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继电保护 练习与答案 继电保护 练习与答案 习习 题题 一一 一 填空 1 电力系统相间短路的形式有 三相 短路和 两相 短路 2 电力系统接地短路的形式有 两相 接地短路和 单相 接地短路 3 电力系统发生相间短路时 电压 大幅度下降 电流 明显 增大 4 电力系统发生故障时 继电保护装置应 将故障部分切除 电力系统出 现不正常工作时 继电保护装置一般应 发出信号 5 在电力系统继电保护装置中 由于采用了电子电路 就出现了 整流 型和 晶体管 型继电保护装置 6 继电保护的选择性是指继电保护动作时 只能把 故障元件 从系 统中切除 无故障部分 继续运行 7 电力系统切除故障的时间包括 继电保护动作 时间和 断 路器跳闸 的时间 8 继电保护的灵敏性是指其对 保护范围内 发生故障或不正常工作状 态的 反应能力 9 继电保护的可靠性是指保护在应动作时 不拒动 不应动作时 不误动 10 继电保护装置一般是由测量部分 逻辑部分 和 执行部分 组成 二 判断题 1 电力系统发生故障时 继电保护装置如不能及时动作 就会破坏电力系统运行的 稳定性 2 电气设备过负荷时 继电保护应将过负荷设备切除 3 电力系统继电保护装置通常应在保证选择性的前提下 使其快速动作 4 电力系统故障时 继电保护装置只发出信号 不切除故障设备 5 继电保护装置的测量部分是测量被保护元件的某些运行参数与保护的整定值进 行比较 三 选择题 1 我国继电保护技术发展先后经历了五个阶段 其发展顺序依次是 C A 机电型 晶体管型 整流型 集成电路型 微机型 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 1 B 机电型 整流型 集成电路型 晶体管型 微机型 C 机电型 整流型 晶体管型 集成电路型 微机型 2 电力系统最危险的故障是 C A 单相接地 B 两相短路 C 三相短路 3 电力系统短路时最严重的后果是 C A 电孤使故障设备损坏 B 使用户的正常工作遭到破坏 C 破坏电力系统运行的稳定性 4 继电保护的灵敏系数Klm要求 C A Klm1 5 线路保护一般装设两套 两套保护的作用是 B A 主保护 B 一套为主保护 另一套为后备保护 C 后备保护 6 对于反应故障时参数增大而动作的继电保护 计算继电保护灵敏系数时 应用 A A 保护区末端金属性短路 B 保护区首端金属性短路 C 保护区内任何一点金属性短路 7 对于过电流保护 计算保护灵敏系数时 应用 B A 三相短路 B 两相短路 C 三相或两相短路都可以 8 对于反应故障时参数减小而动作的继电保护 计算灵敏系数时应用 A A 故障参数的最大计算值 B 故障参数的最小计算值 C 两者都可以 四 简答题 1 电力系统短路可能产生什么样后果 答 可能产生的后果是 1 故障点的电弧使故障设备损坏 2 比正常工作电流大得多的短路电流产生热效应和电动力效应 使故障回路中的 设备遭到伤害 3 部分电力系统的电压大幅度下降 使用户正常工作遭到破坏 影响产品质量 4 破坏电力系统运行的稳定性 引起振荡 甚至使电力系统瓦解 造成大面积停 电的恶性事故 2 继电保护的基本任务是什么 答 1 当电力系统出现故障时 继电保护装置应快速 有选择地将故障元件从系 统中切除 使故障元件免受损坏 保证系统其他部分继续运行 2 当系统出现不正常工作状态时 继电保护应及时反应 一般发出信号 通知 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 2 值班人员处理 在无值班人员情况下 保护装置可作用于减负荷或跳闸 3 后备保护的作用是什么 何谓近后备保护和远后备保护 答 后备保护的作用是电力系统发生故障时 当主保护或断路器拒动 由后备 保护以较长的时间切除故障 从而保证非故障部分继续运行 近后备保护是在保护范围内故障主保护拒动时 首先动作的后备保护 远后备保护是保护或断路器拒动时 靠近电源侧的相邻线路保护实现后备作用的保 护 4 利用电力系统正常运行和故障时参数的差别 可以构成哪些不同原理的继电保 护 答 可以构成的继电保护有 1 反应电流增大而动作的过电流保护 2 反应电压降低而动作的低电压保护 3 反应故障点到保护安装处距离的距离保护 4 线路内部故障时 线路两端电流相位发生变化的差动保护 习 题 二 一 填空 1 互感器一 二次绕组的同极性端子标记通用 L1 K1 为同极 性 L2 K2 为同极性 2 2 测量变换器的隔离是把互感器的 有一点接地的二次绕组 与继电保护 的 逻辑回路 隔离 3 电磁式继电器是利用电磁铁的 铁芯 与 衔铁 间的吸引作用而工作的继电器 4 时间继电器的动作时间是从 线圈上加上规定电压值 的瞬间起 至继电器 延时触点闭合 的瞬间止所经历的时间 5 继电器的 返回参数 与 动作参数 之比 称为返回系数 二 判断题 1 测量变换器的作用就是改变所需测量的电气量 2 利用对称分量滤过器 可以判断电力系统是否出现不对称故障 3 电力系统发生不对称相间短路时 可将其短路电流分解为正序分量 负序分量和 零序分量 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 3 4 当正序电压输入负序电压滤过器时 其输出电压等于零 5 能使电流继电器从释放状态改变至动作状态的最大电流称为继电器的动作电流 