2025年高壓電工考試：高壓繼電保護(hù)原理試題解析與訓(xùn)練考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)）1.繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)是（）。A.監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)B.發(fā)出操作指令調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行C.在規(guī)定時(shí)間內(nèi)切除故障線路D.保護(hù)發(fā)電機(jī)免受過(guò)載2.在電力系統(tǒng)中，限時(shí)電流速斷保護(hù)通常作為（）的后備保護(hù)。A.瞬時(shí)電流速斷保護(hù)B.零序電流保護(hù)C.過(guò)電流保護(hù)D.距離保護(hù)3.GL型電流繼電器具有（）特性。A.平方B.線性C.反平方D.等腰三角形4.當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，故障點(diǎn)處流過(guò)的電流稱為（）。A.線路電流B.躲過(guò)電流C.零序電流D.互感器二次電流5.電流保護(hù)的整定計(jì)算中，為了保證選擇性，下一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限必須（）上一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。A.大于B.小于C.等于D.無(wú)關(guān)6.方向保護(hù)是為了區(qū)分故障是發(fā)生在本線路還是相鄰線路，它引入了（）元件。A.時(shí)間B.電流C.電壓D.方向7.繼電保護(hù)裝置的返回系數(shù)是指（）之比。A.動(dòng)作電流與返回電流B.返回電流與動(dòng)作電流C.靈敏度系數(shù)與動(dòng)作電流D.阻抗繼電器的整定阻抗與測(cè)量阻抗8.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(huì)（）。A.等于零B.略有升高C.升高至線電壓D.保持不變9.對(duì)于距離保護(hù)，當(dāng)線路末端發(fā)生金屬性短路時(shí)，距離繼電器安裝處的測(cè)量阻抗等于（）。A.零B.線路末端阻抗C.線路本身阻抗D.保護(hù)整定阻抗10.繼電保護(hù)裝置在區(qū)外故障時(shí)，應(yīng)（）。A.正確動(dòng)作B.拒動(dòng)C.誤動(dòng)D.延時(shí)動(dòng)作二、判斷題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)“√”填入括號(hào)內(nèi)，錯(cuò)誤選項(xiàng)“×”填入括號(hào)內(nèi)）1.繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作電流必須大于正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流。（）2.電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍取決于系統(tǒng)運(yùn)行方式和短路類型。（）3.GL型電流繼電器可以整定為瞬時(shí)動(dòng)作或帶時(shí)限動(dòng)作。（）4.零序電流保護(hù)是反應(yīng)接地故障的主要保護(hù)方式。（）5.繼電保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)是指最小故障電流與保護(hù)動(dòng)作電流之比。（）6.距離保護(hù)的整定值主要取決于被保護(hù)線路的長(zhǎng)度。（）7.繼電保護(hù)裝置的接線方式主要有三相V型接線和三相星形接線兩種。（）8.繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)主要是指定期校驗(yàn)和清潔設(shè)備。（）9.繼電保護(hù)裝置動(dòng)作后，應(yīng)立即對(duì)故障進(jìn)行查找和排除。（）10.微機(jī)保護(hù)裝置具有可靠性高、功能完善等優(yōu)點(diǎn)，正在逐步取代傳統(tǒng)繼電器保護(hù)。（）三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電流保護(hù)的基本原理及其主要缺點(diǎn)。2.解釋什么是繼電保護(hù)的“選擇性”？保證選擇性的主要措施有哪些？3.什么是繼電保護(hù)的靈敏系數(shù)？對(duì)其有何要求？在什么情況下需要校驗(yàn)？4.簡(jiǎn)述方向保護(hù)的作用及其適用范圍。5.在中性點(diǎn)接地的電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流如何分布？四、計(jì)算題1.有一條輸電線路，線路阻抗為Z線路=0.4+j0.3Ω/公里，采用限時(shí)電流速斷保護(hù)。已知相鄰下一級(jí)線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流為1200A，時(shí)限為0.1秒。