2021 电力系统继电保护技术(河南工学院) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2021-03-11到2021-07-11
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【作业】第1章 电力系统继电保护概述 第1章 作业题-1

1、 问题:1-1 何谓电力系统故障、不正常运行状态与事故？它们之间有何关系？
评分规则: 【 在电力系统运行中，电气元件发生短路、断线时的状态均视为故障状态。 在电力系统中，三相短路、两相短路、两相接地短路、一相接地短路、两点接地短路（实际上也属相间短路）和断线统称为电力系统的故障。在电力系统中可能会出现各种各样的故障，但最常见且最危险的故障就是各种类型的短路。 电力系统的不正常工作状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。常见的不正常运行状态主要是：过负荷，过电压、系统振荡，频率降低等。事故是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，电能质量变到不能容许的程度，以致造成对用户的停止供电（或少送电）或造成人身伤亡和电气设备的损坏。前者称为停电事故，后者称为人身和设备事故。不正常工作状态的性质、后果和危害性有别于故障，长时间的不正常运行有可能造成故障。电力系统中发生故障和不正常运行状态时，都可能在电力系统中引起事故。
】

2、 问题:1-2 什么是继电保护装置？其任务是什么？
评分规则: 【 继电保护装置就是能反应电力系统中各电气设备发生故障（fault）或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸（zhá)或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是：（1）能自动地、迅速地、有选择性地借助断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备迅速恢复正常运行，并使故障设备免于继续遭受破坏;（2）能反映电气设备的不正常工作状态，并根据运行维护的条件作用于信号或将那些继续运行即会造成损坏或发展为故障的设备切除。反应不正常状态的继电保护，通常都不需要立即动作，即可带一定的延时。
】

3、 问题:1-3 举例说明继电保护选择性的概念。
评分规则: 【 选择性及时指当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路切除。
】

4、 问题:1-4 继电保护装置一般由哪几部分组成？其作用是什么？
评分规则: 【 通常由测量单元、逻辑判断处理单元和执行单元三个部分组成。1、测量部分：测量被保护元件工作状态的物理量， 并和已知整定值相比较，从而判断保护受否应该启动；2、逻辑部分：根据测量部分各输出量的大小、性质、出现的顺序或他们的组合，使保护装置按一定的逻辑程序工作，最后传到执行部分3、执行部分：根据逻辑部分送的信号，最后完成保护装置所担负的任务，如发出信号，跳闸或不动作等。
】

5、 问题:1-5 后备保护的作用是什么？何谓近后备和远后备？
评分规则: 【 答：主保护：是为满足电力系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。 后备保护：是当主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。它又分为远后备保护和近后备保护两种。远后备保护：指主保护或断路器拒动时，由相邻元件的保护来实现的后备保护。远后备保护的性能比较完善，它对相邻元件的保护装置、断路器、二次回路和直流电源引起的拒动，均能起到后备作用，且实现简单、经济。但远后备保护将使停电的范围扩大，不能满足选择性和速动性的要求。近后备保护：当主保护拒动时，由本元件的另一套保护来实现的后备保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。
】

【作业】第2章 继电保护的基本元件 电气工程及其自动化专业 第2章 作业题

1、 问题:继电保护装置用互感器的二次侧为什么要可靠接地?
评分规则: 【 互感器的二次侧都应有可靠的保安接地，以防互感器的一、二次绕组间绝缘损坏时，高电压从一次绕组窜入二次绕组对二次设备及人身造成危害。
】

2、 问题:测量变换器的作用是什么?
评分规则: 【 其作用是：（1）电路的隔离。互感器二次绕组必须安全接地，而继电保护的逻辑回路不许接地，因此需要通过测量变换器将它们从电气上进行隔离。（2）电量的变换。将互感器二次侧的电气量变小，或将电流互感器的二次电流变换为电压，以适应保护测量回路的需要；（3）定值的调整。借助于测量变换器一次绕组或二次绕组抽头的改变，实现保护整值的调整，或扩大整定值的范围。
】

3、 问题:简述电磁式继电器的基本工作原理。
评分规则: 【 当继电器线圈中通入电流Ik时，产生磁通，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，衔铁被磁化，产生电磁力Fem，当Fem克服弹簧反作用力，衔铁被吸起，并带动触点接通。
】

4、 问题:什么是继电器的继电特性？什么是继电器的返回系数？
评分规则: 【 无论起动或返回，继电器的动作都是明确干脆的，不会停留在某个中间位置，这种特性称为“继电特性”；继电器返回量与动作量的比称为返回系数。
】

