历年电力系统继电保护考试题及答案

第一篇：历年电力系统继电保护考试题及答案

试题一

一、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()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()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()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．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相星形接线电流保护只切除一个故障点的几率为()。

①100％ ②2／3 ③1／3 ④ 0 5．按900接线的功率方向继电器，若IJ=-Ic，则UJ应为()①UAB ②-UAB ③UB ④-UC

6．电流速断保护定值不能保证()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 7．作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏I段保护在非全相运行时需()。①投入运行 ②有选择性的投入运行 ③有选择性的退出运行 ④退出运行

8．在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时，一定要注意不要接错极性，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器()的后果。①拒动 ②误动 ③正向故障拒动或反向故障误动 ④损坏 9．方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器DKB()①原边匝数 ②副边匝数

③原边线圈中的电阻大小 ④副边线圈中的电阻大小

10．距离II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()。

①速动性 ②选择性 ③灵敏性 ④可靠性 11．相间短路的阻抗继电器采用00接线。例如IJ=IB-IA时，UJ=()。①UB ②UB-UA ③UA-UB ④UA

12．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选择性 ②速动性 ③灵敏性 ④可靠性

13．对于间接比较的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是()。

①允许信号 ②跳闸信号 ③闭锁信号 ④任意信号

14．相高频保护用I1+KI2为操作电流，K=68，主要是考虑()相位不受两侧电源相位的影响，有利于正确比相。

①正序电流 ②零序电流 ③负序电流 ④相电流

15．高频保护基本原理是：将线路两端的电气量（电流方向或功率方向）转化为高频信号；以

()为载波传送通道实现高频信号的传送，完成对两端电气量的比较。①微波通道 ②光纤通道 ③输电线路 ④导引线

二、(本题满分20分)

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20KM时情况如何?由此得出什么结论?已知 Kk’=1.2,z1=0.4/km,Zs.min=12, Zs.max=18。

三、(本题每小题5分，满分10分)在单电源环网系统中，馈电线路过电流保护动作时限如图所示。1.计算输电线路过电流保护 动作时间；2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方 向元件及其动作正方向。

2s

1s

2.5s

0.5s

1.5s

1.5s

0.5s

四、(本题满分10)

如图所示，各线路均装有距离保护，已知：Zs1.max=20，Zs1.min=15，Zs2.max=25，Zs2.min=20，z1= 0.4／km, Kk’’=0.8。计算保护1的距离II段动作定值并校验动作灵敏度。

110KV 45KM 30KM

五、(本题每小题5分，满分15分)高频闭锁方向保护的原理框图如下。1.分别叙述保护动作区内部与外部故障时的保护的动

作过程；2.说明原理框图中各元件的功能与作用；3.如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故

障时，保护的工作会受到何影响?

六、(本题每小题5分，满分15分)

1．零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的区别是什么？分别在那种情况下起作用？

2．说明三种圆特性阻抗继电器，那一种受过渡电阻影响最小？那一种受系统振荡影响 最小？那一种躲负荷能力最强？

3．闭锁式方向高频保护中采用负序功率方向继电器有何优点？

试题1答案

一、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。)

2． 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．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相星形接线电流保护只切除一个故障点的几率为(②)。①100％ ②2／3 ③1／3 ④ 0 5．按900接线的功率方向继电器，若IJ=-Ic，则UJ应为(②)①UAB ②-UAB ③UB ④-UC

6．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

7．作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏I段保护在非全相运行时需(④)。

①投入运行 ②有选择性的投入运行 ③有选择性的退出运行 ④退出运行

8．在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时，一定要注意不要接错极性，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器(③)的后果。①拒动 ②误动 ③正向故障拒动或反向故障误动 ④损坏 9．方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器DKB(④)①原边匝数 ②副边匝数

③原边线圈中的电阻大小 ④副边线圈中的电阻大小

10．距离II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 11．相间短路的阻抗继电器采用00接线。例如IJ=IB-IA时，UJ=(②)。①UB ②UB-UA ③UA-UB ④UA

12．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

13．对于间接比较的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是(③)。

①允许信号 ②跳闸信号 ③闭锁信号 ④任意信号

14．相高频保护用I1+KI2为操作电流，K=68，主要是考虑(③)相位不受两侧电源相位的影响，有利于正确比相。

①正序电流 ②零序电流 ③负序电流 ④相电流

16．高频保护基本原理是：将线路两端的电气量（电流方向或功率方向）转化为高频信号；以

(③)为载波传送通道实现高频信号的传送，完成对两端电气量的比较。①微波通道 ②光纤通道 ③输电线路 ④导引线

二、(本题满分20分)

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20KM时情况如何?由此得出什么结论?已知 Kk’=1.2,z1=0.4/km,Zs.min=12, Zs.max=18。

解：IdB.max = Es/(Zs.min + z1×LAB)Idz.A’ = Kk'IdB.max

LAB=60 km: LAB=20 km: Idz’ = 2.21(kA)Idz’ = 3.98(kA)Lmin =19.95(km)Lmin =-8.92(km)被保护线路的长度很短时，电流速断保护可能没有保护范围。

三、(本题每小题5分，满分10分)

lmin13Es('Zs.max)Z12Idz.A

在单电源环网系统中，馈电线路过电流保护动作时限如图所示。1.计算输电线路过电流保护 动作时间；2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方 向元件及其动作正方向。

2s

1s

2.5s

0.5s

1.5s

1.5s

0.5s

四、(本题满分10)

如图所示，各线路均装有距离保护，已知：Zs1.max=20，Zs1.min=15，Zs2.max=25，Zs2.min=20，z1= 0.4／km, Kk’’=0.8。计算保护1的距离II段动作定值并校验动作灵敏度。

110KV 45KM 30KM

Kb=Ibc/Iab=[ 1+(zs1+zab)/zs2];Kb.min =[ 1+(15+18)/25]=2.32;ZdzA’’= Kk’’(ZAB+Kb×ZBC)=36.67 Klm= ZdzA’’/ ZAB=2.04>1.25

五、(本题每小题5分，满分15分)高频闭锁方向保护的原理框图如下。1.分别叙述保护动作区内部与外部故障时的保护的动

作过程；2.说明原理框图中各元件的功能与作用；3.如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故

障时，保护的工作会受到何影响? 1．动作过程：

•保护区内故障：两侧保护方向元件I,I’,S+动作，I’,S+动作后闭锁发讯，两侧保护均不发讯，保护动作跳闸

•保护区外故障：近故障侧保护方向元件S+不动作，I动作后启动发讯，闭锁对侧保护 2．元件的功能与作用：

S+ ：保护正方向故障时动作的功率方向元件；

I，I’：故障起动元件

t1: 区外故障切除后，近故障端保护继续发讯 t1 以闭锁对端保护,用于防止近故障端保护I先返回（停止发讯）、远故障端S+，I’ 后返回时引起的误动

t2: 通道配合延时。区外故障时，远故障端S+，I’动作，需经t2延时才能出口，以保证可靠收到对侧闭锁信号

3．如果通道遭到破坏，内部故障/外部故障时，保护正确/错误动作。

六、(本题每小题5分，满分15分)

1．零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的区别是什么？分别在那种情况下起作用？

区别: 零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的定值整定原则不同，动作灵敏度不同

零序电流灵敏I段动作灵敏度高，作为全相运行、发生接地故障时的接地保护，非全相运行时需退 出运行；零序电流不灵敏I段的动作灵敏度低，作为非全相运行、发生接地故障时的接地保护

2．说明三种圆特性阻抗继电器，那一种受过渡电阻影响最小？那一种受系统振荡影响 最小？那一种躲负荷能力最强？

受过渡电阻影响最小依次为: 全阻抗继电器/偏移/方向； 受系统振荡影响最小依次为:方向/偏移/全阻抗继电器； 躲负荷能力最强依次为:方向/偏移/全阻抗继电器；

3．闭锁式方向高频保护中采用负序功率方向继电器有何优点？

(1)可反应所有不对称故障;增加电压记忆后,也可反应三相对称故障;(2)没有电压死区;保护区外故障时,近故障侧负序电压(功率)高于远故障侧负序电压(功率), 容易实现灵敏度配合

(3)振荡时三相对称,不存在负序分量,负序功率方向元件不误动

试题2

一、(本题每小题2分，满分20分)1．定时限过电流保护的动作时限是按 来选择的。

2．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。

3．零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。

o4．按90接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为。5．全阻抗继电器的主要缺点是。

6．短距离输电线路比长距离输电线路受过渡电阻的影响要。

7．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。

8．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 处。

9．相差高频保护采用比较线路两端 相位来反应对称短路。10．对于母线保护，通常把 放在重要位置。

二、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，在110KV 输电线路中，单位线路长度的阻抗为:X1=0.4(/km), 可靠系数Kk’=1.25；系统阻抗为:Zs.max=6, Zs.min=4。

1.计算：线路AB 的电流速断保护一次动作值与电流速断保护最小保护范围。

2．比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。

1.5s 110kV

45km

30km

三、(本题每小题5分，满分10分)在双电源系统中，馈电线路过电流保护动作时限如图所示（设电源处故障均有瞬动保护）。1.计算输电线路过电流保护动作时间;2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方向元件及其动作正方向。

1.5s

1s

2.5s

2.5s

1.5s

2s

四、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，各线路均装有采用方向阻抗继电器的距离保护，已知：Zs1.max=15，00Zs1.min=10，Zs2.max=20，Zs2.min=15，z1= 0.4／km, lm=75，d=75；可靠系数Kk’=Kk’’=0.8。

110KV 50KM 25KM 1.计算保护1的距离II段动作定值并校验动作灵敏度。

2.在保护安装处出口短路时，距离保护一段容许的过渡电阻是多少？距离保护一段容许的最大过渡电阻又

是多少？保护A出口20KM处发生相间短路，过渡电阻分别为10、15和25时，保护A一段是否动作？ 为什么？

五、(本题每小题5分，满分10分)高频闭锁方向保护的原理框图如下：

1.分别叙述保护动作区内部与外部故障时的保护的动作过程，说明原理框图中各元件的功能与作用。

为什么要采用两个灵敏性不同的起动元件? 2.如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故障时，保护的工作会受到何影响?

