2011—2012學(xué)年2學(xué)期考試卷(電力系統(tǒng)繼電保護(hù))答案版

1、5. -1- 成都理工大學(xué) 2011 2011 20122012 學(xué)年 第二學(xué)期電力系統(tǒng)繼電保護(hù)考試試卷 考試時(shí)間：120120 分鐘 大題 -一一 -二二 -三 四 五 總分 得分 、單項(xiàng)選擇題（在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答 3. 下圖為 MN 雙側(cè)電源線路，1QF 2QF 處均裝有方向過電流保護(hù)，且接線正確無誤。 1QF 正常運(yùn)行時(shí)，功率 P、Q 從 M 側(cè)送至 N 側(cè) 1. A. C. 2. A. C. 案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi)。每小題 能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)油面降低的保護(hù)是（ 縱差保護(hù) 瓦斯保護(hù) 相間短路電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍，在（ 最小運(yùn)行方式下三相短路 最大運(yùn)

2、行方式下三相短路 0.5 分，共 10 分）得分 ）。 B.過勵(lì)磁保護(hù) D.電流速斷保護(hù) C ）情況下最大。 B.最小運(yùn)行方式下兩相短路 D.最大運(yùn)行方式下兩相短路 2QF 1) A. 1QF 處的方向過電流保護(hù)（ A ） 不會(huì)動(dòng)作 要?jiǎng)幼?4. A. 相間短路保護(hù)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能保護(hù)本線路全長，這是因?yàn)椋?為了區(qū)別本線路末端或相鄰元件出口處短路，只好縮小保護(hù)范圍 A )。 B. 為了保2 A. 電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù) B.定時(shí)限過電流保護(hù) 保護(hù)裝置的固有缺陷，無法將定值調(diào)整到線路全長的整定值 在相間電流保護(hù)的整定計(jì)算公式中考慮繼電器返回系數(shù)的保護(hù)是（ C. 3 不同動(dòng)作特性阻抗繼電器受過渡

3、電阻的影響是不同的，一般來說，阻抗繼電器的動(dòng)作 特性在+R 軸方向所占面積愈大，則受過渡電阻的影響（ 13.高頻阻波器所起的作用是 A. 限制短路電流 14.為了限制故障的擴(kuò)大，減輕設(shè)備的損壞，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要求繼電保護(hù)裝置具有 C 限時(shí)電流速斷保護(hù) D.電流速斷保護(hù) 6. 發(fā)電機(jī)及變壓器采用 “復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)” 作為后備保護(hù)是為了 （ A ）。 A. 提高電流電壓元件的靈敏度 B. 防止電流或電壓互感器二次回路斷 C. 防止系統(tǒng)振蕩時(shí)保護(hù)誤動(dòng) 7. ）。 A. 不受影響 B. 樣 C. 愈小 D.愈大 8. 高頻方向保護(hù)是利用高頻信號(hào)比較被保護(hù)線路兩端的（ ）。 A. 功率大小

4、 B.電壓大小 C. 電流方向 D.功率方向 9. 當(dāng)限時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)不滿足要求時(shí)，可考慮 ）。 A. 與下一級(jí)限時(shí)電流速斷保護(hù)相配合 B.與下一級(jí)電流速斷保護(hù)相配合 C. 與下一級(jí)過電流保護(hù)相配合 D.采用過電流保護(hù) 10.在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的串聯(lián)線路上發(fā)生跨線不同相兩點(diǎn)接地短路時(shí)，三相完全 星接線電流保護(hù)只切除遠(yuǎn)離電源故障點(diǎn)的幾率為 A. 100% . 2/3 C. 1/3 .0 11.系統(tǒng)振蕩與短路同時(shí)發(fā)生，高頻保護(hù)裝置會(huì) A.誤動(dòng) ( D ) .不定 C.拒動(dòng) .正確動(dòng)作 12.欠電壓繼電器是反映電壓 A.誤動(dòng) .不定 C.為額定值而動(dòng)作 .視情況而異的上升或降低而動(dòng)作

