13142继电保护期末复习题1.docx
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13142继电保护期末复习题1
模拟试题及答案
一、填空题
1继电保护装置一般由测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件三部分组成。
2继电保护的可靠性包括安全性，和信赖性（或动作安全性，动作可信赖性），是对继电保护性能的最根本要求。
3低电压继电器的启动电压小于返回电压，返回系数大于1。
4在中性点非直接接地电网中，发生单相接地短路时，故障点处零序电压最高；接地中性点处零序电压为0；零序电流的分布主要取决于变压器中性点是否接地。
5自耦变压器高、中压两侧的零序电流保护应分别接于本侧三相电流互感器的零序电流滤过器上。
6变压器瓦斯保护反应油箱内部所产生的气体或油流而动作，其中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护于跳开变压器各电源侧的断路器。
7低电压起动过电流保护和复合电压起动过电流保护中，引入低电压起动和复合电压起动元件是为了提高过电流保护的灵敏度，此时过电流保护的定值不需要考虑变压器切除或电动机自启动时可能出现的最大负荷。
8电流比相式母线保护的基本原理是根据母线在内部故障和外部故障时各连接元件电流相位的变化实现的。
9断路器失灵保护属于近后备保护。
10微机保护的硬件一般包括数据采集系统（或模拟量输入系统），微型机主系统、开关量（或数字量）输入输出系统三部分。
11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一常数。
13微机保护装置的功能特性主要是由软件决定的。
14对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足选择性、速动性；灵敏性；可靠性四个基本要求。
15后备保护包括远后备保护和近后备保护。
16运行中应特别注意电流互感器二次侧不能开路；电压互感器二次侧不能短路。
17三段式电流保护中，Ⅲ段灵敏度最高，Ⅰ段灵敏度最低。
18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故障相，经一定时间延时后重合故障相，若不成功再跳开三相。
19发电机单元件横差动保护能够反应定子绕组的匝间短路、分支线棒开焊故障、故障和机内绕组相间短路故障。
20输入到微机保护装置中的电流互感器二次电流信号，可通过电抗变换器，或电流变换器变换为满足模数转换器输入范围要求的电压信号。
21、电力系统发生事故时，继电保护装置应将事故部分切除，电力系统出现不正常工作时，继电保护装置一般应发出信号。
22、继电保护的可靠性是指保护在应动作时不拒动，不应动作时不误动。
23、瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的最大短路电流整定，其灵敏性通常用保护范围的大小来表示。
24、距离保护是反应故障点到保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作时间的—种保护。
25．定时限过电流保护的动作时限是按阶梯时限特性来选择的。
26．零序过电流保护与相间过电流保护相比，由于其动作电流小，所以灵敏度高。
27．距离Ⅲ段的灵敏度校验应按分支系数Kfz为最大的运行方式来确定，目的是为了保证灵敏性。
28．对于母线保护，通常把可靠性放在重要位置。
29．故障和不正常工作情况若不及时处理，将引起事故。
30.母线保护中，可用利用变压器过流保护，发电机的过电流保护和线路保护切除母线故障
31电动机综合保护器的基本功能有（保护、设置、报警、显示、通迅）
32.保护功能（1.启动保护；2.过压保护；3.断相保护；4.堵转保护；5.短路保护；6.不平衡保护；7.欠流保护；8.过流保护；9.自启动功能；10.触点容量；11.触点特性；12.通迅接口；13.允许误差；14.分体显示）
二、单项选择题（每小题2分，共30分。
从四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题目后面的括号内。
）
1.电流保护I段的灵敏系数通常用保护范围来衡量，其保护范围越长表明保护越（③）
①可靠②不可靠③灵敏④不灵敏
2．限时电流速断保护与相邻线路电流速断保护在定值上和时限上均要配合，若（③）不满足要求，则要与相邻线路限时电流速断保护配合。
①选择性②速动性③灵敏性④可靠性
3．使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统（②）
①最大运行方式②最小运行方式
③正常运行方式④事故运行方式
4电流速断保护定值不能保证（②）时，则电流速断保护要误动作，需要加装方向元件。
①速动性②选择性③灵敏性④可靠性
5．距离
段的动作值应按分支系数Kfz为最小的运行方式来确定，目的是为了保证保护的（②）。
①速动性②选择性③灵敏性④可靠性
