电力系统继电保护复习题2019新带答案

一、单项选择题（选考15题，共30分）

1．反应故障时电流增大而动作的保护为（ B ）

A．低电压保护B．过电流保护

C．过负荷保护D．过电压保护

2．电力系统发生故障时，由故障设备(或线路)的保护首先切除故障，是继电保护（ B ）的要求。

A．速动性 B．选择性 C．可靠性D．灵敏性

3．为防止电压互感器一、二次绕组间绝缘损坏击穿时，高电压窜入二次回路，危及人身安全，应将二次侧（ B ）

A．屏蔽 B．接地 C．设围栏 D．加防护罩

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，如果保护的动作时限相等，则两相不完全星形接线电流保护只切除一条线路的机会为（ B ）

A．100％ B．2／3 C．1／3 D．0

5．功率方向继电器的潜动是指（ B ）

A．只给继电器加入电流或电压时，继电器不动作。

B．只给继电器加入电流或电压时，继电器就动作。

C．加入继电器的电流与电压反相时，继电器动作。

D．与加入继电器的电流电压无关。

6．以下不属于功率方向继电器90°接线方式的是（ C ）

A．U AB、I C B．U BC、I A

C．U AC、I B D．U CA、I B

7．在中性点直接接地电网中发生接地短路时，零序电压最高处为（ C ）A．保护安装处B．变压器接地中性点处

C．接地故障点处D．发电机接地中性点处

8．中性点经消弧线圈接地电网通常采用的补偿方式是（ C ）

A．完全补偿B．欠补偿

C．过补偿D．不补偿

9．反应相间短路的阻抗继电器接线方式是（ A ）

A．0°接线B．90°接线

C．3U o，3I o D．27°接线

10．阻抗继电器的精确工作电流是指，当φ

K =φ

sen

，对应于（ B ）

A．Z

act =时加入阻抗继电器的电流B．Z

act

=时加入阻抗继电器的电流

C．Z

act =Z

set

时加入阻抗继电器的电流D．Z

act

=时加入阻抗继电器的电流

11．在具有分支电源的电路中，由于助增电流的影响，一般有（ B ） A ．测量阻抗增大，保护范围也增加。 B ．测量阻抗增大，保护范围缩小。 C ．测量阻抗减小，保护范围缩小。 D ．测量阻抗减小，保护范围增加。 12．电力系统振荡时，阻抗继电器误动作，原因是（ C ）

A ．振荡中心在保护范围以外

B ．振荡中心在保护的反方向

C ．振荡中心在保护范围内

D ．振荡中心在相临线路上 13．实现输电线路纵差保护必须考虑的中心问题是（ C ）

A ．差动电流

B ．励磁涌流

C ．不平衡电流

D ．冲击电流 14．在比率制动差动继电器中，制动线圈的作用是抑制（ B ）

A ．励磁涌流

B ．稳态不平衡电流

C ．暂态不平衡电流

D ．短路电流

15．对于大型发电机，反应转子表层过热的主保护是（ C ）

A ．低电压起动的过电流保护

B ．复合电压起动的过电流保护

C ．负序电流保护

D ．阻抗保护

16.“四性”是对动作于跳闸的继电保护提出的基本要求，以下不属于“四性”

要求的是（C ） A.可靠性 B.灵敏性 C.灵活性

D.速动性

17.过电流继电器的返回系数（B ） A.小于0 B.小于1 C.大于l

D.等于l 18.在中性点非直接接地系统中，线路上某点发生单相接地故障时，接在母线上的电压互感器二次开口三角侧的电压大小（ C ） A.当故障点距母线越近，电压越高 B.当故障点距母线越近，电压越低 C.不管距离远近，电压基本相同 D.与故障前电压相同 19.中性点不接地电网的接地保护中，无选择性的是（ A ）

A.绝缘监视装置

B.零序电流保护

C.零序功率方向保护

D.阻抗保护

20.反应相间短路的阻抗继电器采用0°接线方式，正确的是（ C ）

A.CB

A U ,I B.A o A U ,I 3K I · C.AB

B A U ,I I D.CA

B U ,I 21.对于相同整定阻抗的全阻抗继电器和方向阻抗继电器，以下说法正确的是（D ）

A.全阻抗继电器受过渡电阻的影响大

B.全阻抗继电器受振荡的影响小

C.方向阻抗继电器受过渡电阻的影响小

D.方向阻抗继电器受振荡的影响小

22.以下不属于构成输电线路高频通道的元件是（ B ）

A.阻波器

B.电流互感器

C.结合滤波器

D.耦合电容器

23.高频闭锁方向保护有两个电流起动元件，灵敏度高的起动元件的作用是（A）

A.用于起动发信

B.用于起动跳闸

C.用于判断短路方向

D.用于延时动作

24.变压器瓦斯保护的主要元件是（ A ）

A.气体继电器

B.电流继电器

C.电压继电器

D.阻抗继电器

25.在Y，d11接线变压器纵差保护中，由于两侧TA型号不同，在差动回路中引起较大的不平衡电流，为此电流互感器的同型系数Kst取值为（C ）

在发电机纵差保护原理接线中，中线上装一个断线监视继电器，它是为了防止（ B ）

A.电压互感器二次侧断线

二次侧断线后，外部发生故障时纵差保护误动作

C.内部故障电流过小

D.过电压

取（B ）

27.在发电机纵差保护不平衡电流表述式中，可靠系数K

rel

28.应装设失磁保护的发电机容量为（ C ）

及以上及以上

及以上及以上

29.逆功率保护是为了防止以下哪种设备遭到损坏( )

