第一篇：國家電網電力系統繼電保護測試題2答案

一、單項選擇題(每小題2分，共30分)

1.B2.B3.C4.C5.C6.D7.D8.A9.A10.B11.A12.D13.C14.C15.A

二、填空題(每小題1分，共20分)

1.執行2.選擇性3.相間4.近后備保護5.電流保護6.最小電流7.一次電流倍數8.單相接地短路9.電流Ⅲ段10.躲過最大負荷電流，并在最大負荷電流下能可靠返回來

11.越長12.兩相不完全星形接線13.方向14.重氣體15.非接地線路16.數字量17.越小18.幅值19.收發信機20.氣體保護

三、簡答題(每小題6分，共30分)

1.繼電保護的任務是

1）當電力系統發生故障時，自動地、迅速地、有選擇地向斷路器發出跳閘命令，由斷路器切除故障部分，保證非故障部分繼續運行。（2）當電力系統發生不正常工作狀態時，發出信號，通知值班人員進行處理或經期長延時，切除處于不正常工作狀態下的設備。

2.電流保護的接線方式是指電流繼電器線圈與電流互感器二次繞組間的連接方式。電流保護的接線方式有（1）三相完全星形接線，（2）兩相不完全星形接線

3.微機保護硬件系統主要由模擬量輸入、單片機（CPU）系統、開關量輸入輸出、人機對話和電源等部分構成。

4.利用測量電壓與電流的比值來反應故障點至保護安裝處距離的原理構成的保護稱為距離保護，距離保護具有不受或受系統運行方式影響小的特點。

5.變壓器勵磁涌流波形的特點有①含有很大的非周期分量；②含有較大的二次諧波分量； ③相鄰波形間出現間斷角，波形不對稱。勵磁涌流會引起差動保護誤動。

四、計算題（共10分）

ⅠⅠ(3)解：（1）Iact.2=KrelIk2.max=1.2×1900=2280(A)

ⅡⅡⅠIact.1=KrelIact.2 =1.1×2280=2508(A)

ⅡⅠt1= t2+Δt=0.5(s)

Ⅱ(2)Ⅱ(2)KL=Ik1.min/ Iact.1=(√3/2)×4300/2508=1.48>1.3滿足要求

五、論述題（10分）

氣體保護—油箱內故障主保護；

縱差動保護—繞組、套管及引線故障主保護；

過電流保護—內部和外部相間故障后備保護；

零序保護—內部和外部接地故障后備保護；

過負荷保護—反應繞組過負荷；

過勵磁保護—防止鐵心過勵磁引起變壓器過熱。

第二篇：電力系統繼電保護試題-答案

電力系統繼電保護試題

課程代碼：02302

第一部分 選擇題

一、填空題(每小題1分，共20分)1.電氣元件配置兩套保護，一套保護不動作時另一套保護動作于跳閘，稱為_近后備_保護。2.電流繼電器的_返回_電流與動作電流的比值稱為繼電器的返回系數。3.反應電流增大而瞬時動作的保護稱為__無時限電流速斷保護__。4.定時限過電流保護的動作時限是按__階梯原則__來選擇的。

5.電流電壓聯鎖速斷保護是按系統經常運行方式下電流和電壓元件的保護范圍__相等__這一條件來整定的。6.零序過電流保護與相間過電流保護相比，由于其動作電流小，所以靈敏度__高__。7.全阻抗繼電器的主要缺點是__動作無方向性__。8.相間短路的阻抗繼電器采用0°接線。例如：

時，=_______。

9.精確工作電流Iac是阻抗繼電器的一個主要技術指標。Iac越小，表明U0越小，即___繼電器靈敏度越高____。10.距離Ⅱ段的整定阻抗應按分支系數Kb為最小的運行方式來確定，目的是為了保證___選擇性__。11.在雙側電源系統中，當兩電壓電勢模值相同且系統阻抗角和線路阻抗角相等時，振蕩中心處于_______。12.故障時發信方式的優點是__對相鄰通道的干擾小_____。

13.相差高頻保護采用比較線路兩端__正序電流_____相位來反應對稱短路。

14.在三側電源時，三繞組變壓器的縱差動保護的制動線圈應接于___外部短路電流最大的一側____。15.對于中性點可接地或不接地的變壓器需要裝設零序電流保護和__零序過電壓保護_____。16.相對于中、小型機組，大型發電機組參數的變化將對繼電保護“四性”中的___靈敏____性不利。17.發電機正常運行時的三次諧波電壓，機端量總是___小于____中性點量。

18.發電機定子繞組匝間短路時，將出現___縱____向負序電壓，并產生相應的負序電流。19.對于單母線或雙母線保護，通常把____安全性___放在重要位置。20.微機保護的基本算法是計算被測電氣量的大小和__相位_____的方法。

二、單項選擇題(每小題1分，共10分。從每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的號碼寫在題干后面的括號內。)21.電磁型電流繼電器的動作條件是()①Me≥Mf ②Me≤Mf

③Me≥Mf+Ms ④Me≥0 22.當限時電流速斷保護的靈敏系數不滿足要求時，可考慮()①采用過電流保護 ②與下一級過電流保護相配合

③與下一級電流速斷保護相配合 ④與下一級限時電流速斷保護相配合 23.使電流速斷保護有最小保護范圍的運行方式為系統()①最大運行方式 ②最小運行方式

③正常運行方式 ④事故運行方式

24.在中性點非直接接地系統中，為了提高供電的可靠性，電流保護的接線方式應采用()①三相星接線 ②兩相星接線

③0°接線方式 ④90°接線方式

25.在中性點非直接接地電網中的串聯線路上發生跨線不同相兩點接地短路時，三相完全星接線電流保護只切除遠離電源故障點的幾率為()

① 100% ② 2/3 ③ 1/3 ④ 0 26.按90°接線的功率方向繼電器，若

①

③

27.短距離輸電線路比長距離輸電線路受過渡電阻的影響要()①小 ②大

③一樣 ④不受影響 28.方向阻抗繼電器的最大靈敏角是可以調節的。調節方法是()①改變電抗變壓器UV原邊匝數

②改變電抗變壓器副邊匝數

③改變電壓變換器UR原邊匝數

④改變電抗變壓器UR副邊線圈中的電阻大小

29.發電機單繼電器式橫差保護為防止勵磁回路一點接地后發生瞬時性第二點接地引起保護誤動作，采取的措施是()①接入TA ②接入TV ③接入KT ④接入KOF 30.標識制動型差動繼電器的靈敏性較比率制動型差動繼電器靈敏性()①高 ②低

③兩相短路時高，三相短路時低 ④兩相短路時低，三相短路時高

三、簡答題(每小題5分，共30分)31.方向性電流保護為什么有死區?死區由何決定?如何消除? 32.闡述電力系統振蕩對距離保護的影響。33.光纖分相差動保護的特點是什么? 34.變壓器縱差動保護動作電流的整定原則是什么? 35.通常采用什么措施來提高3/2斷路器接線母線保護的可信賴性? 36.何謂頻率混疊現象?如何消除?

四、綜合分析題(每小題8分，共24分)37.如圖所示為一中性點不接地電網，當d點發生金屬性單相接地短路時：(1)畫出全網電容電流的分布；(2)寫出各元件首端零序電流的表達式；

(3)提出中性點不接地電網單相接地短路的保護方案。38.已知采用幅值比較方式構成繼電器的兩個電壓量

試問：

(1)所構成的繼電器是什么繼電器；(2)在復平面上畫出它的動作特性；(3)該繼電器的整定值是什么? 39.畫出發電機三次諧波等值電路，得出定子繞組單相接地時機端三次諧波電壓和中性點三次諧波電壓隨接地點變化的曲線。

五、計算題(每小題8分，共16分)40.如圖網絡，試計算保護1電流速斷保護的動作電流，動作時限及最小保護范圍，并說明當線路長度減到40km、20km時，且動作條件為

≥，②

④，則

應為()情況如何?由此得出什么結論?

