電力系統(tǒng)繼電保護(hù)模擬試題一二及答案11

1、模擬試題（二）前3頁一、填空題 1對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足 選擇性 、 速動(dòng)性 、 靈敏性 、 可靠性 四個(gè) 基本要求。 2過電流繼電器的啟動(dòng)電流 大于 返回電流，其返回系數(shù) 小于 1。 3后備保護(hù)包括 遠(yuǎn)后備保護(hù) 和 遠(yuǎn)后備保護(hù) 。 4運(yùn)行中應(yīng)特別注意電流互感器二次側(cè)不能 斷線 ；電壓互感器二次側(cè)不能 短路 。 5三段式電流保護(hù)中， III 段靈敏度最高， I 段靈敏度最低。 6中性點(diǎn)可接地或不接地運(yùn)行變壓器的接地后備保護(hù)由 零序電流保護(hù) 和 零序電壓保護(hù) 組成。 7阻抗繼電器的精確動(dòng)作電流是指使動(dòng)作阻抗降為 時(shí)對(duì)應(yīng)的測(cè)量電流。 Z0.9set 8采用單相自動(dòng)重合閘的線路上

2、發(fā)生單相短路故障時(shí)，由繼電保護(hù)動(dòng)作跳開 故障相 ，經(jīng)一定時(shí)間 延時(shí)后重合 故障相 ，若不成功再跳開 三相 。 9變壓器縱差動(dòng)保護(hù)需要進(jìn)行 相位校正 和 電流平衡調(diào)整 ，以使正常運(yùn)行時(shí)流入到差動(dòng)回路中 的電流為0。 10發(fā)電機(jī)單元件橫差動(dòng)保護(hù)能夠反應(yīng) 定子繞組的匝間短路 故障、 分支線棒開焊 故障和 機(jī)內(nèi)繞組相間 短路 故障。 11按照母線差動(dòng)保護(hù)裝置差電流回路輸入阻抗的大小，可將其分為 低阻抗母線差動(dòng)保護(hù) 、 中阻抗母 線差動(dòng)保護(hù) 、 高阻抗母線差動(dòng)保護(hù) 。 12對(duì)于元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)固定連接方式破壞時(shí)，任一母線上的故障將切除 兩組母 線 。 13輸入到微機(jī)保護(hù)裝置中的電流互

3、感器二次電流信號(hào)，可通過 電抗變換器 或 電流變換器 變換為 滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍要求的電壓信號(hào)。 14中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生短路故障后， 故障點(diǎn) 的故障分量電壓最大， 中性點(diǎn) 的故障分量為0。 15設(shè)采樣周期為，則差分濾波器能夠?yàn)V除 直流分量、基波和2、3、4、5、-12)(n?x?(n)x3T?5/ms(yn)s 6次諧波 。 簡(jiǎn)答題 二、1.我們學(xué)習(xí)的輸電線路保護(hù)原理中那些原理是反應(yīng)輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)？那些是反應(yīng)輸電線路兩側(cè)電氣量變化的保護(hù)？二者在保護(hù)范圍上有何區(qū)別？ 答：反應(yīng)輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)有：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)等；反應(yīng)輸電線路兩側(cè)電氣量變化的保護(hù)有：

4、方向比較式縱聯(lián)保護(hù)、縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)、縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)等。反應(yīng)一側(cè)電氣量變化的保護(hù)的保護(hù)范圍為被保護(hù)線路全長(zhǎng)的一部分；反應(yīng)兩側(cè)電氣量變化的保護(hù)的保護(hù)范圍為被保護(hù)線路全長(zhǎng)。 2.距離保護(hù)中選相元件的作用有哪些？ 答：（1）選相跳閘；（2）為了找出故障環(huán)路，使阻抗測(cè)量元件準(zhǔn)確反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離。 3.閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作于跳閘的條件是什么？若通道破壞，內(nèi)、外部故障時(shí)保護(hù)能否正確動(dòng)作？ 答：閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作跳閘的條件是兩端保護(hù)的啟動(dòng)元件均已啟動(dòng)且收不到對(duì)端的閉鎖信號(hào)。 若通道破壞，區(qū)內(nèi)故障時(shí)兩端保護(hù)能夠正確動(dòng)作；但區(qū)外故障時(shí)，遠(yuǎn)故障端的保護(hù)因?yàn)槭詹坏浇收隙说拈]鎖信號(hào)，將可能誤

