继电保护模拟试题及答案

模拟试题及答案

一、填空题

1继电保护装置一般由测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件三部分组成。

2继电保护的可靠性包括安全性，和信赖性（或动作安全性，动作可信赖性），是对继电保护性能的最根本要求。

3低电压继电器的启动电压小于返回电压，返回系数大于1。

4在中性点非直接接地电网中，发生单相接地短路时，故障点处零序电压最高；接地中性点处零序电压为0；零序电流的分布主要取决于变压器中性点是否接地。

5自耦变压器高、中压两侧的零序电流保护应分别接于本侧三相电流互感器的零序电流滤过器上。

6变压器瓦斯保护反应油箱内部所产生的气体或油流而动作，其中 轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护于跳开变压器各电源侧的断路器。

7低电压起动过电流保护和复合电压起动过电流保护中，引入低电压起动和复合电压起动元件是为了提高过电流保护的灵敏度，此时过电流保护的定值不需要考虑变压器切除或电动机自启动时可能出现的最大负荷。

8电流比相式母线保护的基本原理是根据母线在内部故障和外部故障时各连接元件电流相位的变化实现的。

1

9断路器失灵保护属于近后备保护。

10 微机保护的硬件一般包括数据采集系统（或模拟量输入系统），微型机主系统、开关量（或数字量）输入输出系统三部分。

11微机保护中半周积分算法的依据是一个正弦量在任意半个周期内绝对值的积分为一常数。

13 微机保护装置的功能特性主要是由软件决定的。 14对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足选择性、速动性；灵敏性；可靠性四个基本要求。

15后备保护包括远后备保护和近后备保护。

16运行中应特别注意电流互感器二次侧不能开路；电压互感器二次侧不能短路。

17三段式电流保护中，Ⅲ段灵敏度最高，Ⅰ段灵敏度最低。

18采用单相自动重合闸的线路上发生单相短路故障时，由继电保护动作跳开故障相，经一定时间延时后重合故障相，若不成功再跳开三相。

19发电机单元件横差动保护能够反应定子绕组的匝间短路、分支线棒开焊故障、故障和机内绕组相间短路故障。

20 输入到微机保护装置中的电流互感器二次电流信号，可通过电抗变换器，或电流变换器变换为满足模数转换器输入范围要求的电压信号。

2

21、电力系统发生事故时，继电保护装置应将事故部分

切除，电力系统出现不正常工作时，继电保护装置一般应 发出信号 。

22、继电保护的可靠性是指保护在应动作时不拒动，不应动作时不误动 。

23、瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的 最大短路电流 整定，其灵敏性通常用保护范围的大小来表示。

24、距离保护是反应 故障点到保护安装处 的距离，并根据距离的远近确定 动作时间 的—种保护。

25．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。

26．零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。

27．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 。

28．对于母线保护，通常把可靠性放在重要位置。 29．故障和不正常工作情况若不及时处理，将引起 事故 。

30. 母线保护中，可用利用变压器过流保护，发电机的过电流保护和线路保护切除母线故障

31电动机综合保护器的 基本功能有（保护、设置、报警、显示、 通迅）

32. 保护功能（1. 启动保护；2. 过压保护；3. 断相保护；4. 堵转保护；5. 短路保护；6. 不平衡保护；7. 欠流保护；8. 过流保护；9. 自启动功能；10. 触点容量；11. 触点

3

特性；12. 通迅接口；13. 允许误差；14. 分体显示）

二、单项选择题(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．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( C )不满足要求，则要与相邻线路限时电流速断保护配合。

