2025年高壓電工考試：高壓繼電保護(hù)原理與電力系統(tǒng)安全運(yùn)行保障試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項(xiàng)的字母填入括號內(nèi)）1.繼電保護(hù)裝置的基本要求不包括以下哪一項(xiàng)？()A.選擇性B.速動性C.靈敏性D.經(jīng)濟(jì)性2.對于輸電線路的相間短路故障，通常優(yōu)先采用哪種保護(hù)來快速切除故障？()A.零序電流保護(hù)B.電流速斷保護(hù)C.限時(shí)過電流保護(hù)D.差動保護(hù)3.GL型繼電器（感應(yīng)型過電流繼電器）具有的特點(diǎn)是？()A.只能實(shí)現(xiàn)定時(shí)限過電流保護(hù)B.只能實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)C.可以實(shí)現(xiàn)電流速斷和反時(shí)限過電流保護(hù)D.只能實(shí)現(xiàn)零序電流保護(hù)4.當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱接地故障時(shí)，零序電流主要經(jīng)過什么路徑流回大地？()A.故障點(diǎn)、故障相到大地B.故障點(diǎn)、零序網(wǎng)絡(luò)到大地C.電源、故障相到大地D.電源、零序網(wǎng)絡(luò)到大地5.繼電保護(hù)裝置的“選擇性”是指？()A.保護(hù)動作迅速B.保護(hù)動作靈敏度高C.保護(hù)只將故障設(shè)備或線路切除，不波及其他無故障部分D.保護(hù)能可靠地防止誤動作6.在電力系統(tǒng)中，短路電流的數(shù)值在哪個(gè)部分最大？()A.變電站母線B.線路始端C.短路點(diǎn)D.電源內(nèi)部7.架空線路發(fā)生斷線，如果形成不完全星形接線的零序電流互感器，其鐵芯可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是？()A.不飽和B.鐵芯嚴(yán)重飽和C.可能飽和也可能不飽和D.基本無影響8.電力系統(tǒng)中，反映故障點(diǎn)到電源的距離，并具有方向性的保護(hù)是？()A.電流速斷保護(hù)B.過電流保護(hù)C.差動保護(hù)D.距離保護(hù)9.在進(jìn)行繼電保護(hù)定值整定時(shí)，為了保證選擇性，一般要求相鄰下一級線路的保護(hù)動作時(shí)限比上一級線路的保護(hù)動作時(shí)限？()A.長B.短C.相等D.無所謂10.繼電保護(hù)裝置的“可靠性”是指？()A.保護(hù)在應(yīng)該動作時(shí)不誤動B.保護(hù)在應(yīng)該不動作時(shí)不誤動C.保護(hù)動作速度快D.保護(hù)靈敏度高二、判斷題（請將正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”）1.繼電保護(hù)裝置動作后，應(yīng)立即發(fā)出信號，通知運(yùn)行人員處理。（）2.電流保護(hù)的整定電流必須大于線路正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流。（）3.反時(shí)限過電流保護(hù)的動作時(shí)限隨著故障電流的增大而延長。（）4.所有電氣設(shè)備都必須裝設(shè)短路保護(hù)。（）5.繼電保護(hù)裝置中的中間繼電器主要用于增加觸點(diǎn)數(shù)量或?qū)崿F(xiàn)自鎖。（）6.差動保護(hù)只能用于變壓器，不能用于線路。（）7.零序保護(hù)主要用于反映相間短路故障。（）8.繼電保護(hù)裝置的定期檢驗(yàn)分為交接檢驗(yàn)、預(yù)防性試驗(yàn)和專項(xiàng)檢驗(yàn)。（）9.重合閘裝置是繼電保護(hù)系統(tǒng)的一部分，用于在線路故障跳閘后自動恢復(fù)供電。（）10.保護(hù)裝置的整定計(jì)算只需要考慮正常運(yùn)行和故障兩種極端情況即可。（）三、填空題（請將答案填寫在橫線上）1.繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足______、______、______和______四個(gè)基本要求。2.電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的______，不能保護(hù)全線路，存在______問題。3.對于不允許短時(shí)斷電的重要負(fù)荷，其供電線路應(yīng)采用______保護(hù)。4.利用流過故障元件的______電流或______電壓來啟動保護(hù)裝置，并根據(jù)______或______的大小和變化規(guī)律來判斷是否發(fā)生故障，這是基本保護(hù)原理。