电力系统继电保护试题以及答案(1)概要

模拟试题（二）

一、填空题

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。

2过电流继电器的启动电流 返回电流，其返回系数 1。 3后备保护包括 和 。

4运行中应特别注意电流互感器二次侧不能 ；电压互感器二次侧不能 。 5三段式电流保护中， 段灵敏度最高， 段灵敏度最低。

6中性点可接地或不接地运行变压器的接地后备保护由 和 组成。 7阻抗继电器的精确动作电流是指使动作阻抗降为 时对应的测量电流。

8采用单相自动重合闸的线路上发生单相短路故障时，由继电保护动作跳开 ，经一定时间延时后重合 ，若不成功再跳开 。

9变压器纵差动保护需要进行 和 ，以使正常运行时流入到差动回路中的电流为0。

10发电机单元件横差动保护能够反应 故障、 故障和 故障。 11按照母线差动保护装置差电流回路输入阻抗的大小，可将其分为 、 、 。

12对于元件固定连接的双母线电流差动保护，当固定连接方式破坏时，任一母线上的故障将切除 。

13输入到微机保护装置中的电流互感器二次电流信号，可通过 或 变换为满足模数转换器输入范围要求的电压信号。

14中性点直接接地系统发生短路故障后， 的故障分量电压最大， 的故障分量为0。

15设采样周期为5/3s T ms =，则差分滤波器()()(-12)y n x n x n =-能够滤除 。

二、简答题

1我们学习的输电线路保护原理中那些原理是反应输电线路一侧电气量变化的保护？那些是反应输电线路两侧电气量变化的保护？二者在保护范围上有何区别？

2距离保护中选相元件的作用有哪些？

3闭锁式方向纵联保护动作于跳闸的条件是什么？若通道破坏，内、外部故障时保护能否正确动作？

4重合闸前加速保护有哪些优点？

5对于纵差动保护，产生不平衡电流的最本质原因是什么？ 6变压器一般应装设那些保护？其中那些是主保护？ 7评价微机保护算法优劣的标准有哪两个？

三、分析计算题

1已知线路的阻抗角65L ϕ=︒，通过线路的负荷功率因数为0.9。当线路上发生金属性短路故障时，继电保护的启动元件的灵敏系数采用方向阻抗继电器大，还是采用全阻抗继电器大？大多少？

2现有一个三单元级联滤波器，各单元滤波器的滤波方程为：1()()(2)y n x n x n =--，211()()(6)y n y n y n =--，2

320()()i y n y n i ==-∑。设每基频周期采样次数12N =，试：

（1）分析该级联滤波器能够滤除那些次数的谐波。 （2）写出该级联滤波器的差分方程表达式。

3在图1所示网络中的AB 、BC 、BD 、DE 上均装设了三段式电流保护；保护均采用了三

相完全星形接法；线路AB 的最大负荷电流为200A ，负荷自启动系数 1.5ss K =， 1.25I

rel

K =，

1.15II rel K =， 1.2III rel K =，0.85re K =，0.5t s ∆=；变压器采用了无时限差动保护；其它参数如图所

示。图中各电抗值均已归算至115kV 。试计算AB 线路各段保护的启动电流和动作时限，并校验II 、III 段的灵敏度。

X X 1s

=

图1 系统接线图

4如图2所示系统，在线路MN 上装设纵联电流相位差动保护。已知60j M N

E E e

︒=&&，80

j N N Z Z e ︒=，

70j M M Z Z e ︒=，线路长400km ，电流互感器和保护装置的角误差分别为7︒和15︒，

裕度角y ϕ取15︒。问：当纵联电流相位差动保护的闭锁角60b ϕ=︒和70b ϕ=︒时，两侧保护是否都保证在线路K 点三相短路时正确动作？为什么？

图2系统接线图

模拟试题（二）参考答案

一、填空题

1选择性；速动性；灵敏性；可靠性。

2大于；小于。

3远后备保护，近后备保护。 4断线；短路。 5III ，I 。

6零序电流保护，零序电压保护。 70.9set Z 。

8故障相；故障相；三相。 9相位校正，电流平衡调整。

10定子绕组的匝间短路、分支线棒开焊、机内绕组相间短路。

11低阻抗母线差动保护、中阻抗母线差动保护、高阻抗母线差动保护。 12两组母线。

13电抗变换器，电流变换器。 14故障点；系统中性点。

15直流分量、基波和2、3、4、5、6次谐波。

二、简答题

1答：反应输电线路一侧电气量变化的保护有：电流保护、电压保护、距离保护等；反应输电线路两侧电气量变化的保护有：方向比较式纵联保护、纵联电流差动保护、纵联电流相位差动保护等。反应一侧电气量变化的保护的保护范围为被保护线路全长的一部分；反应两侧电气量变化的保护的保护范围为被保护线路全长。

2答：（1）选相跳闸；（2）为了找出故障环路，使阻抗测量元件准确反应故障点到保护安装处的距离。

3答：闭锁式方向纵联保护动作跳闸的条件是两端保护的启动元件均已启动且收不到对端

的闭锁信号。

若通道破坏，区内故障时两端保护能够正确动作；但区外故障时，远故障端的保护因为收不到近故障端的闭锁信号，将可能误动。

4答：①能够快速切除瞬时性故障；②可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障，从而提高重合闸的成功率；③能保证发电厂和重要变电所的母线电压水平，保证厂用电和重要用户的电能质量；④使用设备少，简单、经济。

5答：由于被保护元件各侧电流互感器的励磁特性不完全一致，在正常运行及外部故障时，流过纵差动保护的电流不为零。

6答：一般应装设：瓦斯保护、纵差动保护或电流速断保护、外部相间短路和接地短路时的后备保护、过负荷保护、过励磁保护等。其中，瓦斯保护、纵差动保护或电流速断保护为主保护。

7答：计算速度和计算精度。

三、分析计算题

1答：采用方向阻抗继电器时灵敏度更大。采用全阻抗继电器的灵敏度只有方向阻抗继电器灵敏度的0.78倍。

2答：（1）直流分量、2、4、6。

（2）()()(-1)(-3)(-4)(-6)(-7)(-9)(-10)y n x n x n x n x n x n x n x n x n =+----++。 3答：（1）短路电流计算。选取图3中的1K 、2K 、3K 点作为计算点。

2

K 3

图3

三相短路计算结果如表1所示。

（2(3).1 1.max 1.25 1.795 2.244(kA)I I set rel K I K I ==⨯B ，10()I t s = （3）电流保护II 段 (3).3 2.max 1.25 1.253 1.566(kA)I I set rel K I K I ==⨯B ，.1.3 1.15 1.566 1.801(kA)II II I set rel set I K I ==⨯B 灵敏度校验：(2)

(3)1.min

1.min 1.438(kA)K K I

==，(2)1.min

.1.1

1.4380.7981.801II

K sen II

set I K I ==B ，不满足要求。 与保护3的II 段相配合：保护3的II 段按可伸入变压器而不伸出变压器整定。

(3).3 3.max 1.150.4990.574(kA)II II set rel K I K I ==⨯B ，.1.3 1.150.5740.660(kA)II II II set rel set I K I ==⨯B 灵敏度校验：(2)1.min .1

.1

1.438

2.1790.660II

K sen II

set I K

I ==B ，满足要求。 130.50.51()II II

t t t s =+∆=+=

（4）电流保护III 段