六、(本题每小题5分，满分20分)1． 中性点直接接地系统为什么不利用三相相间电流保护兼作零序电流保护，而要采用零序电流保护? 2． 说明双侧电源线路上实现同期重合闸时，检同期重合闸和检无压重合闸的工作方式与同期合闸条件。3． 相高频保护为什么用I1+KI2为操作电流？K值过大或过小对保护有何影响？ 4.机定子装有纵差动和横差动保护时，发生何种故障时两种保护会同时动作？

试题2答案

一、(本题每小题2分，满分20分)1．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。

2．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 100％。

3．零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。

o4．按90接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为 UCB。

5．全阻抗继电器的主要缺点是 无方向性。

6．短距离输电线路比长距离输电线路受过渡电阻的影响要 大。

7．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。

8．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 ZΣ/2 处。

9．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。10．对于母线保护，通常把 可靠性 放在重要位置。

二、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，在110KV 输电线路中，单位线路长度的阻抗为:X1=0.4(/km), 可靠系数Kk’=1.25；系统阻抗为:Zs.max=6, Zs.min=4。

1.计算：线路AB 的电流速断保护一次动作值与电流速断保护最小保护范围。

2．比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。

1.5s 110kV

45km

30km

解：IdB.max = Es/(Zs.min + z1×LAB)Idz.A’ = Kk'IdB.max

可解得：

Idz’ = 3.77(kA)Lmin =23.1(km)

三、(本题每小题5分，满分10分)在双电源系统中，馈电线路过电流保护动作时限如图所示（设电源处故障均有瞬动保护）。

lmin13Es(Zs.max)Z12I'dz.A

1.计算输电线路过电流保护动作时间;2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方向元件及其动作正方向。

1.5s

1s

2.5s

2.5s

1.5s

2s

解：t5=0s , t3=max{t5,t11,t12}+Δt=2.5s+0.5s=3s , t1=max{t3,t9,t10}+Δt=3s+0.5s=3.5s

t2=max{t7,t8}+Δt=2.5s+0.5s=3s , t4=max{t2,t911,t10}+Δt=3s+0.5s=3.5s , t6=max{t4,t11,t12}+Δt=3.5s+0.5s=4s

图中标明了功率方向元件动作正方向

四、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，各线路均装有采用方向阻抗继电器的距离保护，已知：Zs1.max=15，00Zs1.min=10，Zs2.max=20，Zs2.min=15，z1= 0.4／km, lm=75，d=75；可靠系数Kk’=Kk’’=0.8。

110KV 50KM 25KM 1.计算保护1的距离II段动作定值并校验动作灵敏度。

2.在保护安装处出口短路时，距离保护一段容许的过渡电阻是多少？距离保护一段容许的最大过渡电阻又

是多少？保护A出口20KM处发生相间短路，过渡电阻分别为10、15和25时，保护A一段是否动作？ 为什么？

解：1.Kb=Ibc/Iab=[ 1+(zs1+zab)/zs2];Kb.min =[ 1+(10+20)/20]=2.5;ZdzA’’= Kk’’(ZAB+Kb×ZBC)=32 ；Klm= ZdzA’’/ ZAB=1.6>1.25

2.线路AB的一段定值为：ZdzA’＝16 ；方向阻抗继电器园半径为：r=ZdzA’/2=8，因此，保护A出口 20KM处发生金属性相间短路时，短路阻抗为：Zd=20×0.4=8，位于方向园的园心； 过渡电阻分别为10、15和25时，保护A一段均不动作，因为此时过渡电阻大于园半径，测量阻抗均位于园外

五、(本题每小题5分，满分10分)高频闭锁方向保护的原理框图如下：

1.分别叙述保护动作区内部与外部故障时的保护的动作过程，说明原理框图中各元件的功能与作用。

为什么要采用两个灵敏性不同的起动元件? 2.如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故障时，保护的工作会受到何影响? 解：

1．动作过程：

•保护区内故障：两侧保护方向元件I,I’,S+动作，I’,S+动作后闭锁发讯，两侧保护均不发讯，保护动作跳闸

•保护区外故障：近故障侧保护方向元件S+不动作，I动作后启动发讯，闭锁对侧保护 2．元件的功能与作用：

S+ ：保护正方向故障时动作的功率方向元件；I，I’：故障起动元件

t1: 区外故障切除后，近故障端保护继续发讯 t1 以闭锁对端保护,用于防止近故障端保护I先返回（停止发讯）、远故障端S+，I’ 后返回时引起的误动

t2: 通道配合延时。区外故障时，远故障端S+，I’动作，需经t2延时才能出口，以保证可靠收到对侧闭锁信号

3．如果通道遭到破坏，内部故障/外部故障时，保护正确/错误动作。

六、(本题每小题5分，满分20分)4． 中性点直接接地系统为什么不利用三相相间电流保护兼作零序电流保护，而要采用零序电流保护? 答：由于中性点直接接地系统中，单相接地短路故障几率很大（总故障80%以上），大电流接地

系统单相接地短路出现很大故障相与零序短路电流，而相电流保护灵敏度不够，故需单独设零 序电流保护。

答：两侧保护跳闸后，线路无压，则无压检定侧首先合闸，使线路充电，同步检定侧检查同步 条件合格后允许同步合闸。如果无压检定侧DL偷跳，因对侧有压，不允许ZCH动作；为此在 无压检定侧同时使用同步检定，由同步检定起动ZCH。重合闸于故障时，无压检定侧DL连续 两次切除故障电流，工作条件恶劣，需定期更换检定方式。注意：同步检定侧不允许投入无压 检定方式。

同期合闸条件为：(1)Um ≈ Ux；(2)fm ≈ fx；(3)arg(Um/Ux)≈ 0

6． 相高频保护为什么用I1+KI2为操作电流？K值过大或过小对保护有何影响？ 5． 说明双侧电源线路上实现同期重合闸时，检同期重合闸和检无压重合闸的工作方式与同期合闸条件。答：相差高频保护中，将三相电流综合为复合电流(I1+KI2)比相，可正确反映各种不同类型的故 障；(I1+KI2)控制高频发讯机发讯（对高频电流进行调制），称为操作电流。K=6~8，保证了各 种区内各种不对称故障的灵敏性； I1 保证了在区内三相对称故障时操作元件的可靠工作。K值 过大时难以保证三相故障时保护的灵敏度，过小则不利于不对称故障时的正确比相。

4.机定子装有纵差动和横差动保护时，发生何种故障时两种保护会同时动作？ 答：相间故障时两种保护会同时动作。

试题3

一、(本题每小题2分，满分20分)1．故障和不正常工作情况若不及时处理，将引起。

2．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相不完全星接线电流保护只切除一个故障点的几率为。

3．定时限过电流保护的动作时限是按 来选择的。

o4．按90接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为。5．全阻抗继电器的主要缺点是。

6．阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占面积越大，耐受过渡电阻的能力。7．距离Ⅱ段的整定阻抗应按分支系数Kfz为最小的运行方式来确定，目的是为了保证。

8．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。

9．高频保护采用允许信号的主要优点是。

10．对于中性点可接地或不接地的变压器的接地故障需要装设零序电流保护和。

二、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，在110KV 输电线路中，线路AB的负荷电流为175A，系统阻抗为:Xs=4,单位线路长度的阻抗为:X=0.4(/km),Kk’=1.25;Kk’’=Kk=1.15;Kzq=1.5;Kh=0.85。

1.计算：电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护动作值与动作时间。

2.比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。

1.5s

110kV

45km

30km

三、(本题每小题5分，满分10分)在单电源环网系统中，馈电线路过电流保护动作时限如图所示。1.计算输电线路过电流保护动作时间;2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方向元件及其动作正方向。

1.5s

1s

2.5s

2s

四、(本题每小题10分，满分20分)巳知采用幅值比较方式构成继电器的两个电压量：U1=KIIj，U2=KU UJ-KIIj ,且动作条件为|U1||U2|，试问：

(1)所构成的继电器是什么继电器？该继电器的整定值是什么?(2)测量阻抗为Zj，整定阻抗为Zzd时，根据动作方程画出相应的交流回路结线图及动作特性阻抗圆。

五、(本题每小题5分，满分10分)（1）完成变压器(Y/-11接线)差动保护二次回路接线的原理图。

（2）标出二次回路中电流的方向,写出差动电流的表达式。(一次侧电流方向：Y→；一次侧电流正方向：流出变压器电流为负，流入变压器为正)

