電力系統(tǒng)繼電保護(hù)試題以及答案

試題1答案一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分,共30分。從四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的號碼寫在題目后面的括號內(nèi).)1電流保護(hù)I段的靈敏系數(shù)通常用保護(hù)范圍來衡量，其保護(hù)范圍越長表明保護(hù)越（③）①可靠②不可靠③靈敏④不靈敏2．限時電流速斷保護(hù)與相鄰線路電流速斷保護(hù)在定值上和時限上均要配合，若(③）不滿足要求,則要與相鄰線路限時電流速斷保護(hù)配合。①選擇性②速動性③靈敏性④可靠性3．使電流速斷保護(hù)有最小保護(hù)范圍的運(yùn)行方式為系統(tǒng)（②）①最大運(yùn)行方式②最小運(yùn)行方式③正常運(yùn)行方式④事故運(yùn)行方式4．在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的并聯(lián)線路上發(fā)生跨線不同相兩點(diǎn)接地短路時，兩相星形接線電流保護(hù)只切除一個故障點(diǎn)的幾率為（②）。①100％②2／3③1／3④05．按900接線的功率方向繼電器，若IJ=—Ic，則UJ應(yīng)為（②)①UAB②-UAB③UB④-UC6．電流速斷保護(hù)定值不能保證（②)時，則電流速斷保護(hù)要誤動作，需要加裝方向元件。①速動性②選擇性③靈敏性④可靠性7．作為高靈敏度的線路接地保護(hù)，零序電流靈敏=1＊ROMANI段保護(hù)在非全相運(yùn)行時需(④）。①投入運(yùn)行②有選擇性的投入運(yùn)行③有選擇性的退出運(yùn)行④退出運(yùn)行8．在給方向阻抗繼電器的電流、電壓線圈接入電流電壓時,一定要注意不要接錯極性,如果接錯極性,會發(fā)生方向阻抗繼電器（③)的后果。①拒動②誤動③正向故障拒動或反向故障誤動④損壞9．方向阻抗繼電器的最大靈敏角是可以調(diào)節(jié)的。調(diào)節(jié)方法是改變電抗變換器DKB（④）①原邊匝數(shù)②副邊匝數(shù)③原邊線圈中的電阻大?、芨边吘€圈中的電阻大小10．距離=3＊ROMANII段的動作值應(yīng)按分支系數(shù)Kfz為最小的運(yùn)行方式來確定,目的是為了保證保護(hù)的(②)。①速動性②選擇性③靈敏性④可靠性11．相間短路的阻抗繼電器采用00接線。例如IJ=IB-IA時，UJ=（②)。①UB②UB—UA③UA-UB④UA12．差動保護(hù)只能在被保護(hù)元件的內(nèi)部故障時動作，而不反應(yīng)外部故障，具有絕對(①)。①選擇性②速動性③靈敏性④可靠性13．對于間接比較的高頻保護(hù)，要求保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時保護(hù)動作行為不受通道破壞的影響，應(yīng)該選擇的間接比較信號是(③）。①允許信號②跳閘信號③閉鎖信號④任意信號14．相高頻保護(hù)用I1+KI2為操作電流,K=6～8，主要是考慮（③）相位不受兩側(cè)電源相位的影響，有利于正確比相.①正序電流②零序電流③負(fù)序電流④相電流高頻保護(hù)基本原理是：將線路兩端的電氣量（電流方向或功率方向)轉(zhuǎn)化為高頻信號；以(③)為載波傳送通道實(shí)現(xiàn)高頻信號的傳送，完成對兩端電氣量的比較。①微波通道②光纖通道③輸電線路④導(dǎo)引線二、(本題滿分20分)如圖網(wǎng)絡(luò)，試計(jì)算保護(hù)1電流速斷保護(hù)的動作電流,動作時限及最小保護(hù)范圍,并說明當(dāng)線路長度減到20KM時情況如何？由此得出什么結(jié)論？已知Kk’=1.2，z1=0。4W/km，Zs.min=12W,Zs.max=18W.解：IdB.max=Es/（Zs.min+z1×LAB)Idz。A’=Kk'IdB.maxLAB=60km：LAB=20km：Idz’=2。21(kA)Idz'=3。