历年电力系统继电保护考试题及答案

试题试题 1 1 答案答案 一 单项选择题一 单项选择题 每小题每小题 2 2 分 共分 共 3030 分 从四个备选答案中 选出一个正确答分 从四个备选答案中 选出一个正确答 案 并将正确答案的号码写在题目后面的括号内 案 并将正确答案的号码写在题目后面的括号内 1 1 电流保护电流保护 I I 段的灵敏系数通常用保护范围来衡量 其保护范围越长表明保护段的灵敏系数通常用保护范围来衡量 其保护范围越长表明保护 越越 可靠可靠 不可靠不可靠 灵敏灵敏 不灵敏不灵敏 2 2 限时电流速断保护与相邻线路电流速断保护在定值上和时限上均要配合 若 限时电流速断保护与相邻线路电流速断保护在定值上和时限上均要配合 若 不满足要求 则要与相邻线路限时电流速断保护配合 不满足要求 则要与相邻线路限时电流速断保护配合 选择性选择性 速动性速动性 灵敏性灵敏性 可靠性可靠性 3 3 使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统 使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统 最大运行方式最大运行方式 最小运行方式最小运行方式 正常运行方式正常运行方式 事故运行方式事故运行方式 4 4 在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时 在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时 两相星形接线电流保护只切除一个故障点的几率为两相星形接线电流保护只切除一个故障点的几率为 100 100 2 2 3 3 1 1 3 3 0 0 5 5 按 按 90900 0接线的功率方向继电器 若接线的功率方向继电器 若 I IJ J Ic Ic 则 则 U UJ J应为应为 U UAB AB U UAB AB U UB B U UC C 6 6 电流速断保护定值不能保证 电流速断保护定值不能保证 时 则电流速断保护要误动作 需要加时 则电流速断保护要误动作 需要加 装方向元件 装方向元件 速动性速动性 选择性选择性 灵敏性灵敏性 可靠性可靠性 7 7 作为高灵敏度的线路接地保护 零序电流灵敏 作为高灵敏度的线路接地保护 零序电流灵敏 I I 段保护在非全相运行时需段保护在非全相运行时需 投入运行投入运行 有选择性的投入运行有选择性的投入运行 有选择性的退出运行有选择性的退出运行 退出运行退出运行 8 8 在给方向阻抗继电器的电流 电压线圈接入电流电压时 一定要注意不要接 在给方向阻抗继电器的电流 电压线圈接入电流电压时 一定要注意不要接 错极性 如果接错极性 会发生方向阻抗继电器错极性 如果接错极性 会发生方向阻抗继电器 的后果 的后果 拒动拒动 误动误动 正向故障拒动或反向故障误动正向故障拒动或反向故障误动 损坏损坏 9 9 方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的 调节方法是改变电抗变换器 方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的 调节方法是改变电抗变换器 DKBDKB 原边匝数原边匝数 副边匝数副边匝数 原边线圈中的电阻大小原边线圈中的电阻大小 副边线圈中的电阻大小副边线圈中的电阻大小 1010 距离 距离 IIII 段的动作值应按分支系数段的动作值应按分支系数 KfzKfz 为最小的运行方式来确定 目的是为为最小的运行方式来确定 目的是为 了保证保护的了保证保护的 速动性速动性 选择性选择性 灵敏性灵敏性 可靠性可靠性 1111 相间短路的阻抗继电器采用 相间短路的阻抗继电器采用 0 00 0接线 例如接线 例如 I IJ J I IB B I IA A时 时 U UJ J U UB B U UB B U UA A U UA A U UB B U UA A 1212 差动保护只能在被保护元件的内部故障时动作 而不反应外部故障 具有 差动保护只能在被保护元件的内部故障时动作 而不反应外部故障 具有 绝对绝对 选择性选择性 速动性速动性 灵敏性灵敏性 可靠性可靠性 1313 对于间接比较的高频保护 要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破 对于间接比较的高频保护 要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破 