電力系統(tǒng)繼電保護題目及答案

一、推斷題（2（）題，每題0.5分，要求將答案填在答題卡的相應位置）

1.二次回路中電纜芯線和導線截面的選擇原則是：只需滿意電氣性能的要求；在電壓和操

作回路中，應按允許的壓降選擇電纜芯線或電纜芯線的截面。（x）

2.為使變壓器差動愛護在變壓器過激磁時不誤動，在確定愛護的整定值時，應增大差動愛

護的5次諧波制動比。（x）

3.對于SF6斷路器，當氣壓降低至不允許的程度時，斷路器的跳閘網(wǎng)路斷開，并發(fā)出“直

流電源消逝”信號。（7）

4.在雙側(cè)電源系統(tǒng)中，如忽視分布電容，當線路非全相運行時肯定會消失零序電流和負序

電流。（X）

5.在電壓互感器二次回路通電試驗時，為防止由二次側(cè)向一次側(cè)反充電，將二次回路斷開

即可。（x）

6.在正常工況下，發(fā)電機中性點無電壓。因此，為防止強磁場通過大地對愛護的干擾，可

取消發(fā)電機中性點TV二次（或消弧線圈、配電變壓器二次）的接地點。（x）

7.為提高愛護動作的牢靠性，不允許交、直流回路共用同一根電纜。（由

8.比較母聯(lián)電流相位式母差愛護在母聯(lián)斷路器運行時發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，理論上不會拒動。（x）