98（kA)Lmin=19.95(km）Lmin=-8。92(km）被保護(hù)線路的長度很短時，電流速斷保護(hù)可能沒有保護(hù)范圍.三、(本題每小題5分，滿分10分)在單電源環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中，饋電線路過電流保護(hù)動作時限如圖所示。1。計(jì)算輸電線路過電流保護(hù)動作時間;2.哪些線路過電流保護(hù)必須安裝功率方向元件?如果需要安裝，在圖中標(biāo)明功率方向元件及其動作正方向。2s1s2。5s0.5s1.5s1.5s0.5s四、(本題滿分10）如圖所示，各線路均裝有距離保護(hù),已知:Zs1.max=20W，Zs1。min=15W，Zs2。max=25W，Zs2。min=20W，z1=0.4W／km，Kk’’=0。8。計(jì)算保護(hù)1的距離II段動作定值并校驗(yàn)動作靈敏度.110KV45KM30KMKb=Ibc/Iab=［1+（zs1+zab)/zs2];Kb。min=[1+（15+18)/25］=2.32；ZdzA’’=Kk''（ZAB+Kb×ZBC)=36.67WKlm=ZdzA’’/ZAB=2.04〉1.25五、（本題每小題5分,滿分15分）高頻閉鎖方向保護(hù)的原理框圖如下.1。分別敘述保護(hù)動作區(qū)內(nèi)部與外部故障時的保護(hù)的動作過程；2.說明原理框圖中各元件的功能與作用;3.如果通道遭到破壞,當(dāng)內(nèi)部故障和外部故障時，保護(hù)的工作會受到何影響?1．動作過程：?保護(hù)區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)保護(hù)方向元件I,I’,S+動作，I’,S+動作后閉鎖發(fā)訊，兩側(cè)保護(hù)均不發(fā)訊,保護(hù)動作跳閘?保護(hù)區(qū)外故障:近故障側(cè)保護(hù)方向元件S+不動作，I動作后啟動發(fā)訊，閉鎖對側(cè)保護(hù)2．元件的功能與作用：S+：保護(hù)正方向故障時動作的功率方向元件；I，I'：故障起動元件t1:區(qū)外故障切除后,近故障端保護(hù)繼續(xù)發(fā)訊t1以閉鎖對端保護(hù),用于防止近故障端保護(hù)I先返回（停止發(fā)訊）、遠(yuǎn)故障端S+，I’后返回時引起的誤動t2:通道配合延時。區(qū)外故障時，遠(yuǎn)故障端S+，I'動作,需經(jīng)t2延時才能出口，以保證可靠收到對側(cè)閉鎖信號3．如果通道遭到破壞,內(nèi)部故障/外部故障時，保護(hù)正確/錯誤動作.六、（本題每小題5分，滿分15分）1．零序電流靈敏=1*ROMANI段與零序電流不靈敏=1＊ROMANI段的區(qū)別是什么？分別在那種情況下起作用？區(qū)別：零序電流靈敏=1＊ROMANI段與零序電流不靈敏=1*ROMANI段的定值整定原則不同，動作靈敏度不同零序電流靈敏=1＊ROMANI段動作靈敏度高，作為全相運(yùn)行、發(fā)生接地故障時的接地保護(hù)，非全相運(yùn)行時需退出運(yùn)行；零序電流不靈敏=1*ROMANI段的動作靈敏度低，作為非全相運(yùn)行、發(fā)生接地故障時的接地保護(hù)2．說明三種圓特性阻抗繼電器,那一種受過渡電阻影響最小?那一種受系統(tǒng)振蕩影響最小?那一種躲負(fù)荷能力最強(qiáng)？受過渡電阻影響最小依次為：全阻抗繼電器/偏移/方向；受系統(tǒng)振蕩影響最小依次為:方向/偏移/全阻抗繼電器；躲負(fù)荷能力最強(qiáng)依次為:方向/偏移/全阻抗繼電器；3．閉鎖式方向高頻保護(hù)中采用負(fù)序功率方向繼電器有何優(yōu)點(diǎn)？(1)可反應(yīng)所有不對稱故障；增加電壓記憶后,也可反應(yīng)三相對稱故障;(2)沒有電壓死區(qū);保護(hù)區(qū)外故障時，近故障側(cè)負(fù)序電壓(功率)高于遠(yuǎn)故障側(cè)負(fù)序電壓(功率),容易實(shí)現(xiàn)靈敏度配合（3)振蕩時三相對稱,不存在負(fù)序分量,負(fù)序功率方向元件不誤動試題2答案一、(本題每小題2分，滿分20分)1．