2025年高壓電工技師考試：高壓繼電保護(hù)原理實(shí)驗(yàn)技能與試題解析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填寫在括號(hào)內(nèi)）1.在電力系統(tǒng)中，電流速斷保護(hù)的主要缺點(diǎn)是（）。A.延時(shí)較長B.靈敏度較低C.接線復(fù)雜D.不能與其他保護(hù)配合2.用于反映電力系統(tǒng)故障點(diǎn)到電源側(cè)距離的保護(hù)是（）。A.電流速斷保護(hù)B.過電流保護(hù)C.距離保護(hù)D.零序保護(hù)3.在變壓器差動(dòng)保護(hù)中，為了消除勵(lì)磁涌流的影響，通常采用（）措施。A.增大保護(hù)定值B.加入短時(shí)躲過勵(lì)磁涌流的延時(shí)C.使用速飽和變流器D.改變差動(dòng)繼電器的接線方式4.當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，故障點(diǎn)處零序電壓最高，遠(yuǎn)離故障點(diǎn)處零序電壓（）。A.最高B.最低C.為零D.無法確定5.電力系統(tǒng)中，作為發(fā)電機(jī)、變壓器等主要設(shè)備主保護(hù)的差動(dòng)保護(hù)，其核心原理是基于（）。A.電壓差B.電流平衡C.電壓平衡D.阻抗匹配6.繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足的基本要求不包括（）。A.選擇性B.可靠性C.快速性D.經(jīng)濟(jì)性（作為首要原則）7.在直流操作電源系統(tǒng)中，通常采用（）作為監(jiān)控設(shè)備。A.電流互感器B.電壓互感器C.直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置D.交流濾波器8.下列哪一種繼電器主要用于反應(yīng)電流增大到一定值并延時(shí)動(dòng)作？A.電壓繼電器B.時(shí)間繼電器C.電流繼電器D.方向繼電器9.在繼電保護(hù)屏的屏面上，用于指示保護(hù)裝置工作狀態(tài)的燈光信號(hào)通常包括（）。A.綠燈、紅燈、黃燈B.電流表、電壓表、功率表C.電流互感器、電壓互感器D.操作開關(guān)、測(cè)試按鈕10.對(duì)于110kV線路的距離保護(hù)，其整定計(jì)算中需要考慮的主要參數(shù)不包括（）。A.線路正序阻抗B.線路零序阻抗C.保護(hù)安裝處母線電壓D.對(duì)側(cè)變壓器阻抗二、填空題（請(qǐng)將答案填寫在橫線上）1.繼電保護(hù)裝置動(dòng)作后，發(fā)出信號(hào)通知值班人員，稱為______。2.在直流電源系統(tǒng)中，防止直流回路對(duì)交流系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的主要措施是______。3.對(duì)于三相星形接線的電網(wǎng)，發(fā)生接地故障時(shí)，零序電流的大小與線路______有關(guān)。4.差動(dòng)保護(hù)中，由于CT變比或接線錯(cuò)誤等原因引起的差電流稱為______。5.繪制保護(hù)裝置的展開圖時(shí)，通常將直流回路______繪制在圖的下方。6.測(cè)量交流電路中電流或電壓時(shí)，常用的指示儀表是______。7.在進(jìn)行繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用調(diào)壓器可以方便地改變______。8.當(dāng)線路發(fā)生相間短路故障時(shí)，保護(hù)安裝處測(cè)量到的電壓通常是______。9.為了保證差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行時(shí)差電流接近于零，要求流入差動(dòng)繼電器的電流之和______。10.整定計(jì)算中，為了保證故障時(shí)保護(hù)裝置有足夠的靈敏度，通常要求靈敏系數(shù)大于______。三、判斷題（請(qǐng)將“正確”或“錯(cuò)誤”填寫在括號(hào)內(nèi)）1.電流互感器二次側(cè)嚴(yán)禁開路運(yùn)行。（______）2.電壓繼電器可以是過電壓繼電器或欠電壓繼電器。（______）3.所有繼電保護(hù)裝置都必須具有選擇性。（______）4.過電流保護(hù)通常作為主保護(hù)應(yīng)用于電力變壓器。（______）5.繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算是指根據(jù)保護(hù)安裝處及相鄰設(shè)備的參數(shù)來整定保護(hù)定值的過程。