电力系统继电保护期末课程试卷及答案

电力系统继电保护期末课程试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.线路距离保护第Ⅰ段整定阻抗通常按线路全长的（）进行整定。A.70%～80%B.80%～85%C.85%～90%D.90%～95%答案：B2.当系统发生单相接地故障时，零序电压的相位关系是（）。A.超前零序电流90°B.滞后零序电流90°C.同相D.反相答案：B3.变压器差动保护中，二次谐波制动比通常整定为（）。A.5%B.10%C.15%D.20%答案：C4.高频闭锁方向保护中，闭锁信号由（）发出。A.故障线路对端B.故障线路本端C.非故障线路两端D.调度中心答案：C5.对3/2接线方式，断路器失灵保护动作后首先跳开（）。A.母联断路器B.相邻断路器C.本断路器D.主变高压侧断路器答案：B6.距离保护振荡闭锁开放判据中，最常用的是（）。A.电流突变量B.阻抗变化率C.零序功率方向D.电压突变量答案：B7.输电线路光纤差动保护采样同步误差允许值一般不超过（）。A.1msB.2msC.3msD.5ms答案：B8.母线差动保护中，若某支路CT变比为1200/5，其余为600/5，则该支路电流需（）。A.除以2B.乘以2C.加2AD.减2A答案：B9.自动重合闸后加速保护投入时，其加速段阻抗值（）。A.与Ⅰ段相同B.与Ⅱ段相同C.与Ⅲ段相同D.独立整定答案：D10.发电机失磁保护中，异步阻抗圆直径一般取（）倍额定阻抗。A.1.0B.1.2C.1.5D.2.0答案：C11.对于220kV线路，单相重合闸时间一般整定为（）。A.0.5sB.1.0sC.1.5sD.2.0s答案：B12.变压器空投时，差动保护最易误动的相别是（）。A.A相B.B相C.C相D.三相均等答案：B13.距离保护Ⅲ段整定时间需与相邻线路（）段配合。A.ⅠB.ⅡC.ⅢD.后备答案：C14.零序方向元件动作电压一般取（）V（二次值）。A.1～2B.2～3C.3～5D.5～10答案：C15.断路器失灵保护电流判据按（）倍额定电流整定。A.0.1B.0.2C.0.5D.1.0答案：B16.高频保护通道衰耗超过（）dB时应闭锁保护。A.10B.15C.20D.25答案：C17.线路保护采用“检无压+检同期”重合闸时，检无压定值取（）Un。A.0.15B.0.25C.0.35D.0.45答案：B18.变压器差动保护采用比率制动，其制动曲线拐点电流一般取（）Ie。A.0.5B.0.8C.1.0D.1.2答案：B19.距离保护中，当测量阻抗进入方向阻抗圆，且持续（）ms后出口跳闸。A.10B.20C.40D.60答案：C20.发电机定子接地保护3U3I方案中，3I零序电流取自（）。A.中性点接地变二次B.机端零序CTC.主变高压侧D.厂用变答案：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，多选、少选、错选均不得分）21.下列属于变压器非电量保护的有（）。A.瓦斯B.油温高C.压力释放D.绕组温度高答案：ABCD22.影响距离保护测量阻抗的因素包括（）。A.过渡电阻B.并联电抗器C.系统振荡D.串联补偿电容答案：ABCD23.高频闭锁保护停信条件有（）。A.本侧方向元件判正方向B.本侧电流突变量动作C.对侧发来闭锁信号D.本侧低电压动作答案：AB24.断路器失灵保护由（）组成。A.启动元件B.延时元件C.跳闸出口D.电流闭锁答案：ABCD25.下列措施可防止变压器差动保护励磁涌流误动的有（）。A.二次谐波制动B.波形对称判别C.间断角原理D.五次谐波制动答案：ABC26.线路重合闸方式有（）。A.单重B.三重C.综重D.停用答案：ABCD27.发电机转子接地保护常见方案有（）。A.乒乓式B.切换式C.注入式D.电桥式答案：ABC28.母线差动保护大差元件计算量包括（）。A.母联电流B.所有支路电流C.分段电流D.母线电压答案：ABC29.下列属于继电保护“四性”要求的有（）。A.选择性B.速动性C.灵敏性D.可靠性答案：ABCD30.系统振荡时，距离保护误动防范措施有（）。A.振荡闭锁B.降低Ⅲ段阻抗C.增加延时D.采用多边形特性答案：ACD三、填空题（每空1分，共20分）31.距离保护Ⅰ段整定阻抗Zset=0.85×________，其中Z1为被保护线路正序阻抗。答案：Z132.零序电流保护第Ⅰ段按躲过________电流整定。答案：本线路末端单相接地最大零序33.变压器空投时励磁涌流最大可达________倍额定电流。答案：6～834.高频保护通道采用________kHz载波频率。答案：40～50035.母线差动保护小差用于判别________故障。答案：哪一段母线36.自动重合闸后加速保护延时一般取________s。答案：0.1～0.237.发电机失磁保护阻抗圆中心为________。