长沙理工大学继电保护试卷1.doc

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试卷编号 拟题教研室（或教师）签名 教研室主任签名
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长沙理工大学考试试卷
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课程名称（含档次） 继电保护原理 课程代号 0808000475

专业 电气工程及其自动化 层次（本部、城南） 本部 考试方式（开、闭卷） 闭卷

一、填空题（共20分，每小题2分）
1、电力系统中规定，电压互感器二次额定电压为（ ）V，电流互感器二次额定电流为（ ）A或（ ）A。
2、校验定时限过流保护的灵敏度时,应按系统（ ）运行方式下（ ）相短路考虑。
3、装有三段式电流保护的线路，其首端故障时，一般由电流（ ）段保护动作；其末端故障时，一般由电流（ ）段保护动作。
4、电流I段是靠（ ）来保证选择性。
5电抗变换器DKB是将原边的（ ）量变换成副边的（ ）量。
6、10kV电压等级的中性点不接地电网发生单相金属性接地后，全系统一次侧出现的3倍零序电压值3U0为（ ）kV。
7、相间距离保护用的阻抗元件通常采用（ ）度接线方式，该接线方式对应故障相阻抗元件的测量阻抗ZJ=z1Ld，与（ ）无关，且基本不随运行方式变化。
8、若距离保护的整定阻抗越大，则保护的动作灵敏度越（ ）。
9、在方向阻抗ZKJ获得相位比较量的交流回路中，若电压变换器YB副边电压，要求整定阻抗Zzd为20W，则电抗变DKB的转移阻抗ZK应为（ ）W。
10、对于Y/△-11接线变压器的纵差动保护，其相位补偿的一种方法是，将变压器星形侧的TA接成（ ），变压器三角形侧的TA接成（ ）。
二、判断题（对的划“√”，错的划“×”。共10分，每小题1分）
1、电流互感器在运行中二次绕组不允许开路。（ ）
2、限时电流速断（电流II段）保护仅靠动作电流的整定即可获得选择性。（ ）
3、三段式电流保护中，电流速断（电流I段）保护最灵敏。（ ）
4、零序功率方向元件用在零序方向电流保护中不存在电压死区。（ ）
5、中性点不接地电网发生单相接地故障时，故障线路保护安装处的零序电容电流与非故障线路保护安装处的零序电容电流相位相反 ）
6、当测量阻抗落入第三象限时，全阻抗元件不可能动作。（ ）
7、系统振荡且振荡中心在本线路正中间时，该线路距离Ⅰ、Ⅱ段阻抗元件均会误动。（ ）
8、电抗变换器DKB其副边所接负载应为小阻抗负载。（ ）
9、闭锁式方向高频保护，当线路内部故障并伴随高频通道破坏时，保护仍可正确跳闸。（ ）
10、变压器故障，纵差动保护和瓦斯保护均正确动作了，故判断故障点必在油箱内部。（ ）
三、单选题（共20分，每小题2分）
1、三段式电流保护中， 一般作为后备保护。
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。
2、中性点非直接接地电网的电流保护，通常采用 接线方式。
A．三相完全星型； B．两相不完全星型； C．两相电流差。
3、定时限过电流保护的动作电流需要考虑返回系数，是为了 。
A．提高保护的灵敏性； B．外部故障切除后可靠返回； C．解决选择性。
4、按90º接线的功率方向元件，若线路的阻抗角为70º，保护正方向三相短路时，功率方向元件所测电压超前电流的角度φJ= 。
A．-20º； B．70º； C．20º。
5、用于方向性电流保护的功率方向元件在线路 处三相短路时存在死区。
A．出口； B．末端； C．中间。
6、在中性点直接接地电网中发生接地短路时， 零序电压最低。
A．保护安装处； B．接地故障点； C．变压器接地中性点处。
7、考虑分支电流的影响，在整定距离保护Ⅱ段的动作阻抗时，分支系数应取 。
A．可能的最小值； B．可能的最大值； C．经常运行方式的值。
8、整定阻抗相同时，圆特性全阻抗元件避开负荷阻抗的能力比圆特性方向阻抗元件 。
A．强； B．弱； C．没有区别。
9、闭锁式方向高频保护发信机起动后，当判断为外部短路时， 。
A．两侧发信机立即停信； B．两侧发信机继续发信； C．反方向一侧发信机继续发信。
10、保护与重合闸采用 加速配合方式时，在发生故障保护第一次动作时是有选择性的。
A．前； B．后； C．全程。
四、问答题（共15分，每小题5分）
1、若系统中线路阻抗角φd=60°，方向元件GJ采用90°接线方式，则正方向各种位置发生各种相间短路时，故障相GJ所侧电压超前所测电流的角度的最大变化范围应该为多少度到多少度？为使正方向三相短路时GJ动作最灵敏，则GJ的Flm=?
2、反映相间短路的阻抗继电器的0°接线方式中三个ZKJ加入的电压、电流分别是什么？能否只采用两个ZKJ？为什么？各相阻抗元件的出口应采用“与”逻辑还是“或”逻辑？
3、采用瞬时测量装置消除过渡电阻影响时，为什么只针对相间距离保护有效，而针对接地距离保护无效？为什么只在相间距离II段中采用，而相间距离I、III段中不采用？
五、综合题（共35分，1小题10分，2小题10分，3小题15分）
1、图示线路L1的保护方案为三段式电流保护，已知在最大运行方式和最小运行方式下，d1、d2点短路电流分别为：I(3)d1.max=4500A, I(3)d1.min=4300A, I(3)d2.max=1900A, I(3)d2.min=1800A.。试求：
（1）线路L1的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护的动作电流，动作时间
（KKI=1.2, KKII =1.1, KKIII =1.15, Kh=0.85, Kzq=1.3 ）。
（2）校验Ⅱ、Ⅲ段的灵敏系数Klm。

