继电保护技木竞赛试题与答案
一、判断题（20题，每题0.5分，要求将答案填在答题卡的相应位置）
1．二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。（×）
2．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。（×）
3．对于SF6断路器，当气压降低至不允许的程度时，断路器的跳闸回路断开，并发出“直流电源消失”信号。（√）
4．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。（×）
5．在电压互感器二次回路通电试验时，为防止由二次侧向一次侧反充电，将二次回路断开即可。（×）
6．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TV二次（或消弧线圈、配电变压器二次）的接地点。（×）
7．为提高保护动作的可靠性，不允许交、直流回路共用同一根电缆。（√）
8．比较母联电流相位式母差保护在母联断路器运行时发生区内故障，理论上不会拒动。（×）
9．逐次逼近式模数变换器的转换过程是由最低位向最高位逐次逼近。（×）
10．在小接地电流系统中，线路上发生金属性单相接地时故障相电压为零，两非故障相电压升高倍，中性点电压变为相电压。三个线电压的大小和相位与接地前相比都发生了变化。（×）
11．设置变压器差动速断元件的主要原因是防止区内故障TA饱和产生高次谐波致使差动保护拒动或延缓动作。（√）
12．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。（×）
13．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。（×）
14．电流互感器容量大表示其二次负载阻抗允许值大。（√）
15．对于发电机定子绕组和变压器原、副边绕组的小匝数匝间短路，短路处电流很大，所以阻抗保护可以做它们的后备。（×）
16．出口继电器电流保持线圈的自保持电流应不大于断路器跳闸线圈的额定电流，该线圈上的压降应小于5%的额定电压。（×）
17．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。（×）
18．中性点经放电间隙接地的半绝缘110kV变压器的间隙零序电压保护，3U0定值一般整定为150–180V。）（√）
19．YN,d11接线的变压器低压侧发生bc两相短路时，高压侧B相电流是其它两相电流的2倍。（×）
20．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。（×）
二、 选择题(40题，每题1分，每题只能选一个答案，要求将答案填在答题卡的相应位置)
1．对二次回路保安接地的要求是（C）。
A)TV二次只能有一个接地点，接地点位置宜在TV安装处
B)主设备差动保护各侧TA二次只能有一个公共接地点，接地点宜在TA端子箱
C)发电机中性点TV二次只能有一个接地点，接地点应在保护盘上
2．继电保护试验用仪器的精度及测量二次回路绝缘表计的电压等级应分别为 （B）。
A）1级及1000V B）0.5级及1000V C）3级及500V
3．双母线的电流差动保护，当故障发生在母联断路器与母联TA之间时出现动作死区，此时应该（B）
A）启动远方跳闸 B）启动母联失灵（或死区）保护
C）启动失灵保护及远方跳闸。
4．在微机保护中经常用全周傅氏算法计算工频量的有效值和相角，请选择当用该算法时正确的说法是（C）。
A)对直流分量和衰减的直流分量都有很好的滤波作用
