继电保护习题和答案

第一篇：继电保护习题和答案

继电保护习题和答案

习题 一

一、填空

1、电力系统相间短路的形式有（三相）短路和（两相）短路。

2、电力系统接地短路的形式有（两相）接地短路和（单相）接地短路。

3、电力系统发生相间短路时,（电压）大幅度下降,（电流）明显增大。

4、电力系统发生故障时,继电保护装置应（将故障部分切除）,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）。

5、在电力系统继电保护装置中,由于采用了电子电路,就出现了（整流）型和（晶体管）型继电保护装置。

6、继电保护的选择性是指继电保护动作时,只能把（故障元件）从系统中切除（无故障部分）继续运行。

7、电力系统切除故障的时间包括（继电保护动作）时间和（断路器跳闸）的时间。

8、继电保护的灵敏性是指其对（保护范围内）发生故障或不正常工作状态的（反应能力）。

9、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）。

10、继电保护装置一般是由测量部分、（逻辑部分）和（执行部分）组成。

二、判断题

1、电力系统发生故障时,继电保护装置如不能及时动作,就会破坏电力系统运行的 稳定性。性。（√)

2、电气设备过负荷时,继电保护应将过负荷设备切除。(×)

3、电力系统继电保护装置通常应在保证选择性的前提下,使其快速动作。(√)

4、电力系统故障时,继电保护装置只发出信号,不切除故障设备。(×

5、继电保护装置的测量部分是测量被保护元件的某些运行参数与保护的整定值进行比较。(√)

三、选择题

1、我国继电保护技术发展先后经历了五个阶段,其发展顺序依次是（C）。

(A)机电型、晶体管型、整流型、集成电路型、微机型；

(B)机电型、整流型、集成电路型、晶体管型、微机型；

C）机电型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型。

2、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。

3、电力系统短路时最严重的后果是（C）。

(A)电孤使故障设备损坏；(B)使用户的正常工作遭到破坏；

(C)破坏电力系统运行的稳定性。

4、继电保护的灵敏系数Klm要求(C)

(A)Klm<1；(B)Klm=1；(C)Klm>1。

5、线路保护一般装设两套,两套保护的作用是（B）。

(A)主保护；(B)一套为主保护,另一套为后备保护；(C)后备保护。

6、对于反应故障时参数增大而动作的继电保护,计算继电保护灵敏系数时,应用（A）

(A)保护区末端金属性短路；(B)保护区首端金属性短路；

(C)保护区内任何一点金属性短路。

7、对于过电流保护，计算保护灵敏系数时，应用（B）。

（A）三相短路；（B）两相短路；（C）三相或两相短路都可以。

8、对于反应故障时参数减小而动作的继电保护,计算灵敏系数时应用（A）（A）故障参数的最大计算值；(B)故障参数的最小计算值；（C）两者都可以。

四、简答题

1、电力系统短路可能产生什么样后果?

答：可能产生的后果是：

(1)故障点的电弧使故障设备损坏；

(2)比正常工作电流大得多的短路电流产生热效应和电动力效应，使故障回路中的设备遭到伤害；(3)部分电力系统的电压大幅度下降，使用户正常工作遭到破坏，影响产品质量；

(4)破坏电力系统运行的稳定性，引起振荡，甚至使电力系统瓦解，造成大面积停电的恶性事故。

2、继电保护的基本任务是什么?

答：(1)当电力系统出现故障时，继电保护装置应快速、有选择地将故障元件从系统中切除，使故障元件免受损坏，保证系统其他部分继续运行；

(2)当系统出现不正常工作状态时，继电保护应及时反应，一般发出信号，通知值班人员处理。在无值班人员情况下，保护装置可作用于减负荷或跳闸。

3、后备保护的作用是什么?何谓近后备保护和远后备保护?

答：后备保护的作用是电力系统发生故障时，当主保护或断路器拒动，由后备保护以较长的时间切除故障，从而保证非故障部分继续运行。

近后备保护是在保护范围内故障主保护拒动时，首先动作的后备保护。

远后备保护是保护或断路器拒动时，靠近电源侧的相邻线路保护实现后备作用的保护。

4、利用电力系统正常运行和故障时参数的差别,可以构成哪些不同原理的继电保.护?

答：可以构成的继电保护有：)反应电流增大而动作的过电流保护；(2)反应电压降低而动作的低电压保护；

(3)反应故障点到保护安装处距离的距离保护；

(4)线路内部故障时，线路两端电流相位发生变化的差动保护。

习题 二

一、填空

1、互感器一、二次绕组的同极性端子标记通用（L1、K）为同极性,（L2、K）为同极性。

2、测量变换器的隔离是把互感器的（有一点接地的二次绕组）与继电保护的（逻辑回路）隔离。

3、电磁式继电器是利用电磁铁的（铁芯）与（衔铁）间的吸引作用而工作的继电器。

4、时间继电器的动作时间是从（线圈上加上规定电压值）的瞬间起至继电器（延时触点闭合）的瞬间止所经历的时间。

5、继电器的（返回参数）与（动作参数）之比,称为返回系数。

二、判断题

1、测量变换器的作用就是改变所需测量的电气量。(×)

2、利用对称分量滤过器,可以判断电力系统是否出现不对称故障。(√)

3、电力系统发生不对称相间短路时,可将其短路电流分解为正序分量、负序分量和

零序分量。(×)

