1、1 绪论1继电保护的用途有哪些？答：（1）当电力系统中发生足以损坏设备或危及电网安全运行的故障时，继电保护使故障设备迅速脱离电网，以恢复电力系统的正常运行。（2）当电力系统出现异常状态时，继电保护能及时发出报警信号，以便运行人员迅速处理，使之恢复正常。2什么是继电保护装置？答：指反应电力系统中各电气设备发生的故障或不正常工作状态，并用于断路器跳闸或发出报警信号的自动装置。3继电保护快速切除故障对电力系统有哪些好处？答：（1）提高电力系统的稳定性。（2）电压恢复快，电动机容易自启动并迅速恢复正常，从而减少对用户的影响。（3）减轻电气设备的损坏程度，防止故障进一步扩大。（4）短路点易于去游离，提高
2、重合闸的成功率。4什么叫继电保护装置的灵敏度？答：保护装置的灵敏度，指在其保护范围内发生故障和不正常工作状态时，保护装置的反应能力。5互感器二次侧额定电流为多少？为什么统一设置？答：5A/1A。便于二次设备的标准化、系列化。6电流互感器影响误差的因素？答：（1）二次负荷阻抗的大小。（2）铁心的材料与结构。（3）一次电流的大小以及非周期分量的大小。7当电流互感器不满足 10%误差要求时，可采取哪些措施？答：（1）增大二次电缆截面。（2）将同名相两组电流互感器二次绕组串联。（3）改用饱和倍数较高的电流互感器。（4）提高电流互感器变比。8电流互感器使用中注意事项？答：（1）次回路不允许开路。（2）二
3、次回路必须有且仅有一点接地。（3）接入保护时须注意极性。9电流互感器为什么不允许二次开路运行？答：运行中的电流互感器出现二次回路开路时，二次电流变为零，其去磁作用消失，此时一次电流将全部用于励磁，在二次绕组中感应出很高的电动势，其峰值可达几千伏，严重威胁人身和设备的安全。再者，一次绕组产生的磁化力使铁芯骤然饱和，有功损耗增大，会造成铁芯过热，甚至可能烧坏电流互感器。因此在运行中电流互感器的二次回路不允许开路。10继电器的概念，基本要求？答：（1）概念：继电器是一种能自动执行断续控制的部件，具有对被控电路实现“通” 、 “断”控制的作用。（2）基本要求：工作可靠，动作过程满足“继电特性” 。11
4、什么是返回系数？答：动作电流与返回电流的比值；其中返回电流小于动作电流，以保证触点不抖动。2 电流保护1接地电流系统为什么不利用三相相间电流保护兼作零序电流保护，而要单独采用零序电流保护？答：三相式星形接线的相间电流保护，虽然也能反应接地短路，但用来保护接地短路时，在定值上要躲过最大负荷电流，在动作时间上要由用户到电源方向按阶梯原则逐级递增一个时间差来配合。而专门反应接地短路的零序电流保护，不需要按此原则来整定，故其灵敏度高，动作时限短，因线路的零序阻抗比正序阻抗大的多，零序电流保护的范围长，上下级保护之间容易配合。故一般不用相间电流保护兼作零序电流保护。2什么叫定时限过电流保护？答：为了实现
5、过电流保护的动作选择性，各保护的动作时间一般按阶梯原则进行整定。即相邻保护的动作时间，自负荷向电源方向逐级增大，且每套保护的动作时间是恒定的，与短路电流的大小无关。具有这种动作时限特性的过电流保护称为定时限过电流保护。3何谓系统的最大、最小运行方式？答：在继电保护的整定计算中，一般都要考虑电力系统的最大最小运行方式。最大运行方式是指在被保护对象末端短路时，系统的等值阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。最小的运行方式是指在上述同样短路情况下，系统等值阻抗最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。4什么是感应型功率方向继电器的潜动？为什么会出现潜动？解决办法是什么？答：当感应型功
