三、问答题
1、一线路带电防盗，一侧运行，另一侧备用，备用侧保护装置及收发信机
带电，操作保险未投，线路两侧配置两套高频闭锁式保护，当本线路发
生单相接地故障时，运行侧高频保护如何动作，为什么？（5分）
答：运行侧高频保护拒动。（2分）
线路故障，运行侧高频保护启动元件动作先起信，后正方向元件动作停信，备用侧操作箱不带电，跳位TWJ开入量未进入保护装置，没有把远方起信往后推迟100ms，就立即远方起信发信10s，闭锁了运行侧高频闭锁保护。（3分）
2、说出至少五种需要闭锁重合闸的情况。
答：（1）停用重合闸时，直接闭锁重合闸。
（2）手动跳闸时，直接闭锁重合闸。
（3）母差失灵保护动作闭锁重合闸。
（4）在使用单相重合闸方式时，保护三跳闭锁重合闸。
（5）断路器气压或液压降低到不允许重合闸时，闭锁重合闸。
（6）重合于永久性故障时闭锁重合闸。
（7）远跳动作闭锁重合闸。
3、零序方向继电器、负序方向继电器、工频变化量方向继电器哪一种能适应两
相运行？
答：工频变化量方向继电器。
两相运行在负荷状态下就有负序和零序电流出现，计算负序和零序电
压都需要三相电压，在两相运行时，一相已断开，电压互感器接在母
线上还是线路上断开相电压差别很大，所以不能采用零序方向继电
器、负序方向继电器。工频变化量方向继电器在两相运行的负荷状态
下电流和电压变化量为零，不会误动作，且能正确反映运行中两相的
各种故障。
4、双母线接线的微机母差保护具有大差和小差，小差能区分故障母
线，为什么还要设大差？
答：双母线进行倒闸操作时，两段母线被隔离开关短接，此时如发生
区外故障，小差会出现较大的差流，而大差没有，有大差闭锁就不会
误动。微机母差保护利用隔离开关辅助接点的位置识别母线的连接状
态，若辅助接点接触不良，小差会出现较大的差流，有大差闭锁就不
会误动。
四、计算题：
1、某220kV线路电流互感器变比为1600/1A，线路零序电流保护各段的定值（二
次值）分别为：Ⅰ段：1.5A，0秒，方向指向线路；Ⅱ段：1.0A，1.0秒，方向指向线路；Ⅲ段：0.4A，2.0秒，无方向；Ⅳ段：0.2A，4.0秒，无方向。纵联零序（闭锁式）保护停信定值为0.4A（二次值），零序加速保护定值为0.4A（二次值）。假设该线路投运后负荷电流将达到1000A，如果电流互感器B相极性接反，试画出向量图并分析该线路投入运行后上述各段保护的动作行为。假定线路保护起动元件定值较动作定值灵敏，线路保护装置其它回路、逻辑等正常。
答：当负荷电流为1000A时，二次值为1000/1600=0.625A，由于电流互感器B 相极性接反，使得零序电流为2倍负荷电流，即零序电流保护感受到的电流为1.25A（含向量图1分）。
零序Ⅰ段保护达不到定值，不动作。（1分）
零序Ⅱ段保护则需视方向元件是否开放而定，如果线路保护经零序电压突变量闭锁，则一般不会误动；若不经突变量闭锁，且零序不平衡电压超过方向元件门槛，方向元件可能开放，保护将误动（2分）。
零序Ⅲ段保护将动作，Ⅳ段因时间长不会再动作（2分）。
纵联零序，本侧可能停信（视方向元件是否开放而定），但因对侧正常发闭锁信号（远方起信逻辑或手合发信逻辑）而不动作。（2分）
2、如某220kV线路保护用P类CT参数为：低漏磁特性，1250/1A，20V A，5P30，CT内阻Rct=6欧。实测二次负荷Rb=10欧，最大短路电流按35KA计算，按规程规定，暂态系数Ks取2，请用二次极限电动势法验算该CT是否满足保护要求？如不满足要求该如何解决（至少2种不同类的方法）？如满足要求，二次负荷最大为多少？(提示:CT拐点电压要大于保护需要的电动势)
答：因CT为低漏磁，可直接用极限电动势法验算。
保护感受的电流倍数Kpcf：35/1.25=28 （2分）
CT额定极限电动势：Esl=Kalf（Rct＋Rbn/ In2）×In＝30（6+20/12）*1=780V （2分）
保护要求的二次电动势：Es=Ks*Kpcf（Rct＋Rb）×In=2*28（6+10）*1=896V （2分）
因Esl< Es，所用CT不满足保护误差要求。（1分）
解决：（3分）
降低CT二次负担；如降为8欧以下
更换CT,增大准确限值系数Kalf，如提高为5P40
更换CT,增大额定二次负荷，如改为30 V A
3、
下图为一个单侧电源系统。其中，变压器T1为Y0/△-11接线，中性点接地。降压变压器T2为Y0/Y0/△-1接线，额定容量200MV A，额定电压为230/115/37kV（P为中压侧、Q为低压侧），高压侧中性点不接地，中压侧中性点接地，T2变压器空载运行。
T1
T2
A 。
请根据T2主变实测参数，求出T2变压器的正序和零序标幺参数。 画出k1点发生两相接地短路时的复合序网图，并标注序网参数。（要求复合序网图中必须包含各元件的等值）
线路MN 配置有复用光纤通道纵联电流差动保护，保护同步方法为“采样时刻调整法”。线路分相纵联差动保护动作方程为：
C B A I I I K I Q
D CD R CD ,,=Φ??