5、 .補(bǔ)償接地電流 C.阻止高頻電流向變電站母線分流 .增加通道衰耗。 .可靠性 .靈敏性 4 A 選擇性 C.快速性5- 15定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限采用階梯原則，目的是為了保證 A.選擇性 B .速動(dòng)性 C.靈敏性 D .可靠性 16.過電流保護(hù)一只繼電器接入兩相電流差的連接方式能反應(yīng)。 （B ） A.兩相接地故障 B .相間和裝有電流互感器的那一相的單相接地短路 C.各種相間短路 D .單相接地故障 17 .在小電流接地系統(tǒng)中，某處發(fā)生單相接地母線電壓互感器開口三角的電壓為 （C ）。 A.故障點(diǎn)距母線越近，電壓越高 B .故障點(diǎn)距離母線越近，電壓越低； C.不管距離遠(yuǎn)近，基本上電壓一樣

6、 D .不定。 18. 我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有三種，分別是 （B ） A. 直接接地方式、經(jīng)消弧線圈接地方式和經(jīng)大電抗器接地方式； B. 直接接地方式、經(jīng)消弧線圈接地方 式和不接接方式； C. 不接地方式、經(jīng)消弧線圈接地方式和經(jīng)大電抗 器接地方式； D. 直接接地方式、經(jīng)大電抗器接地方式和不接地方式。 19. 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)， 通常采用的補(bǔ)償方式是 （C ） A.完全補(bǔ)償 B .欠補(bǔ)償 C.過補(bǔ)償 D .電流相應(yīng)補(bǔ)償方式 20. 系統(tǒng)發(fā)生不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)， 繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)是 （D ） A.切除所有元件 B .切電源 C.切負(fù)荷 D .給出信號(hào) 二、填空題（每空 0.5

7、分，共 15 分） 1. _ 高頻通道的工作方式有_ 載波通道 光纖通道 2. _ 發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)反映發(fā)電機(jī)匝間_ 短路，發(fā)電機(jī)縱差 保護(hù)反映發(fā)電機(jī)_ 相間 _ 短路，這兩套保護(hù) _ 不能 得分 _ 微波通道 三種。 6- _ 互相代替。 3. 在距離保護(hù)中，保護(hù)安裝位置不同，受振蕩影響就不同。一般來講，越靠近 振蕩中 心_ ，受振蕩的影響越大。 4. 零序過電流保護(hù)與相間過電流保護(hù)相比，由于其動(dòng)作電流小，所以靈敏度 _ 更高7- 5電流繼電器的 _ 返回 _ 電流與動(dòng)作電流的比值稱為繼電器的返回系數(shù)。 6 距離保護(hù)是反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的 _ 阻抗 _ 而動(dòng)作的。 7.全阻抗繼電器的動(dòng)作特

8、性圓的圓心正好落在復(fù)平面的 _坐標(biāo)原點(diǎn)_ 上。 &三段式零序電流保護(hù)中，一般第 I段 _不能_ 保護(hù)本線路 全長，而第 II段 _ 能夠 _ 保護(hù)本線路全長，第 III段與相應(yīng) 的相間電流保護(hù)第 III段相比，其動(dòng)作時(shí)限較短 _ 。 9繼電保護(hù)的可靠性是指保護(hù)裝置應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，它不應(yīng) 拒動(dòng) _ ;而不應(yīng)該 動(dòng)作時(shí)，它不應(yīng)_ 誤動(dòng) _ 。 10.相差高頻保護(hù)采用比較線路兩端 _ 正序電流 _ 相位來反應(yīng)對(duì)稱短路。 11 微機(jī)保護(hù)的基本算法是計(jì)算被測(cè)電氣量的大小和 _相位_ 的方法。 12 電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)的基本特征 有電流增大 _ 、電壓 _ 降低 。 13 三相星形接線方式中的接線系數(shù)為 _