9.逐次靠近式模數(shù)變換器的轉(zhuǎn)換過程是由最低位向最高位逐次靠近。（x）

10.在小接地電流系統(tǒng)中，線路上發(fā)生金屬性單相接地的故障相電壓為零，兩非故障相電壓

上升倍，中性點電壓變?yōu)橄嚯妷?。三個線電壓的大小和相位與接地前相比都發(fā)生了變化。（x）

11.設置變壓器差動速斷元件的主要緣由是防止區(qū)內(nèi)故障TA飽和產(chǎn)生高次諧波致使差動愛

護拒動或延緩動作。（0

12.大接地電流系統(tǒng)中發(fā)生接地短路時，在復合序網(wǎng)的零序序網(wǎng)圖中沒有消失發(fā)電機的零序

阻抗，這是由于發(fā)電機的零序阻抗很小可忽視。（x）

13.P級電流互感器10%誤差是指額定負載狀況下的最大允許誤差。（x）

14.電流互感器容量大表示其二次負載阻抗允許值大。2

15.對于發(fā)電機定子繞組和變壓器原、副邊繞組的小匝數(shù)匝間短路，短路處電流很大，所以

阻抗愛護可以做它們的后備。（x）

16.出口繼電器電流保持線圈的自保持電流應不大于斷路器跳閘線圈的額定電流，該線圈上

的壓降應小于5%的額定電壓。（x）

17.在電壓互感器開口三角繞組輸出端不應裝熔斷器，而應裝設自動開關(guān)，以便開關(guān)跳開時

發(fā)信號。（X）

18.中性點經(jīng)放電間隙接地的半絕緣UOkV變壓器的間隙零序電壓愛護，3U0定值?般整

定為150-I80V.,）M

19.YN,dll接線的變壓器低壓側(cè)發(fā)生be兩相短路時，高壓側(cè)B相電流是其它兩相電流的2

倍。（乂）

20,變壓器縱差愛護經(jīng)星-角相位補償后，濾去了故障電流中的零序電流，因此，不能反映

變壓器YN側(cè)內(nèi)部單相接地故障。（x）

二、選擇題（40題，每題1分，每題只能選一個答案，要求將答案填在答題卡的相

應位置）

1.對二次回路保安接地的要求是（C）。

A）TV二次只能有?個接地點，接地點位置宜在TV安裝處

B）主設施差動愛護各側(cè)TA二次只能有一個公共接地點，接地點宜在TA端子箱

C）發(fā)電機中性點TV二次只能有一個接地點，接地點應在愛護盤上

2.繼電愛護試驗用儀器的精度及測量二次回路絕緣表計的電壓等級應分別為（B）。

A）1級及1000VB）0.5級及1000VC）3級及500V

3.雙母線的電流差動愛護，當故障發(fā)生在母聯(lián)斷路器與母聯(lián)TA之間時消失動作死區(qū)，此

時應當（B）

A）啟動遠方跳閘B）啟動母聯(lián)失靈（或死區(qū)）愛護

C）啟動失靈愛護及遠方跳閘。

4.在微機愛護中常常用全周傅氏算法計算工頻量的有效值和相角，請選擇當用該算法時正

確的說法是（C）。

A）對直流重量和衰減的直流重量都有很好的濾波作用

B）對直流重量和全部的諧波重量都有很好的濾波作用

。對直流重量和整數(shù)倍的諧波重量都有很好的濾波作用

5.為防止由瓦斯愛護起動的中間繼電器在直流電源正極接地時誤動，應（A）。

A）采納動作功率較大的中間繼電器，而不要求快速動俏

B）對中間繼電器增加0.5秒的延時

C）在中間繼電器起動線圈上并聯(lián)電容

6.對兩個具有兩段折線式差動愛護的動作靈敏度的比較，正確的說法是（C）,

A）初始動作電流小的差動愛護動作靈敏度高

B）初始動作電流較大，但比率制動系數(shù)較小的差動愛護動作靈敏度高

C）當拐點電流及比率制動系數(shù)分別相等時，初始動作電流小者，其動作靈敏度高

7.對無人值班變電站，無論任何緣由，當斷路器掌握電源消逝時，應（B）。

A）只發(fā)告警信號B）必需發(fā)出遙信C）只啟動光字牌

8.母線差動愛護的暫態(tài)不平衡電流比穩(wěn)態(tài)不平衡電流（A）。

A）大B）相等C）小

9.空載變壓器突然合閘時，可能產(chǎn)生的最大勵磁涌流的值與短路電流相比（C）。

A）前者遠小于后者B）前者遠大于后者C）可以比擬

10.采納VFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，每隔Ts從計數(shù)器中讀取一個數(shù)。愛護算法運算時采納的是

（C）o

A）直接從計數(shù)器中讀取得的數(shù)B）Ts期間的脈沖個數(shù)

C）2Ts或以上期間的脈沖個數(shù)

II.為了驗證中阻抗母差愛護的動作正確性，可按以下方法進行帶負荷試驗。（C）

A）短接一相母差TA的二次側(cè)，模擬母線故障

B）短接?相幫助變流器的一.次側(cè)，模擬母線故障

C）短接負荷電流最大連接元件?相母差TA的二次側(cè)，并在牢靠短接后斷開幫助變流器?次

側(cè)與母差TA二次的連線

A）正常運行方式下，任意一回線路檢修

B）正常運行方式下，與被愛護設施相鄰近的一回線路或一個元件檢修

C）正常運行方式下，與被愛護設施相鄰近的一回線路檢修并有另一回線路故障被切除

21.在繼電愛護中，通常用電抗變壓器或中間小TA將電流轉(zhuǎn)換成與之成正比的電壓信號。

兩者的特點是（A）。

A）電抗變壓器具有隔直（即濾去直流）作用，對高次諧波有放大作用，小TA則不然

B）小TA具有隔直作用，對高次諧波有放大作用，電抗變壓器則不然

C）小TA沒有隔直作用，對高次諧波有放大作用，電抗變壓器則不然

22.當TV二次采納B相接地時（C）。

A）在B相回路中不應裝設熔斷器或快速開關(guān)

B）應在接地點與電壓繼目器之間裝設熔斷器或快速開關(guān)

C）應在TV二次出口與接地點之間裝設熔斷器或快速開關(guān)