?>?>ΦΦΦ
差动电流ΦΦΦ+=N M CD I I I 即为两侧电流矢量和 制动电流Φ
ΦΦ-=N M R I I I 即为两侧电流矢量差
动作门槛
QD
I ＝600A （一次值），制动系数K ＝0.5
由于某种原因保护通道出现收发路由不一致，收发通道延时分别为0.4ms 和6.6ms ，当系统k2点发生BC 两相短路时，请计算线路MN 上的故障电流大小，并结合动作方程分析纵差保护的动作行为。（忽略负荷电流和电容电流，系统频率始终为50Hz ）
答：
主变正序：高( 0.18+0.28-0.10)/2=0.18,0.18*1000/200=0.9；
中( 0.18-0.28+0.10)/2=0；
低（0.28+0.1-0.18）/2=0.1,0.1*1000/200=0.5；（1分）
主变零序：
A=70,B=6(折算至高压侧6*2302/1152=24),C=46
励磁支路为√（24*（70-46））=24，高压46，中压0，折算为标幺值：
基准阻抗2302/1000=52.9
折算后为高压0.87，中压0，励磁支路0.45（2分）
序网略（2分）
k2点发生BC两相短路，短路电流计算：
变压器高压侧B相标幺值：1/(0.4+0.6+0.1+0.9+0.5)=0.4，AC相标幺值：0.2，
折算为实际值：基准电流2510A，高压侧A、C相502A，B相1004A（2分）
通道延时（0.4+6.6）/2=3.5毫秒，采样偏差3.1毫秒，折合3.1*18度=55.8度（2分）
差动电流2*sin(55.8/2) Id =0.9359Id，制动电流2*sin(180-55.8/2) Id =1.7675 Id。（2分）A、C相差动电流470A，小于600A，不动作；（2分）
B相差动电流940A，大于600A；制动电流1775A，1775*0.5=888A，940＞888。满足动作方程，保护跳B相。（2分）
五、综合分析题
1、综合分析题：
1、图5-1所示为一220KV系统：
图5-1 220kV系统图
1、乙站I母发生A相接地故障，母差保护正确动作，并跳开了所有应该跳开的断路器。此时，甲乙I回线甲侧的高频保护动作，A相跳闸，重合成功，试分析甲乙I线高频保护动作的行为。（电流互感器安装在开关线路侧）
2、若甲乙I线两套高频保护因故停运，乙站I母发生A相永久接地故障，保护及断路器动作情况如下：
母差保护正确动作，并跳开了所有应该跳开的断路器，甲乙I线接地距离
Ⅱ段正确动作，试分析故障点的位置（电流互感器安装在开关的线路侧）。
3、当该系统中某处发生A相永久接地故障，甲乙I线高频保护正确动作，甲侧重合成功，乙侧开关未重合（两侧重合闸均投单重方式，乙侧重合闸装置及回路正确、开关正常），母差保护未动（正确）,试分析故障点的位置及乙侧开关未重合的原因，故障最后靠什么保护切除。（电流互感器安装在开关的母线侧）
4、该系统发生如图5-2所示故障，甲乙I线两侧高频保护正确动作，跳开两侧三相开关，甲乙I线两侧重合闸均不重合（两侧重合闸均投三相重合闸方式，重合闸时间整定为1秒，乙侧重合闸装置为检无压，甲侧为检同期），在大约180ms录波图显示又出现故障电流，持续时间大约330ms消失，母差保护未动（正确）,失灵保护动作时间整定值为250ms。试分析故障录波图中显示的第二次故障的原因？故障靠什么保护来切除的？乙侧开关未重合的原因。（电流互感器安装在开关的线路侧）
答1、母差保护跳闸停信，使对侧高频保护快速动作，因为故障点在母线上，所以母差动作跳开线、母联开关后，故障消失，所以甲侧重合成功。
2、故障点在开关和电流互感器之间，母差动作跳开线、母联开关后，甲侧保护仍然感受到故障，甲乙I线接地距离Ⅱ段正确动作，切除故障。
3、故障点在开关和电流互感器之间，由于电流互感器安装在开关的母线侧，所以在此位置发生故障时，是母线保护区外，母差不动作，线路保护动作跳开两侧开关，但故障并未切除，乙站侧线路保护仍然感受故障电流，再单相重合闸周期内保护不返回，跳三相闭锁重合闸。最后经失灵保护跳开母联切除故障。
