《继电保护》)高级技师理论题库

(11-059)

电力职业技能鉴定考试

《继电保护工（第二版）》高级技师理论题库

一、选择题（请将正确答案的代号填入括号内，共61题）

1. 关于等效变换说法正确的是（ ）。

(A)等效变换只保证变换的外电路的各电压、电流不变； (B)等效变换是说互换的电路部分一

样； (C)等效变换对变换电路内部等效； (D)等效变换只对直流电路成立。

答案:A

2. 在电力系统中发生不对称故障时，短路电流中的各序分量，其中受两侧电动势相角差影响的

是（ ）。

(A)正序分量； (B)负序分量； (C)正序分量和负序分量； (D)零序分量。 答案:A

3. 相当于负序分量的高次谐波是（ ）谐波。

(A)3n次； (B)3n+1次； (C)3n1次（其中n为正整数）； (D)上述三种以外的。 答案:C

4. 按对称分量法，A相的正序分量可按（ ）式计算。

(A)FA1=（FA+2FB+FC）/3； (B)FA1=（FA+FB+ 2FC）/3； (C)FA1=（2FA+FB+FC）

/3。

答案:B

5. 如果线路送出有功与受进无功相等，则线路电流、电压相位关系为（ ）。

(A)电压超前电流45°； (B)电流超前电压45°； (C)电流超前电压135°； (D)电压超前电

流135°。

答案:B

6. 若i1=8sin（t+10°）A，i2=6sin（t+30°）A，则其二者合成后（ ）。

(A)幅值等于14，相位角等于40°； (B)i=10sin（t20°）； (C)合成电流i=i1+i2，仍是同频率的

正弦交流电流； (D)频率和相位都改变，是非正弦交流电流。

答案:C

7. 下属哪些说法是正确的？（ ）。

(A)振荡时系统各点电压和电流的幅值随功角的变化一直在做往复性的摆动，但变化速度相对较

.

.

慢；而短路时，在短路初瞬电压、电流是突变的，变化量较大，但短路稳态时电压、电流的有效值基本不变； (B)振荡时阻抗继电器的测量阻抗随功角的变化，幅值在变化，但相位基本不变，而短路稳态时阻抗继电器测量阻抗在幅值和相位上基本不变； (C)振荡时只会出现正序分量电流、电压，不会出现负序分量电流、电压，而发生接地短路时只会出现零序分量电压、电流不会出现正序和负序分量电压电流。

答案:A

8. 在没有实际测量值的情况下，除大区域之间的弱联系联络线外，系统最长振荡周期一般可按

（ ）考虑。

(A)1.0s； (B)1.2s； (C)1.5s； (D)2.0s。 答案:C

9. 两相故障时，故障点的正序电压UK1与负序电压UK2的关系为（ ）。 (A)UK1＞UK2； (B)UK1=UK2； (C)UK1＜UK2； (D)UK1= UK2=0。 答案:B

10. 有两个正弦量，其瞬时值的表达方式分别为：

(t 10°)，(t +10°)，可见（ ）。

(A)电流滞后电压110°； (B)电流超前电压110°； (C)电压超前电流20°； (D)电流超前电压20°。 答案:B

11. 各种类型短路的电压分布规律是（ ）。

(A)正序电压、负序电压、零序电压，越靠近电源数值越高； (B)正序电压、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、零序电压越靠近短路点越高； (D)正序电压、负序电压、零序电压，越靠近短路点数值越高。

答案:C

12. 设对短路点的正、负、零序综合电抗为X1Σ、X2Σ、X0Σ，且X1Σ=X2Σ，则单相接地短路零序

电流比两相接地短路零序电流大的条件是（ ）。

(A)X1Σ>X0； (B)X1Σ13. 故障点零序综合阻抗大于正序综合阻抗时，与两相接地短路故障时的零序电流相比，单相

接地故障的零序电流（ ）。

(A)大； (B)其比值为1； (C)小； (D)取决运行方式。 答案:A

14. 当线路上发生BC两相接地故障时，从复合序网图中求出的各序分量的电流是（ ）中的各

.

.

序分量电流。

(A)A相； (B)B相； (C)C相； (D)BC两相。 答案:A

15. 大接地电流系统中发生接地短路时，在零序序网图中没有发电机的零序阻抗，这是由于

（ ）。

(A)发电机没有零序阻抗； (B)发电机零序阻抗很小可忽略； (C)发电机零序阻抗近似于无

穷大； (D)发电机零序阻抗中没有流过零序电流。

答案:A

16. 配置单相重合闸的线路发生瞬时单相接地故障时，由于重合闸原因误跳三相，但又三相重

合成功，重合闸应如何评价（ ）。

(A)不评价； (B)正确动作1次，误动1次； (C)不正确动作1次； (D)不正确动作2次。 答案:D

17. 综合重合闸装置都设有接地故障判别元件，在采用单相重合闸方式时，下述论述正确的是

（ ）。

(A)AB相间故障时，故障判别元件不动作，立即沟通三相跳闸回路； (B)AB相间故障时，故

障判别元件动作，立即沟通三相跳闸回路； (C)A相接地故障时，故障判别元件不动作，根据选相元件选出故障跳单相； (D)A相接地故障时，故障判别元件动作，立即沟通三相跳闸回路。

答案:A

18. 闭锁式纵联保护跳闸的必要条件是（ ）。

(A)正方向元件动作，反方向元件不动作，收到过闭锁信号而后信号又消失； (B)正方向元件

动作，反方向元件不动作，没有收到过闭锁信号； (C)正、反方向元件均动作，没有收到过闭锁信号； (D)正、反方向元件均不动作，没有收到过闭锁信号。

答案:A

19. 双绕组变压器空载合闸的励磁涌流的特点有（ ）。

(A)变压器两侧电流相位一致； (B)变压器两侧电流大小相等相位互差30度； (C)变压器两

侧电流相位无直接联系； (D)仅在变压器一侧有电流。

答案:D

20. 发电机复合电压起动的过电流保护在（ ）低电压起动过电流保护。

(A)反应对称短路及不对称短路时灵敏度均高于； (B)反应对称短路灵敏度相同但反应不对称短路

时灵敏度高于； (C)反应对称短路及不对称短路时灵敏度相同只是接线简单于； (D)反应不对称短

.

.

路灵敏度相同但反应对称短路时灵敏度均高于。

答案:A

21. 保护范围相同的四边形方向阻抗继电器、方向阻抗继电器、偏移圆阻抗继电器、全阻抗继

电器，受系统振荡影响最大的是（ ）。

(A)全阻抗继电器； (B)方向阻抗继电器； (C)偏移圆阻抗继电器； (D)四边形方向阻抗

继电器。

答案:A

22. 保护装置的实测整组动作时间与整定时间相差（误差）最大值不得超过整定时间的（ ）。 (A)5%； (B)10%； (C)15%； (D)20%。 答案:B

23. 当Z=600时，功率电平为13dBm，那么该处对应的电压电平为（ ）。 (A)3dB； (B)6dB； (C)9dB； (D)13dB。 答案:D

24. 不灵敏零序Ⅰ段的主要功能是（ ）。

(A)在全相运行情况下作为接地短路保护； (B)在非全相运行情况下作为接地短路保护； (C)作

为相间短路保护； (D)作为匝间短路保护。

答案:B

25. 所谓继电保护装置，就是指能够反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，

（ ）。

(A)并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置； (B)并动作于断路器跳闸的一种自

动装置； (C)并发出信号的一种自动装置； (D)并消除系统故障或不正常运行状态的一种自动装置。

答案:A

26. 变压器过励磁保护是按磁密度正比于（ ）原理实现的。

(A)电压U与频率f乘积； (B)电压U与频率f的比值； (C)电压U与绕组线圈匝数N的比值；

(D)电压U与绕组线圈匝数N的乘积。

答案:B

27. 220～500kV线路分相操作断路器使用单相重合闸，要求断路器三相合闸不同期时间不大于

（ ）。

(A)1ms； (B)5ms； (C)10ms； (D)15ms。

.

.

答案:B

28. 如果一台三绕组自耦变压器的高中绕组变比为2.5，Sn为额定容量，则低压绕组的最大容量

为（ ）。

(A)0.3Sn； (B)0.4Sn； (C)0.5Sn； (D)0.6Sn。 答案:D

29. Yd11接线的变压器在△侧发生两相故障时，Y侧将会产生有一相电流比另外两相电流大的

现象，该相是（ ）。

(A)故障相中超前的同名相； (B)故障相中滞后的同名相； (C)非故障相的同名相； (D)

非故障相滞后的同名相。

答案:B

30. 由三只电流互感器组成的零序电流接线，在负荷电流对称的情况下有一组互感器二次侧断

线，流过零序电流继电器的电流是（ ）倍负荷电流。

(A)3； (B)2； (C)1； (D)答案:C

31. 某变电站电压互感器的开口三角形侧B相接反，则正常运行时，如一次侧运行电压为110kV，

。

开口三角形的输出为（ ）。

(A)0V； (B)100V； (C)200V； (D)220V。 答案:C

32. 设电路中某一点的阻抗为60，该点的电压为U=7.75V，那么，该点的电压绝对电平和功率

绝对电平分别为（ ）。

(A)10dB、20dBm； (B)10dB、30dBm； (C)20dB、20dBm； (D)20dB、30dBm。 答案:D

33. 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，线路纵差保护不予评价； (B)母差保护不予评价，线路纵差保护动作

评价； (C)母差保护和线路纵差保护分别评价； (D)线路纵差保护母差保护都不予评价。

答案:C

34. 在大电流接地系统中发生接地故障时，保护安装处的3U0和3I0之间的相位角取决于（ ）。 (A)保护安装处到故障点的线路零序阻抗角； (B)保护安装处正方向到零序网络中性点之间的

零序阻抗角； (C)保护安装处反方向到零序网络中性点之间的零序阻抗角； (D)保护安装处综合零序网络中的零序阻抗角。

.

.

答案:C

35. 微机型保护装置，当采样周期为5/3ms时，三点采样值乘积算法的时间窗为（ ）。 (A)10/3ms； (B)10 ms； (C)2 ms； (D)5 ms。 答案:A

36. PST-1200主变保护的差动保护（SOFT-CD1）中设置了（ ）制动元件，防止差动保护在

变压器过励磁时误动作。

(A)二次谐波； (B)三次谐波； (C)五次谐波； (D)七次谐波。 答案:C

37. 直流中间继电器、跳（合）闸出口继电器的消弧回路应采取以下方式：（ ）。

(A)两支二极管串联后与继电器的线圈并联，要求每支二极管的反向击穿电压不宜低于300V；

(B)一支二极管与一适当阻值的电阻串联后与继电器的线圈并联要求二极管的反向击穿电压不宜低于1000V； (C)一支二极管与一适当感抗值的电感串联后与继电器的线圈并联，要求二极管与电感的反向击穿电压均不宜低于1000V。

答案:B

38. 在保证可靠动作的前提下，对于联系不强的220kV电网，重点应防止保护无选择性动作；

对于联系紧密的220kV电网，重点应保证保护动作的（ ）。

(A)选择性； (B)可靠性； (C)灵敏性； (D)快速性。 答案:B

39. 某一套的保护装置由保护主机及出口继电器两部分组成，分别装于两面保护屏上，其

出口继电器部分（ ）。

(A)必须与保护主机部分由同一专用端子对取得正、负直流电源； (B)应由出口继电器所在屏

上的专用端子对取得正、负直流电源； (C)为提高保护装置的抗干扰能力，应由另一直流电源熔断器提供电源； (D)应由另一直流电源熔断器提供电源。

答案:A

40. 为防止由瓦斯保护启动的中间继电器在直流电源正极接地时误动，应（ ）。

(A)在中间继电器起动线圈上并联电容； (B)对中间继电器增加0.5s的延时； (C)采用动作

功率较大的中间继电器，而不要求快速动作； (D)采用快速中间继电器。

答案:C

41. 50km以下的220～500kV线路，相间距离保护应有对本线路末端故障灵敏度不小于（ ）

的延时段。

.