6、率方向继电器仅在电流线圈或电压线圈通电而产生转矩引起可动系统的转动的现象称为潜动。只加电压不加电流时所产生的潜动称为电压潜动。只加电流不加电压时所产生的潜动称为电流潜动。潜动主要是由于继电器的磁系统不对称而引起的。解决办法：调整电路参数，保证平衡。5相间方向电流保护中，功率方向继电器使用的内角为多少度？采用接线方式有什么优点？90答：相间功率方向继电器一般使用的内角为 ，采用 接线具有以下优4590点：(1)接入非故障相电压，各种两相短路故障都没有死区，可灵敏动作。(2)适当选择内角 后，对线路上各种相间故障都保证动作的方向性。(3)采用记忆回路可以消除出口短路“ 死区”6零序电流保护的整定值
7、为什么不需要避开负荷电流？答：零序电流保护反应的是零序电流，而在负荷电流中不包含（或很少包含）零序分量，故不必考虑避开负荷电流。7过电流保护的整定值为什么要考虑继电器的返回系数？而电流速断保护则不需要考虑？答：过电流保护的动作电流是按避开最大负荷电流整定的，一般能保护相邻设备。在外部短路时，电流继电器可能起动，但在外部故障切除后（此时电流降到最大负荷电流） ，必须可靠返回，否则会出现误跳闸。考虑返回系数的目的，就是保证在上述情况下，保护能可靠返回。电流速断保护的动作值，是按避开预定点的最大短路电流整定的，其整定值远大于最大负荷电流，故不存在最大负荷电流下不返回的问题。再者，瞬时电流速断保护一旦
8、起动立即跳闸，根本不存在中途返回问题，故电流速断保护不考虑返回系数。8电流三段保护的概念及基本要求？答：（1）电流速断保护：指仅反应电流增大而瞬时动作的保护，是三段式电流保护的第段，是电流保护的主保护。（2）限时电流速断保护：指快速切除本线路上瞬时速断保护范围之外故障的保护，是三段式电流保护的第段，是电流保护的主保护，同时可以作为速断保护的后备保护。基本要求：在任何情况能够保护线路的全长，并具有足够的灵敏度；在下一级线路发生故障时候，首先保证由下一级线路切除故障。（3）过电流保护：指按躲过最大负荷电流来整定的保护，是三段式电流保护的第段，可以作为本线路的近后备保护，还可以作相邻线路的远后备。基
9、本要求：正常运行时不起动； 外部故障切除之后能可靠返回。 9电流保护的接线方式？答：指保护中电流继电器和电流互感器之间的连接方式。常用接线方式有三相星形接线方式和两相星形接线方式10两种接线方式性能分析？答：（1）各种相间短路：相同之处：两种接线方式均能正确反应；不同之处：动作的继电器个数不同。（2）大接地电流系统中单相接地短路：三相星形：可反应各相的接地短路；两相星形：不能反应 B 相接地短路。（3）Y,d11 接线变压器后两相短路：当 Y,d11 接线的变压器 侧两相短路时，在 Y 侧滞后相电流大小为其它两相电流的两倍；当 Y,d11 接线的变压器 Y 侧两相短路时，在 侧超前相电流大小为
10、其它两相电流的两倍。11对电流保护的评价？ 答：（1）段、段做为主保护，段做为后备保护。（2）段不能保护全长，保护范围不稳定。（3）段可以保护全长，保护速动性差一些。（4）段最灵敏，故障越靠近电源，切除时间越长。（5）简单、可靠，单侧电源系统中选择性较好，一般可以满足速动要求。12方向元件与电流元件之间为按相与（按相连接）的关系：13功率方向继电器的基本要求？答：（1）方向性明确，正方向故障时动作，反方向故障时不动作。 （2）接入的电压、电流尽可能大，灵敏度高，没有死区。14 接线 A 相引入的基准量是什么？90答： 、 IBCU15变压器中性点接地方式的基本原则？答：(1)发生接地故障时候不
