電力系統(tǒng)繼電保護(hù)模擬試題一及答案

模擬試題（一）

一、填空題

1繼電保護(hù)裝置一般由、、三部分組成。

2繼電保護(hù)的可靠性包括和，是對(duì)繼電保護(hù)性能的最根本要求,

3低電壓繼電器的啟動(dòng)電壓返回電壓，返回系數(shù)lo

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(shí),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、中壓兩側(cè)的零序電流保護(hù)應(yīng)分別接于上。

6功率方向繼電器的內(nèi)角l=30。，其動(dòng)作范圍

7單側(cè)電源線路上發(fā)生短路故障時(shí)，過(guò)渡電阻的存在使方向阻抗繼電器的測(cè)量阻抗

保護(hù)范圍

8檢查平行雙回線路有電流的自動(dòng)重合閘，當(dāng)另一回線有電流時(shí)，表示

可以進(jìn)行重合問(wèn)。

9變壓器瓦斯保護(hù)反應(yīng)油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作，其中動(dòng)作于信

號(hào)，動(dòng)作于跳開(kāi)變壓器各電源側(cè)的斷路器。

10低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)和復(fù)合電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)中，引入低電壓起動(dòng)和復(fù)合電壓起動(dòng)

元件是為了提高過(guò)電流保護(hù)的，此時(shí)過(guò)電流保護(hù)的定值不需要考

慮o

11電流比相式母線保護(hù)的基本原理是根據(jù)母線在內(nèi)部故障和外部故障時(shí)各連接元件—實(shí)

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、、三部分。

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(jiǎn)答題

1繼電保護(hù)的基本任務(wù)是什么？

2當(dāng)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用于線路、變壓器、母線時(shí)各有什么特殊問(wèn)題？這些問(wèn)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(chǎng)合？

5變壓器縱差動(dòng)保護(hù)中消除勵(lì)磁涌流影響的措施有哪些？它們分別利用了勵(lì)磁涌流的

那些特點(diǎn)？

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

特征？

7微機(jī)保護(hù)中啟動(dòng)元件的作用有哪些？

三、分析計(jì)算題

1某方向阻抗繼電器Z叩=8。，％”=80。，當(dāng)繼電器的測(cè)量阻抗為6250°。時(shí)，該繼電

器是否動(dòng)作？

2設(shè)工=1200/,設(shè)計(jì)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)了反應(yīng)相間短路的距離保護(hù)。己知：線路的正序阻抗

%=0.45C/k〃；系統(tǒng)阻抗：-^Msmin=200?1nh=10Q?X.Msmax=%即=25C；

《=4=0.85。試對(duì)距離保護(hù)1的第I、II段進(jìn)行整定計(jì)算，并校驗(yàn)II段靈敏度。

P5

I15kVK0Im

I15kV

圖1

4在圖2所示單側(cè)電源線路幅上裝有比較/|+Kl2相位的縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)。已知:

線路的阻抗Xi=0.4C/切?，與=；系統(tǒng)阻抗：4=々s=70,x^x=10Qo問(wèn)：不考

慮負(fù)荷電流的影響，K為何值時(shí)，在線路末端4點(diǎn)發(fā)生兩相接地短路時(shí)，保護(hù)將拒絕動(dòng)作？

圖2

模擬試題（一）參考答案

一、填空題

1測(cè)量比較元件?、邏輯判斷元件、執(zhí)行輸出元件。

2安全性，信賴性（或動(dòng)作安全性，動(dòng)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(guò)器。

6-120°,60°0

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(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷。

1!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(kāi)關(guān)量（或數(shù)字量）輸入輸出系統(tǒng)。

14一個(gè)正弦量在任意半個(gè)周期內(nèi)絕對(duì)值的積分為一常數(shù)。

15軟件。

二、簡(jiǎn)答題

1答：（1）自動(dòng)、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(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；

（2）反應(yīng)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(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳

閘。

2答：應(yīng)用于線路的特殊問(wèn)題：兩側(cè)信息的交換和線路的對(duì)地電容。解決措施：利用高

頻通道、光纖通道等交換信息；改進(jìn)算法來(lái)消除對(duì)地電容的影響。

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

勵(lì)磁涌流識(shí)別算法和補(bǔ)償措施。

應(yīng)用于母線的特殊問(wèn)題：電流互感器的飽和問(wèn)題。解決措施：采用具有制動(dòng)特性的母線

差動(dòng)保護(hù)、TA線性區(qū)母線差動(dòng)保護(hù)、TA飽和的同步識(shí)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(dòng)，需要分析區(qū)外短路時(shí)兩側(cè)收到的

高頻電流之間不連續(xù)的最大時(shí)間間隔，并加以閉鎖。這一時(shí)間間隔所對(duì)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(hào)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(shí)，保護(hù)有選擇性動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。如