A 选择性 B 速动性 C 灵敏性 D 可靠性

2. 电流速断保护定值不能保证( S )时，则电流速断保护要误动作，需要加装方向元件。

A 速动性 B 选择性 C 灵敏性 D 可靠性

3. 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(A )。

A 选择性 B 速动性 C 灵敏性

D 可靠性

4. 电保护的灵敏系数Ksen要求（ C ）。

（A）Ksen?1 （B）Ksen?1 （C）

Ksen?1

5. 段式电流保护中，保护范围最小的是（ A ）

A 瞬时电流速断保护 B 限时电流速断保护 C 定时限过电流保护

4

6. 双绕组变压器纵差动保护两侧电流互感器的变比，应分别按两侧（B ）选择。

A 负荷电流 B 额定电流 C 短

路电流

7. 电力系统最危险的故障是（ C ）。

A 单相接地 B 两相短路 C 三相短

路

8. 定时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了（ B ）。

A 提高保护的灵敏性 B 外部故障切除后保护可

靠返回

C 解决选择性

9. 三段式电流保护中，保护范围最小的是（ A ）

A 瞬时电流速断保护 B 限时电流速断保护 C 定时限过电流保护

10. 四段保护是在三段保护的基础上加上（ B ）。 A 距离保护 B零序保护 C差动保护 11. 相间短路电流速断保护的保护范围，在（ B ）情况下最大。

A 最大运行方式下两相短路 B 最大运

行方式下三相短路

C 最小运行方式下两相短路 D 最小运

5

行方式下三相短路

12. 三段式电流保护中，保护范围最大的是（ C ）

A 瞬时电流速断保护 B 限时电流速断保护 C 定时限过电流保护

13. 与主保护装设在同一个回路上的保护，也就是一个回路有多套保护，以确保回路的安全运行，除主保护外的其它保护叫做( C )。

A．远后备保护 B.平行保护 C.近后备保护

D.差动保护

14. 气体（瓦斯）保护是变压器的（B）。

A 主后备保护； B 内部故障的主保护； C 外部故障的主保护； D 外部故障的后备保护。 15. 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(C )

A 可靠 B 不可靠 C 灵敏

D 不灵敏

16．使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统 (B )

A 最大运行方式 B最小运

行方式

C 正常运行方式 D 事故运

行方式

6

17. 电力系统最危险的故障是（ C ）。

A 单相接地 B 两相短路 C 三相短

路

18. 电保护的灵敏系数Ksen要求（ C ）。

A

Ksen?1

B Ksen?1 C

Ksen?1

19. 段式电流保护中，保护范围最小的是（ A ）

A 瞬时电流速断保护 B 限时电流速断保护 C 定时限过电流保护

20. 、变压器的电流速断保护与( C )保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。

A 过电流 B 过负荷 C 瓦斯

21. 双绕组变压器纵差动保护两侧电流互感器的变比，应分别按两侧（B）选择。

A 负荷电流 B 额定电流 C 短

路电流

22. 电力系统最危险的故障是（ C ）。

A 单相接地 B 两相短路 C 三相短

路

23. 继电保护的灵敏系数Ksen要求（ C ）。

A

Ksen?1 B Ksen?1

7

C Ksen?1

24. 定时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了（ B ）。

A 提高保护的灵敏性 B 外部故障切除后保护可

靠返回

C 解决选择性

25. 三段式电流保护中，保护范围最小的是（ A ）

A 瞬时电流速断保护 B 限时电流速断保护 C 定时限过电流保护

26. 三段式电流保护中，保护范围最大的是（ C ）

A 瞬时电流速断保护 B 限时电流速断保护 C 定时限过电流保护

27. 四段保护是在三段保护的基础上加上（ B ）。 A 距离保护 B零序保护 C差动保护 28. 与主保护装设在同一个回路上的保护，也就是一个回路有多套保护，以确保回路的安全运行，除主保护外的其它保护叫做( C )。

A．远后备保护 B.平行保护 C.近后备保护 D.

