大學課程《電力系統(tǒng)繼電保護原理》習題

大學課程《電力系統(tǒng)繼電保護原理》習題

第一章緒論

1、什么是主保護、后備保護？什么是近后備保護、遠后備保護？在什么情況下

依靠近后備保護切除故障？在什么情況下依靠遠后備保護切除故障？

答：主保護是一次保護，當發(fā)生故障時瞬時動作；

后備保護是在主保護不動作時再動作，一般后延時來判斷主保護動作與否，它包

括近后備和遠后備。

遠后備保護是當主保護或斷路器拒動時，由相鄰目力設備或線路的保護來實現的

后備保護。

近后備保護是當主保護拒動時，由本電力設備或線路的另一套保護來實現的后備

的保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現后備保護

2、說明對電力系統(tǒng)繼電保護有那些基本要求。

答：可靠性（安全性和信賴幸），速動性，靈敏性和選擇性。

3、簡要說明繼電保護裝置的一般構成以及各部分的作用。

4、針對下圖系統(tǒng)，分別在DI、D2、D3點故障時說明按選擇性的要求哪些保護

應動作跳閘。

第二章電網的電流保護

1、分析電流保護中各段如何保證選擇性？各段的保護范圍如何，與哪些因素有

關？

2、什么是繼電器的返回系數，增量動作繼電器、欠量動作繼電器的返回系數有

什么區(qū)別？

3、在圖示網絡中，試分析斷路器1DL、4DL和9DL保護的最大和最小運行方式。

4、在圖所示網絡中，線路AB電源端裝有三段式電流保護，線路BC裝有二段式

電流保護，均采用不完全星形接線方式，系數參數如圖所示，線路AB和BC的最

大負荷電流分別為2.3A和2A,線路BC的過電流保護動作時限為3S,負荷自起

動系數為1。試計算：（1）、線路AB和BC各段電流繼電器的動作電流向和時間

繼電器的動作時限（2）、求出無時限電流速斷的保護范圍和校驗II、IH段的

靈敏度。

X；=10Q

5、如圖所示，對保護1進行三段式相間電流保護的整定計算。K\e,=1.3,

C=1.1,%=1.2,t=0.85,七=1.5,線路阻抗為0.4Q/km,阻抗角為

700,AB線最大負荷電流為170Ao電源阻抗Xymin=2C,Xs4max=31J,

2

X$smin=15A,Xwmax=2糖2，電源相電勢為115/，3kV,」=0.5s,tWf,5=15$O

6、如圖(a)所示網絡中，線路AB裝有三段式電流保護，各段保護的接線方式

如圖⑹所示。已知AB線路末端三相短路時的最大短路電流為1320A.末

端三相短路時的最小短路電流為980A；限時電流速斷保護的靈敏度為1.32。

AB

-----------------p*

(a)

II、14為I段電流繼電器

12、15為II段電流繼電器

13、16、17為”11段電流繼電器

(b)

(1)計算保護1電流速斷和限時電流速斷保護的定值(C1=1.25)

(2)說明各段的接線方式，除此之外還有哪些常見接線方式？說明不同接線方

式的異同及其特點。

⑶當本保護出口(kl點)發(fā)生AB相間短路時，說明各繼電器的動作情況，

指出最后哪段保護出口跳閘。

(4)相鄰線路出口(k2點)發(fā)生AC相間短路時，說明各繼電器的動作情況，

如果相鄰線路保護拒動，說明最后哪段保護出口跳閘。

7、設各保護都配置有三段式電流保護，參數如下：￡.=￡?=110/J3^V,

容.=15Q、Z54max=200，Z5Bmin=10Q、ZSBZ=12。，線路AB長60km,

3

器動作特性有什么影響？比較二電器量的幅值為什么可以實現對U/和//間相位

的比較？相位比較與幅值比較原理之間有什么互換關系？

10、圖示的雙端電源網絡中，各斷路器均裝有過電流保護，試確定：

(1)過電流保護1—4的動作時限；(*=0.5s)

(2)保護1—4中哪些應裝設方向元件以保證選擇性？其規(guī)律是什么？

11、如圖所示系統(tǒng)，已知變壓器、線路的零序阻抗角均為75°o當K點發(fā)生單相

接地短路時

(1)畫出零序網絡，在圖中表明零序電流分布，說明零序電壓的分布情況。

(2)分析QF1和QF2處的零序甩壓和零序電流之間的相位關系，并畫出相位佟I。

(3)如果采用的零序功率方向繼電器的最大靈敏角為70°,試確定該繼電器的

接線方式。

(4)當保護出口發(fā)生接地故障時，零序功率方向繼電器有沒有死區(qū)，為什么？

12、某單側電源系統(tǒng)如圖所示，系統(tǒng)阻抗Z5I=1.25ZiX),A母線發(fā)生接地短路時

最大零序電流為2000A,AB線路長度為100km,=3ZLI,試計算保護1零序

I段的定值。

110KVAB

O-k"'----------------------

13、如圖網絡，各斷路器處均裝有帶方向或不帶方向的過電流保護，試計算保護

1-4的過電流保護動作時限，并說明在哪些保護上應裝設方向元件?(設電源處故

5

障均有瞬動保護）。

14、在圖示零序方向過電流保護原理接線圖中，如果A相與B相二次線圈間出現了

斷線（如圖中X處）。假如A、B、C三相中的一次電流等于480A,電流互感器的變

比為400/5,試問：

⑴流入零序電流繼電器中的電流為多少？零序電流繼電器是否會誤動？

⑵零序功率方向繼電器是否會誤動?