B)对直流分量和所有的谐波分量都有很好的滤波作用
C)对直流分量和整数倍的谐波分量都有很好的滤波作用
5．为防止由瓦斯保护起动的中间继电器在直流电源正极接地时误动，应（A）。
A）采用动作功率较大的中间继电器，而不要求快速动作
B）对中间继电器增加0.5秒的延时
C）在中间继电器起动线圈上并联电容
6．对两个具有两段折线式差动保护的动作灵敏度的比较，正确的说法是（C）。
A）初始动作电流小的差动保护动作灵敏度高
B）初始动作电流较大，但比率制动系数较小的差动保护动作灵敏度高
C）当拐点电流及比率制动系数分别相等时，初始动作电流小者，其动作灵敏度高
7．对无人值班变电站，无论任何原因，当断路器控制电源消失时，应（B）。
A）只发告警信号 B）必须发出遥信 C）只启动光字牌
8．母线差动保护的暂态不平衡电流比稳态不平衡电流（A）。
A)大 B)相等 C)小
9．空载变压器突然合闸时，可能产生的最大励磁涌流的值与短路电流相比（C）。
A)前者远小于后者 B)前者远大于后者 C)可以比拟
10．采用VFC数据采集系统时，每隔Ts从计数器中读取一个数。保护算法运算时采用的是（C）。
A)直接从计数器中读取得的数 B)Ts期间的脉冲个数
C)2Ts或以上期间的脉冲个数
11．为了验证中阻抗母差保护的动作正确性，可按以下方法进行带负荷试验。（C）
A)短接一相母差TA的二次侧，模拟母线故障
B)短接一相辅助变流器的二次侧，模拟母线故障
C)短接负荷电流最大连接元件一相母差TA的二次侧，并在可靠短接后断开辅助变流器一次侧与母差TA二次的连线
12．微机保护要保证各通道同步采样，如果不能做到同步采样，除对（B）以外，对其他元件都将产生影响。
A)负序电流元件 B)相电流元件 C)零序方向元件
13.如果对短路点的正、负、零序综合电抗为X1Σ、X2Σ、X0Σ，而且X1Σ=X2Σ，故障点的单相接地故障相的电流比三相短路电流大的条件是(A)。
A)X1Σ>X0Σ B)X1Σ=X0Σ C)X1Σ<X0Σ
14.在振荡中，线路发生B、C两相金属性接地短路。如果从短路点F到保护安装处M的正序阻抗为ZK，零序电流补偿系数为K，M到F之间的A、B、C相电流及零序电流分别是IA、IB、IC和I0，则保护安装处B相电压的表达式为(B)。
A)(IB IC K3I0)ZK B)(IB K3I0)ZK C)IBZK
15．在保护柜端子排上（外回路断开），用1000V摇表测量保护各回路对地的绝缘电阻值应（A）。
A)大于10MΩ B)大于5MΩ C)大于0.5MΩ
16．在中性点不接地系统中，电压互感器的变比为
，互感器一次端子发生单相金属性接地故障时，第三绕组（开口三角）的电压为（A）。
A)100V B) 100V/ C)300V
17．YN,d11变压器，三角形侧ab两相短路，星形侧装设两相三继电器过流保护，设ZL和ZK为二次电缆（包括TA二次漏阻抗）和过流继电器的阻抗，则电流互感器二次负载阻抗为（C）。
A)ZL Zk B)2(ZL Zk) C) 3(ZL Zk)
18．为相量分析简便，电流互感器一、二次电流相量的正向定义应取（B）标注。
A)加极性 B)减极性 C）均可
19．如果对短路点的正、负、零序综合电抗为X1Σ、X2Σ、X0Σ，且X1Σ=X2Σ，则两相接地短路时的复合序网图是在正序序网图中的短路点K1和中性点H1间串入如（C）式表达的附加阻抗。
A)X2Σ X0Σ B)X2Σ C)X2Σ//X0Σ
20．继电保护是以常见运行方式为主来进行整定计算和灵敏度校核的。所谓常见运行方式是指（B）。
A)正常运行方式下，任意一回线路检修
B)正常运行方式下，与被保护设备相邻近的一回线路或一个元件检修