9、1 _ ;兩相不完全相星形接線方式適 用于小電流接地_ 電網(wǎng)。 14發(fā)電機(jī)過流保護(hù)應(yīng)裝于發(fā)電機(jī)的 _中性點(diǎn) _ 處，變壓器過流保護(hù)應(yīng)裝于 變壓器的_ 電源 _ 側(cè)。 15發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地時(shí)保護(hù)動(dòng)作于 信號(hào) _ ，兩點(diǎn)接地時(shí)保護(hù)動(dòng)作 于_ 跳閘 _ 。 16.全阻抗繼電器的主要缺點(diǎn)是 _動(dòng)作無方向性 _ 。 17 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地短路時(shí)，經(jīng)過發(fā)電機(jī)零序電流互感器的電流是所有線路 _容 性接地電流之和 _ 的總和。 18.對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求是 快速性、選擇性、靈敏性、可靠性 _ 19低電壓繼電器的返回系數(shù)大于 1 _ 三、簡(jiǎn)答題（每小題 4 分，共 20 分） 1 作圖說明變壓器

10、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理。 得分 O 8- 變壓器正常運(yùn)行和外部短路時(shí)： IK=l1-l2=0，差動(dòng)繼電器 KD 不動(dòng)作9- 變壓器內(nèi)部短路時(shí)：IK=I1 (單側(cè)電源時(shí))或 IK=2I1 (雙側(cè)電源時(shí))，差動(dòng)繼電器 KD 動(dòng)作。 2輸電線路三段式電流保護(hù)各段的保護(hù)范圍是哪里？ 答：I段是本線路的一部分，占本線路 50%左右；II段是本線路的全長，可做相鄰下 一級(jí)線路 I段的后備；III 段是本線路的全長，和相鄰下一級(jí)線路的全長。 3.方向性電流保護(hù)為什么有死區(qū) ？ 答：當(dāng)靠近保護(hù)安裝處附近發(fā)生三相短路時(shí)，短路電壓接近于零，方向元件不動(dòng)作， 方向電流保護(hù)也將拒動(dòng)，出現(xiàn)死區(qū)。死區(qū)長短由方向繼電器最小

11、動(dòng)作電壓及背后系統(tǒng)阻抗 決定。消除方法常采用記憶回路。 4繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)是什么？ 答當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)， 能自動(dòng)發(fā)出信號(hào)； 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)， 能迅速地、 有選擇性地和自動(dòng)地切除故障、 5 微機(jī)保護(hù)與常規(guī)電流電壓保護(hù)有何異同? 答：微機(jī)保護(hù)調(diào)試簡(jiǎn)單、維護(hù)量小、精度高、反映靈敏；保護(hù)功能通過軟件實(shí)現(xiàn) 可靠性高； 靈活性強(qiáng)；性能改善，功能易于擴(kuò)充；維護(hù)調(diào)試方便。 四、分析題(35 分) 1 .如圖為 35KV 中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)絕緣監(jiān)視接線圖。( 8 分) (1) 正常運(yùn)行時(shí)，電壓表讀數(shù)是多少？開口三角形輸出電壓是多少？( (2) 如 C 相接地時(shí)，各電壓表讀數(shù)是多少？電壓繼電器

12、動(dòng)作嗎？為什么? 解： (1) ( 1)答：正常運(yùn)行時(shí)，電壓表讀數(shù)是 kV; 開口三角形輸出電壓是 0V (2) 答：各電壓表讀數(shù)是 VA=35kV, VB=35kV, VC=0 得分 4 分） 4 分） 嚴(yán) 信號(hào) -fr 電壓繼電器能動(dòng)作。因?yàn)?C 相接地時(shí)，接地相電壓為零，11- 非接地相電壓升高為線 電壓，同時(shí)電網(wǎng)出現(xiàn)了零序電壓， TV 的開口 三角形繞組輸出電壓為 3U0,所以電壓繼電器能動(dòng)作 2以變壓器復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)為例，回答下列問題。（ 10 分） a、 復(fù)合電壓包括哪幾個(gè)電壓？ b、 負(fù)序電壓濾過器什么情況有電壓輸出？ 輸出的是什么電壓？。 c、 發(fā) 生 不 對(duì) 稱 短

