繼電保護考試綜合試題附答案

一.簡述繼電保護的基本要求及相互關(guān)系。

答：可靠性、選擇性、速動性和靈敏性。這幾個“性”之間，緊密聯(lián)系，

即矛盾又統(tǒng)一，必須根據(jù)具體的電力系統(tǒng)運行的主要矛盾和矛盾的主要方

面，配置、配合、整定每個電力元件的繼電保護，充分發(fā)揮和利用繼電保

護的科學(xué)性、工程技術(shù)性，使繼電保護為提高電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)

定性和經(jīng)濟性發(fā)揮最大效能。

二.簡述繼電保護的概念及作用。

答：繼電保護泛指繼電保護技術(shù)和由各種繼電保護裝置組成的繼電保護系

統(tǒng)，包括繼電保護的原理設(shè)計、配置、整定、調(diào)試等技術(shù)。

繼電保護的作用：

（1）自動、迅速、有選擇性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；

（2）反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護條件，而動作于

發(fā)出信號或跳閘。

三.簡述接地短路時，零序電壓電流的分布和零序功率的流動方向。

答：（1）零序電壓：零序電源在故障點，故障點的零序電壓最高，系統(tǒng)中

距離故障點越遠處的零序電壓越低，取決于測量點到大地之間阻抗的大小。

（2）零序電流由于零序電流是由零序電壓UKO產(chǎn)生的，由故障點經(jīng)線路流

向大地。

（3）零序功率方向?qū)嶋H上都是由線路流向母線的。

四.簡述對方向性電流保護的評價及應(yīng)用范圍。

答：1.在多電源網(wǎng)絡(luò)及單電源環(huán)網(wǎng)中能保證選擇性；2、快速性和靈敏性

同前述單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的電流保護；3、接線較復(fù)雜，可靠性較差，且I曾加

