电力系统继电保护 ( 第3次 )

大工20秋《电力系统继电保护》在线作业3
试卷总分:100 得分:100
一、单选题 (共 10 道试题,共 50 分)
1.零序电压的发电机匝间保护,要加装方向元件是为保护在()时保护不误动作。

--A.定子绕组接地故障时
--B.定子绕组相间故障时
--C.外部不对称故障时
--D.外部对称故障时
注：请仔细阅读上述题目，并作出选择
参考选择答案是：C
2.在母线的所有连接元件上装设具有相同变比和特性的电流互感器的母线差动保护是( )。

--A.完全电流差动母线保护
--B.高阻抗母线差动保护
--C.具有比率制动特性的电流差动母线保护
--D.电流比相式母线保护
注：请仔细阅读上述题目，并作出选择
参考选择答案是：A
3.纵差保护区为()。

--A.被保护设备内部
--B.差动保护用的几组CT之间
--C.CT之外
--D.被保护设备外部
注：请仔细阅读上述题目，并作出选择
参考选择答案是：B
4.反应变压器油箱内部各种故障和油面降低的保护称为()。

--A.纵差保护
--B.横差保护
--C.瓦斯保护
--D.电压保护
注：请仔细阅读上述题目，并作出选择
参考选择答案是：C
5.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()。

--A.接入TA
--B.接入TV
--C.接入KT
--D.接入KOF
注：请仔细阅读上述题目，并作出选择
参考选择答案是：C。

花了点点时间把课后答案整理了下·这里只是整理了方大神勾的题··没有弄计算题·由于不知道怎么脑残了··居然从第九章开始了··然后又没有找到怎么倒置·将就看哈··如果有错求告知啊··好了·骚年们··加油背书吧！！第九章1.试描述装设母线保护的基本原则当双母线同时运行或母线分段单母线时，供电元件的保护装置则不能保证有选择性地切除故障母线，因此应装设专门的母线保护,具体情况如下：1）在110KV及以上的双母线和分段单母线上，为保证有选择性地切除任一组（或段）母线上所发生的故障，而另一组（或段）无故障的母线仍能继续进行，应装设专门的母线保护2）110KV及以上的单母线，重要发电厂的35KV母线或高压侧为110KV及以上的重要降压变电所的35KV母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护。

为满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成的。

2.简述电流比相式母线保护（P172）根据母线外部故障或内部故障时连接在该母线上各元件电流相位的变化来实现的。

优点：1.动作条件与幅值无关，因此不要求各电流互感器变化相同。

2，因该保护不受不平衡电流的影响，保护灵敏度较高。

3.简述母线的完全差动保护（P167）在母线的所有元件上装设有相同变比和特性的电流互感器。

整定计算原则：躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流，电流互感器二次回路断线时误动。

灵敏度高，选择性好，适用于单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况。

不能用于双母线系统。

4.断路器失灵保护的作用是什么？（P176）当故障线路的继电保护动作发出跳闸信号后，断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电厂或变电所内其他有关的断路器，将停电范围限制到最小。

5.试述判别母线故障的基本方法（P172)通过二次母线差动保护信号判别。

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)电力系统不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、最靠近故障点的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侧的断路器,造成事故扩大;(3）在高压电网中往往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）动作时只切除主保护要跳开的断路器，不造成事故扩大；（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。

2.14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〈a〈90o。

（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Z d<<Z s时，0o〈a<90o；当短路点远离保护安装处，且系统容量很大Z d>>Z s 时，-30o〈a<60o。

三段式继电保护1.1什么是继电保护装置：继电保护装置是一种由继电器和其它辅助元件构成的安全自动装置。

它能反映电气元件的故障和不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号。

(1)故障：将故障元件切除(借助断路器)；(2)不正常状态――自动发出信号以便及时处理，可预防事故的发生和缩小事故影响范围，保证电能质量和供电可靠性。

1.2 继电保护的作用与组成在电力系统中，继电保护装置的基本任务（作用）是:（1）当电力系统中的电气设备发生短路故障时，能自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。