坏的影响 应该选择的间接比较信号是坏的影响 应该选择的间接比较信号是 允许信号允许信号 跳闸信号跳闸信号 闭锁信号闭锁信号 任意信号任意信号 1414 相高频保护用 相高频保护用I1 KI2I1 KI2为操作电流 为操作电流 K 6K 6 8 8 主要是考虑 主要是考虑 相位不受两相位不受两 侧电源相位的影响 有利于正确比相 侧电源相位的影响 有利于正确比相 正序电流正序电流 零序电流零序电流 负序电流负序电流 相电流相电流 1515 高频保护基本原理是 将线路两端的电气量 电流方向或功率方向 转化高频保护基本原理是 将线路两端的电气量 电流方向或功率方向 转化 为高频信号 以为高频信号 以 为载波传送通道实现高频信号的传送 完成对两端电气量的比较 为载波传送通道实现高频信号的传送 完成对两端电气量的比较 微波通道微波通道 光纤通道光纤通道 输电线路输电线路 导引线导引线 二 二 本题满分本题满分 2020 分分 如图网络 试计算保护如图网络 试计算保护 1 1 电流速断保护的动作电流 动作时限及最小保护范围 电流速断保护的动作电流 动作时限及最小保护范围 并说明当线路长度减到并说明当线路长度减到 20KM20KM 时情况如何时情况如何 由此得出什么结论由此得出什么结论 已知已知 KkKk 1 2 z1 0 4 1 2 z1 0 4 km Zs min 12 km Zs min 12 Zs max 18Zs max 18 解 解 I IdB dB maxmax Es Zs min Es Zs min z1z1 L LAB AB I Idz A dz A Kk I Kk IdB dB maxmax 2 3 1 max 1 mins Adz s Z I E Z l LAB 60LAB 60 km km LAB 20LAB 20 km km IdzIdz 2 212 21 kA kA IdzIdz 3 983 98 kA kA LminLmin 19 95 19 95 km km LminLmin 8 92 km 8 92 km 被保护线路的长度很短时 电流速断保护可能没有保护范围 被保护线路的长度很短时 电流速断保护可能没有保护范围 三 三 本题每小题本题每小题 5 5 分 满分分 满分 1010 分分 在单电源环网系统中 馈电线路过电流保护动作时限如图所示 在单电源环网系统中 馈电线路过电流保护动作时限如图所示 1 1 计算输电线路过电流保护计算输电线路过电流保护 动作时间 动作时间 2 2 哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件 如果需要安装如果需要安装 在图中标明功率方在图中标明功率方 向元件及其动作正方向 向元件及其动作正方向 2s 1s 2 5s 0 5s 1 5s 1 5s 0 5s 四 四 本题满分本题满分 10 10 如图所示 各线路均装有距离保护 已知 如图所示 各线路均装有距离保护 已知 Zs1 max 20Zs1 max 20 Zs1 min 15Zs1 min 15 Zs2 max 25Zs2 max 25 Zs2 min 20Zs2 min 20 z1 z1 0 40 4 km km KkKk 0 8 0 8 计算保护 计算保护 1 1 的距离的距离 IIII 段动作定值并校验动作灵敏度 段动作定值并校验动作灵敏度 110KV110KV 45KM45KM 30KM30KM Kb Ibc Iab Kb Ibc Iab 1 zs1 zab zs2 1 zs1 zab zs2 Kb minKb min 1 15 18 25 2 32 1 15 18 25 2 32 ZdzZdzA A KkKk ZAB Kb ZBC ZAB Kb ZBC 36 67 36 67 Klm Klm ZdzZdzA A ZAB 2 04 1 25ZAB 2 04 1 25 五 五 本题每小题本题每小题 5 5 分 满分分 满分 1515 分分 高频闭锁方向保护的原理框图如下 高频闭锁方向保护的原理框图如下 1 1 分别叙述保护动作区内部与外部故障时分别叙述保护动作区内部与外部故障时 的保护的动的保护的动 作过程 作过程 2 2 说明原理框图中各元件的功能与作用 说明原理框图中各元件的功能与作用 3 3 如果通道遭到破坏 当内如果通道遭到破坏 当内 部故障和外部故部故障和外部故 障时 保护的工作会受到何影响障时 保护的工作会受到何影响 1 1 动作过程 动作过程 保护区内故障 