六、(本题每小题5分，满分20分)1.何为系统最大/最小运行方式？在电流保护整定/校验时各选择那种方式？

02.高频闭锁方向保护中采用按90接线方式的功率方向继电器作为方向元件时带来什么问题？如采用负序功率方向继电器会有何优点？此时的缺点是什么？

3.a.何为潜供电流？它对于单相重合闸动作时间有何影响？b.说明同期合闸条件。

4．变压器励磁涌流是在什么情况下产生的?它有何特点?在变压器差动保护中是怎么利用涌流的这些特点来消除涌流对差动保护的影响？

试题3答案

一、(本题每小题2分，满分20分)1．故障和不正常工作情况若不及时处理，将引起 事故。

2．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相不完全

星接线电流保护只切除一个故障点的几率为 2/3。

3．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。

o4．按90接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为

－UAB。

5．全阻抗继电器的主要缺点是 无方向性。6．阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占面积越大，耐受过渡电阻的能力 越强。

7．距离Ⅱ段的整定阻抗应按分支系数Kfz为最小的运行方式来确定，目的是为了保证 选择性。

8．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 ZΣ/2。

9．高频保护采用允许信号的主要优点是 加快动作速度。10．对于中性点可接地或不接地的变压器的接地故障需要装设零序电流保护和 零序电流电压保护。

二、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，在110KV 输电线路中，线路AB的负荷电流为175A，系统阻抗为:Xs=4,单位线路长度的阻抗为:X=0.4(/km),Kk’=1.25;Kk’’=Kk=1.15;Kzq=1.5;Kh=0.85。

1.计算：电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护动作值与动作时间。

2.比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。

1.5s

110kV

45km

30km 解：

1.线路AB的保护A速断保护

'(3)IdzKIK1d.B.max.AE(Zs.minZAB)1.252.线路AB的保护A的II段保护

求动作电流（与下条线路电流速断动作值配合）：

''(3)IdzKKIK2K1d.c.max.A115/33.77(KA)(4450.4)

(Zs.minEZABZBC)1.11.25动作时间 ：tA''=0.5s

灵敏度校验：

115/32.25(KA)(4450.4300.4)

KlmId.B.min'Idz.A(Es3)2Zs.maxZAB''Idz.A(33)240.4451152.251.341.3

3.线路AB的保护A的III段保护

Idz.AKK3KzqKh(If.max)

三、(本题每小题5分，满分10分)在单电源环网系统中，馈电线路过电流保护动作时限如图所示。1.计算输电线路过电流保护动作时间;2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方向元件及其动作正方向。

1.5s

1s

2.5s

1.21.52300.487(kA)0.85

2s

解：

t5=t7+Δt=2s , t3=max{t5,t8}+Δt=2s+0.5s=2.5s , t1=max{t3,t9}+Δt=2.5s+0.5s=3s

t2=max{t7}+Δt=1.5s+0.5s=2s , t4=max{t2,t9}+Δt=2.5s+0.5s=3s , t6=max{t4,t8}+Δt=3s+0.5s=3.5s

t1

四、(本题每小题10分，满分20分)巳知采用幅值比较方式构成继电器的两个电压量：U1=KIIj，U2=KU UJ-KIIj ,且动作条件为|U1||U2|，试问：

(1)所构成的继电器是什么继电器？该继电器的整定值是什么?(2)测量阻抗为Zj，整定阻抗为Zzd时，根据动作方程画出相应的交流回路结线图及动作特性阻抗圆。解：（1）由动作方程，有 |1/2*(2KI/KU)||ZJ-1/2*(2KI/KU)| 因此，该继电器是方向阻抗继电器，且其整定阻抗为2KI/KU(2)相应的交流回路结线图及动作特性阻抗圆如下

五、(本题每小题5分，满分10分)（1）完成变压器(Y/-11接线)差动保护二次回路接线的原理图。

（2）标出二次回路中电流的方向,写出差动电流的表达式。(一次侧电流方向：Y→；一次侧电流正方向：流出变压器电流为负，流入变压器为正)解：（1）二次回路接线的原理图及电流方向如下。

（2）差动电流的表达式（A相为例）IcdA =(IA2-I

六、(本题每小题5分，满分20分)1.何为系统最大/最小运行方式？在电流保护整定/校验时各选择那种方式？

答：短路时通过该保护的短路电流为最大/最小的可能运行方式,称为系统最大/最小运行方式。在电流保护 整定/校验时各选择最大/最小运行方式。

04.高频闭锁方向保护中采用按90接线方式的功率方向继电器作为方向元件时带来什么问题？如采用负序功率方向继电器会有何优点？此时的缺点是什么？

0答：90接线功率方向元件有电压死区，振荡时可能误动。采用负序功率方向继电器的优点：(1)可反应所有不对称故障;(2)没有电压死区;保护区外故障时,近故障侧负序电压(功率)高于远故障侧负序电压(功率), 容易实现灵敏度配合；(3)振荡时三相对称,不存在负序分量,负序功率方向元件不误动。缺点：不反应三相对称故障;需采用三相对称故障辅助启动元件。

5.a.何为潜供电流？它对于单相重合闸动作时间有何影响？b.说明同期合闸条件。

答：a.潜供电流是指单跳后健全相电势经相间藕合电容向故障点提供的短路电流及健全相负荷电流经相间互感在故障相产生的感应电势通过对地电容向故障点提供的短路电流。由于存在潜供电流，使短路点电弧熄灭时间、介质绝缘恢复时间增大，相应单相重合闸延时较三相重合闸延时增大。

b.同期合闸条件:(1)Um≈Ux；(2)fm≈fx；(3)arg(Um/Ux)≈0 4．变压器励磁涌流是在什么情况下产生的?它有何特点?在变压器差动保护中是怎么利用涌流的这些特点来消除涌流对差动保护的影响？

答： 变压器正常工作时, 磁通滞后于工作电压U的角度为900；变压器空载合闸或外部故障切除、电压恢 复时，如果工作电压瞬时值为0，应有= –m；由于磁通不能突变，出现幅值m的非周期分量磁通；再考虑铁芯剩余磁通S，出现最大磁通max=2m + S，使得变压器铁芯严重饱和，产生很大的励磁涌流。

变压器励磁涌流的主要特点是：(1)变压器励磁涌流包含有很大成分的非周期分量（对称涌流除外）；(2)变压器励磁涌流包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主；(3)变压器励磁涌流波形之间出现间断。

在变压器纵差保护中防止励磁涌流影响的方法是(1)针对变压器励磁涌流的非周期分量，采用速饱和变流器BLH；(2)针对变压器励磁涌流的波形之间出现间断，鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别；(3)针对变压器励磁涌流包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主的特点，利用二次谐波制动等，都可以在变压器纵差保护中防止励磁涌流的影响。

YY

Δ

B2)-IA2

第二篇：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。

第三篇：电力系统继电保护模拟题及答案

电力系统继电保护试题1及参考答案

一、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．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相星形接线电流保护只切除一个故障点的几率为(②)。

①100％ ②2／3 ③1／3 ④ 0 05．按90接线的功率方向继电器，若IJ=-Ic，则UJ应为(②)①UAB ②-UAB ③UB ④-UC

6．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

7．作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏I段保护在非全相运行时需(④)。①投入运行 ②有选择性的投入运行 ③有选择性的退出运行 ④退出运行

8．在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时，一定要注意不要接错极性，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器(③)的后果。

①拒动 ②误动 ③正向故障拒动或反向故障误动 ④损坏

9．方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器DKB(④)①原边匝数 ②副边匝数

③原边线圈中的电阻大小 ④副边线圈中的电阻大小

10．距离II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

011．相间短路的阻抗继电器采用0接线。例如IJ=IB-IA时，UJ=(②)。①UB ②UB-UA ③UA-UB ④UA

12．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

13．对于间接比较的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是(③)。

①允许信号 ②跳闸信号 ③闭锁信号 ④任意信号

14．变压器内部故障时，由于故障电流同样也会存在一定非周期分量，在使用速饱和变流器BLH后，纵差保护的动作速度(②)。

①加快了 ②延迟了 ③不改变 ④不确定

15．发电机正常运行时，机端三次谐波电压总是(①)中性点侧三次谐波电压。①小于 ②大于 ③等于 ④大于或小于

二、(本题满分20分)

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20KM时情况如何?由此得出什么结论?已知 Kk’=1.25,z1=0.4/km,Zs.min=12, Zs.max=18。

LAB=60 km: LAB=20 km: Idz’ = 2.3(kA)Idz’ = 4.15(kA)Lmin =17.35(km)Lmin =-10.36(km)被保护线路的长度很短时，电流速断保护可能没有保护范围。

三、(本题每小题5分，满分10分)在单电源环网系统中，馈电线路过电流保护动作时限如图所示。1.计算输电线路过电流保护 动作时间；2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方 向元件及其动作正方向。

2s 1s 2.5s

0.5s 1.5s 1.5s 0.5s

四、(本题满分10)

如图所示，各线路均装有距离保护，已知：Zs1.max=20，Zs1.min=15，Zs2.max=25，Zs2.min=20，z1= 0.4／km, Kk’’=0.8。计算保护1的距离II段动作定值并校验动作灵敏度。

110KV 45KM 30KM

Kb.min = 2.32；ZdzA’’= 36.67；Klm= =2.04>1.25

五、(本题每小题5分，满分15分)高频闭锁方向保护的原理框图如下。1.分别叙述保护动作区内部与外部故障时的保护的动 作过程；2.说明原理框图中各元件的功能与作用；3.如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故

