《继电保护原理》期末试题

《继电保护原理》期末试题

一、填空题（12*2分/个二24分）

L电器元件一般有两套保护，若主保护未动作，还有一套是后备保护

2.反应电流增大而动作的保护称为过电流保护

3.电流继电器的反馈电流和动作电流的比值成为反馈系数

4定时限过电流保护的动作时限按阶梯原则选择。

5.继电保护装置由测量回路、逻辑回路、执行回路三部分组成

6.继电保护的可靠性是指应动作的时候动作

7.电流速断保护，即第一段保护的动作电流是按躲开本条线路末端的最大短路电

遍来规定的，其灵敏性是由保护的围表征的

8.按阶梯时限保护的原则，越靠近电源端的短路电流越大，动作时间越长

9.距离保护是反映故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗），并根据距离的

远近而确定动作时间的一种保护装置。

10.全阻抗继电器的缺点是以宜血生

1L输电线路纵差保护的围是线路全长,故障的切除时间为零（瞬时动作）

12.比率差动特性的启动电流随电流的增大而增大

13.单相自动重合闸选项的作用选出故障相

14相间短路的阻抗继电器，当I=1-I则U=U-U

OBA084

15.线路的纵差保护是反应首端和末端电流的大小和相位的,所以它不反映相外

保护

16.变压器的励磁涌流口除含有大量的直流分量，还有大量的谐波分量,其中以

二次谐波为主

17.发电机正常运行，三次谐波电压机端电压大王中性点量。

18.母线保护的首要原则是安全性

19.微机保护的基本算法是计算被测电气量的幅值和相位

20.微机保护中从某一采集信号，提出有用信号的过程叫做滤波

二、问答题（6*6分/个=36分）

1、什么叫继电保护装置，其基本任务是什么？

答：继电保护装置是指安装在被保护元件上，反应被保护元件故障或不正常运行

状态并作用与断路器跳闸或发出信号的一种自动保护；

基本任务：（1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切

除，使故障元件免于继续遭受破坏，保证其它非故障部分迅速恢复正常运行；

⑵对不正常运行状态，根据运行维护条件（如有无经常值班人员），而动作于

发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作。

2、动作电流、返回电流、返回系数的定义

答：继电器动作的最小电流值，称为动作电流或起动电流；使继电器返回的最大

电流值，称为返回电流；返回电流与动作电流的比值称为继电器的返回系数

3、阻抗继电器的最大灵敏角的定义？为什么要采用最大灵敏角？

答：起动阻抗随着测量阻抗相角的变化而改变，当测量阻抗相角等于整定阻抗的

相角时，起动阻抗最大，保护围最大，继电器最灵敏，称为继电器的最大灵敏角;

