电力系统继电保护课后习题答案

电力系统继电保护课后习题答案一、选择题（每题2分，共20分）1.电力系统继电保护的基本任务不包括（）A.自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除B.当电气设备出现不正常运行状态时，根据运行维护的条件，动作于发出信号、减负荷或跳闸C.检测电力系统的电压和频率D.与电力系统的其他自动装置配合，缩短停电时间，提高供电可靠性答案：C解析：电力系统继电保护的基本任务主要是切除故障元件和对不正常运行状态做出响应，检测电压和频率不是其基本任务。2.限时电流速断保护的保护范围（）A.本线路全长B.本线路及下一段线路一部分C.下一段线路全长D.本线路一部分答案：B解析：限时电流速断保护为了保证选择性，其保护范围一般为本线路及下一段线路一部分。3.以下哪种继电器属于过量继电器（）A.低电压继电器B.过电流继电器C.欠功率继电器D.低频率继电器答案：B解析：过电流继电器是当电流超过整定值时动作，属于过量继电器；而低电压、欠功率、低频率继电器是当相应参数低于整定值时动作，属于欠量继电器。4.三段式电流保护中，灵敏性最好的是（）A.电流速断保护B.限时电流速断保护C.过电流保护D.一样好答案：C解析：过电流保护的动作电流按躲过最大负荷电流来整定，其保护范围较大，所以灵敏性相对最好。5.方向电流保护是在电流保护的基础上加装了（）A.电压元件B.方向元件C.时间元件D.阻抗元件答案：B解析：方向电流保护是在电流保护基础上增加了方向元件，以判断故障方向。6.距离保护的第Ⅰ段一般保护本线路全长的（）A.50%60%B.70%80%C.80%90%D.100%答案：C解析：距离保护第Ⅰ段为了保证选择性，一般保护本线路全长的80%90%。7.变压器的过电流保护，其动作电流是按（）来整定的。A.躲过变压器的最大负荷电流B.躲过变压器的额定电流C.躲过外部短路时的最大短路电流D.躲过变压器的励磁涌流答案：A解析：变压器过电流保护动作电流按躲过变压器的最大负荷电流来整定，以保证在正常最大负荷时不动作。8.差动保护能够区分（）A.区内故障和区外故障B.相间故障和接地故障C.短路故障和断路故障D.对称故障和不对称故障答案：A解析：差动保护通过比较被保护设备各侧电流的大小和相位，能够区分区内故障和区外故障。9.对于中性点不接地系统，发生单相接地故障时，非故障相的相电压（）A.降低B.升高为线电压C.不变D.变为零答案：B解析：中性点不接地系统发生单相接地故障时，非故障相的相电压升高为线电压。10.自动重合闸装置的作用不包括（）A.提高供电的可靠性B.提高电力系统的暂态稳定性C.纠正断路器的误跳闸D.降低短路电流答案：D解析：自动重合闸装置可以提高供电可靠性、暂态稳定性和纠正断路器误跳闸，但不能降低短路电流。二、填空题（每题2分，共20分）1.电力系统继电保护装置由测量部分、______和执行部分组成。答案：逻辑部分解析：继电保护装置一般由测量部分、逻辑部分和执行部分构成，测量部分获取电气量信息，逻辑部分进行判断，执行部分发出动作指令。2.电流速断保护的动作电流应按躲过______来整定。答案：被保护线路末端的最大短路电流解析：为了保证电流速断保护的选择性，其动作电流要躲过被保护线路末端的最大短路电流。3.方向电流保护的动作电流应按______来整定。答案：躲过最大负荷电流解析：和一般电流保护类似，方向电流保护的动作电流按躲过最大负荷电流整定。4.距离保护的测量元件通常采用______继电器。答案：阻抗解析：距离保护是根据测量的阻抗大小来判断故障位置，所以测量元件通常采用阻抗继电器。5.变压器的纵差动保护是反应______的保护。答案：变压器两侧电流差解析：变压器纵差动保护通过比较变压器两侧电流的差值来判断是否发生故障。6.母线保护主要有______和电流比相式母线保护等。答案：差动母线保护解析：常见的母线保护有差动母线保护和电流比相式母线保护等类型。7.中性点直接接地系统发生单相接地故障时，故障点的零序电流等于______。答案：故障线路的零序电流解析：在中性点直接接地系统中，单相接地故障时故障点的零序电流就是故障线路的零序电流。8.自动重合闸按动作次数可分为______和多次重合闸。答案：一次重合闸解析：自动重合闸按动作次数分为一次重合闸和多次重合闸。9.继电保护的四个基本要求是选择性、速动性、灵敏性和______。答案：可靠性解析：继电保护的四个基本要求是选择性、速动性、灵敏性和可靠性。10.反应故障时电流增大而动作的保护称为______保护。