电力系统继电保护第二章课后习题答案（精选多篇）

第一篇：电力系统继电保护第二章课后习题答案

2.9如图2.57所示网络，流过保护1、2、3的最大负荷电流分别为400A、500A、550A，KSS1.3,Kre0.85，KIII1.15，tIIITIII0.5s，TIII1.0s。试计算：

rel123（1）保护4的过电流定值；

（2）保护4的过电流定值不变，保护1所在元件故障被切除，当返回系数Kre低于何值时会造成保护4误动？

（3）Kre0.85时，保护4的灵敏系数Ksen3.2，当Kre0.7时，保护4的灵敏系数降低到多少？

解：

（1）流过保护4的最大负荷电流为II.4max4005005501450(A)

IIIKSSKrel1.31.15IIIII.4.max14502.55(kA)保护4的过电流定值为Iset.4Kre0.85IIImax(tIII,tIII,TIII)t10.51.5(s)时限为t4123（2）保护1切除故障后，流过保护4的最大负荷电流II.4.max5005501050A1.05kA 考虑到电动机的自启动出现的最大自启动电流Iss.maxKssII.4.max1.31.051.365kA, 这个电流Iss.max必须小于保护4的返回电流Ire，否则1.5s以后保护4将误切除。相应

III2.55K，从而有2.55K1.365，K的要求Iss.maxIreKreIsetrerere.41.3650.535。2.55所以当返回系数低于0.535时，会造成保护误动。

I（3）保护4 的灵敏系数Ksen.43.2K.B.minIIIIset.4IK.B.minKreIK.B.min0.85，IIIIIIKrelKSSIL.4.maxKrelKSSIL.4.max从而有IIIKIKrelSSL.4.maxIK.B.min3.20.85

K.B.min0.73.2/0.850.72.即63灵敏度下降5则当Kre=0.7时，Ksen.4到

IIIKrelKSSIL.4.maxI2.635。

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什么特征解决了仅利用电流幅值特征不能解决的什么问题？

答：在双侧电源供电的网络中，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。2.14为了保证在正方向发生各种短路时功率判别元件都动作，需要确定接线方式及内角，请给出90o接线方式正方向短路时内角的范围。答：（1）正方向发生短路时，有0o

（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,-30o

综合三相和各种两相短路的分析得出，当0o<d<90o时，使方向继电器在一切故障情况下都能动作的条件应为30o

2.19.系统示意图如图2.58所示，发电机以发电机—变压器组方式接入系统，最大开机方式为4台机全开，最小开机方式为两侧各开1台机，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。参数为：

E1153KV，X1.G1X2.G1X1.G2X2.G25,X1.G3X2.G3X1.G4X2.G48，X1.T1X1.T45，X0.T1X0.T415，X1.T5X1.T615，X0.T5X0.T620，LAB60kmI1.2、，LBC40km，线路阻抗Z1Z20.4/km，Z01.2/km、KrelII1.15。Krel（1）请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数；

（2）所有元件全运行时，计算B母线发生单相接地短路和两相接地短路时的零序电流分布；

（3）分别求出保护1、4零序II段的最大、最小分支系数；（4）分别求出保护1、4零序I、II段的定值，并校验灵敏度；（5）保护1、4零序I、II段是否需要安装方向元件；

（6）保护1处装有单相重合闸，所有元件全运行时发生系统振荡，整定保护1不灵敏I段定值。

解：（1）先求出线路参数，即

km，)X1.ABX2.AB600.424(),X0.AB6072()

LAB60(km，)X1.BCX2.BC4016(),X0.BC4048()

LBC40(所有元件全运行时三序电压等值网络图如图1(a）、(b)、(c)所示。

X1T3X1BCX1G3EEX1T4X1G4X1G1X1T1X1ABX1T5X1G2X1T2X1T6E

1(a)

X2T3X2G3X2BCXGX2T1X2ABX2T4X2T5X2G4X2G2X2T2X2T6

1(b)

X0T3X0BCXTX0ABX0T4X0T5X0T2X0T6

1(c)（2）先求出所有元件全运行时，B母线分别发生单相接地和两相接地短路时的复合序网等值图。

1）单相接地短路时，故障端口正序阻抗为

X1GXTXG1.11..X3T)1.3)1X(BC

Z1(X1AB.1.22(245)(166.5)2922.512.67()51.5故障端口负序阻抗为

Z2Z112.67()