差动保护

29. 相间短路电流速断保护的保护范围，在（ B ）情况下最大。

A 最大运行方式下两相短路 B 最大运

行方式下三相短路

8

C 最小运行方式下两相短路

D 最小运行方式下三相短路

30. 在大接地电流系统中，故障电流中含有零序分量的

故障类型是（C）。

A 两相短路 B 三相短路 C 两相短路接地 D 与故障类型无关。

三． 判断题（正确的记为T,错误的记为F）

1、某些情况快速性与选择性有矛盾时，应在满足快速性的情况下，尽可能做到选择性。（X）

2、电流继电器的返回系数小于1，而低电压继电器的返回系数大于1。（√）

3、某线路装有三段式电流保护，若在 第I段保护区内发生故障，则由第I段保护动作切除故障，而第Ⅱ、第Ⅲ段

不起动。（ X ）

4、三相完全星形接线比两相不完全星形接线要好得多。（ X ）

5、差动保护和瓦斯保护都能反应变压器油箱内部的故障，因此，这两套保护可互相代替，只装一套即可。（X ）

6、距离保护的第Ⅲ段采用方向阻抗继电器比全阻抗继

9

电器灵敏度高。（ X ）

7、差动继电器的短路线圈匝数选择得越多越好。（ X ） 8、变压器在空载合闸时往往会产生励磁涌流。（ √ ） 9、发电机过负荷保护只用一个电流继电器，是因为发电机极少出现三相过负荷。（ X ）

10、限时电流速断保护能保护线路全长。（F）

11、变压器在空载合闸时往往会产生励磁涌流。 （ T ） 12、两相完全星形接线比三相不完全星形接线要好。（ F ）

13、某线路装有三段式电流保护，若在 第I段保护区内发生故障，则由第I段保护动作切除故障，而第Ⅱ、第Ⅲ段作为其后备保护。（T ）

14、某些情况快速性与选择性有矛盾时，应在满足快速性的情况下，尽可能做到选择性。（F）

15、电流继电器的返回系数小于1，而低电压继电器的返回系数大于1。（T）

16、某线路装有三段式电流保护，若在 第I段保护区内发生故障，则由第I段保护动作切除故障，而第

Ⅱ、第Ⅲ段不起动。（ F ）

10

17、三相完全星形接线比两相不完全星形接线要好得多。（F）

18、差动保护和瓦斯保护都能反应变压器油箱内部的故障，因此，但这两套保护不能可互相代替，而只装一套即可。（ F）

19、发电机过负荷保护只用一个电流继电器，是因为发电机极少出现三相过负荷。（ F ）

20. 最小运行方式对应最小接地电流系统，最大运行方式对应最大接地电流系统。（ F ）

四、简答题

1. 说明电动机软起动与变频器的异同

答：软起动器集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。

用不同的方法，控制三相反并联晶闸管的导通角，使被控电机的输入电压按要求变化，可实现不同的功能。 软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。 变频器用于调速的地方，其输出既改变电压又改变频率；

软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。

11

变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。

2. 继电保护装置是什么？其基本任务是什么？

答：能反应电力系统中电气元件发生故障或者不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

基本任务是：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。

反应电气元件的不正常运行状态，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。

3. 继电保护装置的组成？

答：继电保护装置中的基本组成元件——继电器（一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。） 传统继电保护装置的组成

测量部分：测量被保护设备相应的电气量，并与整定值比较，从而判断是否启动保护。

逻辑部分：根据各测量部分输出量的大小、性质等判断被保护设备的工作状态。

执行部分：完成保护所承担的任务，如跳闸、发告警信

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号等。

4. 试述对继电保护的四个基本要求的内容：

答：选择性：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。

※ 主保护：正常情况下，有选择性切除故障，但存在主保护不能够隔离故障元件的可能性，如断路器拒动

※ 后备保护：主保护不能切除故障时起作用。 远后备：在远处（变电站）实现，性能比较完善，但其动作将扩大停电范围。

近后备：在主保护安装处实现，要同时装设必要的断路器失灵保护。

速动性：力求保护装置能够迅速动作切除故障 ● 提高电力系统并列运行的稳定性 · 暂态稳定等面积定则极限切除时间 · 高压/超高压输电线路保护 ● 减轻对设备、用户的损害

※ 对继电保护的速动性，不同情况有不同的要求（工程实际的考虑）

● 切除故障时间：保护装置动作时间+断路器动作时间。 ·快速保护动作时间：0.01～0.04s

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· 断路器动作时间：0.02～0.06s 灵敏性：

对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。用灵敏度系数Ksen衡量，主要取决于被保护元件和电力系统的参数和运行方式。一般用故障特征计算值Dgz

