2025年高壓電工繼電保護(hù)原理試題：高壓電工考試難點(diǎn)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的作用及其必須滿足的四個(gè)基本要求，并說明它們之間可能存在的矛盾。二、解釋什么是保護(hù)裝置的“整定范圍”。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)（例如，線路末端并聯(lián)一條線路），該保護(hù)裝置的整定范圍會(huì)如何變化？為什么？三、試述瞬時(shí)電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)各適用于什么線路？簡(jiǎn)述其基本原理和主要缺點(diǎn)。四、某線路采用GL型電流繼電器構(gòu)成反時(shí)限過電流保護(hù)。已知繼電器定值為120A，返回系數(shù)為0.85，最小靈敏系數(shù)要求為1.5。請(qǐng)簡(jiǎn)述如何通過調(diào)節(jié)繼電器內(nèi)部整定裝置（如改變時(shí)限旋鈕和電流整定插孔）來實(shí)現(xiàn)對(duì)其動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限的整定？若線路正常運(yùn)行電流為50A，該繼電器能否可靠返回？五、在星形接線方式的電流保護(hù)中，為什么通常要采用三個(gè)電流互感器，而不是一個(gè)？如果其中一個(gè)電流互感器發(fā)生匝間短路，可能會(huì)導(dǎo)致哪些保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)？六、簡(jiǎn)述距離保護(hù)（如阻抗繼電器）的基本原理。它主要適用于哪些類型的線路？為什么？七、解釋什么是電力系統(tǒng)中的“保護(hù)配合”？在相鄰線路或設(shè)備保護(hù)之間，常見的配合方式有哪些？請(qǐng)舉例說明限時(shí)電流速斷保護(hù)與下一條線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)如何實(shí)現(xiàn)選擇性配合？八、當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，為什么會(huì)產(chǎn)生零序電流和零序電壓？零序電流保護(hù)通常如何構(gòu)成？它主要保護(hù)線路的哪一部分？九、在繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)工作中，進(jìn)行校驗(yàn)工作時(shí)，為什么必須使用試驗(yàn)小開關(guān)（壓板）？擅自短接保護(hù)裝置的出口繼電器線圈可能造成什么嚴(yán)重后果？十、某變電站線路保護(hù)動(dòng)作，跳閘了本線路斷路器，同時(shí)發(fā)出“區(qū)外故障”信號(hào)。簡(jiǎn)述可能的原因有哪些？值班人員應(yīng)如何利用保護(hù)動(dòng)作信號(hào)和系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行初步判斷？十一、根據(jù)《電力安全工作規(guī)程》的相關(guān)要求，簡(jiǎn)述運(yùn)行人員對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期檢驗(yàn)的主要目的和一般性檢查內(nèi)容。十二、在處理繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)故障時(shí)，應(yīng)遵循怎樣的原則和步驟？為什么說在未查明原因并消除隱患之前，不得隨意將退出故障的保護(hù)裝置重新投入運(yùn)行？試卷答案一、作用：繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中專門用于發(fā)現(xiàn)故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并自動(dòng)發(fā)出信號(hào)或直接作用于斷路器分閘，將故障部分切除，從而保證無故障部分繼續(xù)運(yùn)行，并盡可能減少故障損失的一種自動(dòng)化裝置。四個(gè)基本要求：1.可靠性：指保護(hù)裝置在應(yīng)該動(dòng)作時(shí)不誤動(dòng)，不應(yīng)該動(dòng)作時(shí)可靠不誤動(dòng)。2.選擇性：指保護(hù)裝置應(yīng)只將故障設(shè)備或線路切除，保證系統(tǒng)中非故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行。