6差动保护只能在被保护元件的内部故障时动作，而不反应外部故障，具有绝对（①）。
①选择性②速动性③灵敏性④可靠性
7电力系统最危险的故障是（C）。
（A）单相接地（B）两相短路（C）三相短路
6电保护的灵敏系数
要求（C）。
（A）
（B）
（C）
9时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了（B）。
（A）提高保护的灵敏性 （B）外部故障切除后保护可靠返回
（C）解决选择性
10段式电流保护中，保护范围最小的是（A）
（A）瞬时电流速断保护（B）限时电流速断保护
（C）定时限过电流保护
11、变压器的电流速断保护与（C）保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。
（A）过电流（B）过负荷（C）瓦斯
12、双绕组变压器纵差动保护两侧电流互感器的变比，应分别按两侧（B）选择。
（A）负荷电流（B）额定电流（C）短路电流
13.电力系统最危险的故障是（C）。
（A）单相接地（B）两相短路（C）三相短路
14.继电保护的灵敏系数
要求（C）。
（A）
（B）
（C）
15.定时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了（B）。
（A）提高保护的灵敏性 （B）外部故障切除后保护可靠返回
（C）解决选择性
16.三段式电流保护中，保护范围最小的是（A）
（A）瞬时电流速断保护（B）限时电流速断保护
（C）定时限过电流保护
17. 三段式电流保护中，保护范围最大的是（C）
（A）瞬时电流速断保护（B）限时电流速断保护
（C）定时限过电流保护
18.四段保护是在三段保护的基础上加上（B）。
A距离保护B零序保护C差动保护
19.
20.
三、简答题
1.说明电动机软起动与变频器的异同
答：
软起动器集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置。
它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。
用不同的方法，控制三相反并联晶闸管的导通角，使被控电机的输入电压按要求变化，可实现不同的功能。
软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。
变频器用于调速的地方，其输出既改变电压又改变频率；
软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。
变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。
2.继电保护装置是什么？
其基本任务是什么？
答：
能反应电力系统中电气元件发生故障或者不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
基本任务是：
自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
反应电气元件的不正常运行状态，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
3.继电保护装置的组成？
答：
继电保护装置中的基本组成元件——继电器（一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
）
传统继电保护装置的组成
测量部分：
测量被保护设备相应的电气量，并与整定值比较，从而判断是否启动保护。
逻辑部分：
根据各测量部分输出量的大小、性质等判断被保护设备的工作状态。
执行部分：
完成保护所承担的任务，如跳闸、发告警信号等。
4.试述对继电保护的四个基本要求的内容：
答：
选择性：
※保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
※主保护：
正常情况下，有选择性切除故障，但存在主保护不能够隔离故障元件的可能性，如断路器拒动
※后备保护：
主保护不能切除故障时起作用。
远后备：
在远处（变电站）实现，性能比较完善，但其动作将扩大停电范围。
近后备：
在主保护安装处实现，要同时装设必要的断路器失灵保护。
速动性：
※力求保护装置能够迅速动作切除故障
●提高电力系统并列运行的稳定性
·暂态稳定等面积定则极限切除时间
·高压/超高压输电线路保护
●减轻对设备、用户的损害
※对继电保护的速动性，不同情况有不同的要求（工程实际的考虑）
●切除故障时间：
保护装置动作时间+断路器动作时间。
·快速保护动作时间：
0.01～0.04s
·断路器动作时间：
0.02～0.06s
灵敏性：
对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
用灵敏度系数
衡量，主要取决于被保护元件和电力系统的参数和运行方式。
一般用故障特征计算值
与整定的动作值
的比值表示，
。
保护装置在预期最不利的情况下，仍能可靠动作，就要求有足够的灵敏度裕度。
可靠性：
※不拒动和不误动
·不拒动——该动时动作
·不误动——不该动时不动作