C)正常运行方式下，与被保护设备相邻近的一回线路检修并有另一回线路故障被切除
21．在继电保护中，通常用电抗变压器或中间小TA将电流转换成与之成正比的电压信号。两者的特点是（A）。
A)电抗变压器具有隔直（即滤去直流）作用，对高次谐波有放大作用，小TA则不然
B)小TA具有隔直作用，对高次谐波有放大作用，电抗变压器则不然
C)小TA没有隔直作用，对高次谐波有放大作用，电抗变压器则不然
22．当TV二次采用B相接地时（C）。
A）在B相回路中不应装设熔断器或快速开关
B）应在接地点与电压继电器之间装设熔断器或快速开关
C）应在TV二次出口与接地点之间装设熔断器或快速开关
23．查找220V直流系统接地使用表计的内阻应（A）。
A）不小于2000Ω/V B）不小于5000Ω C）不小于2000Ω
24．电流互感器是（A）。
A)电流源，内阻视为无穷大 B)电压源，内阻视为零
C)电流源，内阻视为零
25．在运行的TA二次回路工作时，为了人身安全，应（C）。
A）使用绝缘工具，戴手套 B）使用绝缘工具，并站在绝缘垫上
C）使用绝缘工具，站在绝缘垫上，必须有专人监护
26．双母线运行倒闸过程中会出现两个隔离开关同时闭合的情况，如果此时Ⅰ母发生故障，母线保护应（A）。
A) 切除两条母线 B) 切除Ⅰ母 C) 切除Ⅱ母
27．一台电压互感器，如开口三角绕组C相接反，运行时，开口三角输出电压为（B）。
A)100V B)200V C)0V
28．微机继电保护装置的使用年限一般为（A）。
A)10—12年 B)8—10年 C)6—8年
29．配有比较母联电流相位式母差保护的双母线，当倒闸操作时，需首先（B）。
A)将母差保护退出运行 B)合上解除选择元件（即比相元件）的压板，靠起动元件切除故障 C)断开母联断路器
30．当线路上发生BC两相接地短路时，从复合序网图中求出的各序分量的电流是（C）中的各序分量电流。
A) C相 B) B相 C) A相
31．具有二次谐波制动的差动保护，为了可靠躲过励磁涌流，可（B）。
A)增大“差动速断”动作电流的整定值
B)适当减小差动保护的二次谐波制动比
C)适当增大差动保护的二次谐波制动比
32．如果三相输电线路的自感阻抗为ZL，互感阻抗为ZM，则正确的是（A）式。
A)Z0=ZL 2ZM B)Z1=ZL 2ZM C)Z0=ZL-ZM
33．110kV及以上电压等级的变电站，要求其接地网对大地的电阻值应（B）。
A)不大于2Ω B)不大于0.5Ω C) 不大于3Ω
34．发电机变压器的非电量保护，应该（C）。
A)设置独立的电源回路（包括直流空气小开关及直流电源监视回路），出口回路与电气量保护公用
B)设置独立的电源回路及出口跳闸回路，可与电气量保护安装在同一机箱内
C)设置独立的电源回路和出口跳闸回路，且在保护柜上的安装位置也应相对独立
35．容量为180MVA，各侧电压分别为220kV、110kV和10.5kV的三卷自耦变压器，其高压侧、中压侧及低压侧的额定容量应分别是（B）。
A)180MVA，180MVA，180MVA B)180MVA，180MVA，90MVA
C)180MVA，90MVA，90MVA
36．中性点不接地系统，发生金属性两相接地故障时，健全相的电压（C）。
A)略微增大 B)不变 C)增大为正常相电压的1.5倍
37．在直流总输出回路及各直流分路输出回路装设直流熔断器或小空气开关时，上下级配合（B）。
A)无选择性要求 B)有选择性要求 C)视具体情况而定
38．以下关于变压器保护说法正确的是（A）。
A)由自耦变压器高、中压及公共绕组三侧电流构成的分相电流差动保护无需采取防止励磁涌流的专门措施