11、会出现危险过电压。(2)零序网络不会因某台变压器的投退而发生较大变化。(3)终端变压器中性点一般不接地。(4)自耦变压器中性点必须接地。16零序电压的特点？答：故障点 最高，离故障点越远， 越低，变压器中性点接地处 = 0U0U0U0。17零序电流的特点？答：分布与中性点接地的多少及位置有关；大小与零序阻抗、正负序阻抗、故障前负荷情况相关。18零序电流保护的优点？答：（1）受运行方式的影响小，保护范围大且相对稳定。（2）不受系统振荡和过负荷的影响。（3）方向性零序电流保护没有电压死区。3 电网距离保护1什么是距离保护？基本工作原理是什么？答：距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电
12、压与电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。基本工作原理是：当系统发生短路故障时，首先判断故障的方向，若位于保护区的正方向上，且故障点到保护安装处的距离小于整定距离，说明故障发生在保护范围内，保护应立即动作，跳开相应的断路器；反之则保护不应动作。通常情况下，距离保护可以通过测量短路阻抗的方法来间接的测量和判断故障距离。2电力系统正常运行时与发生金属性短路时的测量阻抗有什么区别？答：在电力系统正常运行时， 近似为额定电压， 为负荷电流，测量阻U I抗 为负荷阻抗，且负荷阻抗的量值较大，其阻抗角为数值较小的功率因数角Z（一般功率因数角不低于 0.9，对应的阻抗角不大于 28.5） ，
13、阻抗性质以电阻性为主；电力系统发生金属性短路时， 降低， 增大，测量阻抗 变为短路U I Z点与保护安装处的线路阻抗，短路阻抗的阻抗角就等于输电线路的阻抗角，阻抗性质以电感为主，阻抗角数值较大（对于 220KV 及以上电压等级的线路，阻抗角一般不低于 75） 。3三相系统中测量电压和测量电流的选取？ UA=UKA+（ IA+K*3I0） 1单相接地短路故障：（以 A 相金属性接地为例）：UA=（ IA+K*3I0） 1即 = ， 。对于非故障相 B，C 的测量电压、电流不UUA I=（ IA+K*3I0）能准确地反应故障的距离。由于 接近正常电压，而 均接近于正常UKB、 UKC IB、 IC
14、的负荷电流，B、C 两相的工作状态与正常负荷状态相差不大，所以该两相电压、电流算出的测量阻抗接近负荷阻抗，对应的距离一般都大于整定距离，由它们构成的距离保护一般都不会动作。两相接地短路故障：（以 BC 相金属性两相接地为例）：， 。即 = ，UB=（ IB+K*3I0） 1 UC=（ IC+K*3I0） 1 UUB，或 = ， ，抑或 = ，I=（ IB+K*3I0） UUC I=（ IC+K*3I0） UUB-UC，均能正确判断故障距离。I=（ IB-IC）两相不接地短路故障：在金属性两相短路的情况下，故障点处两故障相的对地电压相等，各相电压都不为 0，以 A，B 相故障为例， ，故UKA=
15、UKB， 。而非故障相 C 相故障点处的电压与故障相U=UA-U IAB=（ IA-IB）电压不等，作相减运算时不能被消除，不能用来进行故障距离的判断。三相对称短路：三相对称短路时，故障点处的各相电压相等，且在三相系统对称时均都为 0。这种情况下，应用任何一相的电压、电流或任何两相间电压、两相电流差作为距离保护的测量电压和电流，都可以用来进行故障判断。4什么是距离保护的时限特性？答：距离保护的动作时间 t 与故障点到保护安装处的距离 之间的关系称为距离保护的时限特性。目前距离保护广泛采用三段式的阶梯时限特性， 距离段为无延时的速动段； 段位带时限的速动段，固定的时延一般为0.30.6s；段时限