4、当正序电压输入负序电压滤过器时,其输出电压等于零。（√)

5、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流（×）

三、选择题

1、互感器二次侧应有安全可靠的接地,其作用是（B）。（A）便于测量时形成回路；

（B）以防互感器一、二次绕组绝缘破坏时,高电压对二次设备及人身的危害；

（C）泄漏雷电流。

2、继电保护用互感器一次电压(或电流〉的正方向规定为（C）。（A）从无“*”端指向有“*”端；（B）任何一端指向另一端；

（C）从有“*”端指向无“*”端。

3、电流变换器是（C）。

（A）一次输入电压,二次输出电压；(B)一次输入电流,二次输出电流；（C）一次输入电流,二次输出电压。

4、零序分量滤过器的作用是（A）。

(A)获取零序分量；（B）消除零序分量；（C）获取正、负分量。

5、过电流继电器的动作电流（A）返回电流。

(A)大于；（B)小于；(C)等于。

四、简答题

1、继电保护装置用互感器的二次侧为什么要可靠接地?

答：互感器的二次侧都应有可靠的保安接地，以防互感器的一、二次绕组间绝缘损坏时，高电压从一次绕组窜入二次绕组对二次设备及人身造成危害。

2、测量变换器的作用是什么? 答：其作用是：

(1)电路的隔离。互感器二次绕组必须安全接地，而继电保护的逻辑回路不许接地，因此需要通过测量变换器将它们从电气上进行隔离；(2)电量的变换。将互感器二次侧的电气量变小，或将电流互感器的二次电流变换为电压，以适应保护测量回路的需要；

（3）定值的调整。借助于测量变换器一次绕组或二次绕组抽头的改变，实现保护整值的调整，或扩大整定值的范围。

3、简述电磁式继电器的基本工作原理。

答：当继电器线圈中通入电流Ik时，产生磁通，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，衔铁被磁化，产生电磁力Fem，当Fem克服弹簧反作用力，衔铁被吸起，并带动触点接通。

4、说明中间继电器的作用。

答：(1)提供足够数量的触点，以便同时控制不同的电路；

(2)增加触点容量，以便接通和断开较大电流的电路；

(3)提供必要的延时特性，以满足继电保护及自动装置的要求。

五、综合题

1、何谓负序电流滤过器？目前使用的负序电流滤过器有哪几种形式？

答：电力系统正常且对称运行时，无负序分量出现。当电力系统发生故障时，总

会出现负序分量，即便是三相对称短路在短路开始瞬间也会出现负序分量。利用这一特点，即可构成灵敏度很高的负序电流保护。负序电流滤过器就是能将故障电流中的负序电流滤取出来供给继电保护用的一种专门器件。

负序电流滤过器的形式很多，常用的有：

(1)电流变换器(TA)和电抗变压器(TL)组合构成的负序电流滤过器；

(2)两电流变换器构成的负序电流滤过器；

(3)两电抗变压器构成的负序电流滤过器；

(4)三相全对称三电抗变压器构成的负序电流滤过器；

(5)集成电路中电运算放大器构成的负序电流滤过器；

(6)微机保护中由算法、数字滤波器形成的负序电流滤过器等。

3、本线路限时电流速断保护的保护范围一般不超过相邻下一线路的（瞬时电流速断）保护的保护范围,故只需带（0．5s）延时即可保 证选择性。

4、为使过电流保护在正常运行时不误动作,其动作电流应大于（最大负荷电流）；为使过电流保护在外部故障切除后能可靠地返回,其返回电流应大于（最大负荷电流）。

5、为保证选择性,过电流保护的动作时限应按（阶梯）原则整定,越靠近电源处的保护,时限越（长）。

6、线路三段式电流保护中,（限时电流速断）保护为主保护,（定时限过电流）保护为后备保护。

二、判断题

1、瞬时电流速断保护在最小运行方式下保护范围最小。（√）

2、限时电流速断保护必须带时限,才能获得选择性。（√)

3、三段式电流保护中,定时限过电流保护的保护范围最大。（√）

4、越靠近电源处的过电流保护,时限越长。（√）

5、保护范围大的保护,灵敏性好。（√)

6、限时电流速断保护可以作线路的主保护(√)

7、瞬时电流速断保护的保护范围不随运行方式而改变。(×)

8、三段式电流保护中，定时限过电流保护的动作电流最大（×）

9、瞬时电流速断保护的保护范围与故障类型无关。（×

10、限时电流速断保护仅靠动作时限的整定即可保证选择性（×）

三、选择题

1、瞬时电流速断保护的动作电流应大于（A）。

(A)被保护线路末端短路时的最大短路电流；(B)线路的最大负载电

(C)相邻下一线路末端短路时的最大短路电流。

2、瞬时电流速断保护的保护范围在（C）运行方式下最小。

(A)最大；(B)正常；(C)最小。

3、定时限过电流保护的动作电流需要考虑返回系数,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。

4、若装有定时限过电流保护的线路,其末端变电所母线上有三条出线,各自的过电..流保护动作时限分别为1.5s、0.5、1s,则该线路过电流保护的时限应整定为（B）

(A)1.5S；(B)2S；(C)3.5S；

5、三段式电流保护中,（B）是主保护。

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。

四、简答题

1、简述瞬时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，故不能单独使用，另外，保护范围随运行方式和故障类型而变化。

2、瞬时电流速断保护中采用中间继电器的作用是什么?