5、 问题:过电流继电器的动作电流是大于还是小于返回电流？低量继电器的返回系数是大于还是小于1？
评分规则: 【 过电流继电器的动作电流大于返回电流；低量继电器的返回系数大于1。
】

6、 问题:电流互感器TA的二次绕组是严禁短路还是严禁开路？电压互感器TV又如何？电力系统中规定TA的二次额定电流为多少A？TV的二次额定电压为多少V？
评分规则: 【 电流互感器的二次侧严禁开路；电压互感器的二次侧严禁短路。TA二次额定电流为5A或1A；TV二次额定电压为100V。
】

7、 问题:何谓负序电流滤过器？有什么构成形式（举例）？
评分规则: 【 电力系统正常且对称运行时，无负序分量出现。当电力系统发生故障时，总会出现负序分量，即便是三相对称短路在短路开始瞬间也会出现负序分量。利用这一特点，即可构成灵敏度很高的负序电流保护。负序电流滤过器就是能将故障电流中的负序电流滤取出来供给继电保护用的一种专门器件。 负序电流滤过器的形式很多，常用的有： 电流变换器(TA)和电抗变压器(TL)组合构成的负序电流滤过器。
】

【作业】第3章 输电线路电流电压保护 电气工程及其自动化专业 第3章作业题 1

1、 问题:瞬时电流速断保护中采用中间继电器的作用是什么?
评分规则: 【 (1)由于电流继电器的触点容量小，不能直接接通跳闸回路，采用中间继电器可扩大前级电流继电器的触点容量； (2)考虑到在装有管型避雷器的输电线路上，当出现大气过电压使两相或三相避雷器同时放电时，将造成短时间的相间短路，采用有延时O．06～0．08 s的中间继电器，增大了保护的动作时间，从时间上躲过避雷器放电，避免了在上述情况下，瞬时电流速断保护误动作。
】

2、 问题:为什么过电流保护的动作电流要考虑返回系数,而瞬时电流速断保护及限时电流速断保护则不考虑?
评分规则: 【 过电流保护的动作电流考虑返回系数，是为了使保护在外部故障切除后能可靠地返回，若不考虑返回系数，则由于过电流保护的动作电流较小，返回电流也较小，在外部故障切除后，电流恢复到，IL.max可能大于返回电流而不返回。而瞬时电流速断保护在外部故障时根本不会动作，当然也就不存在返回的问题。至于限时电流速断保护在外部故障时可能动作，但因它的动作电流较大，相应的返回电流也较大，因此，当外部故障切除后恢复到IL.max时一定能自行返回。
】

3、 问题:电流I段保护靠什么来保证动作的选择性？电流III段保护又是靠什么来保证动作的选择性？
评分规则: 【 电流I段是靠整定动作电流来保证动作的选择性；电流III段是靠各级保护动作时限的配合来保证动作的选择性。
】

4、 问题:如图两相三继电器式星形接线中，C相TA的极性接反了，已知TA的变比n=100/5，当线路正常运行时负荷电流为80A，试问：此时1LJ、2LJ、3LJ中的电流各为多少A？当线路A、C两相短路时短路电流为800A，试问：此时1LJ、2LJ、3LJ中的电流各为多少A？
评分规则: 【
】

5、 问题:如图所示电网，额定线电压为110kV，E1、E2为两个等效系统电源，它们内阻抗的最大、最小值分别为：Zs1.min=2.5W，Zs1.max=5W，Zs2.min=10W，Zs2.max=∞W（即E2退出），各级线路长度为Lab=30km、Lbc=60km、Lcd=50km，线路单位阻抗z=0.5W/km，保护1上流过的最大负荷电流Ifh.max=300A，保护1处TA的变比为n=500/5，试求： (1)保护1的电流I段的二次侧整定值，并求其最小保护范围。 (2)保护1的电流II段的二次侧整定值，并校验其Ksen(要求>1.3，若Ksen不满足要求，需按延伸保护范围的方法再次确定整定值，并再次校验Ksen是否满足要求)。 (3)保护1的电流III段的二次侧整定值，校验其作为远后备的Ksen(要求>1.2)，判断能否作为远后备。 注：Krel一律取1.2，Kre取0.9，Kss取1.2
评分规则: 【
】