（2）当电力系统中的电气设备出现不正常运行状态时，并根据运行维护的条件( 例如有无经常值班人员) ，动作于发出信号、减负荷或跳闸。

此时一般不要求保护迅速动作，而是根据当时电力系统和元件的危害程度规定一定的延时，以免误动作。

继电保护的组成一般由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。

就全局而论，在电力系统的安全问题上有两种必须避免的灾害性事故：一种是重大电力设备损坏，另一种是电网的长期大面积停电。

在这些方面，电力系统继电保护一直发挥着特殊重要作用。

继电保护装置主要都包括三个部分：测量部分、逻辑部分、执行部分。

1.4 继电保护装置的分类继电保护装置一般可以按反应的物理量不同、被保护对象的不同、组成元件的不同以及作用的不同等方式来分类，例如：（1）根据保护装置反应物理量的不同可分为：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护和瓦斯保护等。

（2）根据被保护对象的不同可分为：发电机保护、输电线保护、母线保护、变压器保护、电动机保护等。

在电气化铁道牵引供电系统中，主要有110kV（或220 kV）输电线保护、牵引变压器保护、牵引网馈线保护及并联电容器补偿装置保护等。

（3）根据保护装置的组成元件不同可分为：电磁型、半导体型、数字型及微机保护装置等。

（4）根据保护装置的作用不同可分为：主保护、后备保护，以及为了改善保护装置的某种性能，而专门设置的辅助保护装置等。

第一章1、继电保护在电力系统中的任务是什么?答：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。

2、什么是故障、异常运行和事故？短路故障有那些类型？相间故障和接地故障在故障分量上有何区别？对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别？答：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况下属于不正常运行状态。

事故，就是指系统或其中一部分的工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。

相间故障无零序分量。

对称故障只有正序分量。

3、什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？答：当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护作为后备保护，由于这种后备作用是在主保护安装处实现，因此，称之为近后备保护。

在远处实现对相邻元件的后备保护，称为远后备保护。

4、简述继电保护的基本原理和构成方式。

答：基本原理：1、过电流保护2、低电压保护3、距离保护4、方向保护5、差动原理的保护6、瓦斯保护7、过热保护等。

构成方式：1、测量部分2、逻辑部分3、执行部分5、什么是电力系统继电保护装置?答：继电保护装置，就是指能反应电力系统中元件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装置。

6、电力系统对继电保护的基本要求是什么?答：1、选择性：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。

2、速动性：在发生故障时，力求保护装置能迅速动作切除故障，以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。

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4．按90o接线的功率方向继电器，若I J=-Ic，则U J应为。

答：U J =U BA5．如果方向阻抗继电器的最大灵敏角是ϕlm，负荷阻抗角是ϕf，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(ϕlm-ϕf)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ϕ= 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(Ω/km), 可靠系数Kk’=1.25；系统阻抗为:Zs.max=6Ω, Zs.min=4Ω。

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。

第一章继电保护概述1-1 答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其他自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。

1-2 答：即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

1-3 答：继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化，偏离正常运行范围，利用故障电气量变化的特征可以构成各种原理的继电保护。

例如，根据短路故障时电流增大．可构成过流保护和电流速断保护；根据短路故障时电压降低可构成低电压保护和电流速断保护等。

除反映各种工频电气量保护原理外，还有反映非工频电气量的保护，如超高压输电线的行波保护和反映非电气量的电力变压器的瓦斯保护、过热保护等。

1-4 答：主保护是指能满足系统稳定和安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。

后备保护是指当主保护或断路器拒动时，起后备作用的保护。

后备保护又分为近后备和远后备两种：（1）近后备保护是当主保护拒动时，由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护;（2）远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由前一级线路或设备的保护来切除故障以实现的后备保护.辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足，或当主保护及后备保护退出运行时而增设的简单保护。

