2023-2024學(xué)年2學(xué)期考試卷(電力系統(tǒng)繼電保護(hù))答案版

成都理工高校2023—2023學(xué)年

其次學(xué)期《電力系統(tǒng)繼電愛護(hù)》考試試卷

考試時(shí)間：120分鐘

大題—*—四五總分

得分

中

一、單項(xiàng)選擇題（在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答

卦案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題0.5分，共10分）|得分

1.能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)油面降低的愛護(hù)是（C）。

A.縱差愛護(hù)B.過勵磁愛護(hù)

C.瓦斯愛護(hù)D.電流速斷愛護(hù)

2.相間短路電流速斷愛護(hù)的愛護(hù)范圍，在（C）狀況下最大。

A.最小運(yùn)行方式下三相短路B.最小運(yùn)行方式下兩相短路

C.最大運(yùn)行方式下三相短路D.最大運(yùn)行方式下兩相短路

3.下圖為MN雙側(cè)電源線路，1QF、2QF處均裝有方向過電流愛護(hù)，且接線正確無誤。

黑

正常運(yùn)行時(shí)，功率P、Q從M側(cè)送至N側(cè)

1）1QF處的方向過電流愛護(hù)（A）

A.不會動作B.要動作

4.相間短路愛護(hù)瞬時(shí)電流速斷愛護(hù)不能愛護(hù)本線路全長，這是因?yàn)椋ˋ）o

送A.為了區(qū)分本線路末端或相鄰元件出口處短路，只好縮小愛護(hù)范圍

B.為了保證I段有足夠的靈敏度

C.愛護(hù)裝置的固有缺陷，無法將定值調(diào)整到線路全長的整定值

5.在相間電流愛護(hù)的整定計(jì)算公式中考慮繼電器返回系數(shù)的愛護(hù)是（B）

A.電流電壓聯(lián)鎖速斷愛護(hù)B.定時(shí)限過電流愛護(hù)

C.限時(shí)電流速斷愛護(hù)D.電流速斷愛護(hù)

6.發(fā)電機(jī)及變壓器采納“復(fù)合電壓起動的過電流愛護(hù)”作為后備愛護(hù)是為了（A)O

A.提高電流電壓元件的靈敏度

B.防止電流或電壓互感器二次回路斷

C.防止系統(tǒng)振蕩時(shí)愛護(hù)誤動

7.不同動作特性阻抗繼電器受過渡電阻的影響是不同的，一般來說，阻抗繼電器的動作

特性在+R軸方向所占面積愈大，則受過渡電阻的影響（C）o

A.不受影響B(tài).一樣

C.愈小D.愈大

8.高頻方向愛護(hù)是利用高頻信號比較被愛護(hù)線路兩端的（D）o

A.功率大小B.電壓大小

C.電流方向D.功率方向

9.當(dāng)限時(shí)電流速斷愛護(hù)的靈敏系數(shù)不滿意要求時(shí)，可考慮（A）。

A.與下一級限時(shí)電流速斷愛護(hù)相協(xié)作B.與下一級電流速斷愛護(hù)相協(xié)作

C.與下一級過電流愛護(hù)相協(xié)作D.采納過電流愛護(hù)

10.在中性點(diǎn)非干脆接地電網(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(shí)，三相完全

星接線電流愛護(hù)只切除遠(yuǎn)離電源故障點(diǎn)的幾率為（B）

A.100%B.2/3

C.1/3D.0

11.系統(tǒng)振蕩與短路司時(shí)發(fā)生，高頻愛護(hù)裝置會（D）

A.誤動B.不定

C.拒動D.止確動作

12.欠電壓繼電器是反映電壓（C）

A.誤動B.不定

C.為額定值而動作D.視狀況而異的上升或降低而動作

13.高頻阻波器所起的作用是（C）。

A.限制短路電流B.補(bǔ)償接地電流

C.阻擋高頻電流向變電站母線分流D,增加通道衰耗。

14.為了限制故障的擴(kuò)大，減輕設(shè)備的損壞，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要求繼電愛護(hù)裝置具有