A.发电机

B.汽轮机

C.励磁机

D.水轮机

30．大型同步发电机的定子绕组每相都由两个或两个以上的并联支路组成，其原因是( A )

A．定子电流大B．定子电流小

C．转子电流大D．转子电流小

31．变压器的励磁涌流会使纵差保护回路中的不平衡电流( A )

A ．变大

B ．变小

C ．不变

D ．变为零 32．变压器的异常工作情况之一是( D )

A ．绕组的相间短路

B ．绕组的匝间短路

C ．中性点接地系统侧的接地短路

D ．系统频率降低引起的过励磁 33．输电线路高频保护中高频通道的工作方式不．包括( D ) A ．故障时发信方式 B ．长期发信方式 C ．移频方式

D ．移相方式

34．高频阻波器的作用是( C ) A ．限制短路电流 B ．防止工频电流穿越 C ．防止高频电流穿越 D ．补偿接地电流 35．在距离保护的I 段、Ⅱ段整定计算中乘以一个小于1的可靠系数，目的是为

了保证保护的( A ) A ．选择性 B ．可靠性 C ．灵敏性

D ．速动性

36．单侧电源线路上，过渡电阻的存在，使测量阻抗( A )

A ．增大，保护范围减小

B ．增大，保护范围增大

C ．减小，保护范围减小

D ．减小，保护范围增大 37．对于圆特性的阻抗继电器，处于临界动作状态的测量阻抗称作继电器的

( B ) A ．整定阻抗 B ．动作阻抗 C ．短路阻抗

D ．负荷阻抗 38．按90°接线的功率方向继电器，若K CA

U U &&，则K I &应为( D ) A ．A I & B ．B I &

C ．A -I &

D ．B

-I & 39．阶段式电流保护广泛应用于( D ) A ．220kV 线路 B ．110kV 及以上线路 C ．多电源环网 D ．35kV 及以下单电源线路 40．电流速断保护的动作时限取( D )

A ．

B ．

C ．~

D ．0S

41．电流I 段保护的灵敏系数常用保护范围来衡量，其保护范围越长表明保护越

( C )

A ．可靠

B ．不可靠

C ．灵敏

D ．不灵敏 42．低电压继电器的返回系数为( A )

A ．大于1

B ．小于1

C ．等于1

D ．等于0 42．限时电流速断保护的灵敏系数要求（ B ）

A ．大于2

B ．大于~

C ．大于

D ．大于 43．在双侧电源系统中,采用方向元件是为了提高保护的（D ）

A ．方向性

B ．可靠性

C ．灵敏性

D ．选择性

44．在中性点直接接地电网中,零序功率方向继电器采用的接线方式是（D ） A ．90°接线

B ．3U 0、3I 0

U 、-30I

D ．-3U

0、3I 0 45．方向阻抗继电器的灵敏角为( B ) A ．-α（内角） B ．k （线路阻抗角） C ．loa （负荷阻抗角）

D ．一loa

46．在中性点直接接地系统中，反应接地短路的阻抗继电器接线方式是（ D ） A ．0°接线

B ．90°接线

C ．3U 0、3I 0

D ．U A 、I A +K 3I 0零序补偿电流的接线方式

47．在校验距离Ⅲ段保护远后备灵敏系数时，分支系数取最大值是为了满足保护的（ C ） A ．选择性 B ．速动性 C ．灵敏性 D ．可靠性 48．距离Ⅲ段保护，采用方向阻抗继电器比采用全阻抗继电器（A ）

A ．灵敏度高

B ．灵敏度低

C ．灵敏度一样

D ．保护范围小

49．对于Y ，d11接线变压器，为保证正常运行时差动回路两臂的电流相等，应使变压器Y 侧电流互感器变比（ B ） A ．等于变压器变比n T B ．增大3倍 C ．减少3倍

D ．增大3倍

50．发电机横差保护的作用是（ A ）

A．保护定子绕组匝间短路B．保护定子绕组相间短路

C．保护定子绕组接地短路D．保护转子绕组一点接地故障

51．在相间电流保护的整定计算公式中考虑继电器返回系数的保护是（ C ）A．电流速断保护B．限时电流速断保护

C．定时限过电流保护D．电流电压联锁速断保护

52．电流保护采用不完全星形接线方式，当遇有Y，d11接线变压器时，应在保护的中线上再接一个继电器，其作用是为了提高保护的( C )

A．选择性B．速动性

C．灵敏性 D．可靠性

53．消除三相短路时功率方向继电器死区的方法是（ A ）

A．采用记忆回路B．引入非故障相电压

C．采用电流电压联锁D．加入延时

54．高频闭锁方向保护有两个电流起动元件，灵敏度低的起动元件的作用是（B ）A．用以起动发信B．用作起动停信

C．用于判断短路方向 D．用于延时动作55．采用 0接线的阻抗继电器，当发生金属性相间短路时，其测量阻抗为（ B ）

A．Z

1L

k

+R

g

B．Z

1

L

k

C．Z

loa D．R

g

56．不同动作特性阻抗继电器受过渡电阻的影响是不同的，一般来说，阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占面积愈大，则受过渡电阻的影响（ B ）