障时，保护的工作会受到何影响? 1．动作过程：

•保护区内故障：两侧保护方向元件I,I’,S+动作，I’,S+动作后闭锁发讯，两侧保护均不发讯，保护动作跳闸

•保护区外故障：近故障侧保护方向元件S+不动作，I动作后启动发讯，闭锁对侧保护 2．元件的功能与作用：

S+ ：保护正方向故障时动作的功率方向元件； I，I’：故障起动元件

t1: 区外故障切除后，近故障端保护继续发讯 t1 以闭锁对端保护,用于防止近故障端保护I先返回（停止发讯）、远故障端S+，I’ 后返回时引起的误动

t2: 通道配合延时。区外故障时，远故障端S+，I’动作，需经t2延时才能出口，以保证可靠收到对侧闭锁信号

3．如果通道遭到破坏，线路内部故障（外部）故障时，保护正确（错误）动作。

六、(本题每小题5分，满分15分)

1．零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的区别是什么？分别在那种情况下起作用？ 答：区别: 零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的定值整定原则不同，动作灵敏度不同 零序电流灵敏I段动作灵敏度高，作为全相运行、发生接地故障时的接地保护，非全相运行 时需退出运行；零序电流不灵敏I段的动作灵敏度低，作为非全相运行、发生接地故障时的 接地保护。

2．说明三种圆特性阻抗继电器，那一种受过渡电阻影响最小？那一种受系统振荡影响 最小？那一种躲负荷能力最强？

答：受过渡电阻影响最小依次为: 全阻抗继电器/偏移/方向； 受系统振荡影响最小依次为:方向/偏移/全阻抗继电器； 躲负荷能力最强依次为:方向/偏移/全阻抗继电器；

3．问：根据机端测量阻抗的变化，如何区分失磁与非失磁(包括正常与短路和系统振荡)？ 答：发电机失磁后机端测量阻抗的变化规律是：失磁后、失步前，机端测量阻抗随Q的减少，0由I象限进入IV象限；在= 90的临界失步点，等有功圆与等无功圆相交；越过临界失步点后，机端测量阻抗进入失步运行区并最终稳定于– jXd 与 – jXd’ 之间。正常运行时，机端测量阻抗在等有功圆上变化；发电机外部故障时，测量阻抗在I象限；系统振荡时（对无穷大系统，Xs = 0）, 考虑转差率 s 很大，极限情况发电机侧电抗为发电机暂态电抗 Xd’，振荡中心为ZS / 2 = –j Xd’/ 2，振荡轨迹将经过等无功圆。因此，可以采用等无功圆作为基本失磁判据，另以延时躲过系统振荡的影响。

电力系统继电保护试题2及参考答案

一、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．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相星形接线电流保护只切除一个故障点的几率为(②)。①100％ ②2／3 ③1／3 ④ 0 05．按90接线的功率方向继电器，若IJ=-Ic，则UJ应为(②)①UAB ②-UAB ③UB ④-UC

6．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

7．作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏I段保护在非全相运行时需(④)。①投入运行 ②有选择性的投入运行 ③有选择性的退出运行 ④退出运行

8．在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时，一定要注意不要接错极性，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器(③)的后果。

①拒动 ②误动 ③正向故障拒动或反向故障误动 ④损坏

9．方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器DKB(④)①原边匝数 ②副边匝数

③原边线圈中的电阻大小 ④副边线圈中的电阻大小

10．距离II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

011．相间短路的阻抗继电器采用0接线。例如IJ=IB-IA时，UJ=(②)。①UB ②UB-UA ③UA-UB ④UA

12．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

13．对于间接比较的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是(③)。

①允许信号 ②跳闸信号 ③闭锁信号 ④任意信号 14．由于空载合闸的激磁涌流和调压分接头的调节不增加零差保护的不平衡电流，因此零差保护灵敏度(②)。

①较低 ②较高 ③适中 ④不受影响

15．发电机定子装有纵差动和横差动保护时，发生(③)时两种保护会同时动作。①单相故障 ②接地故障 ③相间故障 ④所有故障

二、(本题满分20分)

1.如图所示，在110KV 输电线路中，线路AB的负荷电流为175A，系统阻抗为:Xs=12欧姆, 单位线路长度的阻抗为:X=0.4(欧姆/公里),Kk1=1.25;Kk2=Kk3=1.15;Kzq=1.5;Kh=0.85。计算：线路 AB 的电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护一次动作值与动作时间;

1.5s

30KM 25KM 2.5s LAB=20 km: I段：Idz’ = 4.15(kA)Lmin =4.64(km)Lmin% ＝ 23.2%（合格）tA’=0s II段：Idz’’ = 2.55(kA)Klm=1.3 tA’’=0.5s III段：Idz = 355(A)Klm(近)=9.3 Klm(远)=6.23 tA=4s

三、(本题每小题5分，满分10分)过电流保护动作时限t9~t13如图所示。(1).计算输电线路过电流保护动作时间t1~t8；(2).哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方向元件及

其动作正方向。

(1)t1~t8标注于图上；

5s 1s 4.5s 2s 4s 3s 2s 4s

0.5s 1.5s 2.5s 3.5s 1.5s

(2)所有单电源馈线保护(913)无须安装功率方向元件。A、E母线的出线保护无须安装功率方向元件（t1>t9;t8>t13）。B母线的出线保护:t2

D母线的出线保护: t6

四、(本题满分10分)如图所示，在110KV输电线路AB的负荷电流为375A,cosf=0.8,Kzq=1,Kh=1.15,Kk1=0.8, Kk3=1.25。其余参数见附图。计算：线路AB相间方向阻抗距离保护A一段、三段动作值。

110KV 50KM 30KM 解：线路AB零度接线相间方向阻抗距离保护一段、三段动作值。a.ZdzA’=16

*b.Zf.min=152.4；ZdzA=110.4； ZdzA=140.35

五、(本题每小题5分，满分15分)简述高频闭锁距离保护的工作原理，画出高频闭锁距离保护的逻辑框图。（1）、基本原理：

保护区内故障：两侧距离I,II,III段都动作，距离II段停讯，保护动作跳闸

保护区外故障：近故障侧距离II段不动作停讯，距离III段动作启动发讯，闭锁对侧保护（2）.原理框图：

六、(本题每小题5分，满分15分)

1．零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的区别是什么？分别在那种情况下起作用？ 区别: 零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的定值整定原则不同，动作灵敏度不同 零序电流灵敏I段动作灵敏度高，作为全相运行、发生接地故障时的接地保护，非全相运行时需

退出运行；零序电流不灵敏I段的动作灵敏度低，作为非全相运行、发生接地故障时的接地保护。

2．问：为比么在整定距离II段定值时要考虑最小分支系数? 答：最小分支系数使测量阻抗小于实际短路阻抗，距离保护II段区外故障可能被反应为区内

故障，使实际保护范围延伸。因此，保护整定时取可能的最小分支系数，对应实际保护范围最

大的情况，以保证其选择性（不延伸进入下条线路II段保护范围）。

3．问：发电机失磁保护的工作方式是什么？ 答：发电机失磁后对发电机和系统无严重威胁时，及时发出警告信号；否则切除失磁发电机；水轮发电机失磁时，无论系统无功是否充足，均瞬时发信；临近失步时及时切机；汽轮发电机失磁且系统无功充足时，瞬时发信并自动减负荷；以发电机允许无励磁运行时限动作切机；汽轮发电机失磁且系统无功不足、电压下降严重时，瞬时发信；临近失步时及时切机。

电力系统继电保护试题3及参考答案

一、(本题每小题2分，满分20分)1． 是当电力系统中发生故障或出现异常状态时能自动、迅速而有选择地切除故障设备或发出告警信号的一种专门的反事故用自动装置。答：继电保护装置

2．无论继电器的动作或返回，继电器都动作明确干脆，不可能停留在某一个中间位置，以保证其动作确切可靠，此特性称为。答：继电特性

3．零序功率方向元件无电压死区，因为故障点零序电压最高，短路点越靠近保护安装处，保护感受到的零序电压。答：越大

o4．按90接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为。答：UJ =UBA

5．如果方向阻抗继电器的最大灵敏角是lm，负荷阻抗角是f，则采用方向阻抗继电器的灵敏系数比采用全阻抗继电器的灵敏系数可提高 倍。答：1/cos(lm-f)6．长距离输电线路上故障，当相差高频保护一端高频信号相位差大于动作角时，该侧保护将拒动，此时可使先动作侧发信机停信，则拒动侧保护随后动作跳闸，称之为。答：相继动作。

8．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。答：Z/2处

9．相差高频保护采用比较线路两端 相位来反应不对称短路。答：负序电流

7．速饱和变流器不能减小不平衡电流，只能减小 对变压器差动保护的影响。

答：不平衡电流

10.发电机失磁后机端测量阻抗的变化规律是：失磁后、失步前，机端测量阻抗随Q的减少，由I象限进入IV象限；在= 900的临界失步点，等有功圆与 相交；越过临界失步点后，机端测量阻抗进入失步运行区并最终稳定于– jXd 与 – jXd’ 之间。答：等无功圆

二、(本题满分15分)如图所示，在110KV 输电线路中，单位线路长度的阻抗为:X1=0.4(/km), 可靠系数Kk’=1.25；系统阻抗为:Zs.max=6, Zs.min=4。

