繼電保護(hù)試卷(試題、答案) (一)

2011-2012學(xué)年度第二學(xué)期期末考試

《繼電器保護(hù)原理課程》試卷（A卷答卷）

教學(xué)中心：專業(yè)層次：繼續(xù)教育本科

學(xué)號(hào)：姓名，座號(hào)：

注意事項(xiàng)：1.本試卷共五大題，滿分100分，考試時(shí)間120分鐘，閉卷；

2.考前請(qǐng)將密封線內(nèi)各項(xiàng)信息填寫清楚；

3.所有答案直接做在試卷上,做在草稿紙上無效；

出卷要求：

1、所有試卷必須依據(jù)教學(xué)大綱和考試大綱的要求出題；

2、試卷內(nèi)容難度：基礎(chǔ)內(nèi)容約占60$、中等難度內(nèi)容約占30機(jī)較難內(nèi)容約占10%；

3、題型一般應(yīng)該多樣化，如：判斷題、選擇題、填空題、概念解釋題、簡(jiǎn)答題、論述題、

計(jì)算題、設(shè)計(jì)題，操作題、作圖題、分析題、編程題等；

4、題量適當(dāng)，考試時(shí)間不低于90分鐘，一般為120分鐘；

5、同一份試卷中，相同內(nèi)容不得出現(xiàn)在不同題型中；出卷應(yīng)出A、B、C卷，題型相同且難

易程度相當(dāng)，同題型試題內(nèi)容重復(fù)率不得超過20機(jī)

6、試卷應(yīng)合理分配各題型分?jǐn)?shù)，且注明各小題分?jǐn)?shù)；

7、按照學(xué)院統(tǒng)一試卷格式要求排版，每份試卷表頭、得分表及密封線均應(yīng)與試卷模版所給

相同；

8、每份卷給出標(biāo)準(zhǔn)（參考）答案，其中論述題、分析題、操作題等應(yīng)指出得分要點(diǎn)；

9、試卷與答案一起上交（含電子版），出卷教師在試卷紙版背面簽名確認(rèn)。

判斷題（每題1分，共15分）

1.電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置如不能及時(shí)動(dòng)作,可能破壞電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（。）

2.繼電保護(hù)裝置的測(cè)量部分測(cè)量被保護(hù)元件的某些運(yùn)行參數(shù)并與保護(hù)的整定值進(jìn)行比較。

（X）

3.電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)繼電保護(hù)裝置通常應(yīng)在保證選擇性的前提下，盡快動(dòng)作。

（V）

4.采用90°接線的功率方向繼電器，兩相短路時(shí)有電壓死區(qū)。（X）

5.電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱相間短路時(shí)，短路電流中含正序分量、負(fù)序分量、零序分量。（X）

6.中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障線路保護(hù)通過的零序電流為本身非故障相對(duì)地電

容電流之和。（X）

7.距離保護(hù)接線復(fù)雜，可靠性比電流保護(hù)高，這是它的主要優(yōu)點(diǎn)。（X）

8.長(zhǎng)線路的測(cè)量阻抗受故障點(diǎn)過渡阻抗的影響比短線路大。（X）

9.電流比相式母線保護(hù)動(dòng)作判斷只與電流的相位有關(guān)，而與電流的幅值無關(guān)。（V）

10.對(duì)于中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)，母線保護(hù)采用三相式接線。（X）

11.平行線路的一回線檢修時(shí)，橫差方向保護(hù)應(yīng)自動(dòng)退出工作。（J）

12.相差高頻保護(hù)能作相鄰元件的后備保護(hù)。（X）

13.發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路時(shí)，短路點(diǎn)越靠近機(jī)端，短路電流越大，保護(hù)動(dòng)作越靈敏。（X）

14.電氣設(shè)備過負(fù)荷時(shí),繼電保護(hù)應(yīng)將過負(fù)荷設(shè)備切除。（J）

15.微機(jī)型保護(hù)與集成電路型保護(hù)相比，自檢功能更強(qiáng)，可靠性更高。

（V）

單項(xiàng)選擇題（每題1分，共10分）

1.繼電器按其結(jié)構(gòu)形式分類，目前主要有（C）o

（A）測(cè)量繼電器和輔助繼電器（B）電流型和電壓型繼電器（C）電磁型、感應(yīng)型、微機(jī)型

2.對(duì)于過電流保護(hù)，計(jì)算保護(hù)靈敏系數(shù)時(shí)，應(yīng)用（B）o

（A）三相短路；（B）兩相短路；（C）三相或兩相短路都可以。

3.繼電保護(hù)的靈敏系數(shù)小要求（C）

（A）Kin<1;（B）K,n=1；（C）K?1。

4.繼電保護(hù)用互感器一次電壓（或電流〉的正方向規(guī)定為（C

（A）從無“鏟端指向有端；（B）任何一端指向另一端；

（C）從有“釬端指向無端。

5.零序分量濾過器的作用是（A）。

（A）獲取零序分量；（B）消除零序分量；（C）獲取正、負(fù)分量。

6.方向阻抗繼巨器中，記憶回路的作用是（B）。

（A）提高靈敏度；（B）消除正向出口三相短路的死區(qū)；

（0防止反向出口短路動(dòng)作。

7.從減小系統(tǒng)振蕩影響出發(fā),距離保護(hù)的測(cè)量元件應(yīng)采用（B）阻抗繼電器。

（A）全；（B）方向；（C）偏移特性。

8.有一中性點(diǎn)不接地電網(wǎng),故障前的相電壓大小為Uph,當(dāng)該電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，電壓