A．愈大B．愈小

C．一样 D．不受影响

57．系统发生振荡时，距离保护可能会误动作。一般来讲，越靠近振荡中心受振荡的影响（ B）

A．越小B．越大

C．一样D．不受影响

58．和纵差动保护一起作为变压器的主保护的是（ A ）

A．瓦斯保护B．过电流保护

C．零序电流保护D．过负荷保护

59．下列保护中，（C）较适合用于母线保护。

A．零序方向保护B．高频相差保护

C．电流比相式保护D．瓦斯保护

60．单继电器式横差保护的原理是 ( D )

A．比较不同相的两个支路电流之和；B．比较两个支路三次谐波电流之和

C．比较一相中两个支路电流之和； D．比较两个支路三相电流之和

61．下列哪个不是电力系统常见的不正常工作情况（ B ）

A．过负荷B．两相短路

C．过电压D．电力系统振荡

62．变压器励磁涌流产生的原因是( C )

时合闸B．外加电压太高

A．u=u

m

C．铁芯饱和D．不计非周期分量的衰减

63．定时限过电流保护的动作时限采用阶梯原则，目的是为了保证( A ) A．选择性B．速动性

C．灵敏性D．可靠性

64．220~500kV超高压输电线路全线速动的主保护是（ D ）

A．零序电流保护B．纵差动保护

C．距离保护D．高频保护

65．系统发生不正常运行状态时，继电保护装置的基本任务是( D )

A．切除所有元件B．切电源

C．切负荷D．给出信号

=60o，66．按90o接线的功率方向继电器，当线路正方向发生相间短路时，若

d

为使继电器动作最灵敏，其内角 应选取( B )

A．-30o B．30o C．60o D．90o

应取( A )

67．在校验距离Ⅲ段远后备灵敏系数时，分支系数K

b

A．最大值 B．最小值 C．1 D．0

68．利用动作时间来躲过振荡影响的保护是( C )

A．距离I段保护B．距离Ⅱ段保护

C．距离Ⅲ段保护D．距离Ⅱ、Ⅲ段保护

69．一般，国产高频保护装置大多采用( A )

A．故障时发闭锁信号的工作方式B．长期发允许信号的工作方式

C．故障时发跳闸信号的工作方式D．长期发闭锁信号的工作方式

70．电抗变换器是将一个大电流量变为成正比的( B )。

A.小电流量

B.小电压量

C.大电压量

D.大电流

71. 系统短路时电流、电压是突变的，而系统振荡时电流、电压的变化是（D）。

A.缓慢的

B.不变

C.与短路一样快速变化

D.缓慢的且与振荡周期有关

72. 电力系统振荡时，振荡中心电压的波动情况是（A）

A.幅度最大

B.幅度最小

C.幅度不变

D.与其它点处的电压变化一样

73. 电力系统发生振荡时（C ）不会发生误动。

A.距离保护

B.电流保护

C.分相电流差动保护

D.没有保护不误动 74.当小电流接地系统发生单相金属性接地时，中性点对地电压为（ ）

A.X U

B.X -U &

C.X -U &（ X

U 是线电压） 75. 当小电流接地系统中发生单相接地短路时，为使电压互感器开口三角形电压

03U 为100V ，电压互感器的变比应选用（C ）

A.(U //(100//100N

B.(U //(100//(100/N

C.(U //(100//(100/3)N .(U //(100//N

76.中性点经消弧线圈接地后，若单相接地故障的电流呈感性，此时的补偿方式

为（ B ）。

A.全补偿

B.过补偿

C.欠补偿

D. 无法确定 77.接地故障时，零序电压与零序电流的相位关系取决于（C ）

A.故障点过渡电阻大小

B.系统综合阻抗的大小

C.相关元件的零序阻抗

D.相关元件的各序阻抗 78.方向闭锁保护中（ A ）

A.本侧启动元件（或反向元件）的灵敏度一定要高于对侧正向测量元件；

B.本侧正向测量元件的灵敏度一定要高于对侧启动元件（或反向元件）；

C.两侧启动元件的灵敏度必须一致，且与正向测量元件无关；

D.两侧启动元件与正向测量元件的灵敏度没有配合要求

79.对于双母线接线方式的变电站，当某一连接元件发生故障且断路器拒动时，

失灵保护应首先跳开（ B ）

A.拒动断路器所在母线上的所有断路器；

B.母联断路器；

C.故障元件其它断路器；

D.两条母线上的所有断路器 80.Yd1联结组别变压器配置微机型差动保护，两侧TA 回路均采用星型接线，Y 、

Δ侧二次电流分别为I A 、I B 、I C 及I a 、I b 、I c ，软件中A 相差动元件采用（C ）经接线系数、变比折算后计算差流。

与I a ； 与I A ； 与I a ； 与I a

二、简答题与分析题（选考9题，其中简答6题，分析3题，共54分） 1．定时限过电流保护的整定值为什么要考虑返回系数

答. 外部故障时，电流继电器可能起动，为了保证在外部故障切除后，在最大负荷电流情况下，过电流保护能可靠的返回，而不至于误跳闸。所以整定时必须使电流继电器的返回电流大于最大负荷电流