故障端口零序阻抗为

XXXZ(0.T1X0.AB)0.T5(0.T3X0.BC)79.51055.5

21117.657()

1110.0125790.10.0180180.13059779.51055.5

则B母线分别发生单相接地时的复合序网等值图如图2所示。0UA因为IB0，可以导出

IC00Uf1Uf2Uf0是一个串联型复合序网。IIIf1f2f0

EZ1Z2Z0

图2

故障端口零序电流为

If0ZE1Z2Z032.012(kA)

12.6712.677.657115在零序网中分流从而得到此时流过保护1、4的零序电流分别为

XX0T20.012579I0.1If00/[(0T1)X0AB]If00.194(kA)

20.130597XX0T40.018018I0.2If00/[(0T3)X0BC]If00.278(kA)

20.130597

画出B母线发生单相接地时零序电流分布图如图3所示。

X0T3X0BC0.139XTX0AB0.278X0T5X0T40.097X0T20.01940.77X0T6

图3

2）B母线两相接地短路时，故障端口各序阻抗和单相接地短路时相同，即Z1Z212.67，Z7.657 0IA因为UB0，可以导出

UC00If1If2If0是一个并联型复合序网。UUUf2f0f1

则复合序网图如图4所示。

EZ1Z2Z0

图4 Z2Z012.677.6574.77

12.677.657故端口正序电流为If1EZ1Z2Z0If1Z033.807(kA)12.674.7712.672.373(kA)

12.677.657115故障端口零序电流为If0Z0Z2If1同样的，流过保护1、4的零序电流分别

0T1If

I0.10/0[(XXT0.01257902)XAB0.kA22 9(0]If020.130597))X0T3XT0.01801804If)XBC0.kA32 7（I0.20/0[(0]If020.130597从而得到如图5所示B母线两相接地短路时的零序电流分布图。

X0T3X0BC0.164XTX0AB0.327X0T5X0T40.115X0T20.2290.909X0T6

图5(3)先求保护1的分支系数K1.b。

当BC段发生接地故障，变压器5、6有助增作用，如图6所示。

X1XAB0X0T1/2IBCMIABMIABMX2XT50||XT60

图6 IIXK1.bBCM1BM11

IABMIABMX2对X1，当只有一台发电机变压器组运行时X1最大，有

TAB157287(

X1maxXT0.10.当两台发电机变压器组运行时X1最小，有

X0T.1TAB7X1min0.7.5279.5()对X2,当T5、T6只有一台运行时X2最大，X2max20；当T5、T6两台全运行时X2最小，X2min10。因此，保护1的最大分支系数

K1.b.max11max19.7

X102minX79.5最小分支系数K1.b.min11min14.975

X2max20X87同样地分析保护4的分支系数K4.b。当AB段发生接地故障，变压器5、6有助增作用，如图7所示。

X0T3X0BCIABMMICBMX1X0T4ICBMX0T5X2X0T6

图7 IIXK1.bABM1CBM11

ICBMICBMX2对X1,当只有一台发电机变压器组运行时X1最大，有X1maxX0.T3X0.BC154863()

当两台发电机变压器组运行时X1最小，有

X1minX0.T3X0.BC7.54855.5()2对X2,当T5、T6只有一台运行时X2最大，X2max20；当T5、T6两台全运行时X2最小，X2min10。因此，保护4的最大分支系数

X63K4.b.max11max17.3

X2min10X55.5最小分支系数K4.b.min11min13.775

X2max20(4)保护1整定计算

零序I段：根据前面分析的结果，母线B故障流过保护1的最大零序电流为

I0.1.max0.229(A)故I段定值

IKI3IIset0.1.max1.230.2290.8244(kA)rel为求保护1的零序II段定值，应先求出保护3的零序一段定值，设在母线C处分别发生单相接地短路和两相接地短路，求出流过保护3的最大零序电流。此时有

XX1.T1XX1.T3456.5Z1Z2(1.G1X1.ABX1.BC)(1.G3)5.68()

2251.5XXXZ0[(0.T1X0.AB)0.T5X0.BC0.T3(79.51048)7.556.887.56.63()