4、录波图显示故障发生60ms后甲乙I线三相确已断开，在重合闸合闸周期1秒内，又显示A相感受到故障电流，此时乙侧保护再次动作不返回，所以乙侧重合闸被放电闭锁重合，甲侧检同期合闸无法重合。故障靠失灵保护切除，再次显示故障电流的原因是甲乙I线乙侧A相开关断口击穿所致。
2、220kV甲站与乙站间有I、II、III回线路并列运行。甲站还有110kV和35kV 两个电压等级，与事故有关的一次系统图如下图1。
图1 系统主接线图
在甲站110kV某线上发生单相接地故障时，三条220kV输电线有两条零序纵联保护误动。事后对保护装置进行了认真检测，保护装置均正确无误，想到可能是公用电压回路的问题。在不停电的情况下，用图2试验接线进行了测试。
提示：该接线检测电压互感器是否有两点接地可行。
实测数据如下：
R总(Ω)为电流表内阻与滑线电阻之和。电流表内阻为8.75(Ω)。
R滑(Ω)为滑线电阻。
为慎重作出判别，用同样方法对另一新投入变电站又进行了试验测得如下数据：
请说明:
(1)该试验的试验步骤；
(2)比较两站测试数据,说明甲站的电压互感器二次回路接线是什么问题；
(3)并用电路图解释为什么甲、乙站的测试结果不同，确认你的结论是正确的；
(4)说明为什么三回220kV线路，只有两回跳闸。
答:
（1）试验步骤如下:
A.在N600未打开前，在N600（A）与地（B）点，按图示可靠接入刀
闸K，并处于合位。
B.在N600未打开前，将图示中其它各支路按图示接好，滑线电阻滑
至最小位置（0 ）处，
C.确认接线准确无误后，解开N600接地点，打开刀闸，慢慢增大电
阻，观察并记录电压表、电流表读数。操作刀闸和滑线电阻的人员
要戴绝缘手套，站在绝缘垫上。
（2）甲站的电压互感器二次回路接线一定有两点接地问题。
（3）甲站的电压互感器二次回路如果只有一点接地，在滑线电阻变化时，电流表的指示是不变的。在这种情况下，流经电流表的电流只能是二次三相对地不平衡电容电流，二次回路对地容抗与滑线电阻的比值很大，电流表的电流不会受滑线电阻的影响。电路图如图1
TV 1
TV 2
而从甲站的测试结果来看，电流表受滑线电阻的影响，就说明在电流表的回路中，一定还有一个附加的小电压源存在。当然作试验时系统无故障，这个附加的电压源很小，因而电流虽变化但不会有大变化。电路图如图2。
TV 1
TV 2
（4）三回220kV 线路保护屏位，立于不同地点，所取得的附加地网电位是不同的，若本保护装置的零线接入N600的地点距本保护装置所用TV 的接地点很近，取得的附加电压很小，就不会误动。
1、图示kV 35单电源线路,已知线路AB 的最大传输功率为9MW,9.0cos =?,电流互感器变阻抗Ω4.0,变压器额定容量kVA 7500,k ,变比kV 6.6/35，系统最大短路容量
答:限时电流速段保护:动作电流542A,灵敏度2.53,动作时间1s ；过电流保护：动作电流406Ａ，近后备灵敏度3.37，远后备灵敏度2.28，动作时间3.5s 。 4、图示网络，已知A 电源Ω=15min A X ，Ω=20max .A X ，B 电源Ω=20min B X ，Ω=25max .B X ，
选择性, 确定各过电流保护的动作时间及哪些保护要装设方向元件。
答:动作电流614Ａ；灵敏系数2.22。 (2)零序电流保护在输电线路上单相接地时保护区有多少公里? 答: (1)误动； (2)km 8.228。 18、某kV 110变电站装设了零序功率方向继电器。已知系统的等值电抗21X X =，在变电站kV 110母线上三相短路的短路电流为kA 8.5，单相接地短路时零序电流kA I k 5.2)1(0=，零序功率方向继电器的最小动作功率VA 5.1，输电线路的电抗km X /4.01Ω=，km X /4.10Ω=，装于变电站的零序电流互感器的变比为3000/5，问： (1) 在输电线路距保护安装处km 120的地方发生单相接地短路时，零序功率方向继电器的灵敏度为多少?