5、動(dòng)。 4.重合閘前加速保護(hù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答：能夠快速切除瞬時(shí)性故障；可能使瞬時(shí)性故障來不及發(fā)展成永久性故障，從而提高重合閘的成功率；能保證發(fā)電廠和重要變電所的母線電壓水平，保證廠用電和重要用戶的電能質(zhì)量；使用設(shè)備少，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。 5.對(duì)于縱差動(dòng)保護(hù)，產(chǎn)生不平衡電流的最本質(zhì)原因是什么？ 答：由于被保護(hù)元件各側(cè)電流互感器的勵(lì)磁特性不完全一致，在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，流過縱差動(dòng)保護(hù)的電流不為零。 6.變壓器一般應(yīng)裝設(shè)那些保護(hù)？其中那些是主保護(hù)？ 答：一般應(yīng)裝設(shè)：瓦斯保護(hù)、縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)、外部相間短路和接地短路時(shí)的后備保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過勵(lì)磁保護(hù)等。其中，瓦斯保護(hù)、縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)為

6、主保護(hù)。 評(píng)價(jià)微機(jī)保護(hù)算法優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)有哪兩個(gè)？7.答：計(jì)算速度和計(jì)算精度。 三、分析計(jì)算題 1.已知線路的阻抗角，通過線路的負(fù)荷功率因數(shù)為0.9。當(dāng)線路上發(fā)生金屬性短路故障時(shí)，繼電保?65?L護(hù)的啟動(dòng)元件的靈敏系數(shù)采用方向阻抗繼電器大，還是采用全阻抗繼電器大？大多少？ 1.答：采用方向阻抗繼電器時(shí)靈敏度更大。采用全阻抗繼電器的靈敏度只有方向阻抗繼電器靈敏度的0.78倍。 2.現(xiàn)有一個(gè)三單元級(jí)聯(lián)濾波器，各單元濾波器的濾波方程為：，6)n?y(n)?y(n?)?x(n)x(n?2)y(y(n11122? 。設(shè)每基頻周期采樣次數(shù)，試：12N?)?iy(ny(n)?230i?（1）分析該級(jí)聯(lián)濾波器能夠

7、濾除那些次數(shù)的諧波。 （2）寫出該級(jí)聯(lián)濾波器的差分方程表達(dá)式。 2.答：（1）直流分量、2、4、6。 （2）。 -10)x(nx(n-9)?x(n-6)?x(n-7)?-ny(n)?x()?x(n-1)?x(n-3)?x(n4)3.在圖1所示網(wǎng)絡(luò)中的AB、BC、BD、DE上均裝設(shè)了三段式電流保護(hù)；保護(hù)均采用了三相完全星形接法；IIIIII線路AB的最大負(fù)荷電流為200A，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)，0.85?1.5KK1.21.15?K?1.25KK?relrelrelress；變壓器采用了無時(shí)限差動(dòng)保護(hù)；其它參數(shù)如圖所示。圖中各電抗值均已歸算至115。試計(jì)s0.5?t?kV算AB線路各段保護(hù)的啟動(dòng)電流和

8、動(dòng)作時(shí)限，并校驗(yàn)II、III段的靈敏度。 ABC115kVIII?t2s42 14?20?24ED?16X3.maxsIII?t1s756?13X7min.s?16?80 圖1 系統(tǒng)接線圖 3答：（1）短路電流計(jì)算。選取圖3中的、點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)。 KKK312K1CA B115kV421?20?24ED3756?16?80KK32 圖3 三相短路計(jì)算結(jié)果如表1所示。 表1 三相短路計(jì)算結(jié)果 KKK 短路點(diǎn)3210.499 1.795 1.253 式行方大最運(yùn) （）kA0.488 1.186 1.660 式行方最小運(yùn) （）kA 段（2）電流保護(hù)III(3)I ，)s?2.244(kA)0(t1.2