三 选择题 1 互感器二次侧应有安全可靠的接地 其作用是 B A 便于测量时形成回路 B 以防互感器一 二次绕组绝缘破坏时 高电压对二次设备及人身的危害 C 泄漏雷电流 2 继电保护用互感器一次电压 或电流 的正方向规定为 C A 从无 端指向有 端 B 任何一端指向另一端 C 从有 端指向无 端 3 电流变换器是 C A 一次输入电压 二次输出电压 B 一次输入电流 二次输出电流 C 一次输入电流 二次输出电压 4 零序分量滤过器的作用是 A A 获取零序分量 B 消除零序分量 C 获取正 负分量 5 过电流继电器的动作电流 A 返回电流 A 大于 B 小于 C 等于 四 简答题 1 继电保护装置用互感器的二次侧为什么要可靠接地 答 互感器的二次侧都应有可靠的保安接地 以防互感器的一 二次绕组间绝缘损 坏时 高电压从一次绕组窜入二次绕组对二次设备及人身造成危害 2 测量变换器的作用是什么 答 其作用是 1 电路的隔离 互感器二次绕组必须安全接地 而继电保护的逻辑回路不许接地 因此需要通过测量变换器将它们从电气上进行隔离 2 电量的变换 将互感器二次侧的电气量变小 或将电流互感器的二次电流变换 为电压 以适应保护测量回路的需要 3 定值的调整 借助于测量变换器一次绕组或二次绕组抽头的改变 实现保护整 值的调整 或扩大整定值的范围 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 4 3 简述电磁式继电器的基本工作原理 答 当继电器线圈中通入电流Ik时 产生磁通 经铁芯 衔铁和气隙形成回 路 衔铁被磁化 产生电磁力Fem 当Fem克服弹簧反作用力 衔铁被吸起 并带动触点接 通 4 说明中间继电器的作用 答 1 提供足够数量的触点 以便同时控制不同的电路 2 增加触点容量 以便接通和断开较大电流的电路 3 提供必要的延时特性 以满足继电保护及自动装置的要求 五 综合题 1 何谓负序电流滤过器 目前使用的负序电流滤过器有哪几种形式 答 电力系统正常且对称运行时 无负序分量出现 当电力系统发生故障时 总 会出现负序分量 即便是三相对称短路在短路开始瞬间也会出现负序分量 利用这一特 点 即可构成灵敏度很高的负序电流保护 负序电流滤过器就是能将故障电流中的负序 电流滤取出来供给继电保护用的一种专门器件 负序电流滤过器的形式很多 常用的有 1 电流变换器 TA 和电抗变压器 TL 组合构成的负序电流滤过器 2 两电流变换器构成的负序电流滤过器 3 两电抗变压器构成的负序电流滤过器 4 三相全对称三电抗变压器构成的负序电流滤过器 5 集成电路中电运算放大器构成的负序电流滤过器 6 微机保护中由算法 数字滤波器形成的负序电流滤过器等 习习 题题 三三 一 填空题 1 瞬时电流速断保护的选择性是靠 动作电流的整定 获 得的 保护范围被限制在 被保护线路 以内 2 瞬时电流速断保护的保护范围随 运行方式 和 故障类 型 而变 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 5 3 本线路限时电流速断保护的保护范围一般不超过相邻下一线路的 瞬时电 流速断 保护的保护范围 故只需带 0 5s 延时即可保 证选择性 4 为使过电流保护在正常运行时不误动作 其动作电流应大于 最大负荷电 流 为使过电流保护在外部故障切除后能可靠地返回 其返回电流应大于 最 大负荷电流 5 为保证选择性 过电流保护的动作时限应按 阶梯 原则整定 越 靠近电源处的保护 时限越 长 6 线路三段式电流保护中 限时电流速断 保护为主保护 定时限过 电流 保护为后备保护 二 判断题 1 瞬时电流速断保护在最小运行方式下保护范围最小 2 限时电流速断保护必须带时限 才能获得选择性 3 三段式电流保护中 定时限过电流保护的保护范围最大 4 越靠近电源处的过电流保护 时限越长 5 保护范围大的保护 灵敏性好 6 限时电流速断保护可以作线路的主保护 7 瞬时电流速断保护的保护范围不随运行方式而改变 8 三段式电流保护中 定时限过电流保护的动作电流最大 9 瞬时电流速断保护的保护范围与故障类型无关 10 限时电流速断保护仅靠动作时限的整定即可保证选择性 三 选择题 1 瞬时电流速断保护的动作电流应大于 A A 被保护线路末端短路时的最大短路电流 B 线路的最大负载电流 C 相邻下一线路末端短路时的最大短路电流 2 瞬时电流速断保护的保护范围在 C 运行方式下最小 A 最大 B 正常 C 最小 3 定时限过电流保护的动作电流需要考虑返回系数 是为了 B A 提高保护的灵敏性 B 外部故障切除后保护可靠返回 C 解决选择性 4 若装有定时限过电流保护的线路 其末端变电所母线上有三条出线 各自的过电 流保护动作时限分别为 1 5s 0 5 1s 则该线路过电流保护的时限应整定为 B A 1 5S B 2S C 3 5S 5 三段式电流保护中 B 是主保护 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 6 A 瞬时电流速断保护 B 限时电流速断保护 C 定时限过电流保护 四 简答题 1 简述瞬时电流速断保护的优缺点 答 优点 简单可靠 动作迅速 缺点 不能保护本线路全长 故不能单独使用 另外 保护范围随运行方式和 故障类型而变化 2 瞬时电流速断保护中采用中间继电器的作用是什么 答 1 由于电流继电器的触点容量小 