23.查找220V直流系統(tǒng)接地使用表計的內(nèi)阻應（A）o

A）不小于2000a/VB）不小于5000。C）不小于2000。

24.電流互感器是（A）。

A）電流源，內(nèi)阻視為無窮大B）電壓源，內(nèi)阻視為零

C）電流源，內(nèi)阻視為零

25.在運行的TA二次回路工作時，為了人身平安，應（C）。

A）使用絕緣工具，戴手套B）使用絕緣工具，并站在絕緣墊上

C）使用絕緣工具，站在絕緣墊上，必需有專人監(jiān)護

26.雙母線運行倒閘過程中會消失兩個隔離開關(guān)同時閉合的狀況，假如此時I母發(fā)生故障,

母線愛護應（A）。

A）切除兩條母線B）切除I母C）切除H母

27.一臺電壓互感器，如開口三角繞組C相接反，運行時，開口三角輸出電壓為（B）。

A）100VB）200VC）OV

28.微機繼電愛護裝置的使用年限一般為（A）。

A）10—12年B]8—10年C）6—8年

29.配有比較母聯(lián)電流相位式母差愛護的雙母線，當?shù)归l操作時，需首先（B）。

A）將母差愛護退出運行B）合上解除選擇元件（即比相元件）的壓板，靠起動元件切除

故障C）斷開母聯(lián)斷路器

30.當線路上發(fā)生BC兩相接地短路時，從復合序網(wǎng)圖中求出的各序重展的電流是（C）中

的各序重量電流。

A）C相相C）A相

31.具有二次諧波制動的差動愛護，為了牢靠躲過勵磁涌流，可（B）。

A）增大“差動速斷”動作電流的整定值

B）適當減小差動愛護的二次諧波制動比

。適當增大差動愛護的二次諧波制動比

32.假如三相輸電線路的自感阻抗為ZL,互感阻抗為ZM,則正確的是（A）式。

A）Z0=ZL+2ZMB）Z1=ZL+2ZMC）Z0=ZL-ZM

33.110kV及以上電壓等級的變電站，要求其接地網(wǎng)對大地的電阻值應（B）。

A）不大于2CB）不大于0.5QC）不大于3Q

34.發(fā)電機變壓器的非電量愛護，應當（C）。

A）設置獨立的電源回路（包括直流空氣小開關(guān)及直流電源監(jiān)視回路），出U回路與電氣最愛

護公用

B）設置獨立的電源回路及出口跳閘I可路，可與電氣量愛護安裝在同一機箱內(nèi)

。設置獨立的電源回路和出口跳閘回路，且在愛護柜上的安裝位置也應相對獨立

35.容量為180MVA,各側(cè)電壓分別為220kV、llOkV和10.5kV的三卷自耦變壓器，其高

壓側(cè)、中壓側(cè)及低壓側(cè)的額定容量應分別是（B）。

A）180MVA,180MVA,180MVAB）I8OMVA,I80MVA,90MVA

C）I8OMVA,90MVA,90MVA

36.中性點不接地系統(tǒng)，發(fā)生金屬性兩相接地故障時，健全相的電壓（C）。

A）略微增大B）不變C）增大為正常相電壓的1.5倍

37.在直流總輸出回路及各直流分路輸出回路裝設直流熔斷器或小空氣開關(guān)時，上下級協(xié)作

（B）o

A）無選擇性要求B）有選擇性要求C）視詳細狀況而定

38.以下關(guān)于變壓器愛護說法正確的是（A）。

A）由自耦變壓器高、中壓及公共繞組三側(cè)電流構(gòu)成的分相電流差動愛護無需實行防止勵磁

涌流的特地措施

B）自耦變壓器的零序電流愛護應接入中性點引出線電流互感器的二次電流

C）33OkV、5OOkV變壓器，高壓側(cè)零序一段應直接動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器

