2025年電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師考試試卷電力系統(tǒng)保護(hù)裝置運(yùn)行專項(xiàng)訓(xùn)練試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)）1.在電力系統(tǒng)中，用于反映故障點(diǎn)到電源距離，并根據(jù)距離遠(yuǎn)近自動(dòng)調(diào)整動(dòng)作時(shí)限的距離保護(hù)，通常指的是？A.電流速斷保護(hù)B.限時(shí)電流速斷保護(hù)C.定時(shí)限過電流保護(hù)D.距離保護(hù)（阻抗保護(hù)）2.在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地的電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的電壓會(huì)？A.等于零B.上升到線電壓C.上升到相電壓的根號(hào)3倍D.小于相電壓但高于零3.電力系統(tǒng)中，用于防止過負(fù)荷及外部短路時(shí)過電流，動(dòng)作時(shí)限通常較長(zhǎng)，且時(shí)限與故障電流大小無(wú)關(guān)的保護(hù)是？A.電流速斷保護(hù)B.限時(shí)電流速斷保護(hù)C.定時(shí)限過電流保護(hù)D.差動(dòng)保護(hù)4.對(duì)于輸電線路的相間短路保護(hù)，為了保證選擇性，通常采用逐級(jí)增加的動(dòng)作時(shí)限原則，即靠近電源側(cè)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限應(yīng)？A.小于靠近負(fù)荷側(cè)的保護(hù)B.大于靠近負(fù)荷側(cè)的保護(hù)C.等于靠近負(fù)荷側(cè)的保護(hù)D.與靠近負(fù)荷側(cè)的保護(hù)無(wú)關(guān)5.在電力系統(tǒng)中，反映電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)或故障情況，并傳遞給值班人員或控制中心的信號(hào)，統(tǒng)稱為？A.繼電器B.測(cè)量?jī)x表C.保護(hù)裝置D.信號(hào)系統(tǒng)6.利用被保護(hù)元件內(nèi)部或兩端電氣量（如電流、電壓）的差別來(lái)反映故障是否發(fā)生的保護(hù)原理，稱為？A.電氣量保護(hù)原理B.磁通量保護(hù)原理C.差動(dòng)保護(hù)原理D.非電量保護(hù)原理7.在保護(hù)裝置的整定計(jì)算中，為了保證在外部故障時(shí)保護(hù)不誤動(dòng)，所依據(jù)的首要原則是？A.靈敏性原則B.選擇性原則C.速動(dòng)性原則D.可靠性原則8.對(duì)于雙電源線路或環(huán)網(wǎng)，為了防止在正常運(yùn)行時(shí)因電源切換或故障而誤動(dòng)，通常會(huì)采用什么措施來(lái)確保保護(hù)的選擇性？A.躲避負(fù)荷電流B.采用方向性保護(hù)C.設(shè)置聯(lián)鎖邏輯D.降低保護(hù)定值9.GL型感應(yīng)式過電流繼電器，其感應(yīng)元件的動(dòng)作特性是指？A.電流越大，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)B.電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)C.電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短D.動(dòng)作時(shí)間與電流大小無(wú)關(guān)10.在保護(hù)裝置的二次回路中，用于連接保護(hù)裝置與斷路器操作機(jī)構(gòu)，傳遞跳閘或合閘命令的回路稱為？A.信號(hào)回路B.測(cè)量回路C.操作回路D.通信回路二、填空題1.電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快地切除故障，以減少對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的危害，這體現(xiàn)了保護(hù)的基本要求中的______性。2.保護(hù)裝置的______性是指保護(hù)在規(guī)定的故障條件下，能夠正確地、可靠地動(dòng)作。3.對(duì)于輸電線路的距離保護(hù)，其整定阻抗一般應(yīng)______線路正常運(yùn)行時(shí)的阻抗。4.在電力系統(tǒng)中，______保護(hù)是反應(yīng)電力系統(tǒng)中的故障或異常運(yùn)行狀態(tài)，并發(fā)出指令自動(dòng)切除故障或發(fā)出告警信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。5.