B)自耦变压器的零序电流保护应接入中性点引出线电流互感器的二次电流
C)330kV、500kV变压器，高压侧零序一段应直接动作于断开变压器各侧断路器
39．所谓高频通道衰耗下降3dB，是指对应的接收侧的电压下降到原来收信电压的（A）倍。(已知lg2=0.3010)
A)倍 B)1/2倍 C) 1/倍
40．线路分相电流差动保护采用（B）通道最优。
A)数字载波 B)光纤 C)数字微波
三、填空题（共10题，每题1分,请将答案填入空格内。）
1. 用于额定电压为220V直流系统绝缘检测装置的内阻应不小于20kΩ。
2. 为防止断路器偷跳，当经长电缆去启动出口继电器时，应采取的措施有：将不同用途的电缆分开布置及适当增加出口继电器动作功率。
3. 变压器的瓦斯保护应做到防水、防油渗漏及密封性好。
4. 保护TV二次回路电压切换时，应检查并保证在切换过程中不会产生TV二次反充电，应同时控制可能误动保护的正电源 。
5. 断路器失灵保护相电流判别元件的动作时间和返回时间均应不大于20ms。
6. 当母线内部故障有电流流出时，应减小差动元件的比率制动系数，以确保内部故障时母线保护正确动作。
7. 如果电力系统各元件的正序阻抗等于负序阻抗，且各元件的阻抗角相等，当线路发生单相接地短路时，流过保护的两个非故障相电流与故障相电流同相位的条件是：零序电流分配系数大于正（负）序电流分配系数。
8. 保护用电缆的敷设路径，应尽可能离开高压母线及高频暂态电流的入地点。
9. 电流互感器不能满足10%误差要求时可采取的措施有：A）增大二次电缆截面；B）串接备用互感器；C）改用容量大的互感器；D）增大TA一次额定电流。
10. 对于高压侧采用备用电源自动投入方式的变电所，变压器放电间隙的零序电流保护可整定为两个时限，第一时限以0.2S跳高压侧断路器，第二时限以0.7S跳开变压器。
选答题部分（共60分，分供电专业、发电专业两部分）
注意事项:
可任选供电专业、发电专业两部分之一做答，且只能选其一，并在试卷首页得分表内所选专业后的括号内划“√”标明。
选手参加口试时的专业与笔试选答题部分所选专业一致。
供电专业试题
说明：第1题（20分）为必选题；2-6题（每题10分）可任选其中4道题做答，其余题目不得做答。判卷时在1题及2-6题中依次评阅，且2-6题只评阅4道题（请将答案写在答题纸上）。
1． 下图中两条线路都装有闭锁式零序方向高频保护，线路阻抗角为800。
1）请画出闭锁式零序方向高频保护的原理框图(保护停信和断路器位置停信可不画入)。（6分）
2)如果保护用母线TV，当MN线路两侧DL1、DL2均已跳开单相，进入两相运行状态时，按传统规定的电压、电流正方向，分析四个保护安装处的零序方向元件测量到的零序电压与零序电流之间的相角差及零序方向元件的动作行为，并根据方向元件动作行为阐述它们的发信、收信情况。（7分）
3)如何进行高频电缆的传输衰耗和输入阻抗测试？（要求画出测量传输衰耗和输入阻抗的试验接线并列出计算公式）（7分）
2．某220kV线路，采用单相重合闸方式，在线路单相瞬时故障时，一侧单跳单重，另一侧直接三相跳闸。若排除断路器本身的问题，试分析可能造成直接三跳的原因(要求答出五个原因)。（10分）
3． YN,d11接线的变压器，三相低压绕组是如何连线的？画出这种变压器差动保护的接线图及其二次三相电流相量图。（10分）
4．下图中标出的阻抗为正序（负序）电抗，设各元件阻抗角为900，变压器的励磁阻抗为无穷大、输电线路零序电抗为正序电抗的三倍，所有参数均已归算到MN线路所在的系统侧。求N母线发生A相金属性单相接地短路时流过MN线路的各相电流以及M母线的A相电压值（答案可以用分数表达）。（10分）