1.计算：线路AB 的电流速断保护一次动作值与电流速断保护最小保护范围。

2．比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。

1.5s 110kV 35km 50km

解：1.I段：Idz’ = 4.61(kA)Lmin =16.18(km)Lmin% ＝ 46.2%（合格）tA’=0s 2.并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时两继电器方式切除一条线路的机率:2/3,可提高供电可靠性;Y/-11变压器后AB故障时, 三继电器方式动作灵敏度提高一倍。

三、(本题满分15分)系统中馈电线路过电流保护动作时限如图所示（设电源处故障均有瞬动保护）。1.计算输电线路过电流保护动作时间t1~t6;2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方向元件及其动作正方向。

解：t1~t6标注于图上；功率方向元件及其动作正方向标注于图上。

四、(本题25分)如图所示，在110KV输电线路中，线路AB的负荷电流为375A， Kzq=1;Kh=1.15,Kk1=0.8;Kk3=1.25。其余参数见附图。(1)计算：线路AB零度接线相间方向阻抗距离保护（方向圆特

性）A一段、三段动作值。(2)在保护A安装处出口短路时，距离保护一段容许的过渡电阻是

多少？距离保护一段容许的最大过渡电阻又是多少？（3）距保护A出口20KM处发生相间短 路，过渡电阻分别为5、10和15时，保护A一段是否动作？其中：阻抗继电器最大动作

灵敏角lm=75度；线路阻抗角d=75度；单位线路长度的阻抗X1=0.4(欧姆/公里)。

110KV 50KM 40KM

解：(1)计算：线路AB零度接线相间方向阻抗距离保护一段、三段动作值。ZdzA’ = 16； ZdzA= 110.4； *ZdzA= 140.35；

（2）距离保护一段容许的过渡电阻 a.保护A安装处出口短路时: Rg0= ZdzA’cosd=4.14 b.容许的最大过渡电阻为 Rgmax= ZdzA’/2=8

（3）距保护A出口20KM处发生金属性短路时，Zd=8，测量阻抗位于方向阻抗圆的

圆心，因此，容许的最大过渡电阻为8。过渡电阻为5 时, 保护A一段动作；

过渡电阻为15和25 时，保护A一段不动作。

五、(本题满分10分)系统如图所示。线路上分别配置有相间电流保护为相间故障保护，零序电流保护为接地故障保

（2）（1）护。简述：（1）保护1，2，4出口分别发生瞬时性故障K、K时，各保护动作过程及动 作时间；（2）AB线路瞬时故障时，检无压和检同期重合动作过程。

（1）AB线路故障时，保护1相间电流I段0s跳闸，保护2相间电流II段0.5s跳闸； BC线路故障时，保护3零序电流I段0s跳闸； CD线路故障时，保护4相间电流保护不跳闸；（2）AB线路瞬时故障时，检无压侧和检同期重合动作过程：

两侧保护跳闸后，线路无压，则无压检定侧首先合闸，使线路充电； 同步检定侧检查同步条件合格后允许同步合闸。

六、(本题每小题5分，满分15分)

1．问：电力系统振荡对距离保护有什么影响？

答：振荡中心位于保护范围的正方向时，若测量阻抗轨迹进入阻抗继电器动作区，阻抗继 电器将受振荡影响而周期性误动作；阻抗继电器将受振荡影响的程度与阻抗继电器的动作 特性有关；阻抗继电器动作特性在复平面上沿振荡轨迹方向的动作区域面积越大，受振荡 的影响也越大；而且越靠近振荡中心，影响就越大；振荡中心在保护范围外或保护范围的 反方向，则不受影响；若保护动作时限大于系统振荡周期，保护也不受系统振荡影响。

2．问：变压器纵差保护的基本特点是什么？

答：变压器各侧电流额定电流不同，需适当选择变压器各侧电流互感器变比；变压器各侧 电流相位不同，需适当调整各侧电流相位；需考虑躲变压器LH励磁特性不同产生的稳态 不平衡电流；需考虑躲变压器有载调压产生的稳态不平衡电流；变压器差动保护包含磁路 藕合，还需考虑躲变压器暂态不平衡电流（励磁涌流）。3．问：发电机故障的基本类型及其对应的保护有哪些？ 答：发电机故障的基本类型及其对应的保护包括：定子绕组及引出线相间短路故障及其对应的纵差保护；定子绕组单相匝间短路和分支开焊故障及其对应的匝间保护；定子绕组单相接地故障及其对应的定子接地保护；转子绕组一点或两点接地故障及其对应的转子接地保护；励磁回路一点或两点接地故障及其对应的励磁回路接地保护;励磁回路失磁故障对应的发电机失磁保护。

第四篇：电力系统继电保护试题以及答案

3．在中性点非直接接地电网中,由同一变电所母线引出的并列运行的线路上发生两点异相接地短路,采用不完全星形接线保护的动作情况是（有2/3的机会只切除一条线路）

A．有机会只切除一条线路 B．有机会只切除一条线路 C．100%切除两条故障线路 D．不动作即两条故障线路都不切除 5．在中性点直接接地电网中,零序功率方向继电器采用的接线方式是（-3U、3I）A．90°接线 B．3C.-

3、-

30、30

0 D．-

3、30

A7．在中性点直接接地系统中，反应接地短路的阻抗继电器接线方式是（零序补偿电流的接线方式）

A．0°接线 B．90°接线 C．30、A+30、30 D．

A、A+30零序补偿电流的接线方式

10．在校验距离Ⅲ段保护远后备灵敏系数时，分支系数取最大值是为了满足保护的（灵敏性）

A．选择性 B．速动性 C．灵敏性 D．可靠性

13．对于Y，d11接线变压器，为保证正常运行时差动回路两臂的电流相等，应使变压器Y侧电流互感器变比（增大根号3倍）A．等于变压器变比nT B．增大C．减少倍 D．增大3倍

倍

16．反应故障时电流增大而动作的保护称为__过电流保护____。17．对本元件的主保护起后备作用的保护称为__近后备保护__。18．所谓灵敏性是指对___保护范围内___发生故障的反应能力。19．动作电流是指能使继电器动作的___最小电流_____。

20．按阶梯时限原则整定的过电流保护，越靠近电源侧，短路电流越大，动作时限__越长___。

21．可靠系数K取值比K要小，主要原因是考虑短路电流中___非周期分量____已经衰减。

22．在系统最大运行方式下，电流速断保护范围为__最大__。

23．在两相不完全星形接线的中性线上增设一只电流继电器，目的是为了提高保护的__灵敏系数___。24．相间短路的功率方向继电器的最大灵敏角25.按90°接线的功率方向继电器，若m=c,则

senm

=__-α_______。

=__Uab__________________。

26.中性点不接地电网单相接地短路时，故障线路保护安装处通过的零序电流为该电网所有________非故障元件____________的零序电容电流之和。27.距离保护Ⅰ段和Ⅱ段共同构成本线路的__主保护__________________。28.反应相间短路的阻抗继电器采用的接线方式是____0°接线方式_______。29.零序过电流保护的动作电流应躲过下一条线路首端发生三相短路时由零序电流过滤器输出的最大___不平衡电流_________。

30.零序功率方向继电器在保护安装处出口接地短路时______无_______死区。31.为防止过渡电阻的影响，一般在距离Ⅱ段保护上采用__瞬时测定电路_____。32.在整定距离Ⅱ段的整定阻抗时，分支系数应取__最小值_______。33.阻抗继电器的动作特性在阻抗平面上沿越_____大__。

34.纵差动保护暂态情况下的不平衡电流表达式是iunb.max=___________________。35.反应变压器油箱内部各种故障和油面降低的保护称____瓦斯保护__________。36.当变压器空载投入或外部故障切除电压恢复时，可能出现很大的励磁电流，称其为___励磁涌流______。

38.电流比相式母线保护的基本原理是比较各连接元件____相位________的不同来区别母线内部或外部短路的。

三、简答题（本大题共7小题，每小题4分，共28分）39．继电保护装置的基本任务是什么？

40．功率方向继电器90°接线方式的主要优点是什么？ 41．零序电流速断保护的整定原则是什么？ 42．对于偏移特性阻抗继电器，试写出：（1）圆心向量；（2）半径r的表达式；（3）比幅式动作条件；（4）比相式动作条件。

43．试述高频闭锁方向保护的基本原理。

44．写出变压器纵差动保护不平衡电流表达式并说明式中各量的含义。

方向所占面积越大，则受振荡影响就1． 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．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相星形接线电流保护只切除一个故障点的几率为(②)。

①100％ ②2／3 ③1／3 ④ 0 5．按900接线的功率方向继电器，若IJ=-Ic，则UJ应为(②)①UAB ②-UAB ③UB ④-UC

6．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 7．作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏I段保护在非全相运行时需(④)。①投入运行 ②有选择性的投入运行 ③有选择性的退出运行 ④退出运行

8．在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时，一定要注意不要接错极性，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器(③)的后果。①拒动 ②误动 ③正向故障拒动或反向故障误动 ④损坏

9．方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器DKB(④)①原边匝数 ②副边匝数

③原边线圈中的电阻大小 ④副边线圈中的电阻大小

10．距离II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 11．相间短路的阻抗继电器采用00接线。例如IJ=IB-IA时，UJ=(②)。①UB ②UB-UA ③UA-UB ④UA