(2) 为保证灵敏系数等于1.5，此零序功率方向继电器在单相接地短路时保护范围是多少公里? 答:(1)2.97； (2)km 175。 19、网络参数如图，已知： （1）网络的正序阻抗km Z/ 45 .0 1 Ω =，阻抗角 65； （2）线路上采用三段式距离保护，阻抗元件采用方向阻抗继电器，阻抗继电器最灵敏角 65，阻抗继电器采用0°接线； （3）线路AB、BC的最大负荷电流400Ａ，第Ⅲ段可靠系数为7.0，9.0 cos= ?； （4）变压器采用差动保护，电源相间电势为kV 115； （5）A电源归算至被保护线路电压等级的等效阻抗为Ω =10 A X；B电源归算至被保护
1、继电保护的基本任务是什么 答：①自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于被破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。 ②反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发出信号，减负荷或跳闸。 2、后备保护的作用是什么何谓近后备保护和远后备保护 答：作用：主保护拒动时后备动作切除故障 近后备：当本元件的主保护拒动时，由本元件的另一套保护作为后备。与主保安装在同一地点，只能对主保拒动作后备，断路器拒动不行。 远后备：安装在被保护的上一级，拒动都能做后备。 3、继电保护装置用互感器的二次侧为什么要可靠接地 答：防止一次绝缘不好而使其击穿，高电压会直接加到二次设备上而烧毁设备或伤及人员，而电压互感器是测量对地电压，必须接地才能准确测量。 4、电流互感器在运行中产生误差的因素有哪些 答：受二次电流（或一次电流）、二次负载、功率因数以及频率的影响 5、电力系统短路可能产生什么后果 答：①通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏 ②短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力出现，引起其损坏或缩短寿命 ③电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量 ④破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。 6、对电力系统继电保护的基本要求是什么 答：1.选择性 2.速动性 3.灵敏性 4.可靠性 7、简述电流速断保护的优缺点。 答：优点：简单可靠，动作迅速；缺点：不能保护本线路全长，保护范围直接受系统运行方式和线路长度的影响 8、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
1、继电保护的基本任务是什么？ 自动迅速有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证故障部分迅速恢复正常运行。 反应电器元件不正常运行状态，并根据运行维护条件而动作于发出信号或跳闸。 2、电力系统对继电保护的四个基本要求是什么？分别对这四个基本要求进行解释？正确理解”四性”的统一性和矛盾性. 选择性：电力系统发生故障时，保护装饰仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。 速动性：尽可能快地切除故障 灵敏性：在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏的正确的反映出来。 可靠性：保护装置规定的保护范围内发生了应该动作的故障时，应可靠动作，即不发生拒动；而在其他不改动作的情况下，应可靠不动作，即不发生误动作。 继电保护的科学研究设计制造和运行的绝大部分工作是围绕着如何处理好这四个基本要求之间的辩证统一关系而进行的。 3、继电保护装置的组成包括那几个部分？各部分的功能是什么？ 测量部分：测量从被保护对象输入的有关电气量进行计算，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，给出“是”“非”“大于”“不大于”等于“0”或“1”性质的一组逻辑符号，从而判断保护是否该启动。 逻辑部分：根据测量部分各输出量大小，性质，输出的状态，出现的顺序或其组合，使保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定时候应该使断路器跳闸货发出信号，并将有关命令传给执行部分。 执行部分：根据逻辑部分输出的信号，完成保护装置所担负的任务，如被保护对象故障时，动作与跳闸，不正常运行时，发出信号，正常运行时，不动作等。 4、何谓主保护、后备保护和辅助保护？远后备和近后备保护有何区别？各有何优、缺点？主保护：反映被保护元件本身的故障，并以尽可能短的时限切除故障的保护。 