电力系统继电保护试题库 (全20套试卷答案)

试卷 1 答案
一、填空题（每小题 1 分，共 20 分） 1、选择性 2、金属性 3、最大最小 4、0.9 5、使启动电流躲过最大不平衡电流 6、可靠地动作 7、震荡中心 8、高 9、纵联差动保护 10、零序阻抗 11、返回 12、电流 13、电流 14、线路 15、容性电流 16、80%~85% 17、最小负荷阻抗 18、间断的 19、不 20、幅值 二、选择题（每小题 2 分，共 20 分） 1、B 2、B 3、A 4、B 5、B 6、C 7、A 8、A 9、B 10、B 三、判断题（每小题 2 分，共 10 分） 1、√ 2、× 3、√ 4、√ 5、√ 四、名词解释与简答（每小题 5 分，共 20 分） 1.速动性：指尽可能快地切除故障，以减少设备及用户在大短路电流、电压下运行的时间， 降低设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性。 2. 比率制动特性 答： 在继电保护的差动保护中， 简单说就是使差动电流定值随制动电流的增大而成某一比率 的提高。使制动电流在不平衡电流较大的外部故障时有制动作用。而在内部故障时，制动作 用最小 3.什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。 采用前加速的优点是：能够快速地切除瞬时性故障；可能使瞬时性故障来不及发展成 永久性故障，从而提高重合闸的成功率；能保证发电厂和重要变电所的母线电压在 0.6~0.7 倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量；使用设备少，只需装设一套重合 闸装置，简单、经济。 前加速度的缺点是:断路器工作条件恶劣，动作次数较多；重合于永久性故障上时，故 障切除的时间可能较长； 如果靠近电源侧的重合闸装置或断路器拒绝合闸， 则将扩大停电的 范围。甚至在最末一级线路上故障时，都会使连接在这条线路上的所有用户停电。 前加速保护主要用于 35kV 以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上， 以便快速切 除故障，保证母线电压。
试卷 2 答案
一、填空题（20 分） 1、相间短路 2、短路电流 3、选择性 4、方向阻抗电器 5、相位 6、匝间 7、最大 8、故障 9、气体（瓦斯） 10、故障点 11、母线 12、距离（阻抗） 13、坐标原点 14、25° 15、躲过最大负荷电流 16、不能 17、三角形，星形 18、最小负荷阻抗 19、专用的母线保护装置 二、选择题（20 分） 1、B 2、B 3、B 4、B 5、C 6、A 7、B 8、C 9、A 10、B 三、判断题 1、× 2、× 3、× 4、√ 5、× 四、名词解释与简答题（25 分） 1.纵差动保护 答：纵差动保护是用辅助导线将线路（或设备）的 二次电流引入差动继电器，比较两端电 流方向或大小来判断保护线路（设备）是否短路，并决定是否动作。
1电流Ⅲ段整定
（1）求动作电流 Iset.1 =
Ⅲ
1.2 1.5 150 =317.65A 0.85
（2）灵敏度校验 近后备
Ksen=
3 2
30.3 0.4 10 3.84 1.3 317.65 10.5 103
I 1 I 2 XSA. max ZAB 10 12 1 1.73 I3 XSB . min 30
Z set 102.2 .1 2.576 1.2 满足要求。 ZAB Kb. max ZBC 12 1.73 16
Ksen 远 =
②变压器 TM 低压侧（K2 点）： Ksen 远 =
4.变压器纵差保护中， 消除励磁涌流影响的措施有哪些？它们利用了哪些特征？各自有何特 点？ 答：（1）采用速饱和中间变流器。励磁涌流中含有大量的非周期分量，所以可以采用 速饱和中间变流器来防止差动保护的误动。对于 Yd11 接线方式的三相变压器，常常有一相 是对称性涌流，没有非周期分量，中间变流器不能饱和，只能通过差动继电器的动作电流来 躲过。 （2）二次谐波制动的方法。二次谐波制动方法是根据励磁涌流中含有大量的二次谐波 分量的特点， 当检测到差电流中二次谐波含量大于整定值时就将差动继电器闭锁， 以防止励 磁涌流引起的误动。这种方法称为二次谐波制动的差动保护。 二次谐波制动差动保护原理简单、调试方便、灵敏度高，在变压器纵差保护中获得了 非常广泛的应用。 但在具有静止无功补偿装置等电容分量比较大系统， 若空载合闸前变压器 已经存在故障，合闸后故障相位故障电流，非故障相位励磁涌流，采用三相或门制动的方案 时，差动保护必将被闭锁。由于励磁涌流衰减很慢，保护的动作时间可能会长达数百毫秒。 这是二次谐波制动方法的主要缺点。 （3）间断角鉴别的方法。励磁涌流的波形会出现间断角。而变压器内部故障时流入差 动继电器的稳态差电流是正弦波， 不会出现间断角。 间断角鉴别的方法是利用这个特征鉴别 励磁涌流和故障电流， 即通过检测差电流波形是否存在间断角， 当间断角大于整定值时将差 动保护闭锁。 间断角原理由于采用按相闭锁的方法，在变压器合闸于内部故障时，能够快速动作。 这是比二次谐波制动（三相或门制动）方法优越的地方。对于其他内部故障，暂态高次谐波 分量会使电流波形畸变（微分后畸变更加严重）。波形畸变一般不会产生“间断角”，但会 影响电流的波宽。若波形畸变很严重导致波宽小于整定值（140°）差动保护也将被暂时闭 锁而造成动作延缓。显然，造成保护动作延缓的因素，二次谐波制动与间断角原理是有差异 的。 五、计算题（15 分） 解：保护 1 电流Ⅰ段整定计算 （1）求动作电流 I
