大学课程《电力系统继电保护原理》习题

大学课程《电力系统继电保护原理》习题

第一章绪论

1、什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下

依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？

答：主保护是一次保护，当发生故障时瞬时动作；

后备保护是在主保护不动作时再动作，一般后延时来判断主保护动作与否，它包

括近后备和远后备。

远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由相邻目力设备或线路的保护来实现的

后备保护。

近后备保护是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备

的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护

2、说明对电力系统继电保护有那些基本要求。

答：可靠性（安全性和信赖幸），速动性，灵敏性和选择性。

3、简要说明继电保护装置的一般构成以及各部分的作用。

4、针对下图系统，分别在DI、D2、D3点故障时说明按选择性的要求哪些保护

应动作跳闸。

第二章电网的电流保护

1、分析电流保护中各段如何保证选择性？各段的保护范围如何，与哪些因素有

关？

2、什么是继电器的返回系数，增量动作继电器、欠量动作继电器的返回系数有

什么区别？

3、在图示网络中，试分析断路器1DL、4DL和9DL保护的最大和最小运行方式。

4、在图所示网络中，线路AB电源端装有三段式电流保护，线路BC装有二段式

电流保护，均采用不完全星形接线方式，系数参数如图所示，线路AB和BC的最

大负荷电流分别为2.3A和2A,线路BC的过电流保护动作时限为3S,负荷自起

动系数为1。试计算：（1）、线路AB和BC各段电流继电器的动作电流向和时间

继电器的动作时限（2）、求出无时限电流速断的保护范围和校验II、IH段的

灵敏度。

X；=10Q

5、如图所示，对保护1进行三段式相间电流保护的整定计算。K\e,=1.3,

C=1.1,%=1.2,t=0.85,七=1.5,线路阻抗为0.4Q/km,阻抗角为

700,AB线最大负荷电流为170Ao电源阻抗Xymin=2C,Xs4max=31J,

2

X$smin=15A,Xwmax=2糖2，电源相电势为115/，3kV,」=0.5s,tWf,5=15$O

6、如图(a)所示网络中，线路AB装有三段式电流保护，各段保护的接线方式

如图⑹所示。已知AB线路末端三相短路时的最大短路电流为1320A.末

端三相短路时的最小短路电流为980A；限时电流速断保护的灵敏度为1.32。

AB

-----------------p*

(a)

II、14为I段电流继电器

12、15为II段电流继电器

13、16、17为”11段电流继电器

(b)

(1)计算保护1电流速断和限时电流速断保护的定值(C1=1.25)

(2)说明各段的接线方式，除此之外还有哪些常见接线方式？说明不同接线方

式的异同及其特点。

⑶当本保护出口(kl点)发生AB相间短路时，说明各继电器的动作情况，

指出最后哪段保护出口跳闸。

(4)相邻线路出口(k2点)发生AC相间短路时，说明各继电器的动作情况，

如果相邻线路保护拒动，说明最后哪段保护出口跳闸。

7、设各保护都配置有三段式电流保护，参数如下：£.=£«=110/J3^V,

容.=15Q、Z54max=200，Z5Bmin=10Q、ZSBZ=12。，线路AB长60km,

3

器动作特性有什么影响？比较二电器量的幅值为什么可以实现对U/和//间相位

的比较？相位比较与幅值比较原理之间有什么互换关系？

10、图示的双端电源网络中，各断路器均装有过电流保护，试确定：

(1)过电流保护1—4的动作时限；(*=0.5s)

(2)保护1—4中哪些应装设方向元件以保证选择性？其规律是什么？

11、如图所示系统，已知变压器、线路的零序阻抗角均为75°o当K点发生单相

接地短路时

(1)画出零序网络，在图中表明零序电流分布，说明零序电压的分布情况。

(2)分析QF1和QF2处的零序甩压和零序电流之间的相位关系，并画出相位佟I。

(3)如果采用的零序功率方向继电器的最大灵敏角为70°,试确定该继电器的

接线方式。

(4)当保护出口发生接地故障时，零序功率方向继电器有没有死区，为什么？

12、某单侧电源系统如图所示，系统阻抗Z5I=1.25ZiX),A母线发生接地短路时

最大零序电流为2000A,AB线路长度为100km,=3ZLI,试计算保护1零序

I段的定值。

110KVAB

O-k"'----------------------

13、如图网络，各断路器处均装有带方向或不带方向的过电流保护，试计算保护

1-4的过电流保护动作时限，并说明在哪些保护上应装设方向元件?(设电源处故

5

障均有瞬动保护）。

14、在图示零序方向过电流保护原理接线图中，如果A相与B相二次线圈间出现了

断线（如图中X处）。假如A、B、C三相中的一次电流等于480A,电流互感器的变

比为400/5,试问：

⑴流入零序电流继电器中的电流为多少？零序电流继电器是否会误动？

⑵零序功率方向继电器是否会误动?