定時限過電流保護(hù)的動作時限是按階梯時限特性來選擇的。2．在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的串聯(lián)線路上發(fā)生跨線不同相兩點(diǎn)接地短路時,三相完全星接線電流保護(hù)只切除遠(yuǎn)離電源故障點(diǎn)的幾率為100％.3。零序過電流保護(hù)與相間過電流保護(hù)相比，由于其動作電流小，所以靈敏度高4．按90o接線的功率方向繼電器，若IJ=—Ic，則UJ應(yīng)為UCB。5．全阻抗繼電器的主要缺點(diǎn)是無方向性。6．短距離輸電線路比長距離輸電線路受過渡電阻的影響要大。7距離=3*ROMANIII段的靈敏度校驗(yàn)應(yīng)按分支系數(shù)Kfz為最大的運(yùn)行方式來確定，目的是為了保證靈敏性。8．在雙側(cè)電源系統(tǒng)中，當(dāng)兩電壓電勢模值相同且系統(tǒng)阻抗角和線路阻抗角相等時，振蕩中心處于ZΣ/2處.9．相差高頻保護(hù)采用比較線路兩端正序電流相位來反應(yīng)對稱短路。10．對于母線保護(hù)，通常把可靠性放在重要位置.二、(本題每小題10分，滿分20分)如圖所示，在110KV輸電線路中,單位線路長度的阻抗為:X1=0.4(W/km），可靠系數(shù)Kk'=1。25；系統(tǒng)阻抗為：Zs.max=6W，Zs.min=4W.1.計(jì)算：線路AB的電流速斷保護(hù)一次動作值與電流速斷保護(hù)最小保護(hù)范圍。2．比較不完全星形接線兩繼電器方式與三繼電器方式過電流保護(hù)的差別。1。5s110kV45km30km解：IdB.max=Es/（Zs。min+z1×LAB)Idz.A’=Kk'IdB.max可解得：Idz'=3。77（kA)Lmin=23.1（km）三、（本題每小題5分,滿分10分)在雙電源系統(tǒng)中，饋電線路過電流保護(hù)動作時限如圖所示（設(shè)電源處故障均有瞬動保護(hù)）。1。計(jì)算輸電線路過電流保護(hù)動作時間;2。哪些線路過電流保護(hù)必須安裝功率方向元件?如果需要安裝,在圖中標(biāo)明功率方向元件及其動作正方向。1。5s1s2。5s2。5s1。5s2s解：t5=0s,t3=max{t5,t11,t12｝+Δt=2。5s+0.5s=3s，t1=max｛t3，t9,t10}+Δt=3s+0。5s=3。5st2=max{t7,t8｝+Δt=2.5s+0。5s=3s,t4=max{t2,t911，t10}+Δt=3s+0。5s=3。5s，t6=max｛t4,t11,t12}+Δt=3.5s+0.5s=4s圖中標(biāo)明了功率方向元件動作正方向四、（本題每小題10分，滿分20分）如圖所示，各線路均裝有采用方向阻抗繼電器的距離保護(hù)，已知：Zs1.max=15W，Zs1.min=10W，Zs2.max=20W,Zs2.min=15W，z1=0.4W／km，jlm=750，jd=750；可靠系數(shù)Kk’=Kk’'=0。8。110KV50KM25KM1。計(jì)算保護(hù)1的距離II段動作定值并校驗(yàn)動作靈敏度。2.在保護(hù)安裝處出口短路時,距離保護(hù)一段容許的過渡電阻是多少？距離保護(hù)一段容許的最大過渡電阻又是多少？保護(hù)A出口20KM處發(fā)生相間短路，過渡電阻分別為10W、15W和25W時,保護(hù)A一段是否動作?為什么？解：1。Kb=Ibc/Iab=［1+(zs1+zab）/zs2]；Kb。min=［1+（10+20)/20]=2.5;ZdzA'’=Kk’’（ZAB+Kb×ZBC)=32W；Klm=ZdzA’’/ZAB=1.6>1.25線路AB的一段定值為：ZdzA’＝16W；方向阻抗繼電器園半徑為：r=ZdzA’/2=8W，因此，保護(hù)A出口20KM處發(fā)生金屬性相間短路時，短路阻抗為：Zd=20×0.4=8W，位于方向園的園心；過渡電阻分別為10W、15W和25W時，保護(hù)A一段均不動作,因?yàn)榇藭r過渡電阻大于園半徑,測量阻抗均位于園外五、(本題每小題5分，滿分10分)高頻閉鎖方向保護(hù)的原理框圖如下：1。