继电保护习题(附参考答案)

继电保护习题(附参考答案)选择题1.下列哪种保护属于后备保护（）A.主保护B.近后备保护C.辅助保护D.异常运行保护参考答案：B。后备保护是在主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护，分为近后备保护和远后备保护。主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护；辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护；异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。2.三段式电流保护中，灵敏度最高的是（）A.电流速断保护B.限时电流速断保护C.过电流保护D.一样高参考答案：C。电流速断保护按躲开被保护线路末端最大短路电流整定，灵敏度较低；限时电流速断保护按躲开下一条线路电流速断保护的动作电流整定，灵敏度比电流速断保护高；过电流保护按躲开最大负荷电流整定，其保护范围通常能延伸到相邻线路，灵敏度是三段式电流保护中最高的。3.方向电流保护是在电流保护的基础上，加装了（）元件。A.电压B.功率方向C.时间D.阻抗参考答案：B。方向电流保护是为了满足多电源网络中选择性的要求，在电流保护的基础上加装功率方向元件，利用功率方向元件来判断短路功率的方向，从而保证保护动作的选择性。4.距离保护第Ⅰ段的保护范围通常为被保护线路全长的（）A.80%85%B.20%50%C.100%D.50%70%参考答案：A。距离保护第Ⅰ段是瞬时动作的，为了保证其选择性，其动作阻抗按躲开被保护线路末端短路时的测量阻抗来整定，保护范围通常为被保护线路全长的80%85%。5.变压器的过电流保护，其动作电流是按（）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参考答案：A。变压器过电流保护的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情况下保护不动作，而在发生故障时能够可靠动作切除故障。判断题1.继电保护装置的可靠性是指保护装置应能正确的动作，并随时处于准备动作的状态。（）参考答案：正确。可靠性是继电保护装置的重要性能指标之一，它包括安全性和信赖性，即保护装置应能在规定的保护范围内，在应该动作时可靠动作，在不应该动作时可靠不动作，并随时处于准备动作的状态。2.电流速断保护的动作电流越大，其保护范围就越大。（）参考答案：错误。电流速断保护的动作电流是按躲开被保护线路末端最大短路电流整定的，动作电流越大，意味着其能够动作的短路电流门槛越高，保护范围就越小。3.方向过电流保护的动作电流与功率方向元件的动作方向无关。（）参考答案：正确。方向过电流保护中，动作电流的整定只与躲过最大负荷电流等因素有关，而功率方向元件主要用于判断短路功率的方向，以保证保护动作的选择性，二者相互独立又共同作用于保护的动作。4.距离保护受系统运行方式变化的影响比电流保护小。（）参考答案：正确。电流保护的动作电流和保护范围受系统运行方式变化影响较大，因为系统运行方式变化会导致短路电流大小改变。而距离保护是反应故障点到保护安装处的距离，测量的是电压与电流的比值，受系统运行方式变化的影响相对较小。5.变压器的差动保护能够反应变压器绕组、套管及引出线上的各种短路故障。（）参考答案：正确。变压器差动保护是利用比较变压器两侧电流的大小和相位的原理构成的，能够反应变压器绕组、套管及引出线上的各种短路故障，是变压器的主保护之一。简答题1.简述继电保护装置的基本要求。参考答案：继电保护装置应满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性四个基本要求。可靠性：包括安全性和信赖性，要求保护装置在规定的保护范围内，在应该动作时可靠动作，在不应该动作时可靠不动作。选择性：当电力系统发生故障时，保护装置应能有选择地将故障设备从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证非故障部分继续安全运行。速动性：保护装置应能尽快地切除故障，以减少故障设备和线路的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在低电压下的工作时间。灵敏性：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，通常用灵敏系数来衡量。2.说明三段式电流保护的组成及各段的作用。参考答案：三段式电流保护由电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护组成。电流速断保护：按躲开被保护线路末端最大短路电流整定，动作迅速，能够快速切除本线路首端的短路故障，但其保护范围不能保护线路全长，且受系统运行方式变化影响较大。限时电流速断保护：按躲开下一条线路电流速断保护的动作电流整定，以一定的时限动作，其保护范围一般能保护本线路全长，并延伸到下一条线路的一部分，作为电流速断保护的后备保护，弥补电流速断保护不能保护线路全长的缺陷。过电流保护：按躲开最大负荷电流整定，动作时间较长，作为本线路和相邻线路的后备保护，当本线路的主保护或断路器拒动时，以及相邻线路的保护或断路器拒动时，过电流保护能够动作切除故障。3.简述距离保护的基本原理。