2．零序电流速断保护的整定原则是什么

答.躲过被保护线路末端发生接地短路时流过保护的最大零序电流，躲过断路器三相触头不同期合闸所产生的最大零序电流；当系统采用单相重合闸时，应躲过非全相振荡时出现的最大零序电流。

3．反应接地短路的阻抗继电器接线方式是什么它能否正确地反应相间短路为什么

答.反应接地短路的阻抗继电器的接线方式采用相电压和零序电流补偿的相电流接线方式，其不能正确反映相间短路，但可以反映相间接地短路。反应相间短路需要采用保护安装处的两相相间电压为测量电压和两相电流差为测量电流。4．过渡电阻对距短路点不同距离的阻抗继电器影响一样吗试简单说明。

答.对于单侧电源来说，过渡电阻Rg的存在总是使继电器的测量阻抗增大，保护范围缩短，保护装置距短路点越近，受过渡电阻影响越大，有可能导致保护无选择性，动作整定值越小，受过渡电阻的影响就越大；对于双侧电源来说，过渡电阻Rg对测量阻抗的影响，取决于两侧电源提供的短路电流的大小以及它们的相位关系。双侧电源线路，过渡电阻可能使测量阻抗增大，也可能使测量阻抗减小；全阻抗继电器受过渡电阻的影响最小；方向阻抗继电器受过渡电阻的影响最大；在整定值相同的情况下，动作特性在+R轴方向所占的越小，受过渡电阻的影响就越大。

5．变压器纵差动保护的整定原则。

答：大于变压器的最大负荷电流；躲过区外短路时的最大不平衡电流；躲过变压器的励磁涌流

6．发电机单继电器式横差动保护的基本原理。在什么情况下带延时跳闸为什么答：通过比较一半绕组的三相电流之和与另外一半绕组三相电流之和来实现。当发生匝间短路时，两分支不平衡被打破，环流通过两中性点连线，该电流大于保护动作电流时，保护将动作。当励磁回路一点接地短路时，投入时间继电器。目的是为了防止励磁回路发生瞬时性第二点接地短路时保护误动作。

7.何谓功率方向继电器90°接线方式它有什么优点

答：是指在三相对称的情况下，当时加入继电器的电流和电压相位相差90°。优点：第一，对两相短路没有死区；第二，选择继电器的内角后，对线路上发生的各种故障，能保证动作方向性。

8.试述阶段式零序电流保护的整定原则。

9.试述高频闭锁方向保护的基本工作原理。

答：基本原理是比较线路两端的短路功率方向，保护采用故障时发信方式。

10.减小变压器励磁涌流对保护影响的方法有哪些

答：采用速饱和中间变流器，利用励磁涌流中含有大量的非周期分量的特点；二

次谐波制动的方法，利用励磁涌流中含有二次谐波分量的特点；鉴别波形间断角

的方法，利用励磁涌流中波形出现间断角的特点。

11.发电机单继电器式横差保护的作用是什么在什么情况下带时限跳闸为什么

12.如何判别断路器失灵

答：当系统发生故障，故障元件的保护动作而断路器操作失灵拒绝跳闸时，通过

故障元件的保护作用于本变电站相邻断路器跳闸，有条件的还可以利用通道，使

远端有关断路器同时跳闸的接线称为断路器失灵保护。

13.变压器应装设的继电保护装置主要有哪些

答：一般装设瓦斯保护、纵差动保护或电流速断保护、外部相间短路和接地短路

时的后备保护、过负荷保护、过励磁保护等。

Z相同时，三种圆特性阻抗继电器(全阻抗、方向阻抗、

14.试分析在整定阻抗

set

偏移特性)中，哪一种受过渡电阻影响最小哪一种受系统振荡影响最小为什么

15.中性点非直接接地系统绝缘监视装置的作用是什么是如何实现的

答：绝缘监视装置的作用是监视该装置所在电网是否发生了接地故障。通过发电

厂或变电所母线上的三相五柱式电压互感器二次开口三角形侧所接的过电压继

电器，来反应接地故障时出现的零序电压，并动作于信号。

16.方向性电流保护为什么有死区死区由何决定如何消除

答：当靠近保护安装处附近发生三相短路时，UK接近于零，方向元件不动作，

方向电流保护也将拒动，出现死区。死区长短由方向继电器最小动作电压及背后

系统阻抗决定。消除方法常采用记忆回路

17.为什么可以采用负序分量来区分振荡和短路

18.变压器零序电流保护为什么在各段中均设两个时限

答：在变压器零序电流保护中，要考虑缩小故障影响范围的问题。每段零序电流可设两个时限，并以较短的时限动作于缩小故障影响范围（跳母联等），以较长的时限断开变压器各侧断路器。

19.三绕组变压器相间后备保护的配置原则是什么

答：三绕组变压器的相间短路的后备保护在作为相邻元件的后备时，应该有选择性地只跳开近故障点一侧的断路器，保证另外两侧继续运行，尽可能的缩小故障影响范围；

而作为变压器内部故障的后备时，应该都跳开三侧断路器，使变压器退出运行。

20.关于变压器纵差保护中的不平衡电流与差动电流在概念上有何区别与联系

答：差动电流指被保护设备内部故障时，构成差动保护的各电流互感器的二次电流之和（各电流互感器的参考方向均指向被保护设备时）。不平衡电流指在正常及外部故障情况下，由于测量误差或者变压器结构、参数引起的流过差动回路电流。

