電力系統(tǒng)繼電保護(hù)模擬試題(一、二)及答案

模擬試題(-)

一、填空題

1繼電保護(hù)裝置一般由、、三局部組成。

2繼電保護(hù)的可靠性包括和，是對繼電保護(hù)性能的最根本要求。

3低電壓繼電器的啟動電壓返回電壓，返回系數(shù)1。

4在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地短路時，處零序電壓最高；處零序電壓為0；零序電流的

分布主要取決于。

5自耦變壓器高、中壓兩惻的零序電流保護(hù)應(yīng)分別接于.匕

6功率方向繼電器的內(nèi)角a=30。，其動作范圍Karg旦K。

h

7單側(cè)電源線路上發(fā)生短路故障時，過渡電阻的存在使方向阻抗繼電器的測量阻抗，保護(hù)范圍。

8檢查平行雙回線路有電流的自動重合閘，當(dāng)另一回線有電流時，表示，可以進(jìn)行重合閘。

9變壓器瓦斯保護(hù)反響油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作，其中動作于信號，動作于跳開變壓器各電

源側(cè)的斷路器。

io低電壓起動過電流保護(hù)和復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)中，引入;氐電壓起動和復(fù)合電壓起動元件是為了提

高過電流保護(hù)的，此時過電流保護(hù)的定值不需要考慮。

11電流比相式母線保護(hù)的根本原理是根據(jù)母線在內(nèi)部故障和外部故障時各連接元件實現(xiàn)的。

12斷路器失靈保護(hù)屬于后備保護(hù)。

13微機(jī)保護(hù)的硬件一般包括、、三局部。

14微機(jī)保護(hù)中半周積分算法的依據(jù)是。

15微機(jī)保護(hù)裝置的功能特性主要是由決定的。

二、簡答題

I繼電保護(hù)的根本任務(wù)是什么？

2當(dāng)縱聯(lián)差動保護(hù)應(yīng)用于線路、變壓器、母線時各有什么特殊問題？這些問題可用什么方法加以解

決？

3什么是縱聯(lián)電流相位保護(hù)的閉鎖角？那些因素決定閉鎖角的大??？

4什么是重合閘后加速保護(hù)？主要適用于什么場合？

5變壓器縱差動保護(hù)中消除勵磁涌流影響的措施有哪些？它們分別利用了勵磁涌流的那些特點(diǎn)？

6發(fā)電機(jī)從失磁開始到進(jìn)入穩(wěn)態(tài)異步運(yùn)行，一般可分為那三個階段？各個階段都有那些特征？

7微機(jī)保護(hù)中啟動元件的作用有哪些？

三、分析計算題

1某方向阻抗繼電器ZR=8Q,°皿=8()。，當(dāng)繼電器的測量阻抗為6N5O。。時，該繼電器是否動作？

2設(shè)￡=1200%，設(shè)計一加法濾波器，要求濾掉I、3、5等奇次諧波，寫出其差分方程表達(dá)式。

3在圖1所示網(wǎng)絡(luò)中裝設(shè)了反響相間短路的距離保護(hù)。：線路的正序阻抗百=0.45C/k〃；系統(tǒng)阻抗:

x”,nun-20a，XwnT00，%,max一九max-25Q;K1-K*-0.85。試對距離保護(hù)I的第I?H段進(jìn)行

整定計算，并校驗H段靈敏度。

圖1

4在圖2所示單側(cè)電源線路MN上裝有比擬4+K/j相位的縱聯(lián)電流相位差動保護(hù)。：線路的阻抗

X=0.4C/h〃，A0=1.4Q/ibn：系統(tǒng)阻抗：丸=0=7。，x0i=10Qo問：不考慮負(fù)荷電流的影響，K為

何值時，在線路末端K點(diǎn)發(fā)生兩相接地短路時，保護(hù)將拒絕動作？

圖2

模擬試題(一)參考答案

一、填空題

1測量比擬元件、邏輯判斷元件、執(zhí)行輸出元件C

2平安性，信賴性〔或動作平安性，動作可信賴性）。

3小于；大于。

4故障點(diǎn)：接地中性點(diǎn)；變壓器中性點(diǎn)是否接地。

5本側(cè)三相電流互感器的零序電流濾過器。

6-120°,60%

7增大，縮小。

8兩側(cè)電源仍保持聯(lián)系，一般是同步的。

9輕瓦斯保護(hù)，重瓦斯保護(hù)。

10靈敏度,變壓器切除或電動機(jī)自啟動時可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷。

11電流相位的變化。

12近。

13數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（或模擬量輸入系統(tǒng)），微型機(jī)主系統(tǒng)、開關(guān)量（或數(shù)字量）輸入輸出系統(tǒng)。

