电力系统继电保护综合练习三套题

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综合练习一
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一、填空（每空1分，共 25 分）
1、对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：、
、、，即保护的四性。

参考答案：
选择性、速动性、灵敏性、可靠性
2、在继电保护整定计算中，通常要考虑系统的、 W的功率管。

参考答案：
最大、最小
3、限时电流速断保护的保护范围要求达到被保护线路的。

参考答案：
全长
4、按90°接线的功率方向继电器用于阻抗角为70°的被保护线路上，要使继电器最灵敏，继电器的内角应为°，最灵敏角为°。

参考答案：
20°，-20°
5、若方向阻抗继电器和全阻抗继电器的整定值相同，继电器受过渡电阻影响
大，继电器受系统振荡影响大。

参考答案：
方向阻抗，全阻抗
6、是指时，加入继电器的电压和电流同相。

参考答案：
阻抗继电器的0°接线
7、中性点直接接地的变压器电流保护，保护用的电流互感器应装于中性点引出线上。

参考答案：
零序
8、阻波器是由电感线圈与可变电容器并联组成的回路，其谐振频率为。

参考答案：
载波频率
9、中性点直接接地系统，当发生单相金属性接地时，故障点故障相电压、
电压最高，零序电压为零。

参考答案：
为零、零序电压，变压器中性点
10、全阻抗继电器和方向阻抗继电器均按躲过最小工作阻抗整定，当线路上发生短路时，
继电器灵敏度高。

参考答案：
方向阻抗
11、微机保护的数字滤波是用实现的。

参考答案：
程序
12、闭锁角应该按照可能出现的最大间断角来整定，最大间断角主要由
的角度误差、序电流滤波器产生的角度误差、引起的角度误差、
需要的延时等决定。

参考答案：
躲过区外故障时，互感器，线路电容电流，高频信号沿线传输
13、使动作阻抗降为Zset 对应的测量电流，称为最大精确工作电流，用Iacmax。

参考答案：
0.9
二、选择题（每小题 2分，共 16 分）
1、以下不是影响阻抗继电器正确工作的因素的是（）。

A. 短路点的过渡电阻
B. 电力系统的接地运行方式
C. 保护安装处与故障点之间的分支电路
D. TA、TV的误差
你选对了
参考答案： B
2、发电机低压过电流保护，电流元件和电压元件应分别采用采用（）接线。

A. 三相式三相式
B. 两相星形三相式
C. 三相式两相星形
D. 两相星形两相星形
你选对了
参考答案： A
3、过电流继电保护的启动电流（）返回电流。

A. 小于
B. 等于
C. 大于
D. 不确定
你选对了
参考答案： C
4、断路器失灵保护属于( )。

A. 近后备保护
B. 远后备保护
C. 三段式电流保护
D. 纵联保护
你选对了
参考答案： A
5、微机保护中半周积分算法的依据是一个正弦量在任意半个周期内绝对值的积分为（）。

A. 为零
B. 大于1
C. 大于零小于1
D. 是常数
参考答案： D
6、流入保护继电器的电流与电流互感器的二次电流的比值，称为（）。

A. 可靠系数
B. 灵敏系数
C. 接线系数
D. 分支系数
你选错了
参考答案： C
7、电力系统三相平衡且振荡时，系统中存在( )分量电流。

A. 正序、负序和零序
B. 正序
C. 负序和零序
D. 正序和负序
你选对了
参考答案： B
8、影响距离保护正确动作的分支系数与网络接线方式有关，其值( )。

A. 可能大于1或等于1或小于1
B. 大于1
C. 小于1
D. 等于1
你选对了
参考答案： A
三、简答题（35分）
1、什么是重合闸后加速保护，主要适用于什么场合？（6分）
重合闸后加速保护就是当第一次故障时，保护有选择性的动作，然后进行重合。