答：(1)由于电流继电器的触点容量小，不能直接接通跳闸回路，采用中间继电器可扩大前级电流继电器的触点容量；

(2)考虑到在装有管型避雷器的输电线路上，当出现大气过电压使两相或三相避雷器同时放电时，将造成短时间的相间短路，采用有延时O．06～0．08 s的中间继电器，增大了保护的动作时间，从时间上躲过避雷器放电，避免了在上述情况下，瞬时电流速断保护误动作。

3、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电流

速断保护则不考虑?

答：过电流保护的动作电流考虑返回系数，是为了使保护在外部故障切除后能可靠地返回，若不考虑返回系数，则由于过电流保护的动作电流较小，返回电流也较小，在外部故障切除后，电流恢复到，IL.max可能大于返回电流而不返回。而瞬时电流速断保护在外部故障时根本不会动作，当然也就不存在返回的问题。至于限时电流速断保护在外部故障时可能动作，但因它的动作电流较大，相应的返回电流也较大，因此，当外部故障切除后恢复到IL.max时一定能自行返回。

（电压互感器）的接线方式。

5、电网中发生（不对称短路）时，非故障相中仍有电流流过，此电流称为非故障相电流。

二、判断题

1、功率方向继电器能否动作,与加给它的电压、电流的相位差无关。（×）

2、功率方向继电器可以单独作为线路保护。（×）

3、采用90接线的功率方向继电器,两相短路时无电压死区。（√）

4、功率方向继电器电流线圈、电压线圈的同极性端子无关紧要。（×

5、LG-11型功率方向继电器无电压死区。（√）

三、选择题

1、双侧电源线路的过电流保护加方向元件是为了（A）。

（A）解决选择性；(B)提高灵敏性；(C)提高可靠性。

2、双侧电源线路的瞬时电流速断保护为提高灵敏性,方向元件应装在（B）。0(A)动作电流大的一侧；（B)动作电流小的一侧；(C)两侧。

3、有一按90接线方式接线的功率方向继电器，当（B）

（A）(B)(C)

4、按90接线的功率方向继电器，若线路短路阻抗角为 则三相短路时 为（B）（A）(B)(C)

5、双侧电源电网中，母线两侧方向过电流保护的方向元件在（A）可以省去。

（A）该保护的时限较长时（B）该保护的时限较短时

（C）两侧保护的时限相等时

四、简答题

1、何谓功率方向继电器的电压“死区”?采用整流型功率方向继电器有没有电压

“死区”?为什么?

答：当保护安装处附近发生金属性三相短路时，母线残余电压接近于零，即Uk≈0，继电器的动作条件 不成立，继电器将不能正确动作，靠近保护安装处的这段范围，称为功率方向继电器的电压“死区”。整流型功率方向继电器LG一11，没有电压“死区”，因为它有“记忆”回路。

2、何谓功率方向继电器的“潜动”?

答：从理论上讲，对功率方向继电器来说，当 两个量中只有一个量加入继电器时，极化继电器KP线圈两端的电压为零，继电器不应动作。但实际上，由于比较回路中各元件参数不会完全对称，KP线圈两端将有电压，继电器可能动作，这称为整流型功率方向继电器的“潜动”。003、相间短路保护用功率方向继电器采用90接线方式,其优点有哪些? 答：（1）不论发生三相短路还是两相短路，继电器均能正确判断故障方向；

（2）适当选择功率方向继电器的内角，可以使继电器工作与接近最灵敏状态；

（3）在两相短路时，加在继电器上的电压为故障相与非故障相之间的电压，其值较大，不会有电压“死区”。

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第二篇：继电保护习题答案..

绪论

1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么? 答:继电保护装置就是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.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;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、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。

1.8后备保护的作用是什么？阐述远后备保护和近后备保护的优缺点。答：后备保护的作用是在主保护因保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动等原因不能快速切除故障的情况下，迅速启动来切除故障。

远后备保护的优点是：保护范围覆盖所有下级电力元件的主保护范围，它能解决远后备保护范围内所有故障元件由任何原因造成的不能切除问题。

远后备保护的缺点是：（1）当多个电源向该电力元件供电时，需要在所有的电源侧的上级元件处配置远后备保护；（2）动作将切除所有上级电源测的断路器，造成事故扩大；（3）在高压电网中难以满足灵敏度的要求。

近后备保护的优点是：（1）与主保护安装在同一断路器处，在主保护拒动时近后备保护动作；（2）动作时只能切除主保护要跳开的断路器，不造成事故的扩大；（3）在高压电网中能满足灵敏度的要求。

近后备保护的缺点是：变电所直流系统故障时可能与主保护同时失去作用，无法起到“后备”的作用；断路器失灵时无法切除故障，不能起到保护作用。

2电流的电网保护

2.5 说明电流速断、限时电流速断联合工作时，依靠什么环节保证保护动作的选择性？依靠什么环节保证保护动作的灵敏度性和速动性？ 答：电流速断保护的动作电流必须按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定，即考电流整定值保证选择性。这样，它将不能保护线路全长，而只能保护线路全长的一部分，灵敏度不