果重合于永久性故障，則在斷路器合閘后，再加速保護(hù)動(dòng)作瞬時(shí)切除故障，而與第一次動(dòng)作

是否帶有時(shí)限無(wú)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(duì)重要負(fù)荷供電的送電線路1.0

5答：①采用速飽和中間變流器；利用勵(lì)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(dòng)的方法；利用勵(lì)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(lì)磁涌流的波形會(huì)出現(xiàn)間斷角的特點(diǎn)。

6答：（1）失磁后到矢步前：發(fā)電機(jī)送出電磁功率F基本保持不變，發(fā)電機(jī)變?yōu)槲崭?/p>

性的無(wú)功功率；機(jī)端測(cè)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6=90。；發(fā)電機(jī)自系統(tǒng)吸收無(wú)功功率，且為一常數(shù)；機(jī)

端測(cè)量阻抗的軌跡呈現(xiàn)等無(wú)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(shí)機(jī)端測(cè)量阻抗與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，當(dāng)s由

一8一+8變化時(shí)，機(jī)端測(cè)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(dòng)元件或各保護(hù)

起動(dòng)元件組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）進(jìn)入故障處理程療作用。

三、分析計(jì)算題

1答：在50。時(shí)的動(dòng)作阻抗為Z叩=46/50。三6.928/50。（（2）：因?yàn)?.928>6,所以該繼電

器動(dòng)作。

2答：因?yàn)楣?1200牝，所以N=24。又已知加法濾波器能夠?yàn)V除的諧波次數(shù)

N

=—（1+2/）（，為正整數(shù)或0）,則M〃）=x（〃）+M〃—12）。

/M2k

3解：1保護(hù)1第I段：Z3=19.125C；1=0s。

2保護(hù)1第II段：Z%=3Q6Q；Z*=小％+{3nzl）。

用圖3所示網(wǎng)絡(luò)計(jì)算仁.。

25Q

圖3求分支系數(shù)所用網(wǎng)絡(luò)

K=—=2.7,則Z3=°-85x（22.5+2.7x30.6）=89.352（0）

l>min25

《2=攀"三3.971>1.25,滿足要求。

4答：只有在人+燈2=0時(shí)，保護(hù)才可能拒動(dòng)。因比首先要求得人、Ao在線路末端4

2過(guò)電流繼電器的啟動(dòng)電流大于返回電流,其返回系數(shù)小于1。

3后備保護(hù)包括近后備和遠(yuǎn)后備。

4運(yùn)行中應(yīng)特別注意電流互感器二次側(cè)不能開(kāi)路；電壓互感器二次側(cè)不能_短

So

5三段式電流保護(hù)中，III段靈敏度最高,，一段靈敏度最低。

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)由零序電流保護(hù)和

零序電壓保護(hù)組成。

7阻抗繼電器的精確動(dòng)作電流是指使動(dòng)作阻抗降為0.9Z皿時(shí)對(duì)應(yīng)的測(cè)量電流。

8采用單相自動(dòng)重合閘的線路上發(fā)生單相短路故障時(shí)，由維電保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)—故障

相，經(jīng)一定時(shí)間延時(shí)后重合一故障相—，若不成功再跳開(kāi)一三相—。

9變壓器縱差動(dòng)保護(hù)需要進(jìn)行相位校正和電流平衡調(diào)整，以

使正常運(yùn)行時(shí)流入到差動(dòng)回路中的電流為Oo

10發(fā)電機(jī)單元件橫差動(dòng)保護(hù)能夠反應(yīng)一定子繞組的匝間短路故障、—分支線棒開(kāi)

焊故障和機(jī)內(nèi)繞組相間短路—故障。

11按照母線差動(dòng)保護(hù)裝置差電流回路輸入阻抗的大小，可將其分為_(kāi)低阻抗母線差動(dòng)保

護(hù)、—中阻抗母線差動(dòng)保護(hù)、—高陣.抗母線差動(dòng)保護(hù)—o

12時(shí)于元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)固定連接方式破壞時(shí)，任一母線上的故障

將切除一兩組母線O

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(hào)，可通過(guò)—電抗變換器—或—電流

變換器變換為滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍要求的電壓信號(hào)。

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

的故障分量為0。

15設(shè)采樣周期為7；=5/3小，則差分濾波器N〃)=X5)-M〃-12)能夠?yàn)V除直流分量、基波和

2、3、4、5、6次諧波。。

二、簡(jiǎn)答題

1我們學(xué)習(xí)的輸電線路保護(hù)原理中那些原理是反應(yīng)輸電線路-側(cè)電氣量變化的保護(hù)？

那些是反應(yīng)輸電線路兩側(cè)電氣量變化的保護(hù)？一者在保護(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(dòng)作于?跳閘的條件是什么？若通道破壞，內(nèi)、外部故障時(shí)保護(hù)能