（2分）
如果重合于永久性故障，则在断路器合闸之后，在加速保护动作瞬时切除故障，而与第一次动作是否带时限无关。

（2分）
重合闸后加速应用于35kV以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上。

（2分）
2、三段式距离保护Ⅰ段和Ⅱ段如何整定计算？（共10分）
参考答案：
1）距离保护Ⅰ段整定阻抗
按躲过相邻线路出口短路的原则来整定（1分）
2.）距离保护Ⅱ段整定阻抗
动作时间的选择
3、电流保护的整定计算中采用了可靠系数、自起动系数、返回系数和灵敏系数，试说明它们的意义和作用? （8分）
(1)可靠系数----保证保护的选择性而引入的一个大于1的系数；（2分）
(2)自起动系数---电动机自起动电流与额定电流的比值称为自起动系数，保证故障切除后非故障线路已起动的电流保护不误动；（2分）
(3)返回系数----电流继电器返回电流与动作电流之比称为返回系数，保证继电器起动后，当故障切除时继电器可靠返回；（2分）
(4)灵敏系数----衡量保护装置灵敏性的一个指标。

（2分）
4、三段式电流保护的作用分别是什么？它们各自有什么优缺点？（8分）
参考答案：
（1）瞬时电流速断保护作为本线路首端的主保护。

（1分）它动作迅速、但不能保护线路全长。

（1分）
（2）限时电流速断保护作为本线路首段的近后备、本线路末端的主保护、相邻下一线路首端的远后备。

（2分）它能保护线路全长、但不能作为相邻下一线路的完全远后备。

（1分）（3）定时限过电流保护作为本线路的近后备、相邻下一线路的远后备。

（2分）它保护范围大、动作灵敏、但切除故障时间长。

（1分）
5、电流互感器10％误差特性曲线？（3分）
参考答案：
10％误差曲线是指电流误差10％，角度误差不超过7°时，电流互感器的一次电流倍数和允许负荷阻抗之间的关系曲线。

四、计算题（第一题14分，第二题10分，共24分）
1、图示单侧电源组成网络，线路L1、L2上均装设三段式电流保护，计算线路线路L1的三段式电流保护的动作电流、动作时限并校验保护的灵敏度。

（保护I的可靠系数取1.2，II 的可靠系数取1.1,III段的可靠系数取1.2，自启动系数取2.2）并且，通过短路计算，以下条件为已知：
L1正常运行时最大负荷电流为120A；L2的过电流保护的动作时限为2s。

K1点的最大短路电流：I(3)K1max=1.475(KA)；K1点的最小短路电流：I(3)K1mix=1.250(KA) K2点的最大短路电流：I(3)K2max=0.862(KA)；K2点的最小短路电流：I(3)K2mix=0.737(KA) K3点的最大短路电流：I(3)K3max=0.609(KA)；K3点的最小短路电流：I(3)K3mix=0.537(KA)
参考答案：
整定计算：
保护I段：（2分）
保护II段：（2分）
灵敏度校验：灵敏度不满足要求。

（1分）
故应该考虑和相邻线路L2的II进行配合。

（1分）
故L1的II动作电流为：（1分）
灵敏度校验：灵敏度满足要求。

（1分）
动作时限整定：（1分）
保护III段：
按照最大的负荷电流进行整定计算：
（2分）
校验灵敏度：
作为近后备：，灵敏度满足要求。

（1分）作为远后备：，灵敏度满足要求。

（1分）动作时限整定：（1分）
2、对于装有接线的功率方向继电器，请分析：
1）接线的功率方向继电器引入的电压电流是什么量？（写出三个继电器的）2）如功率方向继电器的内角，写出其动作方程并画出其动作特性。

3）对于安装在送点侧的功率方向继电器，若负荷功率因数为0.85，分析正常运行时B相功率方向继电器的动作方向。

参考答案：
1）（3分）A相继电器引入的电压、电流分别为、
B相继电器引入的电压、电流分别为、
C相继电器引入的电压、电流分别为、
2）（3分）功率方向继电器的动作方程为：
带入的大小可以得到：
下图分别是以电流、电压为参考向量的动作特性：
3）功率因数角：
对于B相功率方向继电器：
、
正常运行时，电流电压相位图为：
所以：
满足动作条件，所以继电器会动作
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综合练习二
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一、填空（15分）
1、电流相位比较法是电流差动法的一种特殊情况，它只利用了电流相量中的相位信息，舍去了信息。