压时，就出现了电压死区。在保护正方向发生最常见故障时，功率方向判别元件应该动作最灵敏。电网距离保护

3.9 画图并解释偏移特性阻抗继电器的测量阻抗、整定阻抗和动作阻抗的含义。答：偏移特性阻抗继电器的动作特性如图3—3所示，各电气量标于图中。

测量阻抗Zm就是保护安装处测量电压U与测量电流Im之间的比值，系统不同的的运行状态下（正常、震荡、不同位置故障等），测量阻抗是不同的，可能落在阻抗平面的任意位置。在断路故障情况下，由故障环上的测量电压、电流算出测量阻抗能够正确的反应故障点到保护安装处的距离。

对于偏移特性的阻抗继电器而言，整定阻抗有两个，即正方向整定阻抗Zset1和反方向整定阻抗Zset2，它们均是根据被保护电力系统的具体情况而设定的常数，不随故障情况的变化而变化。一般取继电器安装点到保护范围末端的线路阻抗作为整定阻抗。

动作阻抗：是阻抗元件处于临界动作状态对应的测量阻抗，从原点到边界圆上的矢量连线称为动作阻抗，通常用Zop来表示。对于具有偏移特性的阻抗继电器来说，动作阻抗并不是一个常数，二是随着测量阻抗的阻抗角不同而不同。

jXZsetZmOZset2ZopR图3-3 偏移阻抗特性圆

3.17什么是最小精确工作电流和最小精确工作电压？测量电流或电压小于最小精工电流或电压时会出现什么问题？ 答：通常情况下，在阻抗继电器的最灵敏角方向上，继电器的动作阻抗就等于其整定阻抗，即Zop=Zset。但是当测量电流较小时，由于测量误差、计算误差、认为设定动作门槛等因

 输电线路纵联保护

4.2纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么？陈述纵联保护的主要有缺点。（第二小题见作业本）答：纵联保护与阶段式保护的根本差别在于，阶段式保护仅检测、反应保护安装处一端的电气量，其无延时的速动段（即第Ⅰ段）不能保护全长，只能保护线路的一部分，另一部分则需要依靠带有一定延时的第Ⅱ段来保护；而纵联保护通过通信联系，同时反应被保护线路两端的电气量，无需延时配合就能够区分出区内故障与区外故障，因而可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。

4.5通道传输的信号种类、通道的工作方式有哪些？ 答：在纵联比较式保护中，通道中传送的信号有三类，即闭锁信号、允许信号和跳闸信号。在纵联电流差动保护中，通道中传送的是线路两端电流的信息，可以是用幅值、相角或实部、虚部表示的相量值，也可以是采样得到的离散值。在纵联电流相位差动保护中，通道中传送的是表示两端电流瞬时值为正（或负）的相位信息，例如，瞬时值为正半周时有高频信息，瞬时值为负半周时无高频信息，检测线路上有高频信息的时间，可以比较线路两端电流的相位。不同的通道有不同的工作方式，对于载波通道而言，有三种工作方式，即正常无高频电流方式、正常有高频电流方式和移频方式。对于光纤及微波通道，取决于具体的通信协议形式。

4.20什么是闭锁角，由什么决定其大小，为什么保护必须考虑闭锁角，闭锁角的大小对保护有何影响？

6.3关于变压器纵差动保护中的不平衡电流，试问： 1.与差动电流在概念上有何区别和联系？

2.哪些是由测量误差引起的？哪些是由变压器结构和参数引起的？ 3.哪些属于稳定不平衡电流？哪些属于暂态不平衡电流？

4.电流互感器引起的暂态不平衡电流为什么会偏离时间轴的一侧？ 5.减小不平衡电流的措施有哪几种？

答：1.差动电流指被保护设备内部故障时，构成差动保护的各电流互感器的二次电流之和。不平衡电流指在正常及外部故障情况下，由于测量误差或者变压器结构、参数引起的流过差动回路的电流。

2..测量误差引起的不平衡电流主要包括：a.计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流。b.电流互感器传变误差产生的不平衡电流。变压器结构和参数引起的不平衡电流主要包括：a.变压器一、二次侧接线组别不同引起的不平衡电流。b.由变压器带负荷调节分接头产生的不平衡电流。c.变压器励磁电流产生的不平衡电流。

3.稳态不平衡电流包括：a.变压器一、二次侧接线组别不同引起的不平衡电流。b.计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流。c/由变压器带负荷调节分接头产生的不平衡电流。暂态不平衡电流包括：a.电流互感器非线性传变误差产生的不平衡电流。b.变压器励磁电流产生的不平衡电流。

4.暂态不平衡电流中存在大量的非周期分量，导致其偏于时间轴的一侧。

5.减小不平衡电流的措施如下：a.用电流互感器不同的接线形式（变压器Y侧电流互感器采用Yd11接线，变压器d侧电流互感器采用Yy12接线），或用软件的方法来克服变压器各侧接线组别不同造成的误差。b.用平衡系数或平衡绕组来补偿计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流。c.应尽可能使用型号、性能完全相同的D级电流互感器，使得两侧电流互感器的磁化曲线相同，以减小不平衡电流。此外，尽量减少电流互感器二次的负载，减轻其饱和的程度。d.励磁涌流中往往也存在大量的非周期分量，采用速饱和中间变流器也能减少励磁涌流产生的不平衡电流，但不能完全消除。

