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2010年春季学期《电力系统继电保护》 课程考试试卷(A卷)参考答案 命题教师 袁兆强 审题教师 一、简答题(每题6分，共30分) 1．继电保护的工作回路由哪些部分构成？ 参考答案：由以下部分构成： 电流、电压互感器二次回路及其与保护装置连接的电缆；（2分） 断路器跳闸线圈及与保护装置出口间的连接电缆及信号设备；（2分） 保护装置以及跳闸、信号回路设备的工作电源等。（2分） 2．电流速断保护有什么优点？有什么缺点？如何校验其灵敏性？ 参考答案： 电流速断保护的优点是简单可靠，动作迅速；（2分） 缺点是不能保护线路的全长，且保护范围受系统运行方式变化影响很大；（2分） 其灵敏性校验是通过计算其最小保护范围来实现的，要求其最小保护范围不小于线路的15%。（2分） 3．简要说明电力系统振荡与短路故障时，电气量的差异。 参考答案：电力系统振荡与短路故障时，电气量的差异主要有 振荡时三相对称，无负序和零序分量；短路时或长或短时间有负序和零序分量；（2分） 振荡时电气量周期变化，变化速度比较慢；短路时电气量变化快（如电流迅速增大），且在短路期间变化很小；（2分） 振荡时阻抗测量元件若误动，则在一个振荡周期内动作和返回各一次；短路时阻抗测量元件要么动作（区内短路），要么不动作（区外短路）。（2分） 4．方向阻抗继电器的动作特性圆如下图所示，为整定阻抗（为圆的直径）。请推导出相位比较式动作方程。 参考答案：作测量阻抗到下半圆圆周上，如图示，作相量，则超前，若位于圆内（动作区），则该超前角将小于。同理，在上半圆作图，可知若位于圆内（动作区），则该超前角将大于。所以相位比较式动作方程为：。 5．输电线路纵联电流差动保护是利用什么电气量特征来区别内外部短路的？为什么？ 参考答案：输电线路纵联电流差动保护是利用线路两端的电流相量和来区别内外部短路的；（2分）。因为外部短路时线路两端的电流相量和很小，接近于零，而内部短路时线路两端的电流相量和等于短路支路的短路电流，其值很大。因此，只要线路两端的电流相量和大于某一门槛值，即可判断是内部短路，否则是外部短路。（4分）。 二、简述与分析（50分） 1．变压器纵差动保护中，励磁涌流主要有哪些特点？根据这些特点分别可以构成哪些识别励磁涌流与内部短路的方法？（10分） 参考答案：励磁涌流有以下几个特点： 含有很大的非周期分量（至少有一相），致使其偏离时间轴一侧；（2分） 一次侧励磁涌流有间断角；（1分） 至少有一相励磁涌含有较大的二次谐波电流。（2分） 根据这些特点可以构成以下方法： 根据第1特点，可利用速饱和中间变流器识别涌流与内部短路；（1分） 根据第2特点，可采用判断间断角大小识别涌流与内部短路；（2分） 根据第3特点，可采用二次谐波制动来识别涌流与内部短路。（2分） 2．简述双端电源线路相间短路的电流保护中，安装方向元件的一般原则，以及电流速断保护、过电流保护可以取消方向元件的原则。（8分） 参考答案： 在双端电源线路相间短路的电流保护中，一般每套保护原则上均应安装方向元件；（2分） 对于电流速断保护：能用整定值满足选择性的可取消方向元件；（2分） 线路两端能在一端加方向元件后满足选择性的，另一端可不 装方向元件；（2分） 3）对于过电流保护，若同一母线有多个电源线路，其中动作时间最长的过电流保护可不装方向元件，其余都要装。（2分） 3．什么叫重合闸后加速保护？说明其优缺点。（6分） 参考答案： 每条线路上均装有选择性的保护和ZCH（自动重合闸）。 第一次故障时，保护按有选择性的方式动作跳闸，若是永久性故障，重合后则加速保护动作，切除故障。 优点：第一次跳闸时有选择性的，再次切除故障的时间加快，有利于系统并联运行的稳定性。 缺点：第一次动作时间可能有时限，设备多。 4．发电机定子绕组短路故障有哪几种？分别可配置什么保护（2分） 参考答案：发电机定子绕组短路故障类型及可配置的保护有： 定子绕组及引出线相间短路，可配置纵差动保护；（2分） 同一相并联分支绕组的匝间短路，可配置裂相横差保护、单元件横差保护；（2分） 定子绕组单相接地短路，可配置零序电压保护和三次谐波电压保护；（2分） ５．简述中性点不接地系统发生单相接地故障时零序电气量有哪些特点，利用这些特点分别可构成什么保护，如何选线？（8分） 参考答案：中性点不接地系统发生单相接地故障时零序电气量的特点及可构成的保护有： 全系统都出现零序电压，因此，可构成零序电压保护，没有选择性，靠人工拉闸寻找故障线路；（2分） 非故障线路的零序电流是本身的对地电容电流，数值很小；故障线路的零序电流是所有非故障线路对地电容电流的和，一般数值较大；利用这一特点可构成零序电流保护，零序电流大的即为故