13、 路時(shí)，寫出動(dòng)作過程 由電壓互感器 來 低電壓和負(fù)序電壓。 b、 當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱短路事故時(shí)有電壓輸出，輸出的電壓是負(fù)序電壓。 c、 當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱短路事故時(shí)， FY 有負(fù)序電壓輸出，F(xiàn)YJ 中的低電壓繼電器常閉觸 點(diǎn)斷開，YJ 斷電，其常閉觸點(diǎn)閉合， YZJ 通電，接通 SJ,經(jīng)延時(shí)后，接通斷路器的跳閘 回路。 解：a、 a b c 3. 完成如圖所示的功率方向過電流保護(hù)按相起動(dòng)的接線圖。（ 7 分）13- 4. 如圖所示的 WL1、WL2 均裝設(shè)了三段式電流保護(hù)。（ 10 分） （1 ）當(dāng) K1 和 K2 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，應(yīng)由哪一個(gè) 保護(hù)動(dòng)作，跳開哪一個(gè)開關(guān)？請(qǐng)分別說明之。 （2 ）當(dāng) K3 點(diǎn)發(fā)

14、生短路時(shí)，問 ：如保護(hù) 5 因故拒動(dòng)，這時(shí)應(yīng)由哪一個(gè)保護(hù)動(dòng) 作，跳開哪一個(gè)開關(guān)？這個(gè)保護(hù)對(duì) WL2 所起的保護(hù)作用稱為什么？ 解： （1）K1 :應(yīng)由 1 動(dòng)作，跳開 QF1。K2 :應(yīng)由 2 動(dòng)作，跳開 QF1。 （2）應(yīng)由保護(hù) 6 動(dòng)作，跳開 QF2 開關(guān)。這個(gè)保護(hù)對(duì) WL2 所起的保護(hù)作用稱 為近后備保護(hù)。 五、計(jì)算題（共 20 分） 在圖 5-1 所示的單側(cè)電源輻射網(wǎng)中，線路 AB 的保護(hù)采用三段式電流保護(hù)，采用電流互感 器三相完全星形接線。已知線路 AB 的最大負(fù)荷電流為 300A，電流互感器變比為 400/5, 在最大和最小運(yùn)行方式下， K1、K2 及 K3 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的電流

15、值見下表 （均已折算到 電源側(cè)）.保護(hù) 6、7、8 的過電流的動(dòng)作時(shí)間分別為 1.5 s、2 s和 0.9 s，試計(jì)算保護(hù) 1 各段的 動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間，檢驗(yàn)保護(hù)的靈敏度，同時(shí)簡(jiǎn)述保護(hù) 1 各段的特點(diǎn). 表 5-1 短路電流值 短路點(diǎn) K1 K2 K3 最大運(yùn)仃方式下三相短路電流（A） 3000 1250 650 15- 最小運(yùn)行方式下二相短路電流 （A） 2500 1040 500 解：1 保護(hù) 1 的無時(shí)限電流速斷（4 分） 繼電器動(dòng)作電流 K con t 0.5s 靈敏度校驗(yàn)Ksen - k1mL應(yīng)大于 1.3 I oper.1 3 .過電流保護(hù)（6 分）一次動(dòng)作電流為 1 oper.

