2002年湖南省电力公司继电保护专业技术比赛个人笔试试题

个人笔试试卷（供电类）

满分：100分   时量：120分钟

1．继电保护装置应满足________、________、________和________的要求。

答：可靠性 选择性 灵敏性 速动性

2．在110~220KV中性点直接接地电网的线路保护中，后备保护应按以下原则配置：110KV线路宜采用__________方式；220KV线路保护宜采用____________方式，或同时采用________、______相结合的后备方式。

答：远后备  近后备  远、近

３．继电保护二次回路中，按机械强度要求，控制电缆或绝缘导线的芯线最小截面为：强电控制回路应不小于_________；弱电控制回路应不小于___________。

答：1.5mm2  0.5mm2

４．高压设备不停电的安全距离：10KV及以下_______，60-110KV_________，220KV___________，500KV_________。

答：0.7m  1.5m  3m  5m

５．在带电的电压互感器二次回路上工作必须认真谨慎，不得将回路的_____________接地点断开。

答：永久

６．对三相短路时应动作的负序分量元件，要求检验在____________

时动作的可靠性。

答：三相同时短路

７．静态继电保护装置的直流电源电压波动允许范围是额定电压的_____         　　　　至__________，供给静态保护装置的直流电源电压纹波系数应不大于_________。

答：80% ~ 110%(115%)    2%

８．高频保护收发信机或载波通信机同相通道并机工作频率间隔大于__________时允许直接并机，邻相通道工作频率间隔大于_______时允许频道紧邻使用。

答：14KHZ   4KHZ

9．电力系统安全自动装置，是指防止电力系统___________             和避免电力系统________________的自动保护装置。

答：失去稳定性     发生大面积停电

10．根据部颁《反措要点》的要求，出口继电器作用于220V/2A的断路器跳（合）闸线圈，其继电器的自保持电流不大于______安左右，线圈压降应小于________伏。

答：1   11 

二、判断题（正确打“√”，错误打“X”；每题 1 分，共10 分）

1．Ｄ级电流互感器是专门用于线路保护的特殊电流互感器。（      ）

答：错  应为用于纵联差动保护

2．系统最大振荡周期可按1.5S考虑。（      ）

答：对

3．母联电流相位比较式完全电流差动保护，由于母联电流没有进差电流回路，在母线倒闸操作过程中，无需将母联断路器的跳闸回路断开。（      ）

答：错

4．集成电路型、微机型保护装置的电流、电压和信号接点引入线应采用屏蔽电缆，屏蔽层应在开关场与控制室两端可靠接地。（      ）

答：对

5、当近区发生单相接地故障时，若相间距离保护与接地保护同时动作，则相间距离属不正确动作（      ）

答：错

6．有时零序电流保护要设置两个Ⅰ段，即灵敏Ⅰ段和不灵敏Ⅰ段。灵敏Ⅰ段按躲过非全相运行情况整定，不灵敏Ⅰ段按躲过线路末端故障整定。（      ）

 答：（错）

7．高频闭锁零序电流方向保护，当所取用的电压互感器接在母线上时，在线路非全相运行期间不会误动作。（     ）

答：错

8．输电线路的特性阻抗大小与线路的长度有关。（      ）

答：错

9．三相电流互感器采用三相星形接线比采用三角形接线所允许的二次负载要大。（      ）

答：对

10．因为阻波器有分流衰耗，因此当线路一侧拉开隔离刀闸和断路器，并启动发信时，对侧的收信电平一定会比拉开隔离刀闸和断路器前高（通道正常，发信机发信功率恒定）（      ）

答：错

三、选择题（把正确答案的代号填在括号内，每小题1．5分，共30分）

1．比率制动差动继电器，整定动作电流2A，比率制动系数为0.5，无制动区电流5A。本差动继电器的动作判据IDZ=│I1+I2│，制动量为{I1，I2}取较大者。模拟穿越性故障，当I1=7A时测得差电流IC=2.8A，此时，该继电器（      ）。