要求本線路限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定動(dòng)作電流為下一級(jí)保護(hù)的1.2倍，動(dòng)作時(shí)限比下一級(jí)保護(hù)大0.5秒。試計(jì)算本線路限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限。（假設(shè)故障發(fā)生在本線路末端）2.某線路末端發(fā)生金屬性短路，測(cè)量阻抗為0.8+j0.6Ω。已知該線路距離保護(hù)第二段的整定阻抗為1.0+j0.8Ω，動(dòng)作時(shí)限為0.7秒。試計(jì)算該距離保護(hù)第二段在此故障點(diǎn)是否能夠正確動(dòng)作？并說(shuō)明理由。五、案例分析題1.某變電站10kV線路A，裝設(shè)了GL型過(guò)電流保護(hù)。正常運(yùn)行時(shí)，電流表指示為30A。某日線路A發(fā)生故障，保護(hù)正確動(dòng)作，斷路器跳閘。事后檢查發(fā)現(xiàn)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為1.5秒，動(dòng)作電流整定值為150A。已知系統(tǒng)故障時(shí)，線路A始端測(cè)量阻抗為0.6+j0.4Ω，線路本身阻抗為0.3+j0.2Ω。試分析：(1)本次故障是哪種類型的短路故障（假設(shè)為相間短路）？(2)線路A始端故障時(shí)，過(guò)電流保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗是多少？(3)該過(guò)電流保護(hù)的靈敏系數(shù)（以最小短路電流計(jì)算）是多少？是否滿足規(guī)程要求（一般要求大于1.5）？(4)簡(jiǎn)述可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)的原因有哪些？試卷答案一、選擇題1.C2.A3.D4.C5.A6.D7.A8.B9.C10.B解析1.C：繼電保護(hù)的主要任務(wù)是快速、有選擇性地切除故障，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。2.A：限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限較長(zhǎng)，主要用于彌補(bǔ)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)保護(hù)范圍不足的問(wèn)題，作為其后備。3.D：GL型電流繼電器具有反時(shí)限特性，其動(dòng)作曲線呈等腰三角形。4.C：零序電流是故障點(diǎn)流入地中的電流，是接地故障的特征電流。5.A：為了確保故障發(fā)生在下級(jí)時(shí)，上級(jí)保護(hù)不動(dòng)作（選擇性），下級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限必須長(zhǎng)于上級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。6.D：方向保護(hù)通過(guò)判斷故障方向的電壓和電流的相角關(guān)系來(lái)決定是否動(dòng)作，引入了方向元件。7.A：返回系數(shù)Krel=Iop/Ir，衡量繼電器返回性能。8.B：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，單相接地時(shí)，非故障相對(duì)地電壓會(huì)升高到線電壓。9.C：距離保護(hù)測(cè)量阻抗反映的是從保護(hù)安裝點(diǎn)到短路點(diǎn)的線路阻抗，末端短路時(shí)等于線路本身阻抗。10.B：區(qū)外故障指故障發(fā)生在保護(hù)安裝線路的外部，要求保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作，以防止越級(jí)跳閘。二、判斷題1.√2.√3.√4.√5.√6.√7.√8.×9.×10.√解析1.√：保護(hù)動(dòng)作電流必須大于正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流，以避免在正常負(fù)荷下誤動(dòng)。2.√：電流速斷保護(hù)的動(dòng)作整定值與系統(tǒng)運(yùn)行方式（如系統(tǒng)電壓、短路電流水平）和短路類型（金屬性、經(jīng)過(guò)渡電阻）有關(guān)。3.√：GL型繼電器（電流型時(shí)間繼電器）可以整定時(shí)間為瞬時(shí)（整定時(shí)間很小或?yàn)榱悖┗驇r(shí)限。4.√：零序電流保護(hù)是反應(yīng)接地故障的核心保護(hù)之一。5.√：靈敏系數(shù)Ksen=Ifmin/Iop，表示保護(hù)對(duì)最小故障電流的檢測(cè)能力，值越大越靈敏。6.√：距離保護(hù)的整定值（整定阻抗）依據(jù)被保護(hù)線路的阻抗和允許的故障點(diǎn)位置（通常考慮末端）確定。7.√：常見(jiàn)的電流互感器接線方式有V型和星形。8.×：運(yùn)行維護(hù)還包括定檢、故障處理、資料管理等多項(xiàng)工作，不僅僅是校驗(yàn)和清潔。9.×：保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)先進(jìn)行信號(hào)分析、故障錄波分析等，判斷故障性質(zhì)和范圍，再進(jìn)行查找和排除，避免盲目操作。