電力系統(tǒng)繼電保護原理考試題型及復(fù)習(xí)含答案

《電力系統(tǒng)繼電保護原理》考試題型及復(fù)習(xí)題

第一部分：考試題型分布

(1)單選題（10分）：1分X10題

多選題（10分）：2分X5題

(3)簡答題（25分）：5分X5題

（4）分析題（2（）分）：3題

（5）計算題（35分）：3題。

第二部分：各章復(fù)習(xí)題

第一章

1.繼電保護裝置的基本任務(wù)是什么？

答：1）自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)

遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)止常運行：

2）反應(yīng)電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件，而動作于信號、減負荷

或跳閘。

2.試述對繼電保護的四個基本要求的內(nèi)容。

答：1）選擇性：是指電力系統(tǒng)中有故障時，應(yīng)由距離故隙點最近的保護裝置動作，僅

將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量減個，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能

繼續(xù)安全運行；

2）速動性：在發(fā)生故障時，保護裝置能迅速動作切除故障：

3）靈敏性：是指對于其保護范圍內(nèi)發(fā)生任何故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。

4）可靠性：是指在該保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，它不應(yīng)

該拒絕動作，而在任何其他該保護裝置不應(yīng)該動作的情況下，則不應(yīng)該誤動作。

3.如下圖，線路AB、BC配置了三段式保護，試說明：

（1）線路AB的主保護的保護范圍，近后備、遠后備保護的最小保護范圍；

答：近后備最小保護范圍為AB,遠后備最小保護范圍為AC

（2）如果母線B故障（k點）由線路保護切除，是由哪個保護動作切除的，是瞬時

切除還是帶時限切除；

答：是由保護2動作切除的，是帶時限切除的。

（3）基于上圖，設(shè)定一個故障點及保護動作案例，說明保護非選擇性切除故障的情況。

答：當(dāng)保護1出口處附近發(fā)生短路時，由保護2瞬時切除故障，再自動重合閘，如果是瞬時

性故障，則正常運行；如果是永久性故障，則再按逐級有選擇性的切除故障。

第二章

1.什么是繼電器的返回系數(shù)？返回系數(shù)都是小于1的嗎？

答：繼電器的返回電流（或電壓）與繼電器的動作電流（或電壓）的比值即繼電器的返

回系數(shù)。不都是小于I,電流繼電器是小于1,電壓繼電器是大于1

2.舉例說明哪些繼電器是過量動作的，哪些繼電器是欠量動作的？

答：電流繼電器是過量動作的，電壓繼電器、阻抗繼電器是欠量動作的。

3.微機保護裝置硬件系統(tǒng)由哪五部分組成？分別起什么作用？

答：由數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、開關(guān)量I/O接口、通信接口、電源五部分組成；

其中數(shù)據(jù)采集單元完成將模擬輸入量盡可能準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的功能；

數(shù)據(jù)處理單元執(zhí)行放在存儲器中的程序，對由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至隨機存取存儲

器中的數(shù)據(jù)進行分析處理，以完成各種繼電保護的功能。

I/O接口完成各種保護的出口跳閘、信號警報、外部接點輸入及人機對話等功能；

通信接口實現(xiàn)多機通信或聯(lián)網(wǎng)；電源為供給內(nèi)部電路所需的電源。

4.微機保護的軟件一般由哪些功能模塊構(gòu)成？

答：一般由兩個模塊構(gòu)成即：主程序和中斷服務(wù)程序。

5.如何選擇微機保護的采樣率？說明低通濾波器設(shè)計與采樣率選擇之間的關(guān)系.

