继电保护工专业理论模拟试题与答案

继电保护工专业理论模拟试题与答案一、选择题1.电力系统发生短路故障时，通常会出现（）。A.电流增大，电压升高B.电流增大，电压降低C.电流减小，电压升高D.电流减小，电压降低答案：B。在短路故障时，短路点阻抗变小，根据欧姆定律，回路电流会增大；同时，由于短路点附近电压降增大，所以短路点及其附近的电压会降低。2.过电流保护的动作电流是按（）来整定的。A.大于最大负荷电流B.大于最大短路电流C.小于最大负荷电流D.小于最大短路电流答案：A。过电流保护的动作电流需要大于正常运行时的最大负荷电流，以保证在正常负荷情况下保护装置不会误动作。3.三段式电流保护中，（）段的灵敏度最高。A.ⅠB.ⅡC.ⅢD.一样高答案：C。三段式电流保护中，Ⅰ段为无时限电流速断保护，动作电流按躲过本线路末端最大短路电流整定，不能保护线路全长；Ⅱ段为限时电流速断保护，能保护线路全长；Ⅲ段为过电流保护，动作电流按躲过最大负荷电流整定，其动作电流最小，所以灵敏度最高。4.变压器差动保护采用比率制动特性，其目的是为了（）。A.提高内部故障时保护动作的可靠性B.使差动保护动作电流随外部不平衡电流增大而提高C.防止区外故障时由于不平衡电流增大而误动D.提高保护的灵敏性答案：C。变压器差动保护采用比率制动特性，当外部故障时，不平衡电流增大，制动电流也增大，使保护的动作电流随制动电流的增大而提高，从而防止区外故障时由于不平衡电流增大而误动。5.距离保护中，测量阻抗与（）有关。A.短路点到保护安装处的距离B.系统运行方式C.短路类型D.以上都是答案：D。测量阻抗是保护安装处测量电压与测量电流的比值。短路点到保护安装处的距离不同，测量阻抗不同；系统运行方式改变会影响短路电流大小，进而影响测量阻抗；不同的短路类型，故障环路的电压、电流关系不同，测量阻抗也会不同。二、判断题1.继电保护装置的基本要求是可靠性、选择性、速动性和灵敏性。（）答案：正确。可靠性是指保护装置应能在规定的保护范围内可靠动作和不发生误动作；选择性是指当系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，使停电范围尽量缩小；速动性是指保护装置应能尽快地切除故障；灵敏性是指保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常运行状态的反应能力。2.电流速断保护的动作电流应躲过被保护线路末端的最大负荷电流。（）答案：错误。电流速断保护的动作电流应躲过被保护线路末端的最大短路电流，以保证在被保护线路外部故障时保护装置不会误动作。3.变压器过负荷保护一般采用定时限特性，动作于跳闸。（）答案：错误。变压器过负荷保护一般采用定时限特性，动作于信号，因为过负荷通常不是立即需要切除变压器的严重故障，发信号提醒运行人员采取措施即可。4.母线差动保护是利用比较母线各连接元件的电流大小和相位的原理构成的。（）答案：正确。母线差动保护通过比较母线各连接元件的电流大小和相位，正常运行或区外故障时，流入母线的电流和流出母线的电流相量和为零；当母线区内故障时，流入母线的电流和不为零，保护动作。5.当系统发生振荡时，距离保护可能会误动作。（）答案：正确。系统发生振荡时，测量阻抗会随振荡周期变化，可能会进入距离保护的动作区，导致距离保护误动作。三、简答题1.简述继电保护装置的基本构成及各部分的作用。答案：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：其作用是测量被保护对象的有关物理量，如电流、电压等，并与给定的整定值进行比较，以判断是否发生故障或不正常运行状态。逻辑部分：根据测量部分输出的结果，按照一定的逻辑关系进行判断，确定是否应该使保护装置动作。逻辑部分通常由各种逻辑元件组成，如与门、或门、非门等。执行部分：当逻辑部分判断保护装置应该动作时，执行部分就会发出相应的动作指令，如跳闸命令或信号命令，使断路器跳闸或发出信号。2.什么是保护的灵敏系数？如何计算电流保护的灵敏系数？答案：保护的灵敏系数是指保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常运行状态的反应能力。对于反应故障时参数量增大的保护装置，灵敏系数为保护范围末端金属性短路时，故障参量的最小计算值与保护装置动作参量的整定值之比；对于反应故障时参数量减小的保护装置，灵敏系数为保护装置动作参量的整定值与保护范围末端金属性短路时，故障参量的最大计算值之比。电流保护的灵敏系数计算：（1）对于过电流保护，灵敏系数$K_{sen}=\frac{I_{k.min}}{I_{op}}$，其中$I_{k.min}$为被保护线路末端最小短路电流，$I_{op}$为过电流保护的动作电流。