2025年高壓電工技師考試題庫：高壓繼電保護原理與電氣故障排除試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的字母填入括號內）1.在電力系統(tǒng)中，用于防止電力設備因過負荷或短路故障而損壞的保護，通常稱為？A.指示保護B.斷路器保護C.故障保護D.后備保護2.電磁型感應型電流繼電器（如CT-12）的感應部分，其動作特性是？A.線性特性B.平方特性C.指數特性D.S型特性3.當電力系統(tǒng)發(fā)生相間短路故障時，故障點的總電流主要由什么決定？A.系統(tǒng)電源電壓B.故障點到系統(tǒng)電源的等效阻抗C.短路點的接地電阻D.繼電保護的動作時限4.電流保護的接線方式中，能夠反映線路中各種相間短路故障，但靈敏度最低的是？A.電流差動保護B.三相完全星形接線C.兩相電流差接線D.三相完全三角形接線5.為了保證選擇性，相鄰線路保護的動作時限應滿足什么原則？A.后一級保護動作時限必須大于前一級保護動作時限B.后一級保護動作時限必須小于前一級保護動作時限C.所有保護動作時限必須相等D.前一級保護動作時限必須大于后一級保護動作時限6.在電力系統(tǒng)中，用于反映短路功率方向的保護是？A.電流保護B.電壓保護C.方向保護D.差動保護7.對于輸電線路的距離保護，其整定阻抗值通常是根據什么來整定的？A.系統(tǒng)最高電壓B.系統(tǒng)最低電壓C.線路末端最小運行方式下的阻抗D.線路首端最大運行方式下的阻抗8.當電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，如果接地電容電流大于一定值，為了保證選擇性，通常采用什么保護？A.電流速斷保護B.電壓速斷保護C.差動保護D.接地保護（如零序電流保護）9.繼電保護裝置的“整定”是指？A.調整繼電器的動作參數B.檢查繼電器的動作情況C.校驗繼電器的靈敏度D.清除繼電器的故障10.備用電源自動投入（ATS）裝置的主要作用是？A.在主電源故障時，自動斷開主電源B.在主電源故障時，自動投入備用電源C.在主電源正常時，自動投入備用電源D.保護主電源設備二、填空題（請將正確答案填入橫線處）1.繼電保護裝置應滿足選擇性、______、可靠性、靈敏性和______五個基本要求。2.電流互感器（CT）的接線方式主要有______接線、兩相電流差接線和______接線。3.電壓保護的原理是基于故障時系統(tǒng)______的顯著變化。4.方向保護是為了防止保護誤動，在保護安裝處______方向發(fā)生故障時才動作。5.距離保護的整定通常分為______、中間段和______三個部分。6.差動保護的主要優(yōu)點是______和______。7.在電力系統(tǒng)中，發(fā)生故障時，離故障點最近的保護應______動作，以最快速度切除故障。8.繼電保護裝置的靈敏度是指保護對______的反映能力。9.對于輸電線路的電流速斷保護，由于其保護范圍受系統(tǒng)運行方式影響較大，通常不作為______保護。10.故障錄波裝置的主要作用是記錄故障前后______的電氣量變化情況。三、簡答題1.簡述電流速斷保護和限時電流速斷保護的區(qū)別和適用范圍。2.為什么說繼電保護的選擇性是衡量保護性能最重要的指標之一？3.在什么情況下，輸電線路的距離保護可能會出現整定配合困難的問題？如何解決？4.簡述微機保護裝置與傳統(tǒng)的電磁型保護裝置相比，有哪些主要優(yōu)點？四、計算題1.某輸電線路，線路長度L=100km，線路單位阻抗為0.4Ω/km，系統(tǒng)電源在正常運行時的電壓為110kV?，F要求在該線路末端發(fā)生金屬性短路時，距離保護I段的靈敏系數不小于1.5。試計算該距離保護I段的整定阻抗值和實際保護范圍（以km表示）。2.某變電所10kV出線，采用三相完全星形接線的電流保護。已知線路正常負荷電流為300A，系統(tǒng)最小運行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時的故障電流為2000A。若電流保護采用瞬時動作部分，其動作電流整定為1500A。試計算該電流保護的靈敏系數，并判斷其是否滿足靈敏度的要求？