通常指故障時(shí)，離故障點(diǎn)最近的保護(hù)優(yōu)先、正確地動(dòng)作。3.靈敏性：指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)具有足夠的反應(yīng)能力，即能靈敏地檢測(cè)到故障信號(hào)并動(dòng)作。4.速動(dòng)性：指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地動(dòng)作，切除故障。因?yàn)楣收蠒r(shí)間越長(zhǎng)，造成的損失越大，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響也越嚴(yán)重。矛盾關(guān)系：這四個(gè)基本要求之間往往存在矛盾。例如，為了提高選擇性，可能需要限制保護(hù)范圍或增加動(dòng)作時(shí)限（犧牲速動(dòng)性）；為了提高靈敏性，可能需要降低動(dòng)作整定值，但這又可能使鄰近線路或下一級(jí)設(shè)備的保護(hù)誤動(dòng)（犧牲選擇性）；為了速動(dòng)性，可能簡(jiǎn)化接線或采用瞬時(shí)動(dòng)作，但這可能降低選擇性或靈敏性。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)系統(tǒng)的重要性、故障后果等因素，對(duì)這四個(gè)要求進(jìn)行權(quán)衡，確定優(yōu)先次序，并在滿足主要要求的前提下，盡量兼顧其他要求。二、保護(hù)裝置的整定范圍是指保護(hù)裝置根據(jù)其整定值，能夠可靠動(dòng)作的保護(hù)區(qū)域或范圍。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)（例如，線路末端并聯(lián)一條線路），系統(tǒng)的總阻抗通常會(huì)發(fā)生變化（線路總阻抗減?。?，這會(huì)導(dǎo)致：1.系統(tǒng)故障時(shí)的短路電流可能增大。2.故障點(diǎn)的電壓可能升高。3.原本在保護(hù)范圍外的一些點(diǎn)，由于電壓升高或阻抗變化，可能低于新的保護(hù)整定值（如限時(shí)電流速斷的整定值）。因此，線路末端并聯(lián)一條線路后，對(duì)于本線路上的某些保護(hù)（特別是限時(shí)電流速斷或過電流保護(hù)），其整定范圍可能會(huì)“擴(kuò)大”，甚至可能保護(hù)到并聯(lián)線路的一部分或整個(gè)并聯(lián)后的線路段，從而可能導(dǎo)致選擇性降低，出現(xiàn)越級(jí)跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。反之，如果線路串聯(lián)了阻抗（如并聯(lián)回路被切除），整定范圍可能會(huì)縮小。三、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)適用于電源端或靠近電源端的短線路上。原理：當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，故障電流迅速達(dá)到一個(gè)很大的值，該值遠(yuǎn)大于線路正常最大負(fù)荷電流。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)通過整定一個(gè)較低的瞬時(shí)動(dòng)作電流，當(dāng)流過保護(hù)裝置的電流超過此整定值時(shí)，保護(hù)立即動(dòng)作，使斷路器分閘。缺點(diǎn)：1.保護(hù)范圍固定，且受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響較大。系統(tǒng)運(yùn)行方式改變（如電源電壓變化、系統(tǒng)阻抗變化）會(huì)導(dǎo)致故障電流變化，可能使保護(hù)范圍縮小甚至消失。2.動(dòng)作電流必須躲過線路正常最大負(fù)荷電流和可能的暫時(shí)過負(fù)荷電流，因此其保護(hù)范圍通常較短。限時(shí)電流速斷保護(hù)適用于線路的中段或遠(yuǎn)離電源端。原理：當(dāng)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)因范圍短或靈敏度不足時(shí)，采用限時(shí)電流速斷保護(hù)。它也測(cè)量電流，但其動(dòng)作電流整定得比瞬時(shí)電流速斷略低，并且設(shè)置了一個(gè)小的動(dòng)作時(shí)限（如0.5秒或1秒）。