9、5I?IK?1.79511.max.1setrelK （3）電流保護(hù)II段 II(3)IIIII， ?KI?1.25?1.253?KI?1.15?1.566I1.566(kA)I1.801(kA).3rel.1Kset2.maxrelsetset.3 (2)I31.438II(3)(2)1.minK ，靈敏度校驗(yàn)：，不滿足要求。0.798K?1.438(kA)I?I .1sen1.minK1.minKII 1.801I2.1set 段按可伸入變壓器而不伸出變壓器整定。3的II與保護(hù)3的II段相配合：保護(hù)IIIIII(3)IIII ，0.660(kA)?0.574?IKI?KI?1.15?0.4

10、99I?1.150.574(kA).3relset.3set.1relK3.maxset (2)I1.438II 靈敏度校驗(yàn)：，滿足要求。1.minK2.179?K? .1senII 0.660I.1setIIII )1(s?0.5?0.5t?t?t31 ）電流保護(hù)III段（4IIIKK1.51.2?III ssrel0.433(kA)0.2?II? max.1Lset 0.85Kre(2)I1.438III 靈敏度校驗(yàn)：作為本線路的后備保護(hù)，滿足要求。1.minK3.321K? .1senIII 0.433I.1set(2)I1.027III ，滿足要求。作為相鄰下一線路的后備保護(hù)2.min

11、K2.372?K? .1senIII 0.433I.1setIIIIII )s?t?3(?t?t?t41?80j?60j，上裝設(shè)縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)。已知，如圖2所示系統(tǒng)，在線路MN4. eZ?Ze?EENNNM ?70j。問：和，裕度角取，線路長(zhǎng)400km，電流互感器和保護(hù)裝置的角誤差分別為?e?ZZ ?15157MMy點(diǎn)三相短路時(shí)正和時(shí)，兩側(cè)保護(hù)是否都保證在線路K當(dāng)縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)的閉鎖角?70?60bb 確動(dòng)作？為什么？NMKEENM 21ZZ NM 2系統(tǒng)接線圖圖 與之間的夾角為70可見，。由圖4。4.答：根據(jù)已知可繪制圖4 IINM EN IME10?M60?70?IN 圖4 當(dāng)

12、線路K點(diǎn)三相短路時(shí)，線路兩側(cè)收信機(jī)收到高頻信號(hào)的相位差分別為： 400；高頻信號(hào)間斷最大可能為 M側(cè)：?64?116?180?1166?15?70?7 M100400；高頻信號(hào)間斷最大可能為N側(cè)： ?112180?68?6?7?70?15?68 N100?，M、N側(cè)保護(hù)都能動(dòng)作。 當(dāng)?60b?，N側(cè)保護(hù)首先動(dòng)作，當(dāng)M側(cè)保護(hù)相繼動(dòng)作。 ?70b 模擬試題（一） 一、填空題 三部分組成。 、邏輯判斷元件 、 執(zhí)行輸出元件1.繼電保護(hù)裝置一般由 測(cè)量比較元件 、 ，是對(duì)繼電保護(hù)性 信賴性（或動(dòng)作安全性，動(dòng)作可信賴性） 安全性 和2.繼電保護(hù)的可靠性包括 能的最根本要求。 。大于 1小于 返回電壓，返

13、回系數(shù) 3.低電壓繼電器的啟動(dòng)電壓 處零序電接地中性點(diǎn) 故障點(diǎn) 處零序電壓最高； 4.在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地短路時(shí)， 。0；零序電流的分布主要取決于 變壓器中性點(diǎn)是否接地壓為 上。 本側(cè)三相電流互感器的零序電流濾過器 5.自耦變壓器高、中壓兩側(cè)的零序電流保護(hù)應(yīng)分別接于 U 60 120 。 6.功率方向繼電器的內(nèi)角，其動(dòng)作范圍?J?arg?30? I J 7.單側(cè)電源線路上發(fā)生短路故障時(shí)，過渡電阻的存在使方向阻抗繼電器的測(cè)量阻抗 增大 ，保護(hù)范圍 縮小 。 8檢查平行雙回線路有電流的自動(dòng)重合閘，當(dāng)另一回線有電流時(shí)，表示 兩側(cè)電源仍保持聯(lián)系，一般是同 步的 ，可以進(jìn)行重合閘。 9