答：如果隨時間變化的模擬信號所含的最高頻率成分為fmx,則采樣頻率fs22fom。

采用低通濾波器可以將高頻分量濾掉，這樣就可以降低采樣率fs。

第三章

1.試對保護1進行電流【、n、niQ/km,電流I、n、m

C=4.93M,/min=41.3%,r=05

（參考答案：/*=1.775加/=0.5s,=1.73）

Iact=O.565M,r=2s,Ksen=5.44,1.86

2.試整定保護1的電流速斷保護，并進行靈敏性校核。圖示電壓為線電壓（計算短路電流

時取平均額定電壓），線路電抗為％二°4°/攵相，可靠系數(shù)*驍=13。如線路長度

減小到50km、25km,重復(fù)以上計算，分析計算結(jié)果，可以得出什么結(jié)論？

短線路的電流速斷保護可能沒有保護范圍。

3.三段電流保護的整定計算：

(DAB和BC線路最大負荷電流分別為120A、100A

(2)電源A：X5min=15Q,X5mix=20Q；電源B：Xsmin=20Q,X5max=25Q

(3)K二=L25,=1.15,K。/=1.2,Kre=0.85,KMS=1.8

試整定線路AB(AM)各端保護的動作電流，并校驗靈敏度。

4.電流三段保護整定計算與運行方式和故障類型有關(guān)嗎，為什么？如果有關(guān)，整定計算是

如何考慮的，如果無關(guān)，是如何實現(xiàn)的？

答：一段和二段保護的整定是跟運行方式和故障類型有關(guān)的，因為I段整定是按照躲過被保

護元件末端的最大短路電流(即在最大運行方式下發(fā)生三相短路時的電流)整定：II段整定

一般是按照躲開相鄰線路一段保護最小保護范圍末端的最大短路電流整定。III段整定是按

照躲開最大負荷電流來整定，故與故障類型和運行方式無關(guān)。

5.如下圖，保護1、2都裝設(shè)了三段電流保護，當(dāng)k點發(fā)生AB二相相間短路故障時，分

析繼電器的起動、動作、返回情況。

答：對于保護1來說，發(fā)生故障時，電流繼電器KAI、KA5、KA9、KA11均動作，KM3

不帶時間延遲動作，使KS4發(fā)出信號促使跳閘線圈Y流過電流跳閘，切除故障。KTM7和

KTMI2因帶時間延遲還沒結(jié)束故障已經(jīng)切除而不動作，故障切除恢復(fù)正常運行后，電流繼

電器KAI、KA5、KA9、KAI1和直流繼電器KM3均返回。

對于保護2來說，發(fā)生故障時，電流繼電器KA5、KA9、KAI1均動作，保護1瞬時切除故

障，故障切除恢復(fù)正常運行后，電流繼電器KA5、KA9、KA1I均返回。

6.電流保護的接線方式有哪些？各自適用在哪些場合？

答：電流保護的接線方式有三相星形接線和兩相星形接線兩種方式。三相星形接線適用于發(fā)

電機、變壓器等大型貴重電力設(shè)備的保護中；兩相星形接線適用于對中性點直接接地和非直

接接地系統(tǒng)中的相間故障。

7.何謂90。接線方式？采用90°接線的功率方向繼電器構(gòu)成方向性保護時為什么有死

區(qū)？零序功率方向元件也有類似的死區(qū)嗎？

答：90°接線方式是指接入方向繼電器的電壓是非故障的相間電壓(比故障相電壓落后90

度)，并用它來判別電流的相位的。

此接線除正方向出U附近發(fā)生三相短路時，所有相間電壓都等于0具有電壓死區(qū)。

零序功率方向繼電器接入的是零序電壓和零序電流，而由于越靠近故障點的零序電壓越高，

因此零序方向元件沒有電壓死區(qū)。

8.和電流保護相比，低電壓保護有哪些優(yōu)缺點？

答：1）電壓保護是反應(yīng)于電壓降低而動作，與反應(yīng)于電流增大而動作的電流保護相反，其

返回系數(shù)大于1:

2）與電流保護相反，低電壓保護在最大運行方式下靈敏度低，在最小運行方式下靈敏度高,

兩種保護性能優(yōu)缺點互補；

3）在多段串聯(lián)單回線路上短路時，各段線路電流相同，而各點電壓不同，電壓隨短路點距

離的變化曲線從零開始增大，因而瞬時電壓速斷保護總有一定的保護范圍。

4）在電網(wǎng)任何點短路時，各個母線的電壓都會降低，低電壓保護都會動作，所以低電壓保

護沒有方向性。

9.三段式保護為何不能瞬時保護線路全長？

答：三段式保護中只有I段是瞬時保護線路的，但為了避免在相鄰線路出口處發(fā)生故障時與

相鄰速斷保護引起選擇性沖突，故I段瞬時保護應(yīng)躲開線路末端發(fā)生的最大短路電流，保證

詵擇性，所以三段式保護不能瞬時保護線路全長。

10.什么是電動機自起動？如果在過電流保護中不考慮電動機自起動系數(shù)，會出現(xiàn)什么問

題？

答：發(fā)生短路故障時，各段母線電壓降低，導(dǎo)致電動機被制動，在故障切除后電壓恢復(fù)時，

電動機重新恢復(fù)正常運行的過程，即電動機的自起動。

如果在過電流保護中不考慮電動機自起動系數(shù)時，在自起動的過程中的不正常運行電流有可

能大于保護裝置的起動電流而產(chǎn)生誤動作.

11.了解半周積分算法、傅氏算法的原理。

12.設(shè)微機保護采用半周積分算法計算電壓幅值，采樣頻率為一周期采用12點，設(shè)

w,=110x/2sin（314/+30°）,寫出應(yīng)用半周積分法計算該電壓幅值的詳細過程。更換

初始角度對半周積分法的影響分析。

答：采樣間隔TS?12=/^S,令初相角為。度，則：

積分值S=1IO$X（sinO+-sin30+sin60+sin90+sin120+sin150）X焉=\'2

則電壓幅值Um=$X送

110^/2

相對誤差為再評

更換初始角度可能會引起相對誤差的減小或增大。（提高采樣頻率會減小誤差）

13.利用全波傅氏算法計算上述習(xí)題。

2

答：ai=Y2X1IO\2X(sinOcosO+sin30cos30+，-sin330cos330)=0

bi=I^XIIO\2X(sinOsinO+sin30sin30+,*,+sin330sin30)=110yj2

則基波電壓有效值為乎普=no

則基波電壓幅值為Um=110"

相對誤差為0

第四章

1.試述我國電網(wǎng)中性點有哪幾種接地方式？各有什么優(yōu)缺點？分別適用于國內(nèi)哪些電壓

等級？

答：中性點接地方式有：中性點直接接地、中性點經(jīng)小電阻接地、中性點不接地、中性點經(jīng)