6.7 励磁涌流是怎么产生的？与哪些因素有关？

答：励磁电流的大小取决于励磁电感Ｌｕ的数值，也就是取决于变压器铁芯是否饱和，正常运行和外部故障时变压器不会饱和，励磁电流一般不会超过额定电流的２％－５％，对纵差动保护的影响常常略去不计。当变压器空载投入或外部故障均除后电压恢复时，变压器电压从零或很小的数值突然上升到运行电压，在这个电压上升的暂态过程中，变压器尽可能会严重饱和，产生很大的暂态励磁电流，这个暂态励磁电流称为励磁涌流。励磁涌流的最大值可达额定电流的四到八倍，并与变压器的额定容量，电压幅值，合闸角以及铁芯剩磁等有关。

6.10 变压器纵差动保护中消除励磁涌流影响的措施有哪些？它们利用了哪些特征？各自有何特点？

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第三篇：继电保护课后部分习题答案

电力系统继电保护

张保会 尹项根主编

1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么? 答:继电保护装置就是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.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;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、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。1.3继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能,各环节的作用是什么? 答:继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判别保护装置是否应该启动。逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。1.6线路上装设两组电流互感器，线路保护和母线保护应各接哪组互感器？

答：线路保护应接TA1，母线保护应接TA2。因为母线保护和线路保护的保护区必须重叠，使得任意点的故障都处于保护区内。1.8后备保护的作用是什么？

答：后备保护的作用是在主保护因保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动等原因不能快速切除故障的情况下，迅速启动来切除故障。

2.6为什么定时限过电流保护的灵敏度、动作时间需要同时逐级配合，而电流速断的灵敏度不需要逐级配合？

答：定时限过电流保护的整定值按照大于本线路流过的最大负荷电流整定，不但保护本线路的全长，而且保护相邻线路的全长，可以起远后备保护的作用。当远处短路时，应当保证离故障点最近的过电流保护最先动作，这就要求保护必须在灵敏度和动作时间上逐级配合，最末端的过电流保护灵敏度最高、动作时间最短，每向上一级，动作时间增加一个时间级差，动作电流也要逐级增加。否则，就有可能出现越级跳闸、非选择性动作现象的发生。由于电流速断只保护本线路的一部分，下一级线路故障时它根本不会动作，因而灵敏度不需要逐级配合。

2.11在双侧电源供电的网络中，方向性电流保护利用了短路时电气量的什么特征解决了仅利用电流幅值特征不能解决的问题？

答：在双侧电源供电网络中，利用电流幅值特征不能保证保护动作的选择性。方向性电流保护利用短路时功率方向的特征，当短路功率由母线流向线路时表明故障点在线路方向上，是保护应该动作的方向，允许保护动作。反之，不允许保护动作。用短路时功率方向的特征解决了仅用电流幅值特征不能区分故障位置的问题，并且线路两侧的保护只需按照单电源的配合方式整定配合即可满足选择性。

2.12功率方向判别元件实质上是在判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？ 答：功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流之间的相位[cos(，并且根据一定关系+a)是否大于0]判别初短路功率的方向。为了进行相位比较，需要加入继电器的电压、电流信号有一定的幅值（在数字式保护中进行相量计算、在模拟式保护中形成方波），且有最小的动作电压和电流要求。当短路点越靠近母线时电压越小，在电压小雨最小动作电压时，就出现了电压死区。在保护正方向发生最常见故障时，功率方向判别元件应该动作最灵敏。

2.14为了保证在正方向发生各种短路时功率判别元件都能动作，需要确定接线方式及内角，请给出90°接线方式正方向短路时内角的范围。

答：(1)正方向发生三相短路时，有0°

(2)正方向发生两相短路，当短路点位于保护安装处附近，短路阻抗Zd《Zs时，0°

综合三相和各种两相短路的分析得出，当0°<的条件应为30°

<90°时，使方向继电器在一切故障情况下都能动作2.17在中性点直接接地系统中，发生接地短路后，试分析、总结：(1)零序电压、电流分量的分布规律；(2)负序电压、电流分量的分布规律；(3)正序电压、电流分量的分布规律。

答：(1)零序电压——故障点处零序电压最高，距故障点越远零序电压越低，其分布取决于到大地间阻抗的大小。零序电流——由零序电压产生，由故障点经线路流向大地，其分布主要取决于送电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，与电源点的数目和位置无关。(2)负序电压——故障点处负序电压最高，距故障点越远负序电压越低，在发电机中性点上负序电压为零。负序电流的分布取决于系统的负序阻抗。(3)正序电压——越靠近电源点正序电压数值越高，越靠近短路点正序电压数值越低。正序电流的分布取决于系统的正序阻抗。

2.23图2.59所示系统中变压器中性点全部不接地，如果发生单相接地，试比较故障线路与非故障线路中零序电流、零序电压、零序功率方向的差异。

答：零序电流：在非故障线路中流过的电流其数值等于本身的对地电容电流，在故障线路中流过的零序电流数值为全系统所有非故障元件对地电容电流之和。零序电压：全系统都会出现量值等于相电压的零序电流，各点零序电压基本一样。零序功率方向：在故障线路上，电容性无功功率方向为线路流向母线；在非故障线路上，电容性无功功率方向为母线流向线路。

3.1距离保护是利用正常运行与短路状态间的哪些电气量的差异构成的？

答：电力系统正常运行时，保护安装处的电压接近额定电压，电流为正常负荷电流，电压与电流的比值为负荷阻抗，其值较大，阻抗角为功率因数角，数值较小；电力系统发生短路时，保护安装处的电压变为母线残余电压，电流变为短路电流，电压与电流的比值变为保护安装处与短路点之间一段线路的短路阻抗，其值较小，阻抗角为输电线路的阻抗角，数值较大，距离保护就是利用了正常运行与短路时电压和电流的比值，即测量阻抗之间的差异构成的。3.2什么是保护安装处的负荷阻抗？