(C)o

A.選擇性B.牢靠性

C.快速性D.靈敏性

15.定時(shí)限過電流愛護(hù)的動作時(shí)限采納階梯原貝J,目的是為了保證（A）

A.選擇性B.速動性

C.靈敏性D.牢亮性

16.過電流愛護(hù)一只繼電器接入兩相電流差的連接方式能反應(yīng)。（B）

A.兩相接地故障B.相間和裝有電流互感器的那一相的單相接地短路

C.各種相間短路D.單相接地故障

17.在小電流接地系統(tǒng)中，某處發(fā)生單相接地母線電壓互感器開口三角的電壓為

（C）。

A.故障點(diǎn)距母線越近,電壓越高B.故障點(diǎn)距離母線越近，電壓越低:

C.不管距離遠(yuǎn)近，基本上電壓一樣D.不定。

18.我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有三種，分別是（B）

A.干脆接地方式、經(jīng)消弧線圈接地方式和經(jīng)大電抗器接地方式；

B.干脆接地方式、經(jīng)消弧線圈接地方式和不接接方式；

C.不接地方式、經(jīng)消弧線圈接地方式和經(jīng)大電抗

器接地方式；

D.干脆接地方式、經(jīng)大電抗器接地方式和不接地方式。

19.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)，通常采納的補(bǔ)償方式是（C）

A.完全補(bǔ)償B.欠補(bǔ)償

C.過補(bǔ)償D.電流相應(yīng)補(bǔ)償方式

20.系統(tǒng)發(fā)生不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繼電愛護(hù)裝置的基本任務(wù)是（D）

A.切除全部元件B.切電源

C.切負(fù)荷D.給出信號

得分

1.高頻通道的工作方式有___載波通道___________、微波通道__________和一

光纖通道三種。

2.發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)反映發(fā)電機(jī)—匝間短路，發(fā)電機(jī)縱差

保護(hù)反映發(fā)電機(jī)相間短路，這兩套保護(hù)不能

互相代替。

3.在距離愛護(hù)中，愛護(hù)安裝位置不同，受振蕩影響就不同。一般來講，越靠近—振蕩中

心,受振蕩的影響越大。

4.零序過電流愛護(hù)與相間過電流愛護(hù)相比，由于其動作電流小，所以靈敏度___更高

5.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(shù)。

6.距離愛護(hù)是反應(yīng)故障點(diǎn)到愛護(hù)安裝處的阻抗而動作的。

2.輸電線路二段式電流愛護(hù)各段的愛護(hù)范圍是哪里？

答：I段是本線路的一部分，占本線路50%左右；II段是本線路的全長，可做相鄰下

一級線路I段的后備；III段是本線路的全長，和相鄰下一級線路的全長。

3.方向性電流愛護(hù)為什么有死區(qū)？

答：當(dāng)靠近愛護(hù)安裝處旁邊發(fā)生三相短路時(shí)，短路電壓接近于零，方向元件不動作，

方向電流愛護(hù)也將拒動，出現(xiàn)死區(qū)。死區(qū)長短由方向繼電器最小動作電壓及背后系統(tǒng)阻抗

確定。消退方法常采納記憶問路。

4.繼電愛護(hù)裝置的基本任務(wù)是什么？

答：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能自動發(fā)出信號；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能快速地、

有選擇性地和自動地切除故障、

5.微機(jī)愛護(hù)與常規(guī)電流電壓愛護(hù)有何異同？

答：微機(jī)愛護(hù)調(diào)試簡潔、維護(hù)量小、精度高、反映靈敏；愛護(hù)功能通過軟件實(shí)現(xiàn)

牢靠性高；敏捷性強(qiáng)；性能改善，功能易于擴(kuò)充；維護(hù)調(diào)試便利。

四、分析題(35分)得分

1.如圖為35KV中性點(diǎn)非干脆接地系統(tǒng)絕緣監(jiān)視接線圖。(8分)

(1)正常運(yùn)行時(shí)，電壓表讀數(shù)是多少？開口三角形輸出電壓是多少？(4分)

(2)如C相接地時(shí)，各電壓表讀數(shù)是多少？電壓繼電器動作嗎？為什么？(4分)