16、需要与相邻下级线路的段或段保护配合，在其延时的基础上再加上一个时间级差。5距离保护由哪几部分构成？各部分的功能是什么？答：距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成。启动部分用来判别系统是否发生故障。测量部分是距离保护的核心，在系统故障的情况下，快速、准确地测定出故障方向和距离，并给出相应的信号。振荡闭锁部分是为防止电力系统发生振荡时保护误动，要求该元件能准确判别系统振荡，并将保护闭锁。电压回路断线部分是防止电压回路断线时保护测量电压消失而致使距离保护的测量部分出现误判断，要求该部分应该将保护闭锁。配合逻辑部分是用来实现距离保护各个部分之间的逻辑配合以及三
17、段式距离保护中各段之间的时限配合。出口部分包括跳闸出口和信号出口，在保护动作时接通跳闸回路并发出相应的信号。6什么是阻抗继电器动作区域？答：定义：正方向保护范围内短路情况下测量阻抗与整定阻抗同方向，并且其值小于整定阻抗 。但在实际情况下，由于互感器误差、故障点过渡电阻等因素，继电器实际测量到的测量阻抗一般并不能严格地落在与整定阻抗同向的直线上，而是落在该直线附近的一个区域中。为保证区内故障情况下阻抗继电器都能可靠动作，在阻抗复平面上，其动作的范围应该是一个包括整定阻抗对应线段在内，但在整定阻抗的方向上不超过整定阻抗值的区域，如圆形区域、四边形区域、苹果形区域、橄榄形区域等。当测量阻抗落在该动作
18、区域以内时，就判断为区内故障，阻抗继电器给出动作信号；当测量阻抗落在该动作区域以外时，判断为区外故障，阻抗继电器不动作。7阻抗继电器的动作特性？阻抗继电器动作区域的形状称为动作特性。例如动作区域为圆形时，称为圆特性；动作区域为四边形时，称为四边形特性。8圆特性阻抗继电器有什么类别？动作条件又是什么？答：根据动作性圆在阻抗复平面上位置和大小的不同，圆特性可分为偏移圆特性、方向圆特性、全阻抗圆特性和上抛圆特性等几种。偏移圆特性： 圆心位于 处，半径为 。园内为动作区，圆外21setstZ21setstZ为非动作区。动作条件为： 2121setstsetstm或 90arg9021setmtZ方向圆
19、特性：在上述的偏移圆特性中，令 ， ，则动作特性变化成方向02set setset1圆特性，圆心位于 处，半径为 。setZ21setZ可以得到方向圆特性为的动作方程为： 或setsetmZ21。90arg90msetZ全阻抗圆特性：在偏移特性中，令 ， ，则动作特性变化成全阻抗圆特2=ZZ1=Z性，特性圆的圆心位于坐标原点处，半径| |。可以得到全阻抗圆的动作方程Z为：| | 或 -90 arg 90|Z Z+上抛圆特性：在偏移圆特性中，如果 都处于第一象限，则动作特性变化成上抛Z1、 2圆特性。圆心位于 处，半径为| |。 12（ Z1+2） 12（ Z12）9绝对值比较原理在模拟式保护中
20、和数字式保护中的实现方法?答：在传统的模拟式距离保护中，绝对值比较原理是以电压比较的形式实现的。根据动作特性的需要，首先形成两个参与比较的电压量，然后在绝对值比较电路中比较两者的大小；也可以用模拟加减法器通过对测量电压、电流和整定阻抗进行模拟运算的办法实现。在数字式保护中，绝对值比较既可以用电压的形式实现，也可以用阻抗的形式实现。来自电压和电流互感器的测量值分别通过各自的模拟量输入回路送到数模转换器，转换成数字信号，由微型计算机计算出向量 ，再进行比较判别。U、 10比较工作电压相位法如何实现故障区段的判断？答： 在距离保护中，工作电压又称为补偿电压，通常用表示，定义为保护安装处测量电压与测量