2、如图所示闭锁式方向高频保护，试分别叙述在线路外部故障及线路内部故障（包括两侧有电源及单侧电源情况）保护的动作情况，并说明其中自保持t1及延时t2的作用。

3、Y,d-11接线变比为110kV/10kV容量为30MVA的变压器，两侧用于差动保护的TA皆采用星形接法，高压侧TA变比：nTA.H=200/5，低压侧TA变比：nTA.L=2000/5，若差动保护采用内部相位校正：；
。 试问：
（1）变压器额定运行时，两侧TA二次绕组中的实际额定电流分别为多少A？当低压侧所乘以的平衡系数K L=1时（即低压侧为基本侧）为保证两侧用于差动的电流大小平衡，则高压侧所乘以的平衡系数K H=？
（2）比率制动特性中，已知最小动作电流Idz.min取0.4Ie，拐点电流Izh.min 取0.8 Ie，其中Ie为基本侧二次实际额定电流，变压器外部短路时最大差动不平衡电流Ibp.max =4A（二次值），此时的制动电流Izh.max=16A，试求制动特性斜率（可靠系数Kk取1.5）；若内部短路时差动电流为18A，制动电流为10A，此时该保护是否会动作，其动作灵敏度（灵敏系数）为多少？

一、填空题（每小题2分，共20分。）
1、（100），（5），（1 2、（最小），（两）。
3、（I），（II）。 4、（动作电流的整定）。
5、（电流），（电压）量。 6、（10）。
7、（0），（故障类型）。 8、（高）。
9、（10）。 10、（三角形），（星形）。

二、判断题（对的划“√”，错的划“×”。每小题1分，共10分。）
1、（ √ ）， 2、（ × ）， 3、（ × ）， 4、（ √ ）， 5、（ √ ），
6、（ × ）， 7、（ √ ）， 8、（ × ）， 9 √ ）， 10、（ √ ）。