分別敘述保護(hù)動作區(qū)內(nèi)部與外部故障時的保護(hù)的動作過程,說明原理框圖中各元件的功能與作用。為什么要采用兩個靈敏性不同的起動元件?2。如果通道遭到破壞，當(dāng)內(nèi)部故障和外部故障時，保護(hù)的工作會受到何影響?解：1．動作過程:?保護(hù)區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)保護(hù)方向元件I,I’，S+動作，I’,S+動作后閉鎖發(fā)訊，兩側(cè)保護(hù)均不發(fā)訊,保護(hù)動作跳閘?保護(hù)區(qū)外故障:近故障側(cè)保護(hù)方向元件S+不動作，I動作后啟動發(fā)訊，閉鎖對側(cè)保護(hù)2．元件的功能與作用：S+:保護(hù)正方向故障時動作的功率方向元件；I，I’：故障起動元件t1:區(qū)外故障切除后，近故障端保護(hù)繼續(xù)發(fā)訊t1以閉鎖對端保護(hù),用于防止近故障端保護(hù)I先返回（停止發(fā)訊）、遠(yuǎn)故障端S+，I’后返回時引起的誤動t2:通道配合延時。區(qū)外故障時，遠(yuǎn)故障端S+，I’動作，需經(jīng)t2延時才能出口，以保證可靠收到對側(cè)閉鎖信號3．如果通道遭到破壞，內(nèi)部故障/外部故障時，保護(hù)正確/錯誤動作.六、（本題每小題5分，滿分20分)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)為什么不利用三相相間電流保護(hù)兼作零序電流保護(hù),而要采用零序電流保護(hù)？答:由于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，單相接地短路故障幾率很大(總故障80％以上），大電流接地系統(tǒng)單相接地短路出現(xiàn)很大故障相與零序短路電流，而相電流保護(hù)靈敏度不夠，故需單獨(dú)設(shè)零序電流保護(hù)。說明雙側(cè)電源線路上實(shí)現(xiàn)同期重合閘時，檢同期重合閘和檢無壓重合閘的工作方式與同期合閘條件。答:兩側(cè)保護(hù)跳閘后，線路無壓,則無壓檢定側(cè)首先合閘，使線路充電,同步檢定側(cè)檢查同步條件合格后允許同步合閘。如果無壓檢定側(cè)DL偷跳，因?qū)?cè)有壓，不允許ZCH動作；為此在無壓檢定側(cè)同時使用同步檢定，由同步檢定起動ZCH。重合閘于故障時,無壓檢定側(cè)DL連續(xù)兩次切除故障電流，工作條件惡劣，需定期更換檢定方式。注意：同步檢定側(cè)不允許投入無壓檢定方式.同期合閘條件為:(1）Um≈Ux；(2)fm≈fx;（3）arg（Um/Ux）≈0相高頻保護(hù)為什么用I1+KI2為操作電流？K值過大或過小對保護(hù)有何影響？答：相差高頻保護(hù)中，將三相電流綜合為復(fù)合電流(I1+KI2）比相，可正確反映各種不同類型的故障；(I1+KI2)控制高頻發(fā)訊機(jī)發(fā)訊（對高頻電流進(jìn)行調(diào)制）,稱為操作電流。K=6～8，保證了各種區(qū)內(nèi)各種不對稱故障的靈敏性;I1保證了在區(qū)內(nèi)三相對稱故障時操作元件的可靠工作。K值過大時難以保證三相故障時保護(hù)的靈敏度，過小則不利于不對稱故障時的正確比相。4。機(jī)定子裝有縱差動和橫差動保護(hù)時，發(fā)生何種故障時兩種保護(hù)會同時動作？答：相間故障時兩種保護(hù)會同時動作.試題3答案一、(本題每小題2分,滿分20分)1．故障和不正常工作情況若不及時處理,將引起事故。2．在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的并聯(lián)線路上發(fā)生跨線不同相兩點(diǎn)接地短路時，兩相不完全星接線電流保護(hù)只切除一個故障點(diǎn)的幾率為2/3。3．定時限過電流保護(hù)的動作時限是按階梯時限特性來選擇的。