全国继电保护技木竞赛考题与答案

全国继电保护技木竞赛考题与答案 必答题部分（共60分） 一、判断题（20题，每题0.5分，要求将答案填在答题卡的相应位置） 1二次回路中电缆芯线和导线截面的选择原则是：只需满足电气性能 的要求；在电压和操作回路中，应按允许的压降选择电缆芯线或电缆芯 线的截面。（） 2为使变压器差动保护在变压器过激磁时不误动，在确定保护的整定 值时，应增大差动保护的5次谐波制动比。（） 3对于SF6断路器，当气压降低至不允许的程度时，断路器的跳闸回路 断开，并发出“直流电源消失”信号。（） 4在双侧电源系统中，如忽略分布电容，当线路非全相运行时一定会 出现零序电流和负序电流。（） 5在电压互感器二次回路通电试验时，为防止由二次侧向一次侧反充 电，将二次回路断开即可。（） 6在正常工况下，发电机中性点无电压。因此，为防止强磁场通过大 地对保护的干扰，可取消发电机中性点TV二次（或消弧线圈、配电变压 器二次）的接地点。（） 7为提高保护动作的可靠性，不允许交、直流回路共用同一根电缆。 （） 8比较母联电流相位式母差保护在母联断路器运行时发生区内故障， 理论上不会拒动。（） 9逐次逼近式模数变换器的转换过程是由最低位向最高位逐次逼近。 （） 10在小接地电流系统中，线路上发生金属性单相接地时故障相电压为 零，两非故障相电压升高倍，中性点电压变为相电压。三个线电压的大 小和相位与接地前相比都发生了变化。（） 11设置变压器差动速断元件的主要原因是防止区内故障TA饱和产生高 次谐波致使差动保护拒动或延缓动作。（） 12大接地电流系统中发生接地短路时，在复合序网的零序序网图中没 有出现发电机的零序阻抗，这是由于发电机的零序阻抗很小可忽略。 （） 13P级电流互感器10%误差是指额定负载情况下的最大允许误差。 （） 14电流互感器容量大表示其二次负载阻抗允许值大。（） 15对于发电机定子绕组和变压器原、副边绕组的小匝数匝间短路，短 路处电流很大，所以阻抗保护可以做它们的后备。（） 16出口继电器电流保持线圈的自保持电流应不大于断路器跳闸线圈的 额定电流，该线圈上的压降应小于5%的额定电压。（） 17在电压互感器开口三角绕组输出端不应装熔断器，而应装设自动开 关，以便开关跳开时发信号。（） 18中性点经放电间隙接地的半绝缘110kV变压器的间隙零序电压保 护，3U0定值一般整定为150-180V。）（） 19YN,d11接线的变压器低压侧发生bc两相短路时，高压侧B相电流是 其它两相电流的2倍。（） 20变压器纵差保护经星-角相位补偿后，滤去了故障电流中的零序电 流，因此，不能反映变压器YN侧内部单相接地故障。（） 二、 选择题(40题，每题1分，每题只能选一个答案，要求将答 案填在答题卡的相应位置) 1对二次回路保安接地的要求是（C）。 A)TV二次只能有一个接地点，接地点位置宜在TV安装处 B)主设备差动保护各侧TA二次只能有一个公共接地点，接地点宜在TA端 子箱 C)发电机中性点TV二次只能有一个接地点，接地点应在保护盘上 2继电保护试验用仪器的精度及测量二次回路绝缘表计的电压等级应 分别为 （B）。 A）1级及1000V B）0.5级及1000V C）3级及500V 3双母线的电流差动保护，当故障发生在母联断路器与母联TA之间时 出现动作死区，此时应该（B） A）启动远方跳闸 B）启动母联失灵（或死区）保护 C）启动失灵保护及远方跳闸。 4在微机保护中经常用全周傅氏算法计算工频量的有效值和相角，请 选择当用该算法时正确的说法是（C）。 A)对直流分量和衰减的直流分量都有很好的滤波作用 B)对直流分量和所有的谐波分量都有很好的滤波作用 C)对直流分量和整数倍的谐波分量都有很好的滤波作用 5为防止由瓦斯保护起动的中间继电器在直流电源正极接地时误动， 应（A）。 A）采用动作功率较大的中间继电器，而不要求快速动作 B）对中间继电器增加0.5秒的延时 C）在中间继电器起动线圈上并联电容 6对两个具有两段折线式差动保护的动作灵敏度的比较，正确的说法 是（C）。 A）初始动作电流小的差动保护动作灵敏度高 B）初始动作电流较大，但比率制动系数较小的差动保护动作灵敏度高 C）当拐点电流及比率制动系数分别相等时，初始动作电流小者，其动 作灵敏度高 7对无人值班变电站，无论任何原因，当断路器控制电源消失时，应 （B）。 