已知：。

41.如圖所示，各線路均裝有距離保護，Z1=0.4Ω/km，試對保護1的距離Ⅱ段進行整定計算。

電力系統繼電保護試題參考答案

課程代碼：02302

一、填空題(每小題1分，共20分)1.近后備 2.返回

3.無時限電流速斷保護 4.階梯原則 5.相等 6.高

7.動作無方向性 8.9.繼電器的靈敏性越高 10.選擇性

11.處

12.對相鄰通道的干擾小 13.正序電流

14.外部短路電流最大的一側 15.零序過電壓保護 16.靈敏 17.小于 18.縱 19.安全性 20.相位

二、單項選擇題(每小題1分，共10分)21.③ 22.④ 23.② 24.② 25.① 26.② 27.② 28.④ 29.③ 30.①

三、簡答題(每小題5分，共30分)

接近于零，方向元件不動作，方向電流保護也將拒

動，出現死區。死區長短由方向繼電器最小動作電壓及背后系統阻抗決定。

消除方法常采用記憶回路。

32.(1)阻抗繼電器動作特性在復平面上沿OO′方向所占面積越大，則受振蕩影響就越大；

(2)振蕩中心在保護范圍內，則保護要受影響即誤功，而且越靠近振蕩中心受振蕩的影響就越大；

(3)振蕩中心若在保護范圍外或保護范圍的反方向，則不受影響；

(4)若保護動作時限大于系統的振蕩周期，則不受振蕩的影響。

33.(1)能提高區內短路的靈敏性，同時又能躲過區外短路的不平衡電流；(2)具有更高可靠性；(3)不受電磁干擾。

34.(1)大于變壓器的最大負荷電流；(2)躲過區外短路時的最大不平衡電流；(3)躲過變壓器的勵磁涌流。

35.采用保護雙重化，即工作原理不同的兩套母線保護；每套保護應分別接在電流互感器的不同的二次繞阻上；應有獨立的直流電源；出口繼電器觸點應分別接通斷路器兩個獨立的跳閘線圈等。

36.對連續時間信號(頻率為f0)進行數字處理時，如采樣頻率fa<2f0時，一個高于2fa的頻率成份經采樣后會被誤認為是一低頻信號，也就是說高頻信號“混疊”到了低頻段，這一現象稱作頻率混疊。只要使fa≥f0即可消除這一現象。

四、綜合分析題(每小題8分，共24分)37.(1)如右圖：

(2)F:3I0f= L2:3I02=

31.當靠近保護安裝處附近發生三相短路時，L1:3I01=

(3)保護方案有： ① 絕緣監視裝置；

② 零序電流保護； ③ 零序功率方向保護。38.≤

≤

≤

(1)它是方向阻抗繼電器；(2)如圖所示；

(3)Zset=

39.設定子繞組距中性點α處發生金屬性單相接地由等值電路

兩部分。

可見，將三次諧波電勢分成了： 和

無論中性點經消弧線圈接地否，都有：

曲線如圖所示。

五、計算題(每小題8分，共16分)40.解：IAB=60KM時：

IK·B·max= =1.84KA

=1.2×1.84=2.2IKA

lmin=

lmin%=33.25%>15%，當lAB=40KM時：

=os

=2.84KA，lmin%=14%<15%，當lAB=20KM時：

=os =3.984KA,lmin%=-44.5%,即沒有保護范圍，t1I=os 由此得出結論：當線路較短時，電流速斷保護范圍將縮短，甚至沒有保護范圍。41.解：(1)(2)

∴(3)

比較三者，取小者

∴

合格。

第三篇：電力系統繼電保護模擬題及答案

電力系統繼電保護試題1及參考答案

一、單項選擇題(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。)

1.電流保護I段的靈敏系數通常用保護范圍來衡量，其保護范圍越長表明保護越(③)①可靠 ②不可靠 ③靈敏 ④不靈敏 2．限時電流速斷保護與相鄰線路電流速斷保護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．使電流速斷保護有最小保護范圍的運行方式為系統(②)①最大運行方式 ②最小運行方式 ③正常運行方式 ④事故運行方式

4．在中性點非直接接地電網中的并聯線路上發生跨線不同相兩點接地短路時，兩相星形接線電流保護只切除一個故障點的幾率為(②)。

①100％ ②2／3 ③1／3 ④ 0 05．按90接線的功率方向繼電器，若IJ=-Ic，則UJ應為(②)①UAB ②-UAB ③UB ④-UC

6．電流速斷保護定值不能保證(②)時，則電流速斷保護要誤動作，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，零序電流靈敏I段保護在非全相運行時需(④)。①投入運行 ②有選擇性的投入運行 ③有選擇性的退出運行 ④退出運行

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節的。調節方法是改變電抗變換器DKB(④)①原邊匝數 ②副邊匝數

③原邊線圈中的電阻大小 ④副邊線圈中的電阻大小

10．距離II段的動作值應按分支系數Kfz為最小的運行方式來確定，目的是為了保證保護的(②)。

①速動性 ②選擇性 ③靈敏性 ④可靠性

011．相間短路的阻抗繼電器采用0接線。例如IJ=IB-IA時，UJ=(②)。①UB ②UB-UA ③UA-UB ④UA

12．差動保護只能在被保護元件的內部故障時動作，而不反應外部故障，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，要求保護區內故障時保護動作行為不受通道破壞的影響，應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．變壓器內部故障時，由于故障電流同樣也會存在一定非周期分量，在使用速飽和變流器BLH后，縱差保護的動作速度(②)。

①加快了 ②延遲了 ③不改變 ④不確定

15．發電機正常運行時，機端三次諧波電壓總是(①)中性點側三次諧波電壓。①小于 ②大于 ③等于 ④大于或小于

二、(本題滿分20分)

如圖網絡，試計算保護1電流速斷保護的動作電流，動作時限及最小保護范圍，并說明當線路長度減到20KM時情況如何?由此得出什么結論?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)Idz’ = 4.15(kA)Lmin =17.35(km)Lmin =-10.36(km)被保護線路的長度很短時，電流速斷保護可能沒有保護范圍。

三、(本題每小題5分，滿分10分)在單電源環網系統中，饋電線路過電流保護動作時限如圖所示。1.計算輸電線路過電流保護 動作時間；2.哪些線路過電流保護必須安裝功率方向元件?如果需要安裝,在圖中標明功率方 向元件及其動作正方向。

2s 1s 2.5s

0.5s 1.5s 1.5s 0.5s

四、(本題滿分10)

如圖所示，各線路均裝有距離保護，已知：Zs1.max=20?，Zs1.min=15?，Zs2.max=25?，Zs2.min=20?，z1= 0.4?／km, Kk’’=0.8。計算保護1的距離II段動作定值并校驗動作靈敏度。

110KV 45KM 30KM

Kb.min = 2.32；ZdzA’’= 36.67?；Klm= =2.04>1.25

五、(本題每小題5分，滿分15分)高頻閉鎖方向保護的原理框圖如下。1.分別敘述保護動作區內部與外部故障時的保護的動 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，當內部故障和外部故

障時，保護的工作會受到何影響? 1．動作過程：

?保護區內故障：兩側保護方向元件I,I’,S+動作，I’,S+動作后閉鎖發訊，兩側保護均不發訊，保護動作跳閘

?保護區外故障：近故障側保護方向元件S+不動作，I動作后啟動發訊，閉鎖對側保護 2．元件的功能與作用：

S+ ：保護正方向故障時動作的功率方向元件； I，I’：故障起動元件

t1: 區外故障切除后，近故障端保護繼續發訊 t1 以閉鎖對端保護,用于防止近故障端保護I先返回（停止發訊）、遠故障端S+，I’ 后返回時引起的誤動

t2: 通道配合延時。區外故障時，遠故障端S+，I’動作，需經t2延時才能出口，以保證可靠收到對側閉鎖信號

3．如果通道遭到破壞，線路內部故障（外部）故障時，保護正確（錯誤）動作。

六、(本題每小題5分，滿分15分)

1．零序電流靈敏I段與零序電流不靈敏I段的區別是什么？分別在那種情況下起作用？ 答：區別: 零序電流靈敏I段與零序電流不靈敏I段的定值整定原則不同，動作靈敏度不同 零序電流靈敏I段動作靈敏度高，作為全相運行、發生接地故障時的接地保護，非全相運行 時需退出運行；零序電流不靈敏I段的動作靈敏度低，作為非全相運行、發生接地故障時的 接地保護。