三、单选题（每小题2分，共20分）
1、 C 。 2、 B 。 3、 B 。 4、 A 。 5、 A 。
6、 C 。 7、 A 。 8、 B 。 9、 C 。 10、 B 。

四、问答题（每小题5分，共15分）
1、答：-60度到0度，-30度。
2、答：ZKJ1: Uab, Ia—Ib ; ZKJ2: Ubc, Ib—Ic ; ZKJ3: Uca, Ic—Ia。不能只用两个ZKJ，因为任一种两相故障（如AB两相短路）只有反映两故障相的一个阻抗元件（ZKJ1）可正确测量保护安装处到短路点间的正序阻抗，另两个阻抗元件测量阻抗将偏大而可能拒动，因此为了反映各种相间短路，三个阻抗元件一个都不能省，且三个阻抗元件的出口应采用“或”逻辑。
3、答：由于接地短路时的过渡电阻一般为杆塔等物理电阻，其值不随时间变化；而相间短路的过渡电阻一般为电弧电阻，在短路初瞬间过渡电阻很小，其值将随着时间推移而逐渐增大。因此只针对相间距离有效。由于距离I段本身为瞬时动作，不需要瞬时测量装置来保持故障瞬间的测量阻抗；距离III段由于整定阻抗很大，其动作区在+R轴方向所占面积很大，本身不受过渡电阻影响。

五、综合题（共35分，1小题10分，2小题15分，3小题10分）
1、解：
（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段动作电流
IdZ..AⅠ= KKⅠI(3)d1.max=1.2×4500=5400A
IdZ..BⅠ= KKⅠI(3)d2.max=1.2×1900=2280A
IdZ..AⅡ= KKⅡIdZ..BⅠ=1.1×2280=2508A
IdZ..AⅢ= ( KKⅢ/ Kh) KzqIf.max
=(1.15/0.85) ×1.3×(120+150+180+100)=967.3A
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段动作时间
tAⅠ= 0；
tAⅡ= tBⅠ+△t=0.5(s)；
tAⅢ= tBⅢ+△t=(1.5+0.5)+0.5=2.5 (s)
( 2 ) 校验Ⅱ、Ⅲ段的灵敏系数KLm
.. KlmⅡ==1.485＞1.3
（近）KLmⅢ==3.85＞1.5
（远）KLmⅢ==1.61＞1.2
2、解：
* 外部短路时，两侧启动元件皆启动，靠近故障点端判为反方向而继续发讯闭锁两端保护。
* 两侧有电源情况下内部短路时，两侧保护皆启动，两侧皆判为正方向而皆停止发讯，两端皆收不到高频闭锁讯号且已启动，则两侧保护皆跳闸。
* 单侧电源情况下内部短路时，无电源侧不启动也不发讯；有电源侧启动后，方向元件判为正方向而停讯，有电源侧收不到闭锁讯号且已启动，则有电源侧保护跳闸。
* 自保持t1是为了防止发生外部故障且被其他保护切除后，本线路由于近故障点端先返回而远故障点端后返回，导致闭锁讯号提前消失而造成远故障点端的保护误动。因此启动元件返回时，闭锁讯号必须自保持t1（一般为100毫秒）
* 延时t2是为了防止外部故障时，近故障点端的闭锁讯号由于线路传输延迟，在尚未到达远故障点端时，造成远故障点端保护误动。

3、解：
（1）Ie.H==157.46(A)，高压侧TA二次绕组电流Ie2.H==3.94(A)
Ie.L==1732.05(A)，低压侧TA二次绕组电流Ie2.L==4.33(A)
高压侧平衡系数K H==1.1
（2）Idz.min=0.4Ie=0.4×4.33=1.732(A), Izh.min =0.8 Ie=0.8×4.33=3.464(A)
制动特性斜率：m==0.34
灵敏系数：Klm==4.55

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