后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护，又分为近后备保护和远后备保护。辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行时而增设的简单保护。 近后备保护：在本元件处装设两套保护，当主保护拒动时，由本元件的另一套保护动作。远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由上一级电力设备或线路的保护来实现的后备保护。微机继电保护硬件系统的构成及各模块的作用 数据采集系统：将模拟信号转换为数字信号 微机主系统：对采集到的数据进行分析处理，以完成各种保护功能 输入\输出系统：完成各种保护的出口跳闸，信号报警，外部节点输入及人机对话等功能。微机保护软件的构成和各种算法 保护软件： 主程序：对硬件初始化，自检（定值自检，程序自检，开出检查，开入量监视等） 采样中断系统：采样，气动元件判别等。 故障处理程序：实现保护功能。 全周傅氏算法：计算结果是一个向量的实部和虚部。滤波作用：直流及各次谐波分量。需要一个周期的数据窗，时间是20毫秒。可以提取任何整次谐波分量。受到衰减直流分量影响会产生计算误差，可采取适当的措施减小其影响。 半波傅氏算法：在故障后10ms即可进行计算，因而保护的动作速度减少了半个周期。不能
电力系统继电保护原理习题 第一章绪论 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？ 2 、说明对电力系统继电保护有那些基本要求。 3、简要说明继电保护装置的一般构成以及各部分的作用。 4、针对下图系统，分别在D1、D2、D3点故障时说明按选择性的要求哪些保护应动作跳闸。
第二章 电网的电流保护 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、什么是继电器的返回系数，增量动作继电器、欠量动作继电器的返回系数有什么区别？ 3、在图示网络中，试分析断路器1DL 、4DL 和9DL 保护的最大和最小运行方式。 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set 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 ） 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。3.11 =rel K ， 1.12=rel K ， 2.13 =rel K ，85 .0=re K ，5.1=ss K ，线路阻抗为0.4Ω/km ，阻抗角为 700，AB 线最大负荷电流为170A 。电源阻抗Ω=2m i n sA X ，Ω=3max sA X ，
第一部分： 6、线路两侧的保护装置在发生短路时，其中的一侧保护装置先动作，等它动作跳闸后，另一侧保护装置才动作，这种情况称之为___B___。 (A)保护有死区；（B）保护相继动作；（C）保护不正确动作；（D）保护既存在相继动作又存在死区。 6、过电流保护两相两继电器的不完全星形连接方式，能反应___A___。 (A)各种相间短路；（B）单相接地短路；（C）开路故障；（D）两相接地短路。 8、能反应各相电流和各类型的短路故障电流的是___A___ (A)两相不完全星形接线；（B）三相星形接线；（C）两相电流差接线；（D）三相零序接线。 5、在电网中装设带有方向元件的过流保护是为了保证动作的 A 。 (A)选择性；（B）可靠性；（C）灵敏性；（D）快速性。 2、发电机负序过电流保护是反应定子绕组电流不对称，而引起的（B）过热的一种保护。 (A)定子铁芯 (B)转子绕组 (C)转子铁芯（D）定子绕组 第二部分： 12、线路的定时限过电流保护的起动电流是按___C___而整定的。 (A)等于线路的负荷电流；（B）等于最大的故障电流；（C）躲过最大负荷电流；（D）躲过最大 短路电流。 2、功率方向继电器的电流和电压为Ia、Ubc，Ib、Uca，Ic、Uab时，称为 A 。 (A)90度接线；（B）60度接线；（C）30度接线；（D）0度接线。 2、中性点经装设消弧线圈后，若接地故障的电感电流大于电容电流，此时补偿方式为__B___。 (A)全补偿方式；（B）过补偿方式；（C）欠补偿方式；（D）不能确定。 1、用于相间短路保护的90度接线的功率方向继电器，在正常运行情况下，位于线路送电侧的功率方向继电器，在负荷电流作用下，一般__A___。 (A)不动作（B）处于动作状态（C）不一定（D）以上都不对 4、功率方向继电器最灵敏角为Ψlm，则动作范围为 C 。 (A) —90°+Ψlm≤Ψk≤0；（B）Ψlm+90°≤Ψk≤180°； （C）Ψlm—90°≤Ψk≤Ψlm+90°；（D）0≤Ψ≤Ψlm+90°。 