1、電力系統繼電保護考試題試卷4（答案）題號一二三四合計分數一、名詞解釋（1-2題每題1分，3-8題每題2分，共10分）1變電站綜合自動化：主要將變電站的二次設備（測量儀表、信號系統、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等）經過功能的組合和優化設計，利用先進的計算機技術、通信技術、信號處理技術和網絡技術聯結起來，實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和繼電保護，并與調度通信，實現電力系統統一調度、控制的計算機網絡。2繼電保護裝置：就是指能反應電力系統中電氣設備發生故障或不正常運行狀態，并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。3電流差動保護：是反應從被保護元件各對外端口流入該元

2、件的電流之和的一種保護，是最理想的保護原理，稱為有絕對選擇性的快速保護原理。4距離保護的時限特性：距離保護的動作時間與保護安裝地點至短路點之間距離的關系t=f(l)，稱為距離保護的時限特性。5備用電源自動投入裝置：它簡稱AAT，就是當工作電源因故障被斷開以后,能自動、迅速地將備用電源或備用設備投入工作,使原來的工作電源、被斷開的用戶能迅速恢復供電的一種自動控制裝置。6重合閘：在電力系統中，當斷路器跳閘之后，能夠自動地將斷路器重新合閘的裝置。7橫差動保護：在正常運行的時候，各繞組中的電動勢相等，流過相等的負荷電流。而當任一繞組發生匝間短路時，繞組中的電動勢就不再相等，因而會出現因電動勢差而在各繞

3、組間產生均衡電流。利用這個環流，可以實現對發電機定子繞組匝間短路的保護，即橫差動保護。 8低頻減載：又稱自動按頻率減負載，或稱低周減載（簡稱為AFL），是保證電力系統安全穩定的重要措施之一。當電力系統出現嚴重的有功功率缺額時，通過切除一定的非重要負載來減輕有功缺額的程度，使系統的頻率保持在事故允許限額之內，保證重要負載的可靠供電。二、簡答（每題5分，共30分）1在繼電保護中為什么經常采用中間繼電器？答：（1）電流繼電器的觸點容量比較小，不能直接接通跳閘線圈，所以先起動中間繼電器（增加觸點容量），然后再由中間繼電器的觸點(容量大)去跳閘；（2）當線路上裝有管型避雷器時，利用中間繼電器來增大保護裝

4、置的固有動作時間，以防止管型避雷器放電時引起速斷保護的誤動作。2電力系統運行狀態的不等式約束條件是什么？請寫出常見不等式。答：不等式約束條件涉及供電質量和電力設備安全運行的某些參數，它們應處于安全運行的范圍（上限和下限）內，如：Sk Sk.maxUi.min Ui Ui.maxIij Iij.maxfminffmaxSk、 Sk.max 發電機、變壓器或用電設備的功率及其上限Ui.min 、Ui、 Ui.max 母線電壓及其上、下限Iij 、Iij.max 輸、配電線路中的電流及其上限fmin 、 f、 fmax 系統頻率及其上、下限3網絡型微機保護裝置的優點有哪些？答：（1）模塊之間的連接簡

5、單、方便。（2）可靠性高、抗干擾能力強（3）擴展性好（4）升級方便（5）便于實現出口邏輯的靈活配置（6）降低對微型機或微控制器并行口的數量的要求4微機繼電保護的普遍特點有哪些？答：（1）維護調試方便，具有自動檢測功能（2）可靠性高，具有極強的綜合分析和判斷能力，可實現常規模擬保護很難做到的自動糾錯，即自（3）動識別和排除干擾，防止由于干擾而造成的誤動作，并具有自診斷能力。（4）保護裝置自身經濟性（5）可擴展性強，易于獲得附加功能（6）保護裝置本身的靈活性大，可靈活地適應于電力系統運行方式的變化（7）性能得到很好的改善，具有較高的運算和大容量的存儲能力5縱聯保護的信號有哪幾類？簡要解釋每一種信號

6、。答：（1）閉鎖信號：當發生外部故障時，由判定為外部的一端保護裝置發出閉鎖信號，將兩端的保護閉鎖；當內部故障時，兩端均不發、因而也收不到閉鎖信號，保護即可動作于跳閘。（2）允許信號：當內部故障時，兩端保護應同時向對端發出允許信號，使保護裝置能夠動作于跳閘；當外部故障時，則因接近故障點端判出故障在反方向而不發允許信號，對端保護不能跳閘，本端則因判出故障在反方向也不能跳閘。（3）跳閘信號：必須要求各端發送跳閘信號保護的動作范圍小于線路全長，而兩端保護動作范圍之和應大于線路全長。全線上任一點故障時總有一端能發出跳閘信號。（4）解除閉鎖信號：在正常運行情況下，兩端用不同的頻率互發一閉鎖信號，閉鎖對端保