它主要反應(yīng)本線路及下級(jí)線路的近端故障，并能躲過本線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作范圍。缺點(diǎn)：1.靈敏度通常不如過電流保護(hù)。2.在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)比下級(jí)線路的保護(hù)（如果存在且整定配合不當(dāng)）動(dòng)作得慢。四、實(shí)現(xiàn)整定：1.動(dòng)作電流整定：通過改變GL型繼電器內(nèi)部電流整定插孔的位置，可以改變繼電器線圈中所需的最小動(dòng)作安匝數(shù)。根據(jù)公式Iop≥Ireturn×Kset×(1/Kr)，其中Iop是動(dòng)作電流，Ireturn是繼電器實(shí)際返回電流（等于整定電流Iset×返回系數(shù)Kr），Kset是整定插孔對(duì)應(yīng)的整定系數(shù)，Kr是返回系數(shù)（通常為0.85）。通過選擇合適的插孔和調(diào)節(jié)旋鈕，設(shè)定一個(gè)目標(biāo)動(dòng)作電流值。2.動(dòng)作時(shí)限整定：通過旋轉(zhuǎn)GL型繼電器外殼上的時(shí)限旋鈕，可以改變內(nèi)部時(shí)限元件（如鐘擺或延時(shí)機(jī)構(gòu)）的延時(shí)時(shí)間。通常，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)延時(shí)長(zhǎng)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)延時(shí)時(shí)短。具體步驟：先根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算確定所需動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限，然后找到繼電器面板上對(duì)應(yīng)的整定插孔和旋鈕，進(jìn)行調(diào)節(jié)，使繼電器在通入1.25倍整定電流時(shí)動(dòng)作時(shí)間符合要求時(shí)限，在通入返回電流時(shí)可靠返回。可靠返回判斷：線路正常運(yùn)行電流為50A。繼電器整定電流為120A，返回系數(shù)為0.85。繼電器實(shí)際返回電流Ireturn=120A×0.85=102A。因?yàn)?0A<102A，所以當(dāng)流過繼電器的電流降至50A時(shí)，該繼電器能夠可靠返回，不會(huì)誤動(dòng)。五、采用三個(gè)電流互感器是為了構(gòu)成三相式電流保護(hù)（如三相過電流保護(hù)），以反應(yīng)線路中的相間故障。相間故障時(shí)，流過三相的故障電流通常數(shù)值相近且存在相間聯(lián)系，使用三個(gè)獨(dú)立的電流互感器可以分別測(cè)量三相電流，判斷故障是否發(fā)生以及在哪一相（或哪些相）發(fā)生，從而提高測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性。如果其中一個(gè)電流互感器發(fā)生匝間短路，其二次繞組會(huì)因內(nèi)部短路而可能出現(xiàn)異常電壓或電流，導(dǎo)致：1.保護(hù)裝置誤動(dòng)：流過保護(hù)裝置的二次電流可能因CT二次側(cè)環(huán)流變化或故障電流分流而異常增大或畸變，可能使原本不應(yīng)動(dòng)作的保護(hù)裝置（如過電流保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)等）誤動(dòng)作。2.保護(hù)裝置拒動(dòng)：如果故障電流主要通過發(fā)生短路的CT流過，而其他CT的二次電流很小或沒有，可能導(dǎo)致保護(hù)裝置根據(jù)電流判據(jù)（如三相對(duì)比或差流）不滿足啟動(dòng)條件而拒動(dòng)。3.引起繼電器損壞：異常的二次電流或電壓可能超過保護(hù)繼電器的承受能力，導(dǎo)致繼電器燒毀。六、距離保護(hù)的基本原理是測(cè)量故障點(diǎn)至保護(hù)安裝點(diǎn)的距離（線路阻抗），并將測(cè)量值與預(yù)先整定的定值進(jìn)行比較。當(dāng)測(cè)量阻抗小于整定阻抗時(shí)，說明故障點(diǎn)在保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作；反之，則不動(dòng)作。通常利用電壓和電流的比值（阻抗=電壓/電流）來構(gòu)成距離測(cè)量元件。距離保護(hù)主要適用于輸電線路，特別是中長(zhǎng)距離線路。原因：1.