继电保护主观题题型资料

一、如图所示35KV单侧电源辐射网中，AB线路的保护1拟定为三段式电流保护，采用两相不完全星形接线。已知线路AB的最大负荷电流为88A，电流互感器的变比为200/5，在最大和最小运行方式下，K1、K2及K3点发生三相短路时的电流值见下表。BC线路的过电流保护2的动作时间为1.5s。试计算保护1的无时限电流速断保护的动作电流；定时限过电流保护的动作电流、动作时间及灵敏度校验。（第一段的可靠系数为1.25，第Ⅲ段的可靠系数为1.2，自起动系数为1. 5，返回系数0.85)

短路点 K1 最大运行方式下三相短3520 路电流（A） 最小运行方式下三相短2420 路电流（A） 答案：

K2 740 690 K3 310 300 I(3) Ioper(A) （2分）1KrelIkmax1.25740925IIgoper1KconI925（1分） Ioper123(A)

nTA200/5KrelKss1.21.5（2分） Ilmax88186.4(A)

Kres0.85III（2）Ioper1IIIIgoper1KconIII186.4 Ioper14.66(A) （1分）

nTA200/5KsenII(2)k.2.minIIIoper1323.21.5 （1分） 186.4690321.391.2 （1分） 186.4300Ksen

II(2)k.3.minIIIoper1 t1t2t2.5s （2分）

二、已知某个CPU的采样值，基波频率为50Hz正弦波，采样周期为T=5/3ms，用半周绝对值积分法算出基波的Im。 n ia(n) 答案：

当采样周期取Ts=5/3ms，被采信号的频率为50Hz时，则被采信号每周期采样点的个数为

0 1 2 3 -0.7 4 -1.4 5 -1.8 6 -1.8 7 -1.6 8 -0.7 9 0 10 11 12 13 0.5 0.7 -0.2 0.5 0.9 0.9 0.5

fsNf011000 4分

5012(个）53对于电流用半周积分算法：

TN/25/323.1450Is*(1.81.60.700.50.9)i m 2k1k20000.2617*5.51.44A或者

TN/25/323.1450Is*(0.50.70.20.71.41.8)im 2k1k20000.2617*5.31.39A公式3分，带数据3分，结果1分（注：数据需连续6个，数据不同结果可能不同。）

三、在下图所示电网中，拟定在断路器QF1—QF5处装设反应相间短路的过电流保护，并在断路器QF2—QF5处装设反应接地短路的零序过电流保护，取△t=0.5，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）画出两种保护的阶梯型时限特性，并对其时限特性进行评价。

答案：

1、相间短路过电流保护的动作时限：

t5=1+0.5=1.5s t4=1.5+0.5=2s t3=2+0.5=2.5s t2=3+0.5=3.5s t1=3.5+0.5=4s （3分）

2、 零序过电流保护的动作时限：

t05=0s t04=0.5+0.5=1s t03=1+0.5=1.5s t02=1.5+0.5=2s （3分） 3、阶梯型时限特性（4分）

由图知零序电流保护的动作时间较相间过电流保护动作时间短；越靠近电源过电流保护的动作时间越长。

四、在图所示的网络中，每个断路器处均装设了过电流保护，保护9~12的动作时间图中已给出。试确定保护1~8的动作时间，并指出哪些保护应装设方向元件以保证选择性？

答案：

(1)t20s1分t4t12t20.52.5s1分t6t4t2.50.53s1分t8t6t30.53.5s1分t70s1分

t5t10t0.50.51s1分t3t5t10.51.5s1分t1t12t20.52.5s1分（２）保护２、3、５、７需要装设方向元件。

2分

[题型]：作图题

五、已知被采信号的频率为50Hz正弦电压信号，当采样周期取TS=10/3ms时，

画出经采样保持器输出的信号波形。画图说明采样过程。 答案：

当采样周期取TS=10/3ms，被采信号的频率为50Hz时，则被采信号每周期采样点的个数为

11000T150 N 2分 6(个）10Ts3 原始输入信号， 单位脉冲序列，采样信号，采样保持器输出信号波形各为 2分

[题型]： 分析题

六、输电线路方向电流保护的功率方向继电器为LG-11型，功率方向继电器内角为30°，在保护安装处正方向发生三相短路，短路阻抗角为70°，试对A相功率方向继电器分析并回答下列问题： （1）功率方向继电器采用哪种接线方式？ （2）继电器的最大灵敏角是多少？

（3）写出功率方向继电器动作方程；本继电器动作范围。 （4）通过相量图分析A相功率方向继电器动作行为。 答案：

（1）功率方向继电器采用90°接线 。 （2）继电器的最大灵敏角是 -30°。 900ArgUgI900 （3）动作方程g 1200ArgUg∵α＝30°，继电器动作范围：

I600g （4）相量图如图1 EAK700IgIaUgUbcECEB图1

A相功率方向继电器动作 （1分）

2分） （1分）

1分）

（1分）

（4分）

} （ （ 七、元件固定连接的双母线完全差动保护,当固定连接方式被破坏后（如图线路L1由原来的I母运行倒到II母运行），当母线保护区外部K点故障时，画出电流分布图并说明差动继电器 1KD、2KD、3KD的动作情况 。

答案：

差动电流继电器1KD和2KD都将流过较大的差电流而动作；（2分）但由于3KD仅流过不平衡电流，不会动作，由于起动元件不动作，所以保护不会误动作（2分）

八、如图所示输电线路纵差动保护单相原理接线图，分析输电线路纵差动保护的工作原理，并说明不平衡电流产生的原因是什么？

答案：

当线路正常运行或外部故障时，流入继电器线圈的电流为：

Ig=（Im－In）=1/nTA(IM－IN)=0， 继电器不动作。(2分)