不能直接接通跳闸回路 采用中间继电器 可扩大前级电流继电器的触点容量 2 考虑到在装有管型避雷器的输电线路上 当出现大气过电压使两相或三相避雷 器同时放电时 将造成短时间的相间短路 采用有延时 O 06 0 08 s 的中间继电器 增大了保护的动作时间 从时间上躲过避雷器放电 避免了在上述情况下 瞬时电流速 断保护误动作 3 为什么过电流保护的动作电流要考虑返回系数 而瞬时电流速断保护及限时电流 速断保护则不考虑 答 过电流保护的动作电流考虑返回系数 是为了使保护在外部故障切除后能可靠 地返回 若不考虑返回系数 则由于过电流保护的动作电流较小 返回电流也较小 在 外部故障切除后 电流恢复到 I IL L max max可能大于返回电流而不返回 而瞬时电流速断保 护在外部故障时根本不会动作 当然也就不存在返回的问题 至于限时电流速断保护在 外部故障时可能动作 但因它的动作电流较大 相应的返回电流也较大 因此 当外部 故障切除后恢复到I IL max L max时一定能自行返回 习习 题题 四四 一 填空题 1 功率方向继电器既可按 相位比较原理 构成 也可按 幅值比 较原理 构成 2 LG 11 型功率方向继电器无电压死区 因为它有 记忆 回路 该回路 是一个 LC 串联谐振 回路 3 方向过电流保护主要由以下三个元件组成 电流测量元件 功 率方向元件 时间元件 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 7 4 功率方向继电器接线方式 是指它与 电流互感器 和 电 压互感器 的接线方式 5 电网中发生 不对称短路 时 非故障相中仍有电流流过 此电 流称为非故障相电流 二 判断题 1 功率方向继电器能否动作 与加给它的电压 电流的相位差无关 2 功率方向继电器可以单独作为线路保护 3 采用 90 0接线的功率方向继电器 两相短路时无电压死区 4 功率方向继电器电流线圈 电压线圈的同极性端子无关紧要 5 LG 11 型功率方向继电器无电压死区 三 选择题 1 双侧电源线路的过电流保护加方向元件是为了 A A 解决选择性 B 提高灵敏性 C 提高可靠性 2 双侧电源线路的瞬时电流速断保护为提高灵敏性 方向元件应装在 B A 动作电流大的一侧 B 动作电流小的一侧 C 两侧 3 有一按 90 0接线方式接线的功率方向继电器 当 B 为时 为 kCAk IUU A B C C I B I AC II 4 按 90 0接线的功率方向继电器 若线路短路阻抗角为 L 则三相短路时 k 为 B A B L 0 90 L C 90 0 L 5 双侧电源电网中 母线两侧方向过电流保护的方向元件在 A 可以省去 A 该保护的时限较长时 B 该保护的时限较短时 C 两侧保护的时限相等时 四 简答题 1 何谓功率方向继电器的电压 死区 采用整流型功率方向继电器有没有电压 死区 为什么 答 当保护安装处附近发生金属性三相短路时 母线残余电压接近于零 即Uk 0 继电器的动作条件 KUKIKUKI UKIKUKIK不成立 继电器将不能正确动 作 靠近保护安装处的这段范围 称为功率方向继电器的电压 死区 整流型功率方 向继电器LG一 11 没有电压 死区 因为它有 记忆 回路 2 何谓功率方向继电器的 潜动 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 8 答 从理论上讲 对功率方向继电器来说 当两个量中只有一个量加入继电 器时 极化继电器 KP 线圈两端的电压为零 继电器不应动作 但实际上 由于比较回 路中各元件参数不会完全对称 KP 线圈两端将有电压 继电器可能动作 这称为整流型 功率方向继电器的 潜动 kkU I 3 相间短路保护用功率方向继电器采用90 0接线方式 其优点有哪些 答 1 不论发生三相短路还是两相短路 继电器均能正确判断故障方向 2 适当选择功率方向继电器的内角 可以使继电器工作与接近最灵敏状态 3 在两相短路时 加在继电器上的电压为故障相与非故障相之间的电压 其值 较大 不会有电压 死区 习习 题题 五五 一 填空题 1 中性点直接接地电网发生单相接地短路时 零序电压最高值在 接地故障 点 处 最低值在 变压器接地中性点 处 2 三段式零序电流保护由瞬时零序电流速断保护 限时零序电流速 断 保护和 零序过电流 保护组成 3 零序电流速断保护与反应相间短路的电流速断保护比较 其保护区 长 而且 稳定 4 零序过电流保护与反应相间短路的过电流保护比较 其灵敏性 高 动作时限 短 5 绝缘监视装置给出信号后 用 依次断开线路 方法查找故 障线路 因此该装置适用于 出线较少 的情况 二 判断题 1 中性点非直接接地电网发生单相接地时 线电压将发生变化 2 出线较多的中性点不接地电网发生单相接地时 故障线路保护安装处流过的零 序电容电流比非故障线路保护安装处流过的零序电容电流大得多 3 中性点直接接地电网发生接地短路时 故障点处零序电压最低 4 绝缘监视装置适用于母线出线较多的情况 5 中性点不接地电网发生单相接地时 故障线路保护通过的零序电流为本身非故 障相对地电容电流之和 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 9 三 选择题 1 中性点不接地电网的三种接地保护中 A 是无选择性的 A 绝缘监视装置 B 零序电流保护 C 零序功率方向保护 2 当中性点不接地电网的出线较多时 