能反應(yīng)故障距離：動(dòng)作時(shí)限與故障點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)的距離大致成正比，距離越長(zhǎng)，時(shí)限越長(zhǎng)，符合“近快遠(yuǎn)慢”的原則。2.具有方向性：利用線路阻抗繼電器特性，可以判斷故障方向，防止區(qū)外故障時(shí)誤動(dòng)。3.自動(dòng)重合閘配合好：距離保護(hù)動(dòng)作后，若為瞬時(shí)性故障，配合自動(dòng)重合閘可以實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)供電。七、保護(hù)配合是指電力系統(tǒng)中不同保護(hù)裝置之間，為了確保故障時(shí)能正確、可靠地動(dòng)作，消除或減少誤動(dòng)和拒動(dòng)，而必須遵循的相互協(xié)調(diào)、相互約束的關(guān)系。常見的配合方式舉例：1.相鄰線路保護(hù)選擇性配合（限時(shí)電流速斷與下一條線路瞬時(shí)電流速斷）：前一級(jí)保護(hù)（如本線路的限時(shí)電流速斷）的動(dòng)作時(shí)限必須比后一級(jí)保護(hù)（如下一條線路的瞬時(shí)電流速斷）的動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)一個(gè)時(shí)限級(jí)差（通常為0.5秒）。這樣，當(dāng)后一級(jí)線路發(fā)生故障時(shí)，后一級(jí)的瞬時(shí)保護(hù)會(huì)先于前一級(jí)的限時(shí)保護(hù)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)選擇性切除。當(dāng)本線路末端發(fā)生故障時(shí)，本線路的限時(shí)電流速斷保護(hù)（由于整定值考慮了下一線路的影響，范圍可能縮?。┗蚱渖霞?jí)保護(hù)動(dòng)作，同樣實(shí)現(xiàn)選擇性。2.相鄰元件保護(hù)選擇性配合（如母聯(lián)斷路器與線路保護(hù)）：母聯(lián)斷路器兩側(cè)的電流保護(hù)，其動(dòng)作電流應(yīng)相互配合，確保只有故障線路的保護(hù)動(dòng)作后，其對(duì)應(yīng)的斷路器跳閘，再通過母聯(lián)斷路器將故障線路隔離，保證非故障線路的供電。八、單相接地故障時(shí)：原因：在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障相的電位變?yōu)榻咏仉娢唬垂收舷嗟碾娢粫?huì)升高（線電壓變?yōu)橄嚯妷?，但相位不變），?dǎo)致故障相出現(xiàn)故障電流（電容電流），未故障相出現(xiàn)零序電壓。零序電流保護(hù)構(gòu)成：利用零序電流互感器（在接地線上）測(cè)量零序電流，或者利用三相電流互感器二次側(cè)的不平衡電流（零序電流分量）構(gòu)成保護(hù)。當(dāng)零序電流超過整定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。主要保護(hù)范圍：零序電流保護(hù)主要用于反應(yīng)單相接地故障，其保護(hù)范圍通常覆蓋本線路全長(zhǎng)以及與該線路相連接的變壓器中性點(diǎn)接地系統(tǒng)（如果采用中性點(diǎn)接地方式）。對(duì)于中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)，保護(hù)范圍受系統(tǒng)電容電流大小和繼電器靈敏度的限制。九、使用試驗(yàn)小開關(guān)（壓板）的原因：1.隔離回路：在對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行測(cè)試（如校驗(yàn)、調(diào)試）時(shí)，試驗(yàn)小開關(guān)可以將其出口回路與斷路器跳閘回路或其他重要回路可靠隔離，防止在測(cè)試過程中誤碰測(cè)試端子而導(dǎo)致斷路器跳閘或造成其他人身、設(shè)備傷害。2.安全措施：提供一個(gè)明顯、獨(dú)立的操作手段，確保只有授權(quán)人員在確認(rèn)安全后才能接通或斷開測(cè)試回路。3.防止誤操作：避免在測(cè)試時(shí)因誤操作或其他原因?qū)е卤Ｗo(hù)裝置意外投入運(yùn)行或退出運(yùn)行。擅自短接保護(hù)裝置的出口繼電器線圈可能造成的嚴(yán)重后果：1.保護(hù)拒動(dòng)：如果短接點(diǎn)在出口繼電器觸點(diǎn)或中間繼電器之前，可能導(dǎo)致保護(hù)裝置在應(yīng)動(dòng)作時(shí)因回路被短接而無法輸出跳閘脈沖，造成故障時(shí)保護(hù)拒動(dòng)，系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重事故。