三、简答题(每题5分,共10题)
1(Lb3C1048).负序反时限电流保护按什么原则整定?
答案:反时限的上限电流，可按躲过变压器高压侧两相短路流过保护装置的负序电流整定。下限按允许的不平衡电流能可靠返回整定。 2(Lb3C2049).什么叫工作衰耗?它的表达式是什么?
答案:工作衰耗是当负载阻抗与电源内阻相等并且直接相连接时，负载所接收的最大功率P0与该电源经过四端网络后，供给任一负载阻抗上所接收的功率P2之比，取其自然对数值的一半。
B＝1lnP0G 它的表达式为
2P2
3(Lb3C3051).什么叫高频保护?
答案:高频保护就是将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，然后利用输电线路本身构成一高频电流通道，将此信号送至对端，以比较两端电流相位或功率方向的一种保护。 4(Lb3C3052).结合滤波器在高频保护中的作用是什么?
答案:(1)它与耦合电容器组成一个带通滤过器，当传送高频信号时，处于谐振状态，使高频信号畅通无阻，而对工频电压呈现很大的阻抗。 (2)使输电线路的波阻抗(约400Ω)与高频电缆的波阻抗(100Ω)相匹配。
5(Lb3C5053).提高高频通道余量的主要措施是什么?
答案:提高高频通道余量的主要措施有： (1)适当提高发信机的发信功率。
(2)降低工作频率以减少衰耗，对于长线路可考虑采用70kHz以下的频率。 (3)合理选用收信起动电平。
6(Je3C2141).相差高频保护中阻抗起动元件的整定原则是什么?
答案:(1)在被保护线路末端发生三相短路时应有足够的灵敏度。
(2)能可靠躲过正常运行时的最小负荷阻抗，即外部故障切除后，在最小负荷阻抗作用下阻抗元件能可靠返回。
7(Je3C3142).高频通道整组试验包括哪些项目?各有什么要求?
答案:(1)通道衰耗试验，要求由两侧所测的衰耗值之差不大于0.3NP。
(2)通道信号余量测量，应在1NP以上。 (3)信号差拍，要求U1／U2大于2。 (4)衰耗控制器调整，使收信输出电流为1mA(JGX-11型的没有此项目)。
8(Je3C3143).高频保护中采用远方起动发信，其作用是什么?
答案:利用远方起动发信的作用是：
(1)可以保证两侧起动发信与开放比相回路间的配合。
(2)可以进一步防止保护装置在区外故障时的误动作。
(3)便于通道检查。
9(Je3C3144).高频保护收信灵敏度，整定太高或太低，对保护装置各有何影响?
答案:收信灵敏度整定太高，会造成通道余量减少；收信灵敏度整定太低，将影响装置的抗干扰能力，降低装置的可靠性。
10(Je3C4145).高频保护通道的总衰耗包括哪些?哪项衰耗最大?
答案:包括输电线路衰耗、阻波器分流衰耗、结合滤波器衰耗、耦合电容器衰耗以及高频电缆衰耗等。一般输电线路衰耗所占比例最大。 一、计算题(每题5分,共25题)
1(La3D1011).试计算如图D-6所示接线在三相短路时电流互感器的视在负载。
答案:解：A相电流互感器两端的电压为
U·····a＝(Ia－Ib)Zl－(Ic－Ia)Zl
· ＝3Ij30°－3·aZleIaZj150°le
·4(La3D3014).星形连接的三相对称负载，已知各
j30°＝3IaZl(e·－ej150°)
相电阻R＝6Ω，感抗XL＝6Ω，现把它接入Ul＝
＝3IaZl［(cos30°＋jsin30°)－(cos150°＋jsin150°)380V］的三相对称电源中，求：
·?33?·＝3IaZl?＋?22＝3Ia??