为反应单相接地故障 常采用 B A 绝缘监视装置 B 零序电流保护 C 零序功率方向保护 3 在中性点直接接地电网中发生接地短路时 B 零序电压最高 A 保护安装处 B 接地故障点处 C 变压器接地中性点处 4 在中性点直接接地电网中 发生单相接地短路时 故障点的零序电流与零序电 压的相位关系是 A A 电流超前电压约 90 0 B 电压超前电流约 900 C 电压电流同相位 5 有一中性点不接地电网 故障前的相电压为 Uph 当该电网发生单相接地时 零 序电压 3U0为 B A Uph B 3Uph C Uph 3 四 简答题 1 单相接地时零序分量特点有哪些 答 1 故障点的零序电压最高 系统中距离故障点越远处的零序电压越低 变压 器中性点处的零序电压为零 零序电压由故障点到接地中性点 按线性分布 2 零序电流是由故障处零序电压产生的 零序电流的分布主要取决于变压器零序 阻抗 亦即决定于中性点接地变压器的数目和分布 3 对于发生故障的线路 两端零序功率的方向与正序功率的方向相反 零序功率 方向实际上都是由故障点指向母线的 2 中性点不接地电网发生单相接地时有哪些特征 答 特征有 1 接地相对地电压降为零 其他两相对地电压升高3倍 出现零序电压其 值等于故障前电网的相电压 且系统各处零序电压相等 0 U 2 非故障线路保护安装处通过的零序电流为该线路本身非故障相对地电容电流 之和 其值为 3 00 3UC 其方向从母线流向线路 3 故障线路保护安装处通过的零序电流为非故障线路零序电流之和 其方向从 线路流向母线 3 为什么绝缘监视装置是无选择性的 用什么方法查找故障线路 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 10 答 绝缘监视装置是反应母线出现零序电压而动作的 与母线相连的任一出线发生 单相接地 母线都将出现零序电压 装置均发出信号 所以是无选择性的 可用依次断开线路的方法查找故障线路 当断开某条线路若信号消失 则该线路即 为故障线路 4 三段式零序电流保护由哪些保护组成 答 三段式零序电流保护由 1 无时限零序电流速断保护 2 限时零序电流速断保护 3 零序过电流保护组成 5 简述零序电流方向保护在接地保护中的作用 答 零序电流方向保护是反应线路发生接地故障时零序电流分量大小和方向的多段 式电流方向保护装置 在我国大短路电流接地系统不同电压等级电力网的线路上 根据 部颁规程规定 都装设了这种接地保护装置作为基本保护 电力系统事故统计材料表明 大电流接地系统电力网中线路接地故障占线路全部故障的 80 一 90 零序电流方向接地保护的正确动作率约 97 是高压线路保护中正确动 作率最高的一种 零序电流方向保护具有原理简单 动作可靠 设备投资小 运行维护 方便 正确动作率高等一系列优点 6 零序电流保护在运行中需注意哪些问题 答 零序电流保护在运行中需注意以下问题 1 当电流回路断线时 可能造成保护误动作 这是一般较灵敏的保护的共同弱点 需 要在运行中注意防止 就断线机率而言 它比距离保护电压回路断线的机率要小得多 如果确有必要 还可以利用相邻电流互感器零序电流闭锁的方法防止这种误动作 2 当电力系统出现个对称运行时 也会出现零序电流 例如变压器三相参数个同所引 起的不对称运行 单相重合闸过程中的两相运行 三相重合闸和手动合闸时的三相断路 器不同期 母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程或断路器正常环并运行情况下 由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流 以及空投变压器时产生的 不平衡励磁涌流 特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况 下 可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等 都可能使零序电流保护启动 3 地理位置靠近的平行线路 当其中一条线路故障时 可能引起另一条线路出现感应 零序电流 造成反分向侧零序方向继电器误动作 如确有此可能时 可以改用负序方向 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 11 继电器 来防止上述方向继电器误判断 4 由于零序方向继电器交流回路平时没有零序电流和零序电压 回路断线不易被发现 当继电器零序电压取自电压互感器开口三角侧时 也不易用较直观的模拟方法检查其方 向的正确性 因此较容易因交流回路有问题而使得在电网故障时造成保护拒绝动作和误 动作 习习 题题 六六 一 填空题 1 距离保护是反应 故障点到保护安装处 的距离 并根据 距离的远近确定 动作时间 的一种保护 2 方向阻抗继电器既能测量 故障点的远近 又能判别 故障方 向 3 在 R X 复数平面上 动作特性圆圆周过坐标原点的阻抗继电器有 方向阻抗 继电器 圆周包含坐标原点的阻抗继电器有 全阻抗继电器和偏移特性 阻抗继电器 4 三段距离保护的原理框图由 测量回路 启动回路 逻辑回路 三部分组成 5 阻抗继电器根据比较原理的不同分为 幅值比较式 和 相位 比较式 两类 6 系统振荡对距离保护 I II 段有影响 对 III 段 没影响 7 阻抗继电器受系统振荡影响的程度取决于两个因素 即 保护的安装地 点 和 阻抗继电器的特性 8 为防止系统振荡引起距离保护误动 