与整定的动作值Dzd的比值表示，Ksen?Dgz/Dzd。保护装置在预期最不利的情况下，仍能可靠动作，就要求有足够的灵敏度裕度。

可靠性：不拒动和不误动 ·不拒动——该动时动作 ·不误动——不该动时不动作

※ 可靠性主要指保护装置本身的质量和运行维护水平。 ※ 提高保护装置不误动的可靠性和不拒动的可靠性的措施常常是相互矛盾的。

● 电力系统的结构和负荷性质不同，误动和拒动的危害程度也有所不同，应分别对待。 ·系统容量大，各部分电气联系紧密的

·保护误动影响较小，而拒动影响巨大，要提高不拒动可靠性

·各部分联系薄弱的，或者负荷很重要

·保护误动造成损失巨大，而拒动可以通过后备保护修正，提高不误动的可靠性。

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概念；故障切除总时间；灵敏系数。

5. 什么是继电特性？

答：无论起动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置，这种特性我们称之为“继电特性”。

6. 继电器的返回系数定义？

答：返回电流与起动电流的比值称为继电器的返回系

Ik?re?0.85~0.9，恒小于1。 数，可表示为Kre?Ik?act

7. 系统最大运行方式和最小运行方式？ 答：最大运行方式：短路电流为最大的方式最小运行方式：短路电流为最小的方式

8. 电流速断保护的保护范围？

答：电流速断保护不能保护线路的全长，其保护范围随运行方式而改变，一般为保护线路的85%。（只能保护线路的一部分）。

9. 过流保护装置的灵敏系数？

15

ZS?ZS?min

ZS?ZS?max

答：为了保证保护本线路的全长，限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时，具有足够的反应能力。这个能力用灵敏系数

来衡量。

10. 什么是阶段式电流保护？

答：通常为三段式保护：电流速断；限时电流速断；定时限过电流保护组合在一起，构成阶段式电流保护（电流速断和限时电流速断为“主保护”， 定时限过电流保护为“后备保护”。）

11. 方向性电流保护的工作原理？

答：双侧电源供电情况下，误动作的保护都是在自己所保护的线路反方向发生故障时 , 由对侧电源供给的短路电流所引起的。对误动作的保护而言，实际短路功率的方向照例都是由线路流向母线。显然与其所应保护的线路故障时的短路功率方向相反。因此，为了消除这种无选择的动作，就需要在可能误动作的保护上增设一个功率方向闭锁元件，该元件只当短路功率方向由母线流向线路时动作，而当短路功率方向由线路流向母线时不动作，从而使继电保护的动作具

16

有一定的方向性。

12. 中性点直接接地电网中接地短路的零序参数特点？ 答：①故障点零序电压最高，距离故障点越远零序电压越低；②零序电流超前于零序电压，分布取决于线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关；③ 故障线路，两端零序功率的方向与正序功率的相反；④ 由保护安装点到到零序网络中性点之间的零序阻抗决定，与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关；⑤ 系统运行方式变化时，只要送电线路和中性点接地变压器数目不变，零序阻抗和零序网络就不变。

13. 零序电压、电流分量的提取？

答：零序电压分量的提取：① 用三个单相式电压互感器；② 用三相五柱式电压互感器（一次绕组接成星型并将中性点接地，二次绕组接成开口三角形）；③ 当发电机的中性点经电压互感器或消弧线圈接地时，从它的二次绕组中也能够取得零序电压；④ 在集成电路保护中，由电压形成回路取得三个相电压相加，也可以从内部合成零序电压。 零序电流分量提取：采用三相电流互感器（三相星形接线方式中，在中线所流过的电流即为零序电流）。

17

14. 中性点不直接接地电网中单相接地故障时的电流电压有什么特点？

答：① 全系统出现零序电压；② 非故障的元件上有零序电流，其值等于本身的对地电容电流，电容性无功功率的方向为母线流向线路；③ 故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之和，数值一般较大，电容性无功功率为线路流向母线。

