2025年高壓電工認證考試：繼電保護原理與電氣系統(tǒng)設計試題冊考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（下列每題只有一個正確答案，請將正確選項的字母填入括號內(nèi)。每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，保護裝置的主要任務是（）。A.立即發(fā)出告警信號B.盡快隔離故障點，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行C.減少短路電流的大小D.自動恢復非故障部分供電2.在電力系統(tǒng)中，限時電流速斷保護通常作為（）的后備保護。A.電流速斷保護B.零序保護C.過負荷保護D.遠距離保護3.對于反應外部故障而動作的保護裝置，其靈敏度通常用（）來衡量。A.動作電流B.延時時間C.最小故障電流D.動作電壓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.在電力系統(tǒng)中，采用分相電流差動保護的主要目的是（）。A.提高保護的可靠性B.減小保護的動作時限C.防止外部故障時的誤動D.實現(xiàn)對系統(tǒng)故障的全面監(jiān)測6.電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，故障點處流過的電流稱為（）。A.短路電流B.距離電流C.零序電流D.接地電流7.在電力系統(tǒng)中，電壓互感器二次側必須（）。A.加裝熔斷器B.接地C.短路D.開路8.對于雙母線接線方式，其優(yōu)點之一是（）。A.結構簡單B.操作方便C.可靠性高D.投資成本低9.在進行變壓器差動保護整定時，為了消除勵磁涌流的影響，通常采用（）措施。A.增大差動繼電器的動作電流B.增加保護的動作時限C.采用帶速飽和變流器的差動回路D.接入零序電流10.電力系統(tǒng)中，為了保證人身和設備安全，必須采取（）措施。A.過負荷保護B.消弧線圈C.保護接地D.繼電保護二、判斷題（請判斷下列說法的正誤，正確的填“√”，錯誤的填“×”。每題1分，共10分）1.電流速斷保護的動作時限為零秒，因此其靈敏度最低。（）2.繼電保護裝置的動作時限與系統(tǒng)短路電流的大小成正比。（）3.過流保護通常用作主保護，以快速切除線路故障。（）4.零序電流保護主要用于反應輸電線路的相間短路故障。（）5.差動保護的主要優(yōu)點是動作速度快、可靠性高。（）6.在電力系統(tǒng)中，繼電保護裝置的動作電壓通常高于系統(tǒng)正常運行時的相電壓。（）7.變壓器的接線組別不同，其差動保護接線方式也必須相應改變。（）8.高壓開關設備的主要作用是接通和斷開正常負荷電流及故障電流。（）9.接地故障時，故障點附近的設備外殼可能帶電，存在觸電危險。（）10.電力系統(tǒng)運行時，不允許任何保護裝置誤動或拒動。（）三、簡答題（請簡要回答下列問題。每題5分，共20分）1.簡述電流保護中，限時電流速斷保護和過流保護在整定計算上的主要區(qū)別。2.簡述繼電保護裝置的“四性”要求是什么？3.簡述電力系統(tǒng)中，保護裝置誤動的危害有哪些？4.簡述選擇電力系統(tǒng)中的電氣設備（如斷路器）時，需要考慮的主要技術參數(shù)有哪些？四、計算題（請根據(jù)題目要求進行計算。每題10分，共20分）1.有一條110kV輸電線路，線路上裝設了電流速斷保護和限時電流速斷保護。已知線路末端的最大短路電流為20kA，系統(tǒng)允許的電流速斷保護最大整定電流為15kA。若限時電流速斷保護的動作時限為1.5s，其動作電流應如何整定？（假設限時電流速斷保護的動作電流按躲過線路末端最大短路電流整定）2.某變壓器額定電壓為10/0.4kV，額定容量為500kVA，短路電壓百分數(shù)Uk%=4%。當高壓側流過15kA的故障電流時，求低壓側的故障電流是多少？五、論述題（請根據(jù)題目要求進行論述。共30分）結合電力系統(tǒng)運行和設備配置的實際，論述繼電保護配置應遵循的基本原則，并說明這些原則如何保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。試卷答案一、單項選擇題1.B2.A3.C4.C5.C6.C7.B8.C9.C10.C二、判斷題1.√2.×3.×4.×5.√6.√7.√8.√9.√10.√三、簡答題1.解析思路：區(qū)分兩者主要看動作時限和整定依據(jù)。限時電流速斷保護動作時限大于零（如1-2s），整定依據(jù)是躲過線路末端的最大短路電流，保護范圍是本線路。過流保護動作時限大于零，整定依據(jù)是躲過本線路的最大負荷電流，保護范圍是本線路及下一段線路。答案：限時電流速斷保護的動作時限大于零，整定電流按躲過本線路末端的最大短路電流整定，保護范圍為本線路。過流保護的動作時限大于零，整定電流按躲過本線路的最大負荷電流整定，保護范圍為本線路及下一段線路。2.解析思路：繼電保護的基本要求是可靠性、選擇性、靈敏性和速動性，簡稱“四性”。答案：繼電保護的“四性”要求是指可靠性、選擇性、靈敏性和速動性。*可靠性：指保護裝置在應該動作時不拒動，不應該動作時不誤動。*選擇性：指保護裝置應只將故障設備或線路從電力系統(tǒng)中切除，盡量減少停電范圍。*靈敏性：指保護裝置對被保護對象內(nèi)發(fā)生的故障應具有足夠的反應能力。*速動性：指保護裝置應盡快地切除故障，以減小故障造成的損失。3.解析思路：分析誤動可能造成的后果，如導致系統(tǒng)非計劃停電、損壞設備、引發(fā)連鎖故障等。