答：负荷阻抗是指在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。因为电力系统正常运行时电压较高、电流较小、功率因数较高（即电压与电流之间的相位差较小），负荷阻抗的特点是量值较大，在阻抗复平面上与R轴之间的夹角较小。3.6在本线路上发生金属性短路，测量阻抗为什么能够正确反应故障的距离？

答：电力系统发生金属性短路时，在保护安装处所测量Um降低，Im增大，它们的比值Zm变为短路点与保护安装处之间短路阻抗Zk;对于具有均匀参数的输电线路来说，Zk与短路距离Lk成正比关系，即Zm=Zk=Z1Lk(Z1=R1+jX1,为单位长度线路的复阻抗)，所以能够正确反应故障的距离。3.7距离保护装置一般由哪几部分组成？简述各部分的作用。

答：距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成，它们的作用分述如下：

(1)启动部分：用来判别系统是否发生故障。系统正常运行时，该部分不动作；而当发生故障时，该部分能够动作。通常情况下，只有启动部分动作后，才将后续的测量、逻辑等部分投入工作。

(2)测量部分：在系统故障的情况下，快速、准确地测定出故障方向和距离，并与预先设定的保护范围相比较，区内故障时给出动作信号，区外故障时不动作。

(3)振荡闭锁部分：在电力系统发生振荡时，距离保护的测量元件有可能误动作，振荡闭锁元件的作用就是正确区分振荡和故障。在系统振荡的情况下，将保护闭锁，即使测量元件动作，也不会出口跳闸；在系统故障的情况下，开放保护，如果测量元件动作且满足其他动作条件，则发出跳闸命令，将故障设备切除。(4)电压回路断线部分：电压回路断线时，将会造成保护测量电压的消失，从而可能使距离保护的测量部分出现误判断。这种情况下应该将保护闭锁，以防止出现不必要的误动。

(5)配合逻辑部分：用来实现距离保护各个部分之间的逻辑配合以及三段式保护中各段之间的时限配合。(6)出口部分：包括跳闸出口和信号出口，在保护动作时接通跳闸回路并发出相应的信号。3.8为什么阻抗继电器的动作特性必须是一个区域？

动保护中，通道中传送的是线路两端电流的信息，可以是用幅值、相角或实部、虚部表示的相量值，也可以是采样得到的离散值。在纵联电流相位差动保护中，通道中传送的是表示两端电流瞬时值为正（或负）的相位信息，例如，瞬时值为正半周时有高频信息，瞬时值为负半周时无高频信息，检测线路上有高频信息的时间，可以比较线路两端电流的相位。不同的通道有不同的工作方式，对于载波通道而言，有三种工作方式，即正常无高频电流方式、正常有高频电流方式和移频方式。对于光纤及微波通道，取决于具体的通信协议形式。

4.12输电线路纵联电流差动保护在系统振荡、非全相运行期间，会否误动，为什么？

答：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，线路两侧的电流也为同一个电流，电流纵联差动保护也不误动作。

4.14为什么纵联电流差动保护要求两侧测量和计算的严格同步，而方向比较式纵联差动保护原理则无两侧同步的要求？

4.20什么是闭锁角，由什么决定其大小，为什么保护必须考虑闭锁角，闭锁角的大小对保护有何影响？ 4.21什么是相继动作，为什么会出现相继动作，出现相继动作对电力系统有何影响？ 答：在输电线路保护中，一侧保护先动作跳闸后，另一侧保护才能动作的现象称为相继动作。

随着被保护线路的增长，为了保证区外故障时不误动作，要求保护的闭锁角增大，从而使动作区域变小，内部故障时有可能进入保护的不动作区。由于在内部故障时高频信号的传输延时对于电流相位超前侧和滞后侧的影响是不同的，对于滞后的N侧来说，超前侧M发出的高频信号经传输延迟后，相当于使两者之间的相位差缩小，高频信号的间断角加大，有利于其动作，所以N侧是可以动作的；但对于超前的M侧来说，N侧发来的信号经延时后相对于加大了两侧电流的相位差，使M侧感受到的高频信号的间断角变得更小，有可能小于整定的闭锁角，从而导致不动作。为解决M端不能跳闸问题，当N侧跳闸后，停止发高频信号，M侧只能收到自己发的高频信号，间隔180°，满足跳闸条件随之跳闸。出现相继动作后，保护相继动作的一端故障切除的时间变慢。5.2何为瞬时性故障，何谓永久性故障？

答:当故障发生并切除故障后，经过一定延时故障点绝缘强度恢复、故障点消失，若把断开的线路断路器再合上就能够恢复正常的供电，则称这类故障是瞬时性故障。如果故障不能自动消失，延时后故障点依然存在，则称这类故障是永久性故障。

5.3在超高压电网中使用三相重合为什么要考虑两侧电源的同期问题，使用单项重合闸是否需要考虑同期问题？

答：三项重合闸时，无论什么故障均要切除三项故障，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，因此需要考虑两侧电源同期问题；单相故障时只跳单相，使两侧电源之间仍然保持两相运行，一般是同步的；因此，单相重合闸一般不考虑同期问题。5.5如果必须考虑同期合闸，重合闸是否必须装检同期元件? 答：如果必须考虑同期合闸，也不一定必须装检同期元件。当电力系统之间联系紧密(具有三个以上的回路)，系统的结构保证线路两侧不会失步，或当两侧电源有双回路联系时，可以采用检查另一线路是否有电流来判断两侧电源是否失去同步。5.12什么是重合闸前加速保护？

