2025年高壓電工考試：高壓繼電保護原理與電力系統(tǒng)故障處理試題考試時間：______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(nèi)）1.在電力系統(tǒng)中，繼電保護裝置的主要任務是（）。A.發(fā)出警告信號B.自動改變系統(tǒng)運行方式C.切除故障元件，隔離故障點，保證非故障部分繼續(xù)運行D.提高系統(tǒng)功率因數(shù)2.電流保護廣泛用于反應（）故障。A.相間短路B.單相接地C.三相短路D.上述所有3.電壓保護通常作為（）保護的后備。A.電流保護B.差動保護C.距離保護D.零序保護4.GL型電流繼電器具有（）特性。A.平方B.線性C.反時限D.感應式5.在中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時，非故障相的電壓會（）。A.等于零B.升高到線電壓C.升高到根號3倍相電壓D.保持不變6.電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時，保護裝置動作時限的配合原則是（）。A.后備保護的動作時限應長于主保護的動作時限B.相鄰下一級線路保護的動作時限應長于本線路保護的動作時限C.后備保護的動作時限應短于主保護的動作時限D.所有保護的動作時限均應相同7.差動保護的主要優(yōu)點是（）。A.靈敏度高B.動作速度快C.接線簡單，與系統(tǒng)運行方式無關D.能反應內(nèi)部和外部故障8.在繼電保護整定計算中，為了保證選擇性，相鄰線路保護之間的（）必須配合。A.動作功率B.整定電流C.動作時限D.靈敏度9.繼電保護裝置的返回系數(shù)通常要求（）。A.大于1B.小于1C.等于1D.大于或等于110.對于雙側電源供電的線路，通常采用（）保護來保證選擇性。A.電流保護B.電壓保護C.差動保護或帶有方向性的保護D.零序保護二、判斷題（請將“正確”或“錯誤”填入括號內(nèi)）1.繼電保護的“四性”是指可靠性、選擇性、靈敏性、速動性。（）2.絕緣監(jiān)視裝置可以反應中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生的單相接地故障。（）3.電流互感器二次側嚴禁開路運行。（）4.反時限電流保護在故障電流較大時動作時限較長，故障電流較小時動作時限較短。（）5.當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置會立即發(fā)出信號，并自動跳閘斷開故障線路。（）6.距離保護是利用故障點至保護安裝點之間的電壓、電流比值（阻抗）來反應故障距離的。（）7.在處理電力系統(tǒng)故障時，應首先確保人身安全，然后根據(jù)規(guī)程進行操作。（）8.零序電流保護主要用于反應電力系統(tǒng)中的相間短路故障。（）9.繼電器的動作電流通常整定得比正常運行時的最大負荷電流還要小。（）10.故障發(fā)生后，應立即將故障設備從系統(tǒng)中隔離，以防止事故擴大。（）三、簡答題1.簡述電流保護、電壓保護和差動保護各自的基本原理和適用范圍。2.什么是繼電保護的靈敏性？為什么要求保護具有足夠的靈敏性？3.在中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時，有哪些特征？繼電保護裝置應如何反應？4.簡述繼電保護裝置的“選擇性”原則及其意義。5.在現(xiàn)場巡視檢查高壓線路和設備時，從繼電保護的角度，應注意檢查哪些方面？四、計算題1.某線路裝設GL型電流繼電器作為相間短路保護，繼電器整定電流為60A，返回系數(shù)為0.85。