继电保护系统故障分析试题及答案

继电保护系统故障分析试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，将正确选项字母填入括号内）1.当线路发生A相金属性接地故障时，保护安装处测得的零序电压与正序电压的相位关系为（）A.同相  B.反相  C.超前90°  D.滞后90°答案：B2.距离保护Ⅰ段整定阻抗为8.4Ω，CT变比600/5，PT变比220kV/100V，则一次侧整定阻抗为（）A.8.4Ω  B.50.4Ω  C.100.8Ω  D.201.6Ω答案：C3.微机保护装置“采样异常”灯亮，最不可能的原因是（）A.采样保持电容失效  B.合并单元丢帧  C.保护CPU插件损坏  D.断路器机构卡涩答案：D4.变压器差动保护采用二次谐波制动，当二次谐波含量超过（）时闭锁差动保护。A.5%  B.10%  C.15%  D.20%答案：C5.对于3/2接线方式，线路保护动作跳开边断路器后，重合闸应（）A.先合中断路器  B.先合边断路器  C.同时合两边断路器  D.闭锁重合闸答案：B6.高频闭锁式保护中，本侧停信元件的动作条件是（）A.正向元件动作且收不到对侧闭锁信号  B.反向元件动作且收不到对侧闭锁信号C.正向元件动作且收到对侧闭锁信号  D.反向元件动作且收到对侧闭锁信号答案：A7.当系统频率从50Hz降至49.5Hz时，数字式低频减载装置第一轮动作延时一般整定为（）A.0.1s  B.0.15s  C.0.2s  D.0.5s答案：C8.线路发生三相短路，故障点正序阻抗等于负序阻抗，则零序电流为（）A.0  B.等于正序电流  C.大于正序电流  D.小于正序电流答案：A9.在保护整定计算中，可靠系数Krel一般取值范围是（）A.0.8～0.9  B.0.9～1.0  C.1.1～1.3  D.1.5～2.0答案：C10.当母线差动保护大差比率制动系数由0.5改为0.3后，其抗TA饱和能力将（）A.增强  B.减弱  C.不变  D.先增强后减弱答案：B11.断路器失灵保护的动作延时必须（）A.大于断路器跳闸时间+保护返回时间  B.等于主保护动作时间C.小于主保护动作时间  D.等于重合闸时间答案：A12.对于零序方向元件，其动作最灵敏角为（）A.0°  B.45°  C.90°  D.180°答案：A13.当线路发生单相接地故障且故障点位于保护范围的30%处时，距离保护Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段中（）可能动作。A.仅Ⅰ段  B.仅Ⅱ段  C.Ⅰ段和Ⅱ段  D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段均不动作答案：A14.变压器空投时，差动保护不平衡电流主要是由于（）A.TA10%误差  B.励磁涌流  C.过励磁  D.二次回路断线答案：B15.当采用光纤分相电流差动保护时，通道单向时延超过（）ms必须启动通道告警。A.5  B.10  C.15  D.20答案：C16.在220kV系统中，断路器断口均压电容的作用是（）A.限制短路电流  B.限制操作过电压  C.提高开断能力  D.降低恢复电压上升率答案：D17.当系统运行方式变大时，同一线路的测量阻抗将（）A.增大  B.减小  C.不变  D.先增大后减小答案：B18.对于P级电流互感器，准确限值系数ALF=10，额定二次负载为15VA，则二次极限电动势为（）A.15V  B.30V  C.150V  D.300V答案：C19.当母线发生A相接地故障，母差保护动作跳开母联后，母线电压（）A.仅A相降低  B.三相均降低  C.仅零序电压升高  D.三相均升高答案：B20.若线路保护采用“闭锁式”高频保护，通道衰耗突然增加6dB，则可能导致（）A.区内故障拒动  B.区外故障误动  C.重合闸失败  D.低频减载误动答案：A二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，漏选、错选均不得分）21.下列属于变压器非电量保护的有（）A.瓦斯保护  B.压力释放  C.油温高  D.