答：所谓前加速就是当线路第一次故障时，靠近电源端保护无选择性动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再有选择性的切除故障。5.13什么是重合闸后加速保护？

答：所谓后加速就是当线路第一次故障时，保护有选择性的动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，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。6.1变压器可能发生哪些故障和不正常运行状态？它们与线路相比有何异同？

答：变压器故障可以分为油箱外和油箱内两种故障，油箱外得故障主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。

(2)比率制动。

令差动电流为Id= I`1+I`2 制动电流为Ires=|(I`1-I`2)/2| 则比率制动式纵差保护的动作方程为 Id＞K(Ires-Ires.min)+Id.min，当Ires＞Ires.mim Id＞Id.min，当Ires≤Ires.min

式中，Ires.min成为拐点电流；Id.min为启动电流；K为制动线斜率.7.4发电机的完全差动保护为何不反应匝间短路故障，变压器差动保护能反应吗？

答；发电机的完全差动保护引入发电机定子机端和中性点的全部相电流I1和I2，在定子绕组发生同相匝间短路时两侧电流仍然相等，保护将不能够动作。变压器匝间短路时，相当于增加了绕组的个数，并改变了变压器的变比，此时变压器两侧电流不再相等，流入差动继电器的电流将不在为零，所以变压器纵差动保护能反应绕组的匝间短路故障。8.2试述判别母线故障的基本方法。

答：(1)全电流差动原理判别母线故障。在正常运行以及母线范围以外故障时，在母线上所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等，或表示为∑Ipi=0；当母线上发生故障时，所有与母线连接的元件都向故障点供给短路电流或流出残留的负荷电流，按基尔霍夫电流定律，有∑Ipi=Ik(短路点的总电流)。

(2)电流相位差动原理判别母线故障。如从每个连接元件中电流的相位来看，则在正常运行以及外部故障时，则至少有一个元件中的电流相位和其余元件中的电流相位是相反的，具体说来，就是电流流入的元件和电流流出的元件这两者的相位相反。而当母线故障时，除电流等于零的元件以外，其他元件中的电流是接近同相位的。

8.6简述何谓断路器失灵保护。

答：所谓断路器失灵保护，是指当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲，但其断路器拒绝跳闸时，能够以较短的时限切除与其接在同一条母线上的其他断路器，以实现快速后备同时又使停电范围限制为最小的一种后备保护。

第四篇：电力系统继电保护第五章的习题答案

5.3 在超高压电网中使用三相重合为什么要考虑两侧电源的同期问题，使用单相重合闸是否需要考虑同期问题？

答：三相重合闸时，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，因此需要考虑两侧电源的同期问题；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；因此，单相重合闸一般不需要考虑同期问题。

5.5 如果必须考虑同期合闸，重合闸是否必须装检同期元件？

答：如果必须考虑同期合闸，也不一定必须装检同期元件。当电力系统之间联系紧密（具有三个及以上的回路），系统的结构保证线路两侧不会失步，或当两侧电源有双回路联系时，可以采用检查另一线路是否有电流来判断两侧电源是否失去同步。5.12 什么是重合闸前加速保护，有何优缺点？主要适用于什么场合？

答：所谓前加速就是当线路第一次故障时，靠近电源端保护瞬时无选择性动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再延时有选择性地切除故障。

采用前加速的优点是：能够快速地切除瞬时性故障；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；能保证发电厂和重要变电所的母线电压在0.60.7倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量；使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济。

前加速的缺点是：断路器工作条件恶劣，动作次数较多；重合于永久性故障上时，故障切除的时间可能较长；如果靠近电源侧的重合闸装置或断路器拒绝合闸，则将扩大停电范围。甚至在最末一级线路上故障时，都会使连接在这条线路上的所有用户停电。

前加速保护主要用于35KV以下有发电厂或重要变电所引出的直配线路上，以便快速切除故障，保证母线电压。

5.13 什么是重合闸后加速保护，有何优缺点？主要适用于什么场合？

答：所谓后加速就是当线路第一次故障时，保护有选择性地动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作瞬时切除故障（并仍然是有选择性的），而与第一次动作是否带有时限无关。

后加速保护的优点是：第一次是有选择性地切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中，一般不允许保护无选择性地动作而后以重合闸来纠正；保证了重合于永久性故障时能瞬时切除；和前加速相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制。

后加速保护的缺点是：每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比略为复杂；第一次切除故障可能带有延时。

“后加速”的配合方式广泛应用于35KV以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上。因为，在这些线路上一般都装有性能比较完备的保护装置。

5.14在具有同步检定和无压检定的双侧电源自动重合闸中，为什么无压检定侧还要增设并联的同步检定继电器？

答：（1）无压检定侧断路器工作条件比同步检定侧恶劣，需定期轮换。（2）无压检定侧断路器误跳（非故障）后，由于对侧断路器在合闸位置，无压检定侧继电器（因有电压）不能动作，若无压检定侧有并联的同步检定继电器，则并联的同步检定继电器动作使误跳的断路器重新合闸。