2.保護(hù)誤動(dòng)：如果短接發(fā)生在出口繼電器觸點(diǎn)之后或中間繼電器線圈上，可能導(dǎo)致保護(hù)裝置在不應(yīng)動(dòng)作時(shí)因人為短接而意外輸出跳閘脈沖，造成非故障時(shí)斷路器跳閘，導(dǎo)致大面積停電或設(shè)備損壞。3.設(shè)備損壞：大電流通過短接點(diǎn)可能造成短路、發(fā)熱，燒毀導(dǎo)線、繼電器觸點(diǎn)或出口中間繼電器。十、可能原因：1.本線路故障：本線路發(fā)生了相間短路或單相接地故障，保護(hù)正確動(dòng)作跳閘。2.區(qū)外故障：相鄰線路或本線路的其他區(qū)段發(fā)生了故障，導(dǎo)致故障電流或故障引起的電壓變化影響了本線路的保護(hù)，使其錯(cuò)誤地判斷為區(qū)外故障并發(fā)出信號(hào)（如電壓閉鎖元件動(dòng)作），或者保護(hù)裝置本身出現(xiàn)故障誤發(fā)信號(hào)。3.保護(hù)裝置本身故障：本線路的保護(hù)裝置（或其與信號(hào)系統(tǒng)連接的部分）發(fā)生故障，導(dǎo)致誤發(fā)“區(qū)外故障”信號(hào)或跳閘信號(hào)。4.系統(tǒng)異常：如系統(tǒng)發(fā)生振蕩、諧振等異常工況，可能導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)或發(fā)出不正確信號(hào)。值班人員初步判斷步驟：1.查看故障錄波圖：分析故障時(shí)電流、電壓隨時(shí)間的變化曲線，判斷故障類型、相別、故障點(diǎn)大致位置、故障持續(xù)時(shí)間等。2.檢查其他線路保護(hù)動(dòng)作情況：查看系統(tǒng)圖，了解與故障線路相鄰的線路是否有保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，判斷是否為系統(tǒng)性故障或影響范圍。3.檢查系統(tǒng)運(yùn)行方式：確認(rèn)故障前后系統(tǒng)運(yùn)行方式（如線路投切、變壓器分接頭位置等）有無重大變化，分析其對(duì)故障影響。4.檢查本線路及相鄰線路設(shè)備狀態(tài)：檢查斷路器位置、隔離開關(guān)位置、指示燈、表計(jì)變化等，初步判斷故障設(shè)備。5.核對(duì)信號(hào)系統(tǒng)：確認(rèn)“區(qū)外故障”信號(hào)的來源和準(zhǔn)確性。十一、主要目的：定期檢驗(yàn)是為了驗(yàn)證繼電保護(hù)裝置是否按設(shè)計(jì)要求正確投入運(yùn)行，檢查其功能是否完好，性能是否滿足要求，確保在發(fā)生故障時(shí)能夠可靠、正確地動(dòng)作，防止因裝置缺陷或參數(shù)變化導(dǎo)致誤動(dòng)或拒動(dòng)，從而保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。一般性檢查內(nèi)容：1.外觀檢查：檢查裝置本體有無損壞、變形、受潮，接線端子是否緊固，指示燈、信號(hào)燈是否正常。2.定值核對(duì)：核對(duì)保護(hù)裝置顯示屏或面板上顯示的定值與運(yùn)行定值單是否一致。3.壓板檢查：檢查各功能壓板（如測(cè)試壓板、投退壓板、不同期壓板等）是否在正確位置。4.信號(hào)檢查：檢查試驗(yàn)小開關(guān)是否在斷開位置，檢查各種信號(hào)（故障信號(hào)、告警信號(hào)、通信信號(hào)等）是否正常。5.操作試驗(yàn)：進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)（模擬跳閘、模擬信號(hào)），檢查出口繼電器、信號(hào)繼電器能否正確動(dòng)作，觸點(diǎn)是否良好。6.表計(jì)檢查：檢查電壓、電流表計(jì)指示是否正常。十二、處理原則和步驟：原則：快速、準(zhǔn)確、安全、謹(jǐn)慎。首要任務(wù)是消除故障或隔離故障點(diǎn)，恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行，并防止事故擴(kuò)大。步驟：1.保持鎮(zhèn)定，迅速判斷：接到保護(hù)動(dòng)作信息后，保持冷靜，根據(jù)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、故障錄波（如有）、系統(tǒng)運(yùn)行方式、設(shè)備狀態(tài)等信息，初步判斷故障性質(zhì)、范圍和可能原因。2.檢查現(xiàn)場(chǎng)