5．如需构成如右图所示特性的相间阻抗继电器，直线PQ下方与圆所围的部分是动作区。Zzd是整定值，OM是直径。请写出动作方程，并说明其实现方法。（要求写出圆特性和直线特性的以阻抗形式表达的动作方程，写出加于继电器的电压UJ、电流IJ和Zzd表达的电压动作方程以及逻辑关系）。（10分）
6．系统各元件的参数如下图所示，阻抗角都为80º， 两条线路各侧距离保护Ⅰ段均按本线路阻抗的0.8倍整定。继电器都用方向阻抗继电器。
1）试分析距离保护1、2、4的Ⅰ段阻抗继电器振荡时会不会误动；（5分）
2）如果振荡周期T=1.5秒且作匀速振荡，求振荡时距离保护3的Ⅰ段阻抗继电器的误动时间。（提示：(42 72)1/2≈8）（5分）
发电专业试题
说明：第1题（20分）为必选题；2-6题（每题10分）可任选其中4道题做答，其余题目不得做答。判卷时在1题及2-6题中依次评阅，且2-6题只评阅4道题（请将答案写在答题纸上）。
1． 如图所示，发电机经YN,d11变压器及断路器B1接入高压母线，在准备用断路器B2并网前，高压母线发生A相接地短路，短路电流为IAK。变压器配置有其两侧TA接线为星-角的分相差动保护，并设变压器零序阻抗小于正序阻抗。
1）画出差动保护两侧TA二次原理接线图（标出相对极性及差动继电器差流线圈）。（6分）
2）画出故障时变压器两侧的电流、电压相量图及序分量图。（8分）
3）计算差动保护各侧每相的电流及差流（折算到一次）。（3分）
4）写出故障时各序功率的流向。（3分）
2．发电机经穿墙套管、裸导线与室外主变联接。发电机配置有双频式100%的定子接地保护，其三次谐波电压保护的动作方程为
式中：
为幅值、相位平衡系数，K3为制动系数；分别为机端及中性点三次谐波电压，基波零序电压3U0取自机端TV开口绕组。
1）大雨天，基波零序电压保护及三次谐波电压保护同时动作，请指出故障点可能所在的范围。（5分）
2）简述机端TV及中性点TV的一次侧分别断线时，基波零序电压保护及三次谐波电压保护的可能动作行为。（5分）
3． 水轮发电机，Sn=700MW，Un=20kV，每相5并联分支，每分支36匝，中性点侧可引出各分支端子；定子铁心共540槽，槽内上下层线棒短路共540种，其中a)相间短路60种（约占总短路故障的11%）；b)同相不同分支匝间短路60种；c)同相同分支匝间短路420种，短路匝数分别为1、3、5、7匝各105种。请回答：
1）主保护配置要求双重化，你建议装设哪些主保护？指出它们的优缺点。（8分）
2）相应的电流互感器如何配置？（2分）
4． 变压器差动保护在外部短路暂态过程中产生不平衡电流（两侧二次电流的幅值和相位已完全补偿）的主要原因是哪些（要求答出5种原因）？（10分）
5． 发电机负序反时限保护（I22t>A）的最大和最小动作电流分别为Iop.max和Iop.min，对应的最短和最长动作时限为tmin和tmax，问Iop.max、Iop.min、tmax、tmin如何整定？要不要与系统相邻元件保护配合整定？（10分）
6． Y,d11变压器，在Y侧端口BC两相金属性短路时，设额定电压为Un=1（标幺值）,试分析△侧三相电压Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc的大小和相位。
（10分）
供电专业试题
说明：第1题（20分）为必选题；2-6题（每题10分）可任选其中4道题做答，其余题目不得做答。判卷时在1题及2-6题中依次评阅，且2-6题只评阅4道题（请将答案写在答题纸上）。
1． 下图中两条线路都装有闭锁式零序方向高频保护，线路阻抗角为800。
1）请画出闭锁式零序方向高频保护的原理框图(保护停信和断路器位置停信可不画入)。（6分）