21.什么是重合闸前加速保护

答：所谓前加速就是当线路第一次故障时，靠近电源端保护无选择性动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再有选择性的切除故障。

22.什么是重合闸后加速保护

22.答：所谓后加速就是当线路第一次故障时，保护有选择性的动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。

23.何为瞬时性故障，何谓永久性故障

答:当故障发生并切除故障后，经过一定延时故障点绝缘强度恢复、故障点消失，若把断开的线路断路器再合上就能够恢复正常的供电，则称这类故障是瞬时性故障。如果故障不能自动消失，延时后故障点依然存在，则称这类故障是永久性故障。

24.输电线路纵联电流差动保护在系统振荡、非全相运行期间，是否会误动，为什么答：系统振荡时，线路两侧通过同一个电流，与正常运行及外部故障时的情况一样，差动电流为量值较小的不平衡电流，制动电流较大，选取适当的制动特性，就会保证不误动作。非全相运行时，线路两侧的电流也为同一个电流，电流纵联差动保护也不误动作。

25.纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么

答：纵联保护与阶段式保护的根本差别是阶段式保护仅仅利用保护元件一侧的电气量构成保护判据。其无延时的速动段不能保护线路的全长，只能保护线路的一部分。对于线路末端故障需要保护的Ⅱ段延时切除。纵联保护通过通信联系，同时反映被保护线路两端的电气量，无需延时配合就能区分区内故障和区外故障，因而可以实现线路全范围内故障的无时限切除。

26.什么是电力系统的振荡振荡时电压、电流有什么特点

答：电力系统中发电机失去同步的现象，称为电力系统的振荡；电力系统振荡时，系统两侧等效电动势间的夹角δ在0°~360°范围内作周期性变化，从而使系统中各点的电压、线路电流、距离保护的测量阻抗也都呈现周期性变化。在系统两端电动势相等的条件下，测量阻抗按下式的规律变化，对应的轨迹如Page100图所示。

27.什么是距离继电器的参考电压选择参考电压的原则是什么

答：在相位比较的距离继电器中，用作相位比较的电压称为参考电压，也叫做极化电压，例如在相位比较式180-ɑ≤arg(Uop/Um)≤180+ɑ中，用电压mU判断mU相位是

否符合方程式，所以mU

就称为参考电压和极化电压。选择参考电压的原则：相位不随故障位臵变化、在出口短路时不为0的电压量作为比相的参考电压，如正序电压、记忆电压等。

28.解释什么是阻抗继电器的最大灵敏角，为什么通常选定线路阻抗角为最大灵敏角答：当测量阻抗Zm 的阻抗角与正向整定阻抗Zset1 的阻抗角相等时，阻抗继电器的动作阻抗最大，正好等于Zset1,即Zop=Zset1,此时继电器最为灵敏，所以Zset1 的阻抗角又称为最灵敏角。选定线路阻抗角为最大灵敏角，是为了保证在线路发生金属性短路的情况下，阻抗继电器动作最灵敏。

30.为什么阻抗继电器的动作特性必须是一个区域

答：阻抗继电器在实际情况下，由于互感器误差、故障点过度电阻等因素影响，继电器实际测量到的Zm一般并不能严格地落在与Zset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Zset对应线段在内，但在Zset的方向上不超过Zset的区域，如圆形区域、四边形区域、苹果形区域、橄榄形区域等。

31.继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么

答:继电保护装置就是指能反应电力系统中设备发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统不正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正

常运行;3.电力系统故障时,甄别出发生故障的电力设备,并向故障点与电源点之间、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。

32.如图1-1所示，线路上装设两组电流互感器，线路保护和母线保护应各接哪组互感器

母线

线路

TA1TA2

答：线路保护应接TA1，母线保护应接TA2。因为母线保护和线路保护的保护区必须重

叠，使得任意点的故障都处于保护区内。

33.后备保护的作用是什么阐述远后备保护和近后备保护的优缺点。

答：（1）对被保护范围内的故障，能迅速的有选择性加以切除，以保证系统中其它非故障部分继续运行。

（2）远：断路器拒动时，仍然能切除故障。动作失去选择性，切除故障时间长。（3）近：动作仍具选择性，切除故障时间短。断路器拒动时，无法切除故障。

34.说明电流速断、限时电流速断联合工作时，依靠什么环节保证保护动作的选择性依靠什么环节保证保护动作的灵敏度性和速动性

答：电流速断保护的动作电流必须按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定，即考电流整定值保证选择性。这样，它将不能保护线路全长，而只能保护线路全长的一部分，灵敏度不够。限时电流速断的整定值低于电流速断保护的动作短路，按躲开下级线路电流速断保护的最大动作范围来整定，提高了保护动作的灵敏性，但是为了保证下级线路短路时不误动，增加一个时限阶段的延时，在下级线路故障时由下级的电流速断保护切除故障，保证它的选择性。