39.所謂高頻通道衰耗下降3dB,是指對應的接收側(cè)的電壓下降到原來收信電壓的（A）倍。

（已知lg2=O.3OIO）

A）倍B）l/2倍C）l/倍

40.線路分相電流差動愛護采納（B）通道最優(yōu)。

A）數(shù)字載波B）光纖C）數(shù)字微波

三、填空題（共10題，每題1分，請將答案填入空格內(nèi)。）

1.用于額定電壓為220V直流系統(tǒng)絕緣檢測裝置的內(nèi)阻應不小于20kQo

2.為防止斷路器偷跳，當經(jīng)長電纜去啟動出口維電器時，應實行的措施有：將不同

用途的電纜分開布置及適當增加出口繼電器動作功率。

3.變壓器的瓦斯愛護應做到防水、防油滲漏及密封性好。

4.愛護TV二次回路電壓切換時，應檢查并保證在切換過程中不會產(chǎn)生TV二次反

充電，應同時掌握可能誤動愛護的正電源。

5.斷路器失靈愛護相電流判別元件的動作時間和返回時間均應不大于20ms。

6.當母線內(nèi)部故障有電流流出時，應減小差動元件的比率制動系數(shù)，以確保內(nèi)部故

障時母線愛護正確動作。

7.假如電力系統(tǒng)各元件的正序阻抗等于負序阻抗，且各元件的阻抗角相等，當線路

發(fā)生單相接地短路時，流過愛護的兩個非故障相電流與故障相電流同相位的條件是：零序電

流安排系數(shù)大于正（負）序電流安排系數(shù)。

8.愛護用電纜的敷設路徑，應盡可能離開高壓母線及高頻暫態(tài)電流的入地點。

9.電流互感器不能滿意10%誤差要求時可實行的措施有：A）增大二次電纜截面；

B）串接備用互感器；C）改用容量大的互感器；D）增大TA一次額定電流。

10.對于高壓側(cè)采納備用電源自動投入方式的變電所，變壓器放電間隙的零序電流愛護

可整定為兩個時限，第一時限以0.2S跳高壓側(cè)斷路器，其次時限以0.7S跳開變壓擲。

選答題部分（共6（）分，分供電專業(yè)、發(fā)電專業(yè)兩部分）

留意事項：

可任選供電專業(yè)、發(fā)電專業(yè)兩部分之一做答，且只能選其一，并在試卷首頁得分表內(nèi)所選專

業(yè)后的括號內(nèi)劃'?寸'標明。

選手參與口試時的專業(yè)與筆試選答題部分所選專業(yè)全都.

供電專業(yè)試題

說明：第1題（20分）為必選題；2-6題（每題10分）可任選其中4道題做答，其余題目

不得做答。判卷時在1題及2-6題中依次評閱，且2-6題只評閱4道題（請將答案寫在答題

紙上）。

1.下圖中兩條線路都裝有閉鎖式零序方向高頻愛護，線路阻抗角為800。

1）請畫出閉鎖式零序方向高頻愛護的原理框圖（愛護停巖和斷路器位置停信可不畫人）。（6

分）

2）假如愛護用母線TV,當MN線路兩側(cè)DL1、DL2均已跳開單相，進入兩相運行狀態(tài)時，

按傳統(tǒng)規(guī)定的電壓、電流正方向，分析四個愛護安裝處的零序方向元件測量到的零序電壓與

零序電流之間的相角差及零序方向元件的動作行為，并依據(jù)方向元件動作行為闡述它們的發(fā)

信、收信狀況。（7分）

3）如何進行高頻電纜的傳輸衰耗和輸入阻抗測試？（要求畫出測量傳輸衰耗和輸入阻抗的試

驗接線并列出計算公式）D分）

2.某220kV線路，采納亙相重合閘方式，在線路單相瞬時故障時，一側(cè)單跳單重，另一側(cè)

直接三相跳閘。若排解斷路涔本身的問題，試分析可能造成直接三跳的獴由（要求答出五個

緣由）。（10分）

3.YN,d11接線的變壓器，三相低壓繞組是如何連線的？畫出這種變壓器差動愛護的接線

圖及其二次三相電流相量圖。（10分）

4.下圖中標出的阻抗為正序（負序）電抗，設各元件阻抗角為900,變壓器的勵磁阻抗為

無窮大、輸電線路零序電抗為正序電抗的三倍，全部參數(shù)均已歸算到MN線路所在的系統(tǒng)