消弧線圈接地。

中性點直接接地系統(tǒng)，在接地故障發(fā)生后，故障相將有大短路電流流過，會使供電可養(yǎng)性降

低；另一方面，接地相電壓降低，非接地相電壓幾乎不變，因此不用考慮過電壓問題。

中性點經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)，中性點與大地之間的小電阻限制了接地故障電流的大小，也限制

了故障后過電壓的水平，但接地故障電流依然很大。

中性點不接地系統(tǒng)，單相接地故障發(fā)生后，沒有形成短路電路通路，故障相和非故障相都將

流過正常負荷電流，線電壓仍然保持對稱。接地相電壓降低，非接地相電壓升高至線電壓，

對電氣絕緣造成威脅，不能長期運行。此外，故障點和導(dǎo)線對地電容還能形成電流通路，使

接地故障點產(chǎn)生電弧電流，可能損壞電氣設(shè)備，影響供電可靠性。

中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，故障發(fā)生后消弧線圈可以抵消在接地點流過的電容電流，消除

或減輕電弧電流的危害。故障后接地相電壓降低，但非故障相電壓依然很高，不允許長期運

行。

110kV及以上電壓等級采用中性點直接接地系統(tǒng)。35kV及以下的系統(tǒng)采用中性點不接地或

經(jīng)消弧線圈接地，對城市電流供電網(wǎng)絡(luò)可采用經(jīng)小電阻接地方式。

2.電網(wǎng)中性點采用哪種接地方式主要取決于什么因素？

答：主要取決于供電可靠性(是否允許帶一相接地時繼續(xù)運行)和限制過電壓兩個因素。

3.零序功率方向繼電器的最靈敏角與相間方向繼電器的最靈敏角是否相同？為什么？

答：不相同。因為：當(dāng)繼目器采用。度接線時，零序功率方向繼電器的最靈敏角一般為線路

和中性點接地變壓器的等值零序阻抗角，而相間方向繼電器的最靈敏角一般為線路的阻抗

角。采用90度接線時，最靈敏角只是等值零序阻抗角和阻抗角分別減去90度而已。

4.接地短路時的零序電流大小與系統(tǒng)運行方式是否有關(guān)？零序電流在電網(wǎng)中的分布與什

么因素有關(guān)？

答：接地短路的零序電流大小與系統(tǒng)運行方式無關(guān)。零序電流在電網(wǎng)中的分布，主要取決于

輸電線路的零序阻抗和中性點接地變壓器的零序阻抗。

5.大接地電流系統(tǒng)、小接地電流系統(tǒng)中單相接地故障時的電流電壓有什么特點？相應(yīng)的保

護怎樣配置？

答：大接地電流系統(tǒng)單相接地故障時故障電流大，也有較大的零序電流，故障相電壓降低，

非故障相電壓基本不變。小接地電流系統(tǒng)單相接地故障時，不能形成短路電流通路，零序電

流較小，故障相電壓降低，非故障相電壓將升高至線電壓。故大接地電流系統(tǒng)可以采用零序

三段電流保護，小接地電流系統(tǒng)可以采用零序功率方向保護。

6.如圖所示，已知保護3的零序I段動作電流為，其俁護范圍末端k點發(fā)生接地短路時.

流過保護4的零序電流為，kl點發(fā)生接地短路時，流過保護1的最大零序電流為kA,

斷路器非同期合閘和豐全相振蕩時流過保護1的零序電流分別為kA和kA,試分別確

定變壓器TM2投入和退出運行時保護1的零序I段（靈敏I段、不靈敏I段）、H段動

作電流一次值。靈敏I段的可靠系數(shù)取，其他均取。

答：變壓器投入和退出運行時，零序1段X

X

X4--

X

7.零序電流三段保護整定計算：

8.中性點加裝消弧線圈的作用是什么？有幾種補償方式？試解釋為什么常采用過補償方

式？

答：中性點加裝消弧線圈，在發(fā)生單相接地故障時，流過消弧線圈的感性電流會抵消原系統(tǒng)