答案：保護裝置誤動的危害包括：*導致系統(tǒng)中的完好設備被切除，造成不必要的非計劃停電，影響正常生產(chǎn)生活。*可能損壞設備，特別是快速切斷的故障。*可能引發(fā)系統(tǒng)振蕩或連鎖故障，擴大事故范圍。*對于用戶供電，可能造成重要負荷中斷。4.解析思路：列舉選擇高壓電氣設備時必須考慮的關鍵參數(shù)，如額定電壓、額定電流、開斷容量、短路容量等。答案：選擇電力系統(tǒng)中的電氣設備時，需要考慮的主要技術參數(shù)有：*額定電壓：設備的最高工作電壓。*額定電流：設備長期允許通過的最大電流。*開斷容量（額定短路開斷電流）：設備能可靠開斷的最大短路電流（有效值）。*短路容量：系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大短路電流值，應大于設備的開斷容量。*絕緣水平：設備能承受的過電壓能力。*動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定：設備承受短路電流沖擊和發(fā)熱的能力。四、計算題1.解析思路：電流速斷保護整定電流需大于線路末端最大短路電流。限時電流速斷保護整定電流需大于本線路末端最大短路電流，并考慮一定的可靠系數(shù)（通常取1.25-1.3）。其動作時限應大于下一線路限時電流速斷保護的動作時限（或按階梯原則整定）。此處題目信息不足以進行完整計算，但可闡述原則。答案：電流速斷保護的動作電流需大于線路末端最大短路電流20kA。限時電流速斷保護的動作電流整定原則為：Iop>I_k.max,lin(本線路末端最大短路電流)*可靠系數(shù)K_rel(取1.25-1.3)。即Iop>20kA*K_rel。其動作時限t_op應大于下一線路限時電流速斷保護的動作時限（通常取1.5s或更長）。2.解析思路：利用變壓器變比和短路電壓百分數(shù)關系計算。變比n=10/0.4=25。根據(jù)短路電壓百分數(shù)定義，Uk%=(I_k.HV*Z_k.HV)/(I_n.HV*Z_n)*100%。故障時，I_k.HV=15kA。低壓側故障電流I_k.LV'=I_k.HV/n=15kA/25=0.6kA。考慮變壓器阻抗分壓，實際低壓側故障電流I_k.LV=I_k.LV'*(Uk%/100)=0.6kA*(4/100)=0.024kA。但通常計算低壓側故障電流時，若忽略系統(tǒng)阻抗，則按變比反比計算即可，題目可能簡化了系統(tǒng)阻抗影響。按簡化思路，答案為0.6kA。但更嚴謹?shù)挠嬎銘紤]Zk影響，此處按題目簡化思路回答。答案：變壓器變比n=10kV/0.4kV=25。線路故障時，高壓側流過15kA電流。若忽略系統(tǒng)阻抗和變壓器阻抗的影響，低壓側故障電流I_k.LV=I_k.HV/n=15kA/25=0.6kA。嚴格來說，應考慮短路電壓百分數(shù)對電流的衰減作用，I_k.LV=I_k.HV*(Uk%/100)/n=15kA*(4/100)/25=0.024kA。若題目要求簡化計算，則按變比反比計算，答案為0.6kA。按簡化計算，低壓側故障電流為0.6kA。五、論述題解析思路：從保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的目標出發(fā)，闡述配置繼電保護的基本原則，并分別解釋每個原則的含義和作用。選擇性是核心，可靠性是基礎，靈敏性是保障，速動性是要求。結合實際例子說明如何應用這些原則。答案：繼電保護配置是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要措施，其配置應遵循以下基本原則：*選擇性原則：指保護裝置應只在其保護對象發(fā)生故障時動作，并應優(yōu)先切除故障點，盡量減少停電范圍，保證非故障部分繼續(xù)正常運行。選擇性主要通過時限配合（相鄰設備或線路的保護動作時限有階梯差）和電流整定配合（相鄰設備或線路的保護動作電流有階梯差）來實現(xiàn)。例如，線路首端的電流速斷保護動作時限短，末端過流保護動作時限長，當靠近首端發(fā)生故障時，速斷保護快速動作，不涉及下游設備；當靠近末端發(fā)生故障時，速斷保護可能不動作或因整定值小而未達到，但末端的過流保護動作切除故障。選擇性是配置保護的首要原則，它直接關系到系統(tǒng)的運行可靠性。*可靠性原則：指保護裝置應在其應該動作時可靠地動作，不應拒動；在其不應該動作時，應可靠地不動作，不應誤動。為了保證可靠性，保護裝置本身元件應選用高質(zhì)量、高可靠性元件，接線應正確無誤，參數(shù)整定應合理，并應定期檢驗和維護。例如，對于重要負荷供電線路，其保護配置通常更為完善，選用高精度、高可靠性的繼電器，并可能采用雙套保護或冗余配置，以防止因裝置或元件故障導致拒動，危及重要負荷。*靈敏性原則：指保護裝置對其保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障或異常運行狀態(tài)應具有足夠的反應能力，即故障時其測量部分輸出的信號應能明顯地超過其動作整定值。靈敏性通常用靈敏系數(shù)來衡量。保護裝置的靈敏系數(shù)應大于規(guī)定值，以保證在系統(tǒng)發(fā)生最小預期故障時能可靠動作。例如，零序電流保護用于反應接地故障，其靈敏系數(shù)需根據(jù)系統(tǒng)接地方式和故障時故障點零序電壓、零序電流分布來校驗，確保在允許的最小接地故障電流下能可靠動作，發(fā)出信號或切除故障。*速動性原則：指保護裝置在檢測到故障后應盡快動作切除故障?？s短故障持續(xù)時間可以減少故障造成的損失，限制故障范圍，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和設備