12．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

13．对于间接比较的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是(③)。

①允许信号 ②跳闸信号 ③闭锁信号 ④任意信号

14．相高频保护用I1+KI2为操作电流，K=68，主要是考虑(③)相位不受两侧电源相位的影响，有利于正确比相。①正序电流 ②零序电流 ③负序电流 ④相电流

15．高频保护基本原理是：将线路两端的电气量（电流方向或功率方向）转化为高频信号；以

(③)为载波传送通道实现高频信号的传送，完成对两端电气量的比较。①微波通道 ②光纤通道 ③输电线路 ④导引线

二、(本题满分20分)

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20KM时情况如何?由此得出什么结论?已知 Kk’=1.2,z1=0.4/km,Zs.min=12, Zs.max=18。

解：IdB.max = Es/(Zs.min + z1×LAB)Idz.A’ = Kk'IdB.max

LAB=60 km: LAB=20 km: Idz’ = 2.21(kA)Idz’ = 3.98(kA)Lmin =19.95(km)Lmin =-8.92(km)被保护线路的长度很短时，电流速断保护可能没有保护范围。

0.5s

1.5s

1.5s

0.5s

lmin13Es(Zs.max)Z12I'dz.A

五、(本题每小题5分，满分15分)高频闭锁方向保护的原理框图如下。1.分别叙述保护动作区内部与外部故障时的保护的动

作过程；2.说明原理框图中各元件的功能与作用；3.如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故

障时，保护的工作会受到何影响? 1．动作过程：

•保护区内故障：两侧保护方向元件I,I’,S+动作，I’,S+动作后闭锁发讯，两侧保护均不发讯，保护动作跳闸

•保护区外故障：近故障侧保护方向元件S+不动作，I动作后启动发讯，闭锁对侧保护

2．元件的功能与作用：

S+ ：保护正方向故障时动作的功率方向元件； I，I’：故障起动元件 t1: 区外故障切除后，近故障端保护继续发讯 t1 以闭锁对端保护,用于防止近故障端保护I先返回（停止发讯）、远故障端S+，I’ 后返回时引起的误动

t2: 通道配合延时。区外故障时，远故障端S+，I’动作，需经t2延时才能出口，以保证可靠收到对侧闭锁信号

3．如果通道遭到破坏，内部故障/外部故障时，保护正确/错误动作。

六、(本题每小题5分，满分15分)

1．零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的区别是什么？分别在那种情况下起作用？

区别: 零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的定值整定原则不同，动作灵敏度不同

零序电流灵敏I段动作灵敏度高，作为全相运行、发生接地故障时的接地保护，非全相运行时需退 出运行；零序电流不灵敏I段的动作灵敏度低，作为非全相运行、发生接地故障时的接地保护

2．说明三种圆特性阻抗继电器，那一种受过渡电阻影响最小？那一种受系统振荡影响 最小？那一种躲负荷能力最强？

受过渡电阻影响最小依次为: 全阻抗继电器/偏移/方向； 受系统振荡影响最小依次为:方向/偏移/全阻抗继电器； 躲负荷能力最强依次为:方向/偏移/全阻抗继电器；

3．闭锁式方向高频保护中采用负序功率方向继电器有何优点？

(1)可反应所有不对称故障;增加电压记忆后,也可反应三相对称故障;(2)没有电压死区;保护区外故障时,近故障侧负序电压(功率)高于远故障侧负序电压(功率), 容易实现灵敏度配合

(3)振荡时三相对称,不存在负序分量,负序功率方向元件不误动

试题2答案

一、(本题每小题2分，满分20分)1．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。

2．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 100％。

3．零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。

o4．按90接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为 UCB。5．全阻抗继电器的主要缺点是 无方向性。

6．短距离输电线路比长距离输电线路受过渡电阻的影响要 大。7．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。

8．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 ZΣ/2 处。

9．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。10．对于母线保护，通常把 可靠性 放在重要位置。

二、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，在110KV 输电线路中，单位线路长度的阻抗为:X1=0.4(/km), 可靠系数Kk’=1.25；系统阻抗为:Zs.max=6, Zs.min=4。

1.计算：线路AB 的电流速断保护一次动作值与电流速断保护最小保护范围。

2．比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。

1.5s 110kV

45km

30km

解：IdB.max = Es/(Zs.min + z1×LAB)Idz.A’ = Kk'IdB.max

可解得：

Idz’ = 3.77(kA)Lmin =23.1(km)

六、(本题每小题5分，满分20分)1． 中性点直接接地系统为什么不利用三相相间电流保护兼作零序电流保护，而要采用零序电流保护? 答：由于中性点直接接地系统中，单相接地短路故障几率很大（总故障80%以上），大电流接地

lmin13Es('Zs.max)Z12Idz.A

系统单相接地短路出现很大故障相与零序短路电流，而相电流保护灵敏度不够，故需单独设零 序电流保护。

2． 说明双侧电源线路上实现同期重合闸时，检同期重合闸和检无压重合闸的工作方式与同期合闸条件。

答：两侧保护跳闸后，线路无压，则无压检定侧首先合闸，使线路充电，同步检定侧检查同步 条件合格后允许同步合闸。如果无压检定侧DL偷跳，因对侧有压，不允许ZCH动作；为此在 无压检定侧同时使用同步检定，由同步检定起动ZCH。重合闸于故障时，无压检定侧DL连续 两次切除故障电流，工作条件恶劣，需定期更换检定方式。注意：同步检定侧不允许投入无压 检定方式。

同期合闸条件为：(1)Um ≈ Ux；(2)fm ≈ fx；(3)arg(Um/Ux)≈ 0

试题3答案

一、(本题每小题2分，满分20分)1．故障和不正常工作情况若不及时处理，将引起 事故。

2．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相不完全星接线电流保护只切除一个故障点的几率为 2/3。

3．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。

o4．按90接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为 －UAB。5．全阻抗继电器的主要缺点是 无方向性。

6．阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占面积越大，耐受过渡电阻的能力 越强。7．距离Ⅱ段的整定阻抗应按分支系数Kfz为最小的运行方式来确定，目的是为了保证 选择性。

8．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 ZΣ/2。

9．高频保护采用允许信号的主要优点是 加快动作速度。

10．对于中性点可接地或不接地的变压器的接地故障需要装设零序电流保护和 零序电流电压保护。

四、(本题每小题10分，满分20分)巳知采用幅值比较方式构成继电器的两个电压量：U1=KIIj，U2=KU UJ-KIIj ,且动作条件为|U1||U2|，试问：

(1)所构成的继电器是什么继电器？该继电器的整定值是什么?(2)测量阻抗为Zj，整定阻抗为Zzd时，根据动作方程画出相应的交流回路结线图及动作特性阻抗圆。解：（1）由动作方程，有 |1/2*(2KI/KU)||ZJ-1/2*(2KI/KU)| 因此，该继电器是方向阻抗继电器，且其整定阻抗为2KI/KU(2)相应的交流回路结线图及动作特性阻抗圆如下

五、(本题每小题5分，满分10分)（1）完成变压器(Y/-11接线)差动保护二次回路接线的原理图。

（2）标出二次回路中电流的方向,写出差动电流的表达式。(一次侧电流方向：Y→；一次侧电流正方向：流出变压器电流为负，流入变压器为正)解：（1）二次回路接线的原理图及电流方向如下。（2）差动电流的表达式（A相为例）IcdA =(IA2-I

六、(本题每小题5分，满分20分)1.何为系统最大/最小运行方式？在电流保护整定/校验时各选择那种方式？

答：短路时通过该保护的短路电流为最大/最小的可能运行方式,称为系统最大/最小运行方式。在电流保护 整定/校验时各选择最大/最小运行方式。

02.高频闭锁方向保护中采用按90接线方式的功率方向继电器作为方向元件时带来什么问题？如采用负序功率方向继电器会有何优点？此时的缺点是什么？

0答：90接线功率方向元件有电压死区，振荡时可能误动。采用负序功率方向继电器的优点：(1)可反应所有不对称故障;(2)没有电压死区;保护区外故障时,近故障侧负序电压(功率)高于远故障侧负序电压(功率), 容易实现灵敏度配合；(3)振荡时三相对称,不存在负序分量,负序功率方向元件不误动。缺点：不反应三相对称故障;需采用三相对称故障辅助启动元件。

3.a.何为潜供电流？它对于单相重合闸动作时间有何影响？b.说明同期合闸条件。

答：a.潜供电流是指单跳后健全相电势经相间藕合电容向故障点提供的短路电流及健全相负荷电流经相间互感在故障相产生的感应电势通过对地电容向故障点提供的短路电流。由于存在潜供电流，使短路点电弧熄灭时间、介质绝缘恢复时间增大，相应单相重合闸延时较三相重合闸延时增大。

b.同期合闸条件:(1)Um≈Ux；(2)fm≈fx；(3)arg(Um/Ux)≈0 4．变压器励磁涌流是在什么情况下产生的?它有何特点?在变压器差动保护中是怎么利用涌流的这些特点来消除涌流对差动保护的影响？

答： 变压器正常工作时, 磁通滞后于工作电压U的角度为900；变压器空载合闸或外部故障切除、电压恢 复时，如果工作电压瞬时值为0，应有= –m；由于磁通不能突变，出现幅值m的非周期分量磁通；再考虑铁芯剩余磁通S，出现最大磁通max=2m + S，使得变压器铁芯严重饱和，产生很大的励磁涌流。