2)如果保护用母线TV，当MN线路两侧DL1、DL2均已跳开单相，进入两相运行状态时，按传统规定的电压、电流正方向，分析四个保护安装处的零序方向元件测量到的零序电压与零序电流之间的相角差及零序方向元件的动作行为，并根据方向元件动作行为阐述它们的发信、收信情况。（7分）
3)如何进行高频电缆的传输衰耗和输入阻抗测试？（要求画出测量传输衰耗和输入阻抗的试验接线并列出计算公式）（7分）
答：1)
2)保护1：U0=-I0ZS0 arg3U0/3I0=-1000 动作；
保护2：U0=-I0(ZNP0 ZR0) arg3U0/3I0=-1000 动作；
MN线路两侧1、2号保护都停信，两侧都收不到信号；
保护3：U0=I0(ZNP0 ZR0) arg3U0/3I0=800 不动；
保护4：U0=-I0ZR0 arg3U0/3I0=-1000 动作；
NP线路N侧3号保护发信，收信机收到自己的信号。P侧4号保护停信但收信机一直收到3号保护发出的信号。
3) 如图；其中信号源可以是振荡器，收发信机也可以。所用电阻应采用无感电阻。电阻R可选75欧姆，也可选小于75欧姆的电阻。电平表应选择平衡输入端测量。
1) 传输衰耗：
（基本定义）
;
（电压表法）
（电平表法）
（当R=75欧姆时）
2）输入阻抗：
(高频电压表法)
2．某220kV线路，采用单相重合闸方式，在线路单相瞬时故障时，一侧单跳单重，另一侧直接三相跳闸。若排除断路器本身的问题，试分析可能造成直接三跳的原因(要求答出五个原因)。（10分）
答：1）选相元件问题；
2）保护出口回路问题；
3）重合闸方式设置错误；
4）沟通三跳回路问题；
5）操作箱跳闸回路问题；
6）重合闸装置问题：软硬件故障、失电、回路接线错误。
3．YN,d11接线的变压器，三相低压绕组是如何连线的？画出这种变压器差动保护的接线图及其二次三相电流相量图。（10分）
答：
1）如图连接；
2)
3)IAB=IA-IB;
IBC=IB-IC;
ICA=IC-IA;
4下图中标出的阻抗为正序（负序）电抗，设各元件阻抗角为900，变压器的励磁阻抗为无穷大、输电线路零序电抗为正序电抗的三倍，所有参数均已归算到MN线路所在的系统侧。求N母线发生A相金属性单相接地短路时流过MN线路的各相电流以及M母线的A相电压值（答案可以用分数表达）。（10分）
答：1）求出各元件零序电抗
X1T0=j20; XMN0=j60; X2T0=j10; XPQ0=j60; X3T0=j10;
2)画出复合序网图如下，求得
X1Σ=j(10 20 20)//j(10 20 10 10)=j50//j50=j25;
X0Σ=j(20 60)//j(10 60 10)=j80//j80=j40;
3)求短路点各序电流
IK1= IK2= IK0=E/(2X1Σ X0Σ)=1/(2×j25 j40)=-j/90;
4)求流过MN线路的各序电流I1、I2、I0
各序电流分配系数C1、C2、C0为
C1=C2=C0=0.5
∴I1= I2= I0=-j/180;
5）求流过MN线路的各相电流和M母线的A相电压
IA=I1 I2 I0=-j×3/180=-j/60;
由于各序电流分配系数相等，故
IB=0;
IC=0;
根据线路参数K=(X0-X1)/(3X1)=2/3;
故M母线的A相电压UMA为
UMA= UKA (IA K3I0)XMN1=0 [-j/60 （2/3）×(-j/60)]j20=5/9。