参考答案：距离保护是反应故障点到保护安装处的距离（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。其基本原理是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，即测量阻抗。该测量阻抗反映了故障点到保护安装处的距离。当测量阻抗小于预先整定的动作阻抗时，保护装置动作；当测量阻抗大于预先整定的动作阻抗时，保护装置不动作。通过设置不同的动作阻抗和动作时限，可以实现对不同范围故障的保护。4.变压器差动保护中产生不平衡电流的原因有哪些？参考答案：变压器差动保护中产生不平衡电流的原因主要有以下几点：变压器两侧电流互感器的变比和特性不完全相同，会导致两侧二次电流存在差异，从而产生不平衡电流。变压器带负荷调节分接头，改变了变压器的变比，使两侧电流的大小和相位关系发生变化，产生不平衡电流。变压器励磁涌流，在变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，会产生很大的励磁涌流，其数值可达额定电流的68倍，且含有大量的非周期分量和高次谐波，会引起差动回路的不平衡电流。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，若不进行相位补偿，会在差动回路中产生很大的不平衡电流。5.简述母线保护的基本原理。参考答案：母线保护的基本原理是基于比较母线各连接元件的电流大小和相位关系。正常运行和外部故障时，母线所有连接元件的电流向量和为零（根据基尔霍夫电流定律）。而当母线发生故障时，流入母线的电流不再满足上述关系，会出现一个总的短路电流。母线保护通过检测这个电流的变化来判断母线是否发生故障。常见的母线保护有母线差动保护，它将母线各连接元件的电流互感器二次侧按同名相、同极性连接到差动回路中，当母线故障时，差动回路中会有差电流流过，使保护装置动作；当外部故障时，差动回路中理论上没有差电流，保护装置不动作。计算题1.已知某线路电流速断保护的动作电流为10A，线路末端最大短路电流为15A，试计算该电流速断保护的灵敏系数，并判断其是否满足要求（一般要求电流速断保护的灵敏系数不小于1.25）。参考答案：灵敏系数计算公式为：$K_{sen}=\frac{I_{k.min}}{I_{op}}$，其中$I_{k.min}$为被保护线路末端最小短路电流，本题中未提及最小短路电流，按最大短路电流计算（在实际工程中，应按最小短路电流计算），$I_{op}$为保护的动作电流。将$I_{k.min}=15A$，$I_{op}=10A$代入公式可得：$K_{sen}=\frac{15}{10}=1.5$因为$1.5\gt1.25$，所以该电流速断保护的灵敏系数满足要求。2.某变压器采用过电流保护，已知变压器的额定电流为$I_{N}=200A$，最大负荷电流为$I_{L.max}=250A$，可靠系数$K_{rel}=1.2$，返回系数$K_{re}=0.85$，试计算过电流保护的动作电流。参考答案：过电流保护动作电流的计算公式为：$I_{op}=\frac{K_{rel}}{K_{re}}I_{L.max}$将$K_{rel}=1.2$，$K_{re}=0.85$，$I_{L.max}=250A$代入公式可得：$I_{op}=\frac{1.2}{0.85}\times250\approx352.94A$所以，该变压器过电流保护的动作电流约为352.94A。3.某距离保护装置的动作阻抗$Z_{op}=10\Omega$，当测量阻抗$Z_{m}=8\Omega$时，判断该距离保护装置是否动作。参考答案：距离保护装置的动作判据为：当测量阻抗$Z_{m}$小于动作阻抗$Z_{op}$时，保护装置动作；当测量阻抗$Z_{m}$大于动作阻抗$Z_{op}$时，保护装置不动作。已知$Z_{op}=10\Omega$，$Z_{m}=8\Omega$，因为$8\Omega\lt10\Omega$，即$Z_{m}\ltZ_{op}$，所以该距离保护装置动作。4.有一台Y，d11接线的变压器，其额定容量$S_{N}=10MVA$，额定电压$U_{N1}/U_{N2}=110/10.5kV$，试计算变压器两侧电流互感器二次侧的额定电流（电流互感器的变比分别为$n_{TA1}=1200/5$，$n_{TA2}=600/5$）。参考答案：首先计算变压器两侧的额定电流：高压侧额定电流$I_{N1}=\frac{S_{N}}{\sqrt{3}U_{N1}}=\frac{10\times10^{6}}{\sqrt{3}\times110\times10^{3}}\approx52.49A$低压侧额定电流$I_{N2}=\frac{S_{N}}{\sqrt{3}U_{N2}}=\frac{10\times10^{6}}{\sqrt{3}\times10.5\times10^{3}}\approx549.9A$然后计算两侧电流互感器二次侧的额定电流：高压侧二次额定电流$I_{N1}'=\frac{I_{N1}}{n_{TA1}}=\frac{52.49}{1200/5}\approx0.22A$低压侧二次额定电流$I_{N2}'=\frac{I_{N2}}{n_{TA2}}=\frac{549.9}{600/5}\approx4.58A$所以，变压器高压侧电流互感器二次侧的额定电流约为0.22A，低压侧电流互感器二次侧的额定电流约为4.58A。5.某线路限时电流速断保护的