16、1 K I rel K.I.max 繼電器動(dòng)作電流為 1 g .oper.1 Kcon | 1 oper.1 nTA 6 分） 2 保護(hù) 1 的限時(shí)電流速斷保護(hù)（ 先計(jì)算出保護(hù) 2 的無時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流 I K I oper.2 rel K .2.max 保護(hù) 1 的限時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)與保護(hù) 2 的無時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流相配合整定 oper.1 Krell oper.2 g .oper.1 oper.1 30 動(dòng)作時(shí)限按階梯型時(shí)限特性為 靈敏度校驗(yàn)：（4 分） 靈敏度應(yīng)滿足要求，如果不滿足，采取措施提高靈敏度。 三、簡(jiǎn)答題（共 32 分） 1、何謂主保護(hù)、后備保護(hù)？何謂近后備保護(hù)、

17、遠(yuǎn)后備保護(hù)？ （8 分） 答：所謂主保護(hù)是指能以較短時(shí)限切除被保護(hù)線路（或元件）全長上的故障的保護(hù)裝 置。（2分） 考慮到主保護(hù)或斷路器可能拒動(dòng)而配置的保護(hù)，稱為后備保護(hù)。 （2 分） 當(dāng)電氣元件的主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)， 由本元件的另一套保護(hù)起后備作用， 稱為近后備。（2 分） 當(dāng)主保護(hù)或其斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰上一元件的保護(hù)起后備作用稱為遠(yuǎn)后備。 （2 分） 2、有一方向阻抗繼電器，若正常運(yùn)行時(shí)的測(cè)量阻抗為 3.5 30 ，要使該方向阻抗繼 電器在正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作，則整定阻抗最大不能超 過多少？（設(shè) sen 75 ） （ 8 分） 答：為了使該方向阻抗繼電器在正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng) 作， -9-保護(hù) 1 的過

18、電流保護(hù)為 1 oper.1 K rel K ss K res h.max 繼電器動(dòng)作電流I K con | g.oper.1 nTA oper.1 作為本線路的近后備保護(hù) sen I -，應(yīng)大于 I oper.1 1.5 作 BQ 線路的后備保護(hù)K sen | -，應(yīng)大于 1.2 | oper.1 作變壓器的后備保護(hù) Ksen 1 八 3lk.3.min十十千 ，應(yīng)大于 1 oper.1 1.2 R 75 10km 15km 3、何謂比率制動(dòng)特性？對(duì)具有比率制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器，何謂最大制動(dòng)比、最小 工作電流、拐點(diǎn)電流？ （ 8分） 答：比率制動(dòng)特性是指繼電器的動(dòng)作電流和繼電器的制動(dòng)電流的關(guān)

19、系特性。 1 set.max . K res.max ； 如圖，最大制動(dòng)比 1 res.max （2 分） g 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作電流Iset.min稱為最 小動(dòng)作電流；（2 分）相對(duì)應(yīng)的制動(dòng)電流 Ires.g稱為稱為拐點(diǎn)電流。（2 分） B 其對(duì)應(yīng)于 又知其 sen 大不能超過 m Zset 30時(shí)的動(dòng)作阻抗Zm最大不能超過3.5 , （3 分） o ，如圖所示，整定阻抗最 3.5/cos（75 30 ） 4.95 Q （5 分） （2 4、變壓器縱差動(dòng)保護(hù)中，不平衡電流產(chǎn)生的原因是什么？（ 答：不平衡電流產(chǎn)生的原因是： 8 分） 1、 變壓器兩側(cè)電流互感器的計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致（ 2、 變

20、壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭（2 分）； 3、 電流互感器有傳變誤差（2 分）； 2 分）； 四、 計(jì)1、如圖 2 所 乙 IA 七3 0.4 /km, B.Lmax 150A 0.5s。 Krel 網(wǎng)絡(luò) 10.5/ 一 3kV, 1.25, 中，已知，線路 X s.max Krel 1.2, Krel I 每 0.3 , Kss=1.8, 的正序阻抗 Xs.min .3 , Kre 0.85, 試對(duì)保護(hù) 1 進(jìn)行三段式電流保護(hù)的整定計(jì)算。 （14 A (1)求動(dòng)作電流 -18 - IE x丄III t3 =0.5s (1)求動(dòng)作電流 -19 - 解：1、保護(hù) 1 電流 I段整定計(jì)算 (1)求動(dòng)作電流