5.15在三题图中，U<是检定线路无电压的继电器，U-U是检定同步的继电器，KRC是重合闸继电器，左侧切换片闭合，右侧切换片断开，简述工作原理，并说明为什么要设置切换片。（10分）

KRCKRCU<无压或门U-U与门与门或门U<无压U-U同步同步 三题图

答：当线路发出故障，两侧断路器跳闸后，左侧检定线路无压的继电器因切换片闭合经或门使左侧断路器首先动作投入。如果重合不成功，则断路器再次跳闸；如果重合成功，则右侧在检定同步之后，再投入断路器。

两侧的投入方式可以利用其中的切换片定期轮换，就可以使两侧断路器切断故障的次数大致相等。

5.16在三题图中，KU1是检定线路无电压的继电器，KU2是检定同步的继电器，KRC是重合闸继电器，回答工作原理并指出缺陷。（10分）

& KU2U-UKRC0KRC&00U

三题图

答：当线路发出故障，两侧断路器跳闸后，检定线路无压侧的重合闸首先动作，使断路器投入。如果重合不成功，则断路器再次跳闸；如果重合成功，则另一侧在检定同步之后，再投入断路器。缺陷：在检无压侧，如果断路器在正常情况下由于某种原因（如误跳闸机构，保护误动作）而跳闸时，由于对侧并未动作，线路上有电压，因而就不能重合（即使能重合，也不能同期）。

第五篇：电力系统继电保护课后部分习题答案

绪论

1.1电力系统如果没有配备完善的继电保护系统，想象一下会出现什么情景？

答：现代的电力系统离开完善的继电保护系统是不能运行的。当电力系统发生故障时，电源至故障点之间的电力设备中将流过很大的短路电流，若没有完善的继电保护系统将故障快速切除，则会引起故障元件和流过故障电流的其他电气设备的损坏；当电力系统发生故障时，发电机端电压降低造成发电机的输入机械功率和输出电磁功率的不平衡，可能引起电力系统稳定性的破坏，甚至引起电网的崩溃、造成人身伤亡。如果电力系统没有配备完善的继电保护系统，则当电力系统出现不正常运行时，不能及时地发出信号通知值班人员进行合理的处理。

1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么?

答:继电保护装置就是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.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;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、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。

1.3继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能,各环节的作用是什么?

答:继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判别保护装置是否应该启动。逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。

1.4 依据电力元件正常工作、不正常工作和短路状态下的电气量复制差异，已经构成哪些原理的保护，这些保护单靠保护整定值能求出保护范围内任意点的故障吗？

答：利用流过被保护元件电流幅值的增大，构成了过电流保护;利用短路时电压幅值的降低，构成了低电压保护；利用电压幅值的异常升高，构成了过电压保护；利用测量阻抗的降低和阻抗角的变大，构成了低阻抗保护。单靠保护增大值不能切除保护范围内任意点的故障，因为当故障发生在本线路末端与下级线路的首端出口时，本线路首端的电气量差别不大。所以，为了保证本线路短路时能快速切除而下级线路短路时不动作，这种单靠整定值得保护只能保护线路的一部分。

1.5依据电力元件两端电气量在正常工作和短路状态下的差异，可以构成哪些原理的保护？

答：利用电力元件两端电流的差别，可以构成电流差动保护；利用电力元件两端电流相位的差别可以构成电流相位差动保护；利两侧功率方向的差别，可以构成纵联方向比较式保护；利用两侧测量阻抗的大小和方向的差别，可以构成纵联距离保护。

1.6 如图1-1所示，线路上装设两组电流互感器，线路保护和母线保护应各接哪组互感器？

答：线路保护应接TA1，母线保护应接TA2。因为母线保护和线路保护的保护区必须重叠，使得任意点的故障都处于保护区内。

母线

线路

TA1

图1-1 电流互感器选用示意图

1.7 结合电力系统分析课程的知识，说明加快继电保护的动作时间，为什么可以提高电力系统的稳定性？

答：由电力系统分析知识可知，故障发生时发电机输出的电磁功率减小二机械功率基本不变，从而使发电机产生加速的不平衡功率。继电保护的动作时间越快，发电机加速时间越短，功率角摆开幅度就越小，月有利于系统的稳定。

由分析暂态稳定性的等面积理论可知，继电保护的动作速度越快，故障持续的时间就越短，发电机的加速面积就约小，减速面积就越大，发电机失去稳定性的可能性就越小，即稳定性得到了提高。

1.8后备保护的作用是什么？阐述远后备保护和近后备保护的优缺点。

答：后备保护的作用是在主保护因保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动等原因不能快速切除故障的情况下，迅速启动来切除故障。

远后备保护的优点是：保护范围覆盖所有下级电力元件的主保护范围，它能解决远后备保护范围内所有故障元件由任何原因造成的不能切除问题。

远后备保护的缺点是：（1）当多个电源向该电力元件供电时，需要在所有的电源侧的上级元件处配置远后备保护；（2）动作将切除所有上级电源测的断路器，造成事故扩大；（3）在高压电网中难以满足灵敏度的要求。近后备保护的优点是：（1）与主保护安装在同一断路器处，在主保护拒动时近后备保护动作；（2）动作时只能切除主保护要跳开的断路器，不造成事故的扩大；（3）在高压电网中能满足灵敏度的要求。

近后备保护的缺点是：变电所直流系统故障时可能与主保护同时失去作用，无法起到“后备”的作用；断路器失灵时无法切除故障，不能起到保护作用。

TA2