2025年高壓電工技師考試：高壓繼電保護原理應用實例與試題分析考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述電流保護、電壓保護、方向保護和差動保護在基本原理、適用范圍及主要構成元件方面的主要區(qū)別。二、解釋繼電保護“選擇性”的含義。在電力系統(tǒng)中，實現(xiàn)保護選擇性的基本原則是什么？請結(jié)合具體例子說明。三、已知某線路AB段，正序阻抗Z?=0.4Ω/km，負序阻抗Z?=0.38Ω/km，零序阻抗Z?=1.0Ω/km。線路AB長60km。試計算：1.當線路末端B點發(fā)生金屬性三相短路時，短路點A點的計算阻抗（用序網(wǎng)圖法說明）。2.若在該線路上裝設限時電流速斷保護，以線路末端短路時保護安裝處具有1.5倍的靈敏系數(shù)為整定依據(jù)，已知系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護安裝處的短路電流（遠端）約為3.0kA，試計算該電流速斷保護的瞬時動作電流整定值（不考慮返回系數(shù)）。四、簡述GL型電流保護（或其派生型號，如DL-10型）的基本組成元件及其在邏輯回路中的作用。描述其實現(xiàn)電流速斷和定時限過電流保護的基本原理。五、在雙電源線路的AB段上，裝設了BCH-2型差動保護。試述該保護的基本原理。簡述差動保護可能出現(xiàn)的“區(qū)外故障誤動”和“區(qū)內(nèi)故障拒動”的情況，并分別提出防止或減少這兩種誤動的常見措施。六、某110kV母線，采用Lb系列或微機母線差動保護。簡述該母線差動保護的基本工作原理。若母線差動保護發(fā)出“母聯(lián)斷路器在合位，差動動作”的信號，試分析可能的原因有哪些？請按由簡到繁或由內(nèi)到外的順序，列出排查故障的思路和步驟。七、比較微機保護與電磁型繼電保護在原理結(jié)構、功能特點、整定計算、運行維護等方面的主要區(qū)別。八、某高壓線路保護裝置發(fā)出“TV斷線”告警信號。請分析可能的原因有哪些？處理該信號時應注意哪些事項？在確認TV斷線后，應如何處理線路的保護定值和投退狀態(tài)？九、線路L1和L2分別從不同電源引出，在T站匯合后繼續(xù)運行。T站對L1和L2的引出線均裝設了過電流保護。請分析在L2線路上發(fā)生短路故障時，T站L1線路過電流保護可能出現(xiàn)的現(xiàn)象（是否會動作？），并說明理由。根據(jù)分析結(jié)果，簡述上下級保護在時限配合上應遵循的原則。試卷答案一、電流保護：利用故障時電流顯著增大的原理構成，通常由電流繼電器、時間繼電器、信號繼電器和中間繼電器等構成。適用于反應相間短路，如相間短路保護。主要構成元件是電流繼電器。電壓保護：利用故障時電壓顯著降低（或升高）的原理構成，通常由電壓繼電器、時間繼電器、信號繼電器等構成。適用于反應接地短路或作為其他保護的后備，如低電壓保護。主要構成元件是電壓繼電器。方向保護：除了反應電流或電壓變化外，還需判斷故障方向的繼電保護，通常由測量元件（電流或電壓元件）和方向元件（如功率方向繼電器）構成。適用于雙電源網(wǎng)絡或非對稱短路，以防止區(qū)外故障誤動。主要構成元件是功率方向繼電器。差動保護：基于比較被保護元件兩端電流大小的原理構成，通常由電流互感器、差動繼電器等構成。適用于保護發(fā)電機、變壓器、線路等對稱或近似對稱元件。主要構成元件是差動繼電器。二、繼電保護“選擇性”是指當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，只有靠近故障點的保護裝置動作，將故障元件或線路切除，而系統(tǒng)中的其他非故障元件或線路保持正常運行。實現(xiàn)保護選擇性的基本原則是“遠后近前，先近后遠”或“由近及遠”。