.

(A)1.5； (B)1.4； (C)1.3； (D)1.2。 答案:A

42. 已知一条高频通道发讯侧输送到高频通道的功率是10W，收讯侧入口处接收到的电压电平

为15dBV（设收发讯机的内阻为75），则该通道的传输衰耗为（ ）。

(A)25dBm； (B)19dBm； (C)16dBm； (D)16dBV。 答案:C

43. 高压断路器控制回路中防跳继电器的动作电流应小于断路器跳闸电流的（ ），线圈压降应

小于10%额定电压。

(A)1/2； (B)1/3； (C)1/4； (D)1/5。 答案:A

44. 某变电站有一套备用电源自投装置（备自投），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，检查备自投装置一切正常，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。

答案:A

45. 两侧都有电源的平行双回线L1、L2，L1装有高频距离、高频零序电流方向保护，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的高频保护动作行为是（ ）。

(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； (D)待L2正方向故障切除后才会动作。

答案:B

46. 母差保护中使用的母联断路器电流取自Ⅱ母侧电流互感器，如母联断路器与电流互感器之

间发生故障，将造成（ ）。

(A)Ⅰ母差动保护动作切除故障且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且Ⅱ母失压，Ⅰ母差动保护不动作，Ⅰ母不失压； (C)Ⅰ母差动保护动作使Ⅰ母失压，而故障未切除，随后Ⅱ母差动保护动作切除故障且Ⅱ母失压； (D)Ⅰ母差动保护动作使Ⅰ母失压，但故障没有切除，随后死区保护动作切除故障且Ⅱ母失压。

答案:D

47. 某变电站装配有两套电压为220V的直流电源系统，正常运行时两组直流电源及所带负荷相

互之间没有电气联系。如果不慎将第一组直流系统的正极与第二组直流系统的负极短接，则（ ）。

(A)两组直流系统的电压及各组正、负极对大地电位与短接前相同； (B)两组直流系统的电

.

.

压与短接前相同，第一组正极对大地电位为+220V；第二组负极对大地电位为220V； (C)两组直流系统的电压与短接前相同，第一组正极对大地电位为+440V；第二组负极对大地电位为0V； (D)两组直流系统的电压与短接前略有不同，第一组电压偏高和第二组电压偏低。

答案:B

48. 接地阻抗元件要加入零序补偿K。当线路Z0=3.7Z1时，K为（ ）。 (A)0.8； (B)0.75； (C)0.9；（C）0.85。 答案:C

49. 母线故障时，关于母差保护电流互感器饱和程度，以下哪种说法正确（ ）。

(A)故障电流越大，负载越小，电流互感器饱和越严重； (B)故障初期3～5ms电流互感器保持

线性传变，以后饱和程度逐步减弱； (C)故障电流越大，且故障所产生的非周期分量越大和衰减时间常数越长，电流互感器饱和越严重。

答案:C

50. 220kV采用单相重合闸的线路使用母线电压互感器。事故前负荷电流700A，单相故障双侧

选跳故障相后，按保证100过渡电阻整定的方向零序Ⅳ段在此非全相过程中（ ）。

(A)虽零序方向继电器动作，但零序电流继电器不动作，Ⅳ段不出口； (B)虽零序电流继电器

动作，但零序方向继电器不动作，Ⅳ段不出口； (C)零序方向继电器会动作，零序电流继电器也动作，Ⅳ段可出口； (D)零序方向继电器会动作，零序电流继电器也动作，但Ⅳ段不会出口。

答案:D

51. 发电机转子绕组两点接地对发电机的主要危害之一是（ ）。

(A)破坏了发电机气隙磁场的对称性，将引起发电机剧烈振动，同时无功功率出力降低； (B)无功

功率出力增加； (C)转子电流被地分流，使流过转子绕组的电流减少； (D)转子电流增加，致使转子绕组过电流。

答案:A

52. 有一台新投入的Yyn接线的变压器，测得三相相电压、三相线电压均为380V，对地电压

Uaph=Ubph=380V，Ucph=0V，该变压器发生了（ ）故障。

(A)变压器零点未接地，C相接地； (B)变压器零点接地； (C)变压器零点未接地，B相接地；

(D)变压器零点未接地，A相接地。

答案:A

53. 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1M，但换算至二侧的电阻只有（ ），相当于短

.

.

路。

(A)0.206； (B)0.405； (C)0.300； (D)0.120。 答案:A

. 某220kV线路断路器处于冷备用状态，运行人员对部分相关保护装置的跳闸压板进行检查，

如果站内直流系统及保护装置均正常，则（ ）。

(A)线路纵联保护各分相跳闸压板上口对地电位为110V；母差保护对应该线路的跳闸压板上口

对地电位为0V； (B)线路纵联保护各分相跳闸压板上口对地电位为110V；母差保护对应该线路的跳闸压板上口对地电位为110V； (C)线路纵联保护各分相跳闸压板上口对地电位为+110V；母差保护对应该线路的跳闸压板上口对地电位为0V； (D)线路纵联保护各分相跳闸压板上口对地电位为+110V；母差保护对应该线路的跳闸压板上口对地电位为110V。

答案:D

55. 当发电机变压器组的断路器出现非全相运行时，应（ ）。

(A)启动的跳闸回路跳本断路器一次； (B)启动断路器失灵保护； (C)首先减发电机的

出力，然后经\"负序或零序电流元件\"闭锁的\"断路器非全相判别元件\"及时间元件启动的跳闸回路，重跳本断路器一次。

答案:C

56. 自耦变压器高压侧零序电流方向保护的零序电流（ ）。

(A)应取自自耦变中性线上的电流互感器二次； (B)应取自变压器高压引线上三相电流互感器

二次自产零序电流或三相电流互感器二次中性线电流； (C)取上述两者均可。

答案:B

57. 变压器一次绕组为Ynd11，差动保护两侧电流互感器均采用星形接线。采用比率制动差动继电

器，其动作判据为，制动量取中较大者。差动最小动作电流为2A，比率制动系

数为0.5，拐点电流为5A。高压侧平衡系数为时测得差电流3.5A，此时，该继电器（ ）

。模拟单相穿越性故障时，当高压侧通入

。

(A)动作； (B)不动作； (C)处于动作边界； (D)七次谐波。 答案:C

58. 变压器额定容量为120/120/90MVA，接线组别为YNynd11，额定电压为220/110/11kV，高压

侧电流互感器变比为600/5；中压侧电流互感器变比为1200/5；低压侧电流互感器变比为6000/5，差动保护电流互感器二次均采用星形接线。差动保护高、中、低二次平衡电流正确的是（精确到小数

.

.

点后1位）（ ）。

(A)

； (B)。

； (C) ；

(D)

答案:C

59. 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，下列各组中哪一组是正确的（ ）［提示：

］。

(A)Ua比Ib由正到负过零点滞后3个采样点； (B)Ua比Ib由正到负过零点超前2个采样点；

(C)Ua比Ic由正到负过零点滞后4个采样点； (D)Ua比Ic由正到负过零点滞后5个采样点。

答案:D

60. 图A-3是220kV线路零序参数的测试接线。表A-1中为测试结果数据。线路的零序阻抗为（ ）

。

图A-3

表A-1

测 试 结 果

电压表U读数 电流表A读数 6A 功率表W读数 120W 96V

(A)1.1 + j 15.9； (B)3.3 + j 15.7； (C)30 + j 37； (D)10 + j 47。 答案:D

61. 220kV/110kV/10kV变压器一次绕组为YNynd11接线，10kV侧没负荷，也没引线，变压器

实际当作两绕组变压器用，采用微机型双侧差动保护。对这台变压器差动二次电流是否需要进行转角处理（内部软件转角方式或外部回路转角方式），以下正确的说法是（ ）。

(A)高中压侧二次电流均必须进行转角。无论是采用内部软件转角方式还是外部回路转角方式；

(B)高中压侧二次电流均不需进行转角； (C)高压侧二次电流需进行外部回路转角，中压侧不需进行转角； (D)中压侧二次电流需进行外部回路转角，高压侧不需进行转角。

答案:A

.

.

二、判断题（正确的请在括号内打\"√\"，错误的打\"×\"，共题）

1. LFP-902的重合闸在\"停用\"方式下，若被保护线路发生单相故障，则本保护动作于三相跳闸。（ ） 答案:×

2. 高频通道反措中，采用高频变量器直接耦合的高频通道，要求在高频电缆芯回路中串接一个电容的目的是为了高频通道的参数匹配。（ ） 答案:×

3. 主保护双重化主要是指两套主保护的交流电流、电压和直流电源彼此，有的选相功能，有两套的保护专（复）用通道，断路器有两个跳闸线圈、每套保护分别启动一组。（ ） 答案:√

4. 如果微机保护室与通信机房间，二次回路存在电气联系，就应敷设截面不小于100m2的接地铜排。（ ） 答案:√

5. 与LFP-902配合工作的收发信机的远方启动（即远方起信）应退出，同时不再利用传统的断路器三相位置接点串联接入收发信机的停信回路。（ ） 答案:√

6. 所有涉及直接跳闸的重要回路应采用动作电压在额定直流电源电压的55%～70%范围以内的中间继电器，并要求其动作功率不低于5W。（ ） 答案:√

7. 微机光纤纵联保护的远方跳闸，必须经就地判别。（ ） 答案:√

8. 主变压器保护动作解除失灵保护电压闭锁，主要解决失灵保护电压闭锁元件对主变压器中低压侧故障的灵敏度不足问题。（ ） 答案:√

.

.