保護(hù)裝置的______是指保護(hù)對(duì)被保護(hù)對(duì)象故障的靈敏程度，通常用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。6.差動(dòng)保護(hù)廣泛用于______、變壓器、發(fā)電機(jī)等元件的故障保護(hù)，其基本原理是比較被保護(hù)元件兩端（或回路）的電氣量是否相等。7.繼電保護(hù)裝置通常由______部分、______部分和______部分組成。8.當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作后，往往需要發(fā)出聲、光信號(hào)，并記錄故障信息，這些功能通常由保護(hù)裝置的______部分實(shí)現(xiàn)。9.在保護(hù)裝置的整定計(jì)算中，為了保證內(nèi)部故障時(shí)保護(hù)有足夠的靈敏度，必須使保護(hù)的動(dòng)作區(qū)______故障點(diǎn)的位置。10.對(duì)于雙側(cè)電源供電的線路，為防止在區(qū)外故障時(shí)保護(hù)誤動(dòng)，通常會(huì)采用______保護(hù)來(lái)提高動(dòng)作的選擇性。三、判斷題（請(qǐng)將“正確”或“錯(cuò)誤”填入括號(hào)內(nèi)）1.電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，且保護(hù)范圍與系統(tǒng)運(yùn)行方式無(wú)關(guān)。（）2.電壓保護(hù)通常作為主保護(hù)，用于反應(yīng)線路的相間短路故障。（）3.繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限一般是指從故障發(fā)生到斷路器跳閘的時(shí)間間隔。（）4.在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的電壓會(huì)升高。（）5.差動(dòng)保護(hù)之所以能快速動(dòng)作，是因?yàn)樗捎昧怂矔r(shí)接線方式。（）6.保護(hù)裝置的整定計(jì)算主要是根據(jù)繼電器的參數(shù)來(lái)進(jìn)行的。（）7.保護(hù)裝置的信號(hào)回路用于傳遞保護(hù)裝置的動(dòng)作狀態(tài)信息。（）8.GL型過電流繼電器具有反時(shí)限特性，即電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短。（）9.保護(hù)裝置的可靠性是指保護(hù)裝置在需要?jiǎng)幼鲿r(shí)不誤動(dòng)，在不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)可靠不動(dòng)作。（）10.在保護(hù)裝置的二次回路中，直流電源通常采用110V或220V。（）四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求有哪些？2.解釋什么是保護(hù)裝置的選擇性？為什么在電力系統(tǒng)中非常重要？3.簡(jiǎn)述電流保護(hù)、電壓保護(hù)和距離保護(hù)各自的適用范圍和基本原理。4.什么是保護(hù)裝置的靈敏性？如何衡量保護(hù)裝置的靈敏性？5.在電力系統(tǒng)中，為什么需要配置保護(hù)裝置的后備保護(hù)？后備保護(hù)通常有哪些類型？五、計(jì)算題1.有一輸電線路，正常工作電流為300A，最小運(yùn)行方式下短路電流為2000A。若要求電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流整定為1.5倍正常工作電流，且應(yīng)可靠躲過最小運(yùn)行方式下的短路電流。請(qǐng)計(jì)算該電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流整定值應(yīng)為多少？并校驗(yàn)其靈敏度（靈敏系數(shù)定義為最小故障電流與動(dòng)作電流之比）。2.某線路采用兩段式電流保護(hù)。Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為0.5s，Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為1.5s。已知某相間短路故障距離線路末端50km，該線路阻抗為0.4Ω/km。若Ⅰ段保護(hù)的整定阻抗為0.15Ω，請(qǐng)分析該故障時(shí)Ⅰ、Ⅱ段保護(hù)能否正確動(dòng)作？說(shuō)明理由。六、分析題1.某變電站10kV出線線路，采用GL型過電流保護(hù)。某日，線路發(fā)生故障，保護(hù)動(dòng)作，斷路器跳閘，但故障并未消除。值班人員檢查發(fā)現(xiàn)，保護(hù)動(dòng)作后發(fā)出“過負(fù)荷”信號(hào)，但無(wú)“故障”信號(hào)。請(qǐng)分析可能的原因有哪些？2.在一個(gè)雙電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，A、B兩地均有電源。