具體來說，就是在線路或設備發(fā)生故障時，安裝在其上游（靠近電源側(cè)）的保護應優(yōu)先、快速地動作，切除故障；下游（靠近負荷側(cè)）的保護則應具有更高的靈敏度和更長的動作時限，以保證上游保護拒動時能夠可靠動作，同時不誤動。例如，在圖A-B-C的線路中，若B點故障，則B點的保護應先于A點的保護動作；若C點故障，則C點的保護應先于B點和A點的保護動作。三、1.計算短路點A點的計算阻抗：根據(jù)序網(wǎng)圖法，短路點A點的正序阻抗Zk(A)_?=Z?*L=0.4Ω/km*60km=24Ω。由于是三相短路，負序阻抗與正序阻抗相同，即Zk(A)_?=24Ω。零序阻抗Zk(A)_?=Z?*L=1.0Ω/km*60km=60Ω。對于三相短路，不考慮零序回路，僅計算正序阻抗。因此，短路點A點的計算阻抗Zk(A)≈24Ω。（注：若考慮零序回路影響，則需計算序網(wǎng)等值阻抗，此處簡化處理。）2.計算限時電流速斷保護的瞬時動作電流整定值：靈敏系數(shù)Ksen=I故障實際/I動作整定≥1.5。I故障實際=3.0kA。I動作整定≥Ksen*I故障實際=1.5*3.0kA=4.5kA。取I動作整定=4.5kA（或根據(jù)實際情況取稍大于4.5kA的整數(shù)值，并考慮返回系數(shù)影響，此處按題意不考慮）。四、GL型電流保護（以DL-10型為例）的基本組成元件及其作用：1.電流繼電器（KA）：測量元件，用于反映故障時電流是否達到動作值。其動作狀態(tài)（動合或動斷）決定了保護是瞬時動作還是延時動作。2.時間繼電器（KT）：延時元件，用于在電流繼電器動作后，提供一定的延時，使保護具有選擇性。延時時間由整定旋鈕設定。3.中間繼電器（KM）：輔助元件，用于增強觸點容量，或用于啟動斷路器跳閘回路。4.信號繼電器（KS）：用于在保護動作后發(fā)出信號，表示保護已經(jīng)動作?；驹恚?電流速斷部分：當故障電流流過電流繼電器線圈時，若電流大于動作電流整定值，電流繼電器動作，其動合觸點閉合，直接或通過中間繼電器啟動時間繼電器或中間繼電器，使保護瞬時或經(jīng)延時作用于跳閘。*定時限過電流部分：當故障電流大于過電流繼電器的動作電流整定值，且電流持續(xù)時間達到或超過整定時限時，電流繼電器（或通過整流濾波等環(huán)節(jié)）動作，其動合觸點閉合，啟動時間繼電器。時間繼電器延時動作后，其動合觸點閉合，通過中間繼電器作用于跳閘。五、BCH-2型差動保護的基本原理：該類型保護通常采用帶制動特性的差動繼電器。其基本原理是比較被保護元件（如變壓器、線路）兩側(cè)電流的大小和相位。正常運行或區(qū)外故障時，兩側(cè)電流基本相等（考慮互感器誤差和制動電流），制動元件產(chǎn)生的制動力使差動繼電器不動作。當區(qū)內(nèi)故障發(fā)生時，故障電流流過差動回路，差動電流大于制動電流，且制動作用不足以阻止差動繼電器動作，從而使差動繼電器動作，發(fā)出跳閘信號。防止或減少“區(qū)外故障誤動”的措施：*采用具有制動特性的差動繼電器，正常運行和區(qū)外故障時產(chǎn)生足夠的制動力，防止誤動。*合理選擇差動繼電器的制動系數(shù)，確保區(qū)外故障時的制動效果。*進行精確的整定計算，確保區(qū)外故障時差動電流小于動作電流。防止或減少“區(qū)內(nèi)故障拒動”的措施：*保證電流互感器（CT）的精度和變比準確，減少CT飽和和誤差。*采用高靈敏度的差動繼電器。*在差動回路中加裝斷線閉鎖裝置，防止CT斷線導致誤動或拒動。*對于可能發(fā)生CT飽和的元件（如靠近大電源側(cè)的變壓器），可考慮采用二次諧波制動或其他鑒別方法。六、Lb系列或微機母線差動保護的基本工作原理：通?；陔娏髌胶庠怼Ｕ＿\行和區(qū)外故障時，流進母線的電流總和等于流出母線的電流總和，母聯(lián)斷路器閉合時，流經(jīng)差動繼電器的差動電流（或差動電流的二次諧波等）接近于零或小于動作閾值。