差动速断答案：A、B、C22.造成线路光纤电流差动保护“通道异常”灯亮的常见原因有（）A.光纤折断  B.光收发模块老化  C.对侧保护装置失电  D.合并单元采样异常答案：A、B、C23.下列措施可提高母线差动保护抗TA饱和能力的包括（）A.提高比率制动系数  B.采用同步采样  C.增加差动速断段  D.采用变斜率比率制动答案：A、B、D24.关于断路器失灵保护的描述，正确的有（）A.采用分相启动  B.动作后跳相邻断路器  C.需经电流判据  D.动作后闭锁重合闸答案：A、B、C、D25.当系统发生振荡时，下列保护可能误动的有（）A.距离保护Ⅲ段  B.零序方向过流  C.差动保护  D.高频闭锁保护答案：A、D26.下列属于继电保护“四性”要求的有（）A.可靠性  B.灵敏性  C.速动性  D.经济性答案：A、B、C27.对于220kV线路，保护配置“双重化”要求包括（）A.两套主保护不同原理  B.两套保护独立CT绕组  C.两套保护独立直流电源  D.两套保护共用跳闸线圈答案：A、B、C28.下列关于励磁涌流的说法正确的有（）A.含有较大二次谐波  B.波形偏于时间轴一侧  C.初始角为0°时最严重  D.与变压器容量无关答案：A、B、C29.当采用零序电压互感器开口三角接线时，下列情况会出现零序电压的有（）A.单相接地  B.铁磁谐振  C.二次回路断线  D.三相短路答案：A、B、C30.下列属于智能变电站过程层设备的有（）A.合并单元  B.智能终端  C.保护装置  D.电子式互感器答案：A、B、D三、填空题（每空1分，共20分）31.当线路发生单相接地故障时，故障点零序电压的大小等于________电压的________倍。答案：故障相电动势，132.距离保护Ⅰ段整定原则为躲过本线路________故障，并考虑________误差。答案：末端，测量33.变压器差动保护二次谐波制动比通常取________，五次谐波制动比取________。答案：15%～20%，30%～35%34.高频闭锁式保护中，收信电平低于________dBm时，保护判为通道故障。答案：－2035.断路器失灵保护电流判据一般按躲过________电流整定，可靠系数取________。答案：最大负荷，1.336.对于3/2接线，中断路器失灵保护动作后，除跳相邻断路器外，还需启动________及________。答案：远跳，远方收信37.当系统频率下降至________Hz时，低频减载最后一轮动作，切除总负荷约________%。答案：48.5，30～4038.光纤电流差动保护采样同步误差超过________ms，将产生________差流。答案：1，稳态39.母线差动保护大差比率制动斜率一般取________，小差比率制动斜率取________。答案：0.5～0.7，0.3～0.540.电子式互感器输出数字量遵循________协议，额定码值为________。答案：IEC61850-9-2，0x01CF四、判断改错题（每题2分，共10分。先判断对错，若错则划出错误部分并改正）41.距离保护Ⅲ段可以保护本线路全长及下级线路的一部分，故称为“后备段”。答案：√42.变压器空投时，差动保护不平衡电流主要由TA变比不一致引起。答案：× 励磁涌流43.当系统发生振荡时，零序电流等于三倍负序电流。答案：× 振荡无零序通路，零序电流为零44.高频保护通道衰耗增加3dB，保护灵敏度降低一半。答案：√45.断路器失灵保护动作后，必须经故障录波器确认方可复归。答案：× 无需录波器确认，满足动作条件即可出口五、简答题（每题6分，共30分）46.简述微机线路保护“采样异常”灯亮的排查步骤。答案：（1）检查合并单元输出帧是否丢包、错序；（2）用数字万用表测量采样保持电容电压是否跌落；（3）查看保护装置SV接收缓冲区溢出标志；（4）核对SCD文件，检查采样值通道映射；（5）更换CPU插件或光口模块进行交叉验证；（6）重启装置后观察异常灯是否复归，并做40ms连续采样测试。47.说明变压器差动保护比率制动特性曲线各段含义。答案：横轴为制动电流Ires，纵轴为差动电流Id。