中的電容電流，減小流經(jīng)故障點的電流。有三種補償方式：完全補償、欠補償、過補償。

過補償使補償后的殘余電流是電感性的。采用這種方法不可能發(fā)生串聯(lián)諧振的過電壓問題，

因此在實際中獲得了廣泛的應(yīng)用。

第五章

1.構(gòu)成輸電線路距離保護的基本依據(jù)是什么？

答：距離保護是反應(yīng)故障點至保護裝置之間的距離（或阻抗），并根據(jù)距離的遠近而確定動

作時間的一種保護裝置。

2.試述三段式距離保護的整定、優(yōu)缺點評價；

答：第I段整定?般按躲開下，?條線路出口處短路的原貝J來確定：第II段整定是按照躲開相

鄰線路距離保護第I段的保護范圍末端發(fā)生短路時的阻抗值，和躲開線路末端變電站變壓器

低壓側(cè)出口處短路時的阻抗值，取兩種情況下阻抗值的小值。第HI段是按照躲開正常運行

時的最小負荷阻抗來整定，

評價：

1）在多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中可以保證動作的選擇性

2）I段不受系統(tǒng)運行方式影響，瞬時保護線路全長80%?85%

3）II、IH段由于有分支，受運行方式影響，但相對較小

4）可■以有方向，如方向阻抗繼電器，

5）仍未擺脫三段式的束縛，不能瞬時保護線路全長。在220kV及以卜.電網(wǎng)有時不能滿足電

網(wǎng)穩(wěn)定要求，因此不能作為主保護。

6）受振蕩、TV斷線影響，裝置相對復(fù)雜。

3.阻抗繼電器的構(gòu)成方式有哪兩種？單相補償式阻抗繼電器在距離保護中廣泛采用的相

間短路和接地故障的接線方式是什么？

答：構(gòu)成方式可分為單相補償式和多相補償式兩種。

相間短路廣泛采用0度接線方式，接地故障廣泛采用帶零序補償?shù)慕泳€方式°

4.距離三段保護整定計算與運行方式和故障類型有關(guān)嗎，為什么？如果有關(guān)，整定計算是

如何考慮的，如果無關(guān)，是如何實現(xiàn)的。

答：I段整定計算不受系統(tǒng)運行方式和故障類型影響影響，一般按躲開下一條線路出口處短

路時線路阻抗值的原則來確定；II、III段受運行方式影響，但相對較小，不受故障類型影響。

第II段整定是按照躲開相鄰線路距離保護第I段的保護范圍末端發(fā)生短路時的阻抗值，和躲

開線路木端變電站變壓器低壓側(cè)出口處短路時的阻抗值，取兩種情況下阻抗值的小值。第

III段是按照躲開正常運行時的最小負荷阻抗來整定。由于考慮了分支系數(shù)，故受運行方式

影響，但影響較小。

5.三段式距離保護整定計算

6.什么是阻抗繼電器的測量阻抗、整定阻抗、起動阻抗？以方向阻抗繼電器為例來說明三

者的區(qū)別。

答：繼電器的測量阻抗ZK,是由加入繼電器的電壓和電流比值和相位差確定的;

Zset是繼電器的整定阻抗，一般取繼電器安裝點到預(yù)定的保護范圍末端的線路阻抗為整定阻

抗，對方向阻抗繼電器而言就是在最大靈敏角方向上圓的直徑。

Z是繼電器實際的動作阻抗或起動阻抗，表示當(dāng)繼電器剛好能起動時的測量阻抗，對于方向

阻抗繼電器，特性圓周上的任一點都代表一個起動阻抗。

7.短路點過渡電阻對距離保護的影響及減小其影響的方法。

答：短路點過渡電阻可以引起測量阻抗減小或增大，可能引起某些保護的無選擇性動作。

減小其影響方法：1）采用能容許較大的過渡電阻而不致拒動的阻抗繼電器（擴大在+R方向

的面積）2）利用所謂瞬時測量回路來固定阻抗繼電器的動作，即將短路瞬間的測量阻抗值

同定下來，使過渡電阻的影響減至最小。

8.什么是電力系統(tǒng)振蕩，電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩與短路時電氣特征有何區(qū)別？

答：如果電力系統(tǒng)受到大的擾動后，功角不斷增大，使各發(fā)電機之間不再同步，則稱為電力

系統(tǒng)振蕩。

振蕩和短路主要區(qū)別如下：

1）振蕩時，電流和各點口壓的幅值均作周期性變化，而短路后，短路電流和電壓的幅值不

及衰減時是不變的。振蕩時電流和各點電壓幅值的變化速度較慢，而短路時短路電流突

然增大，電壓也突然降低，變化速度快。

2）振蕩時，任一點電流和電壓之間的相位關(guān)系都隨5的變化而改變，而短路后，電流和電

壓之間的相位是不變的。

3）振蕩時，三相完全對稱，電力系統(tǒng)中沒有負序分量出現(xiàn)。而當(dāng)短路時，總要長期（在不

對稱短路過程中）或瞬間（在三相短路開始時）出現(xiàn)負序分量。

9.根據(jù)哪些原理可實現(xiàn)對保護的振蕩閉鎖？

答：1）基于負序（和零序）分量是否出現(xiàn)；2）利用電流、電壓和測量阻抗變化速度不同。

10.什么是選相元件，相電流差突變量選相元件的特點？

答：能在發(fā)生故障初期確定故障類型的元件即選相元件.

特點：

1）可用整定值保證，在包相接地時，反應(yīng)兩非故障相電流差的突變量選相元件不動作，而

對于多相短路的情況，三個選相元件都動作。因而在單相接地時可以準(zhǔn)確選出故障相，

而在多相故障時又能可靠給出允許跳開三相的信號

2）該選相方法只反映故障電流量，不需要躲開負荷電流，因此動作靈敏，并且具有較大的

承受故障點經(jīng)過渡電阻接地的能力

3）改選相方法僅在故障剛發(fā)生時可靠識別故障類型，因此還必須配以其他穩(wěn)態(tài)量選相原

理。

11.為什么要單獨配置接地距離元件和相間距離元件？

答：因為采用一種距離元件時不能滿足四種短路的要求，所以要單獨配置接地距離元件和相

間距離元件。

12.相位比較法和幅值比較法在什么條件下具有互換性？

答1）各比較相量必須是同一頻率的正弦交流量2）只適用于相位比較方式動作范圍為

270°>arg^>90°,和幅值比較式動作條件為囚工間的情況3）忽略短路暫態(tài)過程中出現(xiàn)的

非周期分量和諧波分量的影響。

13.電壓回路斷線對距離保護有何影響？對斷線閉鎖應(yīng)提出哪些要求？

答：當(dāng)電壓互感器二側(cè)次回路斷線時，距離保護將失去電壓，在符合電流的作用卜，阻抗繼

電器的測最阻抗為0,因此可能發(fā)生誤動作。

主要要求：當(dāng)電壓回路發(fā)生各種可能使保護誤動作的故障情況時應(yīng)可靠地將保護閉鎖，而當(dāng)

