;Kh=0.85。计算：线路 AB 的电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护一次动作值与动作时间;
14、 1.5s30KM 25KM 2.5sLAB=20 km:I 段：Idz = 4.15 (kA) Lmin =4.64(km) Lmin% 23.2%（ 合格）t A=0sII 段：Idz = 2.55 (kA) Klm=1.3 t A=0.5s III 段：Idz = 355(A) Klm(近)=9.3 Klm(远)=6.23 t A=4s 三、(本题每小题 5 分，满分 10 分)过电流保护动作时限 t9t13 如图所示。(1).计算输电线路过电流保护动作时间 t1t8；(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。(1) t1t8 标
15、注于图上；5s 1s 4.5s 2s 4s 3s 2s 4s0.5s 1.5s 2.5s 3.5s 1.5s (2)所有单电源馈线保护(913)无须安装功率方向元件。A、 E 母线的出线保护无须安装功率方向元件（t1t9; t8t13） 。B 母线的出线保护:t2t3, 保护 2 安装功率方向元件。C 母线的出线保护:t4t5, 保护 4 安装功率方向元件。D 母线的出线保护: t6t12,t7t12, 保护 5,6 安装功率方向元件。功率方向元件的动作正方向如图所示。四、(本题满分 10 分)如图所示，在 110KV 输电线路 AB 的负荷电流为 375A,cosf=0.8,Kzq=1,Kh
16、=1.15,Kk1=0.8,Kk3=1.25 。其余参数见附图。计算：线路 AB 相间方向阻抗距离保护 A 一段、三段动作值。110KV 50KM 30KM 解：线路 AB 零度接线相间方向阻抗距离保护一段、三段动作值。a.ZdzA=16b. Zf.min=152.4；Z dzA=110.4； Z *dzA=140.35五、(本题每小题 5 分，满分 15 分)简述高频闭锁距离保护的工作原理，画出高频闭锁距离保护的逻辑框图。（1） 、基本原理：保护区内故障：两侧距离 I,II,III 段都动作，距离 II 段停讯，保护动作跳闸保护区外故障：近故障侧距离 II 段不动作停讯，距离 III 段动作
17、启动发讯，闭锁对侧保护（2）.原理框图：六、 (本题每小题 5 分，满分 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 段的定值整定原则不同，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问：为比么在整定距离 II 段定值时要考虑最小分支系数 ?答：最小分支系数使测量阻抗小于实际短路阻抗，距离保护 II 段区外故障可能被反应为区内故障，使实际保护范围延
18、伸。因此，保护整定时取可能的最小分支系数，对应实际保护范围最大的情况，以保证其选择性（不延伸进入下条线路 II 段保护范围） 。3问：发电机失磁保护的工作方式是什么？答：发电机失磁后对发电机和系统无严重威胁时，及时发出警告信号；否则切除失磁发电机；水轮发电机失磁时，无论系统无功是否充足，均瞬时发信；临近失步时及时切机；汽轮发电机失磁且系统无功充足时，瞬时发信并自动减负荷；以发电机允许无励磁运行时限动作切机；汽轮发电机失磁且系统无功不足、电压下降严重时，瞬时发信；临近失步时及时切机。电力系统继电保护试题 3 及参考答案一、(本题每小题 2 分，满分 20 分)1 是当电力系统中发生故障或出现异常
19、状态时能自动、迅速而有选择地切除故障设备或发出告警信号的一种专门的反事故用自动装置。答：继电保护装置2无论继电器的动作或返回，继电器都动作明确干脆，不可能停留在某一个中间位置，以保证其动作确切可靠，此特性称为 。答：继电特性3零序功率方向元件无电压死区，因为故障点零序电压最高，短路点越靠近保护安装处，保护感受到的零序电压 。答：越大4按 90o接线的功率方向继电器，若 IJ =-Ic，则 UJ应为 。答：U J =UBA5如果方向阻抗继电器的最大灵敏角是 lm，负荷阻抗角是 f，则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 倍。答：1/cos(lm-f)6长距离输电线路上故
20、障，当相差高频保护一端高频信号相位差大于动作角时，该侧保护将拒动，此时可使先动作侧发信机停信，则拒动侧保护随后动作跳闸，称之为 。答：相继动作。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 。答：Z /2 处9相差高频保护采用比较线路两端 相位来反应不对称短路。答：负序电流7速饱和变流器不能减小不平衡电流，只能减小 对变压器差动保护的影响。答：不平衡电流10.发电机失磁后机端测量阻抗的变化规律是：失磁后、失步前，机端测量阻抗随 Q 的减少，由 I 象限进入 IV 象限；在 = 900 的临界失步点，等有功圆与 相交；越过临界失步点后，机端测量阻抗进入失步