电流速断和限时电流速断相配合保护线路全长，速断范围内的故障由速断保护快速切除，速断范围外的故障则必须由限时电流速断保护切除。速断保护的速动性好，但动作值高、灵敏性差；限时电流速断保护的动作值低、灵敏度高但需要~的延时才能动作。速断和限时速断保护的配合，既保证了动作的灵敏性，也能够满足速动性的要求。

35.在双侧电源供电的网络中，方向性电流保护利用了短路时电气量的什么特征解决了仅利用电流幅值特征不能解决的问题

答：在双侧电源供电网络中，利用电流幅值特征不能保证保护动作的选择性。方向性电流保护利用短路时功率方向的特征，当短路功率由母线流向线路时表明故障点在线路方向上，是保护应该动作的方向，允许保护动作。反之，不允许保护动作。用短路时功率方向的特征解决了仅用电流幅值特征不能区分故障位置的问题，并且线路两侧的保护只需按照单电源的配合方式整定配合即可满足选择性。

36.何谓保护的最大和最小运行方式

答：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大(保护安装处到系统等效电源之间的系统等效阻抗最小,即Zs=的方式，称为系统最大运行方式。短路电流为最小(系统等值阻抗Zs最大,即Zs=的方式，则称为系统最小运行方式。

37.试说明电流保护整定计算时，所用各种系数K

rel 、K

re

、K

con

、K

ss

的意义和作用

答;

38.过流保护和电流速断保护在什么情况下需要装设方向元件

答：在两侧电源辐射形电网或单侧电源环形电网的情况下，为实现选择性，过流

保护的电流速断保护应加装方向元件。

39.功率方向继电器内角α角有两个定值，一个是30o ，另一个是45o 。试分别画出最大灵敏角30m o 和45m o 时，功率方向继电器的动作区和r 的变化范围的相量图。

40.何谓绝缘监视，其作用如何，如何实现

答：绝缘监视装置是装设在发电厂或变电所母线上检查单相接地的监视装置。它利用中性点不接地电网发生单相接地时，出现零序电压，发出警告信号。当电网中任一线路发生单相接地，全电网都会出现零序电压，因此它发出的是无选择性信号，需要运行人员依次断开每条线路，并继之以自动重合闸，将断开线路投入；当断开某条线路时零序电压信号消失，这条线路就是故障线路。 41.什么叫距离保护它与电流保护主要区别是什么

答：距离保护是指反应保护安装处至故障点的距离，并根据这一距离的远近而确定保护动作时限的一种保护装置。它与电流保护相比优点是在多电源的复杂电网中可以有选择性的切除故障，有且有足够的快速性和灵敏性；缺点是可靠性不如电流保护，距离保护受各种因素影响，在保护中要采取各种防止这些影响的措施，因此整套保护装置比较复杂。

42.有一方向阻抗继电器，其整定阻抗860set Z o ，若测量阻抗7.230m Z o ，问该继电器能否动作

解：作出方向阻抗继电器特性圆，根据几何关系得知

'228448 6.92r Z

因为Z r >Z ’r ，Z r 落在保护范围外（圆内为保护范围，圆外为非动作区）所以该阻抗继电器不能动作。

43.何谓闭锁信号、允许信号和跳闸信号

答：(1)跳闸信号在线路故障时直接引起保护。是保护跳闸的充分条件

(2)允许信号在线路故障时开放保护允许保护跳闸。是保护跳闸的必要条件

(3)闭锁信号在线路外部故障时将保护闭锁。是禁止保护动作的信号，无闭锁信号是保护动作的必要条件。闭锁信号优点：本线路发生三相短路时，高频通道阻塞，闭锁信号通道可靠性高。抗干扰能力强，不会误动作。

44.相差高频保护和高频闭锁方向保护为何采用两个灵敏系数不同的启动元件答：高频闭锁方向保护采用两个灵敏系数不同的启动元件，1KA灵敏系数高，用于启动发信；2KA灵敏系数低，用于启动跳闸回路。是为防止外部故障时，这故障点的保护端保护感受到情况与内部故障一样，此时主要靠近故障点端保护发出高频信号将远故障点端保护闭锁，防止其误动作。

相差高频保护启动元件由负序电流元件KAN和相电流元件KAP组成。负序电流元件有高整定值和低整定值，低整定值元件灵敏系数高用于启动发信；负序高定值元件灵敏系数低，用于启动比相回路。相电流元件与负序高定值元件、记忆元件一起构成对称短路故障的启动元件。

45.自动重合闸动作时间如何整定

答：自动重合闸的动作时间按如下原则整定：

（1）单侧电源线路所采用的三相重合闸时间，除应大于故障点熄弧时间及周围介质去游离时间外，还应大于开关及操作机构复归原状准备好再次动作的时间。（2）双侧电源线路的自动重合闸时间，除了考虑单侧电源线路重合闸的因素外，还应考虑线路两侧保护装置以不同时限切除故障的可能性及潜供电流的影响。计算公式为：≥t1+t2+△t-t3。式中：重合闸最小整定时间；t1--对侧保护有足够灵敏度的延时段动作时间，如只考虑两侧保护均为瞬时动作，则可取为零；t2--断电时间，三相重合闸不小于；220kv线路，单相重合闸不小于；330～500kv 线路，单相重合闸的最低要求断电时间，视线路长短及有无辅助消弧措施（如高压电抗器带中性点小电抗）而定；t3--开关固有合闸时间；△t--裕度时间。（3）发电厂出线或密集型电网的线路三相重合闸，其无电压检定侧的动作时间一般整定为10s；单相重合闸的动作时间由运行方式部门确定，一般整定为左右。（4）单侧电源线路的三相一次重合闸的动作时间不宜小于1s；如采用二次重合闸，第二次重合闸动作时间不宜小于5s。