被保護線路故障時不因故獐電壓的畸變錯誤地將保護閉鎖，以保證保護可靠動作。

（閉鎖思路：利用負序（和零序）故障分量閉鎖，可以和振蕩閉鎖回路共用。）

14.如圖所示，保護1出口處發(fā)生單相接地故障，過渡電阻為各保護測量阻抗如圖，

試分析距離保護動作情況?？疾霷t由小到大的過程，對于距離保護，在+R軸方向面積

越大，受過渡電阻影響越小。

答：當(dāng)R比較小的時候，Z不超出保護1第I段整定的特性圓范圍，保護1第I段距離保護

瞬時切除故障。當(dāng)&增大到使Z超出保護1第I段整定的特性圓范圍，而Z仍位于保護2第H

段整定的特性圓范圍以內(nèi)時，兩個保護將同時以第n段時限動作，失去了選擇性。

因此可以擴大阻抗繼電器的動作特性在在+R軸方向的面積，使受過渡電阻的影響盡量減小。

15.如圖所示，M、N側(cè)系統(tǒng)電勢幅值相等，假設(shè)全系統(tǒng)的阻抗角相等，若振蕩中心在B母

線處，試作圖分析線路L1的A側(cè)距離保護第I、H段方向阻抗繼電器受系統(tǒng)振蕩影響

的情況。

答：當(dāng)6=180：振蕩中心B處的電壓降至為零。從電壓、電流的數(shù)值看，這和在B點發(fā)生

三相短路無異。山于B點在A側(cè)距離保護第I段的保護范圍外，因此不會受系統(tǒng)振蕩影響。

而B點落在A側(cè)距離保護第II段的保護范圍內(nèi)，可能使保護誤動作。

第六章

1.縱聯(lián)保護傳送的信號分為哪幾種？

答：分為三種，有閉鎖信號、允許信號、跳閘信號。

閉鎖信號：收不到這種信號是保護動作跳閘的必要條件

允許信號：收到這種信號是保護動作跳閘的必要條件

跳閘信號：收到這種信號是保護動作跳閘的充要條件

2.為什么應(yīng)用載波（高頻）通道時最好傳遞閉鎖信號？

3.哪些因素影響輸電線路縱聯(lián)差動保護的正確工作？對線路縱聯(lián)差動保護所有的電流互

感器應(yīng)提出哪些要求？

答：影響輸電線路縱聯(lián)差動保護的主要因素有：

1）電流互感器的誤差和不平衡電流

2）輸電線路的分布電容電流

3）通道傳輸電流數(shù)據(jù)的誤差

4）通道的工作方式和可靠性

為減小不平衡電流，對于輸電線路縱聯(lián)差動保護應(yīng)采用型號相同、磁化特性一致、鐵心截面

較大、飽和磁通對工作磁通的倍數(shù)大、剩磁小的高精度的電流互感器。還應(yīng)配置適當(dāng)?shù)亩?/p>

側(cè)負載電阻使二次電流的誤差不大于10%

4.何謂暫態(tài)不平衡電流和穩(wěn)態(tài)不平衡電流？試分別說明它們的產(chǎn)生原因、特點和減小的方

法。

答：穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流，實際上是兩個電流互感器勵磁電流之差

5.分相電流差動保護有什么優(yōu)點？

答:分相電流差動保護為有制動的差動保護，可以躲開外部短路可能引起的最大不平衡電流,

保證保護不誤動，更加適用「長距離高壓輸電線路。此外，它還具有自然選相優(yōu)勢。

6.線路縱聯(lián)差動保護中常用的制動量有哪幾種？

答：制動量有兩種：

1）以兩側(cè)電流矢量差為制動量；2）以兩側(cè)電流幅值之和為制動量

7.簡述方向比較式縱聯(lián)保護的基本原理。

答：方向比較式縱聯(lián)保護，不論采用何種通信通道，都是基于被保護線路各端根據(jù)對故障方

向的判斷結(jié)果向其他各端發(fā)出相應(yīng)信息。各端根據(jù)本端和其他各端對故障方向判斷的結(jié)果綜

合判斷出故障的位置，然后獨立做出跳閘或不跳閘的決定。

8.與方向比較式縱聯(lián)保護相比，距離縱聯(lián)保護有哪些優(yōu)缺點？

答：1）距離縱聯(lián)保護的方向元件可?以超范圍整定，也可以欠范圍整定，而方向比較式縱聯(lián)