A）只发告警信号 B）必须发出遥信 C）只启动光字牌 8母线差动保护的暂态不平衡电流比稳态不平衡电流（A）。 A)大 B)相等 C)小 9空载变压器突然合闸时，可能产生的最大励磁涌流的值与短路电流 相比（C）。 A)前者远小于后者 B)前者远大于后者 C)可以比拟 10采用VFC数据采集系统时，每隔Ts从计数器中读取一个数。保护算 法运算时采用的是（C）。 A)直接从计数器中读取得的数 B)Ts期间的脉冲个数 XU9469 2008-1-4 16:31 Re:楼主 写在答题纸上）。 1 下图中两条线路都装有闭锁式零序方向高频保护，线路阻抗角为 800。 1）请画出闭锁式零序方向高频保护的原理框图(保护停信和断路器位置 停信可不画入)。（6分） 2)如果保护用母线TV，当MN线路两侧DL1、DL2均已跳开单相，进入两相 运行状态时，按传统规定的电压、电流正方向，分析四个保护安装处的 零序方向元件测量到的零序电压与零序电流之间的相角差及零序方向元 件的动作行为，并根据方向元件动作行为阐述它们的发信、收信情况。 （7分） 3)如何进行高频电缆的传输衰耗和输入阻抗测试？（要求画出测量传输 衰耗和输入阻抗的试验接线并列出计算公式）（7分） 2某220kV线路，采用单相重合闸方式，在线路单相瞬时故障时，一侧 单跳单重，另一侧直接三相跳闸。若排除断路器本身的问题，试分析可 能造成直接三跳的原因(要求答出五个原因)。（10分） 3 YN,d11接线的变压器，三相低压绕组是如何连线的？画出这种变 压器差动保护的接线图及其二次三相电流相量图。（10分） 4下图中标出的阻抗为正序（负序）电抗，设各元件阻抗角为900，变 压器的励磁阻抗为无穷大、输电线路零序电抗为正序电抗的三倍，所有 参数均已归算到MN线路所在的系统侧。求N母线发生A相金属性单相接地 短路时流过MN线路的各相电流以及M母线的A相电压值（答案可以用分数 表达）。（10分） 5如需构成如右图所示特性的相间阻抗继电器，直线PQ下方与圆所围 的部分是动作区。Zzd是整定值，OM是直径。请写出动作方程，并说明 其实现方法。（要求写出圆特性和直线特性的以阻抗形式表达的动作方 程，写出加于继电器的电压UJ、电流IJ和Zzd表达的电压动作方程以及 逻辑关系）。（10分） 6系统各元件的参数如下图所示，阻抗角都为80， 两条线 路各侧距离保护段均按本线路阻抗的0.8倍整定。继电器都用方向阻 抗继电器。 1）试分析距离保护1、2、4的段阻抗继电器振荡时会不会误动；（5 分） 2）如果振荡周期T=1.5秒且作匀速振荡，求振荡时距离保护3的段阻 抗继电器的误动时间。（提示：(42+72)1/28）（5分） 发电专业试题 说明：第1题（20分）为必选题；2-6题（每题10分）可任选其中4道题 做答，其余题目不得做答。判卷时在1题及2-6题中依次评阅，且2-6题 只评阅4道题（请将答案写在答题纸上）。 1 如图所示，发电机经YN,d11变压器及断路器B1接入高压母线，在 准备用断路器B2并网前，高压母线发生A相接地短路，短路电流为IAK。 变压器配置有其两侧TA接线为星-角的分相差动保护，并设变压器零序 阻抗小于正序阻抗。 1）画出差动保护两侧TA二次原理接线图（标出相对极性及差动继电器 差流线圈）。（6分） 2）画出故障时变压器两侧的电流、电压相量图及序分量图。（8分） 3）计算差动保护各侧每相的电流及差流（折算到一次）。（3分） 4）写出故障时各序功率的流向。（3分） 2发电机经穿墙套管、裸导线与室外主变联接。发电机配置有双频式 100%的定子接地保护，其三次谐波电压保护的动作方程为 式中： 为幅值、相位平衡系数，K3为制动系数；分别为机端及中性点三次谐波 电压，基波零序电压3U0取自机端TV开口绕组。 1）大雨天，基波零序电压保护及三次谐波电压保护同时动作，请指出 故障点可能所在的范围。（5分） 2）简述机端TV及中性点TV的一次侧分别断线时，基波零序电压保护及 三次谐波电压保护的可能动作行为。