當線路發(fā)生相間短路故障，流過繼電器的電流為1000A時，求繼電器的實際動作電流，并判斷繼電器是否會動作。2.某線路AB長60km，裝設距離保護。要求保護1（安裝在線路A端）在AB線路末端發(fā)生金屬性短路時具有1.5倍的靈敏度。已知正常運行時A、B兩點之間的電壓降為0.6Ω，系統(tǒng)相電壓為Uφ。求距離保護1的整定阻抗范圍（設繼電器特性曲線在0.9倍整定阻抗時動作）。五、案例分析題1.某雙電源線路AB，A端供電電源為系統(tǒng)A，B端供電電源為系統(tǒng)B。在線路AB上裝設了帶有方向性的電流保護（A端保護動作條件為：電流大于定值且方向指向B端）。正常運行時，系統(tǒng)A對系統(tǒng)B有功功率輸送。當線路AB靠近B端發(fā)生相間短路故障時，故障電流由系統(tǒng)A流向系統(tǒng)B。請分析：*根據(jù)故障情況，A端保護是否會動作？*簡述在這種情況下，A端保護能夠可靠動作所依據(jù)的原則。*如果故障電流較小，剛好小于保護定值，但方向正確，A端保護會怎樣？*如果線路AB靠近A端發(fā)生相間短路故障，A端保護又會如何反應？試卷答案一、選擇題1.C解析思路：繼電保護的核心任務是快速、準確地切除故障元件，隔離故障點，從而最大限度地減少故障對電力系統(tǒng)的影響，保障非故障部分的安全穩(wěn)定運行。2.A解析思路：電流保護主要依據(jù)故障時電流的急劇變化來動作，最常用于反應相間短路故障，因為相間短路會導致電流顯著增大。3.A解析思路：電壓保護一般靈敏度較高，但選擇性較差，通常不作為主保護，而是作為電流保護或其他主保護的后備保護。4.C解析思路：GL型（感應型）電流繼電器結合了電流繼電器和時間繼電器的部分特性，其動作行為與電流大小有關，呈現(xiàn)反時限特性，即電流越大，動作時間越短。5.C解析思路：中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障相對地電壓變?yōu)榱悖枪收舷鄬Φ仉妷簳蚓€路對地電容分壓而升高，理論上升高到線電壓（根號3倍相電壓）。6.A解析思路：為了確保故障時只有最靠近故障點的保護動作，而相鄰下一級線路的保護不誤動，上一級保護的動作時限必須長于下一級保護的動作時限，這就是時限的階梯原則。7.C解析思路：差動保護利用被保護元件兩側電流的差值來反應故障，其內(nèi)部故障時差電流等于零或很小，外部故障時差電流等于外部故障電流，因此接線簡單且與系統(tǒng)運行方式無關，動作速度快，靈敏度高。8.C解析思路：為了保證故障時保護動作的選擇性，相鄰線路保護的動作時限必須存在一個時間差，即下一級保護先動作，上一級保護后動作，這主要通過整定動作時限來實現(xiàn)配合。9.A解析思路：返回系數(shù)是繼電器返回電流與動作電流之比。返回系數(shù)大于1可以減小外部故障切除后，由于電流、電壓暫態(tài)變化引起的保護誤動可能性，保證可靠性。10.C解析思路：雙側電源線路故障時，電流可能從兩個方向流入，簡單的電流保護無法確定故障方向，可能誤動或拒動。差動保護利用兩側電流的差值，可以克服方向問題。帶有方向性的電流保護可以通過判別功率方向來確保只有故障側保護動作。二、判斷題1.正確解析思路：繼電保護的四個基本要求是可靠性（不誤動、不拒動）、選擇性（正確切除故障、不越級）、靈敏性（能檢測到故障）和速動性（快速切除故障）。2.正確解析思路：在中性點不接地系統(tǒng)中，單相接地時會產(chǎn)生零序電壓，絕緣監(jiān)視裝置通過檢測零序電壓來判斷是否發(fā)生單相接地。3.正確解析思路：電流互感器工作時二次側接近短路狀態(tài)，若二次側開路，會感應出高電壓，危及設備和人員安全，并可能損壞互感器。