15. 中性点加装消弧线圈的作用是什么？采用什么补偿方式？为什么？

答：中性点装设消弧线圈的目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少。

补偿方式：

① 完全补偿：IL?IC? 最有利于消除故障点电弧，但容易引起串联谐振过电压，不宜采用

② 欠补偿：IL?IC?，当系统运行方式变化某个元件被切除或发生故障跳闸时，电容电流将减少，同样可能引起谐振过电压；

③ 过补偿：IL?IC?，补偿后残余电流是感性的，采用这种方法不可能发生串联谐振过电压，在实际中应用最广。

16. 距离保护的概念？

答：距离保护是反应故障点至保护安装点之间的距离

18

（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。

17. 阻抗继电器的概念？其构成方式？什么是单相补偿式阻抗继电器？阻抗继电器的主要动作特性有哪些？

答：阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安装地点之间的阻抗，并与整定值进行比较，以确定保护是否应该动作。

阻抗继电器按其构成方式可分为单相补偿式和多相补偿式。

单相补偿式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个电压UJ（可以是相电压或线电压）和一个电流IJ（可以是相电流或两相电流之差）的阻抗继电器，UJ和IJ的比值称为继电器的测量阻抗ZJ。即ZJ?UJIJ??????

全阻抗继电器的特性：以B点（继电器安装点）为圆心，以整定阻抗Zzd为半径所作的一个圆；方向阻抗继电器的特性是以整定阻抗Zzd为直径而通过坐标原点的一个圆，圆内为动作区，圆外为不动作区；偏移特性的阻抗继电器的特性是当正方向的整定阻抗为Zzd时，同时向反方向偏移一个aZzd，式中0?a?1，圆内为动作区，圆外为不动作区。

18. 单相补偿式阻抗继电器在距离保护中广泛采用的相间短路和接地故障的接线方式是什么？

19

答：相间短路：①o0接线；②?300接线，一般很少采用；③?30接线，很少采用。接地短路：相电压和具有K3I0补偿

0?的相电流接线。

19. 什么是纵联保护？

答：输电线的纵联保护，就是用某种 通信通道 将输电线两端或各端（对于多 端线路）的保护装置纵向连接起来，将各端的 电气量（电流、功率的方向等） 传送到对端， 将各端的电气量进行比较，以判断故障在本线 路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否 切断被保护线路。

20. 试述自动重合闸的优缺点？

答：优点：① 大大提高供电可靠性；② 重合闸成功，有利于提高电力系统并列运行的稳定性；③ 在规划、设计和建设中，考虑了重合闸的作用，可以暂缓架设双回线路，节约投资；④ 对断路器的误动作，可以起到纠正作用。

缺点：① 使电力系统又一次受到故障冲击，并可能降低系统并列运行的稳定性；② 恶化了断路器的工作条件，因为断路器在很短的时间内连续切断两次短路电流

21. 重合闸的启动方式？

答：采用由控制开关位置与断路器位置不对应的原则来

20

起动重合闸。

22. 重合闸动作时限的选择原则？ 答：1、单侧电源线路的三相重合闸：

原则上越短越好，但应力争重合成功，保证： （1）故障点电弧熄灭、绝缘恢复； （2）断路器触头周围绝缘强度的恢复及消弧室重新充满油，准备好重合于永久性故障时能再次跳闸，否则可能发生DL爆炸，如果采用保护装置起动方式，还应加上DL跳闸时间。

2、两侧电源线路的三相重合闸：

除上述要求外，还须考虑时 间配合，按最不利情况考虑：本侧先跳，对侧后跳。

23. 试述变压器的故障类型、不正常运行状态及相应的保护方式；

答：※ 变压器的内部故障可以分为油箱内故障和油箱外故障两种

● 油箱内故障：绕组的相间短路、接地短路；匝间短路；铁心的烧损

● 油箱外故障：套管和引出线上发生的相间短路和接地短路

※ 变压器的不正常运行状态

21

● 变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；过负荷，漏油等引起的油面降低；变压器的过励磁。 ※变压器的保护方式 ● 变压器的内部故障

（1） 瓦斯保护： 反应于油箱内所产生的气体或油流而动作。

· 轻瓦斯动作于信号

· 重瓦斯动作于跳开各电源侧断路器 （2）纵联差动保护或电流速断保护

保护变压器内部的绕组、套管及引出线上的故障；动作后均跳开变压器各电源侧的断路器 ※ 变压器的不正常运行状态 ● 外部相间短路引起的过电流

· 过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流 保护及单相式低电压起动的过电流保护、阻抗保护 ● 外部接地短路引起的过电流 · 零序电流保护 ● 过负荷保护