1-6答：(1)当线路CD中k3点发生短路故障时，保护P6应动作，6QF跳闸，如保护P6和P5不动作或6QF, 5QF拒动，按选择性要求，保护P2和P4应动作，2QF和4QF应跳闸。

(2）如线路AB中k1点发生短路故障，保护P1和P2应动作，1QF和2QF应跳闸，如保护P2不动作或2QF拒动，则保护P4应动作，4QF跳闸。

第二章继电保护的基础知识2-1答：（1）严禁将电流互感器二次侧开路；（2）短路电流互感器二次绕组，必须使用短路片或短路线,短路应妥善可靠，严禁用导线缠绕；（3）严禁在电流互感器与短路端子之间的回路和导线上进行任何工作；（4）工作必须认真、谨慎，不得将回路永久接地点断开；（5）工作时，必须有专人监护，使用绝缘工具，并站在绝缘垫上。

第三章 电网的距离保护 第一节距离保护的作用原理一﹑基本概念电流保护的优点：简单﹑可靠﹑经济。

缺点：选择性﹑灵敏性﹑快速性很难满足要求（尤其35kv 以上的系统）。

距离保护的性能比电流保护更加完善。

Z dU d....1fe f dd d ld I U Z I U Z Z =<==，反映故障点到保护安装处的距离——距离保护，它基本上不受系统的运行方式的影响。

二﹑距离保护的时限特性距离保护分为三段式： I 段：AB Idz Z Z )85.0~8.0(1=，瞬时动作 主保护 II 段：)(21Idz AB IIK IIdz Z Z K Z +=，t=0.5’’III 段：躲最小负荷阻抗，阶梯时限特性。

————后备保护第二节 阻抗继电器阻抗继电器按构成分为两种：单相式和多相式单相式阻抗继电器：指加入继电器的只有一个电压U J （相电压或线电压）和一个电流I J （相电流或两相电流之差）的阻抗继电器。

JJ J I U Z ..=——测量阻抗Z J =R+jX 可以在复平面上分析其动作特性它只能反映一定相别的故障，故需多个继电器反映不同相别故障。

多相补偿式阻抗继电器：加入的是几个相的补偿后的电压。

它能反映多相故障，但不能利用测量阻抗的概念来分析它的特性。

本节只讨论单相式阻抗继电器。

一﹑阻抗继电器的动作特性PTld PT l lPT JJ J n n Z n n I U n I n U I U Z ⨯=⨯===1.1.1.1...BC 线路距离I 段内发生单相接地故障，Z d 在图中阴影内。

由于1）线路参数是分布的， Ψd 有差异2)CT,PT 有误差 3）故障点过渡电阻 4）分布电容等 所以Z d 会超越阴影区。

因此为了尽量简化继电器接线，且便于制造和调试，把继电器的动作特性扩大为一个圆，见图。

圆1：以od 为半径——全阻抗继电器（反方向故障时，会误动，没有方向性） 圆2：以od 为直径——方向阻抗继电器（本身具有方向性） 圆3：偏移特性继电器另外，还有椭圆形，橄榄形，苹果形，四边形等二﹑利用复数平面分析阻抗继电器它的实现原理：幅值比较原理 B A U U ..≥J相位比较原理 90arg 90..≤≤-DC U U（一） 全阻抗继电器 特性：以保护安装点为圆心（坐标原点），以Z zd 为半径的圆。

电力系统继电保护课后习题解析(第二版)-张保会-尹项根主编(实用版)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电力系统继电保护课后习题答案1 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。

第1章绪论思考题与习题的解答1-1 什么是故障、异常运行方式和事故？它们之间有何不同？又有何联系？答：电力系统运行中，电气元件发生短路、断线时的状态均视为故障状态，电气元件超出正常允许工作范围；但没有发生故障运行，属于异常运行方式既不正常工作状态；当电力系统发生故障和不正常运行方式时，若不及时处理或处理不当，则将引发系统事故，事故是指系统整体或部分的工作遭到破坏，并造成对用户少供电或电能质量不符合用电标准，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏等严重后果。