参考答案：
幅值
2、反应故障分量的保护，它不受正常负荷电流、系统振荡和运行影响。

参考答案：
非全相
3、反应故障分量的方向元件，其动作原理是比较处故障分量的电压和电流的相位。

参考答案：
保护安装
4、按照保护所起的作用，可分为、、等。

参考答案：
主保护、后备保护、辅助保护
5、阻波器是由电感线圈与可变电容器并联组成的回路，其谐振频率为。

参考答案：
载波频率
6、在继电保护整定计算中，通常要考虑系统的、两种极端运行方式。

参考答案：
最大最小
7、保护用电流互感器除用常规条件选择外，还应进行校验。

参考答案：
10％误差曲线
8、电抗变换器二次绕组接调相电阻的目的是调节输入电流与输出电压间的。

参考答案：
相位
9、中性点直接接地系统，当发生单相金属性接地时，故障点故障相电压、零
序电压，零序电压为零。

参考答案：
为零最高变压器中性点
10、全阻抗继电器和方向阻抗继电器均按躲过最小工作阻抗整定，当线路上发生短路时，
继电器灵敏度高。

参考答案：
方向阻抗
11、为防止电压互感器三相熔断器同时熔断时断线闭锁装置失去作用，应。

参考答案：
在其中一相熔断器两端并接一个电容
12、校验阻抗继电器精工电流的目的是。

参考答案：
防止保护拒动和误动
13、发电机定子绕组发生单相接地，当接地电容电流大于安时，保护动作于跳闸。

参考答案：
5
14、使动作阻抗降发电机低压过电流保护，电流元件应采用接线，电压元件采
用接线。

参考答案：
三相式三相式
15、发电机-变压器组接线且发电机和变压器之间无断路器时，差动保护。

参考答案：
可只装一套
16、发电机采用什么型式的相间短路后备保护由及决定。

参考答案：
发电机容量保护灵敏度
17、不论哪一种算法，其核心问题归根结底是算出可表征被对象运行特点的物理量。

参考答案：
保护
18、微机保护的数字滤波是用实现的。

参考答案：
程序
二、选择题（每小题 2分，共 16 分）
1、已知一过电流继电器的动作电流Idz=5A，返回电流Ih=4.3A，该继电器的返回系数=（）。

A. 1.5
B. 0.86
C. 1.16
D. 1
参考答案： B
2、关于自动重合闸，以下说法错误的是（）。

A. 可以大大提高供电的可靠性
B. 可以提高系统并列运行的稳定性
C. 可以纠正断路器的误跳闸
D. 可以改善断路器的工作条件
参考答案： D
3、中性点直接接地系统，最常见的短路故障是（）。

A. 单相接地短路
B. 三相短路
C. 两相接地短路
D. 金属性两相短路
参考答案： A
4、流入保护继电器的电流与电流互感器的二次电流的比值，称为( )。

A. 可靠系数
B. 灵敏系数
C. 接线系数
D. 分支系数
参考答案： C
5、电力系统振荡时，系统中存在（）分流电量。

A. 正序、负序和零序
B. 正序
C. 负序和零序
D. 正序和负序
参考答案： B
6、影响距离保护正确动作的分支系数与网络接线方式有关，其值（）。

A. 可能大于1或等于1或小于1
B. 大于1
C. 小于1
D. 等于1
参考答案： A
7、双电源线路相间短路在故障点存在过渡电阻时，反应相间短路故障的阻抗继电器测量到附加阻抗的性质( )。

A. 呈电感性
B. 视具体情况而定
C. 呈电容性
D. 呈电阻性
参考答案： B
8、比相原理只适用于比较两( )之间的相位关系。

A. 交流量
B. 直流量
C. 同频率交流量
D. 绝对值
参考答案： C
三、简答题（共39分）
1、电流保护的整定计算中采用了可靠系数、自起动系数、返回系数和灵敏系数，试说明它们的意义和作用? （8分）
参考答案：
(1)可靠系数----保证保护的选择性而引入的一个大于1的系数；（2分）
(2)自起动系数---电动机自起动电流与额定电流的比值称为自起动系数，保证故障切除后非故障线路已起动的电流保护不误动；（2分）
(3)返回系数----电流继电器返回电流与动作电流之比称为返回系数，保证继电器起动后，当故障切除时继电器可靠返回；（2分）
(4)灵敏系数----衡量保护装置灵敏性的一个指标。