· 作用于信号，必要时自动减负荷或跳闸 ● 过励磁保护

· 在允许范围内作用于信号，否则动作于跳闸

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● 其它保护——油温、冷却系统故障等

24. 励磁涌流是在什么情况下产生的？有何特点？变压器差动保护中怎样克服励磁涌流的影响？

答：当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，可能出现很大的励磁电流（又称为励磁涌流）。 特点：① 包含有大量的非周期分量，使涌流偏向时间轴一侧；② 包含有大量的高次谐波，而且以二次谐波为主；③ 波形之间出现间断——有间断角a。

克服励磁涌流的影响：① 采用具有速饱和铁心的差动继电器；② 鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别；③ 利用二次谐波制动等

25. 变压器差动保护中，产生不平衡电流的原因有哪些？

答：①、由变压器励磁涌流ILY所产生的不平衡电流；② 由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流；③ 由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流；④ 由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流；⑤ 由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流；

26. 低电压起动的过电流保护中，电压元件的作用？

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答：电压元件的作用：保证一台变压器突然切除或电动机自起动时不动作。

27. 什么是复合电压起动的过电流保护？

答：复合电压起动的过电流保护是由一个负序电压继电器和一个接于线电压上的低电压继电器组成的电压复合元件，两个继电器只要有一个动作，同时过电流继电器也动作，整套装置即能启动。

28. 母线差动保护的基本原理？

答：母线差动保护基本原理就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。如果是双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电范围。

29. 双母线同时运行时，对母线保护的要求？ 答：双母线同时运行时，对母线保护的要求具有选择故

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障母线的能力。① 双母线同时运行时，元件固定连接的电流差动保护；② 双母线同时运行的母联相位差动保护；③ 电流比相式母线保护。

30. 什么是断路器失灵保护？

答：所谓断路器失灵保护，是指当电力系统发生故障时，故障元件的保护动作发出跳闸脉冲而断路器拒绝动作，利用故障元件的保护，用较短的时限动作于连接在同一母线上的其它相关的断路器切除故障，使停电范围限制在最小。一般作为近后备保护方式中断路器拒动的后备保护。

31继电保护的基本任务是什么?

答：(1)自动、迅速、有选择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损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；

（2）反应电力设备的不正常工作状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。

32. 当纵联差动保护应用于线路、变压器、母线时各有什么特殊问题？这些问题可用什么方法加以解决？

答：应用于线路的特殊问题：两侧信息的交换和线路的

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对地电容。解决措施：利用高频通道、光纤通道等交换信息；改进算法来消除对地电容的影响。

应用于变压器的特殊问题：励磁涌流、两侧电流互感器的变比不一致。解决措施：采用励磁涌流识别算法和补偿措施。

应用于母线的特殊问题：电流互感器的饱和问题。解决措施：采用具有制动特性的母线差动保护、TA线性区母线差动保护、TA饱和的同步识别法等。

33. 什么是纵联电流相位保护的闭锁角？那些因素决定闭锁角的大小？

答：为了保证在任何外部短路条件下保护都不误动，需要分析区外短路时两侧收到的高频电流之间不连续的最大时间间隔，并加以闭锁。这一时间间隔所对应的工频相角差就为闭锁角。

影响闭锁角大小的因素主要有：电流互感器的角误差、保护装置中滤序器及受发信操作回路的角度误差、高频信号在线路上传输所引起的延迟等。

34. 什么是重合闸后加速保护？主要适用于什么场合？ 答：重合闸后加速保护就是当第一次故障时，保护有选择性动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障，则在断

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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。

重合闸后加速保护应用于35kv以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上。

35. 变压器纵差动保护中消除励磁涌流影响的措施有哪些？它们分别利用了励磁涌流的那些特点？

答：①采用速饱和中间变流器；利用励磁涌流中含有大量的非周期分量的特点；②二次谐波制动的方法；利用励磁涌流中含有大量二次谐波分量的特点；③鉴别波形间断角的方法；利用励磁涌流的波形会出现间断角的特点。