當母線發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，電流平衡被破壞，差動回路中出現(xiàn)故障電流，其幅值達到或超過差動繼電器的動作定值，差動繼電器動作，發(fā)出跳閘信號。排查“母聯(lián)斷路器在合位，差動動作”信號的思路和步驟：1.檢查差動保護動作信號：確認是哪個差動保護單元動作，檢查相應的差動電流、制動電流、動作時間等數(shù)據(jù)。2.檢查母聯(lián)斷路器狀態(tài)：確認母聯(lián)斷路器確實在合位（通過監(jiān)控后臺、操作箱指示燈、測控裝置輸出等）。3.檢查CT二次回路：檢查流過差動繼電器的各側(cè)CT二次電纜是否完好，有無斷線、短路、接觸不良等情況。測量各側(cè)CT二次電壓和電流是否正常。4.檢查差動繼電器本身：檢查差動繼電器有無明顯的物理損壞或異常指示。切換到試驗端子，進行簡單的通斷測試（如果設計允許）。5.檢查相關保護定值：確認差動保護定值（動作電流、制動系數(shù)、動作時間等）設置是否正確，與運行方式是否匹配。6.檢查母聯(lián)開關位置：確認母聯(lián)開關的位置反饋信號是否正確，是否存在“位置不對應”的情況（雖然母聯(lián)合閘時通常不會出現(xiàn)，但需排查）。7.分析故障錄波：如果有故障錄波，分析錄波圖，觀察差動電流、制動電流的變化過程，判斷是區(qū)內(nèi)故障還是CT飽和等引起的差動動作。8.考慮外部因素：如附近是否存在其他故障（如接地故障導致電壓變化引起差動誤動）。七、微機保護與電磁型繼電保護的比較：*原理結(jié)構：*電磁型：基于電磁感應原理，利用電流或電壓產(chǎn)生的磁場驅(qū)動機械可動部分（如繼電器線圈、鐵芯、動合/動斷觸點）動作。*微機保護：基于數(shù)字計算機技術，利用CPU對輸入的電流、電壓信號進行采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）、數(shù)據(jù)處理（算法運算）、邏輯判斷，最終通過輸出接口驅(qū)動繼電器或直接控制斷路器跳閘。*功能特點：*電磁型：功能相對單一，通常只能實現(xiàn)幾種基本保護功能，定值修改不便，體積大，功耗高。*微機保護：功能強大，可實現(xiàn)多種保護功能（如多段電流保護、距離保護、差動保護、故障錄波、事件記錄、通信聯(lián)網(wǎng)等），定值方便修改和整定，具有自檢功能，體積小，功耗低，可靠性高，易于實現(xiàn)智能化管理。*整定計算：*電磁型：整定計算相對簡單，主要依據(jù)線路參數(shù)、系統(tǒng)阻抗等計算動作電流、靈敏系數(shù)、時限等。*微機保護：整定計算原理相同，但可以利用計算機進行更復雜的計算和校驗，并可方便地根據(jù)不同運行方式自動調(diào)整定值。*運行維護：*電磁型：維護工作量大，需要定期校驗繼電器動作特性、觸點狀態(tài)、CT變比等，易受環(huán)境溫濕度影響。*微機保護：維護工作量小，具有自檢功能，可在線監(jiān)測設備狀態(tài)，故障診斷能力強，可通過通信接口遠方監(jiān)控和維護。八、可能的原因：1.TV二次側(cè)熔斷器熔斷。2.TV二次側(cè)電纜斷線或接觸不良。3.TV二次側(cè)隔離開關輔助觸點接觸不良或未斷開。4.保護裝置TV回路插件或板卡故障。5.保護裝置輸入回路或其他相關回路故障（較少見，可能引起誤報）。處理該信號時應注意的事項：1.立即確認母線電壓是否正常，檢查其他電壓互感器二次電壓是否正常。2.優(yōu)先檢查TV二次側(cè)熔斷器和電纜，確認是否為外部原因。3.注意人身安全，操作時需按規(guī)定執(zhí)行，確保斷開故障TV的二次側(cè)連接。4.處理過程中，注意觀察是否有其他相關保護或裝置動作。在確認TV斷線后，應如何處理線路的保護定值和投退狀態(tài)：1.對于需要TV電壓量參與判斷的保護：如低電壓保護、距離保護（部分接線方式）、方向保護（某些情況下）等，應將對應的保護裝置退出運行，防