2020华南理工网络教育电力系统继电保护原理作业解析

2020华南理工网络教育电力系统继电保护原理作业解析
华南理工大学网络教育学院《电力系统继电保护原理》课程作业题目20200820
作业题目
一、客观题（单项选择题或判断题）（40题）
1、继电保护装置是电力系统中重要的一次设备。

（X）
2、电力系统继电保护的四个基本要求，不包括（D ）。

A.选择性；
B.速动性；
C.灵敏性；
D.针对性。

3、继电保护一般反应某个故障特征的异常变化而动作或发信号，以下不可以作为故障特
征的参数是（D）：
A.电流;
B.电流增量;
C.阻抗;
D.延时。

4、继电器按其结构形式分类，目前主要有（D）。

A.测量继电器和辅助继电器；
B.电流型和电压型继电器；
C.全阻抗继电器、方向阻抗继电器、带偏移特性的阻抗继电器；
D.电磁型、感应型、整流型和静态型。

5、目前基本淘汰了下列（A）类型的保护。

A.晶体管式保护；
B.数字式保护；
C.机电式保护；
D.熔断器；
6、一个满量程电压为10V的12位A/D转换器，能够分辨模拟输
入电压变化的最小值为
2. 44mV。

（V）
7、微机继电保护硬件系统的构成不包括（D）。

A.数据采集单元；
B.数据处理单元；
C.开关输人输出接口；
D.电量变送器；
8、关于微机保护A/D数据采集系统不正确的说法是（B）。

A.直接式A/D数据采集系统中，A/D转换结果可直接用于保护的有关算法；而VFC式数
据采集系统属于计数式电压频率转换芯片，微处理器每隔一定时间读得的计数器的计数值不能直接用于计算，必须将相隔NTs的计数值相减后才能用于各种算法的计算；B.直接式A/D转换是瞬时值比较，抗干扰能力强；VFC式A/D转换是取采样间隔内的平
均值，抗干扰能力差；
C.直接式A/D芯片一经选定其数字输出位数不可改变，即分辨率不可能变化；而VFC数
据采集系统中可通过增大计算间隔提高分辨；
D.VFC式A/D转换器与计数器之间的光电耦合器，使数据采集系统与CPU系统在电气回
路上完全隔离，抗干扰能力强。

9、微机保护中，只要采样值正常，当电流信号频率不稳定时，傅里叶算法也可准确计算
出电流信号的幅值。

（X）
10、电流Ⅰ段（速断）保护的灵敏系数通常用保护范围来衡量，其保护范围越长表明保护
越( B )。

A.可靠
B.不可靠
C.灵敏
D.不灵敏
11、瞬时速断之所以能不带延时快速有选择动作，是以降低了保护的（C ）为
代价。

A.选择性；
B.可靠性；
C.灵敏性；
D.速动性
12、三段式电流保护中，动作时限最长的是（A ）。

A.瞬时电流速断保护；
B.限时电流速断保护；
C.定时限过电流保护近后备段；
D.定时限过电流保护远后备段；
13、开式网络中上下级线路保护的配合一定是在前级限时电流速断和下级电流速断之间
进行。