对距离保护 I II 段加 振荡闭锁 回路 9 阻抗继电器通常采用 0 0 接线方式 该接线方式的优点是测量阻抗 与 故障类型 无关 且基本不随运行方式变化 1km LZZ 10 被保护范围末端短路时的短路电流 大 于阻抗继电器的精度 工作电流时 阻抗继电器动作阻抗的误差才能小于 10 二 判断题 1 全阻抗继电器动作没有方向性 2 方向阻抗继电器的动作阻抗与测量阻扰的阻抗角无关 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 12 3 偏移特性阻抗继电器没有电压死区 4 全阻抗继电器受故障点过渡电阻的影响比方向阻抗继电器大 5 阻抗继电器的动作阻扰与流过继电器的电流的大小无关 三 简答题 1 什么是距离保护 答 距离保护是反映故障点至保护安装地点之间的距离 或阻抗 并根据距离的远 近而确定动作时间的一种保护装置 2 什么是阻抗继电器 答 阻抗继电器是距离保护装置的核心元件 其主要作用是测量短路点到保护安装 地点之间的阻抗 并与整定值进行比较 以确定保护是否应该动作 四 综合题 1 反映相间短路的阶段式距离保护与阶段式电流保护相比 有哪些优点 答 突出的优点是灵敏性好 距离 I 段可保护被保护线路全长的 80 85 且 保护范围不随运行方式变化 距离 段的保护范围也较电流 段大 且保护范围基 本上不随运行方式变化 距离 段也因阻抗继电器同时反应电流增大和电压降低而比电 流 段灵敏 五 计算题 1 有一方向阻抗继电器 其整定阻抗为 若测量阻抗为 试问该继电器能否动作 为什么 605 7 0 set Z 0 302 7 m Z 解 如下图所示 对应于时该方向阻抗继电器的动作阻抗为 0 30 m 49 630cos5 7 3060cos 5 7 000 kset Z QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 13 kopm ZZ 300 600 605 7 0 set Z 0 302 kop 7 m Z Z R jX 该继电器不会动作 0 30 3 2 有一方向阻抗继电器 若正常运行时的测量阻抗为 要使 该向阻抗继电器在正常运行时不动作 则整定阻抗最大不能超过多少 5 0 75 sen 解 为了使该方向阻抗继电器在正常运行时不动作 其对应于时的动作 阻抗 又知其 如下图所示 整定阻抗最大不能 超过 0 30 m 5 3 最大不能超过 koP Z 0 75 sen 95 4 3075cos 5 3 00 set Z QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 14 300 750 set Z 0 305 3 kopm ZZ R jX 习习 题题 七七 一 填空题 1 阻抗继电器的执行元件越 灵敏 其精确工作电流越 小 2 故障点的过渡电阻 一般使测量阻抗 偏大 保护范围 缩小 3 故障点的过渡电阻主要是 电弧 电阻 因此在故障瞬间 过渡电 阻 较小 4 反应接地故障的 A 相阻抗继电器 应 为 为 A U 0 3IKIA k U k I 5 三种圆特性的阻抗继电器中 方向阻抗继电器 受过渡 电阻的影响最大 全阻抗继电器 受过渡电阻的影响最小 二 判断题 1 采用 00接线方式的阻抗继电器相间短路时的测量阻扰与故障类型无关 2 故障点过渡电阻对距离保护 I 段影响较小 3 系统振荡时距离保护 I II III 段均有可能误动 4 距离保护接线复杂 可靠性比电流保护高 这也是它的主要优点 5 长线路的测量阻抗受故障点过渡电阻的影响比短线路大 三 选择题 1 阻抗继电器通常采用 0 0接线方式 是因为 C A 可躲过振荡 B 可提高阻抗继电器的灵敏性 C 在各种相间短路时 测量阻抗Zm均为Z1L 2 故障点过渡电阻对距离保护正确测量的影响 B A 对长线路大 B 对短线路大 C 与线路长度无关 3 故障点过渡电阻主要对距离保护 B 有影响 A I 段 B II 段 C III 段 4 从减小系统振荡的影响出发 距离保护的测量元件应采用 B 阻抗继电器 A 全 B 方向 C 偏移特性 5 阻抗继电器的精确工作电流 B A 大些好 B 小些好 C 对阻抗继电器的工作没有影响 四 简答题 1 何谓阻抗继电器的精确工作电流 当故障时流过阻抗继电器的电流小于精确工 作电流时有何影响 答 对应于Zop k 0 9Zset时通入继电器的电流称为阻抗继电器的精确工作电流 当故障时流过继电器的电流小于精确工作电流时Zop k将减小 保护范围将缩小 动作阻 抗的误差将大于 10 2 阻抗继电器的接线方式应满足哪些要求 反应相间短路的阻抗继电器通常采用 什么接线方式 答 应满足的要求有 1 使测量阻抗只与故障点至保护安装处的距离成正比 而与运行方式无关 2 使测量阻抗与故障的类型无关 为满足上述要求 反应相间短路的阻抗继电器通常采用 0 0接线方式 若 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 15 ABk UU 则 BAk III 3 影响阻抗继电器正确测量的因素有哪些 答 1 故障点的过渡电阻 2 分支电流 3 电力系统振荡 4 电压回路断线 5 电流互感器及电压互感器的误差 6 串联电容补偿等 4 阻抗继电器接线方式应满足的基本要求 答 1 继电器的测量阻抗正比于短路点到保护安装地点之间的距离 2 