222母线C单相接地短路时，有

If0EZ1ZZ33.69(kA)5.685.686.63115从而求得母线C单相接地短路时流过保护3的电流

I0.33.697.50.43(kA)

56.887.5母线C处两相接地短路时，有

Z2Z05.686.633.06()

5.686.63正序电流

If1EZ1Z2Z037.6(kA)5.863.06115零序电流

If0If1Z25.687.63.5(kA)

ZZ5.866.63从而求得流过保护3的电流 I0.33.57.50.408(kA)

56.887.5这样，母线C处两相接地短路时流过保护3的最大零序电流 I0.3.max0.43(kA)

保护3的零序I段定值为

II Iset.3Krel3I0.3.max1.230.431.548(kA)这样，保护1的零序II段定值为

IIKrel1.15IIIIset.1Iset1.5480.358(kA)（整定时，分支系数取最小值）.3K1.b.min4.975

校验灵敏度：母线B接地故障流过保护1的最小零序电流

I0.min0.194(kA)灵敏系数 Kre3I0.min0.19431.626 II0.358Iset.1

保护4整定计算

零序I段：根据前面分析的结果，母线B故障流过保护4的最大零序电流为 I0.4.max0.327A，故I段定值

II Iset.1Krel3I0.4.max1.230.3271.18(kA)为求保护4的零序II段定值，应先求出保护2的零序一段定值，设在母线A处分别发生单相接地短路和两相接地短路，求出流过保护2的最大零序电流。此时有

X1GX1X1.1XT146.55.3T.3X Z1Z())(G).14.522(1A.BX1B.C2251.5Z0[(X0.T3XXX0.BC)0.T5X0.AB]0.T1(55.51072)7.580.477.56.86()222A处单相接地时，有

115E3If04.179(kA)Z1Z2Z34.524.526.86从而求得流过保护2的电流

I0.24.1797.50.356(kA)

80.477.5A处两相接地时，有

Z2Z04.526.862.723()

4.526.86正序电流

115E39.17(kA)If1Z1Z2Z04.522.723零序电流

If0If1Z24.529.173.64(kA)

ZZ04.526.867.50.31(kA)

80.477.5从而求得流过保护2的电流

I0.23.64这样，流过保护2的最大零序电流 I0.2.max0.356(kA)

保护2的零序I段定值为

II Iset.2Krel3I0.2.max1.230.2561.286(kA)这样，保护4的零序II段定值为

IIKrel1.15IIIIset.4Iset.23.7751.2860.39(kA)K4.b.min校验灵敏度：母线B接地故障流过保护4的最小零序电流 I0.min0.278(kA)灵敏系数

Kre3I0.min0.27832.14 II0.39Iset.1(5)是否加装方向元件分析：计算母线A发生接地短路时（最大运行方式、单相及两相接地）流过保护1的最大零序电流，然后将该零序电流值与保护1的I、II段定值相比较，如果零序电流小于定值，则A母线接地短路时保护1的零序电流继电器不会启动，所以不必加方向元件；如果零序电流大于定值，则必须加装方向元件。

对保护1而言：由第（4）问分析知道：当母线A在最大运行方式下单相接地时流过保护1的零序电流最大，为：3I0.1.max3I0.2.max30.3561.068(kA)，大于保护1的I、II段整定值，故需要加装方向元件。

对保护4而言：当母线C在最大运行方式下单相接地时流过保护4的零序电流最大，为：3I0.4.max3I0.3.max30.431.29(kA)，大于保护4的I、II段整定值，故需要加装方向元件。

(6)不灵敏I段按躲过非全相振荡整定，即按在1处断路器单相断开、两侧电势角为180°时流过保护1的零序电流整定。此时有

XXXX Z11.G11.T1X1.ABX1.BC1.G31.T3524166.551.5()

22ZXX Z0.T1X0.AB(X0.BC0.T3)0.T57.57255.51087.97()

222211532单相断开时，故障端口正序电流If11.58(kA)

Z1Z2Z051.551.589.972Esin故障端口也是流过保护1的零序电流，即If0If1Z251.51.580.583(kA)