14、.變壓器瓦斯保護(hù)反應(yīng)油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作，其中 輕瓦斯保護(hù) 動(dòng)作于信號(hào)， 重瓦斯保 護(hù) 動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。 10.低電壓起動(dòng)過電流保護(hù)和復(fù)合電壓起動(dòng)過電流保護(hù)中，引入低電壓起動(dòng)和復(fù)合電壓起動(dòng)元件是為了提高過電流保護(hù)的 靈敏度 ，此時(shí)過電流保護(hù)的定值不需要考慮 變壓器切除或電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn) 的最大負(fù)荷 。 11.電流比相式母線保護(hù)的基本原理是根據(jù)母線在內(nèi)部故障和外部故障時(shí)各連接元件 電流相位的變化 實(shí) 現(xiàn)的。 12.斷路器失靈保護(hù)屬于 近 后備保護(hù)。 13.微機(jī)保護(hù)的硬件一般包括 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（或模擬量輸入系統(tǒng)） 、 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（或模擬量輸入系 統(tǒng)） 、 微型

15、機(jī)主系統(tǒng)、開關(guān)量（或數(shù)字量）輸入輸出系統(tǒng) 三部分。 14.微機(jī)保護(hù)中半周積分算法的依據(jù)是 一個(gè)正弦量在任意半個(gè)周期內(nèi)絕對(duì)值的積分為一常數(shù) 。 15.微機(jī)保護(hù)裝置的功能特性主要是由 軟件 決定的。 二、簡(jiǎn)答題 1.繼電保護(hù)的基本任務(wù)是什么? 1.答：(1)自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行； （2）反應(yīng)電力設(shè)備的不正常工作狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。 2.當(dāng)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用于線路、變壓器、母線時(shí)各有什么特殊問題？這些問題可用什么方法加以解決？ 2.答：應(yīng)用于線路的特殊問題：兩側(cè)信息的交換和線路的對(duì)地

16、電容。解決措施：利用高頻通道、光纖通道等交換信息；改進(jìn)算法來消除對(duì)地電容的影響。 應(yīng)用于變壓器的特殊問題：勵(lì)磁涌流、兩側(cè)電流互感器的變比不一致。解決措施：采用勵(lì)磁涌流識(shí)別算法和補(bǔ)償措施。 應(yīng)用于母線的特殊問題：電流互感器的飽和問題。解決措施：采用具有制動(dòng)特性的母線差動(dòng)保護(hù)、TA線性區(qū)母線差動(dòng)保護(hù)、TA飽和的同步識(shí)別法等。 3.什么是縱聯(lián)電流相位保護(hù)的閉鎖角？那些因素決定閉鎖角的大??？ 3.答：為了保證在任何外部短路條件下保護(hù)都不誤動(dòng)，需要分析區(qū)外短路時(shí)兩側(cè)收到的高頻電流之間不連續(xù)的最大時(shí)間間隔，并加以閉鎖。這一時(shí)間間隔所對(duì)應(yīng)的工頻相角差就為閉鎖角。 影響閉鎖角大小的因素主要有：電流互感器的角誤

17、差、保護(hù)裝置中濾序器及受發(fā)信操作回路的角度誤差、高頻信號(hào)在線路上傳輸所引起的延遲等。 4.什么是重合閘后加速保護(hù)？主要適用于什么場(chǎng)合？ 4.答：重合閘后加速保護(hù)就是當(dāng)?shù)谝淮喂收蠒r(shí)，保護(hù)有選擇性動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障，則在斷路器合閘后，再加速保護(hù)動(dòng)作瞬時(shí)切除故障，而與第一次動(dòng)作是否帶有時(shí)限無關(guān)。 重合閘后加速保護(hù)應(yīng)用于35kv以上的網(wǎng)絡(luò)及對(duì)重要負(fù)荷供電的送電線路上。 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)中消除勵(lì)磁涌流影響的措施有哪些？它們分別利用了勵(lì)磁涌流的那些特點(diǎn)？5.5.答：采用速飽和中間變流器；利用勵(lì)磁涌流中含有大量的非周期分量的特點(diǎn)；二次諧波制動(dòng)的方法；利用勵(lì)磁涌流中含有大量二次諧波分量的