（______）6.在進(jìn)行繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通直流電源，再接通交流電源。（______）7.零序保護(hù)主要用于反應(yīng)相間短路故障。（______）8.繼電保護(hù)裝置的屏面布置圖是指保護(hù)裝置內(nèi)部各元件的接線圖。（______）9.保護(hù)裝置的調(diào)試工作通常在設(shè)備安裝完成后、投入運(yùn)行前進(jìn)行。（______）10.動(dòng)作時(shí)限越長，保護(hù)的選擇性越好。（______）四、計(jì)算題（請(qǐng)寫出計(jì)算步驟和過程）1.某線路采用電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，線路正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流為300A，系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生相間短路時(shí)，離保護(hù)安裝處100km處的短路電流為2000A。已知電流互感器變比為200/5，要求保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為0.1s。試計(jì)算電流速斷保護(hù)的整定動(dòng)作電流。（設(shè)可靠系數(shù)取1.3）2.有一臺(tái)變壓器，額定容量為S，額定電壓為U1/U2，接線組別為d11。在額定電壓下做空載試驗(yàn)，測(cè)得空載損耗（P0）為5kW，空載電流（I0）為額定電流的5%。試計(jì)算該變壓器在額定電壓下的空載功率因數(shù)。（假設(shè)空載損耗中銅耗可忽略）五、問答題（請(qǐng)簡明扼要地回答下列問題）1.簡述電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)在保護(hù)范圍和動(dòng)作時(shí)限上有什么主要區(qū)別？2.在進(jìn)行繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為什么要進(jìn)行校驗(yàn)儀的校準(zhǔn)？校驗(yàn)儀的哪些參數(shù)需要校準(zhǔn)？3.當(dāng)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置發(fā)出誤動(dòng)信號(hào)時(shí)，值班人員應(yīng)如何進(jìn)行初步檢查和處理？4.簡述構(gòu)成一個(gè)完整繼電保護(hù)裝置通常需要哪些基本部分？5.在進(jìn)行變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算時(shí)，需要考慮哪些主要因素？六、案例分析題（請(qǐng)根據(jù)問題描述，進(jìn)行分析并回答問題）某110kV線路，采用單側(cè)電源供電，線路長80km。線路末端母線裝設(shè)有電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)，保護(hù)裝置型號(hào)為DX-11。正常運(yùn)行時(shí)，線路末端電流為150A。一次系統(tǒng)發(fā)生故障，保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘，但斷路器拒動(dòng)。事后檢查發(fā)現(xiàn)，故障線路末端發(fā)生A相接地故障，故障電流為1200A，保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限為0.6s。請(qǐng)問：1.分析此次故障保護(hù)裝置是否正確動(dòng)作？說明理由。2.分析斷路器拒動(dòng)可能的原因有哪些？（至少列舉三種）3.若要求電流速斷保護(hù)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)具有足夠的靈敏度，請(qǐng)簡述應(yīng)如何調(diào)整電流速斷保護(hù)的整定值？（不考慮可靠系數(shù)對(duì)動(dòng)作電流的影響）試卷答案一、選擇題1.B2.C3.B4.C5.B6.D7.C8.C9.A10.D二、填空題1.信號(hào)2.屏蔽3.長度4.外部故障差電流5.垂直6.電流表、電壓表7.交流電壓（或交流電流）8.近似于零（或很低）9.等于零（或非常?。?0.1.5（或1.2~1.5）三、判斷題1.