側(cè)。求N母線發(fā)生A相金屬性單相接地短路時流過MN線路的各相電流以及M母線的A

相電壓值（答案可以用分數(shù)表達）。（10分）

5.如需構(gòu)成如右圖所示特性的相間阻抗繼電器，直線PQ下方與圓所圍的部分是動作區(qū)。

Zzd是整定值，OM是直徑。請寫出動作方程，并說明其實現(xiàn)方法。（要求寫出圓特性和直

線特性的以阻抗形式表達的動作方程，寫出加于繼電器的電壓UJ、電流IJ和Zzd表達的電

壓動作方程以及規(guī)律關(guān)系）。（10分）

6.系統(tǒng)各元件的參數(shù)如下圖所示，阻抗角都為80。，兩條線路各側(cè)距離愛護I段均按

本線路阻抗的0.8倍整定。繼電器都用方向阻抗繼電器。

1）試分析距離愛護I、2、4的I段阻抗繼電器振蕩時會不會誤動；（5分）

2）假如振蕩周期T=1.5秒且作勻速振蕩，求振蕩時距離愛護3的I段阻抗繼電器的誤動時

間。（提示：（42+72）1/2=8）（5分）

發(fā)電專業(yè)試題

說明：第I題（20分）為必選題；2-6題（每題10分）可任選其中4道題做答，其余題目

不得做答。判卷時在1題及2-6題中依次評閱，且2-6題只評閱4道題（請將答案寫在答題

紙上）。

1.如圖所示，發(fā)電機經(jīng)YN,dll變壓器及斷路器B1接入高壓母線，在預備用斷路器B2

并網(wǎng)前，高壓母線發(fā)生A相接地短路，短路電流為IAK,變壓器配置有其兩側(cè)TA接線為星

-角的分相差動愛護，并設變壓器零序阻抗小于正序阻抗。

1）畫出差動愛護兩側(cè)TA：次原理接線圖（標出相對極性及差動繼電器差流線圈）。（6分）

2）畫出故障時變壓器兩側(cè)的電流、電壓相量圖及序重量圖。（8分）

3）計算差動愛護各側(cè)每相的電流及差流（折算到一次）。（3分）

4）寫出故障時各序功率的流向。（3分）

2.發(fā)電機經(jīng)穿墻套管、裸導線與室外主變聯(lián)接。發(fā)電機配置有雙頻式100%的定子接地愛

護，其三次諧波電壓愛護為動作方程為

式中：

為幅值、相位平衡系數(shù)，K3為制動系數(shù)；分別為機端及中性點三次諧波電壓，基波零序電

壓3U0取自機端TV開II繞組。

1）大雨天，基波零序電壓愛護及三次諧波電壓愛護同時動作，請指出故障點可能所在的范

圍。（5分）

2）簡述機端TV及中性點TV的一次側(cè)分別斷線時，基波零序電壓愛護及三次諧波電壓愛

護的可能動作行為。（5分）

3.水輪發(fā)電機，Sn=700MW,Un=20kV,每相5并聯(lián)分支，每分支36匝，中性點側(cè)可引

出各分支端子;定子鐵心共540槽，槽內(nèi)上下層線棒短路共540種,其中a）相間短路60種

（約占總短路故障的11%）;b）同相不同分支匝間短路60種；c）同相同分支匝間短路420種,

短路匝數(shù)分別為1、3、5、7匝各105種。請回答：

1）主愛護配置要求雙重化，你建議裝設哪些主愛護？指出它們的優(yōu)缺點。（8分）

2）相應的電流互感器如何配置？（2分）

4.變壓器差動愛護在外部短路暫態(tài)過程中產(chǎn)生不平衡電流（兩側(cè)二次電流的幅值和相位

已完全補償）的主要緣由是哪些（要求答出5種緣由）？（10分）

5.發(fā)電機負序反時限愛護（I22t>A）的最大和最小動作電流分別為lop.max和lop.nin,

對應的最短和最長動作時限為tmin和tmax,問lop.max、lop.min、tmax、tmin如何整定？

要不要與系統(tǒng)相鄰元件愛護協(xié)作整定？（10分）

6.Y,dll變壓器，在Y側(cè)端口BC兩相金屬性短路時，設額定電壓為Un=l（標幺值），

試分析△側(cè)三相電壓Uab、Ube、Uca、Ua>Ub、Ue的大小和相位。

（10分）

供電專.業(yè)試題

說明：第1題（20分）為必選題；2-6題（每題10分）可任選其中4道題做答，其余題目

不得做答。判卷時在1題及2-6題中依次評閱，且2-6題只評閱4道題（請將答案寫在答題

紙上）。

1.下圖中兩條線路都裝有閉鎖式零序方向?高頻愛護，線路阻抗角為800o

I）請畫出閉鎖式零序方向高頻愛護的原理框圖（愛護停唁和斷路器位置.停信可不畫入）。（6

分）

2）假如愛護用母線TV,當MN線路兩側(cè)DL1、DL2均已跳開單相，進入兩相運行狀態(tài)時，

按傳統(tǒng)規(guī)定的電壓、電流正方向，分析四個愛護安裝處的零序方向元件測量到的零序電壓與

零序電流之間的相角差及零序方向元件的動作行為，并依據(jù)方向元件動作行為闡述它們的發(fā)

信、收信狀況。（7分）

3）如何進行高頻電纜的傳輸衰耗和輸入阻抗測試？（要求畫出測量傳輸衰耗和輸入阻抗的試

驗接線并列出計算公式）17分）

答：1）

2)愛護I：U0=-I0ZS0arg3UO/3IO=-IOOO動作；

愛護2：U0=-I0(ZNP0+ZR0)arg3U0/3I0=-1(X)0動作；

MN線路兩側(cè)1、2號愛護都停信，兩側(cè)都收不到信號；

愛護3：UO=IO(ZNPO+ZRO)arg3UO/3IO=8(X)不動;

愛護4：U0=-I0ZR0arg3U0/3I0=-1000動作；

NP線路N側(cè)3號愛護發(fā)信，收信機收到自己的信號。P側(cè)4號愛護停信但收信機始終收到

3號愛護發(fā)出的信號。

3）如圖；其中信號源可以是振蕩器，收發(fā)信機也可以。所用電阻應采納無感電阻。電阻R

可選75歐姆，也可選小于75歐姆的電阻。電平表應選擇平衡輸入端測量。

1）傳輸衰耗:

電壓表法）

（電平表法）

（當R=75歐姆時）

2）輸入阻抗;

（高頻電壓表法）

2.某220kV線路，采納膽相重合閘方式，在線路單相瞬時故障時，一側(cè)單跳單重，另一側(cè)

直接三相跳閘。若排解斷路器本身的問題，試分析可能造成直接三跳的緣由（要求答出五個

緣由）。（10分）

答：1）選相元件問題；

2）愛護出口回路問題；

3）重合閘方式設置錯誤；

4）溝通三跳回路問題；

5）操作箱跳閘回路問題；

6）重合閘裝置問題：軟硬件故障、失電、回路接線錯誤。

3.YN,dll接線的變壓器，三相低壓繞組是如何連線的？畫出這種變壓器差動愛護的接線圖

及其二次三相電流相量圖，（10分）

答:

1)如圖連接;

2)

3)IAB=IA-IB;

IBC=IB-IC;

ICA=IC-IA;

4下圖中標出的阻抗為正序(負序)電抗，設各元件阻抗角為900,變壓器的勵磁阻抗為無

窮大、輸電線路零序電抗為正序電抗的三倍，全部參數(shù)均已歸算到MN線路所在的系統(tǒng)側(cè)。

求N母線發(fā)生A相金屬性單相接地短路時流過MN線路的各相電流以及M母線的A相電

壓值(答案可以用分數(shù)表達)。(10分)

答：1)求出各元件零序電抗

XlT0=j20;XMN0=j60;X2T0=jl0:XPQ0=j60;X3T0=jl0;

2)畫出復合序網(wǎng)圖如下，求得

X1L=j(l0+20+20)//j(l0+20+10+10)=j50//j50=j25；

X0L=j(20+60)//j(l0+6什10)=j80//j80=j40;

3)求短路點各序電流

IK1=IK2=IK0=E/(2XlS+X0S)=l/(2xj25+j40)=-j/90;

4)求流過MN線路的各序電流II、12、10

各序電流安排系數(shù)Cl、C2、CO為

Cl=C2=C0=0.5

A11=12=I0=-j/180;

5)求流過MN線路的各相電流和M母線的A相電壓

IA=I1+I2+I0=-jx3/l80=-j/60;

由于各序電流安排系數(shù)相等，故

IB=O;

IC=O;

依據(jù)線路參數(shù)K=(XO-X1)；(3X1)=2/3;

故M母線的A相電壓UMA為

UMA=UKA+(IA+K3IO)XMNl=O+[-j/6O+(2/3)x(-j/60)lj20=5/9o

5.如需構(gòu)成如右圖所示特性的相間阻抗繼電器，直線PQ下方與圓所圍的部分是動作區(qū)。

Zzd是整定值，OM是直徑。請寫出動作方程，并說明其實現(xiàn)方法。(要求寫出圓特性和直

線特性的以阻抗形式表達的動作方程，寫出加于繼電器的電壓UJ、電流IJ和Zzd表達的電

壓動作方程以及規(guī)律關(guān)系)。(10分)

答：1)園特性動作方程

900+150<arg(ZJ-Zzd)/ZJ<2700+150即1050<arg(ZJ-Zzd)/ZJ<2850；

I)直線特性動作方程

1800-100<arg(ZJ-Zzd)/R<3600-1()0即1700<arg(ZJ-Zzd)/R<35(M)：

2)實現(xiàn)方法：

園特性動作方程1050<arg(UJ-IJZzd)/UJ<2850；

直線特性動作方程1700<arg(UJ-IJZzd)/(IJR)<3500

(或1700<arg(UJ-IJZzd)/IJ<3500)

二個動作方程構(gòu)成“與“門。

6.系統(tǒng)各元件的參數(shù)如下圖所示，阻抗角都為80。，兩條線路各側(cè)距離愛護I段均按

本線路阻抗的0.8倍整定。繼電器都用方向阻抗繼電器。

1)試分析距離愛護1、2、4的I段阻抗繼電器振蕩時會不會誤動：(5分)

2）假如振蕩周期T=1.5秒且作勻速振蕩，求振蕩時距離愛護3的I段阻抗繼電器的誤動時

間。（提示：（42+72）1/2X0（5分）

答：1）求各愛護距離I段定值

==0.8x2Q=I.6C;

==O.8xlOC=8C;