10.√：微機(jī)保護(hù)技術(shù)先進(jìn)，功能強(qiáng)大，可靠性高，已成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的主流。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電流保護(hù)的基本原理及其主要缺點(diǎn)。答：電流保護(hù)的基本原理是利用故障時(shí)電流的增大來(lái)啟動(dòng)繼電保護(hù)裝置。當(dāng)線路發(fā)生故障，流過(guò)保護(hù)安裝處的電流超過(guò)預(yù)設(shè)的整定值時(shí)，繼電器動(dòng)作，發(fā)出跳閘信號(hào)，斷路器跳閘切除故障。主要缺點(diǎn)是：保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障類型影響較大；對(duì)于單相接地故障，在非故障相上可能出現(xiàn)較高的電壓，可能導(dǎo)致電流保護(hù)誤動(dòng)；通常作為相間短路保護(hù)，對(duì)單相接地故障靈敏度不高（除非采用零序電流保護(hù)）。2.解釋什么是繼電保護(hù)的“選擇性”？保證選擇性的主要措施有哪些？答：繼電保護(hù)的選擇性是指在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只有靠近故障點(diǎn)的保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作，斷開(kāi)故障電路，而系統(tǒng)中的其他非故障部分的保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作，保證非故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行。保證選擇性的主要措施有：采用不同的保護(hù)原理或不同的整定值來(lái)區(qū)分故障線路（如瞬時(shí)電流速斷與限時(shí)電流速斷）；利用動(dòng)作時(shí)限的配合（“階梯原則”），即下一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限比上一級(jí)保護(hù)長(zhǎng)；利用方向性保護(hù)，根據(jù)故障方向不同來(lái)選擇動(dòng)作的保護(hù)。3.什么是繼電保護(hù)的靈敏系數(shù)？對(duì)其有何要求？在什么情況下需要校驗(yàn)？答：繼電保護(hù)的靈敏系數(shù)是指保護(hù)裝置對(duì)最小故障情況的反應(yīng)能力，通常定義為最小故障電流（或故障參數(shù)）與保護(hù)動(dòng)作整定值之比，即Ksen=故障最小值/動(dòng)作整定值。要求靈敏系數(shù)大于一定的標(biāo)準(zhǔn)值（如過(guò)電流保護(hù)、零序電流保護(hù)一般要求≥1.5，距離保護(hù)要求更高），以保證在系統(tǒng)最不利的情況下（如故障點(diǎn)在保護(hù)安裝點(diǎn)附近、存在過(guò)渡電阻等）也能可靠動(dòng)作。需要在以下情況下校驗(yàn)靈敏系數(shù)：保護(hù)安裝處發(fā)生相間短路時(shí)；保護(hù)安裝處發(fā)生單相接地故障時(shí)（針對(duì)零序電流保護(hù)）；距離保護(hù)測(cè)量阻抗小于或等于整定阻抗時(shí)。4.簡(jiǎn)述方向保護(hù)的作用及其適用范圍。答：方向保護(hù)的作用是根據(jù)故障時(shí)電流、電壓的相角關(guān)系，判斷故障是發(fā)生在保護(hù)安裝線路的區(qū)內(nèi)還是區(qū)外，或者判斷故障方向，從而只對(duì)區(qū)內(nèi)的故障或特定方向的故障動(dòng)作，對(duì)區(qū)外或其他方向的故障不動(dòng)作。它主要用于電力系統(tǒng)中的線路保護(hù)，特別是那些存在電源方向性要求的線路（如環(huán)形網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)中的線路），或者用于相間短路保護(hù)，以防止區(qū)外故障時(shí)保護(hù)誤動(dòng)，提高保護(hù)選擇性和系統(tǒng)運(yùn)行靈活性。5.在中性點(diǎn)接地的電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流如何分布？答：在中性點(diǎn)接地的電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障點(diǎn)有電流流入地。由于中性點(diǎn)接地，零序電流可以構(gòu)成回路。故障相的零序電流I0流過(guò)故障點(diǎn)，再通過(guò)大地流回中性點(diǎn)。同時(shí)，非故障相由于電壓升高（接近線電壓），也會(huì)產(chǎn)生零序電流分量，分別流過(guò)本線路的零序電流互感器（如果有的話）和大地，最終也流入中性點(diǎn)。各相的零序電流相位近似相同，大小可能因線路阻抗和接地情況略有差異，但都構(gòu)成零序電流的通路。四、計(jì)算題1.有一條輸電線路，線路阻抗為Z線路=0.4+j0.3Ω/公里，采用限時(shí)電流速斷保護(hù)。已知相鄰下一級(jí)線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流為1200A，時(shí)限為0.1秒。