A．动作      B．不动作    C．处于动作边界

答：B

2．接地故障时，零序电压与零序电流的相位关系取决于（      ）。

A．故障点过渡电阻的大小

B．系统容量的大小

C．相关元件的零序阻抗

D．相关元件的各序阻抗

答：C

3．一变电站备用电源自投装置（BZT）在工作母线有电压且断路器未跳开的情况下将备用电源合上了，检查BZT装置一切正常，试判断外部设备和回路的主要问题是（      ）。

Ａ．工作母线电压回路故障和判断工作断路器位置的回路不正确

Ｂ．备用电源系统失去电压

Ｃ．工作母联瞬时低电压

Ｄ．工作电源电压和备用电源电压刚好接反

答：A

4．为了从时间上判别断路器失灵故障的存在，失灵保护动作时间的整定原则为（      ）。

Ａ．大于故障元件的保护动作时间和断路器跳闸时间之和

Ｂ．大于故障元件的断路器跳闸时间和保护返回时间之和

Ｃ．大于故障元件的保护动作时间和返回时间之和

答：B

5．应严防电压互感器的反充电。这是因为反充电将使电压互感器严重过载，如变比为220/0.1的电压互感器，它所接母线的对地绝缘电阻虽有1MΩ，但换算至二侧的电阻只有（      ），相当于短路。

A．0．21Ω       B． 0．45Ω      C．0．12Ω

答：A

6．两侧都有电源的平行双回线L1、L2，L1装有高闭距离、高闭零序电流方向保护，在A侧出线L2发生正方向出口故障，30ms之后L1发生区内故障，L1的高闭保护动作行为是（     ）。

A．A侧先动作，对侧后动作

B．两侧同时动作，但保护动作时间较系统正常时L1故障要长

C．对侧先动作，A侧后动作

答：B 

7．某双侧电源线路，采用单相重合闸方式运行，M侧I03动作时间为1.5s，N侧I03动作时间为2s，考虑两侧保护均瞬时动作时，两侧重合闸时间均整定0.7s，若双高频保护退出运行，两侧重合闸时间应整定为（       ）（注：I03为有足够灵敏度的延时段）

A．M侧2.7s，N侧2.2s

B．M侧2.2s，N侧2.7s

C．M侧2.7s，N侧3.2s

答：A

8．如果故障点在母差保护和线路纵差保护的交叉区内，致使两套保护同时动作，则（    ）

A．母差保护动作评价，线路纵差保护和“对侧纵联”不予评价；

B．母差保护和“对侧纵联”分别评价，线路纵差保护不予评价；

C．母差保护和线路纵差保护分别评价，“对侧纵联”不予评价。

答：C

9．零序电流保护的电流整定值不受（      ）影响。

A．开、停机

B．负荷电流

C．变压器中性点接地方式

答：B

10．试验过程中，为了防止电子仪表和保护装置的损坏，应当（      ）

A．取消仪表的接地线；

B．将仪表的接地线接于试验电源系统的接地线上；

C．将仪表的接地线接于工作现场的地网上。

答：C

11．接地距离继电器在线路在正方向发生两相短路故障时，（      ）

A．保护范围增加，等值电源阻抗与整定阻抗之比越大，增加的情

况越严重。

B．保护范围缩短，等值电源阻抗与整定阻抗之比越小，缩短的情况

越严重。

C．保护范围增加，等值电源阻抗与整定阻抗之比越小，增加的情况

越严重。

D．保护范围缩短，等值电源阻抗与整定阻抗之比越大，缩短的情

况越严重。

答：（D）

12．用电平表测得650Ω电阻上的电压电平为Pv，而计算出的功率电平为Pw，则Pv（      ）Pw。

A．大于

B．等于

C．小于

答：C 

13．WXH-11型微机线路保护每周波采样12点，现负荷潮流为有功P=86.6MW、无功Q= -50MW，微机保护打印出电压、电流的采样值，在微机保护工作正确的前提下，下列各组中那一组是正确的。（      ）