Z2Z051.587.98接地短路时流过保护1的最大零序电流为0.229kA，二者中取大者，故保护1的不灵敏III段的定值为Iset.1Krel3If01.230.5832.099(kA)

第二篇：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

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：电力系统继电保护试题-答案

电力系统继电保护试题

课程代码：02302

第一部分 选择题

一、填空题(每小题1分，共20分)1.电气元件配置两套保护，一套保护不动作时另一套保护动作于跳闸，称为_近后备_保护。2.电流继电器的_返回_电流与动作电流的比值称为继电器的返回系数。3.反应电流增大而瞬时动作的保护称为__无时限电流速断保护__。4.定时限过电流保护的动作时限是按__阶梯原则__来选择的。

5.电流电压联锁速断保护是按系统经常运行方式下电流和电压元件的保护范围__相等__这一条件来整定的。6.零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__。7.全阻抗继电器的主要缺点是__动作无方向性__。8.相间短路的阻抗继电器采用0°接线。例如：

时，=_______。

9.精确工作电流Iac是阻抗继电器的一个主要技术指标。Iac越小，表明U0越小，即___继电器灵敏度越高____。10.距离Ⅱ段的整定阻抗应按分支系数Kb为最小的运行方式来确定，目的是为了保证___选择性__。11.在双侧电源系统中，当两电压电势模值相同且系统阻抗角和线路阻抗角相等时，振荡中心处于_______。12.故障时发信方式的优点是__对相邻通道的干扰小_____。

13.相差高频保护采用比较线路两端__正序电流_____相位来反应对称短路。

14.在三侧电源时，三绕组变压器的纵差动保护的制动线圈应接于___外部短路电流最大的一侧____。15.对于中性点可接地或不接地的变压器需要装设零序电流保护和__零序过电压保护_____。16.相对于中、小型机组，大型发电机组参数的变化将对继电保护“四性”中的___灵敏____性不利。17.发电机正常运行时的三次谐波电压，机端量总是___小于____中性点量。

18.发电机定子绕组匝间短路时，将出现___纵____向负序电压，并产生相应的负序电流。19.对于单母线或双母线保护，通常把____安全性___放在重要位置。20.微机保护的基本算法是计算被测电气量的大小和__相位_____的方法。

二、单项选择题(每小题1分，共10分。从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。)21.电磁型电流继电器的动作条件是()①Me≥Mf ②Me≤Mf

③Me≥Mf+Ms ④Me≥0 22.当限时电流速断保护的灵敏系数不满足要求时，可考虑()①采用过电流保护 ②与下一级过电流保护相配合

③与下一级电流速断保护相配合 ④与下一级限时电流速断保护相配合 23.使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统()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

24.在中性点非直接接地系统中，为了提高供电的可靠性，电流保护的接线方式应采用()①三相星接线 ②两相星接线

③0°接线方式 ④90°接线方式

25.在中性点非直接接地电网中的串联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，三相完全星接线电流保护只切除远离电源故障点的几率为()

① 100% ② 2/3 ③ 1/3 ④ 0 26.按90°接线的功率方向继电器，若

①

③

27.短距离输电线路比长距离输电线路受过渡电阻的影响要()①小 ②大

③一样 ④不受影响 28.方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是()①改变电抗变压器UV原边匝数

②改变电抗变压器副边匝数

③改变电压变换器UR原边匝数

④改变电抗变压器UR副边线圈中的电阻大小

29.发电机单继电器式横差保护为防止励磁回路一点接地后发生瞬时性第二点接地引起保护误动作，采取的措施是()①接入TA ②接入TV ③接入KT ④接入KOF 30.标识制动型差动继电器的灵敏性较比率制动型差动继电器灵敏性()①高 ②低

③两相短路时高，三相短路时低 ④两相短路时低，三相短路时高

三、简答题(每小题5分，共30分)31.方向性电流保护为什么有死区?死区由何决定?如何消除? 32.阐述电力系统振荡对距离保护的影响。33.光纤分相差动保护的特点是什么? 34.变压器纵差动保护动作电流的整定原则是什么? 35.通常采用什么措施来提高3/2断路器接线母线保护的可信赖性? 36.何谓频率混叠现象?如何消除?

