2025年高壓電工考試題庫：高壓繼電保護原理與保護性能試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的字母填入括號內）1.繼電保護裝置應滿足的基本要求不包括以下哪一項？()A.選擇性B.靈敏性C.經濟性D.可靠性2.電流繼電器根據輸入電流達到其整定值時動作，其返回系數通常小于1，這是因為？()A.提高靈敏性B.增加速動性C.結構限制D.提高可靠性3.在電力系統中，限時電流速斷保護通常作為哪一級保護？()A.主保護B.后備保護C.輔助保護D.聯鎖保護4.對于中性點不接地系統，發(fā)生單相接地故障時，非故障相的電壓會？()A.等于零B.升高到線電壓C.升高到相電壓D.保持不變5.方向電流保護是為了解決什么問題而引入的？()A.提高保護選擇性B.提高保護靈敏性C.增加保護速動性D.實現保護自動化6.在輸電線路距離保護中，測量元件通常采用什么原理來反映故障點到保護安裝點的距離？()A.電流大小B.電壓大小C.功率方向D.電壓、電流綜合7.當線路發(fā)生故障時，要求保護裝置盡快切除故障，這主要是為了？()A.減少線路跳閘次數B.減少用戶停電時間C.保護斷路器設備D.防止系統發(fā)生振蕩8.反時限過電流保護的動作特性曲線是？()A.水平直線B.垂直直線C.雙曲線D.下凹的拋物線9.在中性點直接接地系統中，發(fā)生接地故障時，主要采用什么保護來反映接地故障？()A.電流速斷保護B.零序電流保護C.過電流保護D.方向保護10.差動保護的核心原理是基于什么？()A.電流的相加B.電壓的相減C.電流的相減D.阻抗的匹配二、判斷題（請將“正確”或“錯誤”填入括號內）1.繼電保護裝置的動作時限越長，選擇性越好。（）2.任何類型的繼電保護裝置都能在其保護范圍內實現絕對的靈敏性。（）3.繼電器線圈兩端并聯一個電壓源，可以使其啟動。（）4.時間繼電器的作用是提供一定的延時，以保證保護的選擇性。（）5.在三相電力系統中，發(fā)生相間短路時，故障相的電流必然大于正常運行時的最大負荷電流。（）6.方向保護能夠根據故障電流的方向來決定是否動作，因此不受系統運行方式變化的影響。（）7.繼電保護的可靠性是指保護在故障時不應該誤動。（）8.差動保護廣泛用于發(fā)電機、變壓器等對稱性元件的接地保護。（）9.電壓保護通常作為主保護，用于保護發(fā)電機、變壓器等設備免受過電壓侵害。（）10.零序電流保護是利用故障后出現零序電流來動作的保護。（）三、簡答題1.簡述電流速斷保護的工作原理及其主要缺點。2.何謂繼電保護的“選擇性”？實現選擇性的基本原則是什么？3.解釋什么是繼電保護的靈敏系數，并說明在什么情況下需要校驗靈敏系數？4.簡述方向電流保護與普通電流保護相比，在提高保護選擇性方面有何優(yōu)勢？5.在中性點不接地系統中，發(fā)生單相接地故障時，為什么通常不立即切除故障線路？保護應如何配置？四、計算題1.某線路AB段，A點安裝有反時限過電流保護。線路正常最大負荷電流為I_N=200A，故障點發(fā)生時，流過保護的最大短路電流為I_k.max=4000A。要求保護在0.5秒內切除最大短路電流，同時保證在正常負荷下不誤動。請簡述確定該保護動作電流整定值和動作時限的基本原則，并列出需要計算的步驟（無需計算出具體數值）。2.某輸電線路采用三相電流差動保護。正常工作時，流過差動回路兩側電流互感器（變比均為n）的電流分別為I_A1=100A，I_A2=100A。在一次故障中，保護安裝處測得故障電流為I_k=5000A。請說明差動保護在此故障情況下是如何工作的，并簡述衡量差動保護是否正確動作的常用判據（如差動電流）。五、綜合題1.某變電站一臺變壓器（YNd11接線）連接到一臺發(fā)電機（Yd11接線）上，系統中性點直接接地。在變壓器高壓側（M點）發(fā)生A相接地故障時，分析說明在發(fā)電機側（N點）應如何配置保護才能保證選擇性？請至少列舉兩種可能的保護配置方案，并簡述各自的工作原理和適用性。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.C5.A6.D7.B8.D9.B10.C二、判斷題1.錯誤2.錯誤3.錯誤4.正確5.正確6.錯誤7.錯誤8.錯誤9.錯誤10.正確三、簡答題1.工作原理：電流速斷保護利用電流繼電器，當故障電流（通常是非對稱短路電流）達到其預先整定的動作值時，電流繼電器動作，經過出口繼電器觸點，啟動斷路器跳閘，切除故障。主要缺點：保護范圍固定，通常只保護線路的一部分靠近電源端的部分；不能保護線路的全長；動作時限固定，通常不設延時或延時極短，可能導致保護范圍外故障時越級跳閘；不能反映系統運行方式的改變對保護范圍的影響。2.選擇性定義：繼電保護裝置在發(fā)生被保護對象內部故障時能夠動作，切除故障；而在相鄰線路或系統其他部分發(fā)生故障時，不應動作或只作為后備。基本原則：利用故障時電氣量（如電流、電壓、距離等）的變化規(guī)律，結合系統運行方式和保護裝置的整定配合，使得故障點最近的保護優(yōu)先、快速地動作，將故障限制在最小范圍，并確保相鄰保護在條件允許下能可靠地作為后備。