变压器励磁涌流的主要特点是：(1)变压器励磁涌流包含有很大成分的非周期分量（对称涌流除外）；(2)变压器励磁涌流包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主；(3)变压器励磁涌流波形之间出现间断。

在变压器纵差保护中防止励磁涌流影响的方法是(1)针对变压器励磁涌流的非周期分量，采用速饱和变流器BLH；(2)针对变压器励磁涌流的波形之间出现间断，鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别；(3)针对变压器励磁涌流包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主的特点，利用二次谐波制动等，都可以在变压器纵差保护中防止励磁涌流的影响。

YY

Δ

B2)-IA2

第五篇：电力系统继电保护试题以及答案

电力系统继电保护试题以及答案

1．过电流继电器的返回系数（B）A．等于0 B．小于1 C．等于1 D．大于1 2．限时电流速断保护的灵敏系数要求（B）A．大于2 B．大于1.3~1.5 C．大于1.2 D．大于0.85 3．在中性点非直接接地电网中,由同一变电所母线引出的并列运行的线路上发生两点异相接地短路,采用不完全星形接线保护的动作情况是（A）A．有机会只切除一条线路 B．有机会只切除一条线路 C．100%切除两条故障线路 D．不动作即两条故障线路都不切除 4．在双侧电源系统中,采用方向元件是为了提高保护的（D）A．方向性 B．可靠性 C．灵敏性 D．选择性

5．在中性点直接接地电网中,零序功率方向继电器采用的接线方式是（D）A．90°接线 B．3C.-

3、-

30、30

0 D．-

3、30

6．正方向出口相间短路,存在动作“死区”的阻抗继电器是（B）A．全阻抗继电器 B．方向阻抗继电器 C．偏移特性阻抗继电器 D．上抛圆阻抗继电器

7．在中性点直接接地系统中，反应接地短路的阻抗继电器接线方式是（D）A．0°接线 B．90°接线 C．30、30 D．

A、A+30零序补偿电流的接线方式

8．由于过渡电阻的存在，一般情况下使阻抗继电器的（A）A．测量阻抗增大，保护范围减小 B．测量阻抗增大，保护范围增大 C．测量阻抗减小，保护范围减小 D．测量阻抗减小，保护范围增大 9．在距离保护的Ⅰ、Ⅱ段整定计算中乘以一个小于1的可靠系数，目的是为了保证保护动作的（A）

A．选择性 B．可靠性 C．灵敏性 D．速动性

10．在校验距离Ⅲ段保护远后备灵敏系数时，分支系数取最大值是为了满足保护的（C）

A．选择性 B．速动性 C．灵敏性 D．可靠性

11．距离Ⅲ段保护，采用方向阻抗继电器比采用全阻抗继电器（A）A．灵敏度高 B．灵敏度低 C．灵敏度一样 D．保护范围小 12．高频阻波器的作用是（C）

A．限制短路电流 B．防止工频电流窜越 C．防止高频电流窜越 D．补偿接地电流

13．对于Y，d11接线变压器，为保证正常运行时差动回路两臂的电流相等，应使变压器Y侧电流互感器变比（B）

A．等于变压器变比nT B．增大C．减少倍 D．增大3倍

14．发电机横差保护的作用是（A）

A．保护定子绕组匝间短路 B．保护定子绕组相间短路 C．保护定子绕组接地短路 D．保护转子绕组一点接地故障 15．对于大型发电机，反应转子表层过热的主保护是（C）A．低电压起动的过电流保护 B．复合电压起动的过电流保护 C．负序电流保护 D．阻抗保护

二、填空题（本大题共23小题，每小题1分，共23分）

请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。16．反应故障时电流增大而动作的保护称为____________________。17．对本元件的主保护起后备作用的保护称为____________________。18．所谓灵敏性是指对____________________发生故障的反应能力。19．动作电流是指能使继电器动作的____________________。

20．按阶梯时限原则整定的过电流保护，越靠近电源侧，短路电流越大，动作时限____________________。

21．可靠系数K取值比K要小，主要原因是考虑短路电流中____________________已经衰减。

22．在系统最大运行方式下，电流速断保护范围为____________________。23．在两相不完全星形接线的中性线上增设一只电流继电器，目的是为了提高保护的____________________。

倍 24．相间短路的功率方向继电器的最大灵敏角25.按90°接线的功率方向继电器，若m=c,则

senm

=____________________。

=____________________。

26.中性点不接地电网单相接地短路时，故障线路保护安装处通过的零序电流为该电网所有____________________的零序电容电流之和。

27.距离保护Ⅰ段和Ⅱ段共同构成本线路的____________________。28.反应相间短路的阻抗继电器采用的接线方式是____________________。29.零序过电流保护的动作电流应躲过下一条线路首端发生三相短路时由零序电流过滤器输出的最大____________________。

30.零序功率方向继电器在保护安装处出口接地短路时____________________死区。31.为防止过渡电阻的影响，一般在距离Ⅱ段保护上采用____________________。32.在整定距离Ⅱ段的整定阻抗时，分支系数应取____________________。33.阻抗继电器的动作特性在阻抗平面上沿越____________________。

34.纵差动保护暂态情况下的不平衡电流表达式是iunb.max=___________________。35.反应变压器油箱内部各种故障和油面降低的保护称____________________。36.当变压器空载投入或外部故障切除电压恢复时，可能出现很大的励磁电流，称其为____________________。

37.对于发电机定子绕组的相间短路，要求容量在1MW以上的发电机，应装设____________________。

38.电流比相式母线保护的基本原理是比较各连接元件____________________的不同来区别母线内部或外部短路的。

三、简答题（本大题共7小题，每小题4分，共28分）39．继电保护装置的基本任务是什么？

40．功率方向继电器90°接线方式的主要优点是什么？ 41．零序电流速断保护的整定原则是什么？ 42．对于偏移特性阻抗继电器，试写出：（1）圆心向量；（2）半径r的表达式；（3）比幅式动作条件；（4）比相式动作条件。

43．试述高频闭锁方向保护的基本原理。

44．写出变压器纵差动保护不平衡电流表达式并说明式中各量的含义。

方向所占面积越大，则受振荡影响就45．试述单继电器式横差动保护的基本原理，在什么情况下带延时跳闸？为什么？

四、综合分析题（本大题共2小题，每小题7分，共14分）

46.如图所示,在单侧电源环网中,试求出过电流保护1~8的动作时限,并指出哪些保护应装设方向元件?

五、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

48．如图所示，试计算保护1限时电流速断保护的动作电流、动作时限及校验灵敏度。已知K=1.2;Z1=0.4Ω/km;K=1.2。

49．如图所示，各线路均装设距离保护，试对保护1的距离Ⅲ段保护进行整定计算，并求出最小分支系数。Krel=1.25;Kres=1.2;Kss=1;Z1=0.4Ω/km;Uloa.min=0.9×110KV

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．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相星形接线电流保护只切除一个故障点的几率为(②)。

①100％ ②2／3 ③1／3 ④ 0 5．按900接线的功率方向继电器，若IJ=-Ic，则UJ应为(②)①UAB ②-UAB ③UB ④-UC

6．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 7．作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏I段保护在非全相运行时需(④)。①投入运行 ②有选择性的投入运行 ③有选择性的退出运行 ④退出运行

8．在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时，一定要注意不要接错极性，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器(③)的后果。①拒动 ②误动 ③正向故障拒动或反向故障误动 ④损坏

9．方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器DKB(④)①原边匝数 ②副边匝数

③原边线圈中的电阻大小 ④副边线圈中的电阻大小 10．距离II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

011．相间短路的阻抗继电器采用0接线。例如IJ=IB-IA时，UJ=(②)。①UB ②UB-UA ③UA-UB ④UA

12．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

13．对于间接比较的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是(③)。

①允许信号 ②跳闸信号 ③闭锁信号 ④任意信号 14．相高频保护用I1+KI2为操作电流，K=68，主要是考虑(③)相位不受两侧电源相位的影响，有利于正确比相。

①正序电流 ②零序电流 ③负序电流 ④相电流

15．高频保护基本原理是：将线路两端的电气量（电流方向或功率方向）转化为高频信号；以

(③)为载波传送通道实现高频信号的传送，完成对两端电气量的比较。①微波通道 ②光纤通道 ③输电线路 ④导引线

三、(本题每小题5分，满分10分)在单电源环网系统中，馈电线路过电流保护动作时限如图所示。1.计算输电线路过电流保护 动作时间；2.哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?如果需要安装,在图中标明功率方 向元件及其动作正方向。

2s

1s

2.5s

0.5s

1.5s

1.5s

0.5s

四、(本题满分10)

如图所示，各线路均装有距离保护，已知：Zs1.max=20，Zs1.min=15，Zs2.max=25，Zs2.min=20，z1= 0.4／km, Kk’’=0.8。计算保护1的距离II段动作定值并校验动作灵敏度。

110KV 45KM 30KM

Kb=Ibc/Iab=[ 1+(zs1+zab)/zs2];Kb.min =[ 1+(15+18)/25]=2.32;ZdzA’’= Kk’’(ZAB+Kb×ZBC)=36.67 Klm= ZdzA’’/ ZAB=2.04>1.25