四、综合分析题(每小题8分，共24分)37.如图所示为一中性点不接地电网，当d点发生金属性单相接地短路时：(1)画出全网电容电流的分布；(2)写出各元件首端零序电流的表达式；

(3)提出中性点不接地电网单相接地短路的保护方案。38.已知采用幅值比较方式构成继电器的两个电压量

试问：

(1)所构成的继电器是什么继电器；(2)在复平面上画出它的动作特性；(3)该继电器的整定值是什么? 39.画出发电机三次谐波等值电路，得出定子绕组单相接地时机端三次谐波电压和中性点三次谐波电压随接地点变化的曲线。

五、计算题(每小题8分，共16分)40.如图网络，试计算保护1电流速断保护的动作电流，动作时限及最小保护范围，并说明当线路长度减到40km、20km时，且动作条件为

≥，②

④，则

应为()情况如何?由此得出什么结论?

已知：。

41.如图所示，各线路均装有距离保护，Z1=0.4Ω/km，试对保护1的距离Ⅱ段进行整定计算。

电力系统继电保护试题参考答案

课程代码：02302

一、填空题(每小题1分，共20分)1.近后备 2.返回

3.无时限电流速断保护 4.阶梯原则 5.相等 6.高

7.动作无方向性 8.9.继电器的灵敏性越高 10.选择性

11.处

12.对相邻通道的干扰小 13.正序电流

14.外部短路电流最大的一侧 15.零序过电压保护 16.灵敏 17.小于 18.纵 19.安全性 20.相位

二、单项选择题(每小题1分，共10分)21.③ 22.④ 23.② 24.② 25.① 26.② 27.② 28.④ 29.③ 30.①

三、简答题(每小题5分，共30分)

接近于零，方向元件不动作，方向电流保护也将拒

动，出现死区。死区长短由方向继电器最小动作电压及背后系统阻抗决定。

消除方法常采用记忆回路。

32.(1)阻抗继电器动作特性在复平面上沿OO′方向所占面积越大，则受振荡影响就越大；

(2)振荡中心在保护范围内，则保护要受影响即误功，而且越靠近振荡中心受振荡的影响就越大；

(3)振荡中心若在保护范围外或保护范围的反方向，则不受影响；

(4)若保护动作时限大于系统的振荡周期，则不受振荡的影响。

33.(1)能提高区内短路的灵敏性，同时又能躲过区外短路的不平衡电流；(2)具有更高可靠性；(3)不受电磁干扰。

34.(1)大于变压器的最大负荷电流；(2)躲过区外短路时的最大不平衡电流；(3)躲过变压器的励磁涌流。

35.采用保护双重化，即工作原理不同的两套母线保护；每套保护应分别接在电流互感器的不同的二次绕阻上；应有独立的直流电源；出口继电器触点应分别接通断路器两个独立的跳闸线圈等。

36.对连续时间信号(频率为f0)进行数字处理时，如采样频率fa<2f0时，一个高于2fa的频率成份经采样后会被误认为是一低频信号，也就是说高频信号“混叠”到了低频段，这一现象称作频率混叠。只要使fa≥f0即可消除这一现象。

四、综合分析题(每小题8分，共24分)37.(1)如右图：

(2)F:3I0f= L2:3I02=

31.当靠近保护安装处附近发生三相短路时，L1:3I01=

(3)保护方案有： ① 绝缘监视装置；

② 零序电流保护； ③ 零序功率方向保护。38.≤

≤

≤

(1)它是方向阻抗继电器；(2)如图所示；

(3)Zset=

39.设定子绕组距中性点α处发生金属性单相接地由等值电路

两部分。

可见，将三次谐波电势分成了： 和

无论中性点经消弧线圈接地否，都有：

曲线如图所示。

五、计算题(每小题8分，共16分)40.解：IAB=60KM时：

IK·B·max= =1.84KA

=1.2×1.84=2.2IKA

lmin=

lmin%=33.25%>15%，当lAB=40KM时：

=os

=2.84KA，lmin%=14%<15%，当lAB=20KM时：

=os =3.984KA,lmin%=-44.5%,即没有保护范围，t1I=os 由此得出结论：当线路较短时，电流速断保护范围将缩短，甚至没有保护范围。41.解：(1)(2)

∴(3)

比较三者，取小者

∴

合格。