曲线分三段：（1）无制动段：Id＜Iset1，Ires＜Ires1，固定门槛；（2）比率制动段：Id/Ires=K1，斜率0.3～0.5，抗轻微饱和；（3）高值制动段：Id/Ires=K2，斜率0.5～0.7，抗严重饱和。两斜率交点对应TA饱和拐点，保证内部故障灵敏、外部故障可靠制动。48.写出3/2接线中断路器失灵保护动作逻辑。答案：（1）保护跳闸令发出；（2）经电流判据If＞Iset（0.2In～0.4In）；（3）经延时T1（0.15s～0.25s）确认断路器未断；（4）跳相邻两台断路器；（5）启动远跳，发GOOSE信号至对侧；（6）闭锁重合闸，启动故障录波，发中央信号。49.比较闭锁式与允许式高频保护的异同。答案：相同：均利用电力线载波通道，均设正反向元件。差异：（1）逻辑：闭锁式区内故障停信，收不到闭锁信号即出口；允许式需收到对侧允许信号才出口；（2）通道故障：闭锁式可能拒动，允许式可能误动；（3）速动性：闭锁式快约5ms；（4）应用电压等级：闭锁式多用于220kV及以下，允许式用于500kV及以上。50.说明智能变电站“SV采样链路中断”对保护的影响及应对措施。答案：影响：保护失去电流电压采样，自动闭锁相关段，可能引发保护拒动。措施：（1）投入SV接收双链路冗余，A、B网独立；（2）设置链路中断延时100ms后切换至“保护检修压板”状态；（3）采用模拟量后备插件，链路中断超200ms自动切换至电磁式互感器输入；（4）监控后台发“链路中断”告警，通知运维人员现场检查光纤、光口。六、计算题（共30分）51.（10分）220kV线路参数：ZL=0.42∠80°Ω/km，长60km，CT1200/5，PT220kV/100V。距离保护Ⅰ段按0.8倍线路阻抗整定，求：（1）一次侧整定阻抗；（2）二次侧整定阻抗；（3）若实测二次电压57.7V、电流2A、相位70°，判断保护是否动作。答案：（1）Z1_prim=0.8×0.42×60=20.16Ω；（2）Z1_sec=20.16×(5/1200)×(100/220000)=0.038Ω；（3）Zmeas=57.7/2=28.85Ω，折算到一次28.85×(1200/5)×(220000/100)=15.24Ω＜20.16Ω，故Ⅰ段动作。52.（10分）变压器容量120MVA，电压220/121/11kV，接线YNyn0d11，短路电压Uk12=12%，Uk13=20%，Uk23=7%。计算高压侧TA变比3000/5，低压侧TA变比4000/5，求差动保护平衡系数Kph。答案：高压侧额定电流I1n=120000/(√3×220)=315A，二次电流315/600=0.525A；低压侧额定电流I3n=120000/(√3×11)=6298A，二次电流6298/800=7.873A；Kph=0.525/7.873=0.067。53.（10分）系统发生A相接地，故障点距保护安装处30km，线路零序阻抗Z0=1.2∠75°Ω/km，正序阻抗Z1=0.4∠80°Ω/km，系统零序补偿系数K0=0.65。保护测得零序电流3I0=1.2kA，求保护安装处零序电压3U0，并判断零序方向元件是否动作（灵敏角0°）。答案：3U0=3I0×Z0×L=1.2×1.2∠75°×30=43.2∠75°kV；零序电压与零序电流相位差75°-0°=75°＜90°，方向元件动作。七、综合分析题（共30分）54.（15分）某220kV线路配置双套光纤电流差动保护。故障前运行方式：双回线并列，每回负载300MW。某日14:32，甲线两侧保护同时报“差动动作”“重合闸动作”，故障测距显示距M侧18km。故障录波显示：故障前80ms，M侧3I0突增0.8kA，N侧3I0突增0.9kA；故障后40ms，两侧保护差流达1.5kA，两侧断路器跳开；120ms后两侧重合闸动作，重合成功。试分析：（1）故障性质及原因；（2）保护动作行为评价；（3）若重合失败，后续处置流程。答案：（1）单相瞬时性接地故障，可能因绝缘子串闪络或雷击引起；（2）差动保护正确动作，测距误差＜500m，重合闸成功，动作行为良好；（3）若重合失败，两侧保护加速跳闸，不再重合，调度令试送前需巡视线路，检测绝缘，确认无异常后强送一次，强送失败则转检修。55.（15分）智能变电站3/2接线，5011、5012为边、中断路器。某日，5012断路