2）求振蕩中心位置

V|Es|=|ER|,振蕩中心在ZZ/2處；

ZS/2=（1+2+10+1）/2C=7C,位于NP線路距N母線4c處。振蕩中心不在1、2阻抗I段

的動作特性內(nèi)，所以1、2阻抗I段繼電器不誤動。

振蕩中心在3、4阻抗【段的動作特性內(nèi)，所以3、4阻抗I段繼電器誤動。

3）按系統(tǒng)參數(shù)振蕩中心正好位于3號阻抗【段動作特性圓的圓心，動作特性如圖所示。

振蕩時測量阻抗端點變化的軌跡是SR線的垂直平分線。如圖所示。

???CN=4Q,SC=7C,

ASN=（42+72）1/2~8Q,/.ZCSN=300,故

ZCNS=600,

AZRNS=Sl=1200,

同理求得62=2400,兩側(cè)電勢夾角在61?32期間阻抗繼電器誤動。

誤動時間t=（32-61）/3600xT=（240（M200）/3600x1.5=0.5秒。

發(fā)電專業(yè)試題

說明：第1題（20分）為必選題；2-6題（每題10分）可任選其中4道題做答，其余題目

不得做答。判卷時在1題及2-6題中依次評閱，且2-6題只評閱4道題（請將答案寫在答題

紙上）。

1.如圖所示，發(fā)電機經(jīng)YN,dll變壓器及斷路器Bl接入高壓母線，在預備用斷路器B2并

網(wǎng)前，高壓母線發(fā)生A相接地短路，短路電流為IAK。變壓器配置有其兩側(cè)TA接線為星-

角的分相差動愛護，并設變壓器零序阻抗小于正序阻抗。

I）畫出差動愛護兩側(cè)TA二次原理接線圖（標出相對極性及差動繼電器差流線圈）。（6分）

2）畫出故障時變壓器兩側(cè)的電流、電壓相顯圖及序重量圖。（8分）

3）計算差動愛護各側(cè)每相的電流及差流（折算到一次）.（3分）

4）寫曲故障時各序功率的流向。（3分）

答：1）畫出的差動愛護TA二次原理圖如下圖所示：

2）變壓器高壓側(cè)接地故障時，設A相短路電流為IAK,則

變壓器高壓側(cè)電流、電壓及序量向量圖如下圖

變壓器低壓側(cè)電流、電壓向量圖

3）變壓器低壓側(cè)各相短路電流

由變壓器高壓側(cè)流入各相差動繼電器的電流

A相：

B相:0

C相:

A相差動愛護差流

C相差動愛護差流

4）零序功率及負序功率由故障點流向變壓器，而正序功率則由變壓器流向故障點。

2.發(fā)電機經(jīng)穿墻套管、裸導線與室外主變聯(lián)接。發(fā)電機配置有雙頻式100%的定子接地愛

護，其三次諧波電壓愛護的動作方程為

式中：

為幅值、相位平衡系數(shù)，K3為制動系數(shù)；分別為機端及中性點三次諧波電壓，基波零序電

壓3U0取自機端TV開口繞組。

I）大雨天，基波零序電壓愛護及三次諧波電壓愛護同時動作，請指出故障點可能所在的范

圍。（5分）

2）簡述機端TV及中性點TV的一次側(cè)分別斷線時，基波零序電壓愛護及三次諧波電壓愛

護的可能動作行為。（5分）

答：1）基波零序電壓愛護及三次諧波電壓愛護動作重疊區(qū)是由機端部分定子繞組到廠高變

高壓側(cè)及主變低壓接地故障。在大雨天，被雨淋的部分簡單發(fā)生接地故障，因此從穿墻套管

至主變套管之間的三相導線簡單經(jīng)水灰流接地。接地故障可能在這個范圍。

3）機端TV一次斷線時，如沒有TV斷線閉鎖，基波零序電壓愛護要誤動，三次諧波電壓

愛護也可能誤動。當中性點TV一次斷線時，基波零序電壓愛護不會動作，而三次諧波電壓

愛護肯定誤動。

3.水輪發(fā)電機，Sn=700MW,Un=20kV,每相5并聯(lián)分支，每分支36匝，中性點側(cè)可引出

各分支端子；定子鐵心共540槽，槽內(nèi)上下層線棒短路共54。種，其中a）相間短路60種（約

占總短路故障的11%）；b）同相不同分支匝間短路60種：c）同相同分支匝間短路420種，短

路匝數(shù)分別為1、3、5、7匝各105種。請回答：

1）主愛護配置要求雙重化，你建議裝設哪些主愛護？指出它們的優(yōu)缺點。

（8分）

2)相應的電流互感器如何配置？（2分）

答：1）裂相橫差愛護：對匝間短路靈敏，但對機端和引線相間短路無效;

