电力系统保护与控制.doc

《电力系统保护与控制》课程复习资料
一、填空题:
1.供电系统中发生短路特征是短路电流 、电压 、系统频率可能变化。
2.电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的 整定，其灵敏性通常用 来衡量。
3.定时限过电流继电器的启动电流 返回电流，其返回系数 1。
4.距离保护是反应 到保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作 的—种保护装置。
5.差动保护只能在被保护元件的 故障时动作，而不反应 故障，具有绝对的选择性。
6电流增量保护的基本思想是根据电流在短时间内的变化幅度来区分是负荷电流和故障电流，负荷电流在短时间（ms级）内增量 ，短路电流在短时间（ms级）内增量 。
7.在铁路电力供电系统中，自闭线与贯通线的接地运行方式主要有 、中性点经消弧线圈接地、 等三种运行方式。
8.微机保护干扰的形式，按干扰侵入装置的方式可分为 和 两种。
9.铁路供电系统的三种状态是正常工作状态、 、 。
10.对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足 、速动性、 、可靠性四个基本要求。
11.电流保护I段的灵敏系数通常用 来衡量，其保护范围越长表明保护越 。
12.方向圆阻抗继电器既能测量 的远近，又能判别 方向。
13.变压器差动保护一般由 和 两个元件组成。
14.反时限过负荷保护是动作时间与被保护线路中电流的大小有关的一种保护；当电流大时，保护的动作时限 ，而当电流小时，保护的动作时限 。
15.算法是研究计算机继电保护的重点之一，衡量算法的指标是 和 。
16.变电所自动化系统在分层分布式结构中，按照设备的功能被分为 、 、过程层（或称：设备层）三层。
17.继电保护的可靠性是指保护在应动作时 ，不应动作时 。
18.在最大运行方式下三相短路时，保护的短路电流为 ，而在最小运行方式下两相短路时，则短路电流为 。
19.中性点直接接地和中性点经小电阻接地属于 接地系统，中性点不接地和中性点经消弧线圈接地属于 接地系统。
20.变压器差动保护中，变压器各侧 不同，需适当选择变压器各侧电流互感器变比；变压器各侧 不同，需适当调整各侧电流相位。
21.比率制动特性是指继电器的 电流和继电器的 电流的关系特性。
22.瓦斯保护中， 保护反映变压器油箱内的不正常或轻微故障，动作于信号；
保护反映变压器油箱内的严重故障，动作于跳闸。
23.对大电流接地系统发生的接地故障，可采用零序 和零序 保护动作于跳闸。
24.微机保护是将被保护设备输入的模拟量经 后变为 ，再送入计算机进行分析和处理的保护装置。
25.后备保护包括 和 。
26.限时电流速断保护动作电流按躲开 线路 电流进行整定。
27.三段式电流保护中， 段灵敏度最高， 段灵敏度最低。
28.中性点非有效接地电网中,根据电容补偿程度的不同，消弧线圈有 、欠补偿和
三种补偿方式。
29.二次谐波闭锁是当检测到差动电流中二次谐波含量 整定值时就将差动继电器闭锁，以防止励磁涌流引起的 。
30.牵引变压器主保护主要由 和 组成。
31.微机保护中电压形成回路的作用是将 、 进一步降低以适应微机对信号屏蔽或隔离作用，起到抗干扰的作用，提高保护的可靠性。
32.不同时期、不同电压等级的变电所自动化系统，分层分布式的结构有 、分散安装与集中组屏相结合、 三种形式。

33.电力系统发生故障时，继电保护装置应将 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 。
34.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 不满足要求，则要与相邻线路 保护配合。
35.中性点直接接地方式的系统发生接地短路时，系统中出现零序电压， 的零序电压 U0最高、零序功率最大， 的零序电压为0。
36.变压器差动保护需要进行 校正和 调整 ，以使正常运行时流入到差动回路中的电流为0。
37.目前我国通常采用 、 和间断角鉴别的方法，三种方法来防止励磁涌流引起差动保护的误动。
38.我国电气化铁道中主要有 、直供+回流供电方式、BT供电方式、
四种供电方式。
39.线路相间短路电流保护，当负荷较小或线路不长时，若电流速断保护的动作电流按躲开被保护线路末端短路来整定，则它的动作范围可能 ，甚至没有 。
40.微机保护装置硬件系统按功能可分为： 、 、开关量输入/输出接口、人机接口与通信系统和电源。
41.近后备保护与主保护安装在 处，当主保护拒动时，由本元件的另一套保护（后备保护）启动 跳闸。
42.定时限过电流保护启动电流按躲开 电流来整定，动作时限是按
来选择的一种保护装置。
43.在中性点非有效接地系统中发生单相接地时，其他两相的 电压将会升高 倍。
44.二次谐波闭锁原理是根据 中含有大量二次谐波分量，而 电流中二次谐波含量很低的特点。
45.目前在电力系统中，自动重合闸与继电保护配合的方式有两种，即自动重合闸 保护动作和自动重合闸 保护动作。
46.牵引变压器低电压启动过电流保护，动作电流一般按变压器的 电流整定，电压整定值一般按牵引网额定电压的 整定。
47.微机保护人机接口回路是指 、 及接口CPU插件电路。
48.变电所自动化系统是将变电所二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全所设备的 、 、自动控制和保护以及调度通信等综合性的自动化功能。