7、護，兼作通道的監視信號，當內部短路時兩端同時取消此閉鎖信號，使保護能夠跳閘。6變壓器常用的繼電保護有哪些？答：（1）瓦斯保護（2）縱差動保護或電流速斷保護（3）過電流保護（4）接地保護（5）過負荷保護（6）過勵磁保護三、讀圖題（每題6分，共30分）1下圖為兩相星形接線方式，請簡述其原理和三相星形接線的主要區別。答：兩相星形接線用裝設在A、C相上的兩相電流互感器與兩個電流繼電器分別按相連接在一起。它與三相星形接線的主要區別在于B相上不裝設電流互感器和相應的繼電器，故不能反應B相中所流過的電流，此時中性線的流回電流是2下圖為限時電流速斷保護的單相原理接線圖，請指出1、2、3分別是什么繼電器，并敘述

8、此接線圖的工作原理。 1-電流繼電器、2-時間繼電器、3-信號繼電器。當電流互感器中通過的電流大于電流繼電器整定的電流值時，電流繼電器動作，并引出時間繼電器工作，經時間繼電器設定的延時后，時間繼電器動作，信號繼電器動作發出跳閘信號，并給斷路器以跳閘信號，跳閘器跳閘切除故障。3下圖為變壓器的兩種保護示意圖，請說明a)和b)各是什么動作情況，并簡述其工作原理。a) b)a)正常工作狀態：在變壓器正常運行時，瓦斯繼電器的容器內包括其中的上下開口油杯，都是充滿油的；而上下油杯因各自平衡錘的作用而升起，如圖a所示。此時上下兩對觸點都是斷開的。b)輕瓦斯保護：當變壓器油箱內部發生輕微故障時，由故障產生的少

9、量氣體慢慢升起，進入瓦斯繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于轉軸的另一端平衡錘的力矩而降落，如圖b所示。這時上觸點接通信號回路，發出音響和燈光信號，稱之為“輕瓦斯動作”。4下圖為在水電廠采用自同步重合閘的示意圖，請簡述其工作原理。線路上（如k點）發生故障后，系統側的保護使線路斷路器跳閘，水電廠側的保護則動作于跳開發電機的斷路器和滅磁開關而不跳故障線路的斷路器。然后系統側的重合閘檢查線路無電壓而重合，如重合成功，則水輪發電機以自同步的方式，自動與系統并列，故稱為自同步重合閘。如重合不成功，則系統側的保護再次動作跳閘，水電廠也被迫停機。采用自同

10、步重合閘時，必須考慮水電廠側地區負荷供電的影響，因為在自同步重合閘的過程中，如果不采取其他措施，它將被迫全部停電。5下圖為三相一次重合閘原理接線框圖，請簡述重合閘前加速保護、后加速成繼電保護動作情況。KTM1為時間元件，KTC1為一次合閘脈沖元件、KCS為合閘繼電器、XB1前加速切換片、XB2后加速切換片、HG2-允許重合閘信號燈、KAT-加速繼電器。（1）重合閘前加速保護：在重合閘未動作時，記憶6s的KTC2輸出為低電平，經非門F后輸出高電平，如果使連接片XB1投入，則起動加速繼電器KAT。當被保護線路上發生故障，保護動作后即可通過KAT的觸點使斷路器直接跳閘。（2）重合閘后加速繼電保護動作

11、：此時應斷開XB1而投入XB2，當被保護線路上第一次發生故障時，繼電保護按原來有選擇性的整定值動作切除故障，重合閘即起動進行一次合閘。于是記憶6s的KTC2輸出高電平，經KTM2延時0.2s后經XB2及或門起動KAT，如果重合于永久性故障上，繼電保護再次動作時，即可通過KAT的觸點加速繼電保護的跳閘。四、畫圖說明題（每題6分，共30分）1請畫出斷路器失靈保護說明圖，并說明其工作過程。線路L1上發生短路，斷路器QF1拒動，此時斷路器失靈保護動作，以較短的時限跳開QF2、QF5和QF3，將故障切除。雖然可由L2和L3的遠后備保護來動作跳開QF6、QF7，將故障切除，但延長了故障切除時間，擴大了停電

12、范圍甚至有可能破壞系統的穩定。2請畫出距離保護的組成框圖，請說明其工作原理。當正方向發生故障時，起動元件動作，如果故障位于第I段范圍內，則ZI動作，并與起動元件的輸出信號通過與門，瞬時使用于出口回路，動作于跳閘。如果故障位于距離II段保護范圍內，則ZI不動而ZII動作，隨即起動II段的時間元件tII，待tII延時到達后，也通過與門起動出口回路動作于跳閘。如果故障位于距離III段保護范圍內，則ZIII動作起動tIII，在tIII的延時之內，假定故障未被其他的保護動作切除，則在tIII延時到達后，仍通過與門和出口回路動作于跳閘，起到后備保護的作用3變電站多分段母線的三主變四分段備用電源自投方式，并簡要說明投入原理。備用電源自投動作如下：（1）母線失壓、母線有壓時備自投啟動跳QF1,合QF4同時聯跳QF22;（2）母線失壓、母線有壓時備自投啟動跳QF3,合QF5同時聯跳QF21;（3