⑶整套保护会不会误动?

[]

来自PT开口三角侧

15、零序功率方向继电器在出口短路时有没有“死区”，为什么？

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第三章电网距离保护

1、何谓阻抗继电器的测量阻抗（，〃）、整定阻抗（4”）和动作阻抗（z!?

就方向继电器说明它们之间的关系和区别。

2、说明什么是整定阻抗、动作阻抗、测量阻抗，以方向圆特性为例说明它们之

间的关系。

3、在图3-6复数平面上，已知阻抗ZA和ZB,试求出以下动作方程的特性轨迹。

Z—ZZ+Z.

270°>arg-mAA>900270c>arg-mA>900

Z"一ZB

270°>arg-Zm-Za>900270c>arg乙*乙>900

4、已知采用幅值比较方式构成继电器的两个电压量UA=KJ”，

UH=K2Un—K,Ln,动作条件为IUAI》|UB|,试问：

（1）所构成的继电那是什么继电器；

（2）在复平面上画出它的动作特性：

（3）该继电器的整定值是什么？

5、消除方向阻抗继电器动作死区的措施有哪些？各有什么特点？

6、阻抗继电器的接线方式有哪些？各有什么特点，可以反应哪些故障类型？

7、系统如图所示，各线路均装有距离保护，Z尸0.4Q/km,流过线路AB的最大

负荷电流为600A,负荷功率因数为0.85,线路阻抗角。《=70°。试对保护1的

距离保护进行整定计算。（心,/=K：=0.8、1.2、K,s=1.5、Kre=1.2,

各段均采用方向圆特性阻抗继电器）

7

UOKVABC

Q^——---------------------------

Zs.Ama\=20Q

ZsAmin=15Q

ZsB.max=25Q

ZsBmin=20Q

8、何谓振荡中心？其位置如何确定？振荡中心的电流和电压的变化有何特点？

9、电力系统振荡的特点是什么？对继电保护会带来什么影响？应采取哪些措施

来防止？

10、双侧电源系统如题2图所示，设E-线路BC空载，两侧电源都处

于最大运行方式，试分析：

(1)系统发生振荡，振荡周期为2.0s。写出保护1的测量阻抗的表达式，并

在复平面上画出振荡轨迹，并分析保护1各段的动作行为。

⑵当振荡过程中b二180。和90。时，在线路AB中点发生三相金属性短路，计

算保护1的测量阻抗，分析各段的动作行为。

⑶当6=0。时，保孑11出口发生经10H过渡电阻的三相短路，分析保护1的

动作行为。如果要保护1的I段正确动作，试计算三相短路时可以允许的最大过

渡电阻是多少？

1k“大圆套小圆”的振荡闭锁措施原理如图所示，/o=3O/n.v,6,=100\

62=140°,试分析振荡周期在什么范围内时该闭锁措施可以发挥作用，振荡周期

在什么范围内时该闭钺措施会失效。

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L&腌断

*RZi.

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第四章电网纵联保护

1、纵联保护和阶段式保护相比有什么异同？

2、高频信号的种类按作用来分有哪些？

3、输电线路AB装设的电流启动方式的高频闭锁方向保护方框原理图如图所示。

系统如图所示，

—--4^

(1)说明采用两个不同灵敏度起动元件的原因，时间元件，1、4的作用。

⑵两侧保护都正常是，分别说明在KI、K2点发生故障时，保护1、2的动作情

况。

⑶当保护2的收信机故障时，分别说明在KI、K2、K3点发生故障时，保护1、

2的动作情况。

(4)当保护1的发信机故障时，分别说明在KI、K2、K3点发生故障时，保护1、

2的动作情况。

4、系统振荡时候，相差高频保护会不会误动，为什么？

5、在图示系统中，MN线路装有相差高频保护，&超前E"0°,M端系统及线路

阻抗角均为60°,N端系统阻抗角为80°,岷间距离为200公里，试求闭锁角旦,。

当N端出口d处发生三相短路时，试用相量图分析两侧电流相位差，并求M及N

侧可能测得的最大相位差。

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第五章自动重合闸

1、线路分别配置三相一次重合闸、单相重合闸、综合重合闸，分析当发生瞬时

性或永久性故障时，说明保护及重合闸装置的动作过程。

2、说明保护与重合闸之间的配合关系有哪些？举例加以说明。

3、系统如图所示，两则配置有检无压检同期自动重合闸和三段式距离保护，保

护与重合闸之间采取“后加速”配合方式。

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