2012年电力系统继电保护原理考试题型、复习知识点及例题

2009级《电力系统继电保护原理》考试题型及复习题第一部分：考试题型分布（1）单选题（10分）：1分×10题（2）多选题（10分）：2分×5题（3）判断改错题（10分）：2分×5题（4）简答题（20分）：5分×4题（5）分析题（20分）：3题（6）计算题（30分）：3题。第二部分：各章复习题第一章知识点：1）继电保护装置及其基本任务（故障、不正常运行状态、动作于断路器跳闸、动作于信号）2）继电保护装置的原理结构（测量、逻辑、执行）3）保护四性的内容，理解何为保护四性例题：1.如下图，线路AB、BC配置了三段式保护，试说明：（1）线路AB的主保护的保护范围，近后备、远后备保护的最小保护范围；（2）如果母线B故障（k点）由线路保护切除，是由哪个保护动作切除的，是瞬时切除还是带时限切除；（3）基于上图，设定一个故障点及保护动作案例，说明保护非选择性切除故障的情况。第二章知识点：1）继电特性和返回系数2）微机保护装置硬件组成3）采样定理、频率混叠、前置低通滤波器4）微机保护软件功能模块的构成例题：1.什么是继电器的返回系数？返回系数都是小于1的吗？2.举例说明哪些继电器是过量动作的，哪些继电器是欠量动作的？3.微机保护装置硬件系统由哪五部分组成？分别起什么作用？4.微机保护的软件一般由哪些功能模块构成？5.如何选择微机保护的采样率？说明低通滤波器设计与采样率选择之间的关系。第三章知识点：1）三段式相间电流保护的基本原理与构成、整定原则、应用评价及其整定计算，掌握整定计算过程中分支系数的计算与引入2）瞬时电流速断保护的保护范围3）电流保护的接线方式及其应用场合4）低电压保护的优缺点5）功率方向元件，0°接线和90°接线，电压死区6）半周积分算法和全波傅立叶算法例题：1.试对保护1进行电流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的整定计算（线路阻抗0.4Ω/km，电流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的可靠系数分别是1.3、1.1、1.2，返回系数0.85，自起动系数1。（参考答案：min''4.93,41.3%,01.775,0.5,1.730.565,2,5.44,1.86actactsenactsenIkAltsIkAtsKIkAtsK）2.试整定保护1的电流速断保护，并进行灵敏性校核。图示电压为线电压（计算短路电流时取平均额定电压），线路电抗为kmX/4.01，可靠系数3.1relK。如线路长度减小到50km、25km，重复以上计算，分析计算结果，可以得出什么结论？3.三段电流保护的整定计算：（1）AB和BC线路最大负荷电流分别为120A、100A（2）电源A：20,15max.min.SSXX；电源B：25,20max.min.SSXX（3）8.1,85.0,2.1,15.1,25.1MSrerelrelrelKKKKK试整定线路AB（A侧）各端保护的动作电流，并校验灵敏度。4.如下图，保护1、2都装设了三段电流保护，当k点发生AB二相相间短路故障时，分析继电器的起动、动作、返回情况。5.电流保护的接线方式有哪些？各自适用在哪些场合？6.何谓90°接线方式？采用90°接线的功率方向继电器构成方向性保护时为什么有死区？零序功率方向元件也有类似的死区吗？7.和电流保护相比，低电压保护有哪些优缺点？8.三段式保护为何不能瞬时保护线路全长？9.设微机保护采用半周积分算法计算电压幅值，采样频率为一周期采用12点，设)30314sin(21100tua，写出应用半周积分法计算该电压幅值的详细过程。更换初始角度对半周积分法的影响分析。10.利用全波傅氏算法计算上述习题。第四章知识点：1）中性点接地方式及其应用场合2）中性点有效接地系统（大接地电流系统）的故障特征3）三段式零序电流保护的基本原理、整定原则、应用评价及其整定计算4）零序功率方向元件的最灵敏角，无电压死区5）零序电流速断的三条整定原则之间的矛盾及其处理方法6）中性点不接地系统（小接地电流系统）的故障特征，以及相应保护策略。