.....,

当线路内部故障时，流入继电器线圈的电流为

（2分）

Ig=（Im+In）=1/ nTA (IM+IN)= 1/nLH×IK，继电器动作。(2分)

......(2分)

不平衡电流产生的原因是由于两侧电流互感器的励磁特性不可能完全一致。(2分)

九、结合变压器低电压起动的过电流保护原理接线图，分析：（1）变压器发生AC两相短路时，保护的动作情况；（2）变压器内部发生三相短路时，保护的动作情况。

答案：

变压器发生AC两相短路时，3KVU动作，动断触点闭合，1KA、3KA起动中间继电器KM。动合触点闭合，于是起动时间继电器KT，经预定延时，动作于跳闸。（5分）

保护区内发生三相短路故障时，1KA、2KA、3KA动作，动合触点闭合；起动中间继电器KM，动合触点闭合，同时三相电压均降低，1KVU、2KVU、3KVU动作，低电压继电器处于动作状态，起动中间继电器KM。KM起动后，动作情况与不对称短路相同。（5分）

十、如图所示变压器低电压起动的过电流保护原理接线图，（1）画出低电压起动的过电流保护展开图；(20根据展开图说明变压器发生三相短路时，保护的动作情况。

答案：

当发生三相短路故障时，1KVU、2KVU、3KVU动作， KM 励磁；1KA 、2KA、3KA也动作， KM动合触点闭合，起动时间继电器KT，经预定延时，动作于跳闸。（2分）}

十一、{某方向阻抗继电器整定阻抗

0Zset8set800，当继电器的测量阻抗

为650时，试分析回答下列问题：（1）该继电器是否动作？为什么？（2）若该继电器采用幅值比较原理，写出继电器的动作方程，将上述阻抗在动作特性圆所在平面内表示出来。 答案：

（1）继电器动作。 （2分） 在50°时的动作阻抗为

Zoper8*cos(8050)506.92850，因为

6.928>6，所以该继电器动作。

（2）阻抗动作方程：

Zm11ZsetZset22 （2分）

（3分）

十二、如下图所示网络中采用三段式相间距离保护为相间短路保护。已知线路每公里阻抗Z1=0.4/km，线路阻抗角165，线路AB及线路BC的最大负荷电流IL.max=400A，功率因数cos=0.9。Krel=KKKss=2，Kres=1.15，rel=0.8，rel=1.2，电源电动势E=115kV

，系统阻抗为XsA.max=10，XsA.min=8，XsB.max=30，XsB.min=15；变压器采用能保护整个变压器的无时限纵差保护；t=0.5s。归算至115kV的变压器阻抗为84.7，其余参数如图所示。当各距离保护测量元件均采用方向阻抗继电器时，求距离保护1的、、段的一次动作阻抗及整定时限，并校验、段

灵敏度。（要求Ksen1.25；作为本线路的近后备保护时，Ksen1.5；作为相邻

下一线路远后备时，Ksen1.2）

解：（1）距离保护1第段的整定。 1）整定阻抗。

Zset.1KrelLABZ1=0.8300.49.6

2)动作时间：t10s。

（2）距离保护1第段的整定。

1）整定阻抗：保护1 的相邻元件为BC线和并联运行的两台变压器，所以段整定阻抗按下列两个条件选择。 a）与保护3的第段配合。

Zset.1Krel(LABZ1Kb.minZset.3）

其中， ZsetK.3relLBCZ10.8380.412.16；

Kb.min为保护3 的段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数（见图4-15）。

当保护3的段末端K1点短路时，分支系数为Kb（4-3）

分析式（4-3）可看出，为了得出最小分支系数，式中XSA应取最小值XSA.min；而XSB应取最大值XSB.max。因而

I2XsAXsBXAB I1XsBKb.min180.430XsA.minZAB=1+=1.667

30XsB.max则 Zset7 .10.8(300.41.66712.16)25.81b）与母线B上所连接的降压变压器的无时限纵差保护相配合，变压器保护范围直至低压母线E上。由于两台变压器并列运行，所以将两台变压器作为一个整体考虑，分支系数的计算方法和结果同a）。

84.7Z)66.078 ZsetKrelLABZ1Kb.mint=0.8(300.41.66722为了保证选择性，选a）和b）的较小值。所以保护1第 段动作阻抗为

Zset25.817。

2）灵敏度校验：按本线路末端短路校验

Ksen.1Zset25.817.12.1511.25（满足要求） ZAB123)动作时间：与保护3的段配合，则t1t3t=0.5s

(3)距离保护1第段的整定。

1）整定阻抗：距离保护第段的整定值应按以下条件整定。 a）按躲开最小负荷阻抗整定。

由于测量元件采用方向阻抗继电器，所以Zset.10.9UN。 KrelKssKrecos(set)IL.maxZset.10.911500069.806

31.221.15cos(6525.842)4002）灵敏度校验：

a）本线路末端短路时的灵敏系数为

Ksen.1(1)Zset69.806.15.8171.5（满足要求） ZAB12b)如图4-15所示相邻线路末端短路时的灵敏系数为

Ksen.1(2)Zset.1 （4-4） ZABKb.maxZnext其中，求取Kb.max时，XsA应取最大值XsA.max；而XsB应取最小值XsB.min，则

Kb.maxI2XXAB10121sA.max11.733 I1XsB.min30则Ksen.1(2)69.8061.8211.2（满足要求）

121.73315.2 相邻变压器低压侧出口K2点短路（见图4-15）时的灵敏系数，也按式（4-4）计算。

Ksen.1(2)69.80684.7121.73320.8171.2（不满足要求）

变压器需要增加后备保护。

3）动作时间：

t1t73t2.5或t1ts2t1.5s

取其中时间较长者t12.5s