石大 电力系统继电保护 在线考试试题题库及参考答案

《电力系统继电保护》课程综合复习资料

一、判断题

1.距离I段和距离II段作为本级线路的主保护（本身具有方向性），距离III段作为本线路的远后备和

相邻线路的近后备。

2.距离I段不能保护本线路全长，增设距离II段，以保护本线路的全长，保护范围与下级线路距离

I段（或距离n段）相配合。

3.用作相间故障的距离保护一般采用0°接线，接入阻抗继电器的电最为同名相的两相电压差与两

相电流距离保护差。

4、发电机中性点处发生单相接地时，机端零序电压为耳（相电动势）；机端发生单相接地时，零序

电压为零。

5、发变组纵差保护中的差动电流速断保护，动作电流一般可取6〜8倍额定电流，目的是避越空载

合闸时误动c

6、只要变压器的绕组发生了匝间短路，差动保护就一定能动作。

7.因为差动保护和瓦斯保护的动作原理不同，因而差动保护不能代替瓦斯保护。

8、变压器采用比率制动式差动继电器主要是为了躲励磁涌流和提高灵敏度。

9、变压器的复合电压方向过流保护中，三侧的复合电压接点并联是为了提高该保护的灵敏度。

10、对于分级绝缘的变压器，中性点不接地或经放电间隙接地时应装设零序过电压和零序电流保护，

以防止发生接地故障时因过电压而损坏变压器。

11、在变压器中性点直接接地系统中，当发生单相接地故障时，将在变压器中性点产生很大的零序

电压。

12、变压器中性点采用经过间隙接地的运行方式时，变压器接地保护应采用零序电流保护与零序电

压保护并联的方式。

13、发电机装设纵联差动保护，它是作为定子绕组及其引出线的相间短路保护。

14.按照母线差动保护装置差电流回路输入阻抗的大小，可将其分为低阻抗用线差动保护、中阻抗以

线差动保护和高阻抗母线差动保护。

15、纵差保护只能对发电机定子绕组和变压器绕组的相间短路起作用，不反应匝间短路。

16、发电机机端定了绕组接地，对发电机的危害比其他位置接地危害要大，这是因为机端定子绕组

接地流过接地点的故障电流及非故障相对地电压的升高，比其他位置接地时均大。

17.电力元件上下级保护区必须重叠。

18、由于发电机运行时中性点对地电压接近为零，故发电机中性点附近不可能发生绝缘击穿。

19、发电机中性点处发生单相接地时，机端的零序电压为0V。

20、发电机负序反时限保护是发电机转子负序烧伤的唯一主保护，所以该保护电流动作值和时限与

系统后备保护无关。

21.电力系统的运行状态分为正常状态，不正常状态，故障状态。

22.继电保护装置指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或

发出信号的一种自动装置。

23.当短路故障发生时，保护装置能敏锐感觉，正确反应，这是继电保护的可靠性。

24.电力系统继电保护的基本任务包括：自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使

故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。

25.故障发生时，要求在可能的最小区间将故障切除，这是继电保护的选择性。

26.要求在故障发生后，尽可能快地切除故障，这是继电保护的速动性。

27.电力系统的短路类型包括三相短路、两相短路、两相接地短路、单相短路。

28.单相短路是对称短路。

29.继电保护的四个基本要求是：可靠性，选择性，速动性，灵敏性。

30.要求继电保护不发生误动作，也不发生拒绝动作，这是维电保护基本要求中的灵敏性。

二、单选题

1.距离保护若灵敏性不满足要求，则考虑与相邻线路的距离I【段相配合，增加（），保证选择性。

A.保护B.延时C.动作D.距离

2.与电流保护类似，距离保护也采用相互配合的三段式配置方式，即距离（）。

A.I段、II段B.I段、IH段C.II段和III段D.I段、【1段和III段

3.距离保护I段的保护范围是（）。

A.该线路一半B.被保护线路全长C.被保护线路全长的80%〜85%D.线路全长的20曷〜50与

4.距离保护第I段动作时间是（）。

A.绝对零秒

B.保护装置与断路器固有的动作时间

C.可以按需要而调整

D.0.1s

5.距离保护II段保护范围是（）。

A.不足线路全长

B.线路全长延伸至下一段线路一部分（30$-40$）

C.距离一段后备保护

D.全长的95%

6、变压器差动保护防止励磁涌流影响的措施有：

A.鉴别短路电流和励磁涌流波形的区别,要求间断角为60°〜65°

B.加装电压元件

C.各侧均接入制动绕组。

7.在不接入调相电阻的情况二，电抗变换器二次输出电压比一次输入电流()°。

(A)滞后90(B)超前90(C)约0⑴)超前约90

8.电力系统发生内部故隙，两侧电流相位故隙特征为()。

(A)接近同相(B)相位差60°(C)相位差12。°(D)相位差180°

9.电流互感器的相位误差，〜般规定不应超过()。

A.VB.5°C.3°

10.电力系统振荡时，系统两侧等效电动势间的夹角可能在：)之间变化。

A.90°-180°B.0°-360°C.180°-360°D,0°-180°

11.负序功率方向继电器的最大灵敏角是()。

A.70°B.-45°C.-I050

12、Y/ZkTl结线的变压器，是指:

A.一次侧相电压超前二次侧相电压30°

B.一次侧线电压超前二次侧线电压30°

C.一次侧线电压滞后二次侧线电压30°

13.继电保护的灵敏系数(.要求()。

A.K由<1B.Ksen=1C.Ksen>1

14.已知一过甩流继电器的动作电流hz=5A,返回电流h=4.3A,该继电器的返回系数K«=()。

(A)1.5(B)0.86(01.16(D)1

15.有一整定阻抗为Zg=8/60。。的方向圆阻抗继电器，当测量阻抗2川=4/30℃时,，该继电器

处于()状态。

A.动作B.不动作C.临界动作

16.零序电流滤过器输出31。时是()。

A.通入三相正序电流B.通入三相负序电流C.通入三相零序电流

17.在同一小接地电流系统中，所有出线均装设两相不完全星形接线的电流保护，但电流互感器不装

在同名两相上，这样在发生不同线路两点接地短路时，两回线路保护均不动作的几率为()。

A.土保护B.二次保护C.后备保护

29.中性点直接接地系统，最常见的短路故障是（）。

A.金属性两相短路B,三相短路C.单相接地短路

30.继电保护中需要注意相邻元件保护的配合，要求上级元件后备保护的灵敏度要（）卜级元件后备

保护的灵敏度。

A.大于B.低于C.等于

三、填空题

I.按相实现的变压器纵差动保护，其电流互感耀变比的选择原则是o

2.发电机的过电流保护是反应引起的过电流，同时兼作的后备保护。

3.电力系统的运行状态指电力系统在不同运行条件下的系统与设备的工作状态，分为_、_、

4.为了能尽量利用重合闸所提供的条件加速切除故障，继电保护与之配合时，一般采用、—两

种方式。

5.乩斯保护能保护变压希油箱内的各种轻微故障，一个反应变压器内部的小正常情况和轻微故障，

称为，另一个反应变压器的严重故障，称为O

6.电流继电器的电流与动作电流的比值称为继电器的返网系数。

7.按90。接线的功率方向继电器用于阻抗角为60。的被保护线路上，要使继电器最灵敏，继电器的

内角应为。，最灵敏角为%

8.是指cose=l时，加入继电器的电压和电流同相。

9.使动作阻抗降为对应的测量电流，称为最大精确工作电流，用//max

10.阻抗继电器的0。接线是指,加入继电器的。

四、问答题

1.什么是继电保护装置？继电保护装置的主要任务是什么？

2.对继电保护有哪些要求？各项要求的定义是什么？

3、试分析发电机纵差保护和横差保护的性能，两者的保护范围如何？能否相互代替？

4.什么是相继动作，为什么会出现相继动作，出现相继动作对电力系统有何影响？

5.功率方向继电器的90"接线方式的含义？试述其优缺点？

6.为了保证继电保护可靠工作，对继电器的动作特性有明确的“继电特性”要求，试画出过电流继

电器的继电特性曲线，并写出其的返回系数表达式。

7.试画出偏移圆特性的动作区域，并写出其绝对值比较动作方程和相位比较动作方程。

8.以电流继电器为例画出电磁式继电器的动作特性，并说明其动作原理？

仇补全下图电流保护的两种常用接线方式，并简要比较他们在各种故障时的性能。

三相星形接线方式两相星形接线方式

10.三段式距离保护I段和II段如何整定计算？

五、计算题

1.对于装有90〃接线的功率方向继电器，请分析：

1）90〃接线的功率方向继电器引入的电压电流是什么量？（写出三个继电器的）

2）如功率方向继电器的内角a=30"，写出其动作方程并画出其动作特性。

3）对于安装在送点侧的功率方向继电器，若负荷功率因数为0.85,分析正常运行时B相功率方向

继电器的动作方向。

2.图示单侧电源组成网络，线路右、&上均装设三段式电流保护，计算线路右的三段式电流保护

的动作电流、动作时限并校验保护的灵敏度。（保护I的可靠系数取1.2,II的可靠系数取1.1,III

段的可靠系数取L2,自启动系数取2.2）并且，通过短路计算，以下条件为已知：

L.正常运行时最大负荷电流为120A；L2的过电流保护的动作时限为2s。

K1点的最大短路电流：皿=1.475（姑）；K1点的最小短路电流：/兑血=1.250（加）

K2点的最大短路电流：=0.862（M）；K2点的最小短路电流：=0.737（M）

K3点的最大短路电流：Zg'max=0.609（M）；K3点的最小短路电流：/:着°=0.537（公）

X$.min=13Q

二140

J.max

3.如图所示的网络中，各线路均装设有距离保护,试对其中保护1的相间短路保护I,H,III段

进行整定计算。已知线路A-B的最大负荷电流/amax=35（M,功率因数COS仍）=0.9,各线路每公

里阻抗Z1=0.4Q/K〃，阻抗角％=70°,电动机的自启动系数K*=1.5,正常时母线最低，作电

压取等于0・94丫（。'=11优1/）.