正確2.正確3.正確4.錯(cuò)誤（過電流保護(hù)通常作為后備保護(hù)）5.正確6.錯(cuò)誤（應(yīng)先接通交流電源，再接通直流電源）7.錯(cuò)誤（零序保護(hù)主要用于反應(yīng)接地故障）8.錯(cuò)誤（屏面布置圖是指保護(hù)裝置在屏面上的布置情況及面板元件圖）9.正確10.錯(cuò)誤（動(dòng)作時(shí)限越長，保護(hù)的選擇性越差）四、計(jì)算題1.解：*系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下100km處短路電流為2000A，電流互感器變比為200/5，則保護(hù)安裝處故障電流為：Ifault=2000A*(200/5)=80000A=80kA*電流速斷保護(hù)整定動(dòng)作電流Iop定：Iop定=Krel*Ifault/(nCT*nTA)Iop定=1.3*80kA/(200/5*1)Iop定=1.3*80kA/40Iop定=1.3*2kAIop定=2.6kA*電流繼電器整定電流：Iopre=Iop定/nTAIopre=2.6kA/1Iopre=2.6kA*考慮電流互感器變比200/5，繼電器動(dòng)作電流應(yīng)整定為：Iopre=2.6kA/(200/5)Iopre=2.6kA/40Iopre=65A*答：電流速斷保護(hù)的整定動(dòng)作電流應(yīng)整定為65A。（注意：此處計(jì)算結(jié)果與實(shí)際工程整定可能因可靠系數(shù)、CT飽和等因素有差異，此為基于題設(shè)的簡化計(jì)算）2.解：*空載功率因數(shù)cosφ0是指空載損耗P0與產(chǎn)生該損耗所需的有功功率（即空載電流I0產(chǎn)生的有功功率）的比值。*空載電流I0為額定電流的5%，額定電流I_N=S/(√3*U2)（此處假設(shè)S為MVA，U2為線電壓）?？蛰d損耗P0=5kW。*空載時(shí)，視在功率S0≈P0/cosφ0，有功功率P0=S0*cosφ0。*空載電流I0產(chǎn)生的有功功率P_w=3*U2*I0*cosφ0/1000（單位換算）。*由于I0=5%*I_N，且P0≈P_w（忽略鐵耗中的可變損耗），則有：P0≈3*U2*(5%*I_N)*cosφ0/10005kW≈3*U2*(5%*S/(√3*U2))*cosφ0/10005kW≈(3*5%/(√3*1000))*S*cosφ05kW≈(15/(1000*√3))*S*cosφ05kW≈(15/1732.05)*S*cosφ05kW≈0.0086*S*cosφ0*假設(shè)變壓器在額定電壓下運(yùn)行，U2≈U_N。則S*cosφ0≈P0/0.0086。*代入P0=5kW：S*cosφ0≈5kW/0.0086S*cosφ0≈581395.8WS*cosφ0≈581.4kW*由于S為額定容量，cosφ0即為空載功率因數(shù)。*答：該變壓器在額定電壓下的空載功率因數(shù)約為0.581（或58.1%）。（此計(jì)算基于簡化模型，實(shí)際值可能因損耗構(gòu)成不同而略有差異）五、問答題1.答：電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過線路最大負(fù)荷電流整定，保護(hù)范圍僅限于靠近電源的一段線路，動(dòng)作時(shí)限為0.5s或更短。其優(yōu)點(diǎn)是快速，缺點(diǎn)是保護(hù)范圍小，且在系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)可能無保護(hù)區(qū)或保護(hù)區(qū)縮短。過電流保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過線路正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流整定，其保護(hù)范圍延伸至整個(gè)線路甚至相鄰線路，動(dòng)作時(shí)限級(jí)差配合，通常為0.5s、1s或更長。其優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)范圍大，可靠性高，可作為主保護(hù)或后備保護(hù)，缺點(diǎn)是動(dòng)作時(shí)限較長。2.答：進(jìn)行繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)前，校驗(yàn)儀需要對(duì)其輸出的電壓、電流、功率等參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保測(cè)量和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。