※可靠性主要指保护装置本身的质量和运行维护水平。
※提高保护装置不误动的可靠性和不拒动的可靠性的措施常常是相互矛盾的。
●电力系统的结构和负荷性质不同，误动和拒动的危害程度也有所不同，应分别对待。
·系统容量大，各部分电气联系紧密的
·保护误动影响较小，而拒动影响巨大，要提高不拒动可靠性
·各部分联系薄弱的，或者负荷很重要
·保护误动造成损失巨大，而拒动可以通过后备保护修正，提高不误动的可靠性。
概念；故障切除总时间；灵敏系数。
5.什么是继电特性？
答：
无论起动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置，这种特性我们称之为“继电特性”。
6.继电器的返回系数定义？
答：
返回电流与起动电流的比值称为继电器的返回系数，可表示为
，恒小于1。
7.系统最大运行方式和最小运行方式？
答：
最大运行方式：
短路电流为最大的方式
最小运行方式：
短路电流为最小的方式
8.电流速断保护的保护范围？
答：
电流速断保护不能保护线路的全长，其保护范围随运行方式而改变，一般为保护线路的85%。
（只能保护线路的一部分）。
9.过流保护装置的灵敏系数？
答：
为了保证保护本线路的全长，限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时，具有足够的反应能力。
这个能力用灵敏系数
来衡量。
10.什么是阶段式电流保护？
答：
通常为三段式保护：
电流速断；限时电流速断；定时限过电流保护组合在一起，构成阶段式电流保护（电流速断和限时电流速断为“主保护”，定时限过电流保护为“后备保护”。
）
10.方向性电流保护的工作原理？
答：
双侧电源供电情况下，误动作的保护都是在自己所保护的线路反方向发生故障时,由对侧电源供给的短路电流所引起的。
对误动作的保护而言，实际短路功率的方向照例都是由线路流向母线。
显然与其所应保护的线路故障时的短路功率方向相反。
因此，为了消除这种无选择的动作，就需要在可能误动作的保护上增设一个功率方向闭锁元件，该元件只当短路功率方向由母线流向线路时动作，而当短路功率方向由线路流向母线时不动作，从而使继电保护的动作具有一定的方向性。
1.中性点直接接地电网中接地短路的零序参数特点？
答：
①故障点零序电压最高，距离故障点越远零序电压越低；②零序电流超前于零序电压，分布取决于线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关；③故障线路，两端零序功率的方向与正序功率的相反；④由保护安装点到到零序网络中性点之间的零序阻抗决定，与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关；⑤系统运行方式变化时，只要送电线路和中性点接地变压器数目不变，零序阻抗和零序网络就不变。
2.零序电压、电流分量的提取？
答：
零序电压分量的提取：
①用三个单相式电压互感器；②用三相五柱式电压互感器（一次绕组接成星型并将中性点接地，二次绕组接成开口三角形）；③当发电机的中性点经电压互感器或消弧线圈接地时，从它的二次绕组中也能够取得零序电压；④在集成电路保护中，由电压形成回路取得三个相电压相加，也可以从内部合成零序电压。
零序电流分量提取：
采用三相电流互感器（三相星形接线方式中，在中线所流过的电流即为零序电流）。
第四节中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压、电流及方向保护
1.中性点不直接接地电网中单相接地故障时的电流电压有什么特点？
答：
①全系统出现零序电压；②非故障的元件上有零序电流，其值等于本身的对地电容电流，电容性无功功率的方向为母线流向线路；③故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之和，数值一般较大，电容性无功功率为线路流向母线。
2.中性点加装消弧线圈的作用是什么？
采用什么补偿方式？
为什么？
答：
中性点装设消弧线圈的目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少。
补偿方式：
①完全补偿：
最有利于消除故障点电弧，但容易引起串联谐振过电压，不宜采用
②欠补偿：
，当系统运行方式变化某个元件被切除或发生故障跳闸时，电容电流将减少，同样可能引起谐振过电压；
③过补偿：
，补偿后残余电流是感性的，采用这种方法不可能发生串联谐振过电压，在实际中应用最广。
第一章电网的距离保护
1.距离保护的概念？
答：
距离保护是反应故障点至保护安装点之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。
2.阻抗继电器的概念？
其构成方式？
什么是单相补偿式阻抗继电器？
阻抗继电器的主要动作特性有哪些？
答：
阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安装地点之间的阻抗，并与整定值进行比较，以确定保护是否应该动作。
阻抗继电器按其构成方式可分为单相补偿式和多相补偿式。