二、单项选择题:
1.电力系统出现不正常工作时，继电保护装置一般应 [ ]
A.立即切除不正常工作的元件 B.发出信号 C.不动作
2.三种圆特性的阻抗继电器中，既能测量故障点的远近，又能判别故障方向的是 [ ]
A.全阻抗继电器； B.方向圆阻抗继电器； C.偏移圆阻抗继电器
3.复线供电方式，牵引变电所馈线配置中，距离（阻抗）Ⅰ段保护电抗边Xset整定按( )整定。[ ]
A.保护线路L全长的85%整定 B.保护线路L全长 C.保护线路2L全长
4.铁路变配电所调压器一般有( )个挡位。 [ ]
A.8 B.9 C.10
5.在微机保护的数据采集系统中，模拟低通滤波器的作用是 [ ]
A．滤掉低于fs/2的暂态频率分量
B.滤掉高于fs/2的暂态频率分量 C.滤掉所有的高频分量
6.供电系统中发生短路的特征有 [ ]
A.短路电流上升 B.电压上升 C.系统频率不会变化。

7.自动重合闸装置是将跳闸后的( )自动投入的装置。 [ ]
A.断路器 B.隔离开关 C.负荷开关

8.电气化铁道中，安装吸流变压器一回流线装置的供电方式简称 [ ]
A.DN供电方式 B.BT供电方式 C.AT供电方式
9.牵引变电所采用两路进线、两台牵引主变压器互为备用运行，当1#进线带1#主变运行运行方式一）中的进线失压时，如果交叉供电允许情况下，进行电源自投则转为( )运行方式。 [ ]
A.2#进线带2#主变 B.2#进线带1#主变 C.1#进线带2#主变
10.变电所自动化系统改变了常规继电保护装置 的缺陷，取代常规的测量系统，如变送器、录波器、指针式仪表等。 [ ]
A.不能与外界通信 B.操作机构 C.整定值
11.三段式电流保护中，保护范围最小的是 [ ]
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
12.为避免阻抗保护装置在电压二次回路断线的情况下出现误动作，则 [ ]
A.引入断线闭锁装置 B.引入振荡闭锁装置 C.引入电压记忆元件
13.中性点直接接地的变压器零序电流保护，保护用的电流互感器应装于 [ ]
A.中性点引出线上 B..变压器两侧引出线上 C.低压侧馈线上
14.并联电容补偿保护中差电压保护的整定原则是：第一步：确定并联电容器组中故障电容器端电压超过倍额定电压时，熔断器已切除电容器的台数K。第二步：确定差电压∆U。第三步：差电压保护整定值。
[ ]
A.1 B.1.1 C.1.2
15.变电所自动化系统的微机系统所采集的变电所的电流、电压、有功功率、无功功率等实时数据都属于 [ ]
A.输入/输出量 B.数字量 C.模拟量
16.定时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了 [ ]
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
17.下列哪种情况不会导致不平衡电流产生 [ ]
A.变压器励磁涌流 B.电流互感器传变误差 C.变压器容量
18.牵引变电所采用两路进线、两台牵引主变压器互为备用运行，当1#进线带2#主变运行（运行方式二）中的进线失压时，进行电源自投则转为( )运行方式。 [ ]
A.2#进线带2#主变 B.2#进线带1#主变 C.1#进线带1#主变
19.在牵引网馈线保护中距离保护通常采用( )特性。 [ ]
A.偏移四边形 B.全阻抗特性 C.偏移圆阻抗特性
20.变电所自动化技术随着集成电路技术、计算机技术、通信技术的发展，其体系结构也不断变化，性能、功能及可靠性等也在不断提高，在变电所自动化系统的结构形式中，目前我国主要采用( )结构为主。
[ ]
A.分散式 B.集中式 C.分层分布式
21.零序电流I段保护的最小保护范围要求不小于本保护线长度的( )，其整定的动作延时为0。[ ]
A.100% B.80% C.15%
22.为了加快变压器内部严重故障时差动保护的动作速度，往往增加一个不需要考虑励磁涌流影响的[ ]
A.差动速断保护元件 B.电流速断 C.过电流
23.当进线失压后，主变高低压侧母线将失压，即当检测到主变高低压侧无压时，应将运行变压器退出，因此，在主变保护装置中设( )保护。 [ ]
A.电压 B.高压 C.失压
24.变压器差动保护差动继电器内的平衡线圈是消除( )的不平衡电流。   [ ]
A.励磁涌流产生； B.两侧相位不同产生；
C.两侧电流互感器的型号不同产生。
25.继电保护装置发生动作后故障录波数据是( )分析最有效的手段。 [ ]
A.运行 B.正常 C.故障
26.在供电系统中为了确保故障元件能够被切除，每一个重要元件都必须配备( )保护。 [ ]
A.一套主保护 B.一套后备保护
C.至少两套保护，一套主保护，一套后备保护
27.中性点直接接地方式的系统发生接地短路时，系统中出现零序电压，故障点的零序电压 U0最高、零序功率最大，变压器中性点的零序电压为 [ ]
A.0 B.线电压 C.相电压
28.变压器的差动速断保护与( )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
29.下列关于铁路电力供电系统中电流速断保护说法正确的是 [ ]
A.当A、B、C三相电流同时大于定值时，电流速断保护才快速跳闸。
B.当A、B、C三相电流中任一相大于定值时，电流速断保护快速跳闸。
C.当A、B、C三相电流中任一相大于定值时，电流速断保护延时跳闸。
30.目前，我国铁路客运专线变电所自动化系统的结构形式，采用( )结构体系。 [ ]
A.集中式 B.分层分布式的多CPU C.分散式单CPU