6、 问题:电流I、II、III段保护中，哪段的动作速度最快？哪段的动作灵敏度最高？
评分规则: 【 电流I段的动作速度最快；电流III段的动作灵敏度最高。
】

7、 问题: 什么是系统最大运行方式与最小运行方式，最大运行方式时系统等值阻抗为什么最小？
评分规则: 【 对于馈线保护而言，系统是指保护安装处背后的等值电力系统。系统的最大运行方式是指能向馈线上故障点提供最大短路电流的运行方式，也可理解为系统所能提供的短路容量为最大的一种运行方式，其特点是系统的等值阻抗为最小值。系统的最小运行方式是指能向馈线上故障点提供最小短路电流的运行方式，，也可理解为系统所能提供的短路容量为最小的一种运行方式，其特点是系统的等值阻抗为最大值。
】

8、 问题:I段保护与III段保护相比，各有什么优缺点？
评分规则: 【 电流Ⅰ段保护整定值大，选择性、快速性好，但灵敏性差，不能保护本线全长。电流Ⅲ段保护整定值小，动作慢，但灵敏性好，能保护本线路全长及相邻线路。
】

9、 问题:某10kV线路属于相邻线路故障被切除后的自起动状态，电流为最大负荷电流400A的三倍。定时限过电流保护整定时，可靠系数取1.2，返回系数应取0.9，由于工作失误，返回系数被取为1.2，说明此时定时限过电流保护的动作行为及相应后果。
评分规则: 【 根据题意，最大自起动电流为1200A，而按自起动系数为3倍的条件对定时限过电流保护进行整定，目前整定值为1600A，对应的实际返回电流约为1440A。可见，故障切除后，定时限过电流保护本应返回，由于整定错误，实际的自起动电流大于返回电流1080A，造成该保护无法返回，继续保持起动的状态，达到动作时间后，出口跳闸，造成误动作。
】

10、 问题:画出三段式电流保护归总式原理图。
评分规则: 【
】

【作业】第3章 输电线路电流电压保护 电气工程及其自动化专业 第3章 作业题2

1、 问题:在双侧电源供电的网络中，方向性电流保护利用了短路时电气量的什么特征解决了仅利用电流幅值特征不能解决的问题？
评分规则: 【 在双侧电源供电网络中，利用电流幅值特征不能保证保护动作的选择性。方向性电流保护利用短路时功率方向的特征，当短路功率由母线流向线路时表明故障点在线路方向上，是保护应该动作的方向，允许保护动作。反之，不允许保护动作。用短路时功率方向的特征解决了仅用电流幅值特征不能区分故障位置的问题，并且线路两侧的保护只需按照单电源的配合方式整定配合即可满足选择性。
】

2、 问题:如图所示，35KV电网线路1的保护拟定为三段式电流保护，已知线路1最大负荷电流为90A,nTA=200/5 在最大及最小运行方式下各点短路电流见下表。线路２定时限过流保护动作时限为1.5秒。试对线路１三段式电流保护进行整定计算。 短路点K1K2K3最大运行方式下三相短路电流3520A740A310A最小运行方式下两相短路电流2420A690A300A
评分规则: 【
】

3、 问题:反应相间短路的功率方向继电器采用90°接线方式有什么好处?
评分规则: 【 这种接线方式，引入非故障项电压，避免电压死区。
】

4、 问题:何谓按相起动?为什么方向电流保护要采用按相起动接线?
评分规则: 【 方向过流保护采用按相启动接线是指接入同名相的电流测量元件和功率方向元件的接点直接串联的启动方式，这样，当反方向故障时，故障相的方向元件不动作，非故障相的测量元件不动作，保证了保护装置不误动。
】

5、 问题:零序过电流保护与反应相间短路的过电流保护相比有哪些优点?
评分规则: 【 (1)零序电流保护有较高的灵敏度.(2)零序过电流保护的动作时限较相间保护短.(3)零序电流保护不反应系统振荡和过负荷.(4)零序功率方向元件无死区.副方电压回路断线时,不会误动作.(5)接线简单可靠.
】

6、 问题:图示电网中，拟定在断路器1QF一5QF上装设反应相间短路的过电流保护及反应接地短路的零序过电流保护，试确定：(1)相间短路过电流保护的动作时限；(2)零序过电流保护的动作时限；(3)绘出这两种保护的时限特性。
评分规则: 【
】

7、 问题:中性点不接地电网中某元件发生单相接地时，故障元件上所测量到的零序电流是故障元件本身的对地电容电流还是全系统非故障元件对地电容电流的总和？其方向与非故障元件上所测量到的零序电流方向相同还是相反？
评分规则: 【
】

8、 问题:反映中性点不接地电网中单相接地故障的绝缘监视装置能否判断故障相别？能否判断故障元件？
评分规则: 【 答：可以判断相别，但是不能判断故障元件。