第三部分： 1、继电保护装置是由___B___组成的。 (A)二次回路各元件；（B）测量元件、逻辑元件、执行元件；（C）包括各种继电器、仪表回路；（D）仪表回路。 3、过电流保护中流入继电器的电流是电流互感器的__A____ （A）二次侧电流；（B）差电流；（C）负载电流；（D）过负荷电流。 11、当系统运行方式变小时，电流和电压的保护范围是__A____。 (A)电流保护范围变小，电压保护范围变大；（B）电流保护范围变小，电压保护范围变小；（C）电流保护范围变大，电压保护范围变小；（D）电流保护范围变大，电压保护范围变大。 2、1、在大接地电流系统中，故障电流中含有零序分量的故障类型是___C_____。 (A)两相短路；（B）三相短路；（C）两相接地短路；（D）与故障类型无关。 3、为了使方向阻抗继电器工作在 B 状态下，故要求继电器的最大灵敏角等于被保护线 路的阻抗角。
电力系统继电保护问答 05 电力系统继电保护问答 5 56.在大短路电流接地系统中,为什么有时要加装方向继电器组成零序电流方向保护? 答：在大短路电流接地系统中，如线路两端的变压器中性点都接地，当线路上发生接地短路时，在故障点与各变压器中性点之间都有零序电流流过，其情况和两侧电源供电的辐射形电网中的相间故障电流保护一样。为了保证各零序电流保护有选择性动作和降低定值，就必须加装方向继电器，使其动作带有方向性。使得零序方向电流保护在母线向线路输送功率时投入，线路向母线输送功率时退出。 57．零序(或负序)方向继电器的使用原则是什么? 答：零序电流保护既然是作为动作机率较高的基本保护，故应尽量使其回路简化，以提高其动作可靠性。而零序功率方向继电器则是零序电流保护中的薄弱环节。在运行实践中，因方向继电器的原因而造成的保护误动作时有发生。因此，零序(或负序)方向继电器的使用原则如下：(1)除了当采用方向元件后，能使保护性能有较显著改善的情况外，对动作机率最多的零序电流保护的瞬时段，特别是“躲非全相一段”，以及起后备作用的最末一段，应不经方向元件控制。 (2)其他各段，如根据实际选用的定值，不经方向元件也能保证选择性和一定灵敏度时，也不宜经方向元件控制。 (3)对平行双回线，特别是对采用单相重合闸的平行双回线，如果互感较大，其保护有关延时段必要时也包括灵敏一段，一般以经过零序方向元件控制为宜，因为这样可以不必考虑非全相运行情况下双回线路保护之间的配合关系，从而可以改善保护工作性能。 (4)方向继电器的动作功率，应以不限制保护动作灵敏度为原则，一般要求在发生接地故障且当零序电流为保护起动值时，尚应有2以上的灵敏度。 58.大短路电流接地系统中．输电线路接地保护方式主要有哪几种? 答：大短路电流接地系统中，输电线路接地保护方式主要有：纵联保护(相差高频、方向高频等)、零序电流保护和接地距离保护等。 59．什么是零序保护?大短路电流接地系统中为什么要单独装设零序保护? 答：在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序电
三、分析计算题 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 图2系统接线图 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。 表1 三相短路计算结果 （2）电流保护I 段 (3).1 1.max 1.25 1.795 2.244(kA)I I set rel K I K I ==?，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 ==?，.1.3 1.15 1.566 1.801(kA)II II I set rel set I K I ==? 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 ==，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 1.150.499 0.574(kA)II II set rel K I K I ==?，.1.3 1.150.574 0.660(kA)II II II set rel set I K I ==? 灵敏度校验：(2)1.min .1 .1 1.438 2.1790.660II K sen II set I K I ==，满足要求。