18、特點(diǎn)；鑒別波形間斷角的方法；利用勵(lì)磁涌流的波形會(huì)出現(xiàn)間斷角的特點(diǎn)。 6.發(fā)電機(jī)從失磁開始到進(jìn)入穩(wěn)態(tài)異步運(yùn)行，一般可分為那三個(gè)階段？各個(gè)階段都有那些特征？ 6.答：（1）失磁后到失步前：發(fā)電機(jī)送出電磁功率P基本保持不變，發(fā)電機(jī)變?yōu)槲崭行缘臒o功功率；機(jī)端測(cè)量阻抗與P有密切關(guān)系，其軌跡呈現(xiàn)等有功阻抗圖。 ?；發(fā)電機(jī)自系統(tǒng)吸收無功功率，且為一常數(shù)；機(jī)端測(cè)量阻抗的）臨界失步點(diǎn)：發(fā)電機(jī)功角（2?90軌跡呈現(xiàn)等無功阻抗圖。 ?變化s由（3）靜穩(wěn)破壞后的異步運(yùn)行階段：異步運(yùn)行時(shí)機(jī)端測(cè)量阻抗與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，當(dāng)時(shí)，機(jī)端測(cè)量阻抗處于異步邊界阻抗圓內(nèi)。 7.微機(jī)保護(hù)中啟動(dòng)元件的作用有哪些？ 7.答：（1）閉鎖作用。

19、在高壓輸電線路保護(hù)中，閉鎖作用由裝置的總起動(dòng)元件或各保護(hù)起動(dòng)元件組合來實(shí)現(xiàn)。（2）進(jìn)入故障處理程序作用。 三、分析計(jì)算題 1.某方向阻抗繼電器，當(dāng)繼電器的測(cè)量阻抗為時(shí)，該繼電器是否動(dòng)作？ ?808?Z?506senset 時(shí)的動(dòng)作阻抗為；因?yàn)?，所以該繼電器動(dòng)作。 1.答：在)?6.928?50?(Z?43?50?5066.928?op 2.設(shè)，設(shè)計(jì)一加法濾波器，要求濾掉1、3、5等奇次諧波，寫出其差分方程表達(dá)式。 Hzf?1200sN（I為正整數(shù)，所以2.答：因?yàn)?。又已知加法濾波器能夠?yàn)V除的諧波次數(shù)24N?Hz1200f?)(1?2m?I s2k或0），則。 12)?x(nnn)?x()?y(

20、3在圖1所示網(wǎng)絡(luò)中裝設(shè)了反應(yīng)相間短路的距離保護(hù)。已知：線路的正序阻抗；系統(tǒng)阻km/?0.45?x1III抗：，；。試對(duì)距離保護(hù)1的第I、II段?x20x?x?10?25x?0.85?K?KmaxNsminMsminNsMsmaxrelrel進(jìn)行整定計(jì)算，并校驗(yàn)II段靈敏度。 NPM5421 mk50V5k11m0k8 33V15k13 圖 1 II3解：1保護(hù)1第I段：；。 s0t?19.125Z1.1setIIIIII2保護(hù)1第II段：；。 )Zz(L?K?Z30.6?KZ?.2NM?relset.2set1bset.1.min用圖3所示網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。 K.minb 圖3 求分支系數(shù)所用網(wǎng)絡(luò) 67.5II，則 )?89.352(2.7?30.6)?(22.50.85?Z?2.7?K? .1set.minb2589.352II，滿足要求。 1.25?3.971?K .2sen 22.5 4在圖2所示單側(cè)電源線路MN上裝有比較相位的縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)。已知：線路的阻KI?I21抗，；系統(tǒng)阻抗：，。問：不考慮負(fù)荷電流的影響，為?xkm?10x?x?7?x?0.4?/kmx?1.4?/Ks0210ss1何值時(shí)，在線路末端K點(diǎn)發(fā)生兩相接地短路時(shí)，保護(hù)將拒絕動(dòng)作？ M N115kV2120kmK 圖 2 4答：只有在時(shí)，保護(hù)才可能拒動(dòng)。因此