(1)通过每相负载的电流I； (2)三相消耗的总有功功率。
Zl
答案:解：设
故A相电流互感器的视在负载为
ZH＝Ua··
＝3Zl。同理可计算出B、C相电流互
Z＝R＋jXL＝6＋j6＝8.485／45°(Ω)
Ia感器的视在负载也为3Zl。 答：负载为3Zl。
2(La3D2012).有两台同步发电机作准同期并列，由整步表可以看到表针转动均匀，其转动一周的时间为5s，假设断路器的合闸时间为0.2s，求应在整步表同期点前多大角度发出脉冲。
?X45°＝arctg?L?R
(1)通过每相电流
??6?1?＝arctg ?? ＝arctg?6??
?＝答案:解：
360°tH360°×0. 2＝＝14.4°T5
(2)三相消耗的总有功功率 P＝3UphIphcos
式中 T--差电压的周期； tH--断路器的合闸时间。
故应在整步表同期点前14.4°发出合闸脉冲。
答：应在整步表同期点前14.4°发出合闸脉冲。
3(La3D3013).如图D-7所示，有一台自耦调压器接入一负载，当二次电压调到11V时，负载电流为20A，试计算I1及I2的大小。
答案:解：忽略调压器的损耗，根据功率平衡的原理有 P1＝P2 而P1＝U1I1
P2＝U2I1
U2Il＝11×20＝220(W)
所以
?
＝3×219.4×25.86×cos45°＝12.034(kW) 答：IA为25.86／－45°A，IB为25.86／－165°A，IC为25.86／75°A；三相消耗的总有功功率为12.034kW。
5(La3D4015).在所加总电压Ubb＝20V时，测得单结晶体管的峰点电压Up＝14.7V，若取UD＝0.7V，分压比n为多少?当Ubb＝10V时，求Up值变为多少。
答案:解：发射结附近的电位Ub＝ηUab 因为Ub＝Up－UD＝14.7－0.7＝14(V)
?＝Ub14＝＝0.7Ubb20
I1＝ 所以
P2220＝＝1(A)U1220 当Ubb降为10V时，有
U′b＝ηUbb＝0.7×10＝7(V) U′p＝7＋0.7＝7.7(V) 答：Up值为7.7V。
I2＝IL－I1＝20－1＝19(A) 答：I1为1A，I2为19A。
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6(La3D4016).如图D-8所示正弦交流电路，试求电路发生谐振时，电源的角频率ω应满足的条件。 答案:解：电路的等效复阻抗
相金属性短路，试用标么值求次暂态电流。 答案:解：选基准功率Sj＝100MV·A，基准电压Uj＝115kV,基准电流
Z＝ ＝(R＋jXL)（－jXC）R＋jXL－jXC2XC［RXC－j(R2＋XL－XLXC)］2R＋(XL－XC)2
Ij＝
100＝0.5(kA)3×115
则
XG?＝0.125×100＝0.8312÷0.8
电路发生谐振时，复阻抗Z的虚部为零，即 R2＋X2L－XLXC＝0
XT?＝0.105×100＝0.5320
又得
XC＝1，XL＝?L?C，代入上式整理
Ik?＝1＝0.7350.83＋0.53
故Ik＝0.5×0.735＝0.368(kA)
21?R??＝－??LC?L?
答：次暂态电流为0.368kA。
9(Lb3D1038).有一三相对称大接地电流系统，故障前A相电压为UA＝63.5ej0，当发生A相金属性接地故障后，其接地电流Ik＝1000e
－j80°
即当ω满足上述关系时，电路就会发生谐振。
1?R??＝－??LC?L?时，电路发生谐振。 答：
2。求故障点
的零序电压Uk0与接地电流Ik之间的相位差。 答案:解：在不考虑互感时有
7(La3D5017).如图D-9所示为一三极管保护的出口回路，若V1工作在开关状态，试验证按图所给参数V２能否可靠截止和饱和导通。
答案:解：V1饱和导通时，Uc1＝0，设V2截止，Ib2＝0，则 Ub2＝－Eb×R2R2＋R33Uk0＝－UA＝UAe－j180°
··?n??i＝－180°－(－80°)＝－100°
故接地电流Ik超前零序电压Uk0100°。 答：接地电流超前零序电压100°。 10(Lb3D2039).某设备的电流互感器不完全星形接线，使用的电流互感器开始饱和点的电压为60V(二次值)，继电器的整定值为50A，二次回路实测负载1.5Ω，要求用简易方法计算并说明此电流互感器是否满足使用要求。
答案:解：由电流保护的定值可知，电流互感器两端的实际电压为50×1.5＝75(V)，此电压高于电流互感器开始饱和点的电压60V，故初步确定该电流互感器不满足要求。
答：此电流互感器不能满足要求。 11(Lb3D3040).发电机机端单相接地时，故障点的最大基波零序电流怎样计算?