2）零序電流橫差愛護：對匝間短路靈敏，但對機端和引線相間短路無效；

3）不完全縱差愛護：對相間（包括引線）短路和匝間短路能反映，但可能靈敏度差；

4）傳統(tǒng)縱差愛護：只在對相間短路主愛護雙重化條件下才裝設。

4.變壓器差動愛護在外剖短路暫態(tài)過程中產(chǎn)生不平衡電流（兩側(cè)二次電流的幅值和相位已

完全補償）的主要緣由是哪些（要求答出5種緣由）？（10分）

答：在兩側(cè)二次電流的幅值和相位已完全補償好的條件下，產(chǎn)生不平衡電流的主要緣由是：

1）如外部短路電流倍數(shù)太大，兩側(cè)TA飽和程度不全都；

2）外部短路非周期重量電流造成兩側(cè)TA飽和程度不同；

3）二次電纜截面選擇不當，使兩側(cè)差動回路不對稱；

4）TA設計選型不當，應用TP型于500KV,但中低壓側(cè)用5P或I0P；

5）各側(cè)均用TP型TA,但TA的短路電流最大倍數(shù)和容量不足夠大；

6）各側(cè)TA二次回路的時間常數(shù)相差太大。

5.發(fā)電機負序反時限愛護（I22t>A）的最大和最小動作電流分別為lop.max和lop.min,對

應的最短和最長動作時限為tmin和tmax,問lop.maXxIop.min>tmax>tmin如何整定?要

不要與系統(tǒng)相鄰元件愛護協(xié)作整定？（10分）

答：取tmin=1000”,得

Iop.min=

取Iop.max=

tmax=

整定計算以上愛護參數(shù)不必于系統(tǒng)相鄰元件后備愛護協(xié)作。

式中，Xd”,X2-發(fā)電機次暫態(tài)電抗（不飽和值）及負序電抗；

Ksat…飽和系數(shù)，一般取Ksa30.8

Xt一升壓變短路電抗

128…發(fā)電機長期允許的負序電流（標幺值）

Ign--發(fā)電機額定電流（KA）

na—TA變比

6.Y,dll變壓器，在Y側(cè)端口BC兩相金屬性短路時，設額定電壓為Un=l（標幺值）、試分

析△側(cè)三相電壓Uab、Ube、Uca、Ua、Ub、Ue的大小和相位。

（10分）

答；Y側(cè)二相相量圖如下哥所示

△側(cè)三相線電壓Uab=/2,Ubc=/2,Uca=-；

三角形側(cè)個相對地電壓為Ua=/2,Ub=0,Uc=-/2o

Uab-Ubc=0=Ua+Ub+Uc-3Ub

Ua+Ub+Uc=O,.\Ub=0,Ua=0.5,Uc=-0.5o

1.填空題：

1.電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，總伴隨有電流的增大、電壓的降低、線路始端測量阻抗的減小

和電壓與電流之間相位角為變化。

2.在三段式電流愛護中，電流I段又稱為電流速斷愛護，電流II段又稱為限時電流速斷愛護,

電流HI段又稱為定時限過流愛護，并且由電流I段和電流II段聯(lián)合工作構(gòu)成本線路的主愛

護。

3.已知返回系數(shù)Kh,牢靠系數(shù)Kk,自啟動系數(shù)Kzq,最大負荷電流Ifmax,三段式電流愛

護IH段的整定電流Idz=o依據(jù)整定公式，為了愛護動作的牢靠性，要求返回系

數(shù)Kh=0.85o

4.雙側(cè)電源網(wǎng)絡中的限時電流速斷愛護，當分支電流中有電源時，要考慮電流助增的影響，

當分支電路為一并聯(lián)的線珞時，要考慮電流吸取的影響，因此在整定值中引入一個分支系數(shù)。

5.電力系統(tǒng)零序電流愛護采納三相五柱式電壓互感器，其二次繞組接成開II三角形，則開門

二角形出口MN端子上電壓UMN=3U0,而零序電流過濾那Ij=Ia+Ib+Ic=3I0

6.中性點經(jīng)消弧線圈接地依據(jù)補償程度可分為完全補償方式、欠補償方式和過補償方式三種

方式，實際應用中都采納過補償方式，其中P=（IL-ICZ）/ICg稱為過度補償，一般取

P