（2）对于限时电流速断保护，灵敏系数$K_{sen}=\frac{I_{k1.min}}{I_{op}}$，$I_{k1.min}$为相邻线路首端最小短路电流。3.简述变压器差动保护产生不平衡电流的原因及减小不平衡电流的措施。答案：产生不平衡电流的原因：（1）变压器两侧电流互感器的变比不完全匹配，导致两侧二次电流存在差值。（2）变压器励磁涌流，当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，其中含有大量的非周期分量和高次谐波，会使差动回路产生不平衡电流。（3）变压器两侧电流相位不同，例如Y,d11接线的变压器，两侧电流存在30°的相位差。（4）变压器带负荷调节分接头，改变了变压器的变比，从而使差动回路产生不平衡电流。减小不平衡电流的措施：（1）采用具有速饱和铁芯的差动继电器，利用速饱和铁芯对非周期分量的抑制作用，减小励磁涌流产生的不平衡电流的影响。（2）采用相位补偿的方法，如对于Y,d11接线的变压器，将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，三角形侧的电流互感器接成星形，以补偿两侧电流的相位差。（3）采用带比率制动特性的差动保护，使差动保护的动作电流随外部不平衡电流的增大而提高，防止区外故障时由于不平衡电流增大而误动。（4）在整定计算时，适当提高差动保护的动作电流，以躲过由于电流互感器变比不匹配、带负荷调节分接头等产生的不平衡电流。4.距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的作用分别是什么？答案：距离保护Ⅰ段：为无时限电流速断保护，其作用是快速切除被保护线路首端的短路故障，动作时间通常为0s。它的保护范围一般为被保护线路全长的80%85%，以保证在本线路内部故障时能快速动作，同时避免在相邻线路故障时误动作。距离保护Ⅱ段：为限时电流速断保护，其作用是作为Ⅰ段的后备保护，保护本线路全长。它的动作时间比Ⅰ段增加一个时限级差（一般为0.30.6s），保护范围延伸到相邻线路的一部分。距离保护Ⅲ段：为过电流保护，其作用是作为本线路和相邻线路的后备保护。它的动作电流按躲过最大负荷电流整定，动作时间最长，一般为13s，以保证在各种情况下都能可靠动作，切除故障。5.简述母线保护的分类及原理。答案：母线保护主要分为母线差动保护和母线后备保护。母线差动保护原理：利用比较母线各连接元件的电流大小和相位的原理构成。正常运行或区外故障时，根据基尔霍夫电流定律，流入母线的电流和流出母线的电流相量和为零，差动继电器不动作；当母线区内故障时，流入母线的电流不再等于流出母线的电流，差动继电器动作，跳开母线各连接元件的断路器。母线后备保护原理：一般采用过电流保护或复合电压闭锁过电流保护等。过电流保护是当母线电流超过整定值时动作；复合电压闭锁过电流保护是在过电流保护的基础上，增加了低电压和负序电压闭锁条件，只有当电流超过整定值，同时满足低电压或负序电压条件时，保护才动作，以提高保护的可靠性和选择性。四、计算题1.已知某线路的最大负荷电流$I_{L.max}=300A$，电流互感器变比$n_{TA}=600/5$，过电流保护的可靠系数$K_{rel}=1.2$，自启动系数$K_{ss}=1.5$，返回系数$K_{re}=0.85$，试计算过电流保护的动作电流。解：（1）首先计算一次动作电流$I_{op1}$：根据公式$I_{op1}=K_{rel}K_{ss}\frac{I_{L.max}}{K_{re}}$将$K_{rel}=1.2$，$K_{ss}=1.5$，$I_{L.max}=300A$，$K_{re}=0.85$代入可得：$I_{op1}=1.2\times1.5\times\frac{300}{0.85}\approx635.29A$（2）然后计算二次动作电流$I_{op2}$：已知电流互感器变比$n_{TA}=\frac{600}{5}=120$根据$I_{op2}=\frac{I_{op1}}{n_{TA}}$将$I_{op1}=635.29A$，$n_{TA}=120$代入可得：$I_{op2}=\frac{635.29}{120}\approx5.29A$答：过电流保护的二次动作电流约为5.29A。2.某110kV线路采用三段式距离保护，已知线路全长$L=50km$，每公里线路阻抗$Z_{1}=0.4\Omega/km$，Ⅰ段保护的可靠系数$K_{rel1}=0.8$，试计算Ⅰ段保护的动作阻抗。解：（1）首先计算被保护线路的全长阻抗$Z_{L}$：$Z_{L}=Z_{1}L$将$Z_{