互感器開口三角處零序電壓3U。大小為（B）。

（A）Uph；（B）3Uph；（C）“五Upho

9.方向閉鎖高頻保護(hù)發(fā)信機(jī)起動(dòng)后，當(dāng)判斷為外部短路時(shí)（C）。

（A）兩側(cè)發(fā)信機(jī)立即停信；（B）兩側(cè)發(fā)信機(jī)繼續(xù)發(fā)信；

（0反方向一側(cè)發(fā)信機(jī)繼續(xù)發(fā)信。

10.發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)中斷線監(jiān)視繼電器的動(dòng)作電流，按躲過（B）整定。

（A）發(fā)電機(jī)的額定電流；（B）發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流；

（C）發(fā)電機(jī)外部短路時(shí)的不平衡電流。。

三.概念解釋題（共5題，每題4分，共20分）

1.什么是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置。

答：繼電保護(hù)裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路

器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種裝置。

2.后備保護(hù)的作用是什么何謂近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)

答：后備保護(hù)的作用是電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)，由后備保護(hù)以較長(zhǎng)

的時(shí)間切除故障，從而保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。近后備保護(hù)是在保護(hù)范圍內(nèi)故障主保護(hù)拒

動(dòng)時(shí)，首先動(dòng)作的后備保護(hù)。遠(yuǎn)后備保護(hù)是保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，靠近電源側(cè)的相鄰線路保護(hù)

實(shí)現(xiàn)后備作用的保護(hù)。

3.線路縱差動(dòng)保護(hù)中不平衡電流產(chǎn)生的原因是什么為什么縱差動(dòng)保護(hù)需考慮暫態(tài)過程中的不

平衡電流

答：線路縱差動(dòng)保護(hù)不平衡電流產(chǎn)生的原因是由于電流互感器存在勵(lì)磁電流，且兩組電流互感

器的特性不會(huì)完全一致。因?yàn)榭v差動(dòng)保護(hù)是瞬時(shí)動(dòng)作的，為使差動(dòng)保護(hù)在外部故障時(shí)不動(dòng)作，

保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于外部故障時(shí)流經(jīng)保護(hù)的暫態(tài)不平衡電流。

4.距離保護(hù)與電流保護(hù)相比，有哪些優(yōu)點(diǎn)

能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，II段不能作為相鄰元件的后備保護(hù)。

4.發(fā)電機(jī)一般應(yīng)裝設(shè)哪些繼電保護(hù)裝置各自的作用是什么

答：根據(jù)發(fā)電機(jī)可能出現(xiàn)的故障和不正常工作狀態(tài)，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置：

(1)縱差動(dòng)保護(hù)：反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路；

(2)零序保護(hù)：反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障；

(3)匝間短路保護(hù)：反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路；

(4)后備保護(hù)：反應(yīng)發(fā)電機(jī)外部短路引起的過電流并作為內(nèi)部短路的后備保護(hù)；

(5)過負(fù)荷保護(hù)：反應(yīng)發(fā)電機(jī)的對(duì)稱過負(fù)荷或負(fù)序過負(fù)荷；

(6)反應(yīng)水輪發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷引起的定子繞組過電壓或大容量汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組的過

電壓；

(7)轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地或兩點(diǎn)接地保護(hù)：反應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地故障；

(8)失磁保護(hù)：反應(yīng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流部分或全部消失；

(9)轉(zhuǎn)子回路過負(fù)荷保護(hù)：反應(yīng)容量為IOOMW及以上并采用半導(dǎo)體勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路

過負(fù)荷；

(10)逆功率保護(hù)：反應(yīng)大容量汽輪發(fā)電機(jī)的逆功率運(yùn)行。

5.何為潛供電流它對(duì)于單相重合閘動(dòng)作時(shí)間有何影響說明同期合閘條件

答：潛供電流是指單跳后健全相電勢(shì)經(jīng)相間藕合電容向故障點(diǎn)提供的短路電流及健全相負(fù)

荷電流經(jīng)相間互感在故障相產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)通過對(duì)地電容向故障點(diǎn)提供的短路電流。由于存在潛