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？那一種受系統振蕩影響 最小？那一種躲負荷能力最強？

答：受過渡電阻影響最小依次為: 全阻抗繼電器/偏移/方向； 受系統振蕩影響最小依次為:方向/偏移/全阻抗繼電器； 躲負荷能力最強依次為:方向/偏移/全阻抗繼電器；

3．問：根據機端測量阻抗的變化，如何區分失磁與非失磁(包括正常與短路和系統振蕩)？ 答：發電機失磁后機端測量阻抗的變化規律是：失磁后、失步前，機端測量阻抗隨Q的減少，0由I象限進入IV象限；在?= 90的臨界失步點，等有功圓與等無功圓相交；越過臨界失步點后，機端測量阻抗進入失步運行區并最終穩定于– jXd 與 – jXd’ 之間。正常運行時，機端測量阻抗在等有功圓上變化；發電機外部故障時，測量阻抗在I象限；系統振蕩時（對無窮大系統，Xs = 0）, 考慮轉差率 s 很大，極限情況發電機側電抗為發電機暫態電抗 Xd’，振蕩中心為ZS / 2 = –j Xd’/ 2，振蕩軌跡將經過等無功圓。因此，可以采用等無功圓作為基本失磁判據，另以延時躲過系統振蕩的影響。

電力系統繼電保護試題2及參考答案

一、單項選擇題(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。)

1.電流保護I段的靈敏系數通常用保護范圍來衡量，其保護范圍越長表明保護越(③)①可靠 ②不可靠 ③靈敏 ④不靈敏 2．限時電流速斷保護與相鄰線路電流速斷保護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．使電流速斷保護有最小保護范圍的運行方式為系統(②)①最大運行方式 ②最小運行方式 ③正常運行方式 ④事故運行方式

4．在中性點非直接接地電網中的并聯線路上發生跨線不同相兩點接地短路時，兩相星形接線電流保護只切除一個故障點的幾率為(②)。①100％ ②2／3 ③1／3 ④ 0 05．按90接線的功率方向繼電器，若IJ=-Ic，則UJ應為(②)①UAB ②-UAB ③UB ④-UC

6．電流速斷保護定值不能保證(②)時，則電流速斷保護要誤動作，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，零序電流靈敏I段保護在非全相運行時需(④)。①投入運行 ②有選擇性的投入運行 ③有選擇性的退出運行 ④退出運行

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節的。調節方法是改變電抗變換器DKB(④)①原邊匝數 ②副邊匝數

③原邊線圈中的電阻大小 ④副邊線圈中的電阻大小

10．距離II段的動作值應按分支系數Kfz為最小的運行方式來確定，目的是為了保證保護的(②)。

①速動性 ②選擇性 ③靈敏性 ④可靠性

011．相間短路的阻抗繼電器采用0接線。例如IJ=IB-IA時，UJ=(②)。①UB ②UB-UA ③UA-UB ④UA

12．差動保護只能在被保護元件的內部故障時動作，而不反應外部故障，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，要求保護區內故障時保護動作行為不受通道破壞的影響，應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．由于空載合閘的激磁涌流和調壓分接頭的調節不增加零差保護的不平衡電流，因此零差保護靈敏度(②)。

①較低 ②較高 ③適中 ④不受影響

15．發電機定子裝有縱差動和橫差動保護時，發生(③)時兩種保護會同時動作。①單相故障 ②接地故障 ③相間故障 ④所有故障

二、(本題滿分20分)

1.如圖所示，在110KV 輸電線路中，線路AB的負荷電流為175A，系統阻抗為:Xs=12歐姆, 單位線路長度的阻抗為:X=0.4(歐姆/公里),Kk1=1.25;Kk2=Kk3=1.15;Kzq=1.5;Kh=0.85。計算：線路 AB 的電流速斷保護、限時電流速斷保護、過電流保護一次動作值與動作時間;

1.5s

30KM 25KM 2.5s LAB=20 km: I段：Idz’ = 4.15(kA)Lmin =4.64(km)Lmin% ＝ 23.2%（合格）tA’=0s II段：Idz’’ = 2.55(kA)Klm=1.3 tA’’=0.5s III段：Idz = 355(A)Klm(近)=9.3 Klm(遠)=6.23 tA=4s

三、(本題每小題5分，滿分10分)過電流保護動作時限t9~t13如圖所示。(1).計算輸電線路過電流保護動作時間t1~t8；(2).哪些線路過電流保護必須安裝功率方向元件?如果需要安裝,在圖中標明功率方向元件及

其動作正方向。

(1)t1~t8標注于圖上；

5s 1s 4.5s 2s 4s 3s 2s 4s

0.5s 1.5s 2.5s 3.5s 1.5s

(2)所有單電源饋線保護(9?13)無須安裝功率方向元件。A、E母線的出線保護無須安裝功率方向元件（t1>t9;t8>t13）。B母線的出線保護:t2

D母線的出線保護: t6

四、(本題滿分10分)如圖所示，在110KV輸電線路AB的負荷電流為375A,cos?f=0.8,Kzq=1,Kh=1.15,Kk1=0.8, Kk3=1.25。其余參數見附圖。計算：線路AB相間方向阻抗距離保護A一段、三段動作值。

110KV 50KM 30KM 解：線路AB零度接線相間方向阻抗距離保護一段、三段動作值。a.ZdzA’=16?

*b.Zf.min=152.4?；ZdzA=110.4?； ZdzA=140.35?

五、(本題每小題5分，滿分15分)簡述高頻閉鎖距離保護的工作原理，畫出高頻閉鎖距離保護的邏輯框圖。（1）、基本原理：

保護區內故障：兩側距離I,II,III段都動作，距離II段停訊，保護動作跳閘

保護區外故障：近故障側距離II段不動作停訊，距離III段動作啟動發訊，閉鎖對側保護（2）.原理框圖：

六、(本題每小題5分，滿分15分)

1．零序電流靈敏I段與零序電流不靈敏I段的區別是什么？分別在那種情況下起作用？ 區別: 零序電流靈敏I段與零序電流不靈敏I段的定值整定原則不同，動作靈敏度不同 零序電流靈敏I段動作靈敏度高，作為全相運行、發生接地故障時的接地保護，非全相運行時需

退出運行；零序電流不靈敏I段的動作靈敏度低，作為非全相運行、發生接地故障時的接地保護。

2．問：為比么在整定距離II段定值時要考慮最小分支系數? 答：最小分支系數使測量阻抗小于實際短路阻抗，距離保護II段區外故障可能被反應為區內

故障，使實際保護范圍延伸。因此，保護整定時取可能的最小分支系數，對應實際保護范圍最

大的情況，以保證其選擇性（不延伸進入下條線路II段保護范圍）。

3．問：發電機失磁保護的工作方式是什么？ 答：發電機失磁后對發電機和系統無嚴重威脅時，及時發出警告信號；否則切除失磁發電機；水輪發電機失磁時，無論系統無功是否充足，均瞬時發信；臨近失步時及時切機；汽輪發電機失磁且系統無功充足時，瞬時發信并自動減負荷；以發電機允許無勵磁運行時限動作切機；汽輪發電機失磁且系統無功不足、電壓下降嚴重時，瞬時發信；臨近失步時及時切機。

電力系統繼電保護試題3及參考答案

一、(本題每小題2分，滿分20分)1． 是當電力系統中發生故障或出現異常狀態時能自動、迅速而有選擇地切除故障設備或發出告警信號的一種專門的反事故用自動裝置。答：繼電保護裝置

2．無論繼電器的動作或返回，繼電器都動作明確干脆，不可能停留在某一個中間位置，以保證其動作確切可靠，此特性稱為。答：繼電特性

3．零序功率方向元件無電壓死區，因為故障點零序電壓最高，短路點越靠近保護安裝處，保護感受到的零序電壓。答：越大

o4．按90接線的功率方向繼電器，若IJ =-Ic，則UJ應為。答：UJ =UBA

5．如果方向阻抗繼電器的最大靈敏角是?lm，負荷阻抗角是?f，則采用方向阻抗繼電器的靈敏系數比采用全阻抗繼電器的靈敏系數可提高 倍。答：1/cos(?lm-?f)6．長距離輸電線路上故障，當相差高頻保護一端高頻信號相位差大于動作角時，該側保護將拒動，此時可使先動作側發信機停信，則拒動側保護隨后動作跳閘，稱之為。答：相繼動作。