5.在中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的電壓會______。6.繼電保護(hù)裝置的______是指保護(hù)正確動作的可能性，即不該動的不動，該動的時(shí)候能可靠動作。7.在電力系統(tǒng)中，故障通常分為______故障和______故障兩大類。8.零序電流通常通過______網(wǎng)絡(luò)流回電源。9.繼電保護(hù)裝置的______是指保護(hù)對被保護(hù)對象故障的反映能力，用靈敏系數(shù)來衡量。10.______是電力系統(tǒng)運(yùn)行中最常見、最危險(xiǎn)的故障。四、簡答題1.簡述電流速斷保護(hù)和限時(shí)過電流保護(hù)在保護(hù)范圍和動作時(shí)限方面的主要區(qū)別。2.為什么在電力系統(tǒng)中廣泛采用三相星形接線的零序電流互感器來測量零序電流？3.什么是繼電保護(hù)裝置的“選擇性”？實(shí)現(xiàn)選擇性的基本原則是什么？4.簡述繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的作用。5.為什么說繼電保護(hù)裝置的可靠性對于電力系統(tǒng)安全至關(guān)重要？五、計(jì)算題1.有一條10kV線路，正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流為120A。要求電流速斷保護(hù)的動作電流整定值伊1op=1.2伊rn（伊rn為額定電流，線路額定電流為100A），靈敏系數(shù)校驗(yàn)時(shí)要求最小運(yùn)行方式下，離電源最遠(yuǎn)處發(fā)生金屬性短路時(shí)，流過線路的電流伊min=450A。試計(jì)算該線路電流速斷保護(hù)的動作電流整定值伊op，并校驗(yàn)其靈敏系數(shù)是否符合要求（靈敏系數(shù)Ksen=伊min/伊op）。2.某變電所一臺變壓器，額定容量為Srn=31.5MVA，額定電壓為U1n/U2n=110/11kV，采用Yd11接線。已知線路末端發(fā)生三相短路時(shí)，流過變壓器高壓側(cè)的短路電流伊k=15kA。試計(jì)算該變壓器高壓側(cè)限時(shí)過電流保護(hù)（采用GL型繼電器）的動作電流伊op（取可靠系數(shù)Krel=1.3，返回系數(shù)Kret=0.85，靈敏系數(shù)校驗(yàn)按最小運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處發(fā)生金屬性三相短路計(jì)算，此時(shí)短路電流伊k'=20kA）。假設(shè)采用動作時(shí)限為1.5s。六、案例分析題1.某變電站10kV線路L1，采用定時(shí)限過電流保護(hù)。某日線路發(fā)生故障，保護(hù)動作跳閘，同時(shí)發(fā)出信號。運(yùn)行人員檢查發(fā)現(xiàn)，保護(hù)動作信號燈亮，但斷路器拒動。請分析可能的原因有哪些？在未確認(rèn)故障前，運(yùn)行人員應(yīng)采取哪些安全措施？2.某工廠自備變電所，其6kV母線發(fā)生單相接地故障，保護(hù)動作發(fā)出接地信號，但未跳閘。請簡述此時(shí)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，運(yùn)行人員應(yīng)如何處理？---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.C4.B5.C6.C7.B8.D9.A10.B二、判斷題1.√2.√3.√4.√5.√6.×7.×8.√9.√10.×三、填空題1.選擇性，速動性，靈敏性，可靠性2.線路始端，死區(qū)3.速斷4.故障，故障，故障電流，故障電壓5.升高6.可靠性7.對稱，不對稱8.零序9.靈敏度10.短路四、簡答題1.解析思路：區(qū)分兩者核心差異。電流速斷保護(hù)基于繼電器固有特性或簡單邏輯，僅反應(yīng)故障電流是否達(dá)到整定值，動作速度快（瞬時(shí)或很短時(shí)限），但保護(hù)范圍固定且通常只到線路的一部分（如始端），存在死區(qū)。限時(shí)過電流保護(hù)通常利用具有反時(shí)限特性的繼電器，其動作速度與故障電流大小和持續(xù)時(shí)間相關(guān)，保護(hù)范圍覆蓋全線路，但動作有固定或可調(diào)的時(shí)限，速度相對較慢。答案：電流速斷保護(hù)是利用電流繼電器直接反應(yīng)故障電流的大小，當(dāng)電流達(dá)到整定值時(shí)立即動作，動作時(shí)限很短（瞬時(shí)或略長于固有延時(shí)），保護(hù)范圍通常只到線路的始端附近，存在死區(qū)。