A．Ua比Ia由正到负过零点超前1个采样点。

B．Ua比Ia由正到负过零点滞后2个采样点。

C．Ua比Ib由正到负过零点超前3个采样点。

D．Ua比Ic由正到负过零点滞后4个采样点。

答：（C）

因为a=arctg（P/Q）=-30°，即电压滞后电流30°，因此Ua滞后Ia为1个采样点（360/12=30），而Ib滞后Ia为4个采样点（即120°），因此Ua超前Ib为3个采样点（120-30=90）。

14．母差保护中使用的母联开关电流取自Ⅱ母侧电流互感器（CT），如母联开关与CT之间发生故障，将造成（      ）

A．Ⅰ母差动保护动作，切除故障，Ⅰ母失压；Ⅱ母差动保护不动

作，Ⅱ母不失压。

B．Ⅱ母差动保护动作，切除故障，Ⅱ母失压。Ⅰ母差动保护不动作，

Ⅰ母不失压。

C．Ⅰ母差动保护动作，Ⅰ母失压，但故障没有切除，随后Ⅱ母差动

保护动作，切除故障，Ⅱ母失压。

D．Ⅰ母差动保护动作，Ⅰ母失压，但故障没有切除，随后失灵保

护动作，切除故障，Ⅱ母失压。

答案：（D）

15．采用UΦ/（IΦ+KI0）接线的接地距离保护（K=（Z0-Z1）/Z1），在线路单相金属性短路时，故障相的测量阻抗为（     ）

A．该相自阻抗     B．该相正序阻抗     C．该相零序阻抗

答：B

16．谐波制动的变压器保护中设置差动速断元件的主要原因是(     )    

A．为了提高差动保护的动作速度        

B．保护设置的双重化，互为备用。

C．为了防止较高的短路水平时，由于电流互感器的饱和产生高次谐

波量增加，导致差动元件拒动。

答：C

17．高压开关控制回路中防跳继电器的动作电流应不大于开关跳闸电流的（      ），线圈压降应小于10%额定电压。

A．1/2      B．1/3      C．2/3      D．1

答：A

18．继电保护要求所用的电流互感器的（        ）变比误差不应大于10%。

A．稳态    B．暂态     C．正常负荷下

答：A

19．电力系统发生振荡时，（      ）最可能误动作。

A．分相电流差动保护       

B．电流速断保护

C．零序电流保护

D．高频突变量方向

答：B

20．各种类型短路的电压分布规律是（      ）

A．正序电压、负序电压和零序电压 .越靠近电源数值越高。

B．正序电压和负序电压，越靠近电源数值越高，零序电压越靠近短

路点越高。

C．正序电压越靠近电源数值越高，负序电压和零序电压越靠近短路

点越高

答：C 

四、分析计算题（每题10分，共50分）

1、对零序电流方向保护，试分析回答下列问题：

（1）微机线路零序电流方向保护的零序方向元件通常采用-110度灵敏角。在图1和图2两种情况下，试在图上连接PT开口三角绕组到零序保护3U0的连线（端子排的ULN为极性端，端子排UL为非极性端）。

   答案：图1为c尾接UL，a头接ULN  ( 2分)

         图2为c头接ULN，a尾接UL  (2分)

（2）“四统一”线路零序方向保护的零序方向元件采用70度灵敏角，现场PT、CT的接线如图3。现进行带负荷检查方向性试验，用试验电压S进行试验，试验时的潮流为有功P=10MW、无功Q=-10MW，试说明试验方法，并分析零序方向元件的动作情况（要求画出向量分析图）。

(共6分)

    母线                              PT二次    PT三次

                     A

                     B            A  B   C   N

                       *   *   *   *  *   *      *  *   *

  *  *   *                                      a   b  c

   TA TB TC              PT一次侧

IN  IC  IB  IA             UA UB UC UN  UL   ULN

IN’ IC’  IB’ IA’

                         图1

    母线                              PT二次    PT三次

                     A

                     B            A  B   C   N

                                      *   *  *   *  *   *

  *  *   *             *  *   *                c   b   a

  TA TB TC               PT一次侧

IN  IC  IB  IA             UA UB UC UN  UL   ULN

IN’ IC’  IB’ IA’