36. 发电机从失磁开始到进入稳态异步运行，一般可分为那三个阶段？各个阶段都有那些特征？

答：（1）失磁后到失步前：发电机送出电磁功率P基本保持不变，发电机变为吸收感性的无功功率；机端测量阻抗与P有密切关系，其轨迹呈现等有功阻抗图。

（2）临界失步点：发电机功角?＝90?；发电机自系统吸收无功功率，且为一常数；机端测量阻抗的轨迹呈现等无功阻抗图。

（3）静稳破坏后的异步运行阶段：异步运行时机端测量阻抗与转差率s有关，当s由?????变化时，机端测量阻

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抗处于异步边界阻抗圆内。

37. 微机保护中启动元件的作用有哪些？

答：（1）闭锁作用。在高压输电线路保护中，闭锁作用由装置的总起动元件或各保护起动元件组合来实现。（2）进入故障处理程序作用。

38. 我们学习的输电线路保护原理中那些原理是反应输电线路一侧电气量变化的保护？那些是反应输电线路两侧电气量变化的保护？二者在保护范围上有何区别？

答：采用方向阻抗继电器时灵敏度更大。采用全阻抗继电器的灵敏度只有方向阻抗继电器灵敏度的0.78倍。

39. 距离保护中选相元件的作用有哪些？

答：（1）选相跳闸；（2）为了找出故障环路，使阻抗测量元件准确反应故障点到保护安装处的距离。

40. 闭锁式方向纵联保护动作于跳闸的条件是什么？若通道破坏，内、外部故障时保护能否正确动作？

答：闭锁式方向纵联保护动作跳闸的条件是两端保护的启动元件均已启动且收不到对端的闭锁信号。

若通道破坏，区内故障时两端保护能够正确动作；但区

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外故障时，远故障端的保护因为收不到近故障端的闭锁信号，将可能误动。

41. 重合闸前加速保护有哪些优点？

答：①能够快速切除瞬时性故障；②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；③能保证发电厂和重要变电所的母线电压水平，保证厂用电和重要用户的电能质量；④使用设备少，简单、经济。

42. 对于纵差动保护，产生不平衡电流的最本质原因是什么？

答：由于被保护元件各侧电流互感器的励磁特性不完全一致，在正常运行及外部故障时，流过纵差动保护的电流不为零。

43. 变压器一般应装设那些保护？其中那些是主保护？ 答：一般应装设：瓦斯保护、纵差动保护或电流速断保护、外部相间短路和接地短路时的后备保护、过负荷保护、过励磁保护等。其中，瓦斯保护、纵差动保护或电流速断保护为主保护。

44. 评价微机保护算法优劣的标准有哪两个？如何扩充功能？（5分 ）

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答：计算速度和计算精度。微机保护中，功能的扩充主要靠软件模块实现。

45.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。

46. 高频闭锁方向保护中采用按900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？

答：900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。

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47. 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

48．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

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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。

49、何谓主保护、后备保护？何谓近后备保护、远后备保护？

答：所谓主保护是指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。

考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护，称为后备保护。

当电气元件的主保护拒动时，由本元件的另一套保护起后备作用，称为近后备。

当主保护或其断路器拒动时，由相邻上一元件的保护起后备作用称为远后备。

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50、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

五.分析电路

1. 根据途中的短路点的设定说明继电保护的选择性涵义。

答：在供配电系统发生故障时，离故障点最近的保护装置动作，切除故障，而系统的其他部分仍正常运行。如图所示，当k-1点发生短路时，应使断路器QF1动作跳闸，切除电动机，而其他断路器都不跳闸，满足这一要求的动作，称为“选择性动作”。如果系统发生故障时，靠近故障点的保护

k-3装置不动作，而离故障点远的前一级保护装置动作，称为“失QF2k-2QF5QF3

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QF4k-1M~去选择性”。

2. 继电保护由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。设计一个最简单电流保护原理图，说明懂昂做过程。

如图所示。当线路上发生短路时，起动用的电流继电器KA瞬时动作，使时间继电器KT起动，KT经整定的一定时限后，接通信号继电器KS和中间继电器KM，KM触头接通断路器QF的跳闸回路，使断路器QF跳闸。

