電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理期末考試試題及詳細(xì)答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.繼電保護(hù)裝置的基本要求不包括（）A.選擇性B.速動(dòng)性C.靈敏性D.穩(wěn)定性2.電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流是按（）來(lái)整定的。A.躲過(guò)最大負(fù)荷電流B.躲過(guò)最大短路電流C.躲過(guò)最小短路電流D.躲過(guò)最小負(fù)荷電流3.限時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)要求（）。A.大于1.2B.大于1.31.5C.大于2D.大于34.三段式電流保護(hù)中，（）的保護(hù)范圍最大。A.電流速斷保護(hù)B.限時(shí)電流速斷保護(hù)C.過(guò)電流保護(hù)D.都一樣5.方向電流保護(hù)是在（）的基礎(chǔ)上加裝了方向元件。A.電流速斷保護(hù)B.限時(shí)電流速斷保護(hù)C.過(guò)電流保護(hù)D.距離保護(hù)6.距離保護(hù)的第Ⅰ段一般保護(hù)線路全長(zhǎng)的（）。A.50%60%B.70%80%C.80%90%D.100%7.高頻保護(hù)是利用（）作為載波信號(hào)來(lái)傳送線路兩側(cè)的比較信號(hào)。A.微波B.光波C.高頻電流D.直流電流8.變壓器縱差動(dòng)保護(hù)不能反應(yīng)（）故障。A.繞組的相間短路B.繞組的匝間短路C.套管故障D.過(guò)負(fù)荷9.發(fā)電機(jī)的定子繞組單相接地保護(hù)，要求其動(dòng)作于（）。A.跳閘B.信號(hào)C.減負(fù)荷D.自動(dòng)重合閘10.母線保護(hù)中，（）是利用比較母線各連接元件電流的大小和相位的原理構(gòu)成的。A.電流差動(dòng)保護(hù)B.電流速斷保護(hù)C.過(guò)電流保護(hù)D.距離保護(hù)二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是（）。A.自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除B.反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘C.保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行D.提高電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量2.影響電流速斷保護(hù)范圍的因素有（）。A.系統(tǒng)運(yùn)行方式B.短路類型C.線路長(zhǎng)度D.故障點(diǎn)位置3.距離保護(hù)的主要組成部分有（）。A.測(cè)量元件B.啟動(dòng)元件C.振蕩閉鎖元件D.二次電壓回路斷線失壓閉鎖元件4.變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有（）。A.過(guò)負(fù)荷B.外部短路引起的過(guò)電流C.油箱漏油造成的油面降低D.中性點(diǎn)過(guò)電壓5.發(fā)電機(jī)的故障類型主要有（）。A.定子繞組的相間短路B.定子繞組的單相接地短路C.轉(zhuǎn)子繞組的一點(diǎn)接地或兩點(diǎn)接地短路D.失磁故障三、判斷題（每題1分，共10分）1.繼電保護(hù)裝置的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。（）2.電流速斷保護(hù)可以保護(hù)線路的全長(zhǎng)。（）3.限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間是固定的，與短路電流的大小無(wú)關(guān)。（）4.方向電流保護(hù)的動(dòng)作方向是由功率方向繼電器來(lái)判斷的。（）5.距離保護(hù)的測(cè)量元件是用來(lái)測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離的。（）6.高頻保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)全線速動(dòng)。（）7.變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)可以反應(yīng)變壓器的所有故障。（）8.發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)是反應(yīng)發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁后對(duì)電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身產(chǎn)生的不良影響而設(shè)置的。（）9.母線保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)盡量短，以減少故障對(duì)母線的損壞。（）10.自動(dòng)重合閘裝置可以提高電力系統(tǒng)的供電可靠性。（）四、簡(jiǎn)答題（每題8分，共32分）1.簡(jiǎn)述繼電保護(hù)裝置的基本組成部分及其作用。2.說(shuō)明電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)的特點(diǎn)及相互配合關(guān)系。3.簡(jiǎn)述距離保護(hù)的工作原理。4.分析變壓器縱差動(dòng)保護(hù)中產(chǎn)生不平衡電流的原因及減小不平衡電流的措施。五、計(jì)算題（每題11.5分，共23分）1.已知某線路的最大負(fù)荷電流為300A，最大運(yùn)行方式下三相短路電流為2000A，最小運(yùn)行方式下兩相短路電流為1500A。