5．如需构成如右图所示特性的相间阻抗继电器，直线PQ下方与圆所围的部分是动作区。Zzd是整定值，OM是直径。请写出动作方程，并说明其实现方法。（要求写出圆特性和直线特性的以阻抗形式表达的动作方程，写出加于继电器的电压UJ、电流IJ和Zzd表达的电压动作方程以及逻辑关系）。（10分）
答：1）园特性动作方程
900 150<arg(ZJ-Zzd)/ZJ<2700 150 即1050<arg(ZJ-Zzd)/ZJ<2850；
1）直线特性动作方程
1800-100<arg(ZJ-Zzd)/R<3600-100 即1700<arg(ZJ-Zzd)/R<3500；
2）实现方法：
园特性动作方程 1050<arg(UJ-IJZzd)/UJ<2850；
直线特性动作方程 1700<arg(UJ-IJZzd)/(IJR)<3500
（或1700<arg(UJ- IJZzd)/IJ<3500）
二个动作方程构成“与”门。
6．系统各元件的参数如下图所示，阻抗角都为80º， 两条线路各侧距离保护Ⅰ段均按本线路阻抗的0.8倍整定。继电器都用方向阻抗继电器。
1）试分析距离保护1、2、4的Ⅰ段阻抗继电器振荡时会不会误动；（5分）
2）如果振荡周期T=1.5秒且作匀速振荡，求振荡时距离保护3的Ⅰ段阻抗继电器的误动时间。（提示：(42 72)1/2≈8）（5分）
答：1）求各保护距离Ⅰ段定值
= =0.8×2Ω=1.6Ω;
= =0.8×10Ω=8Ω;
2）求振荡中心位置
∵|Es|=|ER|，振荡中心在ZΣ/2处；
ZΣ/2=（1 2 10 1）/2Ω=7Ω，位于NP线路距N母线4Ω处。振荡中心不在1、2阻抗Ⅰ段的动作特性内，所以1、2阻抗Ⅰ段继电器不误动。
振荡中心在3、4阻抗Ⅰ段的动作特性内，所以3、4阻抗Ⅰ段继电器误动。
3） 按系统参数振荡中心正好位于3号阻抗Ⅰ段动作特性圆的圆心，动作特性如图所示。振荡时测量阻抗端点变化的轨迹是SR线的垂直平分线。如图所示。
∴CN=4Ω，SC=7Ω,
∴SN=(42 72)1/2≈8Ω，∴∠CSN= 300，故
∠CNS= 600，
∴∠RNS=δ1=1200，
同理求得δ2=2400，两侧电势夹角在δ1~δ2期间阻抗继电器误动。
误动时间t=(δ2-δ1)/3600×T=(2400-1200)/3600×1.5=0.5秒。
发电专业试题
说明：第1题（20分）为必选题；2-6题（每题10分）可任选其中4道题做答，其余题目不得做答。判卷时在1题及2-6题中依次评阅，且2-6题只评阅4道题（请将答案写在答题纸上）。
1．如图所示，发电机经YN,d11变压器及断路器B1接入高压母线，在准备用断路器B2并网前，高压母线发生A相接地短路，短路电流为IAK。变压器配置有其两侧TA接线为星-角的分相差动保护，并设变压器零序阻抗小于正序阻抗。
1）画出差动保护两侧TA二次原理接线图（标出相对极性及差动继电器差流线圈）。（6分）
2）画出故障时变压器两侧的电流、电压相量图及序分量图。（8分）
3）计算差动保护各侧每相的电流及差流（折算到一次）。（3分）
4）写出故障时各序功率的流向。（3分）
答：1）画出的差动保护TA二次原理图如下图所示：
2）变压器高压侧接地故障时，设A相短路电流为IAK，则
变压器高压侧电流、电压及序量向量图如下图
变压器低压侧电流、电压向量图
3）变压器低压侧各相短路电流
由变压器高压侧流入各相差动继电器的电流
A相：
B相： 0
C相：
A相差动保护差流
C相差动保护差流
4)零序功率及负序功率由故障点流向变压器，而正序功率则由变压器流向故障点。
2． 发电机经穿墙套管、裸导线与室外主变联接。发电机配置有双频式100%的定子接地保护，其三次谐波电压保护的动作方程为
式中：
为幅值、相位平衡系数，K3为制动系数；分别为机端及中性点三次谐波电压，基波零序电压3U0取自机端TV开口绕组。