46.差动保护不平衡电流是怎样产生的

答：不平衡电流产生的原因是：

1、变压器两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致；

2、变压器带负荷调节分接头；

3、电流互感器有传变误差；

4、变压器的励磁电流

47.试述变压器瓦斯保护的基本工作原理，为什么差动保护不能代替瓦斯保护答:瓦斯保护是变压器的主要保护,能有效地反应变压器内部故障。轻瓦斯继电器

由开口杯、干簧触点等组成,作用于信号。重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成,作用于跳闸。正常运行时,瓦斯继电器充满油,开口杯浸在油内,处于上浮位置,干簧触点断开。

当变压器内部故障时,故障点局部发生过热,引起附近的变压器油膨胀,油内溶解的空气被逐出,形成气泡上升,同时油和其它材料在电弧和放电等的作用下电离而产生瓦斯。当故障轻微时,排出的瓦斯气体缓慢地上升而进入瓦斯继电器,使油面下降,开口杯产生的支点为轴逆时针方向的转动,使干簧触点接通,发出信号。

当变压器内部故障严重时,产生强烈的瓦斯气体,使变压器内部压力突增,产生很大的油流向油枕方向冲击,因油流冲击档板,档板克服弹簧的阻力,带动磁铁向干簧触点方向移劝,使干簧触点接通,作用于跳闸。

瓦斯保护能反应变压器油箱内的内部故障,包括铁芯过热烧伤、油面降低等,但差动保护对此无反应。又如变压器绕组产生少数线匝的匝间短路,虽然短路匝内短路电流很大会造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击,但表现在相电流上却并不大,因此差动保护没有反应,但瓦斯保护对此却能灵敏地加以反应,这就是差动保护不能代替瓦斯保护的原因。 48.变压器后备保护可采取哪些方案，各有什么特点 答：1）低电压启动的过流保护，比过流保护灵敏性高

2）复合电压启动的过流保护，适用于升压变压器和系统联络变压器及过流保护灵敏系数达不到要求的降压变压器

3）负序电流及单相式低压启动的过电流保护，可以反映不对称短路和三相短路故障。

49.利用发电机定子绕组三次谐波电压和零序电压构成的100%定子接地保护的原理是什么

三、计算题（考1题计算，但与下面的题目不会完全相同，概念和知识点相同，16分） 1．图示网络中，MN 线路装有不完全星形接线的三段式电流保护，线路末端三相短路时的最大短路电流为1500A ，该点三相短路时的最小短路电流为1000A ，限

时电流速断保护的灵敏度为， 1.25I

rel

k ，试计算保护1的瞬时电流速断和限时电流速断的定值。

2．如图所示，各线路均装设距离保护，试对保护1的三段式距离进行整定计算，保护采用方向阻抗继电器，已知.min 0.9loa N U U ，线路单位长度阻抗Z 1= km ，阻

抗角70o L

；cos 2 ；0.8III

rel K ； 1.15re K ， 1.5ss K 。（具体参考教材

上的例题）

.max 15SM Z

.min .max SP SP Z

6%10.5

N S V

3.如图所示网络，在位置1、2和3处装有电流保护，系统参数为：

115/E ，115G X 、210G X ，310G X ，1260L L km ，340L km ，

50B C L km ，30C D L km ，20D E L m ，线路阻抗0.4/km ，rel K Ⅰ

= 、rel K Ⅱ

=rel K Ⅲ

= ，

.max 300B C I A ，.max 200C D I A ， .max 150D E I A ，ss K =、re K =。试求：

（1）发电机元件最多三台运行，最少一台运行，线路最多三条运行，最少一条运行，请确定保护3在系统最大、最小运行方式下的等值阻抗。

（2）整定保护1、2、3的电流速断定值，并计算各自的最小保护范围。

（3）整定保护2、3的限时电流速断定值，并校验使其满足灵敏度要求（sen K ） （4）整定保护1、2、3的过电流定值，假定流过母线E 的过电流保护动作时限为，校验保护1作后备用，保护2和3作远备用的灵敏度。

解：由已知可得1L X =2L X =×60=24 ，3L X =×40=16 ，BC X =×50=20 ，

CD X =×30 ， DE X =×20=8

（1）经分析可知，最大运行方式及阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路L1~L3全部运行，由题意G1，G2连接在同一母线上，则