BC

A

o_

~~I

4=115/6kV

Xs.max=25c

X.5.1.mi.n=20Q

X—二25。

4.如图所示系统，在线路MN上装设纵联电流相位差动保护（相差高频保护）。已知EM=£,v/的，

Zv=区,卜心，Zw=|4/怙"°"线路长400km,电流互感器和保护装置角度误差分别为7。和15°，

裕度角外取0"。问：

（1）求保护的闭锁角处

（2）当k点（N出口）发生三相短路时，以下一页给出的£“为基准向量，画出两端电势、故障电

流的向量图，并分析两侧保护能否同时动作？

%

5.如图所示网络和已知条件，设K：,=1.25,K胃=1.1,K胃=1.2,K感=1.5,

KK=0.85,Z,=0.4Q/初W=0.55。

试对对保护1进行三段式电流保护整定计算。

且要求:/*%>15%,K.2近=1.5,K2远>1.2

综合复习资料参考答案

一、判断题

题号12345678910

答案XVVXXXVXV7

题号11121314151617181920

f

答案X7VVXVVX77

题号21222324252627282930

1/

答案V7XV弋yVXVX

二、单选题

题号12345678910

答案BDCBBADAAB

题号11121314151617181920

答案CCCBACBACC

题号21222324252627282930

答案ACBAABCACB

三、填空题

1.答案：两侧CT变比的比值等于变压器的变比的倒数。

2.答案：外部短路、纵差动保护

3.答案：常状态、不正常状态、故障状态

4.答案：重合闸前加速、重合闸后加速

5.答案：轻瓦斯、重瓦斯

6.答案：返回

7.答案:30,-30

8.答案：阻抗继电器的0。接线

9.答案：0.9

10.答案：COS。=1时,电压和电流同相

四、问答题

1.答：继电保护装置，就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路

黯跳闸或发出信号的一种自动装置。

主要任务：

(1)发生故障时，自动地、迅速地借助于断路器将故障设备从电力系统中切除，以保证系统无故障部

分继续正常运行。此外，也使故障设备免于继续遭受破坏。

某些故障，如小接地电流系统的单相接地，由于它不会直接破坏电力系统的运行，因此在大多数情

况下，继电保护装置只作用于信号，而不立即动作短路器跳闸。

(2)反应电气设备的不正常工作情况。根据不正常工作情况的种类和设备运行维护的条件(例如有无

经常值班人员)，发出信号由值班人员进行处理或自动地进行调整或将那些继续运行会引起事故的电

气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置容许带一定的延时动作。

2.答：电力系统继电保护的基本性能应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

选择性：是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系

统中的无故障部分仍能继续安全运行。

速动性：短路时快速切除故障，可以缩小故障范围，减轻短路引起的破坏程度，减小对用尸工作的

影响，提高电力系统的稳定性。

灵敏性：是指对于保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。

可靠性：是指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在其他

不属于它应该动作的情况下，则不应该误动作。