9. 在进行整组试验时，还应检验断路器跳闸、合闸线圈的压降均不小于90%的电源电压才为合格。（ ） 答案:√

10. 为了保证在电流互感器与断路器之间发生故障时，母差保护跳开本侧断路器后对侧纵联保护能快速动作，应采取的措施是母差保护动作停信或发允许信号。（ ） 答案:√

11. 工频变化量方向纵联保护需要振荡闭锁。（ ） 答案:×

12. 必须利用钳形电流表检查屏蔽线的接地电流，以确定其是否接地良好。（ ） 答案:√

13. 变压器各侧电流互感器型号不同，变流器变比与计算值不同，变压器调压分接头不同，所以在变压器差动保护中会产生暂态不平衡电流。（ ） 答案:×

14. 电抗器差动保护动作值应躲过励磁涌流。（ ） 答案:×

15. 线路出现断相，当断相点纵向零序阻抗大于纵向正序阻抗时，单相断相零序电流应小于两相断相时的零序电流。（ ） 答案:√

16. 系统振荡时，线路发生断相，零序电流与两侧电势角差的变化无关，与线路负荷电流的大小有关。（ ） 答案:×

.

.

17. 对Yd11接线的变压器，当变压器d侧出口故障，Y侧绕组低电压保护接相间电压，不能正确反映故障相间电压。（ ） 答案:√

18. 系统运行方式越大，保护装置的动作灵敏度越高。（ ） 答案:×

19. 平行线路之间的零序互感，对线路零序电流的幅值有影响，对零序电流与零序电压之间的相位关系无影响。（ ） 答案:×

20. 傅里叶算法可以滤去多次谐波，但受输入模拟量中非周期分量的影响较大。（ ） 答案:√

21. 电压互感器二次输出回路A、B、C、N相均应装设熔断器或自动小开关。（ ） 答案:×

22. 相间阻抗继电器的测量阻抗与保护安装处至故障点的距离成正比，而与电网的运行方式无关，并不随短路故障的类型而改变。（ ） 答案:√

23. 电容式电压互感器的稳态工作特性与电磁式电压互感器基本相同，暂态特性比电磁式电压互感器差。（ ） 答案:×

24. 五次谐波电流的大小或方向可以作为中性点非直接接地系统中，查找故障线路的一个判据。（ ） 答案:√

25. 阻抗保护可作为变压器或发电机所有内部短路时有足够灵敏度的后备保护。（ ）

.

.

答案:×

26. 零序电流保护Ⅵ段定值一般整定较小，线路重合过程非全相运行时，可能误动，因此在重合闸周期内应闭锁，暂时退出运行。（ ） 答案:×

27. 变压器气体继电器的安装，要求变压器顶盖沿气体继电器方向与水平面具有1%～1.5%的升高坡度（ ） 答案:√

28. 对称三相电路Y连接时，线电压为相电压的 答案:√

29. 微机型接地距离保护，输入电路中没有零序电流补偿回路，即不需要考虑零序补偿。（ ） 答案:×

30. 对变压器差动保护进行六角图相量测试，应在变压器带负载时进行。（ ） 答案:√

31. 在欧姆定律中，导体的电阻与两端的电压成反比，与通过其中的电流强度成正比。（ ） 答案:×

32. 输电线路BC两相金属性短路时，短路电流Ibc滞后于BC相间电压一线路阻抗角。（ ） 答案:√

33. 并联谐振应具备以下特征：电路中的总电流I达到最小值，电路中的总阻抗达到最大值。（ ） 答案:√

34. 高频保护停用，只须将保护装置高频保护连接片断开即可。（ ） 答案:√

.

。（ ）

.

35. 跳闸（合闸）线圈的压降均大于电源电压的90%才为合格。（ ） 答案:×

36. 短路电流暂态过程中含有非周期分量，电流互感器的暂态误差比稳态误差大得多。因此，母线差动保护的暂态不平衡电流也比稳态不平衡电流大得多。（ ） 答案:√

37. Yd11组别的变压器差动保护，高压侧电流互感器的二次绕组必须三角形接线或在保护装置内采取相位补偿等。（ ） 答案:√

38. 在大电流接地系统中，当相邻平行线停运检修并在两侧接地时，电网接地故障时，将在该运行线路上产生零序感应电流，此时在运行线路中的零序电流将会减少。（ ） 答案:×

39. 系统振荡时，变电站现场观察到表计每秒摆动两次，系统的振荡周期应该是0.5秒。（ ） 答案:√

40. 采用检无压、检同期重合闸的线路，投检无压的一侧，不能投检同期。（ ） 答案:×

41. 二次回路中电缆芯线和导线截面的选择原则是：只需满足电气性能的要求；在电压和操作回路中，应按允许的压降选择电缆芯线或电缆芯线的截面。（ ） 答案:×

42. 当线路出现不对称断相时，因为没有发生接地故障，所以线路没零序电流。（ ） 答案:×

43. 发电机负序反时限保护与系统后备保护无配合关系。（ ）

.

.

答案:√

44. 为使变压器差动保护在变压器过激磁时不误动，在确定保护的整定值时，应增大差动保护的5次谐波制动比。（ ） 答案:×

45. 在双侧电源系统中，如忽略分布电容，当线路非全相运行时一定会出现零序电流和负序电流。（ ） 答案:×

46. 在正常工况下，发电机中性点无电压。因此，为防止强磁场通过大地对保护的干扰，可取消发电机中性点电压互感器二次（或消弧线圈、配电变压器二次）的接地点。（ ） 答案:×

47. P级电流互感器10%误差是指额定负载情况下的最大允许误差。（ ） 答案:×

48. YNd11接线的变压器低压侧发生bc两相短路时，高压侧B相电流是其他两相电流的2倍。（ ） 答案:×

49. 对输入采样值的抗干扰纠错，不仅可以判别各采样值是否可信，同时还可以发现数据采集系统的硬件损坏故障。（ ） 答案:√

50. 大接地电流系统中发生接地短路时，在复合序网的零序序网图中没有出现发电机的零序阻抗，这是由于发电机的零序阻抗很小可忽略。（ ） 答案:×

51. 在电压互感器开口三角绕组输出端不应装熔断器，而应装设自动开关，以便开关跳开时发信号。（ ）

.

.

答案:×

52. 变压器纵差保护经星角相位补偿后，滤去了故障电流中的零序电流，因此，不能反映变压器YN侧内部单相接地故障。（ ） 答案:×

53. 自动低频减载装置附加减负荷级（特殊级）的动作频率整定为首级动作频率，动作时限整定为0.5秒。（ ） 答案:×

. 对定时限过电流保护进行灵敏度校验时一定要考虑分支系数的影响，且要取实际可能出现的最小值。（ ） 答案:×

55. 自动低频减载装置切除的负荷总数量应小于系统中实际可能发生的最大功率缺额。（ ） 答案:√

56. 在微机保护中，加装了自恢复电路以后，若被保护对象发生内部故障，同时发生程序出格，不会影响保护动作的快速性和可靠性。（ ） 答案:√

57. 对线路变压器组，距离Ⅰ段的保护范围不允许伸到变压器内部。（ ） 答案:×

58. 在母线保护和断路器失灵保护中，一般共用一套出口继电器和断路器跳闸回路，但作用于不同的断路器。（ ） 答案:√

59. 对于中性点直接接地的三绕组自耦变压器，中压侧母线发生单相接地故障时，接地中性线的电流流向、大小要随高压侧系统零序阻抗大小而发生变化。（ ）

.

.

答案:×

60. 超高压线路电容电流对线路两侧电流大小和相位的影响可以忽略不计。（ ） 答案:×

61. 同步发电机的额定电压与和它相连接的变压器的额定电压相同（ ） 答案:×

62. 在发电机的进风温度为40℃时，发电机转子绕组的允许温度为105℃，允许温升为65℃。（ ） 答案:×

63. 电力变压器通常在其低压侧绕组中引出分接抽头，与分接开关相连用来调节低压侧电压。（ ） 答案:×

. 变压器在运行时，虽然有时变压器的上层油温未超过规定值，但变压器的温升，则有可能超过规定值。（ ） 答案:√

三、简答题（请填写答案，共19题）

1. 电压切换回路在安全方面应注意哪些问题？

答案:答：在设计手动和自动电压切换回路时，都应有效地防止在切换过程中对一次侧停电的电

压互感器进行反充电。电压互感器的二次反充电，可能会造成严重的人身和设备事故。为此，切换回路应采用先断开后接通的接线。在断开电压回路的同时，有关保护的正电源也应同时断开。

2. 综合重合闸装置的动作时间为什么应从最后一次断路器跳闸算起？

答案:答：采用综合重合闸后，线路必然会出现非全相运行状态。实践证明，在非全相运行期间，

.

.

健全相又发生故障的情况还是有的。这种情况一旦发生，就有可能出现因健全相故障其断路器跳闸后，没有适当的间隔时间就立即合闸的现象，最严重的是断路器一跳闸就立即合闸。这时，由于故障点电弧去游离不充分，造成重合不成功，同时由于断路器刚刚分闸完毕又接着合闸，会使断路器的遮断容量减小。对某些断路器来说，还有可能引起爆炸。为防止这种情况发生，综合重合闸装置的动作时间应从断路器最后一次跳闸算起。

3. 电力系统有功功率不平衡会引起什么反应？怎样处理？

答案:答：系统有功功率过剩会引起频率升高，有功功率不足要引起频率下降。解决的办法是通

过调频机组调整发电机出力，情况严重时，通过自动装置或值班人员操作切掉部分发电机组或部分负荷，使系统功率达到平衡。

4. 何谓电子式电流、电压互感器？

答案:答：（1）电子式电流互感器（TAE）是将高压线中电流通过小空心互感器转换成小电流后

再转换成光，传送到地面后再转换成电流。

（2）电子式电压互感器（TVE）是用电阻分压器、电容分压器或阻容分压器等多种方式，由分压器分压后得到的小电压信号直接输出或通过变换为数字信号后输出至二次设备。

5. 试述变压器瓦斯保护的基本工作原理。

答案:答：瓦斯保护是变压器的主要保护，能有效地反应变压器内部故障。轻瓦斯继电器由开口

杯、干簧触点等组成，作用于信号。重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成，作用于跳闸。正常运行时，气体继电器充满油，开口杯浸在油内，处于上浮位置，干簧触点断开。当变压器内部故障时，故障点局部发生高热，引起附近的变压器油膨胀，油内溶解的空气被逐出，形成气泡上升，同时油和其他材料在电弧和放电等的作用下电离而产生气体。当故障轻微时，排出的气体缓慢地上升而进入气体继电器，使油面下降，以开口杯产生的支点为轴逆时针方向的转动，使干簧触点接通，发出信号。

当变压器内部故障严重时，产生强烈的气体，使变压器内部压力突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击挡板，挡板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使干簧触点接

.

.