4．按90o接線的功率方向繼電器,若IJ=-Ic，則UJ應(yīng)為－UAB。5．全阻抗繼電器的主要缺點(diǎn)是無方向性。6．阻抗繼電器的動作特性在+R軸方向所占面積越大,耐受過渡電阻的能力越強(qiáng)。7．距離Ⅱ段的整定阻抗應(yīng)按分支系數(shù)Kfz為最小的運(yùn)行方式來確定,目的是為了保證選擇性.8．在雙側(cè)電源系統(tǒng)中，當(dāng)兩電壓電勢模值相同且系統(tǒng)阻抗角和線路阻抗角相等時，振蕩中心處于ZΣ/2.9．高頻保護(hù)采用允許信號的主要優(yōu)點(diǎn)是加快動作速度.10．對于中性點(diǎn)可接地或不接地的變壓器的接地故障需要裝設(shè)零序電流保護(hù)和零序電流電壓保護(hù).二、（本題每小題10分，滿分20分）如圖所示，在110KV輸電線路中,線路AB的負(fù)荷電流為175A,，系統(tǒng)阻抗為：Xs=4W,單位線路長度的阻抗為：X=0。4(W/km），Kk’=1。25;Kk''=Kk=1.15；Kzq=1。5;Kh=0.85.1.計(jì)算：電流速斷保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)動作值與動作時間。2.比較不完全星形接線兩繼電器方式與三繼電器方式過電流保護(hù)的差別。1。5s110kV45km30km解：1.線路AB的保護(hù)A速斷保護(hù)2。線路AB的保護(hù)A的II段保護(hù)求動作電流（與下條線路電流速斷動作值配合）：動作時間：tA''=0.5s靈敏度校驗(yàn):3.線路AB的保護(hù)A的III段保護(hù)三、(本題每小題5分,滿分10分)在單電源環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中，饋電線路過電流保護(hù)動作時限如圖所示.1。計(jì)算輸電線路過電流保護(hù)動作時間；2。哪些線路過電流保護(hù)必須安裝功率方向元件?如果需要安裝,在圖中標(biāo)明功率方向元件及其動作正方向。1。5s1s2。5s2s解：t5=t7+Δt=2s,t3=max{t5,t8}+Δt=2s+0.5s=2.5s，t1=max{t3，t9｝+Δt=2。5s+0.5s=3st2=max{t7｝+Δt=1.5s+0.5s=2s,t4=max{t2，t9｝+Δt=2。5s+0.5s=3s，t6=max{t4，t8}+Δt=3s+0。5s=3.5st1<t6,t2<t3，t5〈t4，因此保護(hù)1，2,5設(shè)置功率方向元件,動作正方向：母線指向線路四、(本題每小題10分，滿分20分）巳知采用幅值比較方式構(gòu)成繼電器的兩個電壓量：U1=KIIj，U2=KUUJ—KIIj,且動作條件為|U1｜3｜U2｜，試問：(1)所構(gòu)成的繼電器是什么繼電器？該繼電器的整定值是什么？（2)測量阻抗為Zj，整定阻抗為Zzd時，根據(jù)動作方程畫出相應(yīng)的交流回路結(jié)線圖及動作特性阻抗圓.解:（1）由動作方程，有|1/2*(2KI/KU）|3|ZJ-1/2*（2KI/KU)|因此，該繼電器是方向阻抗繼電器，且其整定阻抗為2KI/KU（2)相應(yīng)的交流回路結(jié)線圖及動作特性阻抗圓如下五、（本題每小題5分，滿分10分）（1）完成變壓器（Y/D-11接線）差動保護(hù)二次回路接線的原理圖。(2）標(biāo)出二次回路中電流的方向,寫出差動電流的表達(dá)式.（一次側(cè)電流方向:Y→D；一次側(cè)電流正方向：流出變壓器電流為負(fù),流入變壓器為正）解:（1）二次回路接線的原理圖及電流方向如下。差動電流的表達(dá)式(A相為例)IcdA=(IYA2—IYB2)-IΔA2六、（本題每小題5分，滿分20分)1。何為系統(tǒng)最大/最小運(yùn)行方式？在電流保護(hù)整定/校驗(yàn)時各選擇那種方式？答：短路時通過該保護(hù)的短路電流為最大/最小的可能運(yùn)行方式，稱為系統(tǒng)最大/最小運(yùn)行方式。在電流保護(hù)整定/校驗(yàn)時各選擇最大/最小運(yùn)行