華南理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院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：學(xué)號：專業(yè)層次：繼續(xù)教育本科姓名：座號：注意事項：1.本試卷共五大題，滿分100分，考試時間120分鐘，閉卷；2.考前請將密封線內(nèi)各項信息填寫清楚；3.所有答案直接做在試卷上,做在草稿紙上無效；4．考試結(jié)束，試卷、草稿紙一并交回。（密題號一二三四五總分封線得分出卷要求：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；內(nèi)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%、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、簡答題、論述題、計算題、設(shè)計題，操作題、作圖題、分析題、編程題等；不答4、題量適當(dāng)，考試時間不低于90分鐘，一般為120分鐘；5、同一份試卷中，同相內(nèi)容不得出現(xiàn)在不同題型中；出卷應(yīng)出A、B、C卷，題型同相且難易程度當(dāng)相，同題型試題內(nèi)容重復(fù)率不得超過20%；題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)與試卷模版所給同相；）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)。一.判斷題(每題1分，共15分)1.電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,繼電保護(hù)裝置如不能及時動作,可能破壞電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。(√)2.繼電保護(hù)裝置的測量部分測量被保護(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。(×)3.電力系統(tǒng)發(fā)生故障時繼電保護(hù)裝置通常應(yīng)在保證選擇性的前提下,盡快動作。(√)4.采用900接線的功率方向繼電器,兩相短路時有電壓死區(qū)。（×）5.電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱相間短路時，短路電流中含正序分量、負(fù)序分量、零序分量。(×)6.中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地時,故障線路保護(hù)通過的零序電流為本身非故障相對地電容電流之和。(×)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)。（×）8.長線路的9.電流比相式母線保護(hù)10.對于中性點(diǎn)非11.平行線路的12.相差高頻保護(hù)13.發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路時14.電氣設(shè)備過測量阻抗受故障點(diǎn)過渡阻抗的影響比短線路大。（×）動作判斷只與電流的相位有關(guān)，而與電流的幅值無關(guān)。（√）直接接地電網(wǎng)，母線保護(hù)采用三相式接線。(×)一回線檢修時,橫差方向保護(hù)應(yīng)自動退出工作。(√)能作相鄰元件的后備保護(hù)。（×），短路點(diǎn)越靠近機(jī)端，短路電流越大，保護(hù)動作越靈敏。（×）負(fù)荷時,繼電保護(hù)應(yīng)將過負(fù)荷設(shè)備切除。（√）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。（√）二.單項選擇題(每題1分,共10分)器按其結(jié)構(gòu)形式分類，目前主要有（C）。1.繼電(A)測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.對于過電流保護(hù)，計算保護(hù)靈敏系數(shù)時，應(yīng)用（B）。（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)K要求（C）lm(A)K<1；(B)K=1；(C)K>1。lmlmlm4.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“*”端指向有“*”端；（B）任何一端指向另一端；（C）從有“*”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.方向阻抗繼電器中，記憶回路的（A）提高靈敏度；(B)消除正向出口三相短路的(C)防止反向出口短路動作。7.從減小系統(tǒng)振蕩影響出發(fā)作用是（B）。死區(qū)；,距離保護(hù)的測量元件應(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,電壓互感器開口三角處零序電壓3U大小為（B）。0(A)Uph；(B)3Uph；(C)9.方向閉鎖高頻保護(hù)發(fā)信機(jī)起動后,當(dāng)判斷為外部短路時(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；Uph。3（C）。(C)反方向一側(cè)發(fā)信機(jī)繼續(xù)發(fā)信。10.發(fā)電機(jī)縱差動保護(hù)中斷線監(jiān)視繼電器的動作電流，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)行時的不平衡電流；(C)發(fā)電機(jī)外部短路時的不平衡電流。。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)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種裝置。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，當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動，由后備保護(hù)以較長的時間切除故障，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)拒動時，首先動作的后備保護(hù)。遠(yuǎn)后備保護(hù)是保護(hù)或斷路器拒動時，靠近電源側(cè)的相鄰線路保護(hù)實現(xiàn)后備作用的保護(hù)。3.線路縱差動保護(hù)中不平衡電流產(chǎn)生的原因是什么?為什么縱差動保護(hù)需考慮暫態(tài)過程中的不平衡電流?答：線路縱差動保護(hù)不平衡電流產(chǎn)生的原因是由于電流互感器存在勵磁電流，且兩組電流互感器的特性不會完全一致。因為縱差動保護(hù)是瞬時動作的，為使差動保護(hù)在外部故障時不動作，保護(hù)的動作電流應(yīng)大于外部故障時流經(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)?答：突出的優(yōu)點(diǎn)是靈敏性好。距離I段可保護(hù)被保護(hù)線路全長的80%～85％，且保護(hù)范圍不隨運(yùn)行方式變化；距離Ⅱ段的保護(hù)范圍也較電流Ⅱ段大，且保護(hù)范圍基本上不隨運(yùn)行方式變化；距離Ⅲ段也因阻抗繼電器同時反應(yīng)電流增大和電壓降低而比電流Ⅲ段靈敏。