通，作用于跳闸。

6. 设置电网解到点的原则是什么？在什么情况下应能实现自动解列？

答案:答：解列点的设置应满足解列后各地区各自同步运行与供需基本平衡的要求，解列点的断

路器不宜过多。

一般在下述情况下，应能实现自动解列： （1）电力系统间的弱联络线。

（2）主要由电网供电的带地区电源的终端变电站或在地区电源与主网联络的适当地点。 （3）事故时专带厂用电的机组。 （4）暂时未解坏的高低压电磁环网。

（5）为保持电网的稳定和继电保护配合的需要，一般可带时限解列。

7. 非全相运行对高频闭锁负序功率方向保护有什么影响？

答案:答：当被保护线路某一相断线时，将在断线处产生一个纵向的负序电压，并由此产生负序

电流。根据负序等效网络，可定性分析出断相处及线路两端的负序功率方向，即线路两端的负序功率方向同时为负（和内部故障时情况一样）。因此，在一侧断开的非全相运行情况下，高频负序功率方向保护将误动作。为克服上述缺点，如果将保护安装地点移到断相点里侧，则两端负序功率方向为一正一负，和外部故障时一样，此时保护将处于启动状态，但由于受到高频信号的闭锁而不会误动作。

8. 保护采用线路电压互感器时应注意的问题及解决方法是什么？

答案:答：（1）在线路合闸于故障时，在合闸前后电压互感器都无电压输出，姆欧继电器的极化

电压的记忆回路将失去作用。为此在合闸时应使姆欧继电器的特性改变为无方向性（在阻抗平面上特性圆包围原点）。

（2）在线路两相运行时断开相电压很小（由健全相通过静电和电磁耦合产生的），但有零序电流存在，导致断开相的接地距离继电器可能持续动作。所以每相距离继电器都应配有该相的电流元件，必须有电流（定值很小，不会影响距离元件的灵敏度）存在，该相距离元件的动作才是有效的。

.

.

（3）在故障相单相跳闸进入两相运行时，故障相上储存的能量包括该相关联电抗器中的电磁能，在短路消失后不会立即释放完毕，而会在线路电感、分布电容和电抗器的电感间振荡以至逐渐衰减，其振荡频率接近50Hz，衰减时间常数相当长，所以两相运行的保护最好不反映断开相的电压。

9. 简单叙述什么叫\"强行励磁\"？它在系统内的作用是什么？

答案:答：（1）发电机\"强行励磁\"是指系统内发生突然短路时，发电机的端电压突然下降，当超

过一定数值时，励磁电流会自动、迅速地增加到最大，这种作用就叫强行励磁。

（2）在系统内的作用： 1）提高电力系统的稳定性。 2）加快切除故障，使电压尽快恢复。

10. 为提高纵联保护通道的抗干扰能力，应采取哪些措施？

答案:答：（1）高频同轴电缆在两端分别接地，并紧靠高频同轴电缆敷设截面不小于100mm的

2

接地铜排。

（2）在结合电容器接抗干扰电容。

11. 变压器差动保护跳闸后，应测变压器绕组的直流电阻，其目的和原因是什么？

答案:答：目的是检查变压器绕组内部有无短路。原因是匝、层间短路变压器电抗变化不明显。

12. 现场工作中，具备了什么条件才能确认保护装置已经停用？

答案:答：有明显的断开点（打开了连接片或接线端子片等才能确认），也只能确认在断开点以

前的保护停用了。

如果连接片只控制本保护出口跳闸继电器的线圈回路，则必须断开跳闸触点回路才能确认该保护确已停用。

对于采用单相重合闸，由连接片控制正电源的三相分相跳闸回路，停用时除断开连接片外，尚需断开各分相跳闸回路的输出端子，才能认为该保护已停用。

.

.

13. 如何处理在开关场电压互感器二次绕组中性点的放电间隙或氧化锌阀片。

答案:答：微机保护采用自产3U0，较开口三角电压3U0对电压互感器二次回路两点接地更敏感，

更应避免电压互感器二次回路两点接地。事故教训中曾发生多次电压互感器二次绕组中性点的放电间隙、氧化锌阀片击穿造成两点接地，使零序方向元件判断错误而误动。

为安全装设则必须保证其击穿电压峰值应大于30Imax（V），Imax为通过变电站的最大接地电流有效值（kA），必须定期检验。

目前放电间隙或氧化锌阀片的状态无法进行监视，亦无专人运行维护和定期检验，在不可靠的前提下宜拆除。

14. 为什么220kV及以上系统要装设断路器失灵保护，其作用是什么？

答案:答：220kV以上的输电线路一般输送的功率大，输送距离远，为提高线路的输送能力和系

统的稳定性，往往采用分相断路器和快速保护。由于断路器存在操作失灵的可能性，当线路发生故障而断路器又拒动时，将给电网带来很大威胁，故应装设断路器失灵保护装置，有选择地将失灵拒动的断路器所在（连接）母线的断路器断开，以减少设备损坏，缩小停电范围，提高系统的安全稳定性。

15. LFP-901A型保护在非全相运行再发生故障时其阻抗继电器如何开放？其判据是什么？

答案:答：由非全相运行振荡闭锁元件开放：

（1）非全相运行再发生单相故障时，以选相区不在跳开相时开放。

（2）当非全相运行再发生相间故障时，测量非故障两相电流之差的工频变化量，当电流突然增大达一定幅值时开放。

16. 电磁环网对电网运行有何弊端？

答案:答：电磁环网对电网运行的主要弊端：

（1）易造成系统热稳定破坏。如果主要的负荷中心用高低压电磁环网供电，当高一级电压线

.

.

路断开后，则所有的负荷通过低一级电压线路送出，容易出现导线热稳定电流问题。

（2）易造成系统稳定破坏。正常情况下，两侧系统间的联系阻抗将略小高压线路的阻抗，当高压线路因故障断开，则最新系统阻抗将显著增大，易超过该联络线的暂态稳定极限而发生系统振荡。

（3）不利于经济运行。由于不同电压等级线路的自然功率值相差极大，因此系统潮流分配难于达到最经济。

（4）需要架设高压线路，因故障停运后联锁切机、切负荷等安全自动装置，而这种安全自动装置的拒动、误动影响电网的安全运行。

一般情况下，往往在高一级电压线路投入运行初期，由于高一级电压网络尚未形成或网络尚薄弱，需要保证输电能力或为保重要负荷而不得不电磁环网运行。

17. 对于采用单相重合闸的220kV及以上线路接地保护（无论是零序电流保护或接地距离保护）

的第Ⅱ段时间整定应考虑哪些因素？

答案:答：应考虑以下因素：

（1）与失灵保护的配合。

（2）当相邻保护采用单相重合闸方式时，如果选相元件在单相接地故障时拒动，将经一短延时（如0.25s左右）转为跳三相，第Ⅱ段接地保护的整定也应当可靠地躲开这种特殊故障。

总之第Ⅱ段时间可整定为0.5s，如果与相邻线路第Ⅱ段时间配合应再增合一个t。

18. 大电流接地系统中的变压器中性点有的接地，也有的不接地，取决于什么因素？

答案:答：变压器中性点是否接地一般考虑如下因素：

（1）保证零序保护有足够的灵敏度和很好的选择性，保证接地短路电流的稳定性。

（2）为防止过电压损坏设备，应保证在各种操作和自动掉闸使系统解列时，不致造成部分系统变为中性点不接地系统。

（3）变压器绝缘水平及结构决定的接地点（如自耦变压器一般为\"死接地\"）。

19. 简述负序、零序分量和工频变化量这两类故障分量的同异及在构成保护时应特别注意的地

方？

.

.

答案:答：零序和负序分量及工频变化量都是故障分量，正常时为零，仅在故障时出现，它们仅

由施工加于故障点的一个电动势产生，但他们是两种类型的故障分量。零序、负序分量是稳定的故障分量，只要不对称故障存在，他们就存在，它们只能保护不对称故障。工频变化量是短暂的故障分量，只能短时存在，但在不对称、对称故障开始时都存在，可以保护各类故障，尤其是它不反应负荷和振荡，是其他反应对称故障量保护无法比拟的。由于它们各自特点决定：由零序、负序分量构成的保护既可以实现快速保护，也可以实现延时的后备保护；工频变化量保护一般只能作为瞬时动作的主保护，不能作为延时的保护。

四、计算题（请填写答案，共16题）

1. YNd11变压器，当空载变压器d侧发生BC两相短路时，求出YN侧相电流和d侧绕组的各相电

流，绘出接线图和电流方向。

假设变压器变比等于1，则匝数比

已知d侧各相电流。

。

答案:解：

接线图和电流方向如图D-56所示。

图D-56

.

.

2. 如图D-57所示，变压器的中性点接地，系统为空载，忽略系统的电阻，故障前系统电势为57V，

线路发生A相接地故障，故障点Rg不变化。已知：XM1=XM2=1.78（），XM0=3（）；XL1=XL2=2（），XL0=6（）；XT1=XT2=XT0=2.4（）；保护安装处测得IA=14.4（A），3I0=9（A）；（以上所给数值均为归算到保护安装处的二次值）

求：（1）故障点的位置比； （2）过渡电阻Rg的大小。

图D-57

答案:解：

（1）保护安装处：IA=I1M+I2M+I0M=14.4（A），其中I0M= 3（A），I1M=I2M 得：I1M=I2M=5.7（A）

因为故障点的I1F、I2F只流向M侧，所以：I1M=I1F=5.7（A） I2M=I2F=5.7（A）；且在故障点有I1F=I2F=I0F=5.7（A） 求故障点位置：因为I0F=I0M+I0N，所以I0N=I0F-I0M=2.7（A）

，，解得：=0.4

（2）故障点：X1Σ=X2Σ=XM1+XL1=1.78+0.8=2.58（）

X0Σ=(XM0+XL0)∥(XT0+(1)XL0)=2.84（）

因为：

解得：Rg=2（）

，5.7=57/(j8+3Rg)

答：故障点位置比为0.4，过渡电阻Rg为2。

3. 电力系统接线如图D-59所示，K点A相接地电流为1.8kA，T1中性线电流为1.2kA，求线路M

.

.

侧的三相电流值。

图D-59

答案:解：线路N侧无正序电流和负序电流，仅有零序电流，而每零序相零序电流为

I0=(1.81.2)×1/3=0.2（kA），因此M侧B相、C相电流为0.2kA；线路M侧A相电流为IMA=1.80.2=1.6（kA）。

答：M侧A相电流值为1.6kA，B相、C相电流为0.2kA。

4. 如图D-47所示，计算220kV lXL线路M侧的相间距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护定值。

已知：（1）2XL与3XL为同杆并架双回线，且参数一致，均为标幺值（最终计算结果以标幺值表示），可靠系数均取0.8，相间距离Ⅱ段的灵敏度不小于1.5。

图D-47

（2）发电机以100MVA为基准容量，230kV为基准电压，1XL的线路阻抗为0.04，2XL、3XL的线路阻抗为0.03，2XL、3XL的N侧的相间距离Ⅱ段定值为0.08，t2=0.5s。

（3）P母线故障，线路1XL的故障电流为18，线路2XL、3XL的故障电流各为20。 （4）1XL的最大负荷电流为1200A。（Ⅲ段仅按最大负荷电流整定即可，不要求整定时间）

答案:解：

1）ZI1XL=0.8×0.04=0.032，t=0

2）计算Ⅱ段距离，考虑电源2停运，取得最小助增系数 KFZ=9/18=0.5

与线路2XL的Ⅰ段配合：ZII=0.8×0.04+0.8×0.5×ZI2XL=0.032+ 0.8×0.5×0.8×0.03=0.0416

灵敏度：1.5×0.04=0.06，0.0416小于0.06，灵敏度不符合要求。 与线路2XL的Ⅱ段配合：ZⅡ=0.8×0.04+0.8×0.5×0.08=0.0，t=0.8～1.0s

.