（2分）
2、变压器差动保护与瓦斯保护各保护何种故障？能否相互代替？（7分）
参考答案：
变压器的差动保护是防御变压器绕组和引出线的相间短路（1分），以及变压器的大接地电流系统侧绕组和引出线的接地故障的保护（1分）。

瓦斯保护是防御变压器油箱内部各种故障（1分）和油面降低（1分）的保护，特别是它对于变压器绕组的匝间短路具有显著的优点（1分），但不能反应油箱外部的故障（1分），故两者不能互相代替（1分）
3、三段式电流保护的作用分别是什么？它们各自有什么优缺点？（8分）
参考答案：
（1）瞬时电流速断保护作为本线路首端的主保护。

（1分）它动作迅速、但不能保护线路全长。

（1分）（2）限时电流速断保护作为本线路首段的近后备、本线路末端的主保护、相邻下一线路首端的远后备。

（2分）它能保护线路全长、但不能作为相邻下一线路的完全远后
备。

（1分）（3）定时限过电流保护作为本线路的近后备、相邻下一线路的远后备。

（2分）它保护范围大、动作灵敏、但切除故障时间长。

（1分）
4、如图所示的网络中，线路全部配置闭锁式方向纵联保护。

分析在k点短路时各端保护方向元件的动作情况，各线路保护的工作过程及结果（5分）
参考答案：
当短路发生在NP线路的k处时，所有保护可能都会启动（故障在下级线路内），发出闭锁信号（1分）。

保护2测量功率为负，发出闭锁信号，因此MN两侧均不跳闸（2分）；NP上保护3，4的功率方向为正，均停发闭锁信号（1分），他们判定有正方向故障且没有收到闭锁信号，所以会立即动作跳闸，线路BC被切除（1分）
5、影响距离保护正确动作的因素有哪些？（6分）
参考答案：
（1）短路点的过渡电阻
（2）电力系统振荡
（3）保护安装处与故障点之间的分支电路
（4）TA、TV的误差
（5）TV二次回路断线
（6）串联补偿电容
6、简述发电机纵差保护和横差保护的特点？（5分）
参考答案：
发电机纵差动保护是反映发电机内部相间短路的主保护（1分），能快速而灵敏地切除保护范围内部相间短路故障，同时又能保证在正常运行及外部故障时动作的选择性和工作的可靠性（1分）。

但完全纵差保护不能反映匝间短路故障。

（1分）
横差动保护适用于具有多分支的定子绕组且有两个中性点引出端子的发电机（1分），能反映定子绕组匝间件短路、分支棒开焊及机内绕组相间短路（1分）
四、计算题（共20分）
如图所示的网络中，各线路均装设有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护I，II，III 段进行整定计算。

已知线路A-B的最大负荷电流，功率因数，各线路每公里阻抗，阻抗角，电动机的自启动系数，正
常时母线最低工作电压取等于().
参考答案：
1、有关元件的阻抗计算：
线路1-2的正序阻抗：（1分）
线路3-4，5-6的正序阻抗：（1分）
变压器的等效阻抗：（1分）
2、整定计算：
（1）、距离保护I段：（1分）
动作时限：（1分）
（2）、距离保护II段：
与下一级相邻最短线路配合。

（1分）
其中：，,（1分）
最小分支系数的求解如下：
（1分）
按躲过相邻变压器低压侧出口短路整定：
（1分）
其中，最小分支系数的求解如下：
（1分）
取以上两者中较小者作为II的整定值，即。

（1分）
校验灵敏度：按照本线路末端求灵敏系数满足要求。

（1分）
动作时限整定：与相邻保护3的I段配合，则，它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。

（1分）
（3）、距离保护III段整定
1、整定阻抗：按照躲过最小负荷阻抗整定
（1分）
（1分）
其中：，, ，,（1分）
灵敏度校验：
本线路末端短路时的灵敏系数：
满足要求。