（靈敏系數標準一般不低于1.5）五、案例分析題1.某雙回線輸電線路，采用電流保護。正常運行時，兩回線電流基本相等。某日，線路監(jiān)控后臺顯示A回線電流保護動作，跳閘，B回線電流保護未動?，F場檢查發(fā)現A回線存在故障，B回線完好。請分析可能導致A回線電流保護動作的原因有哪些？（至少列舉三種可能的原因）2.某變電所，6kV母線發(fā)生單相接地故障，保護動作，發(fā)出接地信號，但故障點未自動消除。運行人員檢查發(fā)現，故障相電壓為零，非故障相電壓升高至線電壓。請分析判斷故障性質，并簡述后續(xù)的處理步驟。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.C5.B6.C7.C8.D9.A10.B二、填空題1.靈敏度,快速性2.星形,三角形3.電壓4.正5.始端,末端6.高速動作,高靈敏度7.先8.故障9.主10.電壓、電流三、簡答題1.解析思路：電流速斷保護只有一個整定時限，且動作電流較大，只保護線路的一部分（通常靠近電源側），動作最快。限時電流速斷保護有一個較小的整定時限，動作電流比電流速斷保護小，保護范圍可以延伸到線路末端，但動作時限比電流速斷保護長。電流速斷保護適用于短路電流較大、變化不大的線路末端或作為后備。限時電流速斷保護通常作為電流速斷的后備，或與距離保護配合使用。答案：電流速斷保護只有一個整定時限，動作電流較大，只保護線路靠近電源的一部分，動作最快。限時電流速斷保護有一個較小的整定時限，動作電流比電流速斷小，保護范圍可以延伸到線路末端，但動作時限比電流速斷長。電流速斷保護主要用于短路電流較大、變化不大的線路末端或作為后備。限時電流速斷保護通常作為電流速斷的后備，或與距離保護配合使用。2.解析思路：選擇性是指當系統(tǒng)發(fā)生故障時，離故障點最近的保護裝置首先動作，將故障切除，同時保證相鄰線路或設備上的保護裝置不動作（或經延時后不動作），從而避免擴大停電范圍，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。這是保護設計最基本也是最重要的原則，如果選擇性遭到破壞，可能導致越級跳閘，造成大面積停電，甚至引發(fā)系統(tǒng)崩潰。答案：選擇性是保證當系統(tǒng)發(fā)生故障時，離故障點最近的保護裝置首先動作，將故障切除，同時確保相鄰線路或設備上的保護裝置不誤動或選擇性動作，以避免擴大停電范圍，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。這是衡量保護性能最重要的指標之一，因為它直接關系到電網的安全和可靠性。3.解析思路：距離保護整定配合困難通常發(fā)生在線路首端和末端，或者網絡結構復雜、運行方式多變的情況下。例如，當線路首端距離保護的整定阻抗與末端距離保護的整定阻抗接近時，或者系統(tǒng)運行方式變化導致阻抗計算值與整定值偏差較大時，難以同時滿足靈敏度和選擇性要求。解決方法包括：采用分段整定、利用方向性配合、合理選擇保護配置（如增加后備保護）、優(yōu)化網絡結構或運行方式等。答案：距離保護整定配合困難可能發(fā)生在線路兩端保護整定阻抗接近，或系統(tǒng)運行方式變化導致阻抗計算偏差大時。解決方法包括：采用分段整定原則（如階梯原則），利用方向性實現配合，合理配置保護（增加后備），或優(yōu)化網絡結構、運行方式等。4.解析思路：微機保護相比電磁型保護，具有精度高、可靠性高、功能齊全、調試維護方便、事件記錄和故障錄波功能強、易于實現自檢和故障自診斷、通信能力強便于遠方監(jiān)控和實現自動化等優(yōu)點。答案：微機保護相比電磁型保護，具有精度高、可靠性高、功能齊全（如自動重合閘、故障錄波、事件記錄等）、調試維護方便（可通過屏幕菜單）、易于實現自檢和故障自診斷、通信能力強（便于遠方監(jiān)控和自動化系統(tǒng)接入）等優(yōu)點。四、計算題1.解析思路：距離保護I段按線路末端短路整定，其整定阻抗等于線路末端到保護安裝處之間的阻抗。靈敏系數校驗要求在該阻抗上發(fā)生金屬性短路時，故障回路的阻抗值不大于整定阻抗的靈敏系數倍。根據公式Z整定=Z線*(L整定/L總)計算整定范圍，實際保護范圍是整定范圍的反比。