.

灵敏度符合要求。

3）ZIII=0.8×0.9×230/(1.73×1.2)=79.7（） 换算成标幺值ZIII=79.7×100/(230×230)=0.151

5. 如图D-58（a）所示，已知线路的正序阻抗

阻抗角L=75°；可靠系数

；

上级的第Ⅱ段与下级的Ⅰ第段配合；电源Ⅰ、Ⅱ的参数

在变电站A上装有方向圆特性的Ⅰ、Ⅱ段阻抗保护，试分析系统振荡时Ⅰ、Ⅱ段阻抗保护误动的可能性及应采取的措施。

答案:解：等效阻抗电路如图D-58（b）所示

振荡时测量阻抗的轨迹

.

.

°

°

作图如图D-58（c）所示：

从图中可看出振荡对第Ⅰ段没有影响，对第Ⅱ段有影响。 措施：对第Ⅱ段加振荡闭锁；也可适当延长动作时间。

6. 某地区电网电力铁路工程的供电系统采用的是220kV两相供电方式，但牵引站的变压器T为

单相变压器，其典型系统如图D-46所示。

图D-46

假设变压器T满负荷运行，母线M的运行电压和三相短路容量分别为220kV和1000MVA，两相供电线路非常短，断路器QF保护设有负序电压和负序电流稳态启动元件，定值的一次值分别为22kV和120A。

试问：（1）忽略谐波因素，该供电系统对一、二次系统有何影响？ （2）负序电压和负序电流启动元件能否启动？

答案:解：（1）由于正常运行时，有负序分量存在，所以负序电流对发电机有影响，负序电压和

负序电流对采用负序分量的保护装置有影响。

（2）计算负序电流。

正常运行的负荷电流I=S/U=50×1000/220=227（A） 负序电流I2=I/1.732=227/1.732=131（A） 所以负序电流启动元件能启动。 计算负序电压

系统等值阻抗Z=2202/1000=48.4（） 负序电压U2=ZI2=48.4×131=6340（V）=6.34kV

.

.

所以负序电压启动元件不能启动。

答：（1）负序电流对发电机有影响，负序电压和负序电流对采用负序分量的保护装置有影响。 （2）负序电流启动元件能启动，负序电压启动元件不能启动。

7. 如图D-48所示系统，已知XG*=0.14，XT*=0.094，X0.T*=0.08，线路L的X1*=0.126（上述参数均

已统一归算至100MVA为基准的标幺值），且线路的X0=3X1（已知220kV基准电流IB1=263A，13.8kV基准电流IB2=4.19kA）。试求：

图D-48

（1）K点发生三相短路时，线路L和发电机G的短路电流； （2）K点发生单相短路时，线路L短路电流。

答案:解：

（1）K点三相短路时，短路电流标幺值为：I=1/(0.14+0.094+ 0.126)=1/0.36=2.78 220kV基准电流IB1为：IB1=263（A） 13.8kV基准电流IB2为：IB2=4.19（kA） 则线路短路电流IL=2.78×263=731（A） 发电机短路电流IG=2.78×4190=118（A） （2）K点发生单相短路时：

接地故障电流标幺值为：IA=3I0=3E/(X1+X2+X0)=3/(0.36+ 0.36+0.458)=2.7 则线路短路电流为：IA=2.7×263=670（A）

答：（1）K点发生三相短路时，线路L的短路电流为IL为731A，发电机G的短路电流IG为118A。 （2）K点发生单相短路时线路L的短路电流IA为670A。

8. 220kV线路如图D-49（a）所示，K点A相单相接地短路。电源、线路阻抗标幺值已注明在图

中，设正、负序电抗相等，基准电压为230kV，基准容量为1000MVA。

（1）绘出K点A相接地短路时复合序网图。

.

.

（2）计算出短路点的全电流（有名值）。

图D-49

答案:解：（1）复合序网图如图D-49（b）所示：

图D-49

（2）X1MΣ=X2MΣ=X1M+X1MK=0.3+0.5=0.8

X0MΣ=X0M+X0MK=0.4+1.35=1.75 基准电流I=1000/(1.732×230)=2.51（kA）

IA=3I/(2X1MΣ+X0MΣ)=3×2.51/(2×0.8+1.75)=2.25（kA）

9. 如图D-50（a）所示的220kV线路A的高频闭锁方向零序电流保护，在区外K点A相接地短路

时，因甲变电所电压互感器二次采用B相接地，中性线又发生断线，使加于甲变电所2号断路器保护上的三相电压数值（二次值）和相间角度如图D-50（b）所示。该保护又采用了自产3U0图中KW为零序功率方向继电器。

（1）请分析A线高频闭锁方向零序电流保护此时为什么会误动？ （2）如何改进此保护？

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图D-50

答案:答：（1）误动原因分析。

线路A高频闭锁误动的关键在于线路A的2号断路器高频闭锁零序方向此时是否动作。因该保护采用自产3U0，按本题条件，3U0分析如下

计算结果表明3U0的相位与UA的相位相近。用作图法求3U0如图D-50（c）所示。具体分析如下： K点A相接地短路时，流过2号断路器的3I0。为反向，故3I0超前于U0的相位为110°～120°，构成了2号断路器零序方向动作条件，而1号断路器零序方向为正方向。从而使A线高频闭锁方向零序电流保护在区外故障时误动作。

（2）可采取的改进措施。

造成该保护误动作的最根本原因是电压互感器二次采用B相接地，中性线断线不易发现。在一

.

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次系统单相接地时，中性点位移。因此，电压互感器二次不宜采用B相接地方式，应改为零线接地方式，或者零线中的所串触点设有监视及闭锁回路；或者保护不采用自产3U0，均可避免保护在区外故障时误动作。

10. 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°灵敏角。在图D-53（a）和图D-53（b）两种情况下，试在图上连接TV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）。

（2）\"四统一\"线路零序方向保护的零序方向元件采用70°灵敏角，现场TV、TA的接线如图D-53（c）。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（要求画出相量分析图）。

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答案:解：（1）图D-53（a）为c尾接UL，a头接ULN；图D-53（b）为c头接ULN，a尾接UL。

（2）

（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）做试验相量图如图D-53（d）所示。

图D-53

（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： 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，再拆开IB、IC连片。

11. 怎样理解发电机比率制动式差动保护按照规程要求整定时，当发电机机端两相金属性短路

时，差动保护的灵敏系数一定大于2。

答案:答：比率制动特性纵差保护需要整定以下三个参数：

（1）确定差动保护的最小动作电流。其公式为 Iop.0=Krel×2×0.03Ign/na 或者 Iop.0=Krel Iunb

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式中，Krel为可靠系数，取1.5，Ign为发电机额定电流，na是变比，Iunb为发电机额定负荷实测不平衡电流，一般取0.3Ign/na。

（2）确定制动特性的拐点B。 Ires.0=0.8～1.0Ign/na

（3）按照最大外部短路电流差动保护不误动的条件，确定制动特性的C点。 Iop.max=KrelIunb.max

Krel为可靠系数，取1.3～1.5 Iunb.max=KApKccKerIkmax/na

KAp为非周分量系数，取1.5～2；KCC为TA同型系数，取0.5；Ker为互感器变比误差，取0.1；Ikmax

为最大外部三相短路电流周期分量，取Iop.max=KrelIumb.max

按照以上整定：C点的最大制动系数 Kres.max=0.15，取0.3 设机端最大短路电流为Imax Iop.max=KrelIunb.max=0.3Imax/na。 灵敏系数：

K=(0.866 Imax/na)/Iop.max=2.

12. 如图D-51所示，F1、F2：Se=200MVA Ue= 10.5kV Xd″=0.2

T1：接线YnYnd11 Se=200MVA Ue=230kV/115kV/10.5kV

Uk高中%=15% Uk高低%=5% Uk低中%=10%（均为全容量下） T2：接线Yd11 Se=100MVA Ue=115kV/10.5kV Uk%=10%

基准容量Sj=1000MVA 基准电压230kV，115kV，10.5kV

假设：① 发电机、变压器X1=X2=X0；② 不计发电机、变压器电阻值。请回答以下问题。

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（1）计算出图中各元件的标么阻抗值；

（2）画出在220kV母线处A相接地短路时，包括两侧的复合序网图； （3）计算出短路点的全电流（有名值）； （4）计算出流经F1的负序电流（有名值）。

答案:解：（1）计算各元件标么阻抗

① 求F1、F2的标么值

X*j= Xd″×Sj/Se =0.2×100/200=0.1

② 求T1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 ③ 求T2的标么值

X*j=(Uk%/100)×Sj/Se = (10/100)×100/100=0.1

（2）画220kV母线A相接地短路包括两侧的复合序网图，如图D-52所示。

（3）220kV母线A相接地故障，故障点总的故障电流

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X1Σ* = 0.125//[0.1//(0.05+0.1+0.1)+0.025]=0.0 4=X2Σ* X0Σ* = 0.05//0.025=0.016 7

220kV电流基准值：100×1000/1.732/230=251(A) 10.5kV电流基准值：100×1000/1.732/10.5=99(A) Ia=3×[1/(2×0.04+0.0167)] ×251=6002(A) （4）流过F1的负序电流

I2=(6002/3)×(99/251)×(0.04/0.09)×(0.0714/0.1)=17660

13. 某电流互感器变比均为600/5，带有3负载（含电流互感器二次漏抗）。已测得此电流互感

器二次伏安特性如图D-所示。试分析一次最大短路电流为4800A时，此电流互感器变比误差是否满足10%的要求？如有一组同型号、同变比的备用电流互感器，可采取什么措施来满足要求？

图D-

答案:解：（1）在最大短路电流情况下，折算到电流互感器二次侧的一次电流为4800/120=40（A）

（2）按10%的误差计算，在最大短路电流情况下，电流互感器二次负载上的电流40×0.9=36（A） 二次负载上的电压36×3=108（V）＞90（V）

因此电流互感器实际的励磁电流会大于4A，不满足10%的误差要求。 （3）用两组电流互感器串联可以解决。

（4）两组电流互感器串联后，其伏安特性在电流为0.5A时，电压约为80×2=160（V）左右，大于108V。按0.5A的励磁电流计算，其误差为0.5/40=0.0125=1.25%。实际误差应小于1.25%。

14. 如图D-55所示网络，试计算保护1电流速断保护的动作电流，动作时限及最小保护范围，并

说明当线路长度减到40km、20km时情况如何？由此得出什么结论？

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图D-55

已知：

答案:解：IAB=60km时：

IK·B·max=

=1.84kA

=1.2×1.84=2.21kA

lmin=

lmin%=33.25%＞15%，=0s

当lAB=40km时：

=2.84kA，lmin%=14%<15%，=0s 当lAB=20km时：

=3.984kA，lmin%=44.5%，即没有保护范围，=0s

由此得出结论：当线路较短时，电流速断保护范围将缩短，甚至没有保护范围。

15. 假设线路空载，已知保护安装处与短路点电流的分支系数（保护安装处短路电流与短路点

短路电流之比）Kf0，Kf1=Kf2和故障点各序电流IF0，IF1，IF2，写出保护安装处非故障相相电流表达式。（提示：故障点非故障相相电流等于零IF=0，各序电流不一定不等于零）。