（1分）
相邻元件末端短路时的灵敏系数：
满足要求。

（1分）
动作时限整定：
或者（1分），
取其时间较长者：
（1分）
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综合练习三
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一、填空题（每小题 1 分，共 25 分）
1、保护用电流互感器除用常规条件选择外，还应进行校验。

参考答案：
10％误差曲线
2、利用通信通道将两端的保护装置纵向连接起来，将两端的电气量比较，以判断故障在区内还是区外，这种保护称之为输电线路的。

参考答案：
纵联保护
3、对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：、速动性、
、可靠性。

即保护的四性。

参考答案：
选择性灵敏性
4、保护装置由、和三部分组成。

参考答案：
测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件
5、发电机纵差保护的动作结果是既要，又要，还要。

参考答案：
跳出口断路器联跳灭磁开关作用于事故停机
6、在继电保护整定计算中，通常要考虑系统的、两种极端运行
方式。

参考答案：
最大最小
7、限时电流速断保护的保护范围要求达到。

参考答案：
被保护线路的全长
8、按90°接线的功率方向继电器用于阻抗角为60°的被保护线路上，要使继电器最灵敏，继电器的内角应为°，最灵敏角为°。

参考答案：
30 -30
9、若方向阻抗继电器和全阻抗继电器的整定值相同，继电器受过渡电阻影响
大，继电器受系统振荡影响大。

参考答案：
方向阻抗全阻抗
10、阻抗继电器的0°接线是指，加入继电器的。

参考答案：
时电压和电流同相
11、中性点直接接地的变压器零序电流保护，保护用的电流互感器应装于。

参考答案：
中性点引出线上
12、发电机低压过电流保护，电流元件应采用接线，电压元件采用
接线。

参考答案：
三相式三相式
13、按相实现的变压器纵差动保护，其电流互感器变比的选择原则是。

参考答案：
两侧CT变比的比值等于变压器的变比的倒数。

14、发电机的过电流保护是反应引起的过电流，同时兼作的后备保护。

参考答案：
外部短路纵差动保护
二、选择题（每小题 2分，共 16 分）
1、保护用的电流互感器二次所接的负荷阻抗越大，为满足误差的要求，则允许的（）。

A. 一次电流倍数越大
B. 一次电流倍数越小
C. 一次电流倍数不变
D. 一次电流倍数等于1
参考答案： B
2、在相同的条件下，在输电线路的同一点发生三相或两相短路时，保护安装处母线相间的残压（）。

A. 相同
B. 不同
C. 两相短路残压高于三相短路
D. 三相短路残压高于两相短路
参考答案： A
3、一般（）保护是依靠动作值来保证选择性。

A. 瞬时电流速断
B. 限时电流速断
C. 定时限过电流
D. 过负荷保护
参考答案： A
4、低电压继电器与过电压继电器的返回系数相比，( )。

A. 两者相同
B. 过电压继电器返回系数小于低电压继电器
C. 大小相等
D. 低电压继电器返回系数小于过电压继电器
参考答案： B
5、若为线路—变压器组，则要求线路的速断保护应能保护线路（）。

A. 100%
B. 10%~20%
C. 75%
D. 50%
参考答案： A
6、对电流互感器进行10％误差校验的目的是满足（）时，互感器具有规定的精确性。

A. 统发生短路故障
B. 系统正常运行
C. 系统发生短路或正常运行
D. 系统发生接地短路故障
参考答案： A
7、在不接入调相电阻的情况下，电抗变换器二次输出电压比一次输入电流（）°。

A. 滞后90
B. 超前90
C. 约0
D. 超前约90
参考答案： D
8、当加入电抗变换器的电流不变，一次绕组匝数减少，二次输出电压（）。

A. 增加
B. 不变
C. 减少
D. 相位改变
参考答案： C
三、简答题（共35分）
1、影响阻抗继电器正确工作的因素有哪些？（6分）
参考答案：
（1）短路点的过渡电阻
（2）电力系统振荡
（3）保护安装处与故障点之间的分支电路
（4）TA、TV的误差
（5）TV二次回路断线
（6）串联补偿电容
2、补全下图电流保护的两种常用接线方式，并简要比较他们在各种故障时的性能（14分）
参考答案：
（每图3分，接地不画或不规范每处扣1分）
1）对各种相间短路，两种接线方式均能正确反映；只是动作继电器的个数不同。

