电力系统继电保护原理习题精选

1绪论1.1什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？什么是辅助保护？1.2说明对电力系统继电保护有那些基本要求。

1.3简要说明继电保护装置的一般构成以及各部分的作用。

1.4针对下图系统，分别在K1、K2、K3点故障时说明按选择性的要求哪些保护应动作跳闸。

2电网的电流保护2.1 分析电流保护中各段如何保证选择性？各段的保护范围如何，与哪些因素有关？2.2 什么是电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数，增量动作继电器、欠量动作继电器的返回系数有什么区别？2.3 在图示网络中，试分析保护1、4和9的最大和最小运行方式。

2.4 在图所示网络中，线路AB 电源端装有三段式电流保护，线路BC 装有二段式电流保护，均采用不完全星形接线方式，系数参数如图所示，线路AB 和BC 的最大负荷电流分别为2.3A 和2A ，线路BC 的过电流保护动作时限为3S ，负荷自起动系数为1。

试计算：(1)、线路AB 和BC 各段电流继电器的动作电流set I 和时间继电器的动作时限t 。

(2)、求出无时限电流速断的保护范围和校验Ⅱ、Ⅲ段的灵敏度。

（1.1,2.1===III rel II rel I rel K K K ，0.85re K =）2.5 如图所示，对保护1进行三段式相间电流保护的整定计算。

1.3rel K I =，1.1rel K II =，1.2rel K III =，85.0=re K ，5.1=ss K ，线路阻抗为0.4Ω/km ， AB 线最大负荷电流为170A 。

电源阻抗Ω=2min sA X ，Ω=3max sA X ， Ω=15min sB X ，Ω=20max sB X ，电源相电势为kV 3115，40.5t s III =，5 1.5t s III =。

2.6 如图（a ）所示网络中，线路AB 装有三段式电流保护，各段保护的接线方式如图（b ）所示。

已知AB 线路末端三相短路时的最大短路电流为1320A ，末端三相短路时的最小短路电流为980A ；限时电流速断保护的灵敏度为1.32。

(a)(b)（1）计算保护1电流速断和限时电流速断保护的定值（25.1=I relK ） （2）说明各段的接线方式，除此之外还有哪些常见接线方式？说明不同接线方式的异同及其特点。

（3）当本保护出口（k1点）发生AB 相间短路时，说明各继电器的动作情况，指出最后哪段保护出口跳闸。

（4）相邻线路出口（k2点）发生AC 相间短路时，说明各继电器的动作情况，如果相邻线路保护拒动，说明最后哪段保护出口跳闸。

2.7 设各保护都配置有三段式电流保护，参数如下：kV E E B A 3/110==，Ω=15min SA Z 、Ω=20max SA Z ，Ω=10min SB Z 、Ω=12max SB Z ，线路AB 长60km ，最大负荷电流为400A ，双回线BC 长100km ， 2.1=I rel K 、1.1==III II rel rel K K 、2.1=SS K 、85.0=re K ，km z /4.01Ω=， s t 5.17=III ，计算保护1的各段的动作定值、动作时间并进行灵敏度校验。

分析保护1的Ⅰ段是否需要加方向元件。

2.8 系统如图所示，线路阻抗km z /4.01Ω=，三段式电流保护整定时 1.3rel K I =、1.2rel K III =、 1.5SS K =、0.9re K =。

计算：（1） 保护5的电流速断定值，校验最小保护范围；（2） 保护5的定时限过电流保护定值，校验近后备保护灵敏度系数。

2.9 系统如图所示：各元件的阻抗角为065，保护1处装有090接线功率方向继电器，内角可选030或045。

试分析：(1)给出090接线功率方向继电器的各自引入的电压、电流，说明采用这种接线方式在三相短路时有没有动作死区，两相短路时有没有动作死区，为什么？如果有死区，怎样消除？(2)选择继电器的内角，写出继电器的动作方程。

(3)分析正方向发生BC 相间短路（K1点）时，各功率方向继电器的动作情况。

(4) 系统正常运行时功率因数为0.85，保护1处于送电侧，分析保护1处A 相功率方向继电器的动作情况。

(5) 如果电流元件与方向元件的输出接点的连接方式如图，分析在有负荷的情况下发生反方向AB 两相短路（K2点）时，保护1的动作行为。

如有必要应如何修改输出接点的连接方式？2.10 LG —11型功率方向继电器所比较的二电器量J I J U I K U K A +=和JI J U I K U K B -=中的U K 和I K 是怎样取得的？U K 、I K 的大小和幅角对该继电器动作特性有什么影响？比较二电器量的幅值为什么可以实现对J U 和J I 间相位的比较？相位比较与幅值比较原理之间有什么互换关系？2.11 图示的双端电源网络中，各断路器均装有过电流保护，试确定：（1）过电流保护1—4的动作时限；（s t 5.0=∆），（2）保护1—4 中哪些应装设方向元件以保证选择性？其规律是什么？2.12 如图所示系统，已知变压器、线路的零序阻抗角均为75º。

当K 点发生单相接地短路时（1）画出零序网络，在图中表明零序电流分布，说明零序电压的分布情况。

（2）分析QF1和QF2处的零序电压和零序电流之间的相位关系，并画出相位图。

（3）如果采用的零序功率方向继电器的最大灵敏角为070，试确定该继电器的接线方式。

（4）当保护出口发生接地故障时，零序功率方向继电器有没有死区，为什么？2.13 某单侧电源系统如图所示，系统阻抗0125.1S S Z Z =，A 母线发生接地短路时最大零序电流为2000A ，AB 线路长度为100km ，阻抗为0.4/km Ω，103L L Z Z =，试计算保护1零序Ⅰ段的定值。