8．在雙側電源系統中，當兩電壓電勢模值相同且系統阻抗角和線路阻抗角相等時，振蕩中心處于。答：Z?/2處

9．相差高頻保護采用比較線路兩端 相位來反應不對稱短路。答：負序電流

7．速飽和變流器不能減小不平衡電流，只能減小 對變壓器差動保護的影響。

答：不平衡電流

10.發電機失磁后機端測量阻抗的變化規律是：失磁后、失步前，機端測量阻抗隨Q的減少，由I象限進入IV象限；在?= 900的臨界失步點，等有功圓與 相交；越過臨界失步點后，機端測量阻抗進入失步運行區并最終穩定于– jXd 與 – jXd’ 之間。答：等無功圓

二、(本題滿分15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(?/km), 可靠系數Kk’=1.25；系統阻抗為:Zs.max=6?, Zs.min=4?。

1.計算：線路AB 的電流速斷保護一次動作值與電流速斷保護最小保護范圍。

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的差別。

1.5s 110kV 35km 50km

解：1.I段：Idz’ = 4.61(kA)Lmin =16.18(km)Lmin% ＝ 46.2%（合格）tA’=0s 2.并聯線路上發生跨線不同相兩點接地短路時兩繼電器方式切除一條線路的機率:2/3,可提高供電可靠性;Y/?-11變壓器后AB故障時, 三繼電器方式動作靈敏度提高一倍。

三、(本題滿分15分)系統中饋電線路過電流保護動作時限如圖所示（設電源處故障均有瞬動保護）。1.計算輸電線路過電流保護動作時間t1~t6;2.哪些線路過電流保護必須安裝功率方向元件?如果需要安裝,在圖中標明功率方向元件及其動作正方向。

解：t1~t6標注于圖上；功率方向元件及其動作正方向標注于圖上。

四、(本題25分)如圖所示，在110KV輸電線路中，線路AB的負荷電流為375A， Kzq=1;Kh=1.15,Kk1=0.8;Kk3=1.25。其余參數見附圖。(1)計算：線路AB零度接線相間方向阻抗距離保護（方向圓特

性）A一段、三段動作值。(2)在保護A安裝處出口短路時，距離保護一段容許的過渡電阻是

多少？距離保護一段容許的最大過渡電阻又是多少？（3）距保護A出口20KM處發生相間短 路，過渡電阻分別為5?、10?和15?時，保護A一段是否動作？其中：阻抗繼電器最大動作

靈敏角?lm=75度；線路阻抗角?d=75度；單位線路長度的阻抗X1=0.4(歐姆/公里)。

110KV 50KM 40KM

解：(1)計算：線路AB零度接線相間方向阻抗距離保護一段、三段動作值。ZdzA’ = 16?； ZdzA= 110.4?； *ZdzA= 140.35?；

（2）距離保護一段容許的過渡電阻 a.保護A安裝處出口短路時: Rg0= ZdzA’cos?d=4.14? b.容許的最大過渡電阻為 Rgmax= ZdzA’/2=8?

（3）距保護A出口20KM處發生金屬性短路時，Zd=8?，測量阻抗位于方向阻抗圓的

圓心，因此，容許的最大過渡電阻為8?。過渡電阻為5? 時, 保護A一段動作；

過渡電阻為15?和25? 時，保護A一段不動作。

五、(本題滿分10分)系統如圖所示。線路上分別配置有相間電流保護為相間故障保護，零序電流保護為接地故障保

（2）（1）護。簡述：（1）保護1，2，4出口分別發生瞬時性故障K、K時，各保護動作過程及動 作時間；（2）AB線路瞬時故障時，檢無壓和檢同期重合動作過程。

（1）AB線路故障時，保護1相間電流I段0s跳閘，保護2相間電流II段0.5s跳閘； BC線路故障時，保護3零序電流I段0s跳閘； CD線路故障時，保護4相間電流保護不跳閘；（2）AB線路瞬時故障時，檢無壓側和檢同期重合動作過程：

兩側保護跳閘后，線路無壓，則無壓檢定側首先合閘，使線路充電； 同步檢定側檢查同步條件合格后允許同步合閘。

六、(本題每小題5分，滿分15分)

1．問：電力系統振蕩對距離保護有什么影響？

答：振蕩中心位于保護范圍的正方向時，若測量阻抗軌跡進入阻抗繼電器動作區，阻抗繼 電器將受振蕩影響而周期性誤動作；阻抗繼電器將受振蕩影響的程度與阻抗繼電器的動作 特性有關；阻抗繼電器動作特性在復平面上沿振蕩軌跡方向的動作區域面積越大，受振蕩 的影響也越大；而且越靠近振蕩中心，影響就越大；振蕩中心在保護范圍外或保護范圍的 反方向，則不受影響；若保護動作時限大于系統振蕩周期，保護也不受系統振蕩影響。

2．問：變壓器縱差保護的基本特點是什么？

答：變壓器各側電流額定電流不同，需適當選擇變壓器各側電流互感器變比；變壓器各側 電流相位不同，需適當調整各側電流相位；需考慮躲變壓器LH勵磁特性不同產生的穩態 不平衡電流；需考慮躲變壓器有載調壓產生的穩態不平衡電流；變壓器差動保護包含磁路 藕合，還需考慮躲變壓器暫態不平衡電流（勵磁涌流）。3．問：發電機故障的基本類型及其對應的保護有哪些？ 答：發電機故障的基本類型及其對應的保護包括：定子繞組及引出線相間短路故障及其對應的縱差保護；定子繞組單相匝間短路和分支開焊故障及其對應的匝間保護；定子繞組單相接地故障及其對應的定子接地保護；轉子繞組一點或兩點接地故障及其對應的轉子接地保護；勵磁回路一點或兩點接地故障及其對應的勵磁回路接地保護;勵磁回路失磁故障對應的發電機失磁保護。

第四篇：電力系統繼電保護試題以及答案

3．在中性點非直接接地電網中,由同一變電所母線引出的并列運行的線路上發生兩點異相接地短路,采用不完全星形接線保護的動作情況是（有2/3的機會只切除一條線路）

A．有機會只切除一條線路 B．有機會只切除一條線路 C．100%切除兩條故障線路 D．不動作即兩條故障線路都不切除 5．在中性點直接接地電網中,零序功率方向繼電器采用的接線方式是（-3U、3I）A．90°接線 B．3C.-

3、-

30、30

0 D．-

3、30

A7．在中性點直接接地系統中，反應接地短路的阻抗繼電器接線方式是（零序補償電流的接線方式）

A．0°接線 B．90°接線 C．30、A+30、30 D．

A、A+30零序補償電流的接線方式

10．在校驗距離Ⅲ段保護遠后備靈敏系數時，分支系數取最大值是為了滿足保護的（靈敏性）

A．選擇性 B．速動性 C．靈敏性 D．可靠性

13．對于Y，d11接線變壓器，為保證正常運行時差動回路兩臂的電流相等，應使變壓器Y側電流互感器變比（增大根號3倍）A．等于變壓器變比nT B．增大C．減少倍 D．增大3倍

倍

16．反應故障時電流增大而動作的保護稱為__過電流保護____。17．對本元件的主保護起后備作用的保護稱為__近后備保護__。18．所謂靈敏性是指對___保護范圍內___發生故障的反應能力。19．動作電流是指能使繼電器動作的___最小電流_____。

20．按階梯時限原則整定的過電流保護，越靠近電源側，短路電流越大，動作時限__越長___。

21．可靠系數K取值比K要小，主要原因是考慮短路電流中___非周期分量____已經衰減。

22．在系統最大運行方式下，電流速斷保護范圍為__最大__。

23．在兩相不完全星形接線的中性線上增設一只電流繼電器，目的是為了提高保護的__靈敏系數___。24．相間短路的功率方向繼電器的最大靈敏角25.按90°接線的功率方向繼電器，若m=c,則

senm

=__-α_______。

=__Uab__________________。

26.中性點不接地電網單相接地短路時，故障線路保護安裝處通過的零序電流為該電網所有________非故障元件____________的零序電容電流之和。27.距離保護Ⅰ段和Ⅱ段共同構成本線路的__主保護__________________。28.反應相間短路的阻抗繼電器采用的接線方式是____0°接線方式_______。29.零序過電流保護的動作電流應躲過下一條線路首端發生三相短路時由零序電流過濾器輸出的最大___不平衡電流_________。