4.正確解析思路：反時限電流保護的動作時間與故障電流的大小成反比，故障電流越大，動作時間越短；故障電流越小，動作時間越長。5.錯誤解析思路：繼電保護動作后發(fā)出信號，并作用于斷路器跳閘，斷開故障線路。發(fā)出信號是動作的一部分，但最終是斷路器跳閘隔離故障。6.正確解析思路：距離保護通過測量故障點至保護安裝點之間的線路阻抗（電壓與電流的比值），并根據(jù)該阻抗值與整定阻抗的比較來決定是否動作，以此來反映故障距離。7.正確解析思路：事故處理的首要原則是確保人身安全，避免在危險情況下進行操作。然后才需按照操作規(guī)程進行處理。8.錯誤解析思路：零序電流保護是利用故障發(fā)生后在接地故障點產(chǎn)生的零序電流來反應故障的，主要用于反應單相接地等接地故障，而不是相間短路故障。9.正確解析思路：保護裝置的整定電流通常需要考慮正常運行時的最大負荷電流可能出現(xiàn)的波動和沖擊，因此一般整定值會大于正常運行時的最大負荷電流，并留有一定裕度。10.正確解析思路：故障發(fā)生后，迅速將故障設備或故障線路從系統(tǒng)中隔離是防止故障擴大、保護其他設備和保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關鍵措施。三、簡答題1.簡述電流保護、電壓保護和差動保護各自的基本原理和適用范圍。解析思路：分別闡述三種保護類型的核心工作原理及其主要應用場景?；卮穑弘娏鞅Ｗo是利用故障時電流的顯著增大來反應故障，當電流超過預定定值時動作?；驹硎菣z測電流變化。適用于反應相間短路故障，廣泛用于輸配電線路、變壓器、發(fā)電機等設備。電壓保護是利用故障時電壓的顯著變化（降低或升高）來反應故障，當電壓低于或高于預定定值時動作?；驹硎菣z測電壓變化。適用于作為其他保護的后備，或在特定情況下作為主保護（如母線保護）。差動保護是利用被保護元件兩側電流的差值來反應故障，正常時差值為零或很小，故障時差值顯著增大。基本原理是檢測電流差值。適用于雙側電源供電的線路、變壓器、發(fā)電機等，對內(nèi)部故障反應靈敏，動作速度快，與系統(tǒng)運行方式無關。2.什么是繼電保護的靈敏性？為什么要求保護具有足夠的靈敏性？解析思路：解釋靈敏性的定義，并說明其重要性。回答：繼電保護的靈敏性是指保護裝置對其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)的反應能力。通常用靈敏系數(shù)來衡量，靈敏系數(shù)大于等于1表示保護具有足夠的靈敏度。要求保護具有足夠的靈敏性，是為了確保當被保護對象（如線路、變壓器等）內(nèi)部發(fā)生故障時，即使故障參數(shù)（如故障電流、故障電壓）比較小，或者故障發(fā)生在保護范圍邊界，保護裝置也能可靠地檢測到故障并動作，避免因靈敏度過低而導致的保護拒動，從而保障設備和系統(tǒng)的安全。3.在中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時，有哪些特征？繼電保護裝置應如何反應？解析思路：描述單相接地故障的主要現(xiàn)象，并說明繼電保護應有的行為?；卮穑禾卣靼ǎ汗收宵c有接地電流流過（電容性電流）；非故障相電壓升高到線電壓；故障相電壓降為零；系統(tǒng)中出現(xiàn)零序電壓和零序電流；通常沒有明顯故障癥狀（如爆音、冒煙），但可能引起絕緣監(jiān)測裝置動作。繼電保護裝置應如何反應：通常裝設絕緣監(jiān)視裝置，通過檢測零序電壓來判斷并發(fā)出信號。一般不裝設專門針對單相接地的動作跳閘保護（因為故障通常允許短時持續(xù)運行），但要求保護對零序電壓或零序電流有足夠的反應能力以實現(xiàn)監(jiān)視。