故障和异常运行方式不可以避免，而事故是可以避免发生。

1-2常见故障有哪些类型？故障后果表现在哪些方面？答：常见故障是各种类型短路，包括相间短路和接地短路。

此外，输电线路断线，旋转电机、变压器同一相绕组匝间短路等，以及由上述几种故障组合成复杂的故障。

故障后果使故障设备损坏或烧毁；短路电流通过非故障设备产生热效应和力效应，使非故障元件损坏或缩短使用寿命；造成系统中部分地区电压值大幅度下降，破坏电能用户正常工作影响产品质量；破坏电力系统中各发电厂之间并联运行稳定性，使系统发生振荡，从而使事故扩大，甚至是整个电力系统瓦解。

1-3什么是主保护、后备保护和辅助保护？远后备保护和近后备保护有什么区别？答：一般把反映被保护元件严重故障，快速动作与跳闸的保护装置称为主保护，而把在主保护系统失效时备用的保护称为后备保护。

例如：线路的高频保护，变压器的差动保护等。

当本元件主保护拒动，由本元件另一套保护装置作为后备保护，这种后备保护是在同一安装处实现的故称为近后备保护。

远后备保护对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护作用，同时它实现简单、经济，因此要优先采用，只有在远后备保护不能满足要求时才考虑采用近后备保护。

辅助保护是为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护，如用电流速断保护来加速切除故障或消除方向元件的死区。

1-4 继电保护装置的任务及其基本要求是什么？答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件使其免受破坏保证其它无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其它自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。

电力系统继电保护摘要：一种自动的测量和装置，它是指在电力系统中的发电机、线路等部件或电力系统自身出现故障而威胁到电力系统的安全操作时，可以对操作人员发出警报，或直接给受控制的断路器下达跳闸指令，以结束此类事故的发展。

完成此项自动控制的成套设备通常称为继电保护。

编者将对继电保护的基本原理、基本要求、基本任务、分类和设备的继电保护。

关键词：电力系统；继电保护；基本原理一、基本原理继电器应具备正确区分受保护部件是否在正常工作或出现故障、是否在保护区范围或区域以外。

为了达到这种目的，必须从电力系统故障前后的电物量的变化特点出发，建立起保护设备的安全防护功能。

在电力系统故障后，工频电气量的变化表现为：1)增加了电流。

当发生短路时，在断路处与供电端的电力装置及传输线的电流会从负载电流增加到远大于负载电流。

2)电压下降（voltage）。

在相间和接地之间出现短路时，系统中各个点的相位电压或相电压都会降低，并且随着距离短路点的增加而降低。

3)电流和电压的相位角度发生变化。

当三相短路时，电流和电压的相角是负载的功率因数角，通常为20度左右，当三相短路时，电流和电压的相角是60~85度，而当保护反向短路时，电流和电压的相位角度为180°+(60°~85°）。

4)测量阻抗发生变化。

测量电阻，也就是测量点的电压和电流的比率（在保护装置上）。

在正常工作状态下，测得的阻抗是负载阻抗；当金属短路时，测量的阻抗向线路的阻抗转换，当发生故障时，测量的阻抗明显降低，而阻抗角增加。

非对称短路时，会产生相序成分，例如，当两相或单相接地短路时，会产生负序电流和负序电压；在单相接地的情况下，会产生负、零序和电压分量。

这些分量在正常运行时是不出现的。

根据短路故障时的电量变化，可以根据不同的原理，组成继电保护。

另外，除上述的反应工频电气量保护外，还提供了气体保护、继电保护等反应非工频电容量保护。

二、基本要求要实现继电保护装置任务，必须满足四个基本的技术需求：选择性、速度性、灵敏度、可靠性。