单相补偿式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个电压
（可以是相电压或线电压）和一个电流
（可以是相电流或两相电流之差）的阻抗继电器，
和
的比值称为继电器的测量阻抗
。
即
全阻抗继电器的特性：
以B点（继电器安装点）为圆心，以整定阻抗
为半径所作的一个圆；方向阻抗继电器的特性是以整定阻抗
为直径而通过坐标原点的一个圆，圆内为动作区，圆外为不动作区；偏移特性的阻抗继电器的特性是当正方向的整定阻抗为
时，同时向反方向偏移一个
，式中
，圆内为动作区，圆外为不动作区。
3.单相补偿式阻抗继电器在距离保护中广泛采用的相间短路和接地故障的接线方式是什么？
答：
相间短路：
①
接线；②
接线，一般很少采用；③
接线，很少采用。
接地短路：
相电压和具有
补偿的相电流接线。
第四章输电线纵联保护（纵联保护、高频保护、微波保护）
1.什么是纵联保护？
答：
输电线的纵联保护，就是用某种通信通道将输电线两端或各端（对于多端线路）的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将各端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。
2.高频通道的组成？
答：
高频保护是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护。
组成：
①阻波器：
阻波器是由一电感线圈与可变电容器并联组成的回路。
②结合电容器；③连接滤波器:
由一个可调空心变压器和连接到高频电缆侧的电容器组成；④高频收、发信机。
高频通道的工作方式可分为经常无高频电流（即所谓故障时发信）和经常有高频电流（即所谓长期发信）两种方式。
在这两种工作方式中，以其传送的信号性质为准，又可以分为传送闭锁信号、允许信号和跳闸信号三种类型。
3、高频闭锁方向保护的基本原理？
答：
高频闭锁方向保护，是以高频通道经常无电流而在外部故障时发出闭锁信号的方式构成的。
此闭锁信号由短路功率方向为负的一端发出，这个信号被两端的收信机所接收，而把保护闭锁，故称为高频闭锁方向保护。
其工作原理：
是利用非故障线路的一端发出闭锁该线路两端保护的高频信号，而对于故障线路两端则不需要发出高频信号使保护动作于跳闸，这样就可以保证在内部故障并伴随有通道的破坏时（例如通道所在的一相接地或是断线），保护装置仍然能够正确地动作。
第五章自动重合闸
1.试述自动重合闸的优缺点？
答：
优点：
①大大提高供电可靠性；②重合闸成功，有利于提高电力系统并列运行的稳定性；③在规划、设计和建设中，考虑了重合闸的作用，可以暂缓架设双回线路，节约投资；④对断路器的误动作，可以起到纠正作用。
缺点：
①使电力系统又一次受到故障冲击，并可能降低系统并列运行的稳定性；②恶化了断路器的工作条件，因为断路器在很短的时间内连续切断两次短路电流
2.重合闸的启动方式？
答：
采用由控制开关位置与断路器位置不对应的原则来起动重合闸。
3.重合闸动作时限的选择原则？
答：
1、单侧电源线路的三相重合闸：
原则上越短越好，但应力争重合成功，保证：
（1）故障点电弧熄灭、绝缘恢复；
（2）断路器触头周围绝缘强度的恢复及消弧室重新充满油，准备好重合于永久性故障时能再次跳闸，否则可能发生DL爆炸，如果采用保护装置起动方式，还应加上DL跳闸时间。
2、两侧电源线路的三相重合闸：
除上述要求外，还须考虑时 间配合，按最不利情况考虑：
本侧先跳，对侧后跳。
第六章电力变压器的继电保护
1.试述变压器的故障类型、不正常运行状态及相应的保护方式；
答：
※变压器的内部故障可以分为油箱内故障和油箱外故障两种
●油箱内故障：
绕组的相间短路、接地短路；匝间短路；铁心的烧损
●油箱外故障：
套管和引出线上发生的相间短路和接地短路
※变压器的不正常运行状态
●变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；过负荷，漏油等引起的油面降低；变压器的过励磁。
※变压器的保护方式
●变压器的内部故障
（1）瓦斯保护：
反应于油箱内所产生的气体或油流而动作。
·轻瓦斯动作于信号
·重瓦斯动作于跳开各电源侧断路器
（2）纵联差动保护或电流速断保护
保护变压器内部的绕组、套管及引出线上的故障；动作后均跳开变压器各电源侧的断路器
※变压器的不正常运行状态
●外部相间短路引起的过电流
·过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流
保护及单相式低电压起动的过电流保护、阻抗保护
●外部接地短路引起的过电流
·零序电流保护
●过负荷保护
·作用于信号，必要时自动减负荷或跳闸
●过励磁保护
·在允许范围内作用于信号，否则动作于跳闸
●其它保护——油温、冷却系统故障等
2.励磁涌流是在什么情况下产生的？
有何特点？
变压器差动保护中怎样克服励磁涌流的影响？
答：
当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，可能出现很大的励磁电流（又称为励磁涌流）。
特点：