(1)(D答：正常運(yùn)行時(shí)，電壓表讀數(shù)是kV;開口三角形輸出電壓是0V

(2)答：各電壓表讀數(shù)是VA=35kV,VB=35kV,VC=0

電壓繼電器能動作。因?yàn)镃相接地時(shí)，接地相電壓為零，

非接地相電壓上升為線

電壓，同時(shí)電網(wǎng)出現(xiàn)了零序電壓，TV的開口

三角形繞組輸出電壓為3U0,所以電壓繼電器能動作

2.以變壓器復(fù)合電壓起動的過電流愛護(hù)為例，回答下列問題。（10分）

a、復(fù)合電壓包括哪幾個(gè)電壓？

b、負(fù)序電壓濾過器什么狀況有電壓輸出？

輸出的是什么電壓？。

c、發(fā)生不對稱短路時(shí)，寫出動作過程

電壓網(wǎng)路斷線信

解：低電壓和負(fù)序電壓。

b、當(dāng)發(fā)生不對稱短路事故時(shí)有電壓輸出，輸出的電壓是負(fù)序電壓。

c、當(dāng)發(fā)生不對稱短路事故時(shí)，F(xiàn)Y有負(fù)序電壓輸出，F(xiàn)YJ中的低電壓繼電器常閉觸

點(diǎn)斷開，YJ斷電，其常閉觸點(diǎn)閉合，YZJ通電，接通SJ,經(jīng)延時(shí)后，接通斷路器的跳閘

回路。

3.完成如圖所示的功率方向過電流愛護(hù)按相起動的接線圖。（7分）

4.如圖所示的WLI、WL2均裝設(shè)了三段式電流愛護(hù)。（10分）

（1）當(dāng)K1和K2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，應(yīng)由哪一個(gè)

愛護(hù)動作，跳開哪一個(gè)開關(guān)？請分別說明之。

（2）當(dāng)K3點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，問：①如愛護(hù)5因故拒動，這時(shí)應(yīng)由哪一個(gè)愛護(hù)動

作，跳開哪一個(gè)開關(guān)？這個(gè)愛護(hù)對WL2所起的愛護(hù)作用稱為什么？

解：（1）K1：應(yīng)由1動作，跳開QFloK2：應(yīng)由2動作，跳開QFlo

（2）應(yīng)由愛護(hù)6動作，跳開QF2開關(guān)。這個(gè)愛護(hù)對WL2所起的愛護(hù)作用稱

為近后備愛護(hù)。

五、計(jì)算題（共20分）

在圖5/所示的單側(cè)電源輻射網(wǎng)中，線路AB的愛護(hù)采納三段式電流愛護(hù)，采納電流互感

器三相完全星形接線，已知線路AB的最大負(fù)荷電流為300A,電流互感器變比為4（X）/5,

在最大和最小運(yùn)行方式下，KI、K2及K3點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的電流值見下表（均已折算到

電源側(cè)）.愛護(hù)6、7、8的過電流的動作時(shí)間分別為1.5s、2s和0.9s，試計(jì)算愛護(hù)1各段的

動作電流和動作時(shí)間.檢驗(yàn)愛護(hù)的靈敏度，同時(shí)簡述愛護(hù)1各段的特點(diǎn).

表5T短路電流值

短路點(diǎn)K1K2K3

最大運(yùn)行方式下三相短路電流（A）3(X)()1250650

最小運(yùn)行方式卜二相短路電流（A）25001040500

圖5-1

解：1.愛護(hù)1的無時(shí)限電流速斷（4分）

一次動作電流為，.=心/晨"