校準(zhǔn)的參數(shù)通常包括：輸出電壓的準(zhǔn)確度、輸出電流的準(zhǔn)確度、量程的線性度、頻率響應(yīng)特性（對(duì)交流量）、功率測(cè)量的準(zhǔn)確度等。目的是保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性，從而正確評(píng)估保護(hù)裝置的性能。3.答：發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)后，值班人員應(yīng)立即檢查：*確認(rèn)信號(hào)來源：核對(duì)是何種保護(hù)動(dòng)作（如電流速斷、過流、零序等），檢查對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈、光字牌是否亮起，查看保護(hù)裝置的出口信號(hào)指示。*檢查斷路器狀態(tài)：確認(rèn)斷路器是否確實(shí)跳閘，檢查斷路器位置指示、操作機(jī)構(gòu)狀態(tài)。*檢查保護(hù)裝置面板：查看保護(hù)裝置是否有告警信息、事件記錄，分析事件錄波圖，初步判斷故障類型。*檢查二次回路：檢查相關(guān)電流互感器、電壓互感器二次側(cè)接線是否牢固，有無斷線、短路現(xiàn)象。*檢查定值：核對(duì)保護(hù)定值是否被錯(cuò)誤修改。*聯(lián)系相關(guān)人員：及時(shí)向上級(jí)值班調(diào)度和運(yùn)維管理部門報(bào)告情況，必要時(shí)請(qǐng)求支援。*安全措施：在確保安全的前提下進(jìn)行檢查，必要時(shí)采取停電等安全措施。4.答：一個(gè)完整的繼電保護(hù)裝置通常由以下幾個(gè)基本部分構(gòu)成：*測(cè)量部分（測(cè)量單元）：由電流互感器、電壓互感器以及相應(yīng)的變換器、采樣電路等組成，用于測(cè)量故障或正常運(yùn)行時(shí)的電氣量（電流、電壓）。*邏輯判斷部分（邏輯單元）：通常由各種繼電器（電磁型、晶體管型、集成電路型、微機(jī)型等）或微處理器組成，用于根據(jù)測(cè)量部分送入的電氣量，按照預(yù)先設(shè)定的保護(hù)原理和邏輯進(jìn)行判斷。*執(zhí)行部分（出口部分）：由出口繼電器、中間繼電器、操作回路等組成，用于在邏輯判斷部分發(fā)出動(dòng)作信號(hào)后，執(zhí)行跳閘或發(fā)出其他信號(hào)的操作。*電源部分：為保護(hù)裝置提供穩(wěn)定、可靠的直流電源，通常由直流電源系統(tǒng)經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后供給。*信號(hào)部分：用于發(fā)出告警信號(hào)、跳閘信號(hào)、操作信號(hào)等，并顯示保護(hù)裝置的工作狀態(tài)。5.答：進(jìn)行變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算時(shí)，需要考慮的主要因素包括：*變壓器參數(shù)：額定電壓、額定電流、額定阻抗、接線組別、CT變比、CT接線方式（YNd,Dd等）。*系統(tǒng)參數(shù)：系統(tǒng)運(yùn)行方式（最大、最小運(yùn)行方式）對(duì)故障電流的影響。*可靠系數(shù)（Krel）：為保證在區(qū)內(nèi)故障時(shí)保護(hù)能可靠動(dòng)作，在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)不誤動(dòng)而引入的系數(shù)。*CT誤差：CT的比差和角差，特別是CT飽和對(duì)差動(dòng)電流的影響。*制動(dòng)系數(shù)（若采用比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)）：用于區(qū)分區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障，提高抗干擾能力。*保護(hù)配合：與相鄰元件保護(hù)的動(dòng)作特性、時(shí)限的配合。*CT二次負(fù)載：確保CT在最大負(fù)荷下能正確工作。六、案例分析題1.答：此次故障保護(hù)裝置正確動(dòng)作。理由如下：線路末端發(fā)生A相接地故障，故障電流為1200A。電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限為0.6s，說明該保護(hù)應(yīng)能在0.6s內(nèi)動(dòng)作跳閘。雖然事