①包含有大量的非周期分量，使涌流偏向时间轴一侧；②包含有大量的高次谐波，而且以二次谐波为主；③波形之间出现间断——有间断角
。
克服励磁涌流的影响：
①采用具有速饱和铁心的差动继电器；②鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别；③利用二次谐波制动等
3、变压器差动保护中，产生不平衡电流的原因有哪些？
答：
①、由变压器励磁涌流
所产生的不平衡电流；②由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流；③由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流；④由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流；⑤由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流；
4.低电压起动的过电流保护中，电压元件的作用？
答：
电压元件的作用：
保证一台变压器突然切除或电动机自起动时不动作。
5.什么是复合电压起动的过电流保护？
答：
复合电压起动的过电流保护是由一个负序电压继电器和一个接于线电压上的低电压继电器组成的电压复合元件，两个继电器只要有一个动作，同时过电流继电器也动作，整套装置即能启动。
第八章母线保护
1.母线差动保护的基本原理？
答：
母线差动保护基本原理就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。
因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。
如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。
有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。
如果是双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电范围。
2.双母线同时运行时，对母线保护的要求？
答：
双母线同时运行时，对母线保护的要求具有选择故障母线的能力。
①双母线同时运行时，元件固定连接的电流差动保护；②双母线同时运行的母联相位差动保护；③电流比相式母线保护。
3.什么是断路器失灵保护？
答：
所谓断路器失灵保护，是指当电力系统发生故障时，故障元件的保护动作发出跳闸脉冲而断路器拒绝动作，利用故障元件的保护，用较短的时限动作于连接在同一母线上的其它相关的断路器切除故障，使停电范围限制在最小。
一般作为近后备保护方式中断路器拒动的后备保护。
1继电保护的基本任务是什么?
答：
（1）自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；
（2）反应电力设备的不正常工作状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。
2当纵联差动保护应用于线路、变压器、母线时各有什么特殊问题？
这些问题可用什么方法加以解决？
答：
应用于线路的特殊问题：
两侧信息的交换和线路的对地电容。
解决措施：
利用高频通道、光纤通道等交换信息；改进算法来消除对地电容的影响。
应用于变压器的特殊问题：
励磁涌流、两侧电流互感器的变比不一致。
解决措施：
采用励磁涌流识别算法和补偿措施。
应用于母线的特殊问题：
电流互感器的饱和问题。
解决措施：
采用具有制动特性的母线差动保护、TA线性区母线差动保护、TA饱和的同步识别法等。
3什么是纵联电流相位保护的闭锁角？
那些因素决定闭锁角的大小？
答：
为了保证在任何外部短路条件下保护都不误动，需要分析区外短路时两侧收到的高频电流之间不连续的最大时间间隔，并加以闭锁。
这一时间间隔所对应的工频相角差就为闭锁角。
影响闭锁角大小的因素主要有：
电流互感器的角误差、保护装置中滤序器及受发信操作回路的角度误差、高频信号在线路上传输所引起的延迟等。
4什么是重合闸后加速保护？
主要适用于什么场合？
答：
重合闸后加速保护就是当第一次故障时，保护有选择性动作，然后进行重合。
如果重合于永久性故障，则在断路器合闸后，再加速保护动作瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。
重合闸后加速保护应用于35kv以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上。
5变压器纵差动保护中消除励磁涌流影响的措施有哪些？
它们分别利用了励磁涌流的那些特点？
答：
①采用速饱和中间变流器；利用励磁涌流中含有大量的非周期分量的特点；②二次谐波制动的方法；利用励磁涌流中含有大量二次谐波分量的特点；③鉴别波形间断角的方法；利用励磁涌流的波形会出现间断角的特点。
6发电机从失磁开始到进入稳态异步运行，一般可分为那三个阶
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