21、电段流的线性组合 。以 作为参考相量，= 根据不同故障情况下 相对 相位的“差异” ，即 与 反相位时判断为区内故障， 同相位 与 时判断为区外故障，可以区分出故障点所在的区段。如右图可知 K 点故障时， 为同相位，故可与 以判得该故障为区外故障。11距离保护在双侧电源的电力系统中是如何配置的？答：当距离保护用于双侧电源的电力系统时，为便于配合，一般要求I、 II 段的测量元件都要具有明确的方向性，即采用具有方向性的测量元件。第 III 段为后备段，包括对本线路 I、II 段保护的近后备、相邻下一级线路保护的远后备和反 M Z K向母线保护的后备，故第 III 段通常采用带有偏移特性的测量元件
22、，用较大的延时保证其选择性。12分别讨论距离保护各段保护的整定原则？答：距离保护 I 段为无延时的速动段，应该只反应本线路的故障，下级线路出口发生短路故障时，应可靠不动作。故其测量元件的整定阻抗应该按躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定。距离保护 II 段的整定：a 、应与相邻线路距离保护 I 段配合。目的是为了保证在下级线路上发生故障时，上级线路保护处的保护 II 段不至于越级跳闸，其 II 段的动作范围不应该超出相邻保护的 I 段的动作范围。b、与相邻变压器的快速保护配合：当被保护线路的末端母线接有变压器时，距离 II 段应与变压器的快速保护（一般是差动保护）相配合，其动作范围不应该超出变
23、压器快速保护的范围。距离保护 II 段的动作时间应与之配合的相邻元件保护动作时间大一个时间级差。距离保护第 III 段的整定：a、按与相邻下级线路距离保护 II 或 III 段配合整定； b、按与相邻下级变压器的电流、电压保护配合整定；c 、按躲过正常运行时的最小符合阻抗整定。距离保护 III 段动作时间应比与之配合的相邻设备保护动作时间大一个时间级差，但考虑到距离保护 III 段一般不经振荡闭锁，其动作时间不应小于最大的振荡周期。13谈谈对距离保护的评价？答：由于距离保护同时利用了短路时电压、电流的变化特征，通过测量故障阻抗来确定故障所处的范围，保护区稳定、灵敏度高，动作情况受电网运行方式变
24、化的影响小，能够在多侧的高压及超高压复杂电力系统中应用。由于距离保护只利用了线路一侧短路时电压、电流的变化特征，距离保护 I段的整定范围为线路全长的 80%85%，这样在双侧电源线路中，有 30%40%的区域内故障时，只有一侧的保护能无延时地动作，另一侧保护需经 0.5s 的延时后跳闸；在 220kv 及以上电力等级网络中，有时候不能满足电力系统稳定性对短路切除快速性的要求，因而，还应配备能够全线快速切除故障的纵联保护。距离保护的阻抗测量原理，除可以应用于输电线路的保护外，还可以应用于发电机、变压器保护中，作为后备保护。相对于电流、电压保护来说，距离保护的构成、接线和算法都比较复杂，装置自身的
25、可靠性稍差。14什么是振荡闭锁？为什么距离保护中要装设振荡闭锁而电流、电压等保护中不需要？答：并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率角大范围周期性变化的现象称为电力系统振荡。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，这种用来防止系统中振荡时保护误动的措施，称为振荡闭锁。因电流保护、电压保护和功率方向保护等一般都只应用在电压等级较低的中低压配电系统，而这些系统出现振荡的可能性很小，振荡时保护误动产生的后果也不会太严重，故一般不需要振荡闭锁。距离保护一般用在较高电压等级的电力系统，系统出现振荡的可能性大，保护误动造成的损失严重，所以必须考虑振荡闭锁问题。15距离保护的振荡闭锁措施