两侧保护方向元件 I I S 动作 I S 动作后闭锁发讯 两侧 保护均不发讯 保护动作跳闸 保护区外故障 近故障侧保护方向元件 S 不动作 I 动作后启动发讯 闭锁对 侧保护 2 2 元件的功能与作用 元件的功能与作用 S 保护正方向故障时动作的功率方向元件 I I 故障起动元件 t1 区外故障切除后 近故障端保护继续发讯 t1 以闭锁对端保护 用于防止近 故障端保护 I 先返回 停止发讯 远故障端 S I 后返回时引起的误动 t2 通道配合延时 区外故障时 远故障端 S I 动作 需经 t2 延时才能出 口 以保证可靠收到对侧闭锁信号 3 3 如果通道遭到破坏 内部故障 外部故障时 保护正确 错误动作 六 六 本题每小题本题每小题 5 5 分 满分分 满分 1515 分分 1 1 零序电流灵敏 零序电流灵敏 I I 段与零序电流不灵敏段与零序电流不灵敏 I I 段的区别是什么 分别在那种情况下起作用 段的区别是什么 分别在那种情况下起作用 区别 零序电流灵敏 I 段与零序电流不灵敏 I 段的定值整定原则不同 动作灵敏度不同 零序电流灵敏 I 段动作灵敏度高 作为全相运行 发生接地故障时的接地保护 非全相运行时需 退 出运行 零序电流不灵敏 I 段的动作灵敏度低 作为非全相运行 发生接地故障时的接地保护 2 2 说明三种圆特性阻抗继电器 那一种受过渡电阻影响最小 那一种受系统振荡影响 说明三种圆特性阻抗继电器 那一种受过渡电阻影响最小 那一种受系统振荡影响 最小 那一种躲负荷能力最强 最小 那一种躲负荷能力最强 受过渡电阻影响最小依次为 全阻抗继电器 偏移 方向 受系统振荡影响最小依次为 方向 偏移 全阻抗继电器 躲负荷能力最强依次为 方向 偏移 全阻抗继电器 3 3 闭锁式方向高频保护中采用负序功率方向继电器有何优点 闭锁式方向高频保护中采用负序功率方向继电器有何优点 1 可反应所有不对称故障 增加电压记忆后 也可反应三相对称故障 2 没有电压死区 保护区外故障时 近故障侧负序电压 功率 高于远故障 侧负序电压 功率 容易实现灵敏度配合 3 振荡时三相对称 不存在负序分量 负序功率方向元件不误动 试题试题 2 2 答案答案 一 本题每小题 2 分 满分 20 分 1 定时限过电流保护的动作时限是按 阶梯时限特性 来选择的 2 在中性点非直接接地电网中的串联线路上发生跨线不同相两点接地短路时 三相完全星接线电流保护只切除远离电源故障点的几率为 100 3 零序过电流保护与相间过电流保护相比 由于其动作电流小 所以灵敏度 高 4 按 90o接线的功率方向继电器 若 IJ Ic 则 UJ应为 UCB 5 全阻抗继电器的主要缺点是 无方向性 6 短距离输电线路比长距离输电线路受过渡电阻的影响要 大 7 距离 III 段的灵敏度校验应按分支系数 Kfz为最大的运行方式来确定 目的 是为了保证 灵敏性 8 在双侧电源系统中 当两电压电势模值相同且系统阻抗角和线路阻抗角相等 时 振荡中心处于 Z 2 处 9 相差高频保护采用比较线路两端 正序电流 相位来反应对 称短路 10 对于母线保护 通常把 可靠性 放在重要位置 二 本题每小题 10 分 满分 20 分 如图所示 在 110KV 输电线路中 单位线路长度的阻抗为 X1 0 4 km 可靠系数 Kk 1 25 系统阻抗为 Zs max 6 Zs min 4 1 计算 线路 AB 的电流速断保护一次动作值与电流速断保护最小保护范 围 2 比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别 1 5s 110kV 45km 30km 解 I IdB dB maxmax Es Zs min Es Zs min z1z1 L LAB AB I Idz A dz A Kk I Kk IdB dB maxmax 2 3 1 max 1 mins Adz s Z I E Z l 可解得 可解得 IdzIdz 3 773 77 kA kA LminLmin 23 1 km 23 1 km 三 本题每小题 5 分 满分 10 分 在双电源系统中 馈电线路过电流保护动作时限如图所示 设电源处故障均有瞬动保护 1 计算输电线路过电流保护动作时间 2 哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件 如果需要安装 在图中标明功率方向元件及其动 作正方向 1 5s 1s 2 5s 2 5s 1 5s 2s 解 t5 0s t3 max t5 t11 t12 