3、答：发电机纵差保护是相间短路的主保护，它反映发电机中性点至出口同一相电流的差值，保护

范围即中性点电流互感器与出口电流互感器之间部分。因为反应同一相电流差值，故不能反应同相

绕组匝间短路，所以不能替代匝间保护。

发电机横差保护，是定子绕组匝间短路的保护，兼做定子绕组开焊保护。它反应定子双星形绕

组中性点连线电流的大小。当某一绕组发生匝间短路时，在同一相并联支路中产生环流使保护动作。

对于相间短路故障，横差保护虽可能动作，但死区可达绕组的15%〜20%,且不能切除引出线上的相

间短路，所以它不能代替纵差保护。

4.答：在输电线路保护中，一侧保护先动作跳闸后，另一侧保护才能动作的现象称为相继动作。

随着被保护线路的增长，为了保证区外故障时不误动作，要求保护的闭锁角增大，从而使动作区域

变小，内部故障时有可能进入保护的不动作区。由于在内部故障时高频信号的传输延时对于电流相

位超前侧和滞后侧的影响是不同的，对于滞后的N侧来说，超前侧M发出的高频信号经传输延迟后，

相当于使两者之间的相位差缩小，高频信号的间断角加大，有利于其动作，所以N侧是可以动作的；

但对于超前的M侧来说，N侧发来的信号经延时后相对于加大了两侧电流的相位差，使M侧感受到

的高频信号的间断角变得更小，有可能小于整定的闭锁角，从而导致不动作。为解决“端不能跳闸

问题，当N侧跳闸后，停止发高频信号，M侧只能收到自己发的高频信号，间隔180。，满足跳闸条

件随之跳闸。出现相继动作后，保护相继动作的一端故障切除的时间变慢。

5.答案：指系统三相对称情况下，cos”=1时，@里工=90°的接线方式。如乙，口品。

Ur

优点：①对各种两相短路都没有死区；

②适当选择内角。后，对线路上各种相间故障保证动作的方向性；

缺点：三相短路时仍有死区。

Z〃「3（ZM+Z阳2）&g1（Z.M一2阳2）

2

-90"<arg❷<90”

Z〃i-

8.答案：继电器的动作特性如图所示。

Y八

动作原理：当输入量"（〃篦时，输一

出量Y=0。

当［j=U・j时,触电闭合，继电器

o-------------------------------->

动作，输出量Y突变。%公4

当乙减小时，若L”h・j,则Y保持

不变。

当乙降到等于4•，时，触点断开，Y突降至零，继电器返回。

9.答案：

三相星形接线方式两相星形接线方式

1）对各种相间短路，两种接线方式均能正确反映：只是动作继电器的个数不同。

2）中性点直接接地系统的单相接地短路，三相星形可反应各种接地故障，两相（AC）星形不能反映

B相接地故障

3）在小接地电流系统中，发生异地两点接地时，

①异地两点接地发生在相互串联的两条线路上：

a、三相星行接线：100%切除后一线路；

b、两相星行接线：2/3机会切除NP（A-B）线。（即1/3机会无选择性动作）；

②异地两点接地发生在同一母线的两条并行线路上：

a、三相星行接线：'=1,保护1和保护2同时动作,切除线路I、H；

b、两相星行接线：当发生两相接地短路时即使乙二’2条件满足，也只有2/3机会只切除一条线路。

4）Y/△接线变压器一侧两相短路流过另一侧保护中电流的分析d（2）

当在Y/△变压器的△侧发生两相短路时：滞后相电流是其它两相电流的两倍并与它们反相位。

当在Y/△变压器的Y侧发生两相短路时：超前相电流是其它两相电流的两倍，并与它们反相位。

10.答案：1)距离保护I段整定阻抗

按躲过相邻线路出口短路的原则来整定

Z：八二

其中K：=O80.85

2)距离保护II段整定阻抗

(1)与相邻线路距离I段配合

其中K胃=0.8

(2)与相邻变压器的快速保护相配合

ZL心(ZAB+KFZT)