三、多项选择题：
1.中性点有效接地系统的电流保护中，零序电流灵敏I段与零序电流不灵敏I段的区别是 [ ]
A.定值整定原则不同 B.作用不同 C.动作灵敏度不同 D.动作时限不同
2.下列关于为什么用差动保护和瓦斯保护共同构成变压器的主保护，缺一不可，说法正确的是[ ]
A.差动保护是保护变压器绕组、套管及引出线上的故障
B.差动保护对变压器内部铁芯过热或因绕组接触不良造成的过热无法反应，且当绕组匝间短路时短路匝数很少时，也可能反应不出。
C.瓦斯保护是保护变压器油箱内的各种故障及油面降低，是铁芯烧损的唯一保护。
D.瓦斯保护虽然能反应变压器油箱内部的各种故障，但对于套管引出线的故障无法反应
3.定时限过电流保护（电流Ⅲ段）中说法正确的有 [ ]
A.动作时限与电流大小无关
B.启动电流按躲开最大负荷电流来整定
C.启动电流按躲开下一条线路电流速断保护的动作电流进行整定
D.越靠近电源端其动作时限越大
4.微机保护的软件由( )组成。 [ ]
A.初始化模块 B.数据采集管理模块
C.故障检出模块、故障计算模块 D.自检模块
5.变压器差动保护是可以保护 [ ]
A.保护变压器内部多相短路故障 B.保护变压器外部多相短路故障
C.保护变压器套管以及引出线上的多相短路故障 D.也可以保护单相层间短路和接地短路故障
6.铁路牵引供电负荷属于一级电力负荷，因此备用电源自投装置也得到了广泛应用，例如 [ ]
A.牵引变电所中的110kV或220kV进线自投
B.AT供电方式下的自耦变压器自投
C.开闭所中的进线自投
D.牵引主变压器自投
7.变压器差动保护中，产生不平衡电流产生的原因有 [ ]
A.变压器的励磁电流
B.变压器带负荷调节分接头

C.变压器两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致
D.电流互感器有传变误差。
8.下列关于牵引变压器低电压启动过电流保护中说法正确的有 [ ]
A.低电压启动的过电流保护的动作电流一般按变压器的额定电流整定
B.低电压启动的过电流保护的电压整定值一般按牵引网额定电压的60%〜70%整定
C.低电压启动的过电流保护只要满足过电流或者低电压条件时，保护就会动作
D.低电压启动的过电流保护只有满足过电流、低电压两个条件时，保护才动作