五、(本题每小题5分，满分15分)高频闭锁方向保护的原理框图如下。1.分别叙述保护动作区内部与外部故障时的保护的动

作过程；2.说明原理框图中各元件的功能与作用；3.如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故

障时，保护的工作会受到何影响? 1．动作过程：

•保护区内故障：两侧保护方向元件I,I’,S+动作，I’,S+动作后闭锁发讯，两侧保护均不发讯，保护动作跳闸

•保护区外故障：近故障侧保护方向元件S+不动作，I动作后启动发讯，闭锁对侧保护 2．元件的功能与作用：

S+ ：保护正方向故障时动作的功率方向元件； I，I’：故障起动元件 t1: 区外故障切除后，近故障端保护继续发讯 t1 以闭锁对端保护,用于防止近故障端保护I先返回（停止发讯）、远故障端S+，I’ 后返回时引起的误动

t2: 通道配合延时。区外故障时，远故障端S+，I’动作，需经t2延时才能出口，以保证可靠收到对侧闭锁信号

3．如果通道遭到破坏，内部故障/外部故障时，保护正确/错误动作。

六、(本题每小题5分，满分15分)

1．零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的区别是什么？分别在那种情况下起作用？

区别: 零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的定值整定原则不同，动作灵敏度不同

零序电流灵敏I段动作灵敏度高，作为全相运行、发生接地故障时的接地保护，非全相运行时需退 出运行；零序电流不灵敏I段的动作灵敏度低，作为非全相运行、发生接地故障时的接地保护

2．说明三种圆特性阻抗继电器，那一种受过渡电阻影响最小？那一种受系统振荡影响 最小？那一种躲负荷能力最强？

受过渡电阻影响最小依次为: 全阻抗继电器/偏移/方向； 受系统振荡影响最小依次为:方向/偏移/全阻抗继电器； 躲负荷能力最强依次为:方向/偏移/全阻抗继电器；

3．闭锁式方向高频保护中采用负序功率方向继电器有何优点？

(1)可反应所有不对称故障;增加电压记忆后,也可反应三相对称故障;(2)没有电压死区;保护区外故障时,近故障侧负序电压(功率)高于远故障侧负序电压(功率), 容易实现灵敏度配合

(3)振荡时三相对称,不存在负序分量,负序功率方向元件不误动

试题3答案

一、(本题每小题2分，满分20分)1．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。

2．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 100％。

3．零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。

o4．按90接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为 UCB。5．全阻抗继电器的主要缺点是 无方向性。

6．短距离输电线路比长距离输电线路受过渡电阻的影响要 大。

7．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。

8．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 ZΣ/2 处。

9．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。10．对于母线保护，通常把 可靠性 放在重要位置。

二、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，在110KV 输电线路中，单位线路长度的阻抗为:X1=0.4(/km), 可靠系数Kk’=1.25；系统阻抗为:Zs.max=6, Zs.min=4。

1.计算：线路AB 的电流速断保护一次动作值与电流速断保护最小保护范围。

2．比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。

1.5s 110kV

45km

30km

解：IdB.max = Es/(Zs.min + z1×LAB)Idz.A’ = Kk'IdB.max

可解得：

Idz’ = 3.77(kA)Lmin =23.1(km)

六、(本题每小题5分，满分20分)1． 中性点直接接地系统为什么不利用三相相间电流保护兼作零序电流保护，而要采用零序电流保护? 答：由于中性点直接接地系统中，单相接地短路故障几率很大（总故障80%以上），大电流接地

lmin13Es('Zs.max)Z12Idz.A

系统单相接地短路出现很大故障相与零序短路电流，而相电流保护灵敏度不够，故需单独设零 序电流保护。

2． 说明双侧电源线路上实现同期重合闸时，检同期重合闸和检无压重合闸的工作方式与同期合闸条件。

答：两侧保护跳闸后，线路无压，则无压检定侧首先合闸，使线路充电，同步检定侧检查同步 条件合格后允许同步合闸。如果无压检定侧DL偷跳，因对侧有压，不允许ZCH动作；为此在 无压检定侧同时使用同步检定，由同步检定起动ZCH。重合闸于故障时，无压检定侧DL连续 两次切除故障电流，工作条件恶劣，需定期更换检定方式。注意：同步检定侧不允许投入无压 检定方式。

同期合闸条件为：(1)Um ≈ Ux；(2)fm ≈ fx；(3)arg(Um/Ux)≈ 0 3． 相高频保护为什么用I1+KI2为操作电流？K值过大或过小对保护有何影响？

答：相差高频保护中，将三相电流综合为复合电流(I1+KI2)比相，可正确反映各种不同类型的故 障；(I1+KI2)控制高频发讯机发讯（对高频电流进行调制），称为操作电流。K=6~8，保证了各 种区内各种不对称故障的灵敏性； I1 保证了在区内三相对称故障时操作元件的可靠工作。K值 过大时难以保证三相故障时保护的灵敏度，过小则不利于不对称故障时的正确比相。

4.机定子装有纵差动和横差动保护时，发生何种故障时两种保护会同时动作？ 答：相间故障时两种保护会同时动作。

试题4答案

一、(本题每小题2分，满分20分)1．故障和不正常工作情况若不及时处理，将引起 事故。

2．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相不完全星接线电流保护只切除一个故障点的几率为 2/3。

3．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。

o4．按90接线的功率方向继电器，若IJ =-Ic，则UJ应为 －UAB。5．全阻抗继电器的主要缺点是 无方向性。

6．阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占面积越大，耐受过渡电阻的能力 越强。

7．距离Ⅱ段的整定阻抗应按分支系数Kfz为最小的运行方式来确定，目的是为了保证 选择性。

8．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 ZΣ/2。

9．高频保护采用允许信号的主要优点是 加快动作速度。

10．对于中性点可接地或不接地的变压器的接地故障需要装设零序电流保护和 零序电流电压保护。

二、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，在110KV 输电线路中，线路AB的负荷电流为175A，系统阻抗为:Xs=4,单位线路长度的阻抗为:X=0.4(/km),Kk’=1.25;Kk’’=Kk=1.15;Kzq=1.5;Kh=0.85。

1.计算：电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护动作值与动作时间。

2.比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。

1.5s

110kV

45km

30km 解：

1.线路AB的保护A速断保护

'(3)IdzKIK1d.B.max.AE(Zs.minZAB)1.252.线路AB的保护A的II段保护

求动作电流（与下条线路电流速断动作值配合）：

115/33.77(KA)(4450.4)''(3)IdzKKIK2K1d.c.max.AE(Zs.minZABZBC)1.11.25动作时间 ：tA''=0.5s

灵敏度校验：

115/32.25(KA)(4450.4300.4)

KlmId.B.min'Idz.A(Es3)2Zs.maxZAB''Idz.A33)240.445(1152.251.341.33.线路AB的保护A的III段保护

Idz.AKK3KzqKh(If.max)

六、(本题每小题5分，满分20分)1.何为系统最大/最小运行方式？在电流保护整定/校验时各选择那种方式？

答：短路时通过该保护的短路电流为最大/最小的可能运行方式,称为系统最大/最小运行方式。在电流保护 整定/校验时各选择最大/最小运行方式。

02.高频闭锁方向保护中采用按90接线方式的功率方向继电器作为方向元件时带来什么问题？如采用负序功率方向继电器会有何优点？此时的缺点是什么？

0答：90接线功率方向元件有电压死区，振荡时可能误动。采用负序功率方向继电器的优点：(1)可反应所有不对称故障;(2)没有电压死区;保护区外故障时,近故障侧负序电压(功率)高于远故障侧负序电压(功率), 容易实现灵敏度配合；(3)振荡时三相对称,不存在负序分量,负序功率方向元件不误动。缺点：不反应三相对称故障;需采用三相对称故障辅助启动元件。

3.a.何为潜供电流？它对于单相重合闸动作时间有何影响？b.说明同期合闸条件。

答：a.潜供电流是指单跳后健全相电势经相间藕合电容向故障点提供的短路电流及健全相负荷电流经相间互感在故障相产生的感应电势通过对地电容向故障点提供的短路电流。由于存在潜供电流，使短路点电弧熄灭时间、介质绝缘恢复时间增大，相应单相重合闸延时较三相重合闸延时增大。

b.同期合闸条件:(1)Um≈Ux；(2)fm≈fx；(3)arg(Um/Ux)≈0 4．变压器励磁涌流是在什么情况下产生的?它有何特点?在变压器差动保护中是怎么利用涌流的这些特点来消除涌流对差动保护的影响？

答： 变压器正常工作时, 磁通滞后于工作电压U的角度为900；变压器空载合闸或外部故障切除、电压恢 复时，如果工作电压瞬时值为0，应有= –m；由于磁通不能突变，出现幅值m的非周期分量磁通；再考虑铁芯剩余磁通S，出现最大磁通max=2m + S，使得变压器铁芯严重饱和，产生很大的励磁涌流。

变压器励磁涌流的主要特点是：(1)变压器励磁涌流包含有很大成分的非周期分量（对称涌流除外）；(2)变压器励磁涌流包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主；(3)变压器励磁涌流波形之间出现间断。

在变压器纵差保护中防止励磁涌流影响的方法是(1)针对变压器励磁涌流的非周期分量，采用速饱和变流器BLH；(2)针对变压器励磁涌流的波形之间出现间断，鉴别短路电流和励磁涌流

1.21.52300.487(kA)0.85 波形的差别；(3)针对变压器励磁涌流包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主的特点，利用二次谐波制动等，都可以在变压器纵差保护中防止励磁涌流的影响。