14一個正弦量在任意半個周期內(nèi)絕對值的積分為一常數(shù)。

15軟件。

二、簡答題

I答：（D自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保

證其他無故障局部迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；

（2）反響電力設(shè)備的不正常工作狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動作于發(fā)出信號或跳閘。

2答：應(yīng)用于線路的特殊問題：兩側(cè)信息的交換和線路的對地電容。解決措施：利用高頻通道、光

纖通道等交換信息；改良算法來消除對地電容的影響。

應(yīng)用于變壓器的特殊問題：勵磁涌流、兩側(cè)電流互感器的變比不一致。解決措施：采用勵磁涌流識

別算法和補(bǔ)償措施。

應(yīng)用于母線的特殊問題：電流互感器的飽和問題。解決措施：采用具有制動特性的母線差動保護(hù)、

TA線性區(qū)母線差動保護(hù)、TA飽和的同步識別法等。

3答：為了保證在任何外部短路條件下保護(hù)都不誤動，需要分析區(qū)外短路時兩側(cè)收到的高頻電流之

間不連續(xù)的最大時間間隔，并加以閉鎖。這一時間間隔所對應(yīng)的工頻相角差就為閉鎖角。

影響閉鎖角大小的因素主要有：電流互感器的角誤差、保護(hù)裝置中濾序器及受發(fā)信操作回路的角度

誤差、高頻信號在線路上傳輸所引起的延遲等。

4答：重合閘后加速保護(hù)就是當(dāng)?shù)谝淮喂收蠒r，保護(hù)有選擇性動作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永

久性故障，那么在斷路器合閘后，再加速保護(hù)動作瞬時切除故障，而與第一次動作是否帶有時限無關(guān)。

重合閘后加速保護(hù)應(yīng)用于35kv以上的網(wǎng)絡(luò)及對重要負(fù)荷供電的送電線路上。

5答：①采用速飽和中間變流器；利用勵磁涌流中含有大量的非周期分量的特點(diǎn)；②二次諧波制動

的方法；利用勵磁涌流中含有大量二次諧波分量的特點(diǎn)；③鑒別波形間斷角的方法；利用勵磁涌流的波

形會出現(xiàn)間斷角的特點(diǎn)。

6答：（1）失磁后到失步前：發(fā)電機(jī)送出電磁功率P根本架持不變，發(fā)電機(jī)變?yōu)槲崭行缘臒o功功

率；機(jī)端測量阻抗與P有密切關(guān)系，其軌跡呈現(xiàn)等有功阻抗圖。

（2）臨界失步點(diǎn)：發(fā)電機(jī)功角5=90°；發(fā)電機(jī)自系統(tǒng)吸收無功功率，且為一常數(shù)；機(jī)端測量阻抗

的軌跡呈現(xiàn)等無功阻抗圖。

（3）靜穩(wěn)破壞后的異步運(yùn)行階段：異步運(yùn)行時機(jī)端測量阻抗與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，當(dāng)s由V-+8變

化時，機(jī)端測量阻抗處于異步邊界阻抗圓內(nèi)。

7答：（1）閉鎖作用。在高壓輸電線路保護(hù)中，閉鎖作用由裝置的總起動元件或各保護(hù)起動元件組

合來實現(xiàn)。（2）進(jìn)入故障處理程序作用。

三、分析計算題

1答：在5夕時的動作阻抗為Z卬=4百/50。6.928Z50°（Q）：因為6.928>6,所以該繼電器動作。

2答：因為，=1200，z,所以N=24。乂加法濾波諧能夠濾除的諧波次數(shù)小=d(1+2/)〔/為止整

2k

數(shù)或0),那么=x(〃)+x(〃-12)o

3解：1保護(hù)1第I段：Z；rtI=19.125Q；t；=05o

2保護(hù)1第II段：Z3=30.60；Z,3=+K…Z；)。

用圖3所示網(wǎng)絡(luò)計算小.。

圖3求分支系數(shù)所用網(wǎng)絡(luò)

(而?=—=2.7,刃K么Z^A=0.85X(22.5+2.7x30.6)=89.352(0)