继电器的测量阻抗应与故障类型无关 也就是保护范围不随故障类型而变 化 5 距离保护的评价 1 根据距离保护的工作原理 它可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性 2 距离 I 段是瞬时动作的 但是它只能保护线路全长 80 85 3 由于阻抗继电器同时反映于电压的降低和电流的增大而动作 4 接线复杂 可靠性比电流保护低 这也是它的主要缺点 习题八 一 填空题 1 目前电力系统中的高频保护 广泛采用 故障时 收发信方式 这种方 式可以延长 发信机 的寿命 2 微波保护的通道与输电线路 没有 直接联系 因此 输电线路故障时 不会 影响微波通道的运行 3 高频保护的收信滤波电路的主要作用是 选频 只让 工作 频率通过 4 高频保护阻波器是一个 LC 并联谐振 电路 它对 高频 电流呈现很大的阻抗 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 16 5 高频保护通道的接口部分通常由 滤波器 和 衰耗器 组成 二 判断题 1 高频保护的主要优点是能快速切除被保护线路全长范围内的故障 2 相差高频保护能作相邻元件的后备保护 3 高频阻波器的作用是将高频信号限制在被保护的输电线路以内 而不致穿越到相 邻线路上去 4 对高频闭锁距离保护 在被保护线路上发生故障时 由于两侧收信机收不到高频 闭锁信号 因此保护瞬时动作跳开两端断路器 5 高频闭锁距离保护能作相邻元件的后备保护 三 选择题 1 高频保护的载波频率若低于 50KHz 时 将对保护信号 A A 干扰大 B 有利传输 C 干扰小 2 被保护的线路上任一点发生故障时 高频保护可瞬时自线路 A 故障 A 两侧同时切除 B 靠近故障点近端切除 C 两侧先后切除 3 高频保护使用的频率 最低的是 A A 5OKHZ B 5OHZ C 100KHZ 4 高频收发信机通过精合电容器等设备接于一相导线与大地之间的方式称为 B A 一相制 B 相一地制 C 通信制 5 方向闭锁高频保护发信机起动后 当判断为外部短路时 C A 两侧发信机立即停信 B 两侧发信机继续发信 C 反方向一侧发信机继续发信 四 简答 1 简述高频闭锁式保护的基本原理 答 高频闭锁式保护的基本原理为 保护区外故障 接受反方向功率的那一侧发高 频信号 保护收到高频信号不动作 被保护线路故障 两侧高频保护均接收正方向功率 因此 两侧均不发信 保护可靠地动作 这种保护的高频信号起的是闭锁作用 2 简述高频相差式保护的基本原理 答 高频相差式保护的基本原理为 保护范围外部故障 两侧电流相位相反 两侧 高频发信和只在工频电流的正半周发信 故各侧收信机收到的是连续高频信号 保护不 动作 保护范围内部故障 两侧电流相位相同 两侧高频发信机也只在工频电流正半周 发信 故收信机收到的是间断的高频信号 保护动作 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 17 3 何谓高频保护 在我国广泛应用的高频保护有哪几种 答 采用高频 一般为 50 300kHz 电流信号 以输电线路本身为通道构成的保护 称为高频保护 广泛采用的有高频闭锁方向保护 高频闭锁距离保护 高频闭锁零序电 流保护和电流相位差动高频保护 4 在高频保护中 高频信号的作用分哪三种 试分述各种信号的作用 答 分为跳闸信号 允许信号和闭锁信号 1 跳闸信号在线路故障时直接引起保护 跳闸信号的出现 是保护跳闸的充分条 件 它与继电部分的动作信号间具有 或 逻辑关系 2 允许信号在线路故障时开放保护允许保护跳闸 有允许信号是保护跳闸的必要 条件 允许信号与继电部分的动作信号问具有 与 逻辑关系 3 闭锁信号在线路外部故障时将保护闭锁 闭锁信号是禁止保护动作的信号 无 闭锁信号是保护动作的必要条件 被保护线路故障时 不发闭锁信号 保护动作跳闸 5 为什么说高频闭锁距离保护具有高频保护和距离保护两者的优点 答 高频保护的优点在于其保护区内任何一点发生故障时都能瞬时切除故障 简称 全线速动 但是 高频保护不能作相邻线路的后备保护 距离保护的优点是可作为相邻 元件的后备保护 再者距离保护的灵敏度也较高 缺点是不能瞬时切除全线路每一点的 故障 高频闭锁距离保护把上述两种保护结合起来 在被保护线路故障时能瞬时切除故 障 在被保护线路外部故障时 利用距离保护带时限作后备保护 6 高频保护运行时 为什么运行人员每天要交换信号以检查高频通道 答 我国常采用电力系统正常时高频通道无高频电流的工作方式 由于高频通道涉及两 个厂站的设备 其中输电线路跨越几千米至几百千米的地区 经受着自然界气候的变化 和风 霜 雨 雪 雷电的考验 高频通道上各加工设备和收发信机元件的老化和故障 都会引起衰耗 高频通道上任何一个环节出问题 都会影响高额保护的正常运行 系统 正常运行时 高频通道无高频电流 高频通道上的设备有问题也不易发现 因此每日由 运行人员用启动按钮启动高频发信机向对侧发送高频信号 通过检测相应的电流 电压 和收发信机上相应的指示灯来检查高频通道 以确保故障时保护装置的高频部分能可靠 工作 习题九 一 填空题 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 18 1 线路纵差动保护是通过比较被保护线路首 末端 电流的大小和相 位 的原理实现的 因此它不反应 外部故障 2 平行线路的电流平衡保护是按比较平行线路两回线中 