試計(jì)算該線路電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流，并說(shuō)明其動(dòng)作時(shí)限。（可靠系數(shù)取1.2，返回系數(shù)取0.85）2.某距離保護(hù)裝置的Ⅰ段動(dòng)作阻抗為5Ω，Ⅱ段動(dòng)作阻抗為10Ω，Ⅲ段動(dòng)作阻抗為15Ω，線路全長(zhǎng)為20km，系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處到線路末端的短路阻抗為8Ω，最小運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處到線路末端的短路阻抗為10Ω。試分析該距離保護(hù)各段的保護(hù)范圍。答案一、單項(xiàng)選擇題1.D。繼電保護(hù)裝置的基本要求是選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性，穩(wěn)定性不是其基本要求。2.B。電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過(guò)最大短路電流來(lái)整定，以保證在被保護(hù)線路外部短路時(shí)保護(hù)不動(dòng)作。3.B。限時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)要求大于1.31.5，以保證在相鄰線路首端短路時(shí)有足夠的靈敏度。4.C。三段式電流保護(hù)中，過(guò)電流保護(hù)的保護(hù)范圍最大，它可以保護(hù)本線路及相鄰線路的全長(zhǎng)。5.C。方向電流保護(hù)是在過(guò)電流保護(hù)的基礎(chǔ)上加裝了方向元件，以保證在反方向短路時(shí)保護(hù)不動(dòng)作。6.C。距離保護(hù)的第Ⅰ段一般保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%90%，以保證其動(dòng)作的快速性和選擇性。7.C。高頻保護(hù)是利用高頻電流作為載波信號(hào)來(lái)傳送線路兩側(cè)的比較信號(hào)。8.D。變壓器縱差動(dòng)保護(hù)能反應(yīng)繞組的相間短路、匝間短路和套管故障等，但不能反應(yīng)過(guò)負(fù)荷。9.B。發(fā)電機(jī)的定子繞組單相接地保護(hù)，當(dāng)接地電流較小時(shí)，一般動(dòng)作于信號(hào)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并處理。10.A。母線保護(hù)中，電流差動(dòng)保護(hù)是利用比較母線各連接元件電流的大小和相位的原理構(gòu)成的。二、多項(xiàng)選擇題1.AB。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以及反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。2.AB。影響電流速斷保護(hù)范圍的因素有系統(tǒng)運(yùn)行方式和短路類型，系統(tǒng)運(yùn)行方式不同，短路電流大小不同；短路類型不同，短路電流也不同，從而影響保護(hù)范圍。3.ABCD。距離保護(hù)的主要組成部分有測(cè)量元件、啟動(dòng)元件、振蕩閉鎖元件和二次電壓回路斷線失壓閉鎖元件。4.ABCD。變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有過(guò)負(fù)荷、外部短路引起的過(guò)電流、油箱漏油造成的油面降低和中性點(diǎn)過(guò)電壓等。5.ABCD。發(fā)電機(jī)的故障類型主要有定子繞組的相間短路、定子繞組的單相接地短路、轉(zhuǎn)子繞組的一點(diǎn)接地或兩點(diǎn)接地短路和失磁故障等。三、判斷題1.√。這是繼電保護(hù)裝置選擇性的正確定義。2.×。電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，存在死區(qū)。3.√。限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間是固定的，與短路電流的大小無(wú)關(guān)，它是通過(guò)時(shí)間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。4.√。方向電流保護(hù)的動(dòng)作方向是由功率方向繼電器來(lái)判斷的，當(dāng)功率方向?yàn)檎较驎r(shí)，保護(hù)才可能動(dòng)作。5.√。距離保護(hù)的測(cè)量元件是用來(lái)測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離的，通過(guò)測(cè)量短路阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)。6.√。高頻保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)全線速動(dòng)，因?yàn)樗芸焖俦容^線路兩側(cè)的電氣量。7.×。變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)不能反應(yīng)變壓器的所有故障，如輕微的匝間短路可能無(wú)法靈敏動(dòng)作。8.√。發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)是反應(yīng)發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁后對(duì)電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身產(chǎn)生的不良影響而設(shè)置的。9.√。母線保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)盡量短，以減少故障對(duì)母線的損壞，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。