7）消弧线圈的补偿方式例题：1.试述我国电网中性点有哪几种接地方式？各有什么优缺点？分别适用于国内哪些电压等级？2.电网中性点采用哪种接地方式主要取决于什么因素？3.零序功率方向继电器的最灵敏角与相间方向继电器的最灵敏角是否相同？为什么？4.接地短路时的零序电流大小与系统运行方式是否有关？零序电流在电网中的分布与什么因素有关？5.大接地电流系统、小接地电流系统中单相接地故障时的电流电压有什么特点？相应的保护怎样配置？6.如图所示，已知保护3的零序I段动作电流为1.5A，其保护范围末端k点发生接地短路时，流过保护4的零序电流为0.9A，k1点发生接地短路时，流过保护1的最大零序电流为2.5kA，断路器非同期合闸和非全相振荡时流过保护1的零序电流分别为2.1kA和3.3kA，试分别确定变压器TM2投入和退出运行时保护1的零序I段（灵敏I段、不灵敏I段）、II段动作电流一次值。灵敏I段的可靠系数取1.2，其他均取1.1。k1234k1TM1TM27.零序电流三段保护整定计算：8.中性点加装消弧线圈的作用是什么？有几种补偿方式？试解释为什么常采用过补偿方式？第五章知识点：1）距离继电器的0°接线和带零序电流补偿的接线方式，及其应用场合；相间距离保护和接地距离保护的实现2）阻抗继电器的测量阻抗、整定阻抗和起动阻抗的概念，全阻抗继电器、方向阻抗继电器和带偏移特性的阻抗继电器的特性3）影响距离保护的因素4）短路点过渡电阻对距离保护的影响5）系统振荡对距离保护的影响，系统振荡时测量阻抗的变化轨迹，系统振荡区别于三相短路的特点，实现振荡闭锁的方法6）电压回路断线的影响7）故障选相元件的概念，相电流差突变量选相元件的特点8）三段式距离保护的原理、整定原则、评价及其整定计算例题：1.构成输电线路距离保护的基本依据是什么？2.试述三段式距离保护的整定、优缺点评价；3.阻抗继电器的构成方式有哪两种？单相补偿式阻抗继电器在距离保护中广泛采用的相间短路和接地故障的接线方式是什么？4.相间电流三段保护和距离三段保护的整定计算与运行方式和故障类型有关吗，为什么？如果有关，整定计算是如何考虑的，如果无关，是如何实现的。5.三段式距离保护整定计算6.什么是阻抗继电器的测量阻抗、整定阻抗、起动阻抗？以方向阻抗继电器为例来说明三者的区别。7.短路点过渡电阻对距离保护的影响及减小其影响的方法。8.什么是电力系统振荡，电力系统发生振荡与短路时电气特征有何区别？9.根据哪些原理可实现对保护的振荡闭锁？10.什么是选相元件，相电流差突变量选相元件的特点？11.为什么要单独配置接地距离元件和相间距离元件？12.电压回路断线对距离保护有何影响？对断线闭锁应提出哪些要求？13.如图所示，保护1出口处发生单相接地故障，过渡电阻为tR，各保护测量阻抗如图，试分析距离保护动作情况。考察Rt由小到大的过程，对于距离保护，在+R轴方向面积越大，受过渡电阻影响越小。14.如图所示，M、N侧系统电势幅值相等，假设全系统的阻抗角相等，若振荡中心在B母线处，试作图分析线路L1的A侧距离保护第I、II段方向阻抗继电器受系统振荡影响的情况。ABCL1L2MENEZ第六章知识点：1）纵联保护的通信通道、特点、应用场合2）载波通道的构成3）影响线路纵差保护正确动作的因素，纵差保护的暂态不平衡电流、稳态不平衡电流产生的原因、特点，措施4）分相电流差动保护优点，常用的制动量5）方向纵联保护的原理，接线原理和逻辑框图6）距离纵联保护相比方向纵联保护的优点，基本原理，接线原理和逻辑款图7）纵联保护传送的信号及其特点例题：1.为什么应用载波（高频）通道时最好传递闭锁信号？2.哪些因素影响输电线路纵联差动保护的正确工作？对线路纵联差动保护所有的电流互感器应提出哪些要求？3.何谓暂态不平衡电流和稳态不平衡电流？试分别说明它们的产生原因、特点和减小的方法。4.简述方向比较式纵联保护的基本原理。