答案：−jXd/238.断路器失灵保护启动电流返回系数不低于________。答案：0.939.线路距离保护Ⅲ段灵敏度要求Ksen≥________。答案：1.240.光纤差动保护每周波采样点不少于________点。答案：2441.变压器差动速断动作电流一般取________倍额定电流。答案：6～842.零序功率方向元件动作功率不大于________VA。答案：243.重合闸检同期角度差一般整定为________°。答案：20～3044.3/2接线方式下，断路器失灵保护动作跳开________断路器。答案：相邻两台45.距离保护Ⅱ段整定时间比相邻线路Ⅰ段高________Δt。答案：0.3～0.5s46.高频闭锁保护停信元件返回系数≥________。答案：1.0547.发电机定子接地保护灵敏度要求一次残流≤________A。答案：148.母线差动保护制动系数Kres一般取________。答案：0.5～0.749.线路保护采用光纤通道时，单向传输时延≤________ms。答案：550.继电保护装置绝缘试验电压为________V。答案：2000四、简答题（共30分）51.（6分）写出距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段整定原则，并说明各段主要作用。答案：Ⅰ段：按0.85倍本线路正序阻抗整定，瞬时动作，保护本线路80%～85%，无延时，速动性高，为主保护。Ⅱ段：与相邻线路Ⅰ段配合，阻抗取本线路全长+相邻线路Ⅰ段范围，时间0.3～0.5s，保护本线路全长及相邻部分，作为近后备。Ⅲ段：与相邻线路Ⅱ段或后备段配合，阻抗按躲过最大负荷整定，时间0.5～1.5s，作为远后备及本线路后备。52.（6分）说明变压器二次谐波制动原理及整定取值依据。答案：励磁涌流含较大二次谐波分量，一般达基波15%～30%；内部故障电流二次谐波低于10%。保护取二次谐波含量≥15%时闭锁差动，防止空投误动；整定15%可兼顾可靠性与灵敏度，现代微机保护增加波形对称判据提高安全性。53.（6分）绘出零序方向元件动作特性图，并说明其电压、电流极性接线。答案：特性图：横轴为3U0，纵轴为3I0，动作区为−90°～+90°，最大灵敏角−110°。接线：3U0取自母线电压互感器开口三角绕组，极性端接装置U0；3I0取自线路零序CT，极性端接装置I0，保证故障时3U0滞后3I0约110°，落入动作区。接线：3U0取自母线电压互感器开口三角绕组，极性端接装置U0；3I0取自线路零序CT，极性端接装置I0，保证故障时3U0滞后3I0约110°，落入动作区。54.（6分）简述断路器失灵保护启动逻辑，并给出典型动作时序。答案：启动逻辑：保护跳闸出口+电流元件仍≥0.2Ie→经0.2s延时→跳相邻断路器及母联，同时发远跳。时序：t=0ms保护跳闸；t=200ms电流未返回→失灵出口；t=250ms跳相邻；t=300ms远跳信号发出。55.（6分）说明系统振荡与短路故障的电气量差异，并给出振荡闭锁实现方案。答案：差异：振荡时电压、电流平滑变化，阻抗轨迹缓慢穿越动作区，无突变；短路时电流突变量大，阻抗瞬间跃变。方案：采用阻抗变化率dZ/dt>定值或电流突变量ΔI>门槛开放保护；振荡时dZ/dt小，闭锁距离Ⅰ、Ⅱ段，仅保留Ⅲ段长延时。五、计算与分析题（共60分）56.（15分）220kV线路正序阻抗Z1=0.4Ω/km，长40km，CT变比1200/5，PT变比220/0.1kV。距离保护Ⅰ段按0.85倍整定，求：（1）一次整定阻抗；（2）二次整定阻抗；（3）若过渡电阻Rf=10Ω，故障点距首端30km，问Ⅰ段能否动作？答案：（1）Zset1=0.85×0.4×40=13.6Ω（一次）。（2）Zset2=13.6×(1200/5)/(220/0.1)=13.6×240/2200=1.48Ω（二次）。（3）故障阻抗Zf=0.4×30+10=22Ω>13.6Ω，Ⅰ段不动作。57.（15分）两台并列运行变压器，单台容量50MVA，Uk%=10，电压110/10kV，中性点经20Ω电阻接地。系统发生10kV侧单相金属性接地，求：（1）零序电流一次值；（2）中性点CT变比100/5，求二次电流；（3）零序Ⅰ段按一次电流80A整定，灵敏度多少？答案：（1）I0=Uφ/(Rn+Z0)=10/√3/(20+0)=288.7A。（2）I0sec=288.7/20=14.4A。（3）Ksen=288.7/80=3.6。58.（15分）光纤差动保护校验：线路长60km，光速3×10^8m/s，采样率1kHz，两侧时钟最大偏差200ns，求：（1）通道往返时延；（2）采样同步误差角；（3）是否满足≤2ms同步要求？答案：（1）T=2×60×10^3/(3×10^8)=0.4ms。（2）Δθ=200×10^(−9)×360×1000=0.072°。（3）0.4ms<2