答案：*線路末端短路時，Z故障=Z線*L總=0.4Ω/km*100km=40Ω。*為保證靈敏系數Ksen≥1.5，則Z故障≤Z整定/Ksen，即Z整定≥Z故障/Ksen=40Ω/1.5≈26.67Ω。*保護安裝處到線路末端的阻抗為40Ω，按整定范圍L整定=Z整定*(L總/Z線)=26.67Ω*(100km/0.4Ω/km)=667km。這顯然不合理，說明按末端短路整定靈敏度不足。*修正思路：距離保護I段實際是按保護安裝處到線路末端阻抗的整定值來整定的。為保證末端短路時靈敏度，Z整定=Z故障/Ksen=40Ω/1.5≈26.67Ω。此時，保護安裝處到線路末端的實際保護范圍L實際=Z整定*(L總/Z線)=26.67Ω*(100km/0.4Ω/km)=66.7km。*結論：為滿足末端短路1.5的靈敏系數，距離保護I段整定阻抗應≤26.67Ω。該保護的實際保護范圍約為66.7km。（注：原計算中L整定/L總公式用于計算保護范圍，但此處L整定應為整定阻抗對應的長度，需更正為Z整定=Z線*(L整定/L總)，故L整定=Z整定*(L總/Z線)=26.67*(100/0.4)=667km，此結果仍不合理，說明需重新審視整定原則。通常I段按線路末端整定，若末端短路靈敏系數不足，則需縮短保護范圍或采用其他方式，或題目條件有誤。按常規(guī)理解，若整定阻抗為26.67Ω，其保護范圍是66.7km，但此范圍末端短路靈敏度為1.5，起始端（保護安裝處）短路時靈敏度為Z線/L總=0.4/100=0.004，遠小于1.5。此題條件設置可能存在矛盾或需特殊解讀。若題目意圖是求保證末端短路1.5靈敏度的最大整定阻抗，則Zmax=40/1.5=26.67Ω，對應范圍約66.7km。但若理解為常規(guī)整定，則需調整。此處按第一種理解給出范圍：66.7km。）2.解析思路：靈敏系數Ksen=故障時保護安裝處測量阻抗/整定阻抗。完全星形接線的電流保護，其整定電流I整定應躲過正常最大負荷電流。故障時流過保護電流的故障電流I故障=I線/√3（假設為單相接地或A相B相間故障，流過兩相CT）。靈敏系數計算后與標準值（≥1.5）比較。答案：*整定電流I整定=1.2*I負荷_max=1.2*300A=360A（假設采用1.2倍可靠系數，若無說明可按等于負荷考慮，此處按標準計算）。*兩相短路故障電流I故障(A或B相)=I故障線/√3=2000A/√3≈1154.7A。*靈敏系數Ksen=I故障(A或B相)/I整定=1154.7A/1500A≈0.77。*結論：計算出的靈敏系數約為0.77，小于通常要求的1.5標準，因此該電流保護的靈敏度不滿足要求。五、案例分析題1.解析思路：A回線電流保護動作跳閘，而B回線未動，說明故障點在A回線或A回線保護本身存在問題?？赡艿脑虬ǎ篈回線發(fā)生相間短路導致電流增大到動作值；A回線發(fā)生單相接地故障導致零序電流增大到動作值（如果A回線有零序保護）；A回線CT二次側出現匝間短路或開路，導致保護誤動；A回線保護裝置本身元件損壞或接線錯誤導致誤動；A回線斷路器控制回路或跳閘回路故障，導致保護正確發(fā)出跳閘命令但斷路器未可靠跳閘（此情況保護應再次動作或發(fā)出信號）。答案：可能的原因有：*A回線發(fā)生相間短路，故障電流超過電流保護動作值，導致保護動作跳閘。*A回線發(fā)生單相接地故障，故障電流或零序電流超過零序保護（若有）動作值，導致保護動作跳閘。*A回線電流互感器（CT）二次側發(fā)生匝間短路或開路故障，導致保護誤動作。*A回線電流保護裝置本身元件損壞或接線錯誤，導致保護誤動。*A回線斷路器控制回路或跳閘回路存在故障，雖然保護正確發(fā)出跳閘命令，但斷路器未能可靠跳閘（需結合斷路器狀態(tài)判斷）。2.解析思路：母線單相接地故障，故障相電壓為零，非故障相電壓升高至線電壓，這是典型的金屬性單相接地故障特征。處理步驟應包括：確認故障，隔離故障點，恢復系統(tǒng)正常運行。確認故障通過保護動作信號和測量儀表讀數（故障相電流增大，非故障相電壓升高）。隔離故障點通常通過查找故障點并處理，或采用自動/手動切換到備用電源（如果可能）?；謴拖到y(tǒng)正常運行需要先消除故障點，然后根據情況恢復母線供電。答案：*判斷：母線發(fā)生金屬性單相接地故障。依據是故障相電壓為零，非故障相電壓升高至線電壓。*