21、运行区并最终稳定于 jXd 与 jXd 之间。答：等无功圆二、(本题满分 15 分)如图所示，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比较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别。 1.5s110kV 35km 50km解：1.I 段：Idz = 4.61 (kA) L min =16.18(km) Lmin% 46.2%（ 合格）t A=0s2. 并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时两继
22、电器方式切除一条线路的机率:2/3,可提高供电可靠性;Y/ -11 变压器后 AB 故障时, 三继电器方式动作灵敏度提高一倍。 三、(本题满分 15 分)系统中馈电线路过电流保护动作时限如图所示（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 t1t6;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。解：t1t6 标注于图上；功率方向元件及其动作正方向标注于图上。四、 (本题 25 分)如图所示，在 110KV 输电线路中，线路 AB 的负荷电流为 375A, Kzq=1;Kh=1.15,Kk1=0.8;Kk3=1.25 。其余
23、参数见附图。(1)计算：线路 AB 零度接线相间方向阻抗距离保护（方向圆特性）A 一段、三段动作值。(2)在保护 A 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？（3）距保护 A 出口 20KM 处发生相间短路，过渡电阻分别为 5、10 和 15 时，保护 A 一段是否动作？其中：阻抗继电器最大动作灵敏角 lm=75 度；线路阻抗角 d=75 度；单位线路长度的阻抗 X1=0.4(欧姆/公里)。 110KV 50KM 40KM 解：(1)计算：线路 AB 零度接线相间方向阻抗距离保护一段、三段动作值。ZdzA = 16； ZdzA= 110.4；
24、Z*dzA= 140.35；（2）距离保护一段容许的过渡电阻a. 保护 A 安装处出口短路时:Rg0= ZdzAcosd=4.14b. 容许的最大过渡电阻为Rgmax= ZdzA/2=8（3）距保护 A 出口 20KM 处发生金属性短路时，Zd=8，测量阻抗位于方向阻抗圆的圆心，因此，容许的最大过渡电阻为 8。过渡电阻为 5 时, 保护 A 一段动作；过渡电阻为 15 和 25 时，保护 A 一段不动作。五、(本题满分 10 分)系统如图所示。线路上分别配置有相间电流保护为相间故障保护，零序电流保护为接地故障保护。简述：（1）保护 1，2，4 出口分别发生瞬时性故障 K（2） 、K （1） 时
25、，各保护动作过程及动作时间；（2）AB 线路瞬时故障时，检无压和检同期重合动作过程。（1）AB 线路故障时，保护 1 相间电流 I 段 0s 跳闸，保护 2 相间电流 II 段 0.5s 跳闸；BC 线路故障时，保护 3 零序电流 I 段 0s 跳闸；CD 线路故障时，保护 4 相间电流保护不跳闸；（2）AB 线路瞬时故障时，检无压侧和检同期重合动作过程：两侧保护跳闸后，线路无压，则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。六、 (本题每小题 5 分，满分 15 分)1问：电力系统振荡对距离保护有什么影响？答：振荡中心位于保护范围的正方向时，若测量阻抗轨迹进入阻
26、抗继电器动作区，阻抗继电器将受振荡影响而周期性误动作；阻抗继电器将受振荡影响的程度与阻抗继电器的动作特性有关；阻抗继电器动作特性在复平面上沿振荡轨迹方向的动作区域面积越大，受振荡的影响也越大；而且越靠近振荡中心，影响就越大；振荡中心在保护范围外或保护范围的反方向，则不受影响；若保护动作时限大于系统振荡周期，保护也不受系统振荡影响。2问：变压器纵差保护的基本特点是什么？答：变压器各侧电流额定电流不同，需适当选择变压器各侧电流互感器变比；变压器各侧电流相位不同，需适当调整各侧电流相位；需考虑躲变压器 LH 励磁特性不同产生的稳态不平衡电流；需考虑躲变压器有载调压产生的稳态不平衡电流；变压器差动保护包含磁路藕合，还需考虑躲变压器暂态不平衡电流（励磁涌流） 。3问：发电机故障的基本类型及其对应的保护有哪些？答：发电机故障的基本类型及其对应的保护包括：定子绕组及引出线相间短路故障及其对应的纵差保护；定子绕组单相匝间短路和分支开焊故障及其对应的匝间保护；定子绕组单相接地故障及其对应的定子接地保护；转子绕组一点或两点接地故障及其对应的转子接地保护；励磁回路一点或两点接地故障及其对应的励磁回路接地保护;励磁回路失磁故障对应的发电机失磁保护。