25

C,.2=^pi3.971>1.251滿足要求。

4答：只有在乙+心2=0時，保護(hù)才可能拒動。因此首先要求得乙、/2o在線路末端K點(diǎn)發(fā)生兩相

接地短路：X1I=X2I=7+20x0.4=15(0),X°￡=10+20x1.4=38(0。那么

勒=*2578(kA)，J=———x2.578b-1.848(kA)

15?“K2a15+38

15+38

由L+K/,=0,那么長=-乙=-乂=至吏?1.395。

12IK21.848

模擬試題(二)

一、填空題

I對動作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足、、、四個根本要求。

2過電流繼電器的啟動電流返回電流，其返回系數(shù)1。

3后備保護(hù)包括和。

4運(yùn)行中應(yīng)特別注意電流互感器二次側(cè)不能；電壓互感器二次例I不能。

5三段式電流保護(hù)中，段靈敏度最高，段靈敏度最低。

6中性點(diǎn)可接地或不接地運(yùn)行變壓器的接地后備保護(hù)由和組成。

7阻抗繼電器的精確動作電流是指使動作阻抗降為時對應(yīng)的測量電流。

8采用單相自動重合閘的線路上發(fā)生單相短路故障時，由繼電，‘呆護(hù)動作跳開，經(jīng)一定時間延時后重合，

假設(shè)不成功再跳開。

9變壓器縱差動保護(hù)需要進(jìn)行和，以使正常運(yùn)行時流入到差動回路中的電流為0。

10發(fā)電機(jī)單元件橫差動保護(hù)能夠反響故障、故障和故障。

1：按照母線差動保護(hù)裝置差電流回路輸入阻抗的大小，可將其分為、

、。

12對于元件固定連接的雙母線電流差動保護(hù)，當(dāng)固定連接方式破壞時，任一母線上的故障將切除。

13輸入到微機(jī)保護(hù)裝置中的電流互感器二次電流信號，可通過或變換為滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍要求的

電壓信號。

14中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，的故障分量電壓最大，的故障分量為0。

15設(shè)采樣周期為(=5/3/MV?那么差分濾波器y(〃)=x(〃)-M"-⑵能夠濾除。

二、簡答題

I我們學(xué)習(xí)的輸電線路保護(hù)原理中那些原理是反響輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)？那些是反響輸

電線路兩側(cè)電氣量變化的保護(hù)？二者在保護(hù)范圍上有何區(qū)別？

2距離保護(hù)中選相元件的作用有哪些？

3閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)動作于跳閘的條件是什么？假設(shè)通道破壞，內(nèi)、外部故障時保護(hù)能否正確動

作？

4重合閘前加速保護(hù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

5對于縱差動保護(hù)，產(chǎn)生不平衡電流的最本質(zhì)原因是什么？

6變壓器一般應(yīng)裝設(shè)那些保護(hù)？其中那些是主保護(hù)？

7評價微機(jī)保護(hù)算法優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)有哪兩個？

三、分析計算題

I線路的阻抗角價=65。，通過線路的負(fù)荷功率因數(shù)為0.9,當(dāng)線路上發(fā)生金屬性短路故障時，繼電

保護(hù)的啟動元件的靈敏系數(shù)采用方向阻抗繼電器大，還是采用全阻抗繼電器大？大多少？

2現(xiàn)有一個三單元級聯(lián)濾波器，各單元濾波器的濾波方程為：=〃-2）,

出（〃）=兇（〃）一,力（〃）=之為（〃-i）。設(shè)每基頻周期采樣次數(shù)N=12，試：

1=0

（1）分析該級聯(lián)濾波器能夠濾除那些次數(shù)的諧波。

（2）寫出該級聯(lián)濾波器的差分方程表達(dá)式。

3在圖1所示網(wǎng)絡(luò)中的AB、BC、BD、DE上均裝設(shè)了三段式電流保護(hù)；保護(hù)均采用了三相完全星

形接法；線路AB的最大負(fù)荷電流為200A,負(fù)荷自啟動系數(shù)Kv,=1.5,K、=l.25,K』=1.15,K1=L2,

=0.85,4=O.5s;變壓器采用了無時限差動保護(hù)；其它參數(shù)如下圖。圖中各電抗值均已歸算至115kV。

試計算AB線路各段保護(hù)的啟動電流和動作時限，并校驗H、III段的靈敏度。

圖1系統(tǒng)接線圖

4如圖2所示系統(tǒng)，在線路MN上裝設(shè)縱聯(lián)電流相位差動保護(hù)。E-。,ZN=|ZJ/"