9.常用的测量比较元件中，被测电气量超过给定值动作的过量继电器有 [ ]
A.低电压继电器 B.过电流继电器 C.过电压继电器 D.阻抗继电器
10.关于自动重合闸“后加速”的特性说法正确的有 [ ]
A.第一次跳闸也是有选择性的，不会扩大事故
B.这种方式使再次断开永久性故障的时间缩短，有利于系统并联运行的稳定性
C.第一次切除故障可能会带上时限
D.第一次跳闸无选择性，不会扩大事故
11.中性点非接地电网的单相接地保护方式有 [ ]
A．绝缘监视装置 B.零序电流保护 C.零序功率方向保护 D.电流速断保护
12.下列关于牵引变电所馈线保护中的重合闸与分区所馈线保护中的重合闸说法正确的有 [ ]
A.对于分区所馈线保护的重合闸应检测进线是否有电压，只有在有压的时候才进行重合闸
B.对于分区所馈线保护的重合闸不需要检有压条件
C.对于牵引变电所馈线保护的重合闸则不需要检有压条件
D.对于牵引变电所馈线保护的重合闸则需要检有压条件

四、简答题:
1.什么叫主保护？什么叫后备保护？
2.牵引变电所备用电源自投作用是什么？牵引变电所采用两路进线、两台牵引主变压器互为备用运行时共有几种工作方式？
3.什么叫系统最大运行方式？什么叫系统最小运行方式？
4.什么叫距离保护？距离保护又称为什么保护？
5.什么叫近后备保护？什么叫远后备保护？
6.什么叫重合闸的前加速？什么叫重合闸的后加速？
7.变压器励磁涌流的主要特点是什么？
8.什么叫轻瓦斯保护？什么叫重瓦斯保护？
9.变压器差动保护中，不平衡电流产生的原因是什么？
10.什么叫变电所自动化系统？
11.可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护性能的最根本要求，什么叫安全性？什么叫信赖性？
12.在铁路电力供电系统中性点运行方式有哪几种？

五、计算题：
1.如图所示网络的线路上均装设了三段式电流保护，线路每公里正序阻抗X0=0.4Ω/km，线路AB的最大负荷电流IL.max=540A，可靠系数 ，自启动系数 ，返回系数 ，其它参数如图所示。试对保护装置1进行三段式电流保护的整定计算：
（1）计算保护1电流速断保护动作电流、动作时限；
（2）计算保护1限时电流速断保护动作电流、动作时限、灵敏度校验（要求 ）；
（3）计算保护1定时限过电流保护动作电流、动作时限、灵敏度校验（要求 ，
）。

2.如图所示网络的线路上均配置有三段式电流保护，线路每公里正序阻抗为X1=0.4Ω/Km，系统的 ， ；可靠系数
线路L1=25Km，L2=62Km，线路L1的最大负荷电流IL.max=174A，自启动系数Kss=1.3，返回系数Kre=0.85；试对线路L1上配置的三段试电流保护进行整定计算：
（1）计算保护1电流速断保护动作电流、动作时限、求最大保护范围、最小保护范围；
（2）计算保护1限时电流速断保护动作电流、动作时限；
（3）计算保护1定时限过电流保护动作电流、动作时限。

3.如图所示的网络中线路上均装设了三段式电流保护，已知，线路每公里的正序阻抗为X1=0.4Ω/km，系统的 ， ，线路AB的最大负荷电流
可靠系数 ， 自启动系数 ，返回系数 ，保护3的过电流保护装置动作时限 ，其它参数如图所示。对保护装置1进行三段式电流保护的整定计算：
（1）计算保护1电流速断保护动作电流、动作时限、灵敏度校验（要求：电流速断保护最小保护范围Lmin%>15%）；
（2）计算保护1限时电流速断保护动作电流、动作时限；
（3）计算保护1定时限过电流保护动作电流、动作时限。

4.如下图35KV单侧电源的输电线路所示网络，线路上均装设了三段式电流保护装置，线路L1的最大负荷电流IL.max=150A，自启动系数 ，返回系数 ，由短路计算求得的最大运行方式下三相短路电流值于表所示，可靠系数 线路L3的过电流保护装置
动作时限 。试对保护装置1进行三段式电流保护的整定计算：
（1）计算保护1电流速断保护动作电流、动作时限；
（2）计算保护1限时电流速断保护动作电流、动作时限、灵敏度校验（要求： ）；
（3）计算保护1定时限过电流保护动作电流、动作时限、灵敏度校验（要求： ,
）。

短路点
L1末端
L2末端
最大运行方式下三相短路电流（A）
1310
500
最小运行方式下三相短路电流（A）
1070
485

5.如图所示网络，系统的 ， ；可靠系数 ，线路每公里正序阻抗为X1=0.4Ω/Km，试计算：
（1）当保护线路L1=50Km时，试计算保护1电流速断保护动作电流、动作时限、最小保护范围。
（2）当保护线路长度减到L1=25Km时，试计算保护1电流速断保护动作电流、动作时限、最小保护范围。
（3）通过上述两次计算可以得出什么结论？