QS

QFTAKA起动KT时限KS信号KM出口3. 对于定时限过电流保护装置的原理图和展开图说明k其工作过程。

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I>TA2I>+WCFUKA1KA2KSKKYKMQF

QS +BSKSQF（a）原理图 （b）TAKA起动KT时限KS信号KM出口展开图

k定时限过电流保护的原理电路图 QF-高压断路器 TA1、TA2-电流互感器 KA1、KA2-D1型电

流继电器

KT-DS型时间继电器KS-DX型信号继电器 KM-DZ型中间

继电器YT-跳闸线圈

答：如图，当被保护线路发生故障时，短路电流经电流互感器TA流入KA1—KA3，短路电流大于电流继电器整定值时，电流继电器启动。因三只电流继电器触点并联，所以只要一只电流继电器触点闭合，便启动时间继电器KT，按预

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先整定的时限，其触点闭合，并启动出口中间继电器KOM。KOM动作后，接通跳闸回路，使QF断路器跳闸，同时使信号继电器动作发出动作信号。由于保护的动作时限与短路电流的大小无关，是固定的，固称为定时限过电流。

4. 图中为电力线路定时限过流保护和电流速断保护接线图（按集中表示法绘制），试说明保护动作原理。

QSYT-+++QFKT-KS1KS2+过流信号+速断信号QF+KMI>KA1I>KA2I>KA3I>KA4TA1TA2定时限过电流保护电流速断保护 电力线路定时限过流保护和电流速断保护接线图（按集中表

示法绘制）

QF-断路器 KA-电流继电器（DL型） KT-时间继电器（DS型）KS-信号继电器（DX型）YT-跳闸线圈 KA1、KA2、KT、KS1-定时限保护 KA3、KA4、KS2-电流速断保护

答：KA1、KA2、KT、KS1与KM构成定时限过电流保

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护；

KA3、KA4、KS2与KM构成电流速断保护。 比较可知，电流速断保护装置只是比定时限过电流保护装置少了时间继电器。

5. 根据下图，回答什么是线路的三段保护？它们的区别是什么？说明动作过程。如何在三段保护上加零序保护（只说明，不需画图）？

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（a）原理图 （b）展开图

输电线路三段式电流保护的构成及动作过程

答：三段式电流保护是电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护，它们相互配合构成 一整套保护，称做三段式电流保护。

三段的区别主要在于起动电流的选择原则不同。 速断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的，

过电流保护是按照躲开最大负荷电流来整定的。

负荷保护主要存在两个区别 1、整定动作电流值不同

2、设定动作电流值达到后，动作时间不同

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过负荷是过流的一种，包括速断也是过流的一种，速断是没有时限的过流曲线是直线上升的，这个定值一般在7～10倍左右，没有时间等待是瞬时的；

过流是保护中最常用的，一般来说2.5倍左右有一个延时时间；

过负荷的定值比较低，对于电动机来说也叫做热过载，它主要是采用了积分制，计算这段时间内的电流平均数，定值一般在1.05～1.2倍之间，作为电动机和变压器来说过负荷通常只是报警并不作为跳闸使用。

举例说明：

一只100A自动空气开关控制一台加热电炉。 开关保护整定值如下

1、电炉正常负荷工作电流为60A，开关长时间运行保证开关不误动作；

2、过负荷电流值控制在80A，负荷电流达到80A时的持续时间20分钟后要求开关必须可靠保护跳闸动作；

3、短路电流控制在10×60A=600A，要求开关瞬间短路过电流能力≥600A，当短路电流瞬间＞600A 时，开关必须在1mS时间之内进行瞬间保护跳闸。

6. 试设计出线路零序三段保护的原理电路图，对照电路图，说明怎么得到零序电流，图中三段的划分、动作过程、

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电流与时间整定原则。

答：线路零序三段保护的原理电路图如下。

三个电流互感器二次侧电流的相量之和即为零序电流。 电流继电器K1,K2和K3分别Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ段的测量元件，

三段式零序电流保护原理接线图

7. 对照变压器瓦斯保护原理图，说明动作过程。

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