保護的方向元件只能超范圍整定。

2）距離縱聯(lián)保護的另一優(yōu)點是可以兼作本線路和相鄰線路的后備保護，方向比較式縱聯(lián)保

護則不能。

3）距離縱聯(lián)保護的缺點主要是受系統(tǒng)振蕩、電壓回路故障的影響，故保護接線復(fù)雜，方向

比較式縱聯(lián)保護相對而言所受影響很小。

9.高頻保護的載波通道是怎樣構(gòu)成的？高頻方向閉鎖保護在通道故障下能否正確動作，為

什么？

10.高頻閉鎖方向保護的原理怎樣?試舉出幾種方向元件的構(gòu)成原理；

答:原理是利用非故障線辟的一端發(fā)出閉鎖該線路兩端保護的高頻信號，對于故障線路,兩

端不需要發(fā)出高頻閉鎖信號，正好保護應(yīng)當(dāng)切除故障線路。

11.方向高頻保護為什么要采用兩個靈敏度不同的起動元件？

答：當(dāng)外部故障時，據(jù)故障點較遠一端的保護所感覺到的情況和內(nèi)部故障時完全一樣，在遠

離故障點?端的保護為了等待對端發(fā)來的高頻閉鎖信號,必須采用兩個不同靈敏度的起動元

件來配合，否則可能引起保護的誤動作。

12.下圖為高頻閉鎖方向保護原理圖（一側(cè)），試分析在內(nèi)部故障和外部故障時，各個繼電

器和收發(fā)信機的起動、返回、動作情況。

--

收

發(fā)

信

信

和

機

答：外部故障時，h先起動，通過KM4常閉觸點起動發(fā)信機發(fā)出高頻閉鎖信號，一方面為

自己的收信機接收，一方面經(jīng)高頻通道，被對端的收信機接收，閉鎖雙端保護，防止誤動。

和方向元件S同時起動，使中間繼電器KM4斷開常閉觸點，停止了發(fā)信機的工作，同時

給KM5的T.作線圈加入電流。同時對端方向元件不動作，對端發(fā)信機繼續(xù)向本端發(fā)送閉鎖

信號，使本端收信機繼續(xù)收到高頻信號，給KM5的制動線圈加入電流。對端的KM5只有

制動線圈有電流。所以保護一直被閉鎖。待外部故障切除，起動元件均返回。

內(nèi)部故障時，起動元件h和12都動作，起作用同上。之后，兩端的方向元件S和中間繼電器

KM4也動作，停止發(fā)信機的工作，這樣KM5中就只有工作線圈有電流，立刻動作于跳閘。

13.試結(jié)合下圖說明超范圍閉鎖式距離縱聯(lián)保護在內(nèi)外部故障時各元件的動作情況.

答：內(nèi)部故障時，反向ZbM和ZbN不起動，不發(fā)閉鎖信號，正向ZTN和ZTM動作起動經(jīng)時間T

延時跳閘；外部故隙々時，反向ZbN起動，向兩端發(fā)出閉鎖信號，使兩端保護不會跳閘。

14.下圖為高頻閉鎖距離保護原理圖（一側(cè)），

（1）試分析在內(nèi)部故障和外部故障時，各個繼電器和收發(fā)信機的起動、返回、動作

情況。

（2）如果線路故障由辦瞬時動作切除，試說明故障點位置。

答：（I）故障時，KS起動發(fā)信機，發(fā)出閉鎖信號，KM2收到閉鎖信號動作，斷開瞬時跳閘

回路。

內(nèi)部故障時，Zu起動KMI,停止高頻發(fā)信機，KM2返回，接通瞬時跳閘回路，距離H段可

以瞬時動作跳閘，可以瞬時保護線路全長。ZIH也起動，故障點在I段保護范圍內(nèi)，Zi也起動。

外部故障時，距離故障點較近Zu不起動，不停發(fā)高頻閉鎖信號，KM2閉鎖瞬時跳閘回路，

距離II段只能通過H段延時動作，保證了選擇性。

（2）故障點位置在離保護安裝處線路全長的80%?90%范圍內(nèi)。

15.圖（a）所示電力系統(tǒng)中，線路全部配置高頻閉鎖式距離縱聯(lián)保護（原理接線圖如圖（b）

所示），分析下面兩種情況下，在K1點（線路BC出口處）短路時，線路AB和BC上的

保護動作過程：

1）線路AB和BC通信通道正常時；

2）線路AB和BC通信通道同時故障時（即不能收到對方的閉鎖信號）。

答：1）線路AB上保護不動作；線路BC上保護2M距離I段瞬時動作跳閘，保護2N

距離II短瞬時動作跳閘。

2）線路AB上保護1M距離II段瞬時動作跳閘，保護1N不動作；線路BC上保護2M

距離【段瞬時動作跳閘，與保護IM失去了選擇性。保護2N距離?II短瞬時動作跳閘。

(a)