供電流，使短路點(diǎn)電弧熄滅時(shí)間、介質(zhì)絕緣恢復(fù)時(shí)間增大，相應(yīng)單相重合閘延時(shí)較三相重合閘延

時(shí)增大。

同期合閘條件：⑴Um^Ux；(2)fm^fx；(3)arg(Um/Ux)^0

6.高頻保護(hù)運(yùn)行M,為什么運(yùn)行人員每天要交換信號(hào)以檢查高頻通道

答：我國常采用電力系統(tǒng)正常時(shí)高頻通道無高頻電流的工作方式。由于高頻通道涉及兩個(gè)廠

站的設(shè)備，其中輸電線路跨越幾千米至幾百千米的地區(qū)，經(jīng)受著自然界氣候的變化和風(fēng)、霜、

雨、雪、雷電的考驗(yàn)。高頻通道上各加工設(shè)備和收發(fā)信機(jī)元件的老化和故障都會(huì)引起衰耗；高

頻通道上任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題，都會(huì)影響高額保護(hù)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，高頻通道無

高頻電流，高頻通道上的設(shè)備有問題也不易發(fā)現(xiàn)，因此每日由運(yùn)行人員用啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)高頻發(fā)

信機(jī)向?qū)?cè)發(fā)送高頻信號(hào)，通過檢測(cè)相應(yīng)的電流、電壓和收發(fā)信機(jī)上相應(yīng)的指示燈來檢查高頻

通道，以確保故障時(shí)保護(hù)裝置的高頻部分能可靠工作。

7.結(jié)合下圖說明帶制動(dòng)特性的變壓器差動(dòng)繼電器（1）在外部故障時(shí)能可靠躲開的不平衡電流

的原因；（2）內(nèi)部故障時(shí)提高保護(hù)靈敏度的原因。

答：變壓器差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)曲線為圖中曲線1,其位于外部故障時(shí)產(chǎn)生的不平衡電流曲線2的

上方.因此外部故障時(shí)，在相同故障電流情況下，工作線圈只流過的由曲線2所確定的不平衡

電流，此時(shí)顯然要小于繼電器的動(dòng)作所需的由曲線1所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作電流。因此可確保外部故障

時(shí)可靠躲開不平衡電流。

內(nèi)部故障，無論是兩側(cè)有源，還是僅有A側(cè)或B側(cè)電源，其起動(dòng)電流雖然可能大于屋但均

在其附近，因此要遠(yuǎn)小于沒有制動(dòng)特性時(shí)的啟動(dòng)值1皿，顯然其靈敏性比無制動(dòng)時(shí)的差動(dòng)保護(hù)

的靈敏系數(shù)要高。

五,計(jì)算題（理科）或操作題（理科）或作圖題（理科）（20分）

如圖示，已知：網(wǎng)絡(luò)的正序阻抗乙二Q/km,阻抗角為=65。線路上采用三

段式距離保護(hù)，其第I、II、III段阻抗元件均采用0°接線的方向阻抗繼電

器，繼電器的最靈敏角8皿=65,保護(hù)2的延時(shí)年=2$,線路AB、BC的

最大負(fù)荷電流均為400A,負(fù)荷的自起動(dòng)系數(shù)=2,繼電器的返回系數(shù)

K個(gè)=1.2,并設(shè)=0.85,K2=1.15,負(fù)荷的功率因數(shù)cos仍）=0.9,變

壓器采用了能保護(hù)整個(gè)變壓器的無時(shí)限縱差保護(hù)。試求：距離保護(hù)1第I段

的動(dòng)作阻抗，第11段、第111段的靈敏度與動(dòng)作時(shí)間。

ER=I⑸瓜V

=30Q

「二40Q

解：1、距離保護(hù)1第I段：

動(dòng)作阻抗：?=K>xZAB=0.85x0.45x30=11.16Q（1分）

2、保護(hù)1的第II段（分兩種情況）：

（1）與相鄰線路配合：

Z，=K〃Z"K'K/ZC)（1分）

K?.min二%~)=(誓+1)=1.59

Z：，z=0.8(13.5+0.85x1.59x0.45x38)=29.29Q

（3分）

（2）與變壓器支路配合:

Z〉=K*ZAB+《K；）,八、

，（1分）

Y_1_710+13.5

八MminT乙八8+1)=(+1)=1.59

min40

（1分）

Z%=0.7（13.5+0.7x1.59x-^-）=42.44。

（1分）

對(duì)以上兩種情況，取較小者，所以：

Z：：,..=29.29Qa分）

靈敏度：

29.29…

-----=2.17>1.5

13.5滿足要求。（1分）

動(dòng)作時(shí)間：l〃=0.5s（1分）

3、距離保護(hù)1的第111段：采用方向阻抗繼電器,

111Z^.niin

乙7一

K胃K「KSCOS（Q-%,（1分）

z…壯=就"曲,分）

K—1.2Kss=2K方=1.15

-1

（pD=cos0.9=25.8°

yin142.89

^set\=66.8IQ

I.15x1.2x2xcos（65-25.8）（3分）

靈敏度:

（1）考慮本線路末端:

鼠0近=方=震=4.93>1.5

z4?I'3（1分）

（2）考慮相鄰元件

a：相鄰線路末端

7nl

Ct遠(yuǎn)=

Z^+K〃maxZRC,（1分）

J二（九+4"+1）=（駕氾+1）=2.12

sBmin