⑶整套保護會不會誤動?

[]

來自PT開口三角側

15、零序功率方向繼電器在出口短路時有沒有“死區(qū)”，為什么？

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第三章電網距離保護

1、何謂阻抗繼電器的測量阻抗（，〃）、整定阻抗（4”）和動作阻抗（z!?

就方向繼電器說明它們之間的關系和區(qū)別。

2、說明什么是整定阻抗、動作阻抗、測量阻抗，以方向圓特性為例說明它們之

間的關系。

3、在圖3-6復數平面上，已知阻抗ZA和ZB,試求出以下動作方程的特性軌跡。

Z—ZZ+Z.

270°>arg-mAA>900270c>arg-mA>900

Z"一ZB

270°>arg-Zm-Za>900270c>arg乙*乙>900

4、已知采用幅值比較方式構成繼電器的兩個電壓量UA=KJ”，

UH=K2Un—K,Ln,動作條件為IUAI》|UB|,試問：

（1）所構成的繼電那是什么繼電器；

（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？

5、消除方向阻抗繼電器動作死區(qū)的措施有哪些？各有什么特點？

6、阻抗繼電器的接線方式有哪些？各有什么特點，可以反應哪些故障類型？

7、系統(tǒng)如圖所示，各線路均裝有距離保護，Z尸0.4Q/km,流過線路AB的最大

負荷電流為600A,負荷功率因數為0.85,線路阻抗角?！?70°。試對保護1的

距離保護進行整定計算。（心,/=K：=0.8、1.2、K,s=1.5、Kre=1.2,

各段均采用方向圓特性阻抗繼電器）

7

UOKVABC

Q^——---------------------------

Zs.Ama\=20Q

ZsAmin=15Q

ZsB.max=25Q

ZsBmin=20Q

8、何謂振蕩中心？其位置如何確定？振蕩中心的電流和電壓的變化有何特點？

9、電力系統(tǒng)振蕩的特點是什么？對繼電保護會帶來什么影響？應采取哪些措施

來防止？

10、雙側電源系統(tǒng)如題2圖所示，設E-線路BC空載，兩側電源都處

于最大運行方式，試分析：

(1)系統(tǒng)發(fā)生振蕩，振蕩周期為2.0s。寫出保護1的測量阻抗的表達式，并

在復平面上畫出振蕩軌跡，并分析保護1各段的動作行為。

⑵當振蕩過程中b二180。和90。時，在線路AB中點發(fā)生三相金屬性短路，計

算保護1的測量阻抗，分析各段的動作行為。

⑶當6=0。時，保孑11出口發(fā)生經10H過渡電阻的三相短路，分析保護1的

動作行為。如果要保護1的I段正確動作，試計算三相短路時可以允許的最大過

渡電阻是多少？

1k“大圓套小圓”的振蕩閉鎖措施原理如圖所示，/o=3O/n.v,6,=100\

62=140°,試分析振蕩周期在什么范圍內時該閉鎖措施可以發(fā)揮作用，振蕩周期

在什么范圍內時該閉鉞措施會失效。

kdnnm

^1____&

L&腌斷

*RZi.

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第四章電網縱聯(lián)保護

1、縱聯(lián)保護和階段式保護相比有什么異同？

2、高頻信號的種類按作用來分有哪些？

3、輸電線路AB裝設的電流啟動方式的高頻閉鎖方向保護方框原理圖如圖所示。

系統(tǒng)如圖所示，

—--4^

(1)說明采用兩個不同靈敏度起動元件的原因，時間元件，1、4的作用。

⑵兩側保護都正常是，分別說明在KI、K2點發(fā)生故障時，保護1、2的動作情

況。

⑶當保護2的收信機故障時，分別說明在KI、K2、K3點發(fā)生故障時，保護1、

2的動作情況。

(4)當保護1的發(fā)信機故障時，分別說明在KI、K2、K3點發(fā)生故障時，保護1、

2的動作情況。

4、系統(tǒng)振蕩時候，相差高頻保護會不會誤動，為什么？

5、在圖示系統(tǒng)中，MN線路裝有相差高頻保護，&超前E"0°,M端系統(tǒng)及線路

阻抗角均為60°,N端系統(tǒng)阻抗角為80°,岷間距離為200公里，試求閉鎖角旦,。

當N端出口d處發(fā)生三相短路時，試用相量圖分析兩側電流相位差，并求M及N

側可能測得的最大相位差。

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第五章自動重合閘

1、線路分別配置三相一次重合閘、單相重合閘、綜合重合閘，分析當發(fā)生瞬時

性或永久性故障時，說明保護及重合閘裝置的動作過程。

2、說明保護與重合閘之間的配合關系有哪些？舉例加以說明。

3、系統(tǒng)如圖所示，兩則配置有檢無壓檢同期自動重合閘和三段式距離保護，保

護與重合閘之間采取“后加速”配合方式。

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