第七章

1.什么叫自動重合閘？試述重合閘的裝設(shè)范圍和起動原則；

2.什么叫單相重合閘?三相重合閘？綜合重合閘？

答：單相重合閘：單相故障，跳單相，重合單相，重合于永久性故障時再跳三相；相間故障

跳三相后不重合。

三相重合閘：任何故障都挑三相，重合三相，重合與永久性故障時再跳三相。

綜合重合閘：單相故障，跳單相，重合單相，重合于永久性故障時再跳三相；相間故障跳三

相，重合三相，重合與永久性故障時再跳三相。

3.單電源自動重合閘動作時間的整定要考慮哪些因素？

答1）斷路器跳閘后，故障點的電弧熄滅和弧道介質(zhì)絕緣強度的恢復(fù)需要一定的時間

2）斷路器的恢復(fù)開斷能力也需要一定的時間

3）如果重合閘是利用繼電保護起動時，則其動作時限還應(yīng)該加I:斷路器的跳閘時間。

4.雙側(cè)電源線路裝設(shè)自動重合閘時，與單側(cè)電源相比，應(yīng)考慮哪些特殊問題？主要有哪些

重合閘方式？

答：應(yīng)考慮：

1）時間的配合。為了保證故障點電弧的熄滅和絕緣強度的恢復(fù)，線路兩側(cè)的重合閘必須保

證在兩側(cè)斷路器均跳閘后，經(jīng)一定延時再進行重合。

2）同期問題。當(dāng)線路發(fā)生故障跳閘后，常常存在著重合閘時兩側(cè)系統(tǒng)是否同期，以及是否

允許非同期合閘的問題。

重合閘主要方式有：快速重合閘、非同期重合閘、自動解列重合閘、自同期重合閘、檢定同

期和無壓的重合閘。

5.結(jié)合下圖說明，為什么要在一側(cè)同時投入檢查同步和檢查無電壓的重合閘，而另一側(cè)只

投入檢查同步重合閘？兩側(cè)重合閘的方式要定期交換，為什么？

答：在正常工作情況下，M側(cè)可能由于某原因誤跳閘，由于N側(cè)并未動作，線路上仍有電

壓，無法進行重合。為此，在檢無壓側(cè)M也同時投入同期檢定繼電器KY,如遇到上述情

況，則同期檢定繼電器KY就能夠起作用，當(dāng)符合同期條件時，即可將誤跳閘的斷路器重新

投入；在檢定同期N側(cè)，絕對不允許同時投入無壓檢定繼電器，以防止非同期重合閘。

若檢定線路無壓M側(cè)短路器重合與永久性故障時，M側(cè)斷路器就連續(xù)兩次切斷短路電流，

因此M側(cè)斷路器的工作條件比同期檢定的N側(cè)斷路器的工作條件惡劣，所以應(yīng)定期切換兩

種檢定方式，以使兩側(cè)斷路器工作的條件接近相同。

6.什么叫重合閘前加速保護和后加速保護？

答：發(fā)生故障時，最靠近電源端的斷路器先無選擇性地將故障切除，然后利用重合閘重合予

以糾正保護無選擇性動作的配合方式，即為重合閘前加速。

所謂重合閘后加速保護就是?當(dāng)線路第一次故障時保護有詵擇性動作，然后講行重合，如果重

合于永久性故障，則斷路器合閘后再加速保護動作，瞬時切除故障。

7.如圖重合閘加裝了前加速保護，試說明當(dāng)k點故障分別為瞬時性故障或永久性故障時，

相應(yīng)保護和重合閘動作情況。

答：當(dāng)k點發(fā)生故障，保護3瞬時動作將QF3斷開，并繼之重合。若重合于瞬時性故障，

則重合成功，系統(tǒng)恢愛正常供電。若重合于永久性故障，則（過電流）保護1~3按照時限配

合關(guān)系，逐級有選擇性地將故障切除。

8.潛供電流的產(chǎn)生原因及其影響因素有哪些？

答：潛供電流產(chǎn)生原因：

1）電容耦合分量：健全相的電壓分別通過相間電容給故障相供給電流

2）電感感應(yīng)分量：健全相的負荷電流通過相間互感在故障相產(chǎn)生電動勢，此電動勢通過故

障點及故障相對地電容產(chǎn)生電流。

因此，潛供電流的影響因素有：線路的電壓等級，線路的K度，負荷電流的大小，相間電容

和相間電感的大小。

第八章

1.試述變壓器的故障類型、不正常運行狀態(tài)及相應(yīng)的保護方式；

答：故障類型｛鸚燃黑

不正常運行狀態(tài):

1）外部故障引起的過電流

2）負荷過時間超過額定容量引起的過負荷

3）風(fēng)扇故障或漏油

相應(yīng)的保護有：

反應(yīng)油箱外部故障：縱聯(lián)差動保護和電流速斷保護

反應(yīng)油箱內(nèi)部故障：瓦斯保護

反應(yīng)外部相間短路故障的后備保護：過電流保護、低電壓起動的過電流保護、復(fù)合電壓起動

的過電流保護

反應(yīng)外部接地短路故障的后備保護：零序電流保護（中性點接地）、零序過電壓保護和間隙

零序電流保護（中性點不接地）

此外，還有過負荷保護、過勵磁保護、其他非電量保護。

2.勵磁涌流是在什么情況下產(chǎn)生的？有何特點？變樂器差動保護中怎樣克服勵磁涌流的

影響？

答：當(dāng)變壓器空載投入或外部故障切除后恢復(fù)電壓時，艮J可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流，即