.min s X =（1G X ||2G X +1L X ||2L X ）||(3G X +3L X )=(6+12)||(10+16)=

同理，最小运行方式下即阻抗最大，分析可知只有在G1和L1运行，相应地有

.max s X =1G X +1L X =39

B

C

D

E

图 等值电路

（2）对于保护1，其等值电路图如上图所示，母线E 最大运行方式下发生三相短路流过保护1

的最大短路电流为

..max .min 1.312k E s BC CD DE E I kA X X X X

相应的速断定值为.1set I Ⅰ=rel K Ⅰ

×..max k E I =×=

最小保护范围计算公式为set I Ⅰ

.max 1min

s E

Z Z L

min L

=.max 120.4s set E Z I

Ⅰ=

即1处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。

对于保护2：母线D 在最大运行方式下发生三相短路流过保护2 的最大电流

..max k D I =.min s BC CD

E

X X X =

相应的速断定值为 .2set I Ⅰ=rel K Ⅰ

×..max k D I =×=

最小保护范围为 min L

=.max .2120.4s set E Z I

Ⅱ= 即2处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。

对于保护3：母线C 在最大运行方式下发生三相短路流过保护3 的最大电流

..max k C I =.min s BC

E

X X =

相应的速断定值为 .3set I Ⅰ=rel K Ⅰ

×..max k C I =×=

最小保护范围为 min L

=.max .3120.4s set E Z I Ⅱ= - 即3处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。

上述计算表明，在运行方式变化很大的情况下，电流速断保护在较小运行发生下可能没有保

护区。

（3）整定保护2的限时电流速断定值为 set I Ⅱ=set K Ⅱ.1set I Ⅰ

=×= 线路末段（即D 处）最小运行发生下发生两相短路时的电流为

..max k D I

.max s BC CD

=

所以保护2处的灵敏系数 set K Ⅱ=..min

k D set

I I Ⅱ

= 即不满足sen K 的要求。 同理，保护3的限时电流速断定值为 .3set I Ⅱ=rel K Ⅱ.2set I Ⅰ

=×=

线路末段（即C 处）最小运行发生下发生两相短路时的电流为

..max k C I

.max s BC

所以保护3处的灵敏系数 .3set K Ⅱ=..min

.3

k C set I I Ⅱ

= 即不满足sen K 的要求。 可见，由于运行方式变化太大，2、3处的限时电流速断保护的灵敏度都远不能满足要求。

（4）过电流整定值计算公式为 set I Ⅲ

='re re I K =.max rel ss L re K K I K Ⅲ

所以有 .1

set I

Ⅲ

=.max rel ss D E re

K K I K Ⅲ=

同理得 .2set I Ⅲ=406A .3set I Ⅲ

=609A

在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的计算公式为 .min k I

.max s L

所以有 .min E I = .min D I = .min C I = 所以由灵敏度公式 sen K =

.min

k set

I I Ⅲ

可知，保护1作为近后备的灵敏度为 .1set K Ⅲ=

.min

.1

E set I I Ⅲ

= 满足近后备保护灵敏度的要求； 保护2作为远后备的灵敏度为 .2set K Ⅲ

=.min .2E set I I Ⅲ

= 满足最为远后备保护灵敏度的要求； 保护3作为远后备的灵敏度为 .3set K Ⅲ

=.min .3

E set I I Ⅲ

= 满足最为远后备保护灵敏度的要求。 保护的动作时间为 1t Ⅲ=+=1s 2t Ⅲ=1t Ⅲ+= 3t Ⅲ=2t Ⅲ

+=2s

4.如图所示为无限大容量系统供电的35kV 辐射式线路，线路WL1上最大负荷电流=220A ，电流互感器变比选为300/5，且采用两相星形接线，线路WL2上动作时限t p2=，k1、k2、k3

各点的三相短路电流分别为在最大运行方式下(3)1.max 4kA k I ，(3)2.max 1400k I A ，(3)

3.max 540k I A ，

在最小运行方式下(3)1.min 3.5kA k I ，(3)2.min 1250k I A ，(3)3.min 500k I A 。

拟在线路WL1上装设三段式电流保护，试完成：

（1）计算出定时限过流保护的动作电流与动作时限（ 1.2rel

K Ⅲ

，0.85re K ，0.5t s ，2SS K ）并进行灵敏系数校验；

（2）计算出瞬时与限时电流速断保护的动作电流，并作灵敏系数校验

（ 1.3rel K Ⅰ， 1.15re K Ⅱ

）

； 解：（1）线路WL1电流Ⅰ段保护整定计算。 1）保护装置的一次侧动作电流为

(3)

.1 2.max 1.314001820()rel op k I K I A Ⅰ

2）保护装置的二次侧（继电器中）动作电流为

..1.1

11820

30.5()300/5con op r op TA K I I A K ⅠⅠ 3）动作时限t 1I =0s 。 4）灵敏系数校验。

(2).min .1

3

35002 1.67 1.51820

k sm op I K I

ⅠⅠ 合格 或 '

1.min .min

2.min

.1'1.min 2.min .1

100%100%350018201250

100%

35001250182051.3%15%

k p k op k k op I I l I l I I I

（2）线路WL1第Ⅱ段电流保护整定。

1）保护1的第Ⅱ段动作电流要和保护2的第Ⅰ段动作电流相配合，故先求保护2的第一段动作电流，即

(3)

.2.max .1.2 1.3540702()1.15702807.3()

op rel k op rel op I K I A I K I A ⅠⅠⅡⅡⅠ

2）继电器动作电流为

.1..1

1807.3

13.46()60

con op op r TA

K I I

A K

ⅡⅡ 3）动作时限为