投資；4、出口發(fā)生三相短路時，由于母線電壓降至零，方向性元件將失

去判別的依據(jù)，從而導(dǎo)致整套保護裝置拒動，方向保護存在動作的死區(qū)，

在方向性電流保護應(yīng)用時，如果能用電流整定保證選擇性，就不加方向元

件。

五.反應(yīng)單側(cè)電氣量保護的缺陷及輸電線路縱聯(lián)差動保護的概念。

答：缺陷：單側(cè)電氣量保護不可能快速區(qū)分本線末端和對側(cè)母線故障，因

而只能采用階段式的配合關(guān)系實現(xiàn)故障元件的選擇性切除，這樣又難以滿

足系統(tǒng)穩(wěn)定性疝快速切除故障的要求；

輸電線路縱聯(lián)差動保：利用某種通信通道，將輸電線路兩端的保護裝置縱

向聯(lián)接起來，將各端的電氣量，電流，功率方向等傳送到對端并進行比較，

判斷故障是否在本線路范圍內(nèi)。

六.簡述阻抗繼電器動作區(qū)域的概念。

答：在距離保護中，阻抗繼電器的作用就是在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，通過

測量故障環(huán)路上的測量阻抗乙，并將它與整定阻抗Z?相比較，以確定故

障所處的區(qū)段，在保護范圍內(nèi)部故障時，給出動作信號。

七.簡述自動重合閘的作用。

答：（1）大大提高供電的可靠性，減小線路停電的次數(shù)，特別是對單側(cè)電源

的單回線路尤為顯著。

（2）在高壓輸電線路上采用重合閘，還可以提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，

從而提高傳輸容量。

（3）對斷路器本身由于機構(gòu)不良或繼電器保護誤動作而引起的誤跳閘，也

能起糾正的作用。

八.簡述閉鎖方向比較式縱聯(lián)保護基本原理及其優(yōu)點。

答：原理：外部故障時由短路功率為負的一端發(fā)閉鎖信號，此信號被兩端

的接收器接收，閉鎖保護，對于故障線路兩測保護均為正，不發(fā)閉鎖信號，

故障兩側(cè)保護都收不到閉鎖信號而動作于跳閘。

優(yōu)點：有利于非故障線路的一端發(fā)閉鎖信號，閉鎖非故障線路不跳閘，而

對于故障線路跳閘不需要閉鎖信號，所以在區(qū)內(nèi)故障伴隨通道破壞時保護

仍可靠跳閘。

九.簡述變壓器的故障類型。

答：內(nèi)部故障（1）各相繞組之間的匝間短路。

（2）單相繞組的匝間短路

（3）單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地故障

油箱外部故障（1）引出線的相間短路

（2）絕緣套管的閃絡(luò)和破壞，引出線通過外殼發(fā)生的單相

接地短路

十.簡述對自動重合閘的基本要求。

答：動作迅速，不允許任意的多次重合，動作后因能自動復(fù)位，復(fù)歸；手

動跳閘時，不應(yīng)重合，手動合閘與故隨線路不重合。

卜一.變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護及主要保護的預(yù)防作用。

答；L主保護

（1）瓦斯保護

預(yù)防作用：變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面降低

（2）縱差保護或電流速斷保護

預(yù)防作用：變壓器繞組套管及引出線上的故障

2.后備保護

十二.簡述故障環(huán)路的概念及測量電壓電流的選取

答：故障環(huán)路：故障電流可以流通的通道，接地距離保護，測量電壓為保

護安裝處故障相對地電壓，測量電流為帶零序電流補償?shù)墓收舷嚯娏鳌?/p>

相間距離保護：測量電壓為保護安裝處兩故障相的電壓差，測量電流均為

兩故障相的電流差

十三.畫圖分析。

(1)畫出所示電力系統(tǒng)保護范圍，分別指出兩故障點之間應(yīng)斷

開的斷路器的編號。

(2)畫出方向圓動作特性，寫出其動作方程。

方向圓特性的絕對值比較動作方程

方向圓特性的相位比較動作方程

-90°Warg(Zse「Zm)/Zm這90,

⑶畫出偏移圓動作特性，寫出其動作方程。

偏移圓的絕對值比較動作方程

比較動作方程為

?90Marg(Z$e“?Zm)/(Zm?ZsB)W90。

(4)畫圖分析，電力電壓器縱聯(lián)差動保護的保護原理。

正常運行或外部故障時，應(yīng)使

，，2J_=L

11—A，7Z41“TAZ

縱差保護的動作判據(jù)為

式中/,=/；+/)

(5)畫圖分析，輸電線路縱聯(lián)電流差動保護原理o

基爾霍夫定律

內(nèi)部故障：/+/-/

(6)畫圖分析，發(fā)電機定子單相接地時，三次諧波電壓并分析。

7.3.3利用三次諧波電壓構(gòu)成的定子繞組單相接地保護號加州女(力”

(-)發(fā)電機定子繞組三次諧波電壓分析

單相接地時定子繞組三次諧波分布

中性點三次諧波電壓

UN\~嗚

機端三次諧波電壓

/3=(1-叫

三次諧波電壓比卸尸

電力系統(tǒng)繼電保護聯(lián)k/。QQ97

(7)畫出發(fā)電機比率制動式縱差保護動作特性圓，并寫出動作

方程。

動作方程:

)十

>K（，e—Ircs.minmin>Ires.miii

d.min<Ircs.min

res

(8)畫圖分析，單母線完全電流差動保護原理。

8.2.1單母線完全電流母線差動保護

TA變

比

相

同

正常運行或外部故障時

單母線完全電流母線差動保護

TA

變

比

相

同

母線上故障時

幅值上看

正常運行和區(qū)外故障時，￡1二0

母線故障時，LI=1K

相位上看

正常運行和區(qū)外故障時，流入、流出電流反相位

母線故障時，流入、流出電流同相位

(9)畫圖分析，母聯(lián)相位差動保護工作原理。

此母線保護包括一個啟動元件KST和一個選擇元件KDO啟動元件

接在除母聯(lián)斷路器外所有連接元件的二次電流之和回路中，作用是

區(qū)分母線內(nèi)部和外部故障。選擇元件KD是一個電流相位比較繼電

器，它的一個線圈接入除母聯(lián)斷路器以外其他連接元件的二次電流

之和，另一個線圈則接在母聯(lián)斷路器的電流互感器二次側(cè)。它利用

比較母聯(lián)斷路器中電流與總差動電流的相位選擇出故障母線。當(dāng)母

線I上故障時，流過母聯(lián)斷路器的短路電流是由母線II流向母線

I,而當(dāng)母線II上故障時，流過母聯(lián)斷路器的短路電流則是由母

線1流向母線H。在這兩種故障情況下，母聯(lián)斷路器的電流相位

變化了130°,而總差動電流是反應(yīng)母線故障的總電流，其相位是

不變的。因此利用這兩個電流的相位比較，就可以選擇出故障母線,

并切除選擇出的故障母線上的全部斷路器。

(10)畫出YD11點接線的雙繞組三相變壓器，縱聯(lián)差動保護原

理接線圖，對稱二次相的向量圖，說明兩側(cè)電流互感器變

比的選擇原則。

這樣就可以消除兩側(cè)電流不對應(yīng)。由于星型側(cè)采用了兩相電流差，

該側(cè)流入差動繼電器的電流增加了J3倍。為了保證正常運行及外

部故障情況下差動回路沒有電流，該側(cè)電流互感器的變比也要相應(yīng)

地增大J3倍，即兩側(cè)電流互感器變比的選擇應(yīng)該滿足

^TAl_%

/7TA1G

計算1如圖所示，變壓器參數(shù)100MVA,變比為110/6.6KV,短路

電壓百分數(shù)&%=10.5,線路a.b阻抗為Z后Z2ab=2歐，Z。曲=7歐,線路

be阻抗為Zlbc=Z2bc=15歐，ZObc=30歐，取一段的可靠系數(shù)

nm

Krcl=l.l,Krei=l.15.非周期分量系數(shù)Knp=l,同行系數(shù)Kst=0.5,接線系

數(shù)t=0.1o

求：（1）畫出B母線短路接地的零序網(wǎng)絡(luò)圖和C母線短路接地的零序

網(wǎng)絡(luò)圖。

（2）求出保護零序電流i段、ii段、in段動作電流值及動作時

限，對零序n段保護的靈敏度進行校驗。

2.某YD-11變壓器額定容量為31.5MVA,變