對于重要設備或系統(tǒng)，可能會配置專門的零序電流保護或零序方向保護。4.簡述繼電保護裝置的“選擇性”原則及其意義。解析思路：解釋選擇性的核心概念，并闡述其在電力系統(tǒng)中的重要性?；卮穑豪^電保護裝置的選擇性原則是指在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，只有靠近故障點的保護裝置應首先、無選擇性地動作，切除故障，而系統(tǒng)中的其他非故障部分應保持正常運行，即不允許故障蔓延導致越級跳閘。其意義在于最大限度地減少故障對電力系統(tǒng)的影響，快速恢復非故障部分設備的正常運行，避免不必要的停電范圍擴大，保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行。5.在現(xiàn)場巡視檢查高壓線路和設備時，從繼電保護的角度，應注意檢查哪些方面？解析思路：列舉巡視中需要關注與繼電保護相關的項目?；卮穑簯⒁鈾z查：保護裝置外觀有無損壞、變形、銹蝕；各插件、端子有無松動、過熱、燒蝕；指示燈、儀表指示是否正常；壓板投退是否正確；二次回路電纜有無破損、受潮；接地是否良好；有無鳥巢、雜物等影響設備運行和散熱的情況；環(huán)境溫度、濕度是否在設備允許范圍內(nèi)；對于帶電檢查，應注意安全距離和操作規(guī)程。四、計算題1.某線路裝設GL型電流繼電器作為相間短路保護，繼電器整定電流為60A，返回系數(shù)為0.85。當線路發(fā)生相間短路故障，流過繼電器的電流為1000A時，求繼電器的實際動作電流，并判斷繼電器是否會動作。解析思路：利用返回系數(shù)的定義計算實際動作電流，然后與故障電流比較判斷是否動作。計算過程：實際動作電流=繼電器整定電流/返回系數(shù)=60A/0.85≈70.59A判斷：故障電流（1000A）遠大于繼電器的實際動作電流（70.59A），因此繼電器會動作。答案：繼電器實際動作電流約為70.59A，會動作。2.某線路AB長60km，裝設距離保護。要求保護1（安裝在線路A端）在AB線路末端發(fā)生金屬性短路時具有1.5倍的靈敏度。已知正常運行時A、B兩點之間的電壓降為0.6Ω，系統(tǒng)相電壓為Uφ。求距離保護1的整定阻抗范圍（設繼電器特性曲線在0.9倍整定阻抗時動作）。解析思路：先計算AB線路末端短路時的實際阻抗，再根據(jù)靈敏度和繼電器特性確定整定阻抗范圍。計算過程：*AB線路末端金屬性短路時，短路點至A端的阻抗即為線路本身的阻抗。正常運行時電壓降為0.6Ω，假設為線路單位長度的阻抗，則60km線路阻抗為0.6Ω/km*60km=36Ω。*短路時具有1.5倍靈敏度，則最小靈敏系數(shù)對應的阻抗為36Ω/1.5=24Ω。*繼電器在0.9倍整定阻抗時動作，即動作阻抗為Zop=Zset/0.9。*為保證在AB末端短路時靈敏度滿足要求，整定阻抗Zset必須大于或等于24Ω。*同時，為了在正常運行和輕微故障時不誤動，整定阻抗Zset必須大于線路阻抗，即Zset>36Ω。*因此，綜合要求，整定阻抗范圍應為Zset≥36Ω。答案：距離保護1的整定阻抗范圍應大于或等于36Ω。五、案例分析題1.某雙電源線路AB，A端供電電源為系統(tǒng)A，B端供電電源為系統(tǒng)B。在線路AB上裝設了帶有方向性的電流保護（A端保護動作條件為：電流大于定值且方向指向B端）。正常運行時，系統(tǒng)A對系統(tǒng)B有功功率輸送。當線路AB靠近B端發(fā)生相間短路故障時，故障電流由系統(tǒng)A流向系統(tǒng)B。請分析：*根據(jù)故障情況，A端保護是否會動作？*簡述在這種情況下，