答案:解：I＝3ωEph(Cg＋Ct) (ω＝2πf＝314)
10×103 ＝－2×＝－0.67(V)［(10＋20)×103］
可见Ub2＜0，假设成立，V2能可靠截止。 V1截止时，Ic1＝0，设V2饱和导通，则Ube2＝0.7V。
E－Ube216－0.7I1＝e＝＝1(mA)R1＋R2(51.＋10)×103I2＝Ube2－(－Eb)0.7－(－2) ＝＝014.(mA)R3 (2×103)Ec16＝＝0.26(mA)?R260×103Ib2＝I1－I2＝1－014.＝086.(mA)Ibs2＝ Ib2＞Ibs2，可见V2能可靠饱和导通。 答：V2能可靠截止和饱和导通。
8(La3D5018).如图D-10所示系统中的k点发生三
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式中 Eph--发电机相电压，V； Cg--发电机对地每相电容，F； Ct--机端相连元件每相对地总电容，F。 答：I＝3ωEph(Cg＋Ct)。
12(Lb3D3041).有一台Y,d11接线，容量为31.5MV·A，电压为110／35kV的变压器，高压侧TA变比为300／5，低压侧TA变比为600／5，计算变压器差动保护回路中不平衡电流。 答案:解：(1)计算各侧额定电流：
Se3Ue31500Ie1＝＝165(A)3×110SeIe2＝＝519(A)3×35 Ie＝(3)
其中 E＝20V,UV＝10V
IL＝
UV＝5mARL
解(3)式可得限流电阻R的范围为0.4kΩ＜R＜1kΩ。
答：限流电阻R的范围为0.4kΩ＜R＜1kΩ。 14(Lb3D4043).如图D-19所示电路为用运算放大器测量电压的原理图。设运算放大器的开环电压放大倍数A0足够大，输出端接5V满量程的电压表，取电流500μA，若想得到50V、5V和0.5V三种不同量程，电阻R1、R2和R3各为多少? 答案:解：当输入50V时，有
(2)计算差动继电器各侧二次电流：
165×3＝4.76(A)60519I2＝＝4.33(A)120 I1＝ (3)计算不平衡电流：
Ibl＝I1－I2＝4.76－4.33＝0.43(A) 答：不平衡电流为0.43A。
13(Lb3D4042).如图D-18所示为二极管稳压电源。已知电源电压E＝20V,RL＝2kΩ，选2CW18，UV＝10V，IVmin＝5mA,IVmax＝20mA。试计算限流电阻R的范围。
答案:解：流经稳压管的电流为
AV＝Uo5＝－＝－0.1Ui50
－R4－106R1＝＝＝107 (Ω)AV－0.1 当输入5V时，有
AV＝Uo5＝－＝－1Ui5
－R4－106R2＝＝＝106 (Ω)AV－1 当输入0.5V时，有
A0＝R3＝Vo5＝－＝－10Vi0.5
E－UVIV＝－ILR
IV必须满足式(1)及式(2)，即
－R4－106＝＝105 (Ω)AV－10 答：R1为107Ω，R2为106Ω，R3为105Ω。
15(Lb3D5044).如图D-20所示电路，当电源电压E－UV－ILR 增大时，试述三极管稳压电路的稳压过程。
(1)
答案:解：当负载不变而电源电压增大，输出电压Uo增大时，由于R和V组成的稳压电路使V1的基
5＜IV＜20 极电位 U b为固定值，即 U b＝ U V 。由下式可知 U be
＝Ub－Ue＝UV－U0增大，则Ube减少，使Ib相应地减小，Uce增大，从而使Uo＝Ui－Uce基本不变。
IV·max＝ (2)
IV·min＝E－UV－ILR
解(1)、(2)式得
E－UVE－UV＜R＜20＋IL5＋IL16(Lb3D5045).有两只额定电压均为220V的白炽灯泡，一只是40W的，另一只是100W的。当将两
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只灯泡串联在220V电压使用时，每只灯泡实际消耗的功率是多少?