線路AB上配置了方向電流保護(hù)。當(dāng)A側(cè)電源因故障消失，B側(cè)電源向AB線路反送電，同時(shí)線路AB上發(fā)生故障。請(qǐng)分析此時(shí)保護(hù)可能存在哪些問題？如何通過配置或整定來(lái)防止誤動(dòng)？---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.C4.B5.D6.C7.B8.C9.A10.C二、填空題1.速動(dòng)2.可靠3.大于4.繼電保護(hù)5.靈敏6.變壓器、發(fā)電機(jī)7.測(cè)量、邏輯判斷、執(zhí)行8.輸出（或信號(hào)）9.包含10.方向三、判斷題1.錯(cuò)誤2.錯(cuò)誤3.正確4.正確5.錯(cuò)誤6.錯(cuò)誤7.正確8.正確9.正確10.正確四、簡(jiǎn)答題1.答：電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求有：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。*選擇性：指保護(hù)裝置應(yīng)只在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)動(dòng)作，并優(yōu)先切除靠近故障點(diǎn)的斷路器，保證系統(tǒng)其他部分繼續(xù)運(yùn)行。*速動(dòng)性：指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除故障，以減少設(shè)備損壞和系統(tǒng)損失，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。*靈敏性：指保護(hù)裝置應(yīng)能在被保護(hù)元件上發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)故障參數(shù)（如電流、電壓等）的變化，正確地檢測(cè)出故障并動(dòng)作。*可靠性：指保護(hù)裝置應(yīng)在其應(yīng)該動(dòng)作時(shí)不誤動(dòng)，在不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)可靠不動(dòng)作，即具有較高的可靠性。2.答：保護(hù)裝置的選擇性是指在電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)只對(duì)故障點(diǎn)及其相鄰的部分進(jìn)行動(dòng)作，而系統(tǒng)中的其他部分不應(yīng)受影響。選擇性的重要性體現(xiàn)在：保證非故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行，減少停電范圍，提高系統(tǒng)的供電可靠性，避免擴(kuò)大事故。實(shí)現(xiàn)選擇性的主要方法包括利用保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限配合和利用方向性保護(hù)等。3.答：*電流保護(hù)：基本原理是利用故障時(shí)電流的顯著增大來(lái)啟動(dòng)保護(hù)。適用于反應(yīng)相間短路故障。主要類型有過電流保護(hù)（定時(shí)限、反時(shí)限）、電流速斷保護(hù)等。適用范圍廣，但靈敏度和選擇性相對(duì)較差。*電壓保護(hù)：基本原理是利用故障時(shí)電壓的顯著降低來(lái)啟動(dòng)保護(hù)。通常作為主保護(hù)用于反應(yīng)線路末端的相間短路，或作為后備保護(hù)。在某些特定情況下（如中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地）也有應(yīng)用。*距離保護(hù)（阻抗保護(hù)）：基本原理是利用故障時(shí)保護(hù)安裝點(diǎn)到故障點(diǎn)之間的阻抗（電壓與電流之比）發(fā)生變化，并通過測(cè)量該阻抗來(lái)判斷故障距離，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近自動(dòng)調(diào)整動(dòng)作時(shí)限。適用于輸電線路，能提供有選擇性的保護(hù)，且保護(hù)范圍與系統(tǒng)運(yùn)行方式無(wú)關(guān)。4.答：保護(hù)裝置的靈敏性是指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)故障的反映能力。即當(dāng)被保護(hù)元件發(fā)生故障時(shí)，即使故障參數(shù)（如電流、電壓）很低，保護(hù)裝置也應(yīng)能正確地檢測(cè)出故障并動(dòng)作。靈敏性的衡量通常使用靈敏系數(shù)（Ksen）。對(duì)于反應(yīng)電流的保護(hù)，靈敏系數(shù)為保護(hù)范圍內(nèi)最小故障電流（或預(yù)期故障電流）與保護(hù)裝置動(dòng)作電流之比；對(duì)于反應(yīng)電壓的保護(hù)，靈敏系數(shù)為保護(hù)范圍內(nèi)最小故障電壓與保護(hù)裝置啟動(dòng)電壓之比。