30.零序功率方向繼電器在保護安裝處出口接地短路時______無_______死區。31.為防止過渡電阻的影響，一般在距離Ⅱ段保護上采用__瞬時測定電路_____。32.在整定距離Ⅱ段的整定阻抗時，分支系數應取__最小值_______。33.阻抗繼電器的動作特性在阻抗平面上沿越_____大__。

34.縱差動保護暫態情況下的不平衡電流表達式是iunb.max=___________________。35.反應變壓器油箱內部各種故障和油面降低的保護稱____瓦斯保護__________。36.當變壓器空載投入或外部故障切除電壓恢復時，可能出現很大的勵磁電流，稱其為___勵磁涌流______。

38.電流比相式母線保護的基本原理是比較各連接元件____相位________的不同來區別母線內部或外部短路的。

三、簡答題（本大題共7小題，每小題4分，共28分）39．繼電保護裝置的基本任務是什么？

40．功率方向繼電器90°接線方式的主要優點是什么？ 41．零序電流速斷保護的整定原則是什么？ 42．對于偏移特性阻抗繼電器，試寫出：（1）圓心向量；（2）半徑r的表達式；（3）比幅式動作條件；（4）比相式動作條件。

43．試述高頻閉鎖方向保護的基本原理。

44．寫出變壓器縱差動保護不平衡電流表達式并說明式中各量的含義。

方向所占面積越大，則受振蕩影響就1． 1電流保護I段的靈敏系數通常用保護范圍來衡量，其保護范圍越長表明保護越(③)①可靠 ②不可靠 ③靈敏 ④不靈敏 2．限時電流速斷保護與相鄰線路電流速斷保護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．使電流速斷保護有最小保護范圍的運行方式為系統(②)①最大運行方式 ②最小運行方式 ③正常運行方式 ④事故運行方式

4．在中性點非直接接地電網中的并聯線路上發生跨線不同相兩點接地短路時，兩相星形接線電流保護只切除一個故障點的幾率為(②)。

①100％ ②2／3 ③1／3 ④ 0 5．按900接線的功率方向繼電器，若IJ=-Ic，則UJ應為(②)①UAB ②-UAB ③UB ④-UC

6．電流速斷保護定值不能保證(②)時，則電流速斷保護要誤動作，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，零序電流靈敏I段保護在非全相運行時需(④)。①投入運行 ②有選擇性的投入運行 ③有選擇性的退出運行 ④退出運行

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節的。調節方法是改變電抗變換器DKB(④)①原邊匝數 ②副邊匝數

③原邊線圈中的電阻大小 ④副邊線圈中的電阻大小

10．距離II段的動作值應按分支系數Kfz為最小的運行方式來確定，目的是為了保證保護的(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)。①UB ②UB-UA ③UA-UB ④UA

12．差動保護只能在被保護元件的內部故障時動作，而不反應外部故障，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，要求保護區內故障時保護動作行為不受通道破壞的影響，應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．相高頻保護用I1+KI2為操作電流，K=6?8，主要是考慮(③)相位不受兩側電源相位的影響，有利于正確比相。①正序電流 ②零序電流 ③負序電流 ④相電流

15．高頻保護基本原理是：將線路兩端的電氣量（電流方向或功率方向）轉化為高頻信號；以

(③)為載波傳送通道實現高頻信號的傳送，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導引線

二、(本題滿分20分)

如圖網絡，試計算保護1電流速斷保護的動作電流，動作時限及最小保護范圍，并說明當線路長度減到20KM時情況如何?由此得出什么結論?已知 Kk’=1.2,z1=0.4?/km,Zs.min=12?, Zs.max=18?。

解：IdB.max = Es/(Zs.min + z1×LAB)Idz.A’ = Kk'IdB.max

LAB=60 km: LAB=20 km: Idz’ = 2.21(kA)Idz’ = 3.98(kA)Lmin =19.95(km)Lmin =-8.92(km)被保護線路的長度很短時，電流速斷保護可能沒有保護范圍。

0.5s

1.5s

1.5s

0.5s

lmin?13Es(??Zs.max)Z12I'dz.A

五、(本題每小題5分，滿分15分)高頻閉鎖方向保護的原理框圖如下。1.分別敘述保護動作區內部與外部故障時的保護的動

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，當內部故障和外部故

障時，保護的工作會受到何影響? 1．動作過程：

?保護區內故障：兩側保護方向元件I,I’,S+動作，I’,S+動作后閉鎖發訊，兩側保護均不發訊，保護動作跳閘

?保護區外故障：近故障側保護方向元件S+不動作，I動作后啟動發訊，閉鎖對側保護

2．元件的功能與作用：

S+ ：保護正方向故障時動作的功率方向元件； I，I’：故障起動元件 t1: 區外故障切除后，近故障端保護繼續發訊 t1 以閉鎖對端保護,用于防止近故障端保護I先返回（停止發訊）、遠故障端S+，I’ 后返回時引起的誤動

t2: 通道配合延時。區外故障時，遠故障端S+，I’動作，需經t2延時才能出口，以保證可靠收到對側閉鎖信號

3．如果通道遭到破壞，內部故障/外部故障時，保護正確/錯誤動作。

六、(本題每小題5分，滿分15分)

1．零序電流靈敏I段與零序電流不靈敏I段的區別是什么？分別在那種情況下起作用？

區別: 零序電流靈敏I段與零序電流不靈敏I段的定值整定原則不同，動作靈敏度不同

零序電流靈敏I段動作靈敏度高，作為全相運行、發生接地故障時的接地保護，非全相運行時需退 出運行；零序電流不靈敏I段的動作靈敏度低，作為非全相運行、發生接地故障時的接地保護

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？那一種受系統振蕩影響 最小？那一種躲負荷能力最強？

受過渡電阻影響最小依次為: 全阻抗繼電器/偏移/方向； 受系統振蕩影響最小依次為:方向/偏移/全阻抗繼電器； 躲負荷能力最強依次為:方向/偏移/全阻抗繼電器；

3．閉鎖式方向高頻保護中采用負序功率方向繼電器有何優點？

(1)可反應所有不對稱故障;增加電壓記憶后,也可反應三相對稱故障;(2)沒有電壓死區;保護區外故障時,近故障側負序電壓(功率)高于遠故障側負序電壓(功率), 容易實現靈敏度配合

(3)振蕩時三相對稱,不存在負序分量,負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．定時限過電流保護的動作時限是按 階梯時限特性 來選擇的。

2．在中性點非直接接地電網中的串聯線路上發生跨線不同相兩點接地短路時，三相完全星接線電流保護只切除遠離電源故障點的幾率為 100％。

3．零序過電流保護與相間過電流保護相比，由于其動作電流小，所以靈敏度 高。

o4．按90接線的功率方向繼電器，若IJ =-Ic，則UJ應為 UCB。5．全阻抗繼電器的主要缺點是 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III段的靈敏度校驗應按分支系數Kfz為最大的運行方式來確定，目的是為了保證

靈敏性。

8．在雙側電源系統中，當兩電壓電勢模值相同且系統阻抗角和線路阻抗角相等時，振蕩中心處于 ZΣ/2 處。

9．相差高頻保護采用比較線路兩端 正序電流 相位來反應對稱短路。10．對于母線保護，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(?/km), 可靠系數Kk’=1.25；系統阻抗為:Zs.max=6?, Zs.min=4?。

1.計算：線路AB 的電流速斷保護一次動作值與電流速斷保護最小保護范圍。

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的差別。

1.5s 110kV

45km

30km

解：IdB.max = Es/(Zs.min + z1×LAB)Idz.A’ = Kk'IdB.max

可解得：

Idz’ = 3.77(kA)Lmin =23.1(km)

六、(本題每小題5分，滿分20分)1． 中性點直接接地系統為什么不利用三相相間電流保護兼作零序電流保護，而要采用零序電流保護? 答：由于中性點直接接地系統中，單相接地短路故障幾率很大（總故障80%以上），大電流接地

lmin?13Es(?'?Zs.max)Z12Idz.A

系統單相接地短路出現很大故障相與零序短路電流，而相電流保護靈敏度不夠，故需單獨設零 序電流保護。

2． 說明雙側電源線路上實現同期重合閘時，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：兩側保護跳閘后，線路無壓，則無壓檢定側首先合閘，使線路充電，同步檢定側檢查同步 條件合格后允許同步合閘。如果無壓檢定側DL偷跳，因對側有壓，不允許ZCH動作；為此在 無壓檢定側同時使用同步檢定，由同步檢定起動ZCH。重合閘于故障時，無壓檢定側DL連續 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