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答案:解：保护安装处非故障相相电流

16. 已知被采样函数为i(t)=10sint（A），一周期内采样点数N=12。试画出采样输出波形，并分

别用两点乘积算法和微分算法求电流有效值I。

答案:解：被采样函数i（t）=10sint波形如图D-45（a）所示。一周期内采样点N=12时的采样输

出波形如图D-45（b）所示。

图D-45

1）利用两点乘积算法。取相隔/2的两个采样时刻n1、n4的采样值i(n1)=5A、i(n4)=8.66A。 根据两点乘积算法，电流有效值

（A）

2）微分算法。利用差分求导，取t为t(2)和t(1)的中点，则

（A/ms）

t时刻的电流采样值为

（A）

所以电流有效值

（A）

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五、论述题（请填写答案，共22题）

1. 设发电机与无穷大系统母线相连，其功角特性曲线如图F-9所示。原动机提供的功率为PM，则有

两个工作点A、B，分别对应功有1和2。

图F-9

（1）用静态稳定分析方法说明A点是稳定运行工作点，B点是不稳定运行工作点。 （2）静稳极限的边界对应的功角是多少？

答案:答：（1）A工作点。当有一个小于扰上升时，发电机输出功率P也上升，但原动机提供的

功率PM不变，有PM＜P，原动机的动作转矩小于发电机的制动转矩，发电机要减速，转速下降，这样下降，工作点还可回到原来的工作点A点。因此，A是稳定运行工作点。

（2）B工作点。当有一个小于扰上升时，发电机输出功率P也下降，原动机提供的功率PM不变，有PM＜P，原动机的动作转矩大于发电机的制动转矩，在剩余转矩的作用下，发电机加速，转速上升，使进一步上升，的上升使发电机输出功率P进一步下降，如此恶性循环，使发电机的动作点回不到B点，造成了系统振荡。所以，B点是不稳定运行工作点。

（3）静稳极限边界的功角= 90°。

2. 断路器接线如图F-11所示，

（1）QF1的断路器失灵保护应有哪些保护启动？

（2）QF2的断路器失灵保护动作后应跳哪些断路器？并说明理由。

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图F-11

答案:答：（1）QF1的断路器失灵保护应有I母线差动保护、L1的线路保护、短引线保护等保护

启动。

（2）L1的线路保护动作后跳QF2，若QF2拒动，则断路器失灵保护动作后跳QF3和启动远方跳闸装置跳同一运行线路L2对侧QF5断路器。

L2的线路保护动作后跳QF2，若QF2拒动，则断路器失灵保护动作后跳QF1和启动远方跳闸装置跳同一运行线路L1对侧QF5断路器。

本线路故障而断路器拒动时，QF2断路器失灵保护为了消除故障，必须启动同一串中供给故障电流的相邻线路跳闸，这样只能使用远方跳闸装置使对侧的断路器跳闸。因而断路器失灵保护应按断路器设置，其鉴别元件采用反应本身断路器位置状态的相电流。

3. 发电机失磁对系统和发电机本身有什么影响？汽轮发电机允许失磁运行的条件是什么？

答案:答：发电机失磁对系统的影响：

（1）发电机失磁后，不但不能向系统送出无功功率，而且还要从系统中吸收无功功率，将造成系统电压下降。

（2）为了供给失磁发电机无功功率，可能造成系统中其他发电机过电流。 发电机失磁对发电机自身的影响：

（1）发电机失磁后，转子和定子磁场之间出现了速度差，则在转子回路中感应出转差频率的

电流，引起转子局部过热。

（2）发电机受交变的异步电磁力矩的冲击而发生振动，转差率愈大，振动也愈大。 汽轮发电机允许失磁运行的条件是：

（1）系统有足够供给发电机失磁运行的无功功率，以不至于造成系统电压严重下降为限。

.

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（2）降低发电机有功功率的输出，使之能在很小的转差下，在允许的一段时间内异步运行。即发电机应在较小的有功功率下失磁运行，使之不至于造成危害发电机转子的发热和振动。

4. 纵联方向保护装有正方向动作的方向元件F+和反方向元件动作的方向元件F两个方向元件。

试回答：（1）故障线路两侧和非故障线路两侧这两个方向元件的动作行为。（2）图F-10所示系统中NP线路上发生K

（1）

故障，QF3单相跳闸后又再重合于故障线障，全过程按下述4个时段分别叙述装

于MN线路上的闭锁式纵联零序方向保护两侧的发信和收信情况：1）从启动元件启动后6～8ms；2）从上述6～8ms后到QF3跳闸前，3）从QF3单相跳闸后到重合闸前；4）重合于永久性故障情况。

图F-10

答案:答：（1）故障线路两侧F+都动作，F都不动作。

非故障线路两侧近故障点一侧F+不动作，F动作；远离故障点的一侧F+动作，F不动作。 （2）4个时段MN线路两侧的发信和收信情况：

1）从启动元件启动后的6～8ms这段时间内两侧都发信，两侧收信机都收到信号；

2）从上述6～8ms后到QF3单相跳闸前，M侧不发信（停信，N侧继续发信，两侧都收到信号； 3）QF3单相跳闸到重合闸前，NP线路QF3处非全相运行，M侧不发信，N侧继续发信，两侧都收到信号；

4）QF3重合于故障线路时，M侧不发信，N侧发信，两侧都收到信号。

5. 发电机差动保护的最小动作电流Iopmin可整定为(0.1～0.3)Ign/na一般为(0.1～0.2)Ign/na，而其制动

特性的拐点B的横坐标一般整定为Ires0= (0.8～1.0)Ign/na（na为TA变比，Ign为发电机额定电流），有人认为为防止误动应将Iopmin提高或将Ires0减小，你认为是否合理，为什么？

答案:答：（1） Iopmin整定在（0.1～0.2）Ign/na，此动作值是在Ires=0～（0.8～1.0）Ign/na的范围内

的动作值，此时TA流过的电流小于或等于发电机的额定电流，此电流下TA不会饱和，不平衡电流很小，整定为（0.1～0.2）Ign/na已考虑了正常运行时足够的可靠性，不能认为再整定大一些更安全可靠；因为发生区外故障时，此时防止误动是依靠制动作用，而不是Iopmin了。

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.

（2）如果将Ires0减小，如整定为（0.5～0.6）Ign/na。即将差动保护整定值开始有制动的点提前了，这无必要；因为在额定电流附近，Iopmin已大于不平衡电流了，不会误动；如此整定使得短路电流在Ign/na附近时，定值变大了。

（3）而当发电机内部发生短路时，特别是靠近中性点附近发生经过渡电阻短路时，机端和中性点侧的三相电流都可能不大，而以上改变整定值都使灵敏度降低了，扩大了保护的死区。

综合以上观点，所以认为将Iopmin提高或将Ires0减小都不合理。

6. 试述线路纵联电流差动全线速动保护的优点。为什么要配备零序电流差动？

答案:答：（1）具有光纤通道的线路纵联电流差动保护配有分相式电流差动和零序电流差动，其

优点是本身具有选相能力，不受系统振荡影响，在非全相运行中有选择性地快速动作。由于带有制

动特性，可防止区外故障误动，不受失压影响，不反应负荷电流，回路简单明了，值得推广。

（2）在短线路上使用，不需要电容电流补偿功能，同时对超短线路停用距离I段而言，是短线路保护的最佳方案。

（3）配备零序电流差动对于要求实现单相重合闸的线路，在线路单相经高阻接地故障时，通过三相差动电流幅值的比较，能正确选相并动作跳闸。增设零序电流差动不是为了快速切除故障，而是提高对单相高阻接地故障的灵敏性，为躲区外故障的差动不平衡电流，动作延时200ms跳闸，用时间换取灵敏度。

7. 一台Yd11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Ib

为150°，Ib超前Ia150°，Ic超前Ib为60°，且Ia=17.3A、Ib=Ic=10A。问Y侧TA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）

答案:答：（1）由正常带负荷侧得变压器差动保护Y侧三相电流不对称，因此可以断定变压器Y

侧电流互感器接线有误，图F-14为测得的Ia、Ib、Ic三相电流的相量图。由于变压器差动保护Y侧电流互感器通常接成三角形，以消除Y侧零序电流对差动保护的影响。在接线的过程中最易出错的问题是电流互感器的极性接反，因此可从极性接反的角度进行考虑。

.

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图F-14

（2）电流互感器正确的接线图如图F-15所示。

（3）由于只有一相电流的极性与另两相不同，所以仅考虑某一相的极性接反的情况。从电流的幅值分析：Ia的幅值为Ib、Ic的C相的极性可能相反。

从图F-15的相量图分析可知，C相极性接反时电流的相位关系和大小与测量情况相吻合，因此可以断定C相电流互感器的极性接反，应将C相电流互感器两端的引出线对换。

倍，而Ia是由I′a与I′b产生的，因此可初步判A、B两相的极性相同，而

图F-15

（4）电流互感器C相端子反接就可解决。

8. 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II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线逞方向的零序不灵敏II段（2.4A、0.5s）由选相拒动回路出口动作后跳三相断路器，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，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II段为何误动？

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

答案:答：（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，如图F-12所示。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II段误动。

（2）根据图F-12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为7A，其零序电流不灵敏I段及灵敏I段保护未达到10.2A和9.6A定值，故零序电流不灵敏I段及灵敏I段保护拒动。

图F-12

9. 远方直接跳闸回路如何设计，为什么？

答案:答：远方直接跳闸回路为了防止误收远切信号误跳断路器，必须增设就地判据。只有当需

要远切的系统一次现象确实同时出现时，才允许远切命令执行。当然为确保远切命令的可靠动作，也需要双重化配置。

远方直接跳闸回路的设计既能保证可靠动作且又不误动，因此可以采用如下的双重化原则，即双通道信号分别经的综合就地判据控制实现（1+1）×2的跳闸串、并联方式。如果考虑就地判据失灵，可增设双通道信号串联、较长时间动作的后备跳闸方式。

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10. 图F-13所示为—550kV系统的示意图，试分别为1、2、3号断路器进行失灵保护方案设计，要求：

（1）叙述保护设计原则； （2）叙述每个元件的整定原则。

图F-13

答案:答：（1）1号断路器。

设计原则：

1）断路器失灵保护应首先动作于断开母联断路器，然后动作于断开与拒动断路器连接在同一母线上的所有电源支路的断路器。

2）断路器失灵保护由故障元件的继电保护启动，手动跳开断路器时不可启动失灵保护。 3）在启动失灵保护的回路中，除故障元件保护的触点外，还应包括断路器失灵判别元件的触点，利用失灵分相判别元件来检测断路器失灵故障的存在（触点串联）。