（X）
14、按900接线的功率方向继电器，若接入某相（个）继电器的电流I K为I A,则对应接入该
继电器的电压U K为( D )。

(A) U A; (B) U B; (C) U AB; (D) U BC。

15、出线较多的中性点不接地电网发生单相接地时,故障线路保护安装处流过的零序电容
电流比非故障线路保护安装处流过的零序电容电流大得多。

（V）
16、中性点经消弧线圈接地系统中，实际中获广泛的应用的补偿方式是（C ）。

A.全补偿方式；
B.欠补偿方式；
C.过补偿方式;
D.自适应补偿。

17、中性点经消弧线圈接地系统中，当采用完全补偿方式时，流
经故障线路和非故障线路
的零序电流都是本身的电容电流，电容性无功功率的实际方向都是由母线流向线路。

因此在这种情况下，利用稳态零序电流的大小和功率方向都无法判断出哪一条线路上发生了故障。

（V）
18、方向阻抗继电器中，记忆回路的作用是（ B ）。

A.提高灵敏度；
B.消除正向出口三相短路的死区；
C.防止反向出口短路误动作；
D.提高速动性。

19、从减小系统振荡的影响出发,距离保护的测量元件应采用（C ）阻抗继电器。

A.全；
B.方向；
C.偏移特性；
D.方向透镜型
20、（D）不影响距离保护的工作。

A.短路点过渡电阻；
B.电力系统振荡；
C.电压回路断线；
D.并联电容补偿。

21、线路距离保护在检测到被保护线路范围内发生系统振荡时应立即跳开断路器切除该线
路。

（×）
22、系统振荡时，无负序、零序电流出现。

（X）
23、按照（A ），自动重合闸可以分为三相重合闸、单相重合闸以及综合重合闸。

A.重合闸作用于断路器的方式；
B.重合闸的动作次数；
C.重合闸的应用场合；
D.重合闸的相别数。

24、自动重合闸装置在系统瞬时性故障处理时有技术经济效果，在系统永久性故障时对
系统有技术经济负作用。

（V）
25、（D）是后加速保护的优点之一。

A.能够快速地切除各段线路上发生的瞬时性故障；
B.可能使瞬时性故障米不及发展成为永久性故障，从而提高重合闸的成功率；
C.使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济；
D.第一次是有选择性地切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中一般
不允许保护无选择性的动作而后以重合闸来纠正（前加速的方式）。

26、（D）是后加速保护的缺点之一。

A.重合于永久性故障时，故障切除的时间可能较长。

B.装有重合闸的断路器动作次数较多，工作条件恶劣。

C.如果重合闸装置或断路器QF3拒绝合闸则将扩大停电范围，甚至在最末一级线路上故
障时都会使连接在这条线路上的所有用户停电。

D.每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比较为复杂。

27、重合闸后加速保护的目的是（B）
A.提高重合闸成功率；
B.提高保护动作的速动性；
C.提高保护动作的灵敏性；
D.提高保护动作的选择性。

28、重合闸后加速保护动作的配合方案中保护第一次有选择切除故障，重合于永久故障
后保护第二次无选择性加速动作。

（×）
29、下列方法中，（D）不是正确的防止涌流引起变压器纵差保护误动的方法。

A.差动回路接入速饱和变流器；
B.利用涌流中二次谐波判别；
C.涌流间断角判别；
D.利用涌流中三次谐波判别。

30、差动保护中，可以用两侧电流矢量差为制动量，也可以两侧电流幅值之和为制动量。

（√）
31、变压器励磁涌流中包含大量的高次谐波，并且以三次谐波为主。

（×）
32、变压器的电流速断保护可以与（C ）保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧
的引出线套管上的各种相间故障。

A.过电流；
B.过负荷；
C.瓦斯；
D.差动。

33、关于发电机励磁回路接地保护，正确的说法是（A）。

A.汽轮发电机装设励磁回路一点接地保护。

当检查出励磁回路一点接地后再考虑装设两点
接地保护。

（）
B.水轮发电机一般装设一点接地保护，动作于信号，而不装设两点接地保护；（）
C.水轮发电机一般装设两点接地保护，动作于信号，而不装设一点接地保护；（）
D.汽轮发电机装设励磁回路一点接地和两点接地保护,同时投入。

（）
34、关于单相接地保护,对直接接于母线的中小型机组发电机定子绕组单相接地故障,正确
的说法是（C）。

A.不管发电机电压网络的接地电容电流多大，均应装设动作于跳
闸的零序电流保护；
B.当发电机电压网络的接地电容电流小于5A时，则装设作用于信号的单相接地保护;
C.当发电机电压网络的接地电容电流大于或等于5A时（不考虑消弧线圈的补偿作用），
应装设动作于信号的零序电流保护；
D.当发电机电压网络的接地电容电流小于5A时，则装设作用于跳闸的单相接地保护;
35、利用发电机的每相绕组的两组支路的中心点连线电流构成的保护，称为（B ）。