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．在中性點非直接接地電網中的并聯線路上發生跨線不同相兩點接地短路時，兩相不完全星接線電流保護只切除一個故障點的幾率為 2/3。

3．定時限過電流保護的動作時限是按 階梯時限特性 來選擇的。

o4．按90接線的功率方向繼電器，若IJ =-Ic，則UJ應為 －UAB。5．全阻抗繼電器的主要缺點是 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。7．距離Ⅱ段的整定阻抗應按分支系數Kfz為最小的運行方式來確定，目的是為了保證 選擇性。

8．在雙側電源系統中，當兩電壓電勢模值相同且系統阻抗角和線路阻抗角相等時，振蕩中心處于 ZΣ/2。

9．高頻保護采用允許信號的主要優點是 加快動作速度。

10．對于中性點可接地或不接地的變壓器的接地故障需要裝設零序電流保護和 零序電流電壓保護。

四、(本題每小題10分，滿分20分)巳知采用幅值比較方式構成繼電器的兩個電壓量：U1=KIIj，U2=KU UJ-KIIj ,且動作條件為|U1|?|U2|，試問：

(1)所構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，根據動作方程畫出相應的交流回路結線圖及動作特性阻抗圓。解：（1）由動作方程，有 |1/2*(2KI/KU)|?|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)相應的交流回路結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/?-11接線)差動保護二次回路接線的原理圖。

（2）標出二次回路中電流的方向,寫出差動電流的表達式。(一次側電流方向：Y→?；一次側電流正方向：流出變壓器電流為負，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。（2）差動電流的表達式（A相為例）IcdA =(IA2-I

六、(本題每小題5分，滿分20分)1.何為系統最大/最小運行方式？在電流保護整定/校驗時各選擇那種方式？

答：短路時通過該保護的短路電流為最大/最小的可能運行方式,稱為系統最大/最小運行方式。在電流保護 整定/校驗時各選擇最大/最小運行方式。

02.高頻閉鎖方向保護中采用按90接線方式的功率方向繼電器作為方向元件時帶來什么問題？如采用負序功率方向繼電器會有何優點？此時的缺點是什么？

0答：90接線功率方向元件有電壓死區，振蕩時可能誤動。采用負序功率方向繼電器的優點：(1)可反應所有不對稱故障;(2)沒有電壓死區;保護區外故障時,近故障側負序電壓(功率)高于遠故障側負序電壓(功率), 容易實現靈敏度配合；(3)振蕩時三相對稱,不存在負序分量,負序功率方向元件不誤動。缺點：不反應三相對稱故障;需采用三相對稱故障輔助啟動元件。

3.a.何為潛供電流？它對于單相重合閘動作時間有何影響？b.說明同期合閘條件。

答：a.潛供電流是指單跳后健全相電勢經相間藕合電容向故障點提供的短路電流及健全相負荷電流經相間互感在故障相產生的感應電勢通過對地電容向故障點提供的短路電流。由于存在潛供電流，使短路點電弧熄滅時間、介質絕緣恢復時間增大，相應單相重合閘延時較三相重合閘延時增大。

b.同期合閘條件:(1)Um≈Ux；(2)fm≈fx；(3)arg(Um/Ux)≈0 4．變壓器勵磁涌流是在什么情況下產生的?它有何特點?在變壓器差動保護中是怎么利用涌流的這些特點來消除涌流對差動保護的影響？

答： 變壓器正常工作時, 磁通滯后于工作電壓U的角度為900；變壓器空載合閘或外部故障切除、電壓恢 復時，如果工作電壓瞬時值為0，應有= –m；由于磁通不能突變，出現幅值m的非周期分量磁通；再考慮鐵芯剩余磁通S，出現最大磁通max=2m + S，使得變壓器鐵芯嚴重飽和，產生很大的勵磁涌流。

變壓器勵磁涌流的主要特點是：(1)變壓器勵磁涌流包含有很大成分的非周期分量（對稱涌流除外）；(2)變壓器勵磁涌流包含有大量的高次諧波，而以二次諧波為主；(3)變壓器勵磁涌流波形之間出現間斷。

在變壓器縱差保護中防止勵磁涌流影響的方法是(1)針對變壓器勵磁涌流的非周期分量，采用速飽和變流器BLH；(2)針對變壓器勵磁涌流的波形之間出現間斷，鑒別短路電流和勵磁涌流波形的差別；(3)針對變壓器勵磁涌流包含有大量的高次諧波，而以二次諧波為主的特點，利用二次諧波制動等，都可以在變壓器縱差保護中防止勵磁涌流的影響。

YY

Δ

B2)-IA2

第五篇：電力系統繼電保護試題以及答案

電力系統繼電保護試題以及答案

1．過電流繼電器的返回系數（B）A．等于0 B．小于1 C．等于1 D．大于1 2．限時電流速斷保護的靈敏系數要求（B）A．大于2 B．大于1.3~1.5 C．大于1.2 D．大于0.85 3．在中性點非直接接地電網中,由同一變電所母線引出的并列運行的線路上發生兩點異相接地短路,采用不完全星形接線保護的動作情況是（A）A．有機會只切除一條線路 B．有機會只切除一條線路 C．100%切除兩條故障線路 D．不動作即兩條故障線路都不切除 4．在雙側電源系統中,采用方向元件是為了提高保護的（D）A．方向性 B．可靠性 C．靈敏性 D．選擇性

5．在中性點直接接地電網中,零序功率方向繼電器采用的接線方式是（D）A．90°接線 B．3C.-

3、-

30、30

0 D．-

3、30

6．正方向出口相間短路,存在動作“死區”的阻抗繼電器是（B）A．全阻抗繼電器 B．方向阻抗繼電器 C．偏移特性阻抗繼電器 D．上拋圓阻抗繼電器

7．在中性點直接接地系統中，反應接地短路的阻抗繼電器接線方式是（D）A．0°接線 B．90°接線 C．30、30 D．

A、A+30零序補償電流的接線方式

8．由于過渡電阻的存在，一般情況下使阻抗繼電器的（A）A．測量阻抗增大，保護范圍減小 B．測量阻抗增大，保護范圍增大 C．測量阻抗減小，保護范圍減小 D．測量阻抗減小，保護范圍增大 9．在距離保護的Ⅰ、Ⅱ段整定計算中乘以一個小于1的可靠系數，目的是為了保證保護動作的（A）

A．選擇性 B．可靠性 C．靈敏性 D．速動性

10．在校驗距離Ⅲ段保護遠后備靈敏系數時，分支系數取最大值是為了滿足保護的（C）

A．選擇性 B．速動性 C．靈敏性 D．可靠性

11．距離Ⅲ段保護，采用方向阻抗繼電器比采用全阻抗繼電器（A）A．靈敏度高 B．靈敏度低 C．靈敏度一樣 D．保護范圍小 12．高頻阻波器的作用是（C）

A．限制短路電流 B．防止工頻電流竄越 C．防止高頻電流竄越 D．補償接地電流

13．對于Y，d11接線變壓器，為保證正常運行時差動回路兩臂的電流相等，應使變壓器Y側電流互感器變比（B）

A．等于變壓器變比nT B．增大C．減少倍 D．增大3倍

14．發電機橫差保護的作用是（A）

A．保護定子繞組匝間短路 B．保護定子繞組相間短路 C．保護定子繞組接地短路 D．保護轉子繞組一點接地故障 15．對于大型發電機，反應轉子表層過熱的主保護是（C）A．低電壓起動的過電流保護 B．復合電壓起動的過電流保護 C．負序電流保護 D．阻抗保護

二、填空題（本大題共23小題，每小題1分，共23分）

請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。16．反應故障時電流增大而動作的保護稱為____________________。17．對本元件的主保護起后備作用的保護稱為____________________。18．所謂靈敏性是指對____________________發生故障的反應能力。19．動作電流是指能使繼電器動作的____________________。