4）断路器失灵保护应有负序、零序和低电压闭锁元件。

5）当某一连接元件退出运行时，它的启动失灵保护的回路应同时退出工作，以防止试验时引起失灵保护的误动作。

6）失灵保护动作应有专用信号表示。 整定原则：

按保证AB线路末端单相接地短路时电流及复合电压元件有灵敏度整定，0.15s跳母联断路器，0.3s跳相邻断路器。

（2）2号断路器。 设计原则：

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1）断路器失灵保护动作后瞬时跳本断路器1次，经0.25s断开与拒动断路器连接在同一母线上的所有断路器。

2）鉴别元件采用2号断路器的相电流元件，手动跳开断路器时不可启动失灵保护。 3）与1号断路器的3）、5）、6）相同。 整定原则：

按保证BA线路末端单相接地短路时电流元件有灵敏度整定，0.25s跳相邻断路器。 （3）3号断路器。 设计原则：

1）与2号断路器的相同。

2）应采取远方跳闸装置，使线路BA及BC线路对端断路器跳闸并闭锁其重合闸。 整定原则：

按保证BA线及BC线路末端单相接地短路时电流元件有灵敏度整定，0.25s跳相邻断路器及对断路器。

11. 在Yd接线的变压器选用二次谐波制动原理的差动保护，当空载投入时，由于一次采用了相电流

差进行转角，某一相的二次谐波可能很小，为防止误动目前一般采取的是什么措施？该措施有什么缺点？如果不用二次谐波制动，则可用什么原理的差动继电器以克服上述缺点？

答案:答：三相二次谐波制动的差动继电器是采用三相\"或\"门二次谐波闭锁方式，当三相涌流的

任一相的谐波制动元件动作，立即闭锁三相差动继电器，这样可以防止某一相涌流二次谐波量小引起的误动，更好地躲避励磁涌流。但某据点是：在带有短路故障的变压器空载合闸时，差动保护因非故障相的励磁涌流而闭锁，造成变压器故障的延缓切除，特别是大型变压器，涌流衰减慢，将会引起变压器的严重烧损。

为克服二次谐波制动原理差动继电器的缺陷，更正确地区别励磁涌流和故障电流，提出波形对称原理的差动继电器，采用分相制动方式。当变压器合闸时发生故障，故障相保护不受非故障相励磁涌流的影响，从而使保护快速跳闸。

采用一种波形对称算法，将变压器在空载合闸时产生的励磁涌流和故障电流区分开来，方法是将流入继电器的差电流进行微理差动继电器判据的动作条件：输入电流中的偶次谐波为制动量，相应基波及奇次谐波为动作量，因而有更好的防涌流能力。

从理论上而言，稳态短路电流只含有奇次谐波，不含偶次谐波。在暂态过程中，短路电流含有

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.

非周期性分量，此时就会出现偶次谐波，但由于是分相制动方式，用偶次谐波制动绝不会造成保护拒动，只会延缓保护动作。

12. 试论述逐次逼近式与压频变换式数据采集系统的使用特点。

答案:答：（1）逐次逼近式得到的数字量可直接用于继电器的算法；而压频变换式在每一时刻

读出的计数器数值不能直接使用；

（2）逐次逼近式对芯片的转换时间有严格要求，而压频变换式不存在转换速度的问题； （3）逐次逼近式一旦芯片选定，其输出数字量的位数不可变化，即分辨率不能改变，而压频变换式则可通过增大计算脉冲数时间间隔来提高分辨率。

（4）逐次逼近式需要由定时器按规定的采样时刻，定时给采样保持芯片发出采样和保持信号，而压频变换式只需按采样时刻读出计数器的数值。

13. 试述配置微机保护的变电站中，保护屏、电缆、控制室接地网及电缆沟、开关场如何布置抗干

扰接地网。

答案:答：（1）静态保护和控制装置的屏柜下部应设有截面不小于100mm的接地铜排。屏柜上

2

装置的接地端子应用截面不小于4mm2的多股铜线和接地铜排相连。接地铜排应用截面不小于50mm2的铜缆与保护室内的等电位接地网相连；

（2）在主控室、保护室柜屏下层的电缆室内，按柜屏布置的方向敷设100mm2的专用铜排（缆），将该专用铜排（缆）首末端连接，形成保护室内的等电位接地网。保护室内的等电位接地网必须用至少4根以上、截面不小于50mm2的铜排（缆）与厂、站的主接地网在电缆竖井处可靠连接。

（3）应在主控室、保护室、敷设二次电缆的沟道、开关场的就地端子箱及保护用结合滤波器等处，使用截面不小于100mm2的裸铜排（缆）敷设与主接地网紧密连接的等电位接地网。

（4）开关场的就地端子箱内应设置截面不少于100mm2的裸铜排，并使用截面不少于100mm2

的铜缆与电缆沟道内的等电位接地网连接。

（5）保护及相关二次回路和高频收发信机的电缆屏蔽层应使用截面不小于4mm2多股铜质软导线可靠连接到等电位接地网的铜排上。

（6）在开关场的变压器、断路器、隔离开关、结合滤波器和电流、电压互感器等设备的二次电缆应经金属管从一次设备的接线盒（箱）引至就地端子箱，并将金属管的上端与上述设备的底座

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和金属外壳良好焊接，下端就近与主接地网良好焊接。在就地端子箱处将这些二次电缆的屏蔽层使用截面不小于4mm2多股铜质软导线可靠单端连接至等电位接地网的铜排上。

14. 何谓发电机进相运行？发电机进相运行时应注意什么？为什么？

答案:答：所谓发电机进相运行，是指发电机发出有功而吸收无功的稳定运行状态。

发电机进相运行时，主要应注意四个问题：① 静态稳定性降低；② 端部漏磁引起定子端部温度升高；③ 厂用电电压降低；④ 由于机端电压降低在输出功率不变的情况下发电机定子电流增加，易造成过负荷。

（1）进相运行时，由于发电机进相运行，内部电动势降低，静态储备降低，使静态稳定性降低。

（2）由于发电机的输出功率P=EdU/Xd·sin，在进相运行时Ed、U均有所降低，在输出功率P不变的情况下，功角增大，同样降低动稳定水平。

（3）进相运行时由于助磁性的电枢反应，使发电机端部漏磁增加，端部漏磁引起定子端部温度升高，发电机端部漏磁通为定子绕组端部漏磁通和转子端部磁通的合成。进相运行时，由于两个磁场的相位关系使得合成磁通较非进相运行时大，导致定子端部温度升高。

（4）厂用电电压的降低：厂用电一般引自发电机出口或发电机电压母线，进相运行时，由于发电机励磁电流降低和无功潮流倒送引起机端电压降低同时造成厂用电电压降低。

15. 试述发电机励磁回路接地故障有什么危害？

答案:答：发电机正常运行时，励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻和分布电容，它们的大小与

发电机转子的结构、冷却方式等因素有关。当转子绝缘损坏时，就可引起励磁回路接地故障，常见的是一点接地故障，如不及时处理，还可能接着发生两点接地故障。励磁回路的一点接地故障，由于构不成电流通路，对发电机不会构成直接的危害。对于励磁回路一点接地故障的危害，主要是担心再发生第二点接地故障。因为在一点接地故障后，励磁回路对地电压将有所增高，就有可能再发生第二个接地故障点。发电机励磁回路发生两点接地故障的危害表现为：① 转子绕组一部分被短

路，另一部分绕组的电流增加，这就破坏了发电机气隙磁场的对称性，引起发电机的剧烈振动，同时无功出力降低。② 转子电流通过转子本体，如果转子电流比较大，就可能烧损转子，有时还造成转子和汽轮机叶片等部件被磁化。③ 由于转子本体局部通过转子电流，引起局部发热，使转子

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发生缓慢变形而形成偏心，进一步加剧振动。

16. 试述更换220kV光纤分相电流差动保护装置及二次电缆的检验项目。

答案:答：（1）电流电压互感器的检验：检查铭牌参数符合要求、极性检验、变比检验、二次负

担检验。

（2）二次回路检验：检查电流互感器二次绕组接线正确性及端子压接可靠性、接地情况；检查电压互感器二次、三次接线正确性及端子压接可靠性；检查接地情况符合反措要求；检查熔断器或自动开关开断电流符合要求，隔离开关、设备触点可靠性；测量电压变比、电压降小于3%；二次回路绝缘检查：与其他回路隔离完好，所有回路连在一起，各回路对地，各回路之间，用1000V绝缘电阻表测绝缘，应大于10M。检查个元件无异常；查接线、标志、电缆正确；检查寄生回路；对断路器、隔离开关及二次回路进行检查。

（3）屏柜及装置的检验：

1）外部检验：检查装置的配置、型号、额定参数（直流电压、交流额定电流、电压）等是否与设计相符；检查主要设备、附属设备的工艺质量及导线与端子的材料质量；屏柜标志是否正确、完整清晰，并与图纸规程相符；检查装置的输入回路、电源回路的抗干扰器件是否良好，将屏柜上无用的连片取下。

2）绝缘测试：按装置技术说明书的要求拔出插件；短接交流、直流、跳合闸、开入开除回路、自动化接口及信号回路端子；断开与其他保护弱电联系回路；打印机联线；装置内互感器屏蔽层可靠接地；用500V绝缘电阻表测量绝缘电阻应均大于20M，然后各回路对地放电。

3）上电检查：打开电源，检查装置工作是否正常；检查并记录装置硬件和软件版本号、校验码等信息；校对时钟。

4）逆变电源检查：插入全部插件，检查逆变电源各点电平是否符合要求；试验直流由零缓慢升至80%额定电压，装置面板上的电源灯应亮，80%额定电压时，拉合直流开关，逆变电源应可靠启动。开入开出量检查：传动至各输出、输入电缆。

5）模数变换系统检验：检查零漂；加入不同幅值电流、电压检查装置采样值符合要求。 （4）整定值的整定及检验：按照定值单进行整定；整组传动试验：对每一功能元件进行逐一检验，试验应处于与实际相同的条件，并测量整组动作时间。

（5）纵联保护通道检验：采用自环方式检查光纤通道完好性；检查保护用附属接口设备检查；通讯专业对通道误码率和传输时间进行检查；检查通道余量；测试跳闸信号的返回时间；检查各接

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线端子的正确性和可靠性。

（6）整组试验。

（7）与自动化系统、故障信息系统的配合检验：重点检查动作信息的正确性。 （8）投运前的准备。

（9）带负荷检验：测电流电压幅值相位、测差流、判断接线的正确性。 （10）检测屏蔽线接地情况：利用钳形电流表测接地电流。

17. 如图F-19所示为某110kV变电站主接线图。正常运行方式为：I母、II母通过母联开关110并

联运行。各间隔TA变比为600/5，101和102为电源联络线，103和104为负荷馈线。该站母线了装设了微机母线保护装置。其中，比例制动系数整

定Kr=2，差动电流门槛Idset=5A。，其中Id为差流，

Ir为和（绝对值和）电流。差动保护的动作条件为：Id > Idset且Id > Kr（IrId）。

图F-19

运行过程中，母线保护装置发\"母线分列运行\"信号，运行值班人员到保护屏上确认并复归了该信号（事后查明，该信号是由于110开关位置开入光耦故障所引起。且当时I、II母负荷正好各自平衡，母联开关电流几乎为零。）