限時(shí)過電流保護(hù)是利用電流繼電器（常為反時(shí)限特性），其動作速度與故障電流大小和持續(xù)時(shí)間有關(guān)，保護(hù)范圍覆蓋線路全長，但動作有固定或可調(diào)的時(shí)限，速度相對較慢。2.解析思路：聚焦零序電流的產(chǎn)生和測量。單相接地故障時(shí)，故障電流通過大地返回電源，形成閉環(huán)。零序電流互感器的一次繞組是流過故障回路的零序電流（即大地），二次繞組輸出與一次零序電流成正比的二次電流。采用三相星形接線（零序CT）可以將單相接地故障時(shí)通過大地流回的零序電流匯集到中性點(diǎn)，集中作用于零序電流互感器的一次繞組，使其鐵芯飽和并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而在二次側(cè)輸出有效的零序電流信號。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，能可靠測量零序電流。答案：在電力系統(tǒng)中廣泛采用三相星形接線的零序電流互感器測量零序電流，是因?yàn)樵趩蜗嘟拥氐炔粚ΨQ故障時(shí)，故障電流通過大地形成回路返回電源。星形接線可以將流過各相導(dǎo)體（故障相和非故障相）到大地中的零序電流匯集到零序電流互感器的一次繞組（通常接在接地線上），形成一個(gè)有效的零序電流通路。當(dāng)零序電流流過互感器鐵芯時(shí)，如果電流足夠大，鐵芯會飽和，從而在二次繞組中感應(yīng)出與一次零序電流成比例的二次電流信號，用于保護(hù)裝置的啟動。3.解析思路：核心是“選擇”，即只影響故障部分，不影響非故障部分。解釋原則時(shí)，從保護(hù)動作的出發(fā)點(diǎn)和目的出發(fā)，強(qiáng)調(diào)動作的針對性。原則是：故障發(fā)生時(shí)，離故障點(diǎn)最近的保護(hù)應(yīng)優(yōu)先、快速地動作切除故障，同時(shí)保證相鄰下一級線路或設(shè)備上的保護(hù)不應(yīng)動作（或延遲動作），避免擴(kuò)大停電范圍。答案：繼電保護(hù)裝置的“選擇性”是指保護(hù)在發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)只將故障設(shè)備或線路切除，不影響系統(tǒng)其他無故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)選擇性的基本原則是：當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置應(yīng)優(yōu)先動作，并盡快切除故障；同時(shí)，相鄰下一級線路或設(shè)備上的保護(hù)裝置不應(yīng)動作（或保證其動作時(shí)限大于上一級，實(shí)現(xiàn)選擇性配合），從而最大限度地減少故障帶來的影響。4.解析思路：從保護(hù)的功能定位出發(fā)，圍繞電力系統(tǒng)的核心目標(biāo)——安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行來闡述。繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的“眼睛”和“哨兵”，其核心作用是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，快速、準(zhǔn)確地檢測出故障，并發(fā)出信號或指令，自動切除故障設(shè)備或阻止不正常運(yùn)行狀態(tài)的發(fā)展，防止事故擴(kuò)大，保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等電氣設(shè)備免受損壞，維護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保障電能的持續(xù)、可靠供應(yīng)。答案：繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的作用是：在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能夠迅速、準(zhǔn)確地檢測出故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并發(fā)出信號或自動執(zhí)行操作（如跳閘），將故障設(shè)備或異常部分從系統(tǒng)中切除，或者防止不正常運(yùn)行狀態(tài)的發(fā)展。其目的是保護(hù)電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等電氣設(shè)備免受損壞，防止事故擴(kuò)大，維持電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和可靠運(yùn)行，保障電能的持續(xù)供應(yīng)。