大學課程《電力系統繼電保護原理》習題第

一章緒論

1、什么是主保護、后備保護？什么是近后備保護、遠后備保護？在什么情況下

依靠近后備保護切除故障？在什么情況下依靠遠后備保護切除故障？

答：主保護是一次保護，當發生故障時瞬時動作；

后備保護是在主保護不動作時再動作，一般有延時來判斷主保護動作與否，它包

括近后備和遠后備。

遠后備保護是當主保護或斷路曙拒動時，由相鄰電力設備或線路的保護來實現的

后備保護。

近后備保護是當主保護拒動時，由本電力設備或線路的另一套保護來實現的后備

的保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現后備保護

2、說明對電力系統繼電保護有那些基本要求。

答：可靠性（安全性利信賴幸），速動性，靈敏性和選擇性。

3、簡要說明繼電保護裝置的一般構成以及各部分的作用。

4、針對下圖系統，分別在DI、D2、D3點故障時說明按選擇性的要求哪些保護

應動作跳閘。

第二章電網的電流保護

1、分析電流保護中各段如何保證選擇性？各段的保護范圍如何，與哪些因索有

關？

2、什么是繼電器的返回系數，增量動作繼電器、欠量動作繼電器的返回系數有

什么區別？

3、在圖示網絡中，試分析斷路器1DL、4DL和9DL保護的最大和最小運行方式。

4、在圖所示網絡中，線路AB電源端裝有三段式電流保護，線路BC裝有二段式

電流保護，均采用不完全星形接線方式，系數參數如圖所示，線路ABW的最

大負荷電流分別為2.3A和2A,線路BC的過電流保護動作時限為3S,負荷自起

動系數為lo試計算：（1）、線路AB和BC各段電流繼電器的動作電流卻和時間

繼電器的動作時限孰。（2）、求出無時限電流速斷的保護范圍和校驗II、III段的

靈敏度。

K，=1.2,K〃=K〃/=]J

(relrelrei)

5、如圖所示，對保護1進行三段式相間電流保護的整定計算。K1萬1.3,

K2=1.1,K3=1.2,K=0.85,K=1.5,線路阻抗為0.4。/km,阻抗角為

relrelress

700,AB線最大負荷電流為170Ao電源阻抗X.M?un=2。，X.s4max=3Q,

1M$

(4)相鄰線路出口(k2點)發生AC相間短路1寸，說明編電器的動籍情況，

如果相鄰線路保護拒動，說明最后哪段保護出口跳閘。

7、設各保護都配置有三段式電流保護，參數如下：E.=&="()/60，

ZSA*=15。、Zw=20。，Z$8mM=1℃、Z.””二12。，線路AB長60km,

最大負荷電流為400A,雙回線BC長100km,/=1.2、Kn=I.l>

Are/一八rd

rel

Kss=1.2>Kre=0.85,zi=0.4Q/km,=1.55,

計算保護1的各段的動作定值、動作時間并進行靈敏度校驗。分析保護1的I段

是否需要加方向元件。

8、系統如圖所示：各元件的阻抗角為65°，保護1處裝有90°接線功率方向繼電

器，試分析：

(1)90°接線功率方向繼電器的接線方式，說明采用這種接線方式在三相短路時

有沒有動作死區，兩相短路時有沒有動作死區，為什么？如果有死區，怎樣消除？(2)

選擇繼電器的內角，寫出繼電器的動作方程。

⑶分析正方向發生CA相間短路(K1點)時，各功率方向繼電器的動作情況。

(4)系統正常運行時功率因數為0.85,保護1處于送電側，分析保護1處A相

功率方向繼電器的動作情況。

KW八KAA

/~~~/一

~/---------/-------------

KWCKAC

(5)如果電流元件與方向元件的輸出接點的連接方式如圖:

分析在正常運行情況下發生反方向BC兩相短路（K2點）時，保護1的動作行為。

9、LG—11型功率方向繼電器所比較的二電器量A二KvUj+K,lj和

B=KyUj-K,Ij中的Ku和K,是怎樣取得的?K.J、K,的大小和幅角對該繼電

器動作特性有什么影響？比較二電器量的幅值為什么可以實現對Uj和IJ間相位

的比較？相位比較與幅值比較原理之間有什么互換關系？

10、圖示的雙端電源網絡中，各斷路器均裝有過電流保護，試確定：

（1）過電流保護1—4的動作時限；（Z=0.5s）

（2）保護1—4中哪些應裝設方向元件以保證選擇性？其規律是什么？

11、如圖所示系統，已知變壓器、線路的零序阻抗角均為75°。當K點發生單相

接地短路時

T1K

——

T3

（1）畫出零序網絡，在圖中表明零序電流分布，說明零序電壓的分布情況。

（2）分析QF1和QF2處的零序電壓和零序電流之間的相位關系，并畫出相位圖。

（3）如果采用的零序功率方向繼電器的最大靈敏角為70。，試確定該繼電器的

接線方式。

（4）當保護出口發生接地故障時，零序功率方向繼電器有沒有死區，為什么？

12、某單側電源系統如圖所示，系統阻抗Zsi=1.25Zs0,A母線發生接地短路時

最大零序電流為2000A,AB線路長度為100km,Z7,。=3Z〃，試計算保護1零序

I段的定值。

110KVAB

?-<X---------個------

13、如圖網絡，各斷路器處均裝有帶方向或不帶方向的過電流保護，試計算保護

1-4的過電流保護動作時限，并說明在哪些保護上應裝設方向元件?（設電源處故

障均有瞬動保護)。

14、在圖示零序方向過電流保護原理接線圖中，如果A相與B相二次線圈間出現了

斷線(如圖中x處)。假如A、B、C三相中的一次電流等于480A,電流互感器的變

比為400/5,試問：

(1)流入零序電流繼電器中的電流為多少？零序電流繼電器是否會誤動？

(2)零序功率方向繼電器是否會誤動？

⑶整套保護會不會誤動？

來自PT開口三角側

15、零序功率方向繼電器在出口短路時有沒有“死區”，為什么？

第三章電網距離保護

1、何謂阻抗繼電器的測量阻抗(Z，)、整定阻抗(Zm)和動作阻抗(z“p)?

就方向繼電器說明它們之間的關系和區別。

2、說明什么是整定阻抗、動作阻抗、測量阻抗，以方向圓特性為例說明它們之

間的關系。

3、在圖3-6復數平面上，己知阻抗Z八和Z”試求出以下動作方程的特性軌跡。

Z—Z+Zi

270。>arg^—>為。270。>arg"八〉如

Zm-ZBZ,“-ZB

z—z&z+z、

270°>arg~270°>arg?~

>90°>90°

Zm+ZB+ZB

4、已知采用幅值比較方式構成繼電器的兩個電壓量UA=Ki小,

UB=K2Um-K\Im，動作條件為|UA|2|UB|，試問：⑴

所構成的繼電器是什么繼電器；

(2)在復平面上畫出它的動作特性；

(3)該繼電器的整定值是什么？

5、消除方向阻抗繼電器動作死區的措施有哪些？各有什么特點？

6、阻抗繼電器的接線方式有哪些？各有什么特點，可以反應哪些故障類型?

7、系統如圖所示，各線路均裝有距離保護，Z.=0.4Q/km,流過線路AB的最大

負荷電流為600A,負荷功率因數為0.85,線路阻抗角”=70。。試對保護1的

距離保護進行整定計算。（K*=K〃=Q8、犬"=1.2、K,$=1.5、K=1.2,

relre

rel

各段均采用方向圓特性阻抗繼電器）

1I0KVABC

-------——?

Zs.Amax=20Q

Zs.Amin=l5QV>~

ZsB.max=250

Zs.Bmin=20。

8、何謂振蕩中心？其位置如何確定？振蕩中心的電流和電壓的變化有何特點？

9、電力系統振蕩的特點是什么？對繼電保護會帶來什么影響？應采取哪些措施

來防止？

10、雙側電源系統如題2圖所示，設①=巨"於，線路BC空載，兩側電源都處

于最大運行方式，試分析:

(1)系統發生振蕩，振蕩周期為2.0s。寫出保護1的測量阻抗的表達式，并

在復平面上畫出振蕩軌跡，并分析保護1各段的動作行為。

(2)當振蕩過程中6=180。和90。時，在線路AR中點發生三相金屬性短路，計

算保護1的測量阻抗，分析各段的動作行為。

(3)當b=0。時，保護1出口發生經10Q過渡電阻的三相短路，分析保護1的

動作行為。如果要保護1的I段正確動作，試計算三相短路時可以允許的最大過渡

電阻是多少？

11、“大圓套小圓”的振蕩閉鎖措施原理如圖所示，訪=30ms,在=100°、

&=140°,試分析振蕩周期在什么范圍內時該閉鎖措施可以發揮作用，振蕩周期

在什么范圍內時該閉鎖措施會失效。

第四章電網縱聯保護

1、縱聯保護和階段式保護相比有什么異同？

2、高頻信號的種類按作用來分有哪些？

3、輸電線路AB裝設的電流啟動方式的高頻閉鎖方向保護方框原理圖如圖所示。

通

道

系統如圖所示，

AB

---------—

⑴說明采用兩個不同靈敏度起動元件的原囚，時間元件，|、弓的作用。

⑵兩側保護都正常是，分別說明在KI、K2點發生故障時，保護1、2的動作情

況。

⑶當保護2的收信機故障時，分別說明在KI、K2、K3點發生故障時，保護1、

2的動作情況。

(4)當保護1的發信機故障時，分別說明在KI、K2、K3點發生故障時，保護1、

2的動作情況。

4、系統振蕩時候，相差高頻保護會不會誤動，為什么？

5、在圖示系統中，MN線路裝有相差高頻保護，反超前&70°,M端系統及線路

阻抗角均為60。，N端系統阻抗角為80。，MN間距離為200公里，試求閉鎖角8。

當N端出口d處發生三相短路時，試用相量圖分析兩側電流相位差，并求M及N

側可能測得的最大相位差。

第五章自動重合閘

1、線路分別配置三相一次重合閘、單相重合閘、綜合重合閘，分析當發生瞬時

性或永久性故障時，說明保護及重合閘裝置的動作過程。

2、說明保護與重合閘之間的配合關系有哪些？舉例加以說明。

3、系統如圖所