20．按階梯時限原則整定的過電流保護，越靠近電源側，短路電流越大，動作時限____________________。

21．可靠系數K取值比K要小，主要原因是考慮短路電流中____________________已經衰減。

22．在系統最大運行方式下，電流速斷保護范圍為____________________。23．在兩相不完全星形接線的中性線上增設一只電流繼電器，目的是為了提高保護的____________________。

倍 24．相間短路的功率方向繼電器的最大靈敏角25.按90°接線的功率方向繼電器，若m=c,則

senm

=____________________。

=____________________。

26.中性點不接地電網單相接地短路時，故障線路保護安裝處通過的零序電流為該電網所有____________________的零序電容電流之和。

27.距離保護Ⅰ段和Ⅱ段共同構成本線路的____________________。28.反應相間短路的阻抗繼電器采用的接線方式是____________________。29.零序過電流保護的動作電流應躲過下一條線路首端發生三相短路時由零序電流過濾器輸出的最大____________________。

30.零序功率方向繼電器在保護安裝處出口接地短路時____________________死區。31.為防止過渡電阻的影響，一般在距離Ⅱ段保護上采用____________________。32.在整定距離Ⅱ段的整定阻抗時，分支系數應取____________________。33.阻抗繼電器的動作特性在阻抗平面上沿越____________________。

34.縱差動保護暫態情況下的不平衡電流表達式是iunb.max=___________________。35.反應變壓器油箱內部各種故障和油面降低的保護稱____________________。36.當變壓器空載投入或外部故障切除電壓恢復時，可能出現很大的勵磁電流，稱其為____________________。

37.對于發電機定子繞組的相間短路，要求容量在1MW以上的發電機，應裝設____________________。

38.電流比相式母線保護的基本原理是比較各連接元件____________________的不同來區別母線內部或外部短路的。

三、簡答題（本大題共7小題，每小題4分，共28分）39．繼電保護裝置的基本任務是什么？

40．功率方向繼電器90°接線方式的主要優點是什么？ 41．零序電流速斷保護的整定原則是什么？ 42．對于偏移特性阻抗繼電器，試寫出：（1）圓心向量；（2）半徑r的表達式；（3）比幅式動作條件；（4）比相式動作條件。

43．試述高頻閉鎖方向保護的基本原理。

44．寫出變壓器縱差動保護不平衡電流表達式并說明式中各量的含義。

方向所占面積越大，則受振蕩影響就45．試述單繼電器式橫差動保護的基本原理，在什么情況下帶延時跳閘？為什么？

四、綜合分析題（本大題共2小題，每小題7分，共14分）

46.如圖所示,在單側電源環網中,試求出過電流保護1~8的動作時限,并指出哪些保護應裝設方向元件?

五、計算題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）

48．如圖所示，試計算保護1限時電流速斷保護的動作電流、動作時限及校驗靈敏度。已知K=1.2;Z1=0.4Ω/km;K=1.2。

49．如圖所示，各線路均裝設距離保護，試對保護1的距離Ⅲ段保護進行整定計算，并求出最小分支系數。Krel=1.25;Kres=1.2;Kss=1;Z1=0.4Ω/km;Uloa.min=0.9×110KV

1.電流保護I段的靈敏系數通常用保護范圍來衡量，其保護范圍越長表明保護越(③)①可靠 ②不可靠 ③靈敏 ④不靈敏 2．限時電流速斷保護與相鄰線路電流速斷保護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．使電流速斷保護有最小保護范圍的運行方式為系統(②)①最大運行方式 ②最小運行方式 ③正常運行方式 ④事故運行方式 4．在中性點非直接接地電網中的并聯線路上發生跨線不同相兩點接地短路時，兩相星形接線電流保護只切除一個故障點的幾率為(②)。

①100％ ②2／3 ③1／3 ④ 0 5．按900接線的功率方向繼電器，若IJ=-Ic，則UJ應為(②)①UAB ②-UAB ③UB ④-UC

6．電流速斷保護定值不能保證(②)時，則電流速斷保護要誤動作，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，零序電流靈敏I段保護在非全相運行時需(④)。①投入運行 ②有選擇性的投入運行 ③有選擇性的退出運行 ④退出運行

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節的。調節方法是改變電抗變換器DKB(④)①原邊匝數 ②副邊匝數

③原邊線圈中的電阻大小 ④副邊線圈中的電阻大小 10．距離II段的動作值應按分支系數Kfz為最小的運行方式來確定，目的是為了保證保護的(②)。

①速動性 ②選擇性 ③靈敏性 ④可靠性

011．相間短路的阻抗繼電器采用0接線。例如IJ=IB-IA時，UJ=(②)。①UB ②UB-UA ③UA-UB ④UA

12．差動保護只能在被保護元件的內部故障時動作，而不反應外部故障，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，要求保護區內故障時保護動作行為不受通道破壞的影響，應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．相高頻保護用I1+KI2為操作電流，K=6?8，主要是考慮(③)相位不受兩側電源相位的影響，有利于正確比相。

①正序電流 ②零序電流 ③負序電流 ④相電流

15．高頻保護基本原理是：將線路兩端的電氣量（電流方向或功率方向）轉化為高頻信號；以

(③)為載波傳送通道實現高頻信號的傳送，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導引線

三、(本題每小題5分，滿分10分)在單電源環網系統中，饋電線路過電流保護動作時限如圖所示。1.計算輸電線路過電流保護 動作時間；2.哪些線路過電流保護必須安裝功率方向元件?如果需要安裝,在圖中標明功率方 向元件及其動作正方向。

2s

1s

2.5s

0.5s

1.5s

1.5s

0.5s

四、(本題滿分10)

如圖所示，各線路均裝有距離保護，已知：Zs1.max=20?，Zs1.min=15?，Zs2.max=25?，Zs2.min=20?，z1= 0.4?／km, Kk’’=0.8。計算保護1的距離II段動作定值并校驗動作靈敏度。

110KV 45KM 30KM

Kb=Ibc/Iab=[ 1+(zs1+zab)/zs2];Kb.min =[ 1+(15+18)/25]=2.32;ZdzA’’= Kk’’(ZAB+Kb×ZBC)=36.67? Klm= ZdzA’’/ ZAB=2.04>1.25

五、(本題每小題5分，滿分15分)高頻閉鎖方向保護的原理框圖如下。1.分別敘述保護動作區內部與外部故障時的保護的動

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，當內部故障和外部故

障時，保護的工作會受到何影響? 1．動作過程：

?保護區內故障：兩側保護方向元件I,I’,S+動作，I’,S+動作后閉鎖發訊，兩側保護均不發訊，保護動作跳閘

?保護區外故障：近故障側保護方向元件S+不動作，I動作后啟動發訊，閉鎖對側保護 2．元件的功能與作用：

S+ ：保護正方向故障時動作的功率方向元件； I，I’：故障起動元件 t1: 區外故障切除后，近故障端保護繼續發訊 t1 以閉鎖對端保護,用于防止近故障端保護I先返回（停止發訊）、遠故障端S+，I’ 后返回時引起的誤動

t2: 通道配合延時。區外故障時，遠故障端S+，I’動作，需經t2延時才能出口，以保證可靠收到對側閉鎖信號

3．如果通道遭到破壞，內部故障/外部故障時，保護正確/錯誤動作。

六、(本題每小題5分，滿分15分)

1．零序電流靈敏I段與零序電流不靈敏I段的區別是什么？分別在那種情況下起作用？

區別: 零序電流靈敏I段與零序電流不靈敏I段的定值整定原則不同，動作靈敏度不同

零序電流靈敏I段動作靈敏度高，作為全相運行、發生接地故障時的接地保護，非全相運行時需退 出運行；零序電流不靈敏I段的動作靈敏度低，作為非全相運行、發生接地故障時的接地保護

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？那一種受系統振蕩影響 最小？那一種躲負荷能力最強？

受過渡電阻影響最小依次為: 全阻抗繼電器/偏移/方向； 受系統振蕩影響最小依次為:方向/偏移/全阻抗繼電器； 躲負荷能力最強依次為:方向/偏移/全阻抗繼電器；

3．閉鎖式方向高頻保護中采用負序功率方向繼電器有何優點？

(1)可反應所有不對稱故障;增加電壓記憶后,也可反應三相對稱故障;(2)沒有電壓死區;保護區外故障時,近故障側負序電壓(功率)高于遠故障側負序電壓(功率), 容易實現靈敏度配合