10.√。自動(dòng)重合閘裝置可以在輸電線路發(fā)生瞬時(shí)性故障跳閘后，自動(dòng)重合閘，提高電力系統(tǒng)的供電可靠性。四、簡(jiǎn)答題1.繼電保護(hù)裝置的基本組成部分及其作用如下：測(cè)量部分：測(cè)量被保護(hù)對(duì)象的有關(guān)物理量，如電流、電壓等，并與給定的整定值進(jìn)行比較，以判斷是否發(fā)生故障或出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)。邏輯部分：根據(jù)測(cè)量部分的輸出結(jié)果，按照一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行判斷，確定保護(hù)裝置是否應(yīng)該動(dòng)作。執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分的判斷結(jié)果，發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作指令，如跳閘或發(fā)出信號(hào)等。2.電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)的特點(diǎn)及相互配合關(guān)系如下：特點(diǎn)：電流速斷保護(hù)：動(dòng)作迅速，無(wú)延時(shí)，但不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，存在死區(qū)。限時(shí)電流速斷保護(hù)：動(dòng)作有一定延時(shí)，能保護(hù)線路全長(zhǎng)，但不能作為相鄰線路的后備保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)：保護(hù)范圍大，可作為本線路及相鄰線路的后備保護(hù)，但動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)。相互配合關(guān)系：電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)構(gòu)成主保護(hù)，相互配合，保證在本線路發(fā)生故障時(shí)能快速切除故障。過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)，當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作切除故障。3.距離保護(hù)的工作原理是：通過(guò)測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（即測(cè)量阻抗），并與預(yù)先設(shè)定的動(dòng)作阻抗進(jìn)行比較。當(dāng)測(cè)量阻抗小于動(dòng)作阻抗時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作；當(dāng)測(cè)量阻抗大于動(dòng)作阻抗時(shí)，保護(hù)裝置不動(dòng)作。距離保護(hù)利用了故障時(shí)測(cè)量阻抗與故障距離成正比的關(guān)系，能夠較準(zhǔn)確地判斷故障位置。4.變壓器縱差動(dòng)保護(hù)中產(chǎn)生不平衡電流的原因及減小不平衡電流的措施如下：原因：變壓器兩側(cè)電流互感器的變比誤差。變壓器勵(lì)磁涌流。變壓器兩側(cè)繞組接線方式不同。變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭。措施：采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器，以減小勵(lì)磁涌流的影響。采用平衡線圈或自耦變流器來(lái)補(bǔ)償由于變比誤差產(chǎn)生的不平衡電流。對(duì)變壓器兩側(cè)繞組采用合適的接線方式，使兩側(cè)電流相位一致。在差動(dòng)回路中接入負(fù)荷調(diào)壓補(bǔ)償回路，以補(bǔ)償由于帶負(fù)荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生的不平衡電流。五、計(jì)算題1.電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流：已知最大運(yùn)行方式下三相短路電流\(I_{k.max}=2000A\)，可靠系數(shù)\(K_{rel}=1.2\)。根據(jù)公式\(I_{op1}=K_{rel}I_{k.max}\)，可得\(I_{op1}=1.2\times2000=2400A\)，電流速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限\(t_1=0s\)。過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流：已知最大負(fù)荷電流\(I_{L.max}=300A\)，可靠系數(shù)\(K_{rel}=1.2\)，返回系數(shù)\(K_{re}=0.85\)。根據(jù)公式\(I_{op2}=\frac{K_{rel}}{K_{re}}I_{L.max}\)，可得\(I_{op2}=\frac{1.2}{0.85}\times300\approx423.53A\)，過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限一般取13s，這里假設(shè)取\(t_2=2s\)。2.距離保護(hù)Ⅰ段：Ⅰ段動(dòng)作阻抗\(Z_{op1}=5Ω\)，系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處到線路末端的短路阻抗\(Z_{k.max}=8Ω\)，最小運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處到線路末端的短路阻抗\(Z_{k.min}=10Ω\)。因?yàn)閈(Z_{op1}<Z_{k.min}\)，所以Ⅰ段能保護(hù)本線路的一部分，保護(hù)范圍為\(l_