勵磁涌流。

勵磁涌流的特點：

1）含有大量非周期分量，使涌流波形偏于時間軸的?側(cè)

2）包含大量高次諧波，其中以二次諧波為主

3）波形出現(xiàn)間斷，鐵心飽和度越高，涌流越大，間斷角越大

克服措施：

1）在差流呵I路中接入具有速飽和特性的中間變流器

2）二次諧波判別方法

3）間斷角原理識別勵磁河流

4）利用波形對稱原理

3.變壓器差動保護中，產(chǎn)生不平衡電流的原因有哪些？試列舉減小這些不平衡電流的措

施。

答：產(chǎn)生原因：

1）實際電流互感器的變比和計算變比不同

2）改變變壓器調(diào)壓分接頭

3）變壓器各側(cè)的電流互感器型號不同，即勵磁電流和飽和特性不同

減小措施:

1）采用平衡線圈

2）保證電流互感器二次惻滿足10%誤差曲線要求

3）減小電流互感器二次回路負載阻抗

4）在差流回路中接入具有速飽和特性的中間變流器

4.結(jié)合下圖說明為什么帶制動特性的差動繼電器能可靠躲開外部故障時的不平衡電流，內(nèi)

部故障時提高保護靈敏度？

答：當(dāng)制動線圈Wres中有電流以后，它將在鐵心的兩個邊柱上產(chǎn)生磁通。心，使鐵心飽和，

致使導(dǎo)磁率下降。此時必須增大工作線圈Ww中的電流才能在二次線圈W2中產(chǎn)生電動勢，使

執(zhí)行元件動作，因此，繼電器的動作電流隨著制動電流的增大而增大（如曲線1）。

曲線1始終位于曲線2上面，即在任何大小的外部短路電流作用下繼電器的實際動作定值均

大于相應(yīng)的不平衡電流，繼電器不會誤動作。

同時，曲線1的動作電流定值I比無制動的曲線3的動作電流定值小得多，因此內(nèi)部故障時

能提高靈敏度。

5.如圖為變壓器復(fù)合電壓起動的過電流保護，分析下列故障情況下各繼電器的起動、返回

和動作情況：（1）當(dāng)發(fā)生AB相間短路時；（2）當(dāng)發(fā)生三相短路時。

答：（1）發(fā)生AB相間短路時，立動作，出匕也動作，如果電流繼電器也動作，則起動時間

繼電器，然后準(zhǔn)備動作跳閘，故障切除恢復(fù)正常運行后，各繼電器均返回；

（2）發(fā)生三相短路時，開始會出現(xiàn)暫態(tài)負序電壓，U2動作，三相短路暫態(tài)后，U2返回，但

線電壓仍很低，Uab保持動作，如果電流繼電器也動作，則起動時間繼電器，然后準(zhǔn)備動作

跳閘，故障切除恢復(fù)正常運行后，各繼電器均返回。

6.變壓器瓦斯保護能反應(yīng)哪些故障，屬于主保護還是后備保護？

答：瓦斯保護能反應(yīng)油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故隙，包括變壓器繞組輕微的匝間短路和局部放電,

反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。屬于主保護。

第九章

1.發(fā)電機的故障類型、不正常運行狀態(tài)及相應(yīng)的保護方式有哪些？

答：發(fā)電機的故障類型：

1）定子繞組相間短路（保護：完全縱聯(lián)差動和不完全縱聯(lián)差動保護）

2）定子繞組一相的匝間短路（保護：完全橫差動和不完全橫差動保護）

3）定子繞組單相接地（保護：單相接地保護）

4）轉(zhuǎn)子繞組?點接地或兩點接地（勵磁回路接地保護）

5）轉(zhuǎn)子勵磁回路勵磁電流異常下降或完全消失（低勵磁和失磁保護）

不正常運行狀態(tài)：

I）外部短路引起的定子繞組過電流（定子繞組過電流保護）

2）負荷超過額定而引起的三相對稱過負荷（過負荷保護）

3）外部不對稱短路或不對稱負荷而引起的發(fā)電機負序過電流和過負荷（負序電流保護）

4）突然甩負荷而引起的定子繞組過電壓（定子繞組過電壓保護）

5）勵磁回路故障或強勵時間過長而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負荷（過負荷保護）

6）汽輪機主汽門突然關(guān)閉而引起的發(fā)電機逆功率（逆功率保護）

2.單繼電器式橫差保護的作用是什么？為什么它可以瞬時跳閘，而有時又要帶時限動作？

答：單繼電器式橫差保護（在定子繞組每相分裂成兩部分的情況下，可以只用一個電流互感

器裝于發(fā)電機兩組繞組的星形中性點的連線上）對發(fā)電機定子繞組相間短路、血間短路及分

支開焊等故障有保護作用，

當(dāng)不考慮轉(zhuǎn)子接地故障的影響，它可以瞬時跳閘。但當(dāng)轉(zhuǎn)子回路發(fā)生兩點接地時，轉(zhuǎn)子磁極

平衡會發(fā)生變化，可能在同相不同繞組之間感應(yīng)不同電勢，從而出現(xiàn)環(huán)流，使橫差保護誤

動。在此情況下，