电流幅值大小 原理实现的 因此单侧电源的平行线路 电流平衡保护不能装于 负荷侧 3 纵差动保护需要敷设 与线路等长的 二次辅助导线 故纵差动保护 适用于 短 线路 4 平行线路的横差方向保护由 起动元件 和 选择元件 两部分组成 5 由于 两侧电流互感器的特性不完全一致 所以正常运行及外部故障时 纵差动保护的起动元件中将有 不平衡 电流流过 二 判断题 1 纵差动保护适用于长线路 2 平行线路的一回线检修时 横差方向保护应自动退出工作 3 方向横差保护存在相继动作区 相继动作区在对端母线附近 4 单侧电源的平行线路 电流平衡保护不能装于电源侧 5 差动保护也可以作相邻线路的后备保护 三 选择题 1 纵差动保护适用于 A 线路 A 短 B 长 C 所有 2 平行线路横差方向保护的相继动作区在 C A 保护安装处 B 下一线路首端 C 对侧母线附近 四 简答题 1 线路纵差动保护中不平衡电流产生的原因是什么 为什么纵差动保护需考虑暂 t 态过程中的不平衡电流 答 线路纵差动保护不平衡电流产生的原因是由于电流互感器存在励磁电流 且两 组电流互感器的特性不会完全一致 因为纵差动保护是瞬时动作的 为使差动保护在外 部故障时不动作 保护的动作电流应大于外部故障时流经保护的暂态不平衡电流 2 平行线路的横差方向保护采用了直流操作电源闭锁后 为什么保护的动作电流 还要躲过单回线运行时的最大负荷电流 答 这是考虑到防止由于检修或误操作等原因 对侧有一个断路器先跳开使平行线 路转入单回线运行时 流经本侧保护的电流是总的负荷电流 而这时操作电源的闭锁又 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 19 不起作用 此时本侧的两个断路器均未跳开 若动作电流未按躲过单回线运行时的最大 负荷电流考虑 则本侧保护将误动作 切断正在送电的线路 3 何谓继电保护的相继动作和相继动作区 答 被保护元件两侧保护先后动作的现象 称为相继动作 可能发生相继动作的区域 叫做相继动作区 五 综合题 1 限时电流速断保护作为线路的主保护为什么要带时限 纵差动保护和高频保护 是否要带时限 为什么 答 限时电流速断保护为了保护本线路全长 就势必把保护范围延伸到了下一线 路首端 为了保证选择性 必须带时限 而纵差动保护和高频保护比较线路两侧电气量 原理本身不反应外部故障 所以不必带时限 可瞬时跳闸 习题十 一 填空题 1 目前在系统中 自动重合闸与继电保护配合的方式主要有两种 即 自动重 合闸前加速保护 和 自动重合闸后加速保护 2 自动重合闸 装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一 种自动装置 3 三相一次自动重合闸装置通常由 启动 元件 延时 元 件 一次合闸脉冲 元件和 执行 元件 4 单相重合闸 是指线路上发生 单相接地 故障时 保护动作只跳 开故障相的断路器 然后进行单相重合 5 自动重合闸作用在线路上发生暂时性故障时 迅速恢复供电 从而可提高供电 的 可靠性 二 判断题 1 启动元件的作用是当断路器跳闸之后 使重合闸的延时元件启动 2 前加速 保护的优点是第一次跳闸是有选择性的动作 不会扩大事故 3 对输电线路的自动重合闸装置的要求有 动作迅速 允许任意次多次重合 手动跳闸不应重合 4 三相一次自动重合闸装置通常由启动元件 延时元件 一次合闸脉冲元件组成 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 20 5 自动重合闸与继电保护的配合的方式主要有两种 自动重合闸前加速保护动作 自动重合闸后加速保护动作 三 简答题 1 输电线路及牵引网为什么要装设自动重合闸装置 对自动重合闸有哪些基本要 求 答 运行经验表明 在电力系统中发生的故障很多都属于暂时性的 如雷击过电压 引起的绝缘子表面闪罗 达峰时的短时碰线 通过鸟类身体的放电 风筝绳索或树枝落 在导线上引起的短路等 对于这些故障 当被继电保护迅速断开电源后 电弧即可熄灭 故障点的绝缘可恢复 故障随即自行消除 这是 若重新合上短路器 往往能恢复供电 因而减小停电时间 提高供电的可靠性 当然 重新合上断路器的工作可由运行人员手 动操作进行 但手动操作时 停电时间太长 用户电动机多数可能停转 重新合闸取得 的效果并不显著 为此 在电力系统中 通常用自动重合闸装置代替运行人员的手动合 闸 2 答 自动重合闸基本要求 1 动作迅速 2 不允许任意多次重合 即动作次数应符合预先的规定 如一次或两次 3 动作后应能自动复归 准备好再次动作 4 手动跳闸时不应重合 手动操作或遥控操作 5 手动合闸于故障线路不重合 多属于永久性故障 3 单相自动重合闸的特点 答 1 需要装设故障判别元件和故障选相元件 2 应考虑潜供电流的影响 3 应考虑非全相运行状态的各种影响 4 什么是自动重合闸 电力系统中为什么要采用自动重合闸 答 自动重合闸装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置 电力系统运行经验表明 架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的 永久性故障 般 不到 10 因此 在由继电保护动作切除短路故障之后 电弧将自动熄灭 绝大多 数情况下短路处的绝缘可以自动恢复 因此 自动将断路器重合 不仅提高了供电 的安全性和可靠性 