南理工紫金电力系统继电保护复习题

第一章绪论1.电力系统继电保护一般应满足速动性、灵敏性、选择性、可靠性四个基本要求。

2.继电保护的灵敏性是指其对保护范围内发生故障或不正常工作状态的反应能力。

3.继电保护的选择性是指继电保护动作时，只能把故障元件从系统中切除,使系统非故障部分继续运行。

4.继电保护的可靠性是指保护在应动作时不拒动,不应动作时不误动。

5.电力系统相间短路的形式有三相短路和两相短路。

6.电力系统发生短路故障后，总伴随有电流的增大、电压的降低、线路始端测量阻抗的减小和电压与电流之间相位角的变化。

7.电力系统发生故障时,继电保护装置应动作于断路器跳闸，电力系统出现不正常工作时, 继电保护装置一般应根据运行条件，发出告警信号，减负荷或跳闸。

8.电力系统最危险的故障是______。

C（A）单相接地；（B）两相短路；（C）三相短路。

9.继电保护的基本任务？答：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常；（2）反应电力设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。

10.对继电保护的基本要求？答：（1）选择性：仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，保证系统中非故障部分的正常工作。

（2）速动性：保护装置能迅速动作切除故障。

（3）灵敏性：指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。

（4）可靠性：指对于该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时它不拒动，而在任何其它该保护不应动作的情况下，则不应误动。

第二章电流保护1.在三段式电流保护中，电流I段又称为电流速断保护，电流II段又称为限时电流速断保护，电流III段又称为定时限过电流保护。

2.中性点经消弧线圈接地根据补偿程度可分为完全补偿、欠补偿和过补偿三种方式，实际应用中都采用过补偿方式，其中∑∑-=C CL I IIP称为过补偿度，一般取P=5%~10%。

3.线路装设过电流保护一般是为了作本线路的近后备保护及作相邻下一线路的远后备保护。

4.中性点直接接地电网发生单相接地短路时，零序电压最高值应在接地故障点处，最低值在变压器接地中性点处。

5.本线路限时电流速断保护的保护范围一般不超过相邻下—线路的电流速断保护的保护范围，故只需带0.5s延时即保证选择性。

6.为使过电流保护在正常运行时不动作，其动作电流应大于最大负荷电流，为使过电流保护在外部故障切除后能可靠返回，其返回电流应大于最大自起动电流。

7.瞬时电流速断的保护范围随运行方式和故障类型而变。

8.装有三段式电流保护的线路，其首端故障时，一般瞬时电流速断保护动作，末端故障时一般限时电流速断保护动作。

9.采用90°接线方式的LG 一11型功率方向继电器，当I J =I A 时，U J 应为BC U 当I J =I C , U J 应为AB U 。

10.线路保护一般装设两套，两套保护的作用是______。

B（A ）主保护；（B ）一套为主保护，另一套为后备保护；（C ）后备保护。

11.电流速断保护的动作电流应大于_____。

A（A ）被保护线路末端短路时的最大短路电流；（B ）线路的最大负载电流；（C ）相邻下一线路末端短路时的最大短路电流。

12.电流速断保护的保护范围在_____运行方式下最小。

C（A ）最大；（B ）正常；（C ）最小。

13.按90o 接线的功率方向继电器，当线路正方向发生相间短路时，若d ϕ=60o ，为使继电器动作最灵敏，其内角α应选取 。

B(A) -30o(B) 30o(C) 60o14.装有三段式电流保护的线路,当线路末端短路时，一般由___动作切除故障。

B（A ）瞬时电流速断保护；（B ）限时电流速断保护；（C ）定时限过电流保护。

15.定时限过电流保护的动作电流需要考虑返回系数，是为了_____。

B(A)提高保护的灵敏性；(B)外部故障切除后保护可靠返回；(C)解决选择性。

16.在中性点直接接地电网中，发生单相接地短路时，故障点零序电流和零序电压的相位关系是_____。

A(A)电流超前电压约90°；(B)电压超前电流约90°；(C)电压电流同相位。

17.在中性点直接接地电网中发生接地短路时，_____零序电压最高。

B（A ）保护安装处；（B ）接地故障点处；（C ）变压器接地中性点处。

18.若装有定时限过电流保护的线路，其末端变电所母线上有三条出线，各自的过电流保护动作时限分别为1.5s 、0.5s 、1s ，则该线路过电流保护的时限应整定为_____。

B(A) 1.5s ；(B) 2s ；(C) 3.5s 。

19.功率方向判别元件实质上是在判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？答：功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流之间的相位r ϕ，并且根据一定关系[cos()r ϕα+是否大于0]判别出短路功率的方向。

为了进行相位比较，需要加入继电器的电压、电流信号有一定的幅值，且有最小的电压和电流要求。

当短路点越靠近母线时电压越小，在电压小于最小动作电压时，就出现了电压死区。

在保护正方向发生最常见故障时，功率方向判别元件应该动作最灵敏。

20.什么是系统的最大运行方式和最小运行方式？答：系统的最大运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式。