5.与方向比较式纵联保护相比，距离纵联保护有哪些优缺点？6.高频保护的载波通道是怎样构成的？高频方向闭锁保护在通道故障下能否正确动作，为什么？7.高频闭锁方向保护的原理怎样?试举出几种方向元件的构成原理；8.方向高频保护为什么要采用两个灵敏度不同的起动元件?9.下图为高频闭锁方向保护原理图（一侧），试分析在内部故障和外部故障时，各个继电器和收发信机的起动、返回、动作情况。10.试结合下图说明超范围闭锁式距离纵联保护在内外部故障时各元件的动作情况.11.下图为高频闭锁距离保护原理图（一侧），（1）试分析在内部故障和外部故障时，各个继电器和收发信机的起动、返回、动作情况。（2）如果线路故障由ZI瞬时动作切除，试说明故障点位置。第七章知识点：1）自动重合闸的起动原则2）单相/三相/综合重合闸的定义3）单侧电源网自动重合闸动作时间的整定需要考虑的因素；双侧电源网自动重合闸还需考虑的因素。4）检无压与检同期自动重合闸的原理5）重合闸前加速保护和重合闸后加速保护的定义、原理、优缺点、适用范围6）潜供电流的定义，对重合闸的影响例题：1.单电源自动重合闸动作时间的整定要考虑哪些因素?2.双侧电源线路装设自动重合闸时,与单侧电源相比,应考虑哪些特殊问题?主要有哪些重合闸方式？3.结合下图说明，为什么要在一侧同时投入检查同步和检查无电压的重合闸，而另一侧只投入检查同步重合闸？两侧重合闸的方式要定期交换，为什么？4.什么叫重合闸前加速保护和后加速保护？5.如图重合闸加装了前加速保护，试说明当k点故障分别为瞬时性故障或永久性故障时，相应保护和重合闸动作情况。6.潜供电流的产生原因及其影响因素有哪些？第八章知识点：1）变压器的故障类型、不正常运行状态及其主保护、后备保护的配置2）瓦斯保护与差动保护的特点，保护范围，能反应的故障类型3）变压器差动保护产生不平衡电流的因素，减少不平衡电流的措施4）励磁涌流的定义、特点，对变压器差动保护的影响以及解决措施5）带制动特性的差动保护的原理，区外、区内故障时的动作特性6）低电压起动、复合电压起动的过电流保护的原理、动作逻辑例题：1.励磁涌流是在什么情况下产生的？有何特点？变压器差动保护中怎样克服励磁涌流的影响？2.变压器差动保护中，产生不平衡电流的原因有哪些？试列举减小这些不平衡电流的措施。3.结合下图说明为什么带制动特性的差动继电器能可靠躲开外部故障时的不平衡电流，内部故障时提高保护灵敏度？4.如图为变压器复合电压起动的过电流保护，分析下列故障情况下各继电器的起动、返回和动作情况：（1）当发生AB相间短路时；（2）当发生三相短路时。5.变压器瓦斯保护能反应哪些故障，属于主保护还是后备保护？第九章知识点：1）发电机的故障类型、不正常运行状态及相应的保护方式2）发电机完全纵差、不完全纵差、横差保护的基本原理、特点、保护范围、能反应的故障类型3）单元件横差保护的基本原理，加三次谐波过滤的原因，定子两点接地时需延时动作的原因4）发电机定子单相接地的故障特点，100%定子接地保护的构成，三次谐波电压和基波零序电压配合实现100%定子接地保护的原理5）负序电流对发电机的危害6）发电机失磁时极端测量阻抗的变化轨迹例题：1.发电机的故障类型、不正常运行状态及相应的保护方式有哪些？2.单继电器式横差保护的作用是什么？为什么它可以瞬时跳闸，而有时又要带时限动作？3.发电机定子绕组单相接地时有什么特点？何谓100％定子接地保护？试述利用三次谐波电压和基波零序电压配合实现100%定子接地保护的原理。4.负序电流会对发电机造成什么危害，发电机负序过电流保护的作用是什么？5.失磁时，机端测量阻抗的变化轨迹是什么？第十章知识点：1）利用相邻元件保护装置切除母线故障的策略2）双母线固定连接方式的母线差动原理3）母联电流相位比较式母差原理4）断路器失灵保护的概念例题：1.母线保护按原理可分为哪些类型？2.如图为用相邻回路实现的母线保护原理图。变压器装设了瓦斯保护、差动保护和过电流保护，母线未装设母线保护，当母线k点发生故障时，试分析有哪些保护会起