K

繼電器動作電流為九2=4'。皿

nTA

2.愛護(hù)1的限時(shí)電流速斷愛護(hù)（6分）

先計(jì)算出愛護(hù)2的無時(shí)限電流速斷愛護(hù)動作電流

1o/fer.2--K.2.max

愛護(hù)1的限時(shí)電流速斷愛護(hù)應(yīng)與愛護(hù)2的無時(shí)限電流速斷愛護(hù)動作電流相協(xié)作整定

rll_K/[

1oper.l—rel'o/）er.2

繼電器動作電流

711__^con7II

1g.operA_1oper.1

nTA

H

動作時(shí)限/1=t2+Az=0.55

/⑵

靈敏度校驗(yàn)K=應(yīng)大于1.3

sen>11

1oper.I

3.過電流愛護(hù)（6分）

愛護(hù)i的過電流愛護(hù)為/。什/

K…

動作時(shí)限按階梯型時(shí)限特性為=嚴(yán)2+△/=嚴(yán)4+24

靈敏度校驗(yàn)：（4分）

/（2）

Almin

作為本線路的近后備愛護(hù)K=?,,應(yīng)大于1.5

seny111

oper.l

/⑵

作BQ線路的后備愛護(hù)K、,”二『2min,應(yīng)大于1.2

rinll

oper.I

1//o7（2）

作變壓器的后備愛護(hù)Ksen=Enin,應(yīng)大于i.2

1oper.1

靈敏度應(yīng)滿意要求，假如不滿意，實(shí)行措施提高靈敏度。

三、簡答題（共32分）

1、何謂主愛護(hù)、后備愛護(hù)？何謂近后備愛護(hù)、遠(yuǎn)后備愛護(hù)？（8分）

答；所謂主愛護(hù)是指能以較短時(shí)限切除被愛護(hù)線路（或元件）全長上的故障的愛護(hù)裝

置。（2分）

考慮到主愛護(hù)或斷路器可能拒動而配置的愛護(hù)，稱為后備愛護(hù)。（2分）

當(dāng)電氣元件的主愛護(hù)拒動時(shí)，由木元件的另一套愛護(hù)起后備作用，稱為近后備。（2

分）

當(dāng)主愛護(hù)或其斷路器拒動時(shí)，由相鄰上一元件的愛護(hù)起后備作用稱為遠(yuǎn)后備。（2

分）

2、有一方向阻抗繼電器，若正常運(yùn)行時(shí)的測量阻抗為35N30。。,要使該方向阻抗繼

電器在正常運(yùn)行時(shí)不動作，則整定阻抗最大不能超

-、過多少？（設(shè)°刈=75。）第分）

答：為了使該方向阻抗繼電器在正常運(yùn)行時(shí)不動

作，

30°

其對應(yīng)于〃”二300時(shí)的動作阻抗Z,“最大不能超過3.5。，（3分）

又知其。S°〃=75,如圖所示，整定阻抗最

大不能超過處1=3.5/85（75。-30。）=4.95。（5分）

3、何謂比率制動特性？對具有比率制動特性的差動繼電器，何謂最大制動比、最小

工作電流、拐點(diǎn)電流？（8分）

答：比率制動特性是指繼電器的動作電流和繼電器的制動電流的關(guān)系特性。（2分）

K—'ser.max.

'res.max-,，T

如圖，最大制動比「"max（2分）g點(diǎn)所對應(yīng)的動作電流,々.min稱為最

小動作電流；（2分）相對應(yīng)的制動電流〃5稱為稱為拐點(diǎn)電流。（2分）

4、變壓器縱差動愛護(hù)中，不平衡電流產(chǎn)生的緣由是什么？（8分）

答：不平衡電流產(chǎn)生的緣由是：

1、變壓器兩側(cè)電流互感器的計(jì)算變比與實(shí)際變比不一樣（2分）;

2、變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭（2分）；

3、電流互感器有傳變誤差（2分）；

4、變壓器的勵磁電流（2分）。

四、計(jì)算題（共38分）

1、如圖2所示的網(wǎng)絡(luò)中，已知，線路每公里的正序阻抗

4=0.40/km,^=1O.5/V3kv,X—=0,3Q,X.￥.min=0.3Q,

，?max=150A。鴛=1.25,K以=1.1,K：；=12K,=1.8,-=0.85,

4"=0.5s。

試對愛護(hù)1進(jìn)行三段式電流愛護(hù)的整定計(jì)算。（14分）

圖2

解：1、愛護(hù)1電流I段整定計(jì)算

（1）求動作電流

l().5xl()3

?25X73(0.2+0.4x10)=1804.27A

（1分）

(2)靈敏度校驗(yàn)，即求最小愛護(hù)范圍。

.\JE@\#10.5x10s八4

/.=—(-----/——X.…)=——(—x—=---------------0.3)=6.52km

Z2/1川…0.4273x1804.27

min竺^=65.2%>15%,

"AH滿意要求。（2分）

（3）動作時(shí)間：’：二°$（1分）

2、愛護(hù)1電流I［段整定計(jì)算

（1）求助作電流

2?==K2(K；JCmax)=l.lxl.25x廣185x1?！?81723A

v7八'

set.1rdsetretrelAr.C.max<73^(/0.2+0.4x25)