要求本線路限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定動(dòng)作電流為下一級(jí)保護(hù)的1.2倍，動(dòng)作時(shí)限比下一級(jí)保護(hù)大0.5秒。試計(jì)算本線路限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限。（假設(shè)故障發(fā)生在本線路末端）解：(1)計(jì)算本線路限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定動(dòng)作電流：Iop_本線=1.2*Iop_下一級(jí)Iop_本線=1.2*1200A=1440A(2)計(jì)算本線路限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定動(dòng)作時(shí)限：t_本線=t_下一級(jí)+0.5st_本線=0.1s+0.5s=0.6s答：本線路限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定動(dòng)作電流為1440A，動(dòng)作時(shí)限為0.6秒。（注：假設(shè)故障發(fā)生在末端，意味著計(jì)算的是保護(hù)范圍末端的最大短路電流，此時(shí)限時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)能動(dòng)作。實(shí)際整定還需考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式變化對(duì)動(dòng)作電流的影響。）2.某線路末端發(fā)生金屬性短路，測(cè)量阻抗為0.8+j0.6Ω。已知該線路距離保護(hù)第二段的整定阻抗為1.0+j0.8Ω，動(dòng)作時(shí)限為0.7秒。試計(jì)算該距離保護(hù)第二段在此故障點(diǎn)是否能夠正確動(dòng)作？并說(shuō)明理由。解：(1)比較測(cè)量阻抗與整定阻抗：測(cè)量阻抗Z_mess=0.8+j0.6Ω整定阻抗Z_set=1.0+j0.8Ω(2)判斷是否滿足動(dòng)作條件：距離保護(hù)第二段在測(cè)量阻抗小于或等于整定阻抗時(shí)動(dòng)作。比較Real部分和Imag部分：Real(Z_mess)=0.8<Real(Z_set)=1.0Imag(Z_mess)=0.6<Imag(Z_set)=0.8由于測(cè)量阻抗的實(shí)部和虛部都小于整定阻抗的對(duì)應(yīng)部，因此Z_mess≤Z_set。(3)結(jié)論：該距離保護(hù)第二段在此故障點(diǎn)能夠正確動(dòng)作。答：該距離保護(hù)第二段能夠正確動(dòng)作，因?yàn)楣收宵c(diǎn)（末端）的測(cè)量阻抗（0.8+j0.6Ω）小于或等于該段的整定阻抗（1.0+j0.8Ω），滿足動(dòng)作條件。五、案例分析題1.某變電站10kV線路A，裝設(shè)了GL型過(guò)電流保護(hù)。正常運(yùn)行時(shí)，電流表指示為30A。某日線路A發(fā)生故障，保護(hù)正確動(dòng)作，斷路器跳閘。事后檢查發(fā)現(xiàn)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為1.5秒，動(dòng)作電流整定值為150A。已知系統(tǒng)故障時(shí)，線路A始端測(cè)量阻抗為0.6+j0.4Ω，線路本身阻抗為0.3+j0.2Ω。試分析：(1)本次故障是哪種類型的短路故障（假設(shè)為相間短路）？(2)線路A始端故障時(shí)，過(guò)電流保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗是多少？(3)該過(guò)電流保護(hù)的靈敏系數(shù)（以最小短路電流計(jì)算）是多少？是否滿足規(guī)程要求（一般要求大于1.5）？(4)簡(jiǎn)述可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)的原因有哪些？解：(1)分析故障類型：GL型過(guò)電流保護(hù)通常用于相間短路保護(hù)。保護(hù)正確動(dòng)作跳閘，說(shuō)明故障是導(dǎo)致電流增大到動(dòng)作值（150A）的類型。正常運(yùn)行電流為30A，故障時(shí)電流遠(yuǎn)大于正常運(yùn)行電流，屬于短路故障。假設(shè)為相間短路。(2)計(jì)算線路A始端故障時(shí)保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗：已知始端測(cè)量阻抗Z_mess=0.6+j0.4Ω。題目已直接給出此值，即線路A始端發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗為0.6+j0.4Ω。(3)計(jì)算靈敏系數(shù)：靈敏系數(shù)計(jì)算需要知道保護(hù)安裝處發(fā)生最小故障時(shí)的電流。通常假設(shè)最小故障是線路末端金屬性短路。計(jì)算線路末端故障時(shí)保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗：Z_末端故障=Z線路*2=(0.3+j0.2)*2=0.6+j0.4Ω