当保护围部故障时，采用最大灵敏角以便继电器工作在最灵敏的条件下

4、高频闭锁方向保护动作跳闸的条件是什么？如果通道遭到破坏，当部故障和

外部故障时，保护的工作会受到何影响？

答：高频闭锁方向保护动作跳闸的条件是：故障时，高频闭锁方向保护的方向元件

判别为正向故障、且在通道配和延时时间到后未收到线路对侧保护发出的高频闭锁

信号时跳闸；如果通道遭到破坏，当部故障时，保护的工作不会受到影响，可以跳

闸；外部故障时，保护的工作会受到影响，远故障端的保护不能收到高频闭锁信号

而误跳闸。

5、变压器纵差保护中的不平衡电流包括哪些？

答：（1）变压器励磁涌流（当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，变

压器励磁回路可能出现数值很大的励磁电流，该电流称为励磁涌流）

⑵变压器两侧电流相位不同；（3）计算变比与实际变比不同

（4）两侧电流互感器型号不同；（5）变压器带负荷调整分接头

6、发电机负序反时限电流保护的含义，为什么采用这种保护？

答：发电机允许负序过电流的时间t是随着负序电流I的大小变化而变化的。I

22

大时，允许发电机运行的时间段，I小时，允许发电机运行的时间长，这种变化

2

特性称为反时限特性。因为这样的配合可以保证在发电机还没有达到危险状态时

就把发电机切除。

7、继电保护的四个基本要求

答：选择性、速动性、灵敏性、可靠性

8、电流速断保护为什么不能保护线路全长？（因为要保护选择性）

答：因为电流速断保护是按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定的，同时为

了保证其选择性，启动电流还引入了一个可靠系数，所以不能保证线路全长

9、为什么要采用重合闸？经济效果有哪些？

答：当线路被继电保护迅速断开后，电弧即可熄灭，故障点的绝缘强度重新恢复，这

时如果把断开的线路断路器再合上，就能够恢复正常的供电，需要设置自动重合

闸，当断路器跳闸后，能够自动地将断路器合闸；

经济效果有：大大提高供电的可靠性；提高系统并列运行的稳定性；纠正断路器

的误跳闸

10、重合闸的前加速和后加速的定义

答：前加速：当线路第一次故障时，靠近电源端的保护无选择性瞬间动作，然后

进行重合；后加速：当线路第一次故障时，保护有选择性动作，然后进行重合。

11、大型变压器的主要故障有哪些？通常装设的保护有哪些

答：油箱故障：各绕组之间的相间短路；各绕组通过外壳发生的接地故障；单相

绕组部分线匝之间的匝间短路

油箱外故障：套管或引出线之间的相间短路；绝缘套管闪络或破坏，引出线通过

外壳，而发生的接地故障

通常装设的保护：主保护(包括瓦斯保护和纵差动保护或电流速断保护)，后备

保护，其他保护

12、微机保护的硬件有哪几部分组成及各自作用。

答：(1)数据采集单元：将模拟输入量准确的转化为微机能够识别的数字量

(2)数据处理单元：将数据采集单元输出的数据进行分析处理，完成各种继电

保护的测量、逻辑和控制功能。

(3)开入/开出系统：完成各种外部开关量输入以及人机对话功能；保护的出口

跳闸、信号显示、打印、报警等功能。

(4)通信接口：与外部设备的通信联系

(5)电源模块：将直流逆变为交流，再把交流整流为微机系统所需要的直流电

压，增加直流电源的抗干扰能力。

13、发电机的纵差保护与横差保护的适用围以及各自特点？

答：纵差保护：(1)反应定子部相间短路：动作于跳闸

(2)反应电流互感器二次回路断线：动作于信号

横差保护：利用反应两个支路电流之差的原理，可实现对发电机定子绕组匝

间短路的保护；特点：只装设一个电流互感器和一个继电器

三、计算题（2*20分/个二40分）

1、如图所示，在110kV输电线路中，线路AB的负荷电流为335A,负荷电流功

率因数为cosp=0.8,Kzq=1.5;Kfh=1.15,Kk'=0.85;Kk=L25。其余参数见附图。计

算：线路AB的零度接线相间方向阻抗距离A保护一段、三段动作值（无需校验）。

其中：阻抗继电器最大动作灵敏角为：75度；系统阻抗为:Xs=9.5欧姆；单位线

路长度的阻抗为：xl=0.4（欧姆/公里）；电流互感变比为M11200/5。

Ln

ABCD

H23--------------1-0------------------l-a---------------F

110KV25KM36KM18KM

解：（1）距离保护一段动作值整定

Z=KZ=0.85x0.4x25=8.5（0）

dz.AkAB

z1=Z・匕-=8.5----竺些—=1.86（Q）

公打小N110-103/100

YH

（2）距离保护三段动作值

0.9(/0.9x110103

Z=170.62(0)

/.AB.maxr335M

f.AB.max

全阻抗动作值：

z=ZfA8nm=170.62=79.13(。)

上.4KKK1.25x1.15x1.5

K3fii3

方向阻抗动作值：

(P=arccos(0.8)=36.87o

Z79.13

Z*=，-=_____________.=100.6(0)

於八cos((p-<p)cos(75o-36.87)

df

N1200,5/、

Z*=Z*-LH=100.6/=21.95(0)

d:.AJdGN110103•100

YH

2、如图所示，在110KV输电线路中，线路BC的负荷电流为230A,系统阻抗

为:Xs=2.5欧姆，单位线路长度的阻抗为:X=0.4（欧姆/公里）,1,11,111段电流保护可靠

系数Kk^l.25;Kk，=Kk=1.15;自启动系数Kzq=1.5;返回系数Kh=0.85o计算：

线路BC的电流速断、限时电流速断、过电流保护动作值与动作时间。

?C%£

-----[-O--------------□--------------[-□[-□-

20KM25KM34KM------------30KM1.5s

解：（1）线路BC的速断保护

为保证选择性，按躲开线路BC末端的最大短路电流I（3）整定速断动

d.C.max

作值:

d.C.max(Z+Z+Z/

$AHBC

=110•=110/避=3.1(必)

(2.5+20x0.4+25x0.4)20.5

/•=K»/（3）=3.87（/C4）

dz.Bkrf.C.max

动作时间：广=0s

B

（2）线路BC的限时电流速断动作值:

与下条线路电流速断动作值乙,配合：

I=K/⑶=1.86(ALA)

dz.Ckd.D.max

I=K'•(/1)=2.14(KA)

d:.Bkdz.C

动作时间：r=0.5s

B

(3)线路BC的过电流保护电作值:

K-K115x15

=」———•(/)=———x230=466.76(A)

dz.RKf-C.max0.85

动作时间：

。=、+&=)+2加=。+3加

=1.5+3x0.5=3s

3、在双电源系统中，负荷潮流方向、馈电线路过电流保护动作时限如图所示。

问:⑴输电线路过电流保护动作时间;⑵哪些线路过电流保护必须安装功率方向

元件?(3)在给定潮流方向的情况下，线路Lab.Lbc上功率方向元件的动作行为如

何？

EM

C

©4=~~>024©

8

-------

2s1.5s

解:⑴:WlWHJ|工打打|41/*x一r口Dj七〃(PM；W"KMJ|依o

考虑电源E单独作用时，保护8为其末端线路保护，以其为基准进行F■算：

M

t=t+Ar=1.5+0.5=25t=max{],，，，}+△/=/+Ar=2.55

38I3673

考虑电源1单独作用时，保护5为其末端线路保护，以其为基准进行计算：

t=t4-Ar=I+0.5=\.5st=max{t,r,/}+A/=/+Ar=2.5s

2542677

⑵必须安装功率方向元件的过电流保护

a.母线A出线的保护：保护5为负载线路保护，则保护1