2.14如图网络，各断路器处均装有带方向或不带方向的过电流保护，试计算保护1-4的过电流保护动作时限，并说明在哪些保护上应装设方向元件?2.15在图示零序方向过电流保护原理接线图中，如果A相与B相二次线圈间出现了断线（如图中 处）。

假如A、B、C三相线路中的负荷电流为480A，电流互感器的变比为600/5，试问：(1)流入零序电流继电器中的电流为多少？零序电流继电器是否动作？(2)零序功率方向继电器是否会误动？(3)整套保护会不会误动？2.16零序功率方向继电器在出口短路时有没有“死区”，为什么？2.17分析和比较Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段电流保护的异同，试按“四性”的要求评价它们的优缺点。

2.18为什么电流速断保护在整定计算时不考虑返回系数和自起动系数？2.19如何确定保护装置灵敏性够不够？何谓灵敏系数？为什么一般总要求它们至少大于1.2-1.5以上？是否越大越好？3电网距离保护3.1 何谓阻抗继电器的测量阻抗（m Z ）、整定阻抗（set Z ）和动作阻抗（op Z ）？就方向阻抗继电器说明它们之间的关系和区别。

3.2 整定阻抗相同的不同特性的阻抗继电器（如全阻抗，方向阻抗和偏移特性阻抗继电器）在承受过渡电阻的能力上，哪一种最强？在遭受振荡影响的程度上哪一种最严重？3.3 在图示复数平面上，已知阻抗A Z 和B Z ，某阻抗继电器的动作方程为︒>+->︒90arg 270Bm A m Z Z Z Z ，试画出该继电器的动作特性。

3.4 已知采用幅值比较方式构成继电器的两个电压量m A I K U .1.=，m m B I K U K U .1.2.-=，动作条件为A B U U ≥，试问：(1)所构成的继电器是什么继电器；(2)在复平面上画出它的动作特性；(3)该继电器的整定值是什么?3.5 消除方向阻抗继电器动作死区的措施有哪些？3.6 阻抗继电器的接线方式有哪些？可以反应哪些故障类型？3.7 系统如图所示，max min max min 20152520SA SA SB SB Z Z Z Z =Ω=Ω=Ω=Ω、、、，各线路均装有距离保护，线路正序阻抗为Z 1=0.4Ω/km ，流过线路AB 的最大负荷电流为600A ，负荷功率因数为0.85，线路阻抗角070=K ϕ。

(8.0==II rel I rel K K ,2.1=III rel K ,5.1=ss K , 2.1=re K ,52t s III =，各段均采用方向圆特性阻抗继电器)。

计算：（1） 对保护1的距离保护各段进行整定计算。

（2） 计算线路AB 至少送出多少负荷时，保护1的Ⅱ段会动作（假设母线电压维持不变）3.8 何谓振荡中心？其位置如何确定？振荡中心的电流和电压的变化有何特点？3.9 电力系统振荡和短路的区别是什么？对继电保护会带来什么影响？应采取哪些措施来防止？3.10 双侧电源系统题3.7中所示，其它参数相同。

设δj BA e E E =，线路BC 空载，两侧电源都处于最大运行方式。

试分析：(1)系统发生振荡，振荡周期为2.0s 。

写出保护1的测量阻抗的表达式，并在复平面上画出振荡轨迹，并分析保护1各段的动作行为。

(2)分析保护1的Ⅰ段不受系统振荡影响时各系统与线路阻抗之间应满足的关系。

(3)当振荡过程中δ=180︒和90︒时，在线路AB 中点发生三相金属性短路，计算保护1的测量阻抗，分析各段的动作行为。

(4)当δ=0︒时，保护1出口发生经10Ω过渡电阻的三相短路，分析保护1的动作行为(不考虑这一过程中保护2的动作情况)。

如果要保护1的Ⅰ段正确动作，试计算三相短路时可以允许的最大过渡电阻是多少？(5)保护3出口发生经12欧姆的两相弧光短路时，分析保护3距离保护Ⅰ段的动作情况。

3.11 “大圆套小圆”的振荡闭锁措施原理如图所示，ms t 300=，01100=δ、02140=δ，试分析振荡周期在什么范围内时该闭锁措施可以发挥作用，振荡周期在什么范围内时该闭锁措施会失效。

3.12 对方向阻抗继电器，当加入继电器的电压和电流相位差mm I U arg 为65º和85º时，测得的动作阻抗均为12.5Ω。

计算该阻抗继电器的整定阻抗和最大灵敏角。

3.13接地距离为什么不可以零序电压和零序电流构成的“零序阻抗继电器”来反应？4电网纵联保护4.1高频通道构成包括哪几部分？分别起什么作用？4.2高频信号的种类按作用来分有哪些？4.3输电线路AB装设的电流启动方式的高频闭锁方向保护方框原理图如图所示。

通道系统如图所示，(1)说明采用两个不同灵敏度起动元件的原因，时间元件1t、2t的作用。

(2)两侧保护都正常时，分别说明在K1、K2点发生故障时，保护1、2的动作情况。

(3)当保护2的收信机故障时，分别说明在K1、K2、K3点发生故障时，保护1、2的动作情况。