t 2 5s 0 5s 3s t1 max t3 t9 t10 t 3s 0 5s 3 5s t2 max t7 t8 t 2 5s 0 5s 3s t4 max t2 t911 t10 t 3s 0 5s 3 5s t6 max t4 t11 t12 t 3 5s 0 5s 4s 图中标明了功率方向元件动作正方向 四 本题每小题 10 分 满分 20 分 如图所示 各线路均装有采用方向阻抗继电器的距离保护 已知 Zs1 max 15 Zs1 min 10 Zs2 max 20 Zs2 min 15 z1 0 4 km lm 750 d 750 可靠系数 Kk Kk 0 8 110KV 50KM 25KM 1 计算保护 1 的距离 II 段动作定值并校验动作灵敏度 2 在保护安装处出口短路时 距离保护一段容许的过渡电阻是多少 距离保护一 段容许的最大过渡电阻又 是多少 保护 A 出口 20KM 处发生相间短路 过渡电阻分别为 10 15 和 25 时 保护 A 一段是否动作 为什么 解 1 Kb Ibc Iab Kb Ibc Iab 1 zs1 zab zs2 Kb min1 zs1 zab zs2 Kb min 1 10 20 20 2 5 1 10 20 20 2 5 ZdzZdzA A KkKk ZAB Kb ZBC ZAB Kb ZBC 32 32 Klm Klm ZdzZdzA A ZAB 1 6 1 25ZAB 1 6 1 25 2 线路 AB 的一段定值为 ZdzZdzA A 1616 方向阻抗继电器园半径为 方向阻抗继电器园半径为 r Zdzr ZdzA A 2 8 2 8 因此 因此 保护 A 出口 20KM 处发生金属性相间短路时 短路阻抗为 Zd 20 0 4 8 位于方向园的园心 位于方向园的园心 过渡电 阻分别为 10 15 和 25 时 保护 A 一段均不动作 因为此时过渡电阻大于园半径 测量阻抗均位于园外 五 本题每小题 5 分 满分 10 分 高频闭锁方向保护的原理框图如下 1 分别叙述保护动作区内部与外部故障时的保护的动作过程 说明原理框图中各元件的功能 与作用 为什么要采用两个灵敏性不同的起动元件 2 如果通道遭到破坏 当内部故障和外部故障时 保护的工作会受到何影响 解 1 1 动作过程 动作过程 保护区内故障 两侧保护方向元件 I I S 动作 I S 动作后闭锁发讯 两侧 保护均不发讯 保护动作跳闸 保护区外故障 近故障侧保护方向元件 S 不动作 I 动作后启动发讯 闭锁对 侧保护 2 2 元件的功能与作用 元件的功能与作用 S 保护正方向故障时动作的功率方向元件 I I 故障起动元件 t1 区外故障切除后 近故障端保护继续发讯 t1 以闭锁对端保护 用于防止近 故障端保护 I 先返回 停止发讯 远故障端 S I 后返回时引起的误动 t2 通道配合延时 区外故障时 远故障端 S I 动作 需经 t2 延时才能出 口 以保证可靠收到对侧闭锁信号 3 3 如果通道遭到破坏 内部故障 外部故障时 保护正确 错误动作 六 本题每小题 5 分 满分 20 分 1 中 性点直接接地系统为什么不利用三相相间电流保护兼作零序电流保护 而要采用零序 电流保护 答答 由于中性点直接接地系统中 单相接地短路故障几率很大 总故障 80 以上 大电流接地 系统单相接地短路出现很大故障相与零序短路电流 而相电流保护灵敏度不够 故需单独设零 序电流保护 2 说 明双侧电源线路上实现同期重合闸时 检同期重合闸和检无压重合闸的工作方式与同 期合闸条件 答 答 两侧保护跳闸后 线路无压 则无压检定侧首先合闸 使线路充电 同步检定侧检查同步 条件合格后允许同步合闸 如果无压检定侧 DL 偷跳 因对侧有压 不允许 ZCH 动作 为此在 无压检定侧同时使用同步检定 由同步检定起动 ZCH 重合闸于故障时 无压检定侧 DL 连续 两次切除故障电流 工作条件恶劣 需定期更换检定方式 注意 同步检定侧不允许投入无压 检定方式 同期合闸条件为 1 Um Ux 2 fm fx 3 arg Um Ux 0 3 相高频保护为什么用I1 KI2为操作电流 K值过大或过小对保护有何 影响 答 答 相差高频保护中 将三相电流综合为复合电流 I1 KI2 比相 可正确反映各种不同类型的故 障 I1 KI2 控制高频发讯机发讯 对高频电流进行调制 称为操作电流 K 6 8 保证了各 种区内各种不对称故障的灵敏性 I1 保证了在区内三相对称故障时操作元件的可靠工作 K 值 过大时难以保证三相故障时保护的灵敏度 