5.解析思路：強(qiáng)調(diào)可靠性是前提和基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)是連續(xù)運(yùn)行的，任何關(guān)鍵環(huán)節(jié)（如保護(hù)裝置）的失靈都可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。可靠性高意味著保護(hù)在需要動作時(shí)能可靠動作，在不需要動作時(shí)能可靠不動作，這是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的基石。如果保護(hù)不可靠，發(fā)生拒動或誤動，都可能引發(fā)設(shè)備損壞、大面積停電甚至人身安全事故。答案：繼電保護(hù)裝置的可靠性對于電力系統(tǒng)安全至關(guān)重要，因?yàn)樗潜Ｕ想娏ο到y(tǒng)安全運(yùn)行的第一道防線。如果保護(hù)裝置不可靠，在故障發(fā)生時(shí)發(fā)生拒動，無法及時(shí)切除故障，將導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，甚至可能引發(fā)連鎖故障，造成大面積停電，影響社會生產(chǎn)生活秩序，甚至危及人身安全。如果保護(hù)裝置在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不該動作時(shí)發(fā)生誤動，將導(dǎo)致不必要的停電，影響供電可靠性。因此，高可靠性是繼電保護(hù)裝置最基本也是最重要的要求，是確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提保障。五、計(jì)算題1.解析思路：第一步，根據(jù)公式計(jì)算動作電流整定值。第二步，根據(jù)最小運(yùn)行方式和短路電流計(jì)算靈敏系數(shù)。第三步，比較靈敏系數(shù)是否滿足大于1.5（一般要求）的要求。答案：伊op=1.2*100A=120AKsen=伊min/伊op=450A/120A=3.75靈敏系數(shù)3.75大于1.5，符合要求。2.解析思路：第一步，根據(jù)公式計(jì)算動作電流。公式為：伊op≥Krel*伊r/Kret。其中伊r為返回電流，伊r≈伊op/Kret。代入公式可得伊op≥Krel*Kret*伊r。由于是限時(shí)過電流保護(hù)，通常取伊r=伊rn（額定電流），則伊op≥Krel*Kret*伊rn。代入數(shù)值計(jì)算。第二步，計(jì)算靈敏系數(shù)。根據(jù)題意，最小運(yùn)行方式下短路電流伊k'=20kA。靈敏系數(shù)Ksen=伊k'/伊op。注意單位統(tǒng)一，1kA=1000A。最后，比較靈敏系數(shù)是否滿足大于1.25（變壓器保護(hù)一般要求）的要求。答案：伊op≥1.3*0.85*100A=110.5A。取110.5A。（通常取標(biāo)準(zhǔn)整定電流，如100A,150A等，此處按計(jì)算結(jié)果取110.5A）Ksen=伊k'/伊op=(20*1000A)/110.5A≈181.1靈敏系數(shù)181.1遠(yuǎn)大于1.25，符合要求。六、案例分析題1.解析思路：第一步，分析拒動原因。從保護(hù)本身、斷路器本身、二次回路（控制回路、跳閘回路）等方面入手。保護(hù)本身可能整定錯(cuò)誤、元件損壞、接線錯(cuò)誤、定值未投等。斷路器本身可能跳閘線圈斷線、操作機(jī)構(gòu)故障、儲能異常、輔助觸點(diǎn)問題等。二次回路可能接線松動、斷線、短路、熔斷器熔斷等。第二步，提出安全措施。強(qiáng)調(diào)在未確認(rèn)故障和排除隱患前，必須保持現(xiàn)狀，防止誤操作導(dǎo)致事故擴(kuò)大。答案：斷路器拒動可能的原因包括：①繼電保護(hù)裝置本身故障，如整定值錯(cuò)誤、繼電器損壞、接線錯(cuò)誤、定值未投或未正確傳動等；②斷路器本身故障，如跳閘線圈斷線、操作機(jī)構(gòu)卡澀或損壞、液壓/氣動機(jī)構(gòu)壓力不足、輔助觸點(diǎn)接觸不良或卡澀等；③二次回路故障，如控制回路、跳閘回路接線松動、斷線、短路，端子排脫落，熔斷器熔斷等。在未確認(rèn)故障原因并排除之前，運(yùn)行人員應(yīng)：①立即匯報(bào)值班負(fù)責(zé)人和上級；②停止對該斷路器和相關(guān)設(shè)備的任何操作，防止誤碰；③加強(qiáng)對相關(guān)設(shè)備（保護(hù)、斷路器、二次回路）的監(jiān)視，觀察有無異常現(xiàn)象；④按照規(guī)程要求，在確