21、 2、保護(hù) 1 電流 II段整定計(jì)算 (1)求動(dòng)作電流 (2 分) (2)靈敏度校驗(yàn) (3)動(dòng)作時(shí)間：t1 t2 0.5 0.5s( 1 分) 2、保護(hù) 1 電流 III段整定計(jì)算1 set.1 (1 分) Krell k.B.max 1.25 10.5 103 .3(0.2 0.4 10) 1804.27A (2)靈敏度校驗(yàn)，即求最小保護(hù)范圍。 1 .73 E lmin Z1 2 I set.1 1 X s.max ) ( 0.4 10.5 103 - - 0.3) - 6.52km ,3 1804.27 lmin 6.52 IAB 10 65.2% 15%, 滿足要求。 (2 分) (3)

22、 動(dòng)作時(shí)間: t1 0s ( 1 分) I set.1 K rel I set.2 K rel ( K rel I k.C .max ) 1. 1.25 10.5 103 “ - 817.23A .3(0.2 0.4 25) 蟲 _K 丨 k.B.min 2 I 10.5 103 1.3 滿足要求。(2 分) X sB.max -20 - KrelK ss 1.2 1.5 I set.1 I A B.Lmax 150 317.65A Kre 0.85 （1分） （2）靈敏度校驗(yàn) 10.5 103 近 K I k.Bin 2 sen 3(0.3 0備 10) 3.84 1.3 滿足要求。（1 分

23、） I set.1 317.65 10.5 103 遠(yuǎn) K I kCin 2 sen V3(0.3 0備 25) 16 12 滿足要求。（2 分） I set.1 317.65 2、如圖 3，已知：網(wǎng)絡(luò)的正序阻抗 Zi=0.45 Q /km，阻抗角L 65。線路上采用三段 式距離保護(hù)，其第 I、II、III段阻抗元件均采用 0接線的方向阻抗繼電器，繼電器的 最靈敏角sen 65，保護(hù) 2的延時(shí)t2 2s，線路 AB、BC 的最大負(fù)荷電流均為 400A， 負(fù)荷的自起動(dòng)系數(shù)Kss 2,繼電器的返回系數(shù)Kre 2,并設(shè)Krei 0.85， Kei 1.15，負(fù)荷的功率因數(shù)cos D .9，變壓器采用

24、了能保護(hù)整個(gè)變壓器的無時(shí) 限縱差保護(hù)。試求：距離保護(hù) 1 第 I段的動(dòng)作阻抗，第 II段、第 III段的靈敏度與動(dòng) 作時(shí)間。（24 分） 30km EA 115/ ,3kV sA.min sAmax 10 20 EB 115/.3kV sB.min 30 40 （3） 動(dòng)作時(shí)間: ti t3 0.5 0.5 1.5s (1 分) -21 - 解: 1、距離保護(hù) 1 第 I 段: 動(dòng)作阻抗：Zset 1 Krel Z AB 0.85 0.45 30 11.16 （ 1 分） 2、保護(hù) 1 的第 II段（分兩種情況）： （1）與相鄰線路配合： Z set 1 K rel （ZAB K rel Kb min ZBC ） Kb min （1 （XsAmin Z AB ） z10 135 X sBmax 40 分） 1） 1.59 （2 分） 0.8（13.5 0.85 1.59 0.45 （2）與變壓器支路配合： Z set 1 38） 29.29 （1 分） Zset1 K rel （ZAB Krel Kb min Kb min （XsAmin ZAB X sBmax 1） （1 分） （詈1） 1