过小则不利于不对称故障时的正确比相 4 机定子装有纵差动和横差动保护时 发生何种故障时两种保护会同时 动作 答 答 相间故障时两种保护会同时动作 试题试题 3 3 答案答案 一 本题每小题 2 分 满分 20 分 1 故障和不正常工作情况若不及时处理 将引起 事故 2 在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时 两相不完全星接线电流保护只切除一个故障点的几率为 2 3 3 定时限过电流保护的动作时限是按 阶梯时限特性 来 选择的 4 按 90o接线的功率方向继电器 若 IJ Ic 则 UJ应为 UAB 5 全阻抗继电器的主要缺点是 无方向性 6 阻抗继电器的动作特性在 R 轴方向所占面积越大 耐受过渡电阻的能力 越强 7 距离 段的整定阻抗应按分支系数 Kfz为最小的运行方式来确定 目的是为 了保证 选择性 8 在双侧电源系统中 当两电压电势模值相同且系统阻抗角和线路阻抗角相等 时 振荡中心处于 Z 2 9 高频保护采用允许信号的主要优点是 加快动作速度 10 对于中性点可接地或不接地的变压器的接地故障需要装设零序电流保护和 零序电流电压保护 二 本题每小题 10 分 满分 20 分 如图所示 在 110KV 输电线路中 线路 AB 的负荷电流为 175A 系统阻抗为 Xs 4 单位线路长度的阻抗为 X 0 4 km Kk 1 25 Kk Kk 1 15 Kzq 1 5 Kh 0 85 1 计算 电流速断保护 限时电流速断保护 过电流保护动作值与动作时间 2 比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别 1 5s 110kV 45km 30km 解 1 线路 AB 的保护 A 速断保护 77 3 4 0454 3 115 25 1 min 3 max 1 KA ZZ E IKI ABs BdK Adz 2 线路 AB 的保护 A 的 II 段保护 求动作电流 与下条线路电流速断动作值配合 25 2 4 0304 0454 3 115 25 1 1 1 min 3 max 12 KA ZZZ E IKKI BCABs cdKK Adz 动作时间 tA 0 5s 灵敏度校验 3 134 1 25 2 454 04 3 115 2 3 2 3 max min Adz ABs s Adz Bd lm I ZZ E I I K 3 线路 AB 的保护 A 的 III 段保护 487 0 230 85 0 5 12 1 max 3 kAI K KK I f h zqK Adz 三 本题每小题 5 分 满分 10 分 在单电源环网系统中 馈电线路过电流保护动作时限如图所示 1 计算输电线路过电流保护动作时间 2 哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件 如果需要安装 在图中标明功率方向元件及其动 作正方向 1 5s 1s 2 5s 2s 解 t5 t7 t 2s t3 max t5 t8 t 2s 0 5s 2 5s t1 max t3 t9 t 2 5s 0 5s 3s t2 max t7 t 1 5s 0 5s 2s t4 max t2 t9 t 2 5s 0 5s 3s t6 max t4 t8 t 3s 0 5s 3 5s t1 t6 t2 t3 t5 t4 因此保护 1 2 5 设置功率方向元件 动作正方向 母线指向线路 四 本题每小题 10 分 满分 20 分 巳知采用幅值比较方式构成继电器的两个电压量 U1 KIIj U2 KU UJ KIIj 且动 作条件为 U1 U2 试问 1 所构成的继电器是什么继电器 该继电器的整定值是什么 2 测量阻抗为 Zj 整定阻抗为 Zzd 时 根据动作方程画出相应的交流回路 结线图及动作特性阻抗圆 解 1 由动作方程 有 1 2 2KI KU ZJ 1 2 2KI KU 因此 该继电器是方向阻抗继电器 且其整定阻抗为 2KI KU 2 相应的交流回路结线图及动作特性阻抗圆如下 五 本题每小题 5 分 满分 10 分 1 完成变压器 Y 11 接线 差动保护二次回路接线的原理图 2 标出二次回路中电流的方向 写出差动电流的表达式 一次侧电流方向 Y 一次侧电流正方向 流出变压器电流为负 流入变压器为正 解 1 二次回路接线的原理图及电流方向如下 2 差动电流的表达式 A 相为例 IcdA IYA2 IYB2 I A2 六 本题每小题 5 分 满分 20 分