（1分）2）中性点直接接地系统的单相接地短路，三相星形可反应各种接地故障，两相（AC）星形不能反映B相接地故障（1分）
3）在小接地电流系统中，发生异地两点接地时，
①异地两点接地发生在相互串联的两条线路上：
a、三相星行接线： 100％切除后一线路；（1分）
b、两相星行接线：2/3机会切除NP (A-B)线。

（即1/3机会无选择性动作）；（1分）
②异地两点接地发生在同一母线的两条并行线路上：（1分）
a、三相星行接线：，保护1和保护2同时动作，切除线路Ⅰ、Ⅱ；（1分）
b、两相星行接线：当发生两相接地短路时即使条件满足，也只有2/3机会只切除一条线路。

（1分）
4）Y／△接线变压器一侧两相短路流过另一侧保护中电流的分析d(2)
当在Y/变压器的侧发生两相短路时：滞后相电流是其它两相电流的两倍并与它们反相位。

（1分）
当在Y/变压器的Y侧发生两相短路时：超前相电流是其它两相电流的两倍，并与它们反相位。

（1分）
3、功率方向继电器的90°接线方式的含义？试述其优缺点？（5分）
参考答案：
指系统三相对称情况下，cosφ=1时，的接线方式。

如（2分）
优点：①对各种两相短路都没有死区（1分）
②适当选择内角后，对线路上各种相间故障保证动作的方向性；（1分）
缺点：三相短路时仍有死区。

（1分）
4、三段式距离保护Ⅰ段和Ⅱ段如何整定计算？（共10分）
参考答案：
1）距离保护Ⅰ段整定阻抗
按躲过相邻线路出口短路的原则来整定（1分）
2.）距离保护Ⅱ段整定阻抗
动作时间的选择
四、计算题（第一题10分，第二题14分，共24分）
1.如图所示系统，在线路MN上装设纵联电流相位差动保护（相差高频保护）。

已知
，，，线路长400km，电流互感器和保护装置角度误差分别为，裕度角取。

问：
（1）求保护的闭锁角
（2）当k点（N出口）发生三相短路时，以下一页给出的为基准向量，画出两端电势、
故障电流的向量图，并分析两侧保护能否同时动作？
参考答案：
解（共10分）
（1）（2分）
（2）根据已知条件，可画出k点三相短路时向量图（3分）。

M侧收到的高频信号相位差最大为，高频信号间断最大可能为180-126=54>。

M侧的保护能动作。

（1分）
而N侧收到的高频信号间隔为能够动作（2分）
所以两侧均能正确动作（2分）
（备注：此题也可通过分析是否落在闭锁区内判断，正确可得分。

没有推导过程，仅写出正确动作顺序的不得分，计算正确，但是结论为相继动作的最后2分不得）
2.图示单侧电源组成网络，线路、上均装设三段式电流保护，计算线路的三段式电流保护的动作电流、动作时限并校验保护的灵敏度。

（保护I的可靠系数取1.2，II的可靠系数取1.1,III段的可靠系数取1.2，自启动系数取2.2）并且，通过短路计算，以下条件为已知：
正常运行时最大负荷电流为120A；的过电流保护的动作时限为2s。

K1点的最大短路电流：；K1点的最小短路电流：
K2点的最大短路电流：；K2点的最小短路电流：
K3点的最大短路电流：；K3点的最小短路电流：
参考答案：
解：（共14分）
整定计算：
保护I段：（2分）
保护II段：（2分）
灵敏度校验：灵敏度不满足要求。

（1分）
故应该考虑和相邻线路L2的II进行配合。

（1分）
故L1的II动作电流为：（1分）
灵敏度校验：灵敏度满足要求。

（1分）
动作时限整定：（1分）
保护III段：
按照最大的负荷电流进行整定计算：
（2分）
校验灵敏度：
作为近后备：，灵敏度满足要求。

（1分）作为远后备：，灵敏度满足要求。

（1分）动作时限整定：（1分）
重置
窗体底端。