102.2 1.16 1.2 不满足要求。 12 1.73 44.1
ZAB 0.4 30 12() ZBC 0.4 40 16() ZT 10.5%
2．距离 I 段
' （1）整定阻抗 Z set .1 K rel ZAB 0.85 12 10.2()
1152 44.1() 31.5
（2）时限 t1 0(s ) 3．距离 II 段 （1）整定阻抗 <1>与相邻线路 BC 保护 3 距离 I 段配合（k1 点）如图 5-38 所示
2.反时限特性 答：继电保护的动作时间虽输入电流的增大而减小，呈反时限电流。 3.什么是重合闸后加速保护，有何优、缺点？主要适用于什么场合？
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。 后加速保护的优点是：第一次是有选择性地切除故障，不会扩大停电范围，特别是在 重要的高压电网中， 一般不允许无选择性地动作而后以重合闸来纠正； 保证了重合于永久性 故障时能瞬时切除；和前加速相比，使用中不受网络结构和符合条件的限制。 后加速保护的缺点是：每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比略为复杂； 第一次切除故障可能带有延时。 “后加速”的配合方式广泛应用于 35KV 以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上。 因此，在这些线路上一般都装有性能比较完备的保护装置。 4.变压器可能发生哪些故障和不正常运行状态？它们与线路相比有何异同？ 答： 变压器故障可以分为油箱外和油箱内两种故障， 油箱外得故障主要是套管和引出线上发 生相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯 的烧损等。 变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路引起的过电流、 负荷长时间超过额定容 量引起的过负荷、风扇故障或漏油等原因引起的冷却能力下降等。此外，对于中性点不接地 运行的星形接线变压器， 外部接地短路时有可能造成变压器中性点过电压， 威胁变压的绝缘；
Ⅰ
(3)动作时间：t =0s 保护 1 的电流Ⅱ段整定计算 （1）求动作电流 Iset.1 =Krel Iset=1.1 1.25
Ⅱ Ⅱ
30.2 0.4 25
10.5 103
=817.23A
(2)灵敏度校验
Ksen=
3 2
30.3 0.4 10 1.49 1.3 817.23
10.5 103
远后备
Ksen=
3 2
30.3 0.4 25 1.6 1.2 317.65
（3）动作时间 Ⅲ Ⅲ t = t +0.5+0.5=1.5s 六、综合应用题（15 分） 答： 如果再单端电源被保护线路上发生内部短路， 电源侧高频闭锁方向保护的起动元件和功 率方向元件均动作，而负荷侧不发闭锁信号。故能动作跳闸。 负荷侧外部短路时， 通过近故障点侧发的高频闭锁信号将两端高频保护闭锁， 故不会动 作。
Z set .3 0.85 16 13.6( ) '' Z set .1 K rel ( ZAB Kb. min Z set .3 )
求最小分支系数 Kb.min,在 K1 点短路，考虑无助增电流时, Kb. min
则 Z set .1 0.8(12 1 13.6) 20.48()
Ⅰ set.1
=K
Ⅰ rel K..B.max
I
=1.25
30.2 0.4 10
10.5 103
=1804.27A
（2）灵敏度校验，即求最小保护范围 Lmin=
1 0.4
L min LAB
3 10.5 10 3 - 0.3 =6.25km 2 3 1804.27 6.25 65% 15% 10
大容量变压器在过电压或低频率等异常工况下会使变压器过励磁， 引起铁芯和其他金属构件 的过热。 油箱外故障与线路的故障基本相同，都包括单相接地故障、两相接地故障、两相不接地 故障和三相故障几种形式，故障时也都会出现电压降低、电流增大等现象。油箱内故障要比 线路故障复杂，除了包括相间故障和接地故障外，还包括匝间故障、铁芯故障等，电气量变 化的特点也较为复杂。 5. 哪些电路差异可以区分单相重合闸期间瞬时性故障与永久性故障？ 答：在单相故障被单相切除后，断开线路由于受到并行架设的其他运行的两相线路沿线电容耦合和电 磁感应的作用，仍然有一定的电压；水久性故障时接地点长期存在，该电压经接地点形成放电回路， 断开相两端电压持续较低；瞬时性故障当电弧熄灭后，接地点消失不形成放电回路，断开相两端电压 持续较高；据此差异可以识别瞬时性故障与永久性故障。 五、计算题（15） 解:1.元件阻抗计算