否正確動(dòng)作？

4重合閘前加速保護(hù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

5對(duì)于縱差動(dòng)保護(hù)，產(chǎn)生不平衡電流的最木質(zhì)原因是什么？

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

7評(píng)價(jià)微機(jī)保護(hù)算法優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)有哪兩個(gè)？

三、分析計(jì)算題

1已知線路的阻抗角科=65。，通過(guò)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(shí)，繼電保護(hù)的啟動(dòng)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(gè)三單元級(jí)聯(lián)濾波器，各單元濾波器的波波方程為：=

2

)式〃)=(〃-6),)式〃)=2y2(〃-，)。設(shè)每基頻周期采樣次數(shù)N=12,試：

1-0

(1)分析該級(jí)聯(lián)濾波器能夠?yàn)V除那些次數(shù)的諧波。

(2)寫出該級(jí)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AE的最大負(fù)荷電流為200A,負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)K、,=1.5,《=1.25,

C=1.15,K胃=1.2,t=0.85，A/=0.5.9；變壓器采用了無(wú)時(shí)限差動(dòng)保護(hù)；其它參數(shù)如

圖所示。圖中各電抗值均已歸算至U5kV。試計(jì)算AB線路各段保護(hù)的啟動(dòng)電流和動(dòng)作時(shí)限,

并校驗(yàn)II、III段的靈敏度。

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(dòng)保護(hù)。已知瓦,=均鎮(zhèn)畫，

705

ZA.=|ZA.|^,Z,W=|Z.W|?,線路長(zhǎng)400km,電流互感器和保護(hù)裝置的角誤差分別為7。和

15°,裕度角外取15。。問(wèn)：當(dāng)縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)的閉鎖角穌=60。和”=70。時(shí)，兩側(cè)

保護(hù)是否都保證在線路4點(diǎn)三相短路時(shí)正確動(dòng)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(dòng)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。

5III,Io

6零序電流保護(hù)，零序電壓保護(hù)。

70.9-

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(kāi)焊、機(jī)內(nèi)繞組相間短路。

11低阻抗母線差動(dòng)保護(hù)、中阻抗母線差動(dòng)保護(hù)、高阻抗母線差動(dòng)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(jiǎn)答題

1答：反應(yīng)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

應(yīng)輸電線路兩側(cè)電氣最變化的保護(hù)有：方向比較式縱聯(lián)保護(hù)、縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)、縱聯(lián)電流

相位差動(dòng)保護(hù)等。反應(yīng)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(zhǎng)的一部分；反應(yīng)

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(zhǎng)。

2答：(1)選相跳閘；(2)為了找出故障環(huán)路，使阻抗測(cè)量元件準(zhǔn)確反應(yīng)故障點(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(dòng)作跳閘的條件是兩端保護(hù)的啟動(dòng)元件均已啟動(dòng)且收不到對(duì)

端的閉鎖信號(hào)。

若通道破壞，區(qū)內(nèi)故障時(shí)兩端保護(hù)能夠正確動(dòng)作；但區(qū)外故障時(shí)，遠(yuǎn)故障端的保擰因?yàn)?/p>

收不到近故障端的閉鎖信號(hào)，將可能誤動(dòng)。

4答：①能夠快速切除瞬時(shí)性故障；②可能使瞬時(shí)性故障來(lái)不及發(fā)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(jiǎn)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(lì)磁特性不完全一致，在正常運(yùn)行及外部故障

時(shí)，流過(guò)縱差動(dòng)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(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)、外部相間短路和接地短路

時(shí)的后備保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保:戶、過(guò)勵(lì)磁保護(hù)等。其中，瓦斯保獷、縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保獷

為主保護(hù)。

7答：計(jì)算速度和計(jì)算精度。

三、分析計(jì)算題

1答：采用方向阻抗繼電器時(shí)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)y(n)=M〃)+A(zi-1)—M〃-3)—x(n-4)—jc(n-6)—jr(n-7)+x(n-9)+x(n-10)o

3答：(1)短路電流計(jì)算。選取圖3中的《、K2、&點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)。

三相短路計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1三相短路計(jì)算結(jié)果

短路點(diǎn)%&

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..=K。腳1.25x1.795=2.244(kA),t；=0(5)

(3)電流保護(hù)II段

1'3=匕―=1.25x1.253=1.566(kA),l".=K"l'3=1.15x1.566=1.801(kA)

靈敏度校驗(yàn)：*0=#/心=L438(kA)，K*=與皿=寓三0.798，不滿足要求。

z/山1.OU1

與保護(hù)3的