（2分）

（2）靈敏度校驗(yàn)

氏10.5X10"___

匕癡匚3X51704710)=]49>1,3

ser.l817.23

滿意要求。（2分）

（3）動作時(shí)間：=（］分）

2、愛護(hù)1電流ni段整定計(jì)算

（1）求動作電流

L2XL5

rill二八re/八ss/X150=317.65A-八、

1set.\~“2A-fl.￡max

Kre0.85(1分)

(2)靈敏度校驗(yàn)

7310.5xl()3

/面訪^TX73(0.3+04x10)

近

in=3.84>1.3

滿意要求。（1分）sei.\317.65

610.5xl03

2XV3(0.30#x25)

遠(yuǎn)+=L6>L2

III

滿意要求。（2分）set317.65

（3）動作時(shí)間：+0.5+0.5=1.5s（1分）

2、如圖3,已知：網(wǎng)絡(luò)的正序阻抗Zi=0.45Q/km,阻抗角=65。線路上采納三段

式距離愛護(hù)，其第I、II、HI段阻抗元件均采納0°接線的方向阻抗繼電器，繼電器的

最靈敏角心〃=65，愛護(hù)2的延時(shí)4"=2s，線路AB、BC的最大負(fù)荷電流均為400A,

負(fù)荷的自起動系數(shù)/5=2,繼電器的返回系數(shù)KA2并設(shè)K[el=0.85,

K』=l.15,負(fù)荷的功率因數(shù)cose。=0.9,變壓器采納了能愛護(hù)整個(gè)變壓器的無時(shí)

限縱差愛護(hù)。試求：距離愛護(hù)1第I段的動作阻抗，第II段、第ni段的靈敏度與動

作時(shí)間。（24分）

B

3Dkn

T/-------------

EA=\l5/yf3kV

Xmn=l℃

&=U5/麻V

X.L30Q

X.ML40Q

圖3

解：1、距離愛護(hù)1第I段：

動作阻抗：Z：“=KLXZAB=0.85X（）.45X30=11.16O（1分）

2、愛護(hù)1的第n段（分兩種狀況）：

（1）與相鄰線路協(xié)作：

ZL=K〃ZAB+K，K.nZQa分）

K..二(X/mm+ZAB1)=(10+13.5+

"min'丫，'AC\'

AsBmaxqU（2分）

=0.8(13.5+0.85X1.59X0.45x38)=29.29Q

（1分）

(2)與變壓器支路協(xié)作：

7

Z==K1(ZAB+K；uK.n片)

（1分）

K二(區(qū)皿上逛+1)=(10+13,5+1)=1.59

"min-y,'/n/

△.汨maxW（2分）

847

Z",=0.7(13.5+0.7X1.59X—)=42.44。

2（1分）

對以上兩種狀況，取較小者，所以：

Z：.,=29.29Q(1分)

靈敏度：

7U?929

±-LA=±±±Z=2.17>1.5

Z、R13.5滿意要求。（1分）

動作時(shí)間：，〃=°.5s（1分）

3、距離愛護(hù)1的第III段：采納方向阻抗繼電密,

7?1Z〃n】in

.ve/l

K胃KrKsCOS?-%),(1分)

U.0.9x110

(?mmiinn_=142.890

，〃max辨X0.4，(1分)

K,"L2Kj2.K胃=1.15

1

(pD=cos0.9=25.8°

yin142.89

/sell=66.8IQ

1.15xl.2x2xcos(65-25.8)(2分)

靈敏度：

（1）考慮本線路末端:

4近=頭=翳=4.93>L5