規(guī)程中通常規(guī)定靈敏系數(shù)應(yīng)大于一定的值（如1.5或2）。5.答：在電力系統(tǒng)中配置保護(hù)裝置的后備保護(hù)是為了提高保護(hù)的可靠性，確保在主保護(hù)（靠近故障點(diǎn)的第一級(jí)保護(hù)）因故拒動(dòng)時(shí)，能夠由后備保護(hù)切除故障。后備保護(hù)通常分為近后備和遠(yuǎn)后備。*近后備：指用本線路或本元件的另一套保護(hù)作為后備。*遠(yuǎn)后備：指用相鄰線路或相鄰元件的保護(hù)作為后備。后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限通常比主保護(hù)長(zhǎng)，以保證選擇性。五、計(jì)算題1.答：*計(jì)算動(dòng)作電流整定值：I_op=1.5*I_normal=1.5*300A=450A。*校驗(yàn)靈敏度：Ksen=I_min_fault/I_op=2000A/450A≈4.44。*比較靈敏系數(shù)：規(guī)程通常要求電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)不小于1.5。此處Ksen(4.44)>1.5，滿足要求。2.答：*計(jì)算故障點(diǎn)距離線路末端處的阻抗：Z_fault=Z_line*L_fault=0.4Ω/km*50km=20Ω。*比較故障點(diǎn)阻抗與Ⅰ段保護(hù)整定阻抗：Z_fault(20Ω)>Z_op_1(0.15Ω)。故障點(diǎn)在Ⅰ段保護(hù)范圍之外。*分析：由于故障點(diǎn)距離線路末端50km，遠(yuǎn)超Ⅰ段保護(hù)范圍（通常為線路全長(zhǎng)的15%-40%，取決于具體配置），且Ⅰ段保護(hù)是瞬時(shí)動(dòng)作的，所以故障發(fā)生后，Ⅰ段保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。只有Ⅱ段保護(hù)會(huì)根據(jù)其整定時(shí)限（1.5s）來(lái)判斷是否動(dòng)作。因此，保護(hù)能正確實(shí)現(xiàn)選擇性，Ⅰ段不動(dòng)作，Ⅱ段將延時(shí)動(dòng)作。六、分析題1.答：保護(hù)動(dòng)作后發(fā)出“過負(fù)荷”信號(hào)但無(wú)“故障”信號(hào)，可能的原因分析如下：*故障已經(jīng)消除：故障是瞬時(shí)性的（如弧光過電壓），或故障電流較小，在保護(hù)動(dòng)作跳閘后電流已自動(dòng)返回。*保護(hù)誤動(dòng)：保護(hù)裝置本身發(fā)生故障，或二次回路接線錯(cuò)誤，導(dǎo)致在未發(fā)生故障時(shí)也發(fā)出了動(dòng)作信號(hào)。發(fā)出“過負(fù)荷”信號(hào)可能表示繼電器動(dòng)作后未能正確復(fù)歸，或邏輯回路判斷錯(cuò)誤。*信號(hào)回路故障：保護(hù)裝置正確動(dòng)作，發(fā)出了“故障”信號(hào)，但信號(hào)回路（如導(dǎo)線、熔斷器、光耦等）發(fā)生故障，導(dǎo)致信號(hào)未能傳到值班人員處或控制中心。*后備保護(hù)動(dòng)作：可能是主保護(hù)拒動(dòng)，由后備保護(hù)動(dòng)作跳閘，后備保護(hù)發(fā)出信號(hào)，但值班人員誤判為過負(fù)荷信號(hào)。*保護(hù)定值不合適：保護(hù)定值整定得過低，對(duì)正常的過負(fù)荷情況也產(chǎn)生了動(dòng)作反應(yīng)。2.答：*問題分析：在A側(cè)電源消失、B側(cè)電源向AB線路反送電，同時(shí)線路AB上發(fā)生故障時(shí)，可能存在的問題主要是保護(hù)的方向性被破壞或電源側(cè)保護(hù)拒動(dòng)導(dǎo)致誤動(dòng)。*方向保護(hù)問題：如果AB線路上的保護(hù)未配置方向元件，或者配置了方向元件但方向判別錯(cuò)誤（例如，將本應(yīng)作為電源側(cè)的保護(hù)錯(cuò)誤地判為負(fù)荷側(cè)），那么在B側(cè)電源反送電時(shí)，故障點(diǎn)的電流方向可能與正常運(yùn)行時(shí)相反，導(dǎo)致原本應(yīng)動(dòng)作的保護(hù)拒動(dòng)；同時(shí)，故障點(diǎn)靠近A側(cè)（假設(shè)A側(cè)為線路末端），B側(cè)保護(hù)可能因?yàn)榉较蝈e(cuò)誤或定值問題而誤動(dòng)。*電源側(cè)保護(hù)拒動(dòng)：如果A側(cè)電源消失，A側(cè)線路上的保護(hù)（如果存在）可能因失去電源或故障參數(shù)未達(dá)到動(dòng)作值而拒動(dòng)，導(dǎo)致故障點(diǎn)附近的保護(hù)（可能是B側(cè)保護(hù)或本線路的后備保護(hù)）因選擇性原則被誤動(dòng)。*解決措施：*配置方向保護(hù)：在AB線路兩側(cè)都配置