5.什么是自動重合閘?電力系統(tǒng)中為什么要采用自動重合閘?答：自動重合閘裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動投入的一種自動裝置。電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗表明，架空線路絕大多數(shù)的故障都是瞬時性的，永久性故障—般不到10％。因此，在由繼電保護(hù)動作切除短路故障之后，電弧將自動熄滅，絕大多數(shù)情況下短路處的絕緣可以自動恢復(fù)。因此，自動將斷路器重合，不僅提高了供電的安全性和可靠性，減少了停電損失，而且還提高了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，增大了高壓線路的送電容量，也可糾正由于斷路器或繼電保護(hù)裝置造成的誤跳閘。所以，架空線路要采用自動重合閘裝置。四.簡答題(共7題，每題5分，共35分)1.簡述繼電保護(hù)的基本原理和構(gòu)成方式。答：基本原理：1、過電流保護(hù)2、低電壓保護(hù)3、距離保護(hù)4、方向保護(hù)5、差動原理的保護(hù)6、瓦斯保護(hù)7、過熱保護(hù)等。構(gòu)成方式：1、測量部分2、邏輯部分3、執(zhí)行部分2.何謂0°接線？相間短路用方向阻抗元件為什么常常采用0°接線？為什么不用相電壓和本相電流的接線方式?答：當(dāng)阻抗繼電器加入的電壓和電流為U和I-I時，我們稱這為0°接線。因為加入繼電器的ABAB電壓和電流應(yīng)滿足：1、繼電器的測量阻抗正比于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離；2、繼電器的測量阻抗應(yīng)與故障類型無關(guān)，也就是保護(hù)范圍不隨故障類型而變化的原因。采用0°接線可以滿足上述條件，而采用相電壓和本相電流的接線方式時不能滿足上述條件。3.在什么情況下采用三段式電流保護(hù)？什么情況下可以采用兩段式電流保護(hù)？什么情況下可只用一段定時限過電流保護(hù)？Ⅰ、Ⅱ段電流保護(hù)能否單獨(dú)使用？為什么？第3頁（共頁）

答：越靠近電源端，則過電流保護(hù)的動作時限就越長，因此一般都需要裝設(shè)三段式的保護(hù)。線路倒數(shù)第二級上，當(dāng)線路上故障要求瞬時切除時，可采用一個速斷加過電流的兩段式保護(hù)。保護(hù)最末端一般可只采用一段定時限過電流保護(hù)。I、II段電流保護(hù)一般不能單獨(dú)使用，I段不能保護(hù)線路的全長，II段不能作為相鄰元件的后備保護(hù)。(3)匝間短路保護(hù)：反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路；(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)體勵磁的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路5.何為潛供電流？它對于單相重合閘動作時間有何影響？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)電勢通過對地電容向故障點(diǎn)提供供電流，使短路點(diǎn)電弧熄滅時間、介質(zhì)絕緣恢復(fù)時間增大，相應(yīng)單相重合閘延時較三相重合閘延時增大。的短路電流。由于存在潛6.高頻保護(hù)運(yùn)行時，為什么運(yùn)行人員每天要交換信號以答：我國常采用電力系統(tǒng)正常時高頻通道無高頻電流的工作方式。由于站的設(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。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引起衰耗；高道上任何一個環(huán)節(jié)出問題，都會影響高額保護(hù)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)正常運(yùn)行時，高頻通道無檢查高頻通道?高頻通道涉及兩個廠頻通高頻電流，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)行人員用啟動按鈕啟動高頻發(fā)信機(jī)向?qū)?cè)發(fā)送高頻信號，通過檢測相應(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)合下圖說明帶制動特性的變壓器差動繼電器（1）在外部故障時能可靠躲開的不平衡電流答：變壓器差動保護(hù)的制動曲線為圖中曲線1，其位于外部故障時產(chǎn)生的不平衡電流曲線2所確定的不平衡1所對應(yīng)的動作電流。因此可確保外部故障2的上方。因此外部故障時，在相同故障電流情況下，工作線圈只流過的由曲線電流，此時顯然要小于繼電器的動作所需的由曲線時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，其起動電流雖然可能大于I但均actmin。在其附近，因此要遠(yuǎn)小于沒有制動特性時的啟動值Iact，顯然其靈敏性比無制動時的差動保護(hù)的靈敏系數(shù)要高。五、計算題（理科）或操作題（理科）或作圖題（理科）(20分)第5頁（共頁）

65Z=0.45Ω/km，阻抗角。線路上采L1如圖示，已知：網(wǎng)絡(luò)的正序阻抗用三段式距離保護(hù)，其第I、II、III段阻抗元件均采用0°接線的方向阻抗繼65t2s，線路AB、BC2電器，繼電器的最靈敏角sen，保護(hù)2的延時自起動系數(shù)K2,繼電器的返回系數(shù)為400A，負(fù)荷的的最大負(fù)荷電流均ssK1.2，并設(shè)K0.85K1.15，負(fù)荷的功率因數(shù)cos0.9，變III，relrerelD壓器采用了能保護(hù)整個變壓器的無時限縱差保護(hù)。試求：距離保護(hù)1第I段的動作阻抗，第II段、第III段的靈敏度與動作時間。ABCD1230km38km62kmE115/3kVT1T2AXXsA.min1020sA.maxE115/3kVBXXsB.min3040ZZ84.7T2T1sB.max解：1、距離保護(hù)1第I段：ZKIZ0.850.453011.16動作阻抗：（1分）set1relAB2、保護(hù)1的第II段（分兩種情況）：（1）與相鄰線路KII(ZKIKZ)配合：Z（1分）set1relABrelbminBCK(AB1)(1013.51)1.59XZsAminX40bminsBmax0.8(13.50.851.590.4538)29.29Z（3分）set1（2）與變壓器支路配合：ZKII(ZKIKZT)2set1relABrelbmin（1分）K(bminAB1)(1013.51)1.59XZsAminX40（1分）sBmax84.70.7(13.50.71.59set1)42.44Z2（1分）對以上兩種情況，取較小者，所以：29.29Z（1分）set1靈敏度：29.2913.52.171.5KZIIsetAZsen滿足要求。（1分）ABt0.5s（1分）動作時間：II3、距離保護(hù)1的第III段：采用方向阻抗繼電器，ZZset1KIIIKKLcos(min)，（1分）relressLDULmin0.9110142.89Z30.4LminI，(1分)LmaxK1.2，K2，KIII1.15，re