减少了停电损失 而且还提高了电力系统的暂态稳定水平 增 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 21 大了高压线路的送电容量 也可纠正由于断路器或继电保护装置造成的误跳闸 所 以 架空线路要采用自动重合闸装置 习题十一 一 填空题 1 变压器瓦斯保护的作用是反应变压器 油箱内部 的各种短路 故障及 油面降低 2 变压器轻瓦斯保护动作于 信号 重瓦斯保护动作于 跳闸 3 变压器过电流保护的作用是反应外部 相间短路 引起的过电流 并作为内部 相间短路 的后备保护 4 在变压器内部故障时 由于短路电流中 纵差动 的作用 将使采用差动 继电器的差动保护 电流速断 动作 5 对于变压器纵差动保护 在 正常运行 和 外部故障 时 流入差动继电器的电流为零 理论值 二 判断题 1 瓦斯保护能单独作为变压器的主保护 2 变压器纵差动保护 是油箱内 外部故障的一种有效保护方式 3 变压器的纵差动保护是变压器的主保护 4 变压器的重瓦斯保护的出口方式是不能改变的 5 为了在正常运行和外部短路时流入变压器纵差动保护的电流为零 因此 该保 护两侧应选用相同变比的电流互感器 三 选择题 1 变压器的电流速断保护与 C 保护配合 以反应变压器绕组及 变压器电源侧的引出线套管上的各种故障 A 过电流 B 过负荷 C 瓦斯 2 变压器的励磁涌流中 含有大量的直流分量及高次谐波分量 其中以 A 次谐波所占的比例最大 A 二 B 三 C 四 3 变压器采用负荷电压起动的过电流保护 是为了提高 B 短路的灵敏 性 A 三相 B 两相 C 单相接地 4 对于中性点可能接地或不接地的变压器 应装设 C 接地保护 A 零序电流 B 零序电压 C 零序电流和零序电压 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 22 5 在变压器纵差动保护中 由于电流互感器的实际变比与计算变比不等产生的不 平衡电流 因此可用差动继电器的 B 线圈来消除 A 差动 B 平衡 C 短路 四 简答题 1 什么是瓦斯保护 有何作用 答 利用变压器油箱内部故障时产生气体来实现的保护 称为瓦斯保护 它的作用是反应油箱内部故障及油面降低 其中轻瓦斯保护作用于信号 重瓦斯保 护作用于跳闸 2 如何判断变压器瓦斯保护动作的原因和故障的性质 答 瓦斯保护动作后 应从气体继电器上部排气口收集气体进行分析 根据气体的 数量 颜色 化学成分 是否可燃等来判断保护动作的原因和故障的性质 3 变压器的瓦斯保护和纵差动保护能否相互代替 为什么 答 不能 因为瓦斯保护只能反应油箱内部的 故障 不能反应油箱外部的故障 纵差动保护虽然能反应油箱内部和外部的故障 但对油箱内部轻微的故障 如绕组的匝 间短路且短路匝数很少 有可能不动作 而重瓦斯保护却能灵敏地动作 因此 二者不 能相互代替 4 变压器的励磁涌流有哪些特点 答 1 其最大值很大 可达变压器额定电流的6 8倍 2 含有大量的直流分量和高次谐波分量 其中以二次谐波分量占的比例最大 3 其波形有间断角 5 变压器相间短路的后备保护可采用哪些保护方案 答 变压器后备保护可采用以下几种保护方案 1 过电流保护 2 低电压起动的过电流保护 3 复合电压起动的过电流保护 4 负序电流及单相式低电压起动的过电流保护 5 阻抗保护 QQ 562530067 上海交通大学电路复习资料上海交通大学电路复习资料 主页 主页 23 五 综合题 1 产生变压器纵差动保护不平衡电流的因素有哪些 采取哪些相应的措施来消除 或减小 其影响 答 产生变压器纵差动保护不平衡电流的因素有 1 变压器正常运行时的励磁电流 因其数值很小 故不考虑其影响 2 变压器的励磁涌流 根据励磁涌流的特点 通常采取以下措施来消除其影响 接入速饱和变流速 采用差动电流速断保护 采用二次谐波制动原理的纵差动保 护 采用波形间断角原理的纵差动保护 3 由变压器两侧电流相位不同 如Y dll接线变压器 引起的不平衡电流 采用相 褂偿的方法 即将变压器Y侧的TA接成 侧的TA接成Y 来消除其影响 4 由变压器各侧电流互感器型号不同引起的不平衡电流 在整定计算保护的动作 电流时引入同型系数Kis 取为1 来消除其影响 5 由电流互感器实际变比与计算变比不相同产生的不平衡电流 选用BCH型差动继 电器的平衡线圈 通过磁平衡原理来减小其影响 6 由于变压器调压分接头改变引起的不平衡电流 在变压器的整定计算中引入同 型系数 U减小其影响 U取调压范围一半 2 典型事故 事故简述 1992 年 1 月 4 日 某变电所 220KV2 号主变压器 低压 66KV 侧发生 BC 两相短路故障 符合电压闭锁过电流保护拒动 造成上一级保护动作跳闸 事故分析 经过现场调查 及时定值进行复核 发现电压锁闭元件的相间电压 取 自 220KV 侧的电压 整定值为 65V 时间 2 8S 事故后经计算 66KV 侧母线相间短路 时 反应到 220KV 侧的相间电压为 85V 故引起拒动 通过以上事故简述和分析 1 对事故的防范对策是什么 2 有什么经验教训 采取对策 1 引入 66KV 侧电压至电压闭锁元件 因此 复合电压闭锁元件必须 增设 66KV 电压锁闭元件 2 如果主变压器为多侧绕组 为可靠起见 也必须相应的引入各侧电 压至 锁闭元件 经验教训 1 随着一次系统接线的变化 保护定值也必须进行一次复查 2 使用电压锁闭元件时 必须校核主变压器各侧