上述运行方式下，在103开关出口处发生A相接地短路故障（事故后录波显示103、102和101的故障电流分别为1400A、700A和700A），在103开关线路保护跳闸的同时，微机母线保护动作跳II母上所有开关，造成110kV II母线失压。

（注：母差保护的动作逻辑为，母线并列运行时，大差作为总启动元件，闭锁整套保护，大、小差同时动作，才能出口；母线分列运行时，母联电流不参与差流计算，大差退出，小差自行判别故障并出口。）

试对该微机母线保护动作行为进行分析。

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答案:答：

（1）由于微机母线保护装置光耦发生故障，且运行人员未认真核对现场运行方式，使微机母差保护装置工作于与一次设备不对应的方式下，故在母线区外故障时，造成其中一段母线保护误动作，切除无故障母线，造成不了必要的损失。\"母线运行\"为装置误发信号，且由于运行人员的确认和实际运行方式的巧合，使母线保护将双母线并列运行方式误判断为运行方式。

（2）II母小差动作行为：差流为流过110的短路电流（110 TA已退出比较），故符合小差动作条件，误将区外故障判为区内故障，出口跳II母上所有断路器（102、104、110），因110位置误判，故不跳。

简化计算法：设101和103向短路点均衡提供故障电流，则Id=I101=700/5=140（A），远大于整定值5A，且Id=140/(140140)= 140/0=∞，远大于Kr整定值2。满足整定动作条件。

（3）I母小差由于是在103出口处短路，尽管110 TA电流未参与比较引起差流，但由于比例制动和103 TA饱和，故I母小差仍能正确判断为区外故障，故不动作。

简化计算法：Id=I110=I101=700/5=140（A），远大于整定值5A，但Kr(IrId)=2×[(140+280)140]=0（A），即Id小于Kr(IrId)，不满足差动动作的条件。故I母差动不动作。

18. 某500kV系统接线图如图F-17，甲乙两站的所有保护配置均满足有关规程及规定的要求，重合

闸投单重方式，所有线路保护II段时间定值为0.6s，失灵保护延时跳相邻断路器时间为0.3s，断路器两侧均有足够的TA供保护接入。某日，系统发生冲击，录波图显示发生单相接地故障，甲站I母两套母差保护动作，甲乙线两套全线速动保护均动作。故障点找到后，经分析认为所有保护均正确动作。试回答以下问题：

（1）指出单相接地故障点的位置。

（2）根据故障点位置，分析各相关保护及断路器的动作情况。 （3）若甲乙线配置高频保护，母差保护动作是否停信，为什么。

（4）若在本次故障中甲站22断路器拒动，试分析各保护及断路器的动作行为。

答案:答：

（1）故障点位于如下1）或2）所述位置。 1）21断路器和TA1之间。 2）21断路器和TA2之间。

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图F-17 某500kV系统接线图

（2）当故障点位于1）位置时，甲站母差保护动作三相跳开11、21断路器，并闭锁甲乙线21断路器重合闸。甲站甲乙线高频保护动作单跳22断路器故障相，乙站乙甲线高频保护动作单跳断路器1故障相，两侧断路器经重合闸时间后重合成功。

当故障点位于2）位置时，甲站母差保护动作三相跳开11、21断路器，并闭锁甲乙线21断路器重合闸。甲站甲乙线高频保护动作单跳22断路器故障相，乙站乙甲线高频保护动作单跳1断路器故障相，若为瞬时接地故障，两侧断路器经重合闸时间后重合成功；若为永久故障，则22及乙侧1断路器重合后保护加速三相跳闸。

由于故障点位于甲乙线甲侧出口处，甲侧除高频保护动作外，接地距离Ⅰ段及零序电流Ⅰ段均有可能同时动作。

（3）3/2断路器接线的母差保护动作后高频保护不停信。如果母差保护动作后高频保护停信，当母线故障时会误切线路。例如该系统I母故障，会使乙侧高频保护动作，误切乙站1断路器。

（4）若故障点位于1）位置时，虽然22断路器拒动，但母差保护动作，使21断路器三跳，切除故障，22断路器失灵保护不会动作。若故障点位于2）位置时，虽然母差保护动作，使21断路器三跳，但故障并未切除。甲乙线路保护动作后，22断路器故障相拒动，150～200ms后发三跳令，非故障相断路器跳开。22断路器失灵保护动作，先按相瞬跳本断路器；延时0.3s后三跳23断路器。同时启动甲乙线及L1线远跳，乙站1断路器在单相跳闸后重合闸动作前又三相跳闸不重合，L1线对侧断路器三相跳闸不重合。

19. \"防止电力生产重大事故的二十五项重点要求继电保护实施细则\"要求继电保护双重化配置应遵

循相互原则，对此二次回路有何要求？

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答案:答：继电保护双重化配置是防止因保护装置拒动而导致系统事故的有效措施，同时又可大

大减少由于保护装置异常、检修等原因造成的一次设备停运现象，但继电保护的双重化配置也增加了保护误动的机率。因此，在考虑保护双重化配置时，应选用安全性高的继电保护装置，并遵循相互的原则，注意做到：双重化配置的保护装置之间不应有任何电气联系。每套保护装置的交流电压、交流电流应分别取自电压互感器和电流互感器互相的绕组，其保护范围应交叉重迭，避免死区。保护装置双重化配置还应充分考虑到运行和检修时的安全性，当运行中的一套保护因异常需要退出或需要检修时，应不影响另一套保护正常运行。为与保护装置双重化配置相适应，应优先选用具备双跳闸线圈机构的断路器，断路器与保护配合的相关回路（如断路器、隔离开关的辅助触点等），均应遵循相互的原则按双重化配置。

20. 解释规程中规定双母线接线的断路器失灵保护要以较短时限先切母联断路器，再以较长时限切

故障母线上的所有断路器的理由，并举例说明。

答案:答：其理由举例分析如下：

由于断路器分闸时间有差异，在图F-16所示系统中k1点发生单相接地故障时，当断路器4拒动时，断路器失灵保护应切2、3、6。若同时切2、3、6，如果2先于3跳，I线电流为零，Ⅱ线电流增大A、B两站问平行双回线横差保护将会误判断，使Ⅱ线无选择性跳闸。

若6先于2或3跳，B站变压器中性点会跳开，A站I线或Ⅱ线的零序电流速断保护因电流增大则可能相继动作而误动作跳闸。

如果母联断路器先于其他断路器0.25s跳开，就不可能发生误跳闸

图F-16 断路器失灵保护动作分析

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21. 试述电力系统谐波产生的原因及其影响？

答案:答：（1）谐波产生的原因：高次谐波产生的根本原因是由于电力系统中某些设备和负荷的

非线性特性，即所加的电压与产生的电流不成线性（正比）关系而造成的波形畸变。当电力系统向非线性设备及负荷供电时，这些设备或负荷在传递（如变压器）、变换（如交直流换流器）、吸收（如电弧炉）系统发电机所供给的基波能量的同时，又把部分基波能量转换为谐波能量，向系统倒送大量的高次谐波，使电力系统的正弦波形畸变，电能质量降低。当前，电力系统的谐波源主要有三大类。

1）铁磁饱和型：各种铁芯设备，如变压器、电抗器等，其铁磁饱和特性呈现非线性。 2）电子开关型：主要为各种交直流换流装置（整流器、逆变器）以及双向晶闸管可控开关设备等，在化工、冶金、矿山、电气铁道等大量工矿企业以及家用电器中广泛使用，并正在蓬勃发展；在系统内部，如直流输电中的整流阀和逆变阀等。

3）电弧型：各种冶炼电弧炉在熔化期间以及交流电弧焊机在焊接期间，其电弧的点燃和剧烈变动形成的高度非线性，使电流不规则的波动。其非线性呈现电弧电压与电弧电流之间不规则的、随机变化的伏安特性。对于电力系统三相供电来说，有三相平衡和三相不平衡的非线性特性。后者，如电气铁道、电弧炉以及由低压供电的单相家用电器等，而电气铁道是当前中压供电系统中典型的三相不平衡谐波源。

（2）谐波对电网的影响：

1）谐波对旋转设备和变压器的主要危害是引起附加损耗和发热增加，此外谐波还会引起旋转设备和变压器振动并发出噪声，长时间的振动会造成金属疲劳和机械损坏。

2）谐波对线路的主要危害是引起附加损耗。

3）谐波可引起系统的电感、电容发生谐振，使谐波放大。当谐波引起系统谐振时，谐波电压升高，谐波电流增大，引起继电保护及自动装置误动，损坏系统设备（如电力电容器、电缆、电动机等），引发系统事故，威胁电力系统的安全运行。

4）谐波可干扰通信设备，增加电力系统的功率损耗（如线损），使无功补偿设备不能正常运行等，给系统和用户带来危害。电网谐波的主要措施有：增加换流装置的脉动数；加装交流滤波器、有源电力滤波器；加强谐波管理。

22. 某220kV线路MN，如图F-18（a）所示，配置闭锁式纵联保护及完整的距离、零序后备保护。

线路发生故障并跳闸，经检查：一次线路N侧出口处A相断线，并在断口两侧接地。N侧保护距离I段（Z1）动作跳A相，经单重时间重合不成后加速跳三相。M侧保护纵联零序方向（O++）动作跳A

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相，经单重时间重合不成后加速跳三相。N侧故障录波在线路断线时启动。

试通过N侧故障录波图［图F-18（b）］，分析两侧保护的动作行为。

（注：N侧为母线TV，两侧纵联保护不接单跳位置停信，投单相重合闸。纵联保护通道在C相上。二段时间t2=0.5s。）

答案:答：

（1）从N侧录波图0s启动由没有故障表现，就此推断大约300ms前只发生了断线故障。 （2）两侧保护均没感受到故障，到录波图大约300ms处发生断口母线侧（与N侧相联结部分）A相接地故障，N侧保护由于感受到出口接地故障所以距离一段动作。由于M侧（断口的线路侧）这时仍感受不到故障，所以在收到N侧高频信号后，远方启动发信保护不停信，N侧纵联保护被闭缩不动作。

（a）

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（b）

图F-18

（a）系统接线图；（b）N侧故障录波图

（3）从N侧录波图看：到录波图大约1070ms处发生M侧（断口的线路侧）A相接地故障，M侧保护启动发信并停信，N侧保护远方启动发信保护不停信，所以M侧保护被闭锁。只能走2段时间跳闸。

（4）N侧保护大约经1010ms重合于A相故障，后加速三相跳闸。此时N侧保护起信并停信，所以M侧零序纵联保护（大约1440ms ）动作，跳A相，经单重时间重合不成后加速跳三相。

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