1）大雨天，基波零序电压保护及三次谐波电压保护同时动作，请指出故障点可能所在的范围。（5分）
2）简述机端TV及中性点TV的一次侧分别断线时，基波零序电压保护及三次谐波电压保护的可能动作行为。（5分）
答：1）基波零序电压保护及三次谐波电压保护动作重叠区是由机端部分定子绕组到厂高变高压侧及主变低压接地故障。在大雨天，被雨淋的部分容易发生接地故障，因此从穿墙套管至主变套管之间的三相导线容易经水灰流接地。接地故障可能在这个范围。
3）机端TV一次断线时，如没有TV断线闭锁，基波零序电压保护要误动，三次谐波电压保护也可能误动。当中性点TV一次断线时，基波零序电压保护不会动作，而三次谐波电压保护一定误动。
3．水轮发电机，Sn=700MW，Un=20kV，每相5并联分支，每分支36匝，中性点侧可引出各分支端子；定子铁心共540槽，槽内上下层线棒短路共540种，其中a)相间短路60种（约占总短路故障的11%）；b)同相不同分支匝间短路60种；c)同相同分支匝间短路420种，短路匝数分别为1、3、5、7匝各105种。请回答：
1） 主保护配置要求双重化，你建议装设哪些主保护？指出它们的优缺点。（8分）
2） 相应的电流互感器如何配置？（2分）
答：1）裂相横差保护：对匝间短路灵敏，但对机端和引线相间短路无效；
2）零序电流横差保护：对匝间短路灵敏，但对机端和引线相间短路无效；
3）不完全纵差保护：对相间（包括引线）短路和匝间短路能反映，但可能灵敏度差；
4）传统纵差保护：只在对相间短路主保护双重化条件下才装设。
4．变压器差动保护在外部短路暂态过程中产生不平衡电流（两侧二次电流的幅值和相位已完全补偿）的主要原因是哪些（要求答出5种原因）？（10分）
答：在两侧二次电流的幅值和相位已完全补偿好的条件下，产生不平衡电流的主要原因是：
1）如外部短路电流倍数太大，两侧TA饱和程度不一致；
2）外部短路非周期分量电流造成两侧TA饱和程度不同；
3）二次电缆截面选择不当，使两侧差动回路不对称；
4）TA设计选型不当，应用TP型于500KV，但中低压侧用5P或10P；
5）各侧均用TP型TA，但TA的短路电流最大倍数和容量不足够大；
6）各侧TA二次回路的时间常数相差太大。
5．发电机负序反时限保护（I22t>A）的最大和最小动作电流分别为Iop.max和Iop.min，对应的最短和最长动作时限为tmin和tmax，问Iop.max、Iop.min、tmax、tmin如何整定？要不要与系统相邻元件保护配合整定？（10分）
答：取tmin=1000”，得
Iop.min=
取Iop.max=
tmax=
整定计算以上保护参数不必于系统相邻元件后备保护配合。
式中，Xd”, X2–发电机次暂态电抗（不饱和值）及负序电抗；
Ksat—饱和系数，一般取Ksat≈0.8
Xt—升压变短路电抗
I2∞—发电机长期允许的负序电流（标幺值）
Ign—发电机额定电流（KA）
na—TA变比
6．Y,d11变压器，在Y侧端口BC两相金属性短路时，设额定电压为Un=1（标幺值）,试分析△侧三相电压Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc的大小和相位。
（10分）
答：Y侧三相相量图如下图所示
△侧三相线电压Uab=/2，Ubc=/2，Uca=-；
三角形侧个相对地电压为Ua=/2，Ub=0，Uc=-/2。
Uab-Ubc=0=Ua Ub Uc-3Ub
∵Ua Ub Uc=0,∴Ub=0,Ua=0.5,Uc=-0.5。
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