(A) 绝缘监视装置；(B) 零序电流保护；
(C) 单元件横差保护；(D) 中心线过流保护。

36、发电机定子绕组单相接地时，中性点对地电压（A ）。

（A）为零；（B）上升为线电压；（C）上升为相电压；（D）上升为线电压α倍（α表示由中性点到故障点的匝数占全部绕组匝数的百分数）。

37、由反应基波零序电压和利用三次谐波电压构成的100%定子接地保护，其基波零序电压
元件的保护范围是（C）。

A.由中性点向机端的定子绕组的约85%；
B.由中性点向机端的定子绕组的约50%；
C.由机端向中性点的定子绕组的约85%；
D.100%的定子绕组。

38、发电机反时限负序电流保护的动作时限是（A ）。

A.无论负序电流大或小，以较长的时限跳闸；
B.无论负序电流大或小，以较短的时限跳闸；
C.当负序电流大时以较短的时限跳闸；当负序电流小时以较长的时限跳闸；
D.当负序电流大时以较长的时限跳闸；当负序电流小时以较短的时限跳闸。

39、根据保护要求，在大型电动机上必须装设相间短路的保护作为电动机的主保护。

( √)
40、互感器二次侧应有安全可靠的接地,其作用是（B ）。

A.便于测量时形成回路；
B.以防互感器一、二次绕组绝缘破坏时,高电压对二次设备及人身的危害；
C.有助于泄放雷电流；
D.提高保护设备抗电磁干扰能力。

二、简答或分析或计算题（主观题）（10题）
41、何谓继电器保护装置？它的基本任务是什么？
答：继电保护装置就是能反应电力系统中各电气设备发生故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

它的基本任务是：
（1）能自动地、迅速地、有选择性地借助断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备迅速恢复正常运行，并使故障设备免于继续遭受破坏；
（2）能反映电气设备的不正常工作状态，并根据运行维护的条件作用于信号或将那些继续运行即会造成损坏或发展为故障的设备切除。

反应不正常状态的继电保护，通常都不需要立即动作，即可带一定的延时。

42、对比说明微机保护装置中VFC式和直接式A/D转换器两种数据转换方式的差别。

答：（1）在转换结果的使用方面采用逐次逼近A/D芯片构成的数据采集系统经A/D转换的结果可直接用于微机保护中的数字运算，而采用VFC芯片构成的数据采集系统中，由于计数器采用了减法计数器，所以每次采样中断从计数器读出的计数值与模拟信号没有对应关系。

必须将相邻几次读出的计数值相减后才能用于数字运算。

（2）在分辨率方面A/D式芯片构成的数据采集系统的分辨率决定于A/D芯片的位数。

位数越高，分辨率也越高。

但硬件一经选定则分辨率便固定。

而由VFC芯片构成的数据采集系统的分辨率不仅与VFC
芯片的最高转换频率有关，而且还与软件计算时所选取的计算间隔有关。

计算间隔越长，分辨率越高。

（3）在暂态信号方面A/D式芯片构成的数据采集系统对瞬时的高频干扰信号敏感，而VFC 芯片构成的数据采集系统具有平滑高频干扰的作用。

采样间隔越大，这种平滑作用越明显。

因此，在需要提取高次谐波时，如果采用VFC式数据采集系统，采样频率不应过低。

（4）在系统设计方面在硬件设计上，VFC式数据采集系统便于实现模拟系统与数字系统的隔离，抗干扰能力强。

便于实现多个单片机共享同一路转换结果。

而A/D式数据采集系统不便于数据共享和光电隔离。

43、为什么过电流保护的动作电流要考虑返回系数,而瞬时电流速断保护及限时电流速断保
护则不考虑?
答：过电流保护的动作电流考虑返回系数，是为了使保护在外部故障切除后能可靠地返回,若不考虑返回系数，则由于过电流保护的动作电流较小，返回电流也较小，在外部故障切除后，电流恢复到，IL.max可能大于返回电流而不返回。

而瞬时电流速断保护在外部故障时根本不会动作，当然也就不存在返回的问题。

至于限时电流速断保护在外部故障时可能动作，但因它的动作电流较大，相应的返回电流也较大，因此，当外部故障切除后恢复到IL.max时一定能自行返回。

44、中性点有效接地系统中零序电流保护的缺点有哪些？
答：（1）对于短线路或运行方式变化很大的情况，保护往往不能满足系统运行所提出的要求；（2）随着单相重合闸的广泛应用，在重合闸动作的过程中将出现非全相运行状态、再考虑系统两侧的电机发生摇摆，则可能出现较大的零序电流，因而影响零序电流保护的正确工作，此时应从整定计算上予以考虑，或在单相重合闸动作过程中使之短时退出运行；（5）当采用自耦变压器联系两个不同电压等级的网络时（例如110kV和220kV电网）、则任一网络的接地短路都将在另一网络中产生零序电流，这将使零序保护的整定配合复杂化，并将增大第Ⅲ段保护的动作时限。