(3)振蕩時三相對稱,不存在負序分量,負序功率方向元件不誤動

試題3答案

一、(本題每小題2分，滿分20分)1．定時限過電流保護的動作時限是按 階梯時限特性 來選擇的。

2．在中性點非直接接地電網中的串聯線路上發生跨線不同相兩點接地短路時，三相完全星接線電流保護只切除遠離電源故障點的幾率為 100％。

3．零序過電流保護與相間過電流保護相比，由于其動作電流小，所以靈敏度 高。

o4．按90接線的功率方向繼電器，若IJ =-Ic，則UJ應為 UCB。5．全阻抗繼電器的主要缺點是 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III段的靈敏度校驗應按分支系數Kfz為最大的運行方式來確定，目的是為了保證

靈敏性。

8．在雙側電源系統中，當兩電壓電勢模值相同且系統阻抗角和線路阻抗角相等時，振蕩中心處于 ZΣ/2 處。

9．相差高頻保護采用比較線路兩端 正序電流 相位來反應對稱短路。10．對于母線保護，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(?/km), 可靠系數Kk’=1.25；系統阻抗為:Zs.max=6?, Zs.min=4?。

1.計算：線路AB 的電流速斷保護一次動作值與電流速斷保護最小保護范圍。

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的差別。

1.5s 110kV

45km

30km

解：IdB.max = Es/(Zs.min + z1×LAB)Idz.A’ = Kk'IdB.max

可解得：

Idz’ = 3.77(kA)Lmin =23.1(km)

六、(本題每小題5分，滿分20分)1． 中性點直接接地系統為什么不利用三相相間電流保護兼作零序電流保護，而要采用零序電流保護? 答：由于中性點直接接地系統中，單相接地短路故障幾率很大（總故障80%以上），大電流接地

lmin?13Es(?'?Zs.max)Z12Idz.A

系統單相接地短路出現很大故障相與零序短路電流，而相電流保護靈敏度不夠，故需單獨設零 序電流保護。

2． 說明雙側電源線路上實現同期重合閘時，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：兩側保護跳閘后，線路無壓，則無壓檢定側首先合閘，使線路充電，同步檢定側檢查同步 條件合格后允許同步合閘。如果無壓檢定側DL偷跳，因對側有壓，不允許ZCH動作；為此在 無壓檢定側同時使用同步檢定，由同步檢定起動ZCH。重合閘于故障時，無壓檢定側DL連續 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 3． 相高頻保護為什么用I1+KI2為操作電流？K值過大或過小對保護有何影響？

答：相差高頻保護中，將三相電流綜合為復合電流(I1+KI2)比相，可正確反映各種不同類型的故 障；(I1+KI2)控制高頻發訊機發訊（對高頻電流進行調制），稱為操作電流。K=6~8，保證了各 種區內各種不對稱故障的靈敏性； I1 保證了在區內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的靈敏度，過小則不利于不對稱故障時的正確比相。

4.機定子裝有縱差動和橫差動保護時，發生何種故障時兩種保護會同時動作？ 答：相間故障時兩種保護會同時動作。

試題4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．在中性點非直接接地電網中的并聯線路上發生跨線不同相兩點接地短路時，兩相不完全星接線電流保護只切除一個故障點的幾率為 2/3。

3．定時限過電流保護的動作時限是按 階梯時限特性 來選擇的。

o4．按90接線的功率方向繼電器，若IJ =-Ic，則UJ應為 －UAB。5．全阻抗繼電器的主要缺點是 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。

7．距離Ⅱ段的整定阻抗應按分支系數Kfz為最小的運行方式來確定，目的是為了保證 選擇性。

8．在雙側電源系統中，當兩電壓電勢模值相同且系統阻抗角和線路阻抗角相等時，振蕩中心處于 ZΣ/2。

9．高頻保護采用允許信號的主要優點是 加快動作速度。

10．對于中性點可接地或不接地的變壓器的接地故障需要裝設零序電流保護和 零序電流電壓保護。

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的負荷電流為175A，系統阻抗為:Xs=4?,單位線路長度的阻抗為:X=0.4(?/km),Kk’=1.25;Kk’’=Kk=1.15;Kzq=1.5;Kh=0.85。

1.計算：電流速斷保護、限時電流速斷保護、過電流保護動作值與動作時間。

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的差別。

1.5s

110kV

45km

30km 解：

1.線路AB的保護A速斷保護

'(3)Idz?K?IK1d.B.max?.AE(Zs.min?ZAB)?1.25?2.線路AB的保護A的II段保護

求動作電流（與下條線路電流速斷動作值配合）：

115/3?3.77(KA)(4?45?0.4)''(3)Idz?K?K?IK2K1d.c.max?.AE(Zs.min?ZAB?ZBC)?1.1?1.25?動作時間 ：tA''=0.5s

靈敏度校驗：

115/3?2.25(KA)(4?45?0.4?30?0.4)

Klm?Id.B.min?'Idz.A(Es3?)2Zs.max?ZAB''Idz.A33)??24?0.4?45(1152.25?1.34?1.33.線路AB的保護A的III段保護

Idz.A?KK3?KzqKh?(If.max)?

六、(本題每小題5分，滿分20分)1.何為系統最大/最小運行方式？在電流保護整定/校驗時各選擇那種方式？

答：短路時通過該保護的短路電流為最大/最小的可能運行方式,稱為系統最大/最小運行方式。在電流保護 整定/校驗時各選擇最大/最小運行方式。

02.高頻閉鎖方向保護中采用按90接線方式的功率方向繼電器作為方向元件時帶來什么問題？如采用負序功率方向繼電器會有何優點？此時的缺點是什么？

0答：90接線功率方向元件有電壓死區，振蕩時可能誤動。采用負序功率方向繼電器的優點：(1)可反應所有不對稱故障;(2)沒有電壓死區;保護區外故障時,近故障側負序電壓(功率)高于遠故障側負序電壓(功率), 容易實現靈敏度配合；(3)振蕩時三相對稱,不存在負序分量,負序功率方向元件不誤動。缺點：不反應三相對稱故障;需采用三相對稱故障輔助啟動元件。

3.a.何為潛供電流？它對于單相重合閘動作時間有何影響？b.說明同期合閘條件。

答：a.潛供電流是指單跳后健全相電勢經相間藕合電容向故障點提供的短路電流及健全相負荷電流經相間互感在故障相產生的感應電勢通過對地電容向故障點提供的短路電流。由于存在潛供電流，使短路點電弧熄滅時間、介質絕緣恢復時間增大，相應單相重合閘延時較三相重合閘延時增大。

b.同期合閘條件:(1)Um≈Ux；(2)fm≈fx；(3)arg(Um/Ux)≈0 4．變壓器勵磁涌流是在什么情況下產生的?它有何特點?在變壓器差動保護中是怎么利用涌流的這些特點來消除涌流對差動保護的影響？

答： 變壓器正常工作時, 磁通滯后于工作電壓U的角度為900；變壓器空載合閘或外部故障切除、電壓恢 復時，如果工作電壓瞬時值為0，應有= –m；由于磁通不能突變，出現幅值m的非周期分量磁通；再考慮鐵芯剩余磁通S，出現最大磁通max=2m + S，使得變壓器鐵芯嚴重飽和，產生很大的勵磁涌流。

變壓器勵磁涌流的主要特點是：(1)變壓器勵磁涌流包含有很大成分的非周期分量（對稱涌流除外）；(2)變壓器勵磁涌流包含有大量的高次諧波，而以二次諧波為主；(3)變壓器勵磁涌流波形之間出現間斷。

在變壓器縱差保護中防止勵磁涌流影響的方法是(1)針對變壓器勵磁涌流的非周期分量，采用速飽和變流器BLH；(2)針對變壓器勵磁涌流的波形之間出現間斷，鑒別短路電流和勵磁涌流

1.2?1.5?230?0.487(kA)0.85 波形的差別；(3)針對變壓器勵磁涌流包含有大量的高次諧波，而以二次諧波為主的特點，利用二次諧波制動等，都可以在變壓器縱差保護中防止勵磁涌流的影響。