2W=|ZA/|^,線路長400km,電流互感器和保護(hù)裝置的角誤差分別為7。和15。，裕度角化取15。。問：

當(dāng)縱聯(lián)電流相位差動保護(hù)的閉鎖角例=60。和穌=70。時，兩側(cè)保護(hù)是否都保證在線路K點(diǎn)三相短路時

正確動作？為什么？

圖2系統(tǒng)接線圖

模擬試題（二）參考答案

一、填空題

1選擇性：速動性；靈敏性；可靠性。

2大于；小于。

3遠(yuǎn)后備保護(hù)，近后備保護(hù)。

4斷線；短路。

51ILIo

6零序電流保護(hù)，零序電壓保護(hù)。

70%。

8故障相：故障相；三相。

9相位校正，電流平衡調(diào)整。

10定子繞組的匝間短路、分支線棒開焊、機(jī)內(nèi)繞組相間短路。

II低阻抗母線差動保護(hù)、中阻抗母線差動保護(hù)、高阻抗母線差動保護(hù)。

12兩組母線。

13電抗變換器，電流變換器。

14故障點(diǎn)；系統(tǒng)中性點(diǎn)。

15直流分量、基波和2、3、4、5、6次諧波。

二、簡答題

1答：反響輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)有：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)等；反響輸電線路

兩側(cè)電氣量變化的保護(hù)有：方向比擬式縱聯(lián)保護(hù)、縱聯(lián)電流差動保護(hù)、縱聯(lián)電流相位差動保護(hù)等。反響

一側(cè)電氣量變化的保護(hù)的保護(hù)范圍為被保護(hù)線路全長的一局部；反響兩側(cè)電氣量變化的保護(hù)的保護(hù)范圍

為被保護(hù)線路全長。

2答：(1)選相跳閘；(2)為了找出故障環(huán)路，使阻抗測量元件準(zhǔn)確反響故隙點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距

離。

3答：閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)動作跳閘的條件是兩端保護(hù)的，官動元件均已啟動且收不到對端的閉鎖信

號。

假設(shè)通道破壞，區(qū)內(nèi)故障時兩端保護(hù)能夠正確動作；但區(qū)外故障時，遠(yuǎn)故障端的保護(hù)因為收不到近

故障端的閉鎖信號，將可能誤動。

4答：①能夠快速切除瞬時性故障；②可能使瞬時性故障來不及開展成永久性故障，從而提高重合

閘的成功率；③能保證發(fā)電廠和重要變電所的母線電壓水平，保證廠用電和重要用戶的電能質(zhì)量；④使

用設(shè)備少，簡單、經(jīng)濟(jì)。

5答：由于被保護(hù)元件各側(cè)電流互感器的勵磁特性不完全一致，在正常運(yùn)行及外部故障時，流過縱

差動保護(hù)的電流不為零。

6答：一般應(yīng)裝設(shè)：瓦斯保護(hù)、縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)、外部相間短路和接地短路時的后備保

護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過勵磁保護(hù)等。其中，瓦斯保護(hù)、縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)為主保護(hù)。

7答：計算速度和計算精度。

三、分析計算題

1答：采用方向阻抗繼電器時靈敏度更大。采用全阻抗繼電器的靈敏度只有方向阻抗繼電器靈敏度

的0.78倍。

2答：(1)直流分量、2、4、6。

(2)></?)=x(n)+x(n-1)-x{n-3)-x(n-4)—x(n-6)-x(n-7)+x(n-9)+x{n-10)o

3答：(1)短路電流計算。選取圖3中的%、勺、&點(diǎn)作為計算點(diǎn)。

圖3

三相短路計算結(jié)果如表1所示。

表1三相短路計算結(jié)果

短路點(diǎn)K2仁

最大運(yùn)行方式1.7951.2530.499

(kA)

最小運(yùn)行方式1.6601.1860.488

(kA)

(2)電流保護(hù)I段

4.==1.25xl.795A2.244(kA),t；=0(5)

⑶電流保護(hù)n段

%=用晦1Mx=1.25x1.2531.566(kA),匕」==l15xl.566l.801(kA)

靈敏度校驗：％n=L438(kA)，《"鋁=鬻0.798,不滿足要求。

AtV.I-

與保護(hù)3的II段相配合：保護(hù)3的II段按可伸入變壓器而不伸出變壓器整定。