45、何谓完全补偿、欠补偿及过补偿？为什么一般采用过补偿？
答：（1）欠补偿是表示消弧绕组的电感电流不足以完全补偿电容电流，I L
障点残流为容性电流。

（2）全补偿是表示消弧绕组的电感电流恰好完全补偿电容电流，I L=I C，故障点的残流为非常小的电阻性泄漏电流。

（3）过补偿表示消弧绕组的电感电流大于电容电流I L＞I C，故障点的电流为感性电流。

完全补偿时，消弧绕组与并联后的三相电容处于并联谐振状态，容易产生过电压。

欠补偿在运行时部分线路可能退出运行，形成全补偿，产生较大中性点电压偏移，引起零序回路中产生严重的铁磁谐振过电压。

因此在中性点经消弧绕组接地时采用过补偿:在多数情况下能迅速消除单相接地电弧而不破坏电网的正常运行，接地电弧不会重燃，把单相电弧接地
电压限制在2. 5倍相电压值。

46、什么是阻抗继电器的测量阻抗、整定阻抗、起动阻抗？
答：整定阻抗---根据继电保护整定原则计算的整定阻抗，阻抗继copy电器按该整定值调整为在最大灵敏角下的最大动作阻抗。

测量阻抗---是在正常运行和短路情况下，阻抗继百电器感受到的实际阻抗。

当测量阻抗小于整定阻抗时，阻抗继电器应动作，否则不动作。

启动阻抗---在灵敏角下，该阻抗等于整定阻抗，在阻抗角不等于最大灵敏角的情况下，能使阻抗继电器动作的最大阻抗值。

47、距离保护中构成振荡闭锁回路时应满足哪些基本要求？
答：构成振荡闭锁回路时应满足以下基本要求：
（1）系统发生振荡而没有故障时，应可靠地将保护闭锁，且振荡不停止，闭锁不解除。

（2）系统发生各种类型的故障时，保护应不被闭锁而能可靠地动作。

（3）在振荡的过程中发生故障时，保护应能正确地动作。

（4）先故障而后又发生振荡时，保护不致无选择性的动作。

48、在高频保护中,高频信号的作用分哪三种?试分述各种信号的作用。

答：分为跳闸信号、允许信号和闭锁信号。

（1）跳闸信号在线路故障时直接引起保护. 跳闸信号的出现,是保护跳闸的充分条件,它与继电部分的动作信号间具有"或"逻辑关系；
（2）允许信号在线路故障时开放保护允许保护跳闸.有允许信号是保护跳闸的必要条件,允许信号与继电部分的动作信号问具有"与"逻辑关系；
（3）闭锁信号在线路外部故障时将保护闭锁. 闭锁信号是禁止保护动作的信号,无闭锁信号是保护动作的必要条件 .被保护线路故障时,不发闭锁信号,保护动作跳闸.
49、变压器励磁涌流是在什么情况下产生的？有何特点？在变压器差动保护中是怎么利用
涌流的特点来消除涌流对差动保护的影响？
答: 产生的原因是: 变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时,其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量,因此产生较大的涌流, 其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。

特点：（1）包含有很大成分的非周期分量,往往使涌流偏于时间轴的一侧。

（2）包含有大量的高次谐波分量,并以二次谐波为主。

（3）励磁涌流波形之间出现间断。

①采用速饱和中间变流器；利用励磁涌流中含有大量的非周期分量的特点；②二次谐波制动的方法；利用励磁涌流中含有大量二次谐波分量的特点；③鉴别波形间断角的方法；利用励磁涌流的波形会出现间断角的特点。

50、简要回答发电机纵差保护和横差保护的性能特点，两者的保护范围是否相同？是否可
以相互代替？
答：（1）发电机纵差保护是相间短路的主保护，它反映发电机中
性点至出口同一相电流的差值，保护范围是从中性点到发电机出口导引线。

因为反应同一相电流差值，故不能反应同相绕组匝间短路，因此不能替代匝间保护；
（2）发电机横差动保护是定子绕组匝间短路的保护。

它反应定子绕组中性点连线电流的大小，当某一绕组发生匝间短路，在同一相并联支路中产生环流使保护动作。