6.如图所示的网络中线路上均装设了三段式电流保护，已知，系统的 ， ；线路L1的最大负荷电流IL.max=150A，自启动系数 ，返回系数 ，图中各电抗值均为归算至10.5KV的欧姆数即Z1=4Ω、Z2=6Ω，保护2的过电流保护装置动作时限 ，可靠系数 。试对保护装置1进行三段式电流保护的整定计算：
（1）计算保护1电流速断保护动作电流、动作时限；
（2）计算保护1限时电流速断保护动作电流、动作时限、灵敏度校验（要求：）；
（3）计算保护1定时限过电流保护动作电流、动作时限、灵敏度校验（要求：， ）。

《电力系统保护与控制》复习资料参考答案
一、填空题：
1.上升 下降 2.最大短路电流 保护范围的大小
3.大于 小于 4.故障点 时限
5.内部 外部 6.不大 很大
7.中性点不接地 中性点经小电阻接地 8.差模干扰 共模干扰
9.不正常工作状态 故障状态 10.选择性 灵敏性
11.保护范围的大小 灵敏 12.故障点 故障
13.比率差动保护 差动速断保护 14.短 长
15.算法的速度 算法的精度 16.变电所层 间隔层（或称：单元层）
17.不拒动 不误动 18.最大 最小
19.有效 非有效 20.额定电流 电流相位
21.动作 制动 22轻瓦斯 重瓦斯
23.电流 电压 24.模数转换器 数字量
25.远后备保护 近后备保护 26.下一条 电流速断保护的动作
27.III I 28.完全补偿 过补偿
29.大于 误动 30.差动保护 瓦斯保护
31.电流 电压 32.系统集中组屏 全分散模式
33.故障 发出信号 34.灵敏性 限时电流速断
35.故障点 变压器中性点（或者：系统中性点）
36.相位 电流平衡 37.速饱和变流器 二次谐波制动的方法
38.直接供电方式 AT 供电方式 39.很小 保护区
40.数据采集系统 数据处理系统 41.同一断路器 断路器
42.最大负荷 阶梯时限特性 43.对地
44.励磁涌流 内部故障 45.前加速 后加速
46.额定 60%〜70% 47.键盘 显示器
48.自动监视 自动测量
二、单项选择题:
1—5: B，B，A，B，B 6—10: A，A，B，B，A 11—15: A，A，A，B，C
16—20: B，C，A，A，C 21—25: C，A，C，B，C 26—30: C，A，C，B，B
三、多项选择题:
1.ABC 2.ABCD 3.ABD 4.ABCD 5.ACD 6.ABCD
7.ABCD 8.ABD 9.BC 10.ABC 11.ABC 12.AC
四、简答题:
1.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。
后备保护是考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护。
2.牵引变电所备用电源自投作用是: 快速恢复供电，提高供电的可靠性。
共有4种工作方式。
3.系统最大运行方式是通过保护装置短路电流为最大的方式。
系统最小运行方式是通过保护装置短路电流为最小的方式。
4.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限的—种保护装置。
距离保护又称为低阻抗保护
5.近后备保护：近后备保护与主保护安装在同一断路器处，当主保护拒动时，由本元件的另一套保护（后备保护）启动断路器跳闸。
远后备保护：一般下级电力元件的后备保护安装在上级（近电源侧）元件的断路器处，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。
6.重合闸的前加速是：当线路第一次故障时，靠近电源端的保护无选择性瞬间动作，然后进行重合。
重合闸的后加速是：当线路第一次故障时，保护有选择性动作，然后进行重合。
7.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（对称涌流除外）；
②变压器励磁涌流含有大量的高次谐波，以二次谐波为主；
③变压器励磁涌流波形之间出现间断。
8.轻瓦斯保护是：反映变压器油箱内的不正常或轻微故障 ，动作于信号。
重瓦斯保护是：反映变压器油箱内的严重故障 ，动作于跳闸。

9.不平衡电流产生的原因是：
①变压器的励磁电流；
②变压器带负荷调节分接头；
③变压器两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致；
④电流互感器有传变误差。
10.变电所自动化系统是将变电所二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全所设备的自动监视、自动测量、自动控制和保护以及调度通信等综合性的自动化功能。
11.所谓安全性：是要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作（不该动作一定不动，即不发生误动）。
所谓信赖性:是要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作（该动一定动，即不拒动）。
12.铁路电