（5分） 3 水轮发电机，Sn=700MW，Un=20kV，每相5并联分支，每分支36 匝，中性点侧可引出各分支端子；定子铁心共540槽，槽内上下层线棒 短路共540种，其中a)相间短路60种（约占总短路故障的11%）；b)同相 不同分支匝间短路60种；c)同相同分支匝间短路420种，短路匝数分别 为1、3、5、7匝各105种。请回答： 1）主保护配置要求双重化，你建议装设哪些主保护？指出它们的优缺 点。（8分） 2）相应的电流互感器如何配置？（2分） 4 变压器差动保护在外部短路暂态过程中产生不平衡电流（两侧二 次电流的幅值和相位已完全补偿）的主要原因是哪些（要求答出5种原 因）？（10分） 5 发电机负序反时限保护（I22tA）的最大和最小动作电流分别为 Iop.max和Iop.min，对应的最短和最长动作时限为tmin和tmax，问 Iop.max、Iop.min、tmax、tmin如何整定？要不要与系统相邻元件保护 配合整定？（10分） 6 Y,d11变压器，在Y侧端口BC两相金属性短路时，设额定电压为 Un=1（标幺值）,试分析侧三相电压Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc的大 小和相位。 （10分） 供电专业试题 说明：第1题（20分）为必选题；2-6题（每题10分）可任选其中4道题 做答，其余题目不得做答。判卷时在1题及2-6题中依次评阅，且2-6题 只评阅4道题（请将答案写在答题纸上）。 1 下图中两条线路都装有闭锁式零序方向高频保护，线路阻抗角为 800。 1）请画出闭锁式零序方向高频保护的原理框图(保护停信和断路器位置 停信可不画入)。（6分） 2)如果保护用母线TV，当MN线路两侧DL1、DL2 XU9469 2008-1-4 16:31 Re:楼主 分容易发生接地故障，因此从穿墙套管至主变套管之间的三相导线容易 经水灰流接地。接地故障可能在这个范围。 3）机端TV一次断线时，如没有TV断线闭锁，基波零序电压保护要误 动，三次谐波电压保护也可能误动。当中性点TV一次断线时，基波零序 电压保护不会动作，而三次谐波电压保护一定误动。 3水轮发电机，Sn=700MW，Un=20kV，每相5并联分支，每分支36匝， 中性点侧可引出各分支端子；定子铁心共540槽，槽内上下层线棒短路 共540种，其中a)相间短路60种（约占总短路故障的11%）；b)同相不同 分支匝间短路60种；c)同相同分支匝间短路420种，短路匝数分别为1、 3、5、7匝各105种。请回答： 1） 主保护配置要求双重化，你建议装设哪些主保护？ 指出它们的优缺点。（8分） 2） 相应的电流互感器如何配置？（2分） 答：1）裂相横差保护：对匝间短路灵敏，但对机端和引线相间短路无 效； 2）零序电流横差保护：对匝间短路灵敏，但对机端和引线相间短路无 效； 3）不完全纵差保护：对相间（包括引线）短路和匝间短路能反映，但 可能灵敏度差； 4）传统纵差保护：只在对相间短路主保护双重化条件下才装设。 4变压器差动保护在外部短路暂态过程中产生不平衡电流（两侧二次 电流的幅值和相位已完全补偿）的主要原因是哪些（要求答出5种原 因）？（10分） 答：在两侧二次电流的幅值和相位已完全补偿好的条件下，产生不平衡 电流的主要原因是： 1）如外部短路电流倍数太大，两侧TA饱和程度不一致； 2）外部短路非周期分量电流造成两侧TA饱和程度不同； 3）二次电缆截面选择不当，使两侧差动回路不对称； 4）TA设计选型不当，应用TP型于500KV，但中低压侧用5P或10P； 5）各侧均用TP型TA，但TA的短路电流最大倍数和容量不足够大； 6）各侧TA二次回路的时间常数相差太大。 5发电机负序反时限保护（I22tA）的最大和最小动作电流分别为 Iop.max和Iop.min，对应的最短和最长动作时限为tmin和tmax，问 Iop.max、Iop.min、tmax、tmin如何整定？要不要与系统相邻元件保护 配合整定？（10分） 答：取tmin=1000”，得 Iop.min= 取Iop.max= tmax= 整定计算以上保护参数不必于系统相邻元件后备保护配合。 式中，Xd”, X2-发电机次暂态电抗（不饱和值）及负序电抗； Ksat-饱和系数，一