3.靈敏系數定義：靈敏系數是衡量保護裝置對被保護區(qū)域內故障反應能力的一個參數。通常定義為在保護安裝處發(fā)生金屬性短路時，故障時出現的被測量（如電流、電壓、阻抗）與保護裝置啟動值之比。對于電流保護，常用最小運行方式下，保護范圍末端金屬性短路時的最小短路電流與保護動作電流之比。校驗目的：校驗靈敏系數是為了確保保護裝置在可能出現的最不利故障條件下（如保護范圍末端、系統運行方式對保護最不利時）也能可靠動作，即保證足夠的靈敏性。4.優(yōu)勢：方向電流保護除了檢測電流的大小是否達到整定值外，還檢測故障電流的方向。只有當電流大小達到整定值且流向保護安裝點（即故障發(fā)生在保護范圍內且方向正確）時，保護才可能動作。這有效地防止了在相鄰線路發(fā)生故障時，由于系統運行方式變化導致故障電流反向流過本線路而引起的誤動，從而大大提高了保護的選擇性。5.不立即切除原因：中性點不接地系統發(fā)生單相接地時，故障電流很?。娙蓦娏鳎粫⒓丛斐稍O備嚴重損壞，且非故障相電壓升高到線電壓，但仍在設備絕緣承受范圍內，系統可繼續(xù)運行一段時間。保護配置：通常配置零序電流保護或零序電壓保護作為后備。零序電流保護利用故障后出現的不平衡零序電流來動作；零序電壓保護利用故障點對地電壓升高來動作。當接地范圍擴大或零序電流/電壓超過整定值時，保護動作發(fā)出信號，或根據要求跳閘。部分系統也可能采用自動重合閘。四、計算題1.解析思路：*確定動作電流：基本原則是動作電流應大于正常最大負荷電流（I_N=200A），以防止誤動。同時，為了保證在故障時能可靠啟動，動作電流應小于故障發(fā)生時的最小短路電流（假設為I_k.min）。因此，整定值需取介于200A和I_k.min之間的一個數值。*確定動作時限：基本原則是保證在系統中最長的故障線路（即保護范圍末端）發(fā)生最大短路電流（I_k.max=4000A）時，保護能可靠切除故障。這通常需要與下一級線路的保護或斷路器動作時限相配合。動作時限需要大于下一級保護動作時限加上斷路器固有分閘時間，并留有適當的裕度。對于反時限保護，其動作時限與電流大小成反比，需要整定使其在I_k.max時動作時限為0.5秒。*計算步驟概述：(1)確定系統最大負荷電流I_N。(2)測算或查表得到保護安裝點發(fā)生短路時的最大短路電流I_k.max和最小短路電流I_k.min。(3)根據選擇性原則，整定動作電流I_op，使I_k.min>I_op>I_N。(4)根據速動性要求（切除I_k.max故障），確定保護應動作的最短時限t_op。(5)考慮與下一級保護時限配合，以及斷路器動作時間，整定反時限保護的具體曲線和基準時限。2.解析思路：*工作原理：正常運行時，流入差動回路兩端的電流互感器（CT）二次電流I_A1和I_A2大小相等、方向相反（或基本平衡），其差值電流近似為零。當發(fā)生區(qū)內故障時，故障電流I_k流過線路，兩側CT二次電流均為I'A1=I'A2=I_k/n（n為CT變比）。由于電流方向相同，流入差動回路的電流I_D=I'A1-(-I'A2)=I'A1+I'A2=2*(I_k/n)。這個差動電流遠大于差動繼電器的啟動值，使繼電器動作，啟動出口回路，跳閘。*衡量判據：差動保護正確動作的核心判據是差動回路電流（即流入差動繼電器的電流）是否大于繼電器的啟動值。常用表達式為|I_D|=|I_A1-I_A2|(正常運行時近似為0)或|I_D|=|I_A1+I_A2|(區(qū)內故障時近似為2*I_k/n)。當|I_D|>I_op（差動繼電器動作電流）時，保護動作。同時，為防止CT飽和或二次回路故障導致誤動，常采用二次諧波制動、差動電流平衡系數檢查等輔助判據。五、綜合題1.解析思路：*故障分析：變壓器高壓側M點A相接地，故障點處A相電流為零，B、C相電流大小相等、方向相反。故障電流經大地流回系統中性點。在發(fā)電機側N點，故障將引起零序電流和零序電壓。*保護配置原則：需要利用故障產生的零序特征來動作，且要保證選擇性。*方案一：發(fā)電機側裝設零序電流保護。*原理：利用故障后發(fā)電機側出現的零序電流來動作。當M點A相接地故障導致零序電流流過發(fā)電機（經變壓器勵磁阻抗和線路），如果零序電流達到整定值，零序電流繼電器動作。*選擇性：需要與發(fā)電機本身及發(fā)電機系統的零序保護整定配合。如果故障是瞬時或輕微的，可能不動作；如果需要作為變壓器或線路的后備，則需按后備原則整定時限。*方案二：發(fā)電機側裝設零序電壓保護。*原理：利用故障后發(fā)電機側出現的零序電壓來動作。由于變壓器YNd11接線，故障電流流過大地，會在發(fā)電機側產生零序電壓。零序電壓繼電器測量發(fā)電機中性點相對于地的電壓。當電壓升高到整定值時，繼電器動作。*選擇性：零序電壓保護的靈敏性和選擇性受系統接地方式和故障點位置影響較大。通常靠近故障點電壓較高，離故障點越遠電壓越