1.具有制动特性的差动继电器能够提高灵敏度的原因：流入差动继电器的不平衡电流 与变压器外部故障时的穿越电流有关。穿越电流越大，不平衡电流也越大，具有制动特性的差动继电器正式利用这个特点，在差动继电器中引入一个能够反应变压器穿越电流大小的制动电流，继电器的动作电流不再是按躲过最大穿越电流整定，而是根据实际的穿越电流自动调整。 2.最大制动比：差动继电器动作电流和制动电流之比。 3.三相重合考虑两侧电源同期问题的原因：三相重合时，无论什么故障均要切除三相 故障，当系统网架结构薄弱时，两侧电源在断路器跳闸以后可能失去同步，故需要考虑两侧电源的同期问题。 4.单相重合闸不需要考虑同期问题的原因：单相故障只跳单相，使两侧电源之间仍然 保持两相运行，一般是同步的，故不需考虑同期问题。 5.输电线路纵联电流差动保护在系统振荡、非全相运行期间不会误动的原因：系统振 荡时线路两侧通过同一个电流，与正常运行及外部故障时的情况一样，差动电流为量值较小的不平衡电流，制动电流较大，选取适当的制动特性，就会保证不误动作； 非全相运行时，线路两侧电流也为同一个电流，电流纵联差动保护也不会误动作。 6.负荷阻抗：指电力系统正常运行时，保护安装处的电压（近似为额定电压）与电流 （负荷电流）的比值。正常运行时电压较高、电流较小、功率因数高，负荷阻抗量值较大。 7.短路阻抗：指电力系统发生短路时，保护安装处电压变为母线残余电压，电流变为 短路电流，此时测量电压与测量电流的比值。即保护安装处与短路点之间一段线路的阻抗，其值较小，阻抗角较大。 8.系统等值阻抗：单个电源供电时为保护安装处与背侧电源点之间电力元件的阻抗和； 多个电源供电时为保护安装处断路器断开的情况下，其所连接母线处的戴维南等值阻抗。即系统等值电动势与短路电流的比值，一般通过等值、简化的方法求出。9.继电保护装置及其作用：指能反应电力系统中设备发生故障或不正常运行状态，并 动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。其作用：①电力系统正常运行时不动作；②电力系统不正常运行时发出报警信号，通知工作人员处理，使其尽快恢复正常运行；③电力系统故障时，甄别出发生故障的电力设备，并向故障点与电源点之间、最靠近故障点的断路器发出跳闸指令，将故障部分与电网其他部分隔离。10.构成距离保护必须用各种环上的电压、电流作为测量电压和电流的原因：在三相电 力系统中，任何一相的测量电压与测量电流之比都能算出一个测量阻抗，但是只有故障环上的测量电压、电流之间才满足关系U m=I m Z m=I m Z k=I m Z1L k，即由它们算出的测量阻抗才等于短路阻抗，才能够正确反应故障点到保护安装处的距离。用非故障环上的测量电压、电流也可算出一个测量阻抗，但它与故障距离之间没有直接的关系，不能正确反应故障距离，故不能构成距离保护。 11.变压器纵联差动保护中，不平衡电流产生的原因：①变压器两侧电流互感器的计算 变比与实际变比不一致；②变压器带负荷调节分接头；③电流互感器有传变误差； ④变压器的励磁电流。
四、计算题 La5D1001用一只内阻为1800Ω，量程为150V的电压表测量600V的电压，试求必须串接上多少欧姆的电阻? 解：设应串接上的电阻为R 则 150/1800=(600-150)/R 所以R=18003(600-150)/150=5400(Ω) 答：串接5400Ω电阻。 La5D2002如图D-1所示电路中，已知电阻R l=60Ω， R2=40Ω，总电流I=2A，试求该电路中流过R1和R2的电流I1和I2分别是多少? 解：R1支路中的电流I1为 I1=[R2/(R1+R2)]3I =[40/(60+40)]32 =0.8(A) R2支路中的电流I2为 I2=[R1/(R1+R2)]3I =[60/(60+40)]32 =1.2(A) 答：l1为0.8A，I2为1.2A。 La5D3003有一铜导线，其长度L=10km，截面S=20mm2，经查表知铜在温度20℃时的电阻率为0.0175Ω2mm2/m,试求此导线在温度30℃时的电阻值是多少(铜的温度系数为0.004/℃)。 解：铜导线在20℃时的电阻值为 R20=ρ3L/S=0.01753103103/20=8.75（Ω） 在30℃时铜导线的电阻值为 R30=R20[1十α(t2一t1)] =8.75[1+0.004(30～20)]：9.1(Ω) 答：电阻值为9.1Ω。 La5D4004已知电路如图D-2所示，其中电阻以及电流的数值和方向都标注在图中。若设U E=0V，试求U A、U B、U C为多少伏？
解：因为U E=0，则 Uc=R3I3 =400312=4800(V) U B=Uc+R2I2 =4800+20032 =5200(V) U A=Uc+I1R l =4800+50310 =5300(V) 答：U A为5300V，U B为5200V，Uc为4800V。 LaSDS005求图D-3中电路的等效电阻值。 解：R CB=[(40+60)3100]/(40+60+100) =50(Ω) R AB=[(50+25)375]/(50+25+75) =37.5(Ω) 答：等效电阻为37.5Ω。 La4D1006今有一表头，满偏电流I1=100μA，内阻R0=1kΩ。若要改装成量程为5V的直流电压表，问应该串联多大的电阻? 解：因为这是一个串联电路，所以 I=U/(R0+R fi) 改装的要求应该是当U=5V时，表头指针恰好指到满刻度，即此时流过表头的电流应恰好等于满偏电流I=I1=lOOμA，所以 100310-6=5/（1000+ R fi） 即R fi=5/（100310-6）-1000 =50000-1000=49000(Ω)=49kΩ 即串联一个49kΩ的电阻才能改装成为一个5V的直流电压表。 答：应串联49kΩ电阻。 La4D2007在如图D-4中，若E l=12V，E2=10V，R l=2Ω，R2=lΩ，R3=2Ω，求R3中的电流。