答案：过电流解析：过电流保护是基于故障时电流增大这一特征来动作的。三、判断题（每题2分，共20分）1.继电保护装置的可靠性是指在规定的保护范围内发生故障时，保护装置应可靠动作；而在正常运行或保护范围外发生故障时，保护装置应可靠不动作。（）答案：正确解析：这是继电保护可靠性的准确定义。2.电流速断保护可以保护本线路的全长。（）答案：错误解析：电流速断保护不能保护本线路全长，为保证选择性，其保护范围有限。3.方向电流保护在正方向故障时动作，反方向故障时不动作。（）答案：正确解析：方向电流保护通过方向元件判断故障方向，正方向故障动作，反方向故障不动作。4.距离保护的第Ⅱ段可以保护相邻线路的全长。（）答案：错误解析：距离保护第Ⅱ段一般不能保护相邻线路全长，只是延伸到相邻线路一部分。5.变压器的过负荷保护一般采用定时限过电流保护。（）答案：正确解析：变压器过负荷保护常采用定时限过电流保护，在过负荷时延时动作。6.母线差动保护可以保护母线及连接在母线上的所有设备。（）答案：正确解析：母线差动保护主要用于保护母线及连接在母线上的设备。7.中性点不接地系统发生单相接地故障时，三相线电压仍然对称。（）答案：正确解析：中性点不接地系统单相接地时，三相线电压大小和相位关系不变，仍然对称。8.自动重合闸装置只能重合一次。（）答案：错误解析：自动重合闸有一次重合闸和多次重合闸之分。9.继电保护的灵敏性是指保护装置对其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。（）答案：正确解析：这是继电保护灵敏性的定义。10.限时电流速断保护的动作时间比过电流保护的动作时间长。（）答案：错误解析：限时电流速断保护的动作时间一般比过电流保护短。四、简答题（每题10分，共30分）1.简述继电保护的基本原理。答案：继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或不正常运行时的电气量（如电流、电压、功率、频率等）的变化，与正常运行时的电气量进行比较，当这些电气量的变化达到一定程度时，保护装置就会动作。例如，当发生短路故障时，电流会增大，电压会降低，通过测量这些电气量并与整定值比较，若满足动作条件，保护装置就会发出跳闸或报警信号。同时，还可以利用元件的物理参数变化来实现保护，如变压器的油温、绕组温度等异常升高时也可触发相应的保护动作。2.说明电流速断保护和限时电流速断保护的区别。答案：（1）动作电流整定原则不同：电流速断保护的动作电流按躲过被保护线路末端的最大短路电流来整定；限时电流速断保护的动作电流按躲过下一条线路电流速断保护的动作电流来整定。（2）保护范围不同：电流速断保护不能保护线路全长，只能保护线路的一部分；限时电流速断保护的保护范围为本线路及下一段线路的一部分。（3）动作时间不同：电流速断保护是瞬时动作，没有延时；限时电流速断保护有一定的延时，以保证选择性。（4）灵敏性不同：限时电流速断保护的灵敏性比电流速断保护好，因为其动作电流相对较小，保护范围相对较大。3.简述变压器纵差动保护的原理及不平衡电流产生的原因。答案：原理：变压器纵差动保护是通过比较变压器两侧电流的大小和相位来判断是否发生故障。正常运行和区外故障时，变压器两侧电流大小和相位符合一定关系，流入差动继电器的电流差接近零，保护不动作；当变压器内部发生故障时，两侧电流差增大，当差值超过整定值时，差动保护动作，切除变压器。不平衡电流产生的原因：（1）变压器两侧电流互感器的变比和特性不完全相同，会导致两侧电流在变换后存在差异，产生不平衡电流。（2）变压器带负荷调节分接头时，会改变变压器的变比，从而使两侧电流的关系发生变化，产生不平衡电流。（3）变压器的励磁涌流，在变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复时，会产生很大的励磁涌流，而励磁涌流只流经变压器的一侧，会造成差动回路出现不平衡电流。（4）变压器正常运行时的励磁电流，虽然数值较小，但也会引起一定的不平衡电流。五、计算题（每题10分，共10分）已知某110kV线路，最大负荷电流为300A，电流互感器变比为600/5，过电流保护的可靠系数取1.2，自启动系数取1.3，返回系数取0.85。试计算过电流保护的动作电流。解：首先将最大负荷电流换算到二次侧：$I_{L.max}^{(2)}=\frac{I_{L.max}}{n_{TA}}=\frac{300}{600/5}=2.5A$根据过电流保护动作电流计算