26、应满足的基本要求有哪些？答：系统发生全相或非全相振荡时，保护装置不应误动作跳闸；系统在全相或非全相振荡过程中，被保护线路发生各种类型的不对称故障，保护装置应有选择性地动作跳闸，纵联保护仍应快速动作；系统在全相振荡过程中再发生三相故障时，保护装置应可靠动作跳闸，并允许带短路延时。16距离保护的振荡闭锁措施有哪些?答：利用系统短路时的负荷、零序分量或电流突然变化，短时开放保护，实现振荡闭锁；利用阻抗变化率的不同来构成振荡闭锁；利用动作的延时实现振荡闭锁。4 输电线纵联保护1为什么要选用纵联保护？单端电气量保护无法区分本线路末端短路与相邻线路出口短路，无法实现全线速动。对于 220kV 及以上电压等
27、级系统，为满足稳定性需求，要求全线快速切除故障。纵联保护利用通信通道将一端的电气量信息传送到另一端，继电保护装置综合两侧的信息，来判断故障发生在区内还是区外。不需要与相邻线路保护配合，理论上具有绝对的选择性和快速性。2纵联保护的分类？(1) 按利用信息通道分为：导引线纵联保护，电力线载波纵联保护，微波纵联保护，光纤纵联保护。(2) 按保护动作原理分为：方向比较式纵联保护（按保护判别方向原理分为方向纵联保护和距离纵联保护） ，纵联电流差动保护（比较电流波形或相位关系） 。3高频保护的类型 ？根据高频信号的利用方式一般将常用的高频保护分以下四种：(1) 高频闭锁方向保护(间接比较式闭锁信号)。 (
28、2) 高频闭锁距离保护(间接比较式闭锁信号)。 (3) 相差高频保护(直接比较式闭锁信号和允许信号)。 (4) 高频远方跳闸保护(间接比较式跳闸信号)。 目前，高频闭锁方向保护、高频闭锁距离保护原理等广泛用于高压或超高压线路的常规与微机成套线路保护装置中，作为线路的主保护。4高频收发信机接入输电线路的方式有哪些？（1） “相相” 制：连接在两相导线之间，衰减小，成本高。（2） “相地” 制：连接在某一相导线和大地之间，衰减大，成本低。5高频通道的工作方式有哪些？(1) 短时发信方式：指在正常情况下，发信机不发信，高频通道中没有高频电流。系统中发生故障时，才由起动元件起动发信机发信，故障切除后，
29、经一定延时停信。(2) 长时发信方式：指在正常情况下，收 /发信机处于工作状态，高频通道中有高频电流。发生故障时，才由保护控制是否停信。(3) 移频发信方式：指在正常情况下，发信机发送频率 f1 的高频电流；发生故障时，由保护控制改发频率为 f2 的高频电流。6高频信号的作用分哪几种？(1) 跳闸信号：直接引起跳闸的信号。保护动作或者收到跳闸信号就会发生跳闸。 （要求：两侧保护具有直接判断区内外故障的能力；两侧保护具有重叠区。 ）(2) 允许信号：允许保护动作于跳闸的信号。保护动作同时收到允许信号才会发生跳闸。 (3) 闭锁信号：阻止保护动作于跳闸的信号。保护动作同时收不到闭锁信号才会发生跳闸
30、。 7 “相-地”制高频通道示意图高频通道的构成：(1)输电线路； (2)阻波器；(3)结合电容器；(4)连接滤波器；(5)高频电缆；(6)保护间隙；(7)接地刀闸；(8) 高频收/发信机。GFXSGFXS12345678234675继电保护继电保护8闭锁式方向纵联保护基本原理？ 123456ABCDkS SSSK 点发生短路后，由于各个保护安装处的电流都增大超过继电器定值，启动发信机发送闭锁信号。对 AB 线路：为区外故障， A 侧功率方向为正，停止发送闭锁信号，B 侧的功率方向为负，该侧继续发出高频闭锁信号，被对侧和本侧保护接收，保护1、2 均不动。对 BC 线路：为区内故障，两侧的功率方向均为正，两侧停止发送高频闭锁信号，保护 3、4 动作切除故障。9电流起动方式保护框图