                            图2

    母线                              PT二次    PT三次

                     A

                     B            A  B   C   N

                       *   *   *   *   *  *    *  *   *

  *  *   *                                      a   b   c

                                                     S     L

   TA TB TC              PT一次侧

                   *                                  *

            方向元件

                             图3

  答案：

（a）将L到方向元件的连线断开，将电压S接入方向元件的

极性端。

（b）判断S为-（Ub+Ua）=Uc（方向极性端到非极性端）

（c）做试验向量图(3分)

（d）零序方向元件依次通入IA、IB、IC，零序方向元件动作情况如下：(3分)

         通入IA：零序方向元件动作

         通入IB：零序方向元件不动作

         通入IC：零序方向元件不动作

   注意：通入电流时不要造成电流开路，如通入IA，要先将IB、IC、IN短接，在拆开IB、IC连片。

                    +P

   最大灵敏线

                          Ua

             IA

                 动作区

                    40°                        IB  +Q 

           70°

      Uc（S）                                Ub

                          IC

2、如图所示，在线路L1的A侧装有按UΦ/（IΦ+K3I0）接线的接地距离保护（K=0.8），阻抗元件的动作特性为最大灵敏度等于80°的方向圆，一次整定阻抗为Zzd=40∠80°Ω。在K点发生A相经电阻接地短路故障：

（1）写出阻抗元件的测量阻抗表达式。

（2）该阻抗元件是否会动作？并用阻抗向量图说明之。

注：（1）I1与I2同相

   （2）ZL1为线路L1的线路正序阻抗，ZL3k为线路母线B到故障点K的线路正序阻抗，ZL1=ZL3k=5∠80°Ω

Z0

                 A                B

                          I1=100A

                   L1    ZL1

                                               K

                 C

                         I2=200A    L3   ZL3k

                                                  Rg=10Ω

                   L2

答：（1）测量阻抗

Zca=ZL1+[（I1+I2）+K（I1+I2）ZL3k]/（I1+KI1）+（I1+I2）Rg/（I1+KI1）=ZL1+（I1+I2）ZL3k/I1+（I1+I2）Rg/（I1+0.8I1）

=20∠80°+17          (5分)

（2）该阻抗元件会动作，在K点短路时阻抗元件的允许接地电阻为20Ω，现测量的K点接地电阻为17Ω，所以能动作。(3分)

17Ω

20∠80°

            +jx         Zzd=40∠80°

(图2分)

                                 R

3．一台Y/Δ-11变压器，在差动保护带负荷检查时，测得Y侧电流互感器电流相位Ia与Ua同相位，Ia超前Ic为150°，Ib超前Ia为150°，Ic超前Ib为60°，且Ia=17.3A、Ib=Ic=10A。问Y侧CT回路是否正确，若正确, 请说明理由, 如错误，则改正之。（潮流为P=+8.66MW，Q=+5MVAR）

答：（1）C相极性接反(2分)

   （2）电流互感器接线图（1分）

                                              Ia

                                              Ib

        *         *                           Ic

             Ia’     Ib’      Ic’

                                *

        A    *    B    *    C   *

            X        Y         Z

   （3）向量图（6分，电流互感器绕组内电流、线电流向量各1分）

                             IA   

               Ia=Ia’-Ib’

                             Ia’

                                       Ic=-Ic’-Ia’

              Ic’                  Ib’ 

         IC               Ib=Ib’+Ic’              IB

   （4）电流互感器C相端子反接就可解决（1分）。

4．某220KV甲变电站L1线在零序电流一段范围内发生B相接地短路，L1甲侧零序不灵敏电流二段（定值2.4A、0.5s）动作，跳B相重合成功。录波测得L1线零序电流二次值为14A，甲侧L2线带方向的零序不灵敏二段（2.4A、0.5S），由选相拒动回路出口动作后跳三相开关，录波测得L2线甲侧零序电流二次值为2.5A。