最小运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最小的方式。

21.后备保护的作用是什么？简述远后备保护和近后备保护的优缺点？答：后备保护作用：当主保护或断路器拒动时，由后备保护动作切除故障。

远后备优点：当断路器拒动时仍可由相邻前一级保护动作切除故障。

缺点：①扩大了停电范围②动作时限较长近后备优点：当主保护拒动时由后备保护动作切除故障，不会扩大停电范围，动作时间也较短。

缺点：当断路器拒动时，无法动作切除故障。

22.方向性电流保护动作的条件是什么？利用什么元件来判断短路电流功率方向。

答：当方向元件和电流元件同时动作时，保护才能动作。

可利用功率方向继电器来判断短路电流功率方向。

23.线路电流保护的保护范围为什么会受到运行方式、短路类型的影响？答：因为对于不同的运行方式和短路类型，短路电流值不同。

24.说明过电流继电器的动作电流、返回电流、返回系数的概念及关系？返回系数大于1吗？ 答：动作电流：能使继电器动作的最小电流。

返回电流：能使继电器返回的最大电流。

返回系数：返回电流与动作电流的比值。

返回系数恒小于1。

25.何为功率方向继电器的90o 接线，举例说明该接线方式；最大灵敏角与内角有何关系？ 答：功率方向继电器的90o 接线方式是指加入继电器的电压和电流的相位差为90o 。

例如加入继电器的电流A I 和电压BC U 相位差为90o 。

最大灵敏角与内角的和为0。

26.瞬时电流速断与限时电流速断相比较，哪个灵敏度高？为什么？哪个动作时间长？ 答：限时电流速断保护比瞬时速度保护的灵敏度高。

因为限时速断的动作电流整定值比瞬时速断的小，其保护范围延伸到相邻的下一条线路。

限时电流速段要与相邻线路的瞬时速断配合，为保证选择性，其动作时限比瞬时速断延长一个时限阶段t ∆，故限时速断动作时间长。

27.电流保护第Ⅲ段的整定原则是什么？写出其动作电流的整定计算公式，分析为什么电流保护中的Ⅰ、Ⅱ段不考虑zq K 和h K ，而Ⅲ段却要考虑？答：（1）电流保护第Ⅲ段的整定原则：起动电流按照躲开最大负荷电流来整定。

（2）动作电流的整定计算公式为max k zqdz f h K K I I K =。

（3）因为Ⅰ段保护范围不可能超过线路全长，在其保护范围内一旦发生故障立即切除，不存在返回，因此无须考虑zq K 和h K 。

Ⅱ段的动作电流是按照下一条线路Ⅰ段动作电流值来整定的，其动作电流值远大于流过本线路的最大负荷电流击最大自启动电流，虽然其返回电流比动作电流小，但仍比最大自启动电流大很多，因此如果是下一条线路发生故障，当故障被切除后，Ⅱ段电流保护一定能够返回。

对Ⅲ段而言，如果仅让其动作电流为流过本线路的最大负荷电流，那么其返回电流值一定小于流过本线路的最大负荷电流，当故障发生于其他线路上并且故障切除后，流过本线路的电流值如果是最大自启动电流，其值一定大于最大负荷电流从而大于Ⅲ段返回电流，那么继电器无法返回就会误动。

因此必须从返回时流过保护的电流去考虑，返回时流过保护的最大自启动电流为m ax ⋅⋅f zq I K ，留有一定裕度，并求起动电流得h f zq k K I K K max⋅⋅⋅，这样便能保证Ⅲ段返回。

虽然这是起动电流比最大负荷电流要大一些，但相对短路电流而言还是很小的，当系统发生故障时，仍能保证Ⅲ段的起动，能够保证它的灵敏性。

28.三段式电流保护各段的灵敏性是如何校验的？答：电流Ⅰ段保护的灵敏性是通过保护范围的大小来衡量的，要求其最小保护范围不得小于15%的本线路全长；电流Ⅱ段的灵敏性是用灵敏系数（即在系统最小运行方式下本线路末端发生两相金属性短路时流过保护的短路电流与动作电流之比）来校验的，要求灵敏系数大于1.3~1.5；电流Ⅲ段的灵敏性校验包括作近后备时和远后备时两种情况：作近后备时，校验方法同Ⅱ段保护；作远后备时，应取最小运行方式下相邻线路末端两相金属性短路电流来计算灵敏系数，要求大于1.2。

29.在继电保护中对方向继电器的基本要求是什么，对于相间短路的功率方向继电器，写出其动作方程，画出其动作特性？答：（1）具有明确的方向性；（2）故障时继电器的动作有足够的灵敏度。

︒0接线时动作方程为 90arg 90-≥≥-Jj J I e U m l ϕ，动作特性如图（a ）所示； ︒90接线时动作方程为 90arg 90)90(-≥≥-Jj JI e U d ϕ，动作特性如图（b ）所示； （a ）︒0接线 （b ）︒90接线。

30.中性点直接接地系统发生单相接地故障时，零序分量的参数具有哪些特点？答：零序电压：故障点的零序电压最高；变压器中性点接地处的零序电压为0。

零序电流只在故障点与中性点接地的变压器之间流动，并由大地构成回路。

零序电流比正序、负序电流流动范围少。

零序功率：对于发生故障的线路，两端零序功率的方向与正序功率的方向相反，零序功率的方向实际上是由线路流向母线。

31.中性点不直接接地系统为什么可以采用零序电压保护反应单相接地短路，具体如何实现选择故障线路呢？答：在中性点不直接接地系统中，只要本级电压网络中发生单相接地故障，则在同一电压等级的所有发电厂和母线上，都将出现数值较高的零序电压。

判断故障线路需要由运行人员依次短时断开每条线路，并继之将断开线路投入，当断开某条线路时，零序电压的信号消失，即表明故障是在该线路上。

32.中性点不直接接地系统（没有消弧线圈）可以采用零序电流保护反应单相接地短路，为什么？答：在中性点不直接接地系统中发生单相接地后，在非故障元件中流过的零序电流，其数值等于本身的对地电容电流，而在故障元件中流过的零序电流，其数值为全系统非故障元件对地电容电流之总和，当系统中元件较多时，故障元件流过的零序电流明显大于非故障元件流过的零序电流。