《继电保护原理》期末试题

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1、第 1 页，共 7 页继电保护原理期末试题一、填空题（12*2 分/个=24 分）1.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流来规定的，其灵敏性是由保护的范围表征的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

2、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没有方向性11.输电线路纵差保护的范围是线路全长，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 IO=IB-IA,则 ABU015.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.变压器的励磁涌流中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于中性点量。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

3、测电气量的幅值和相位20.微机保护中从某一采集信号内，提出有用信号的过程叫做滤波第 2 页，共 7 页二、 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；(2) 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

4、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，保护范围最大，继电器最灵敏，称为继电器的最大灵敏角；当保护范围内部故障时，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，当内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

5、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，当内部故障时，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？第 3 页，共 7 页答：(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）(2) 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

6、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 I2 的大小变化而变化的。I2 大时，允许发电机运行的时间段，I 2 小时，允许发电机运行的时间长，这种变化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

7、，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。第 4 页，共 7 页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：油箱内故障：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

8、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

9、。13、发电机的纵差保护与横差保护的适用范围以及各自特点？答：纵差保护：（1）反应定子内部相间短路：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=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 cos=0.8, Kzq=1.5; Kfh=1.15,Kk=0.85;Kk=1.25。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(无需校第 5

10、 页，共 7 页验)。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: x1=0.4(欧姆/公里) ；电流互感变比为 NLH=1200/5。 110KV 25KM 36KM 18KM解：（1）距离保护一段动作值整定 )(5.824.085. ABkdzZK)(6.101.3. YHLdzJdzN（2）距离保护三段动作值 )(62.170359.0.max.ax. ABfNABfIUZ全阻抗动作值： )(13.795.12.603max. zqfhKABAdzZ方向阻抗动作值： 087.6).arcos(f )(6.10).35cos(9)(0

11、.*. fdAzAdzZ)(95.216.3*.*. YHLAdzJdzN2、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), I,II,III 段电流保护可靠系数 Kk=1.25; Kk=Kk=1.15; 自启动系数 Kzq=1.5; 返回系数 Kh=0.85。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。20KM 25KM 34KM 30KM 1.5s 解：（1）线路 BC 的速断保护第 6 页，共 7 页为保证选择性，按躲开线路 BC 末端的最大短路电流

12、 Id(3).C.max 整定速断 动作值 ： )(1.35.20/)4.5.025.(3/1)3(max. KAZEIBCAsCd (87.)3(max. KIKICdkBdz动作时间 ： st0（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 配合：.CdzI)(86.1)3(max. KAIIDdkCdz4.2. CzkBz动作时间 ： st5.0（3）线路 BC 的过电流保护 动作值 ： )(76.423085.1)(max. AIKICfhzqdBdz 动作时间 ： sttttEDCB35.0.123、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

13、示。问:(1)输电线路过电流保护动作时间;(2) 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？第 7 页，共 7 页解：(1)按阶梯时间特性计算保护 14 的过电流保护动作时限。考虑电源 EM 单独作用时，保护 8 为其末端线路保护，以其为基准进行计算：stt 25.0183 stttt 5.2,max37631 考虑电源 EN 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：stt .15052 stttt 5.2,ax77624 (2)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

14、 为负载线路保护，则保护 1 不需设置功率方向元件。b.母线 C 出线的保护：保护 8 为负载线路保护，则保护 4 不需设置功率方向元件。c.母线 B 出线的保护：保护 3，7 的动作时间相等，均为最大动作时间， stt273max则保护 2，3 均需设置功率方向元件（方向标于图中，与保护正方向相同）。（说明：由于保护 7 为负载线路保护，则该线路故障时，由于保护 2 动作时间小于保护 7 动作时间，保护 2 失去选择性误跳闸；保护 3，7 的动作时间相等，将同时动作跳闸，即保护 3 失去选择性误跳闸；为保证选择性，保护 2，3 需设置功率方向元件。）保护 6，7 为负载线路保护，则保护 6，7 不需设置功率方向元件。(3)给定潮流方向下功率方向元件动作行为分析a.线路 Lab 上潮流方向与保护 2 动作正方向相反：保护 2 功率方向元件不动作。b.线路 Lbc 上潮流方向与保护 3 动作正方向相同：保护 3 功率方向元件动作；但此时保护 3 电流元件不动作，因此方向性电流保护不动作。第 8 页，共 7 页考试时间：5 月 6 号（周二）下午 2:004:00考试地点：待定友情提示：带上计算器整理者：刘思宇、周泽友2014 年 4 月 25