经过现场调查，这两回线因安装了过负荷解列装置，L1和L2线A相电流接入过负荷解列装置，N线均接在同一端子，且两组电流互感器各自的中性点仍接地，出现了两个接地点。

试分析：①、L2线甲侧零序不灵敏二段为何误动？

②、L1线甲侧零序不灵敏一段（定值10.2A）和零序一段（定值9.6A）为何拒动？

答：

过负荷装置

线路保护

   GJ0

       *

       L1线甲侧

  A                                          A’

             IB=14A

  B

  C

                                      IB1=14A

                                     N’

                                 IB1’=7A IB1’’=7A

IB2’’  L2线甲侧

线路保护

  GJ0

       *

              IB2

IB2

         (IB1’’-IB2)=2.5A                               IB2’’=7A

（1）由于两组电流互感器各自的中性点接地，出现两个接地点。当L1线路发生B相接地短路故障时，非故障相电流L2的电流互感器二次零序回路将流过电流，电流流入GJ0的极性端，因此L2线甲侧零序功率方向元件动作，零序不灵敏2段误动。(3分)

（2）从图中标出的电流流向（未考虑负荷电流的影响），经N’分流后，L1线的甲侧零序电流约7A(2分)，其零序电流不灵敏1段及灵敏1段保护未达到10.2A和9.6A定值，故零序电流不灵敏1段及灵敏1段保护拒动。(5分)

5．已知图中各元件参数如下：

F1、F2：Pe=170MW  功率因数Ф=0.85  Xd”=0.2  Ue=10.5KV

T1: 接线Yn,d11  Ue=230kV±2*2.5%/10.5kV  Se=200MVA  

Uk%=10%

T2:接线Yn,Yn,d11  Se=200MVA  

Ue=230kV±8*1.25%/115kV±8*1.25%/10.5kV

Uk高-中%=15%  Uk高-低%=5%  Uk低-中%=10%（均为全容量

下）

线路：L=20KM  Z1=（0.025+j0.25）Ω/KM

基准容量Sj=100MVA   基准电压 230kV  115kV  10.5kV

假设：⑴、发电机、变压器X1=X2=X0,

⑵、不计发电机、变压器、线路电阻值，且线路X0=3X1

问题：⑴、计算出图中各元件的标么阻抗值；

⑵、画出在母线M处A相接地短路时，包括两侧的复合序网图；

⑶、计算出M处A相接地短路时短路点的全电流（有名值）；

⑷、利用(3)的计算结果求出流经T2 的220kV侧零序电流（有名值）。

      F1          T1     M                   N     T2

Y

Y

Y

Δ

Δ

                                                         F2

答：⑴、求标么值(每步1分，共4分)

①求F1、F2的标么值

X*j=Xd’’×Sj/Se =0.2×100/(170/0.85)=0.1

    ② 求T1的标么值

X*j=（Uk%/100）×Sj/Se =（10/100）×100/200 = 0.05

③ 求T2的标么值

X1*=[(0.15+0.05-0.1)/2]×(100/200)=0.025

X2*=[(0.15+0.1-0.05)/2]×(100/200)=0.05

X3*=[(0.1+0.05-0.15)/2]×(100/200)=0

④ 求线路的标么值

    Z1*=（0.025+j0.25）×20/529=0.001+j0.01

    Z0*=3Z1*=0.003+j0.03

⑵、画序网（每步1分，共3分）

                          I1

 EM          0.1    0.05    0.01   0.025     0.1           EN

                          I2

                0.1    0.05    0.01    0.025    0.1  

                          I0

                   0.05   0.03         0.025

③、M处K（1）（2分）

  220KV电流基准值：100×1000/1.732/230=251(A)

       （1分）

X1Σ*= （0.1+0.05）//(0.01+0.025+0.1) = 0.071= X2Σ*

X0Σ*= (0.05//(0.03+0.025) = 0.026

IA= 3×[1/（2× X1Σ*+ X0Σ*）]×251

= 3×[1/(2×0.071+0.026)] ×251=4482(A)               (1分)

④、流经T2之220KV侧     I0=(4482/3)×0.026/0.055=706A（1分）