问答题 1、继电保护装置的作用是什么？ 答:当被保护元件发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障从电力系统切除，以保证其余部分恢复正常运行，并使故障元件免于继续受损害。 当被保护元件发生异常运行状态时，经一定延时动作于信号，以使值班人员采取措施。2、继电保护按反应故障和按其功用的不同可分为哪些类型？ 答:(1)按反应故障可分为：相间短路保护，接地短路保护，匝间短路保护，失磁保护等。 (2)按其功用可分为：主保护、后备保护、辅助保护。 3、何谓主保护、后备保护和辅助保护？ 答:(1)能反应整个保护元件上的故障，并能以最短延时有选择地切除故障的保护称为主保护。 (2)主保护或其断路器拒动时，由于切除故障的保护称为后备保护。 (3)为补充主保护和后备保护的不足而增设的比较简单的保护称为辅助保护。 4、继电保护装置由哪些部分组成？ 答：继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。 5、何谓电流互感器10％误差特性曲线？ 答: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。 6、怎样用10％误差曲线校验电流互感器？ 答:(1)根据接线方式，确定负荷阻抗计算； (2)根据保护装置类型和相应的一次电流最大值，计算电流倍数； (3)由已知的10％曲线，查出允许负荷阻抗； (4)按允许负荷阻抗与计算阻抗比较，计算值应小于允许值，否则应采用措施，使之满足要求。 7、保护装置常用的变换器有什么作用？ 答:（1）按保护的要求进行电气量的变换与综合； （2）将保护设备的强电二次回路与保护的弱电回路隔离； (3)在变换器中设立屏蔽层，提高保护抗干扰能力； （4）用于定值调整。 8、用哪些方法可以调整电磁型电流继电器定值？ 答：调整动作电流可采用：（1）改变线圈连接方式；（2）改变弹簧反作用力；（3）改变舌片起始位置。 9、信号继电器有何作用？ 答：装置动作的信号指示并接通声光信号回路。 10、电流变换器和电抗变换器最大的区别是什么? 答:(1)电流变换器二次侧接近短路状态,可看成电流源。电抗器二次侧接近开路状态,将电流源变换为电压源； (2)电流变换器对不同频率电流的变换几乎相同，而电抗变换器可抑制直流、放大高频分量电流。 11、何谓继电器的起动? 何谓继电器的动作? 答:继电器的起动部分由正常位置向动作开始运动，使正常位置时的功能产生变化，称为起动。继电器完成所规定的任务，称为动作。 12、为什么电磁型过量继电器的返回系数小于1？影响返回系数的因素有哪些? 答:由于摩擦力矩和剩余力矩的存在,使的返回量小于动作量,根据返回系数的定义返回系数必然小于1。影响返回系数的因素有:(1)剩余力矩的大小；(2)衔铁与铁芯之间的气隙大小； (3)可动部分的摩擦力矩。 13、何谓电磁型过电流继电器的动作电流、返回电流及返回系数? 答: 使继电器动作的最小电流称为动作电流;使继电器返回的最大电流称为返回电流;返回电流与动作电流之比称为返回系数。 14、何谓电磁型低电压继电器的动作电压、返回电压及返回系数? 答: 使继电器返回的最小电压称为返回电压；使继电器动作的最大电压称为动作电压;返回
华南理工大学广州学院 2011–2012学年度第二学期期末考试 《继电器保护原理课程》试卷（C卷答卷） 学校：专业层次：本科 学号：姓名：座号： 注意事项：1.本试卷共五大题，满分100分，考试时间120分钟，闭卷； 2.考前请将密封线内各项信息填写清楚； 、所有试卷 、试卷内容 (√) ) (×) ×) 8.能使电流继电器从释放状态改变至动作状态的最大电流称为继电器的动作电流。(×) 9.采用900接线的功率方向继电器,两相短路时无电压死区。(√) 10.发电机纵差保护的保护范围为发电机的定子绕组，不包括起引出线。(×) 11.对于反应零序电压的发电机定子绕组单相接地保护，故障点越靠近发电机定子绕组中性点接地时，保护的灵 敏度越高。(×) 12.相差高频保护能作相邻元件的后备保护。(×) 13.距离保护接线复杂，可靠性比电流保护高，这是它的主要优点。(×) 14.在微机保护中采样和采样保持是分别由不同模块电路来实现的。(×) 15.长线路的测量阻抗受故障点过渡电阻的影响比短线路大。(×)