答案:解：设40W灯泡的功率为P1、内阻为R1；100W灯泡的功率为P2、内阻为R2，电压为U。 因 R1＝U2／P1,R2＝U2／P2 串联后的电流为I，则
19(Jd3D4069).某线路负荷电流为3A(二次值)，潮流为送有功功率，cos?＝1，用单相瓦特表作电流回路相量检查，并已知UAB＝UBC＝UCA＝100V。试计算出IA对UAB、UBC、UCA的瓦特
表读数。
案
······I＝答UUP1P2＝2＝2R1＋R2(U／P1)＋(U／P2)U(P1＋P2) 40W灯泡实际消耗的功率为
:解：
WAB＝UABIAcos?＝100×3×cos30°＝259.8(W)WBC＝UBCIAcos(120°－30°)＝100×3×cos90°＝0(W)··222PU2P1P21P2P′1＝IR1＝2×＝22U(PP(P1＋P2)11＋P2)2WCA＝UCAIAcos(120°＋30°)＝100×3×cos150°＝－259.8(W)··40?(100)2＝＝20.4(W)(40＋100)2
同理，100W灯泡实际消耗的功率为
答：WAB为259.8W，WBC为0W，WCA为－259.8W。 20(Jd3D5070).一组电压互感器，变比
(110000／3)／(100／3)／100，其接线如图D-34
P′2＝2P(40)2×1001P2＝＝8.16(W)2(P(40＋100)21＋P2)
所示，试计S端对a、b、c、N的电压值。 答案:解：电压互感器的相量图如图D-34(b)所示。
答：一只消耗功率为20.4W，另一只消耗功率为8.16W。
17(Jd3D4067).试计算如图D-32所示接线在AB两相短路时A相电流互感器的视在负载。 答案:解：A、B两相短路时，A相电流互感器两端的电压为
Ua＝［Ia＋Ib］Zl＋IaZl＝3IaZl (∵Ia＝Ib)
·······
图D-34
图中Ua＝Ub＝Uc＝58V
UAt＝UBt＝UCt＝100V
故
故A相电流互感器的视在负载为
USa＝USb＝1002＋582－2×100×58cos120°＝138(V)USc＝100－58＝42(V) USn＝100(V) 答：USa等于USb且等于138V，USc为42V，USn为100V。
21(Je3D2089).已知合闸电流I＝78.5A，合闸线圈电压Ude＝220V；当蓄电池承受冲击负荷时，直流母线电压为Ucy＝194V，铝的电阻系数ρ＝0.0283Ω·mm2／m，电缆长度为110m，选择合闸电缆的截面。 答案:解：(1)求允许压降
ΔU＝Ucy－KiUde＝194－0.8×220＝18(V) 式中 Ki--断路器合闸允许电压的百分比，取Ki＝0.8。
(2)求电缆截面
ZH＝Ua··＝3Zl
Ia 答：负载为3Zl。
18(Jd3D3068).有一方向阻抗继电器的整定值Zset＝4Ω／ph，最大灵敏角为75°，当继电器的测量阻抗为3／15°Ω／ph时，继电器是否动作(见图D-33)。
答案:解：设整定阻抗在最大灵敏角上，如图。 Zset与测量阻抗Zm相差60°，当整定阻抗落在圆周15°处时， 其动作阻抗为 Zop＝4cos60°＝2(Ω／ph)，而继电器的测量阻抗为3／15°Ω／ph，大于2Ω／ph，故继电器不动作。 答：继电器不动作。
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