其中C=0-7-0.75

动作时间的选择

d=g+Af

r"=rT+Ar

灵敏度校验

要求七。125

若灵敏度不满足要求，改为与相邻元件的保护n段相配合

五、计算题

1、答案：

1)A相继电器引入的电压、电流分别为"随、h

B相继电器引入的电压、电流分别为“A、4

c相继电器引入的电压、电流分别为心。、八

2)功率方向继电器的动作方程为：

-90p-of<arg^<90°-«

1ni

带入二的大小可以得到:

-120"Wa「g3

<60"

1m

下图分别是以电流、电压为参考向量的动作特性:

3）功率囚数角：^=arccos0.85=31.7

对于B相功率方向继电器：

（pm=arg2=90"-317=58.3"

所以：4

满足动作条件，所以继电器会动作。

2.答案：整定计算：

保护I段：心水小/心、=L2x1.475=1.77（碗

保护II段：/或=K^-2=1-1x1-2x0.862=1.138[M）

/⑵125

K=A2min==11<13

W"I"1138

灵敏度校验：叩i灵敏度不满足要求。

故应该考虑和相邻线路L2的II进行配合。

^.2=^x7；3=1.1x1.2x0.609=0.88W

故L1的H动作电流为：心=KWQ=1.1x0.803=0.883(4

/⑵125

K^=-^=2±±1.416>1.3

■WMnJIInQQQ=

灵敏度校验：呼」灵敏度满足要求。

动作时限整定:t"=t"+A/=Q；+Ar)+Ar=15

保护III段：

按照最大的负荷电流进行整定计算:

K/K,12x2.2

IIIX/L.maxx().12=O.373Q⑷

op.0.85

校验灵敏度:

/⑵125

K小=-^=-^-=3.35\>\.5

I1110373

作为近后备：印』,灵敏度满足要求。

(2)0737

K女3.min―上々=1.976〉1.2

senIll0373

作为远后备：op.,灵敏度满足要求。

动作时限整定：+~=2+05=2.5s

3.答案:

(1)有关元件的阻抗计算:

线路1-2的正序阻抗：Z『2=z/42=64x30=12(0

线路3-4,5-6的正序阻抗：Z3Y=25^=2/1=0.4x60=24(C)

QU%U；10.51152人“C、

Z=KA：X—=^—X-----=44.1(Q)

r100

变压器的等效阻抗：ST10031.5

(2)整定计算：

距离保护I段：Z：=K、xZj_2=0.85x12=10.2(Q)

动作时限：〃二°s

距离保护II段：

与下一级相邻最短线路配合。

Z1=K胃x(Z,-2+)=0.8x(12+1.19x20.4)=29(0)

其中：K1=().85,K—=0.8Z[.3=K]x=0.85x24=20.4(。)

最小分支系数的求解如"

JTX(・一

K4min=芋XX+L1+015)Z=('手+D甘

X2Zx

,20+12“115

二+l)x---=1.19

2

按躲过相邻变压器低压侧出口短路整定:

Z*=长2X(乙_2+K.minZ/)=。.7X(12+2.07x44.1)=723(C)

其中K胃=0.7,最小分支系数的求解如下:

X.min+Xj2+1=20+12+]=2.07

Y

八.v2.max3()

取以上两者中较小者作为II的整定值，即Z普」二290

Z.329

Ksen=—=2.47>1.25

12满足要求。

校验灵敏度：按照本线路末端求灵敏系数乙1-2

则『二匕+'=°.5$,它能同时满足与相邻保护以及

动作时限整定：与相邻保护3的I段配合,

与相邻变压器保护配合的要求。

（3）距离保护III段整定

整定阻抗：按照躲过最小负荷阻抗整定

7UL.min0.9X110“鼻V/C\

ZL..nin=------=Fn”=163.5(Q)

IV3x0.35

/D.max

Zanin

///163.5

7=11Q2(Q)

4量，.10n

KnlKn,-(pL)1.2x1.15x1.5xcospO-25.8)

r

其中：Kmi=1.2=1.15Kw=1.5(p^=70(pD=arccos().9)=25.8

灵敏度校验;

本线路末端短路时的灵敏系数:

y//Z11Q2

八货〃一7=9.18>1.5

Zl