2025年電力系統(tǒng)保護控制工程師職業(yè)技能考試試題及答案解析一、單項選擇題1.電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，通常會導致（）。A.電流增大，電壓升高B.電流增大，電壓降低C.電流減小，電壓升高D.電流減小，電壓降低答案：B解析：當電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，短路點的阻抗變小，根據歐姆定律(I=U/Z)（其中(I)為電流，(U)為電壓，(Z)為阻抗），在電源電壓一定的情況下，阻抗(Z)減小，電流(I)會增大。同時，由于短路電流的增大，線路上的電壓降增大，導致短路點及附近的電壓降低。所以答案選B。2.以下哪種保護裝置主要用于反應變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障（）。A.過負荷保護B.過電流保護C.差動保護D.過電壓保護答案：C解析：差動保護是利用基爾霍夫電流定律工作的，當變壓器繞組、引出線及套管上發(fā)生各種短路故障時，流入變壓器的電流和流出變壓器的電流不再相等，差動保護能夠靈敏地反應這種故障并動作跳閘。過負荷保護主要是防止設備長時間過負荷運行；過電流保護一般用于反應線路或設備的過電流情況，但對于變壓器內部的一些短路故障靈敏度不如差動保護；過電壓保護主要是針對系統(tǒng)出現過電壓的情況。所以答案選C。3.在電力系統(tǒng)中，距離保護的第Ⅰ段一般保護線路全長的（）。A.10%-20%B.20%-30%C.30%-40%D.40%-50%答案：B解析：距離保護的第Ⅰ段是無時限速動段，為了保證其選擇性，一般保護線路全長的20%-30%。如果保護范圍過長，可能會導致在相鄰線路故障時誤動作。所以答案選B。4.以下關于自動重合閘的說法，正確的是（）。A.自動重合閘只適用于架空線路B.自動重合閘可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.自動重合閘不需要與繼電保護配合D.自動重合閘只能重合一次答案：B解析：自動重合閘不僅適用于架空線路，也可用于電纜線路等，只是在架空線路上應用更為廣泛，A選項錯誤；自動重合閘可以在故障切除后迅速恢復供電，減少停電時間，從而提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，B選項正確；自動重合閘需要與繼電保護配合，例如在保護動作跳閘后，根據情況決定是否進行重合閘，C選項錯誤；自動重合閘有一次重合閘、二次重合閘等多種方式，并非只能重合一次，D選項錯誤。所以答案選B。5.下列哪種故障類型在電力系統(tǒng)中發(fā)生的概率最高（）。A.三相短路B.兩相短路C.單相接地短路D.兩相接地短路答案：C解析：在電力系統(tǒng)中，單相接地短路發(fā)生的概率最高。這是因為架空線路的絕緣子容易受到外界因素（如雷擊、污穢等）的影響而發(fā)生單相接地故障，而且電力系統(tǒng)中大多數設備的中性點是直接接地或經消弧線圈接地的，這使得單相接地故障更容易發(fā)生。三相短路、兩相短路和兩相接地短路發(fā)生的概率相對較低。所以答案選C。6.電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是指（）。A.電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生非周期性失步，自動恢復到初始運行狀態(tài)的能力B.電力系統(tǒng)受到大干擾后，不發(fā)生非周期性失步，自動恢復到初始運行狀態(tài)的能力C.電力系統(tǒng)受到小干擾后，保持同步運行的能力D.電力系統(tǒng)受到大干擾后，保持同步運行的能力答案：A解析：電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生非周期性失步，自動恢復到初始運行狀態(tài)的能力。而受到大干擾后保持同步運行的能力是電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。所以答案選A。7.變壓器的過流保護，一般采用（）接線方式。A.三相星形B.兩相星形C.兩相電流差D.三相三角形答案：B解析：變壓器的過流保護一般采用兩相星形接線方式。這種接線方式簡單經濟，且能滿足大多數情況下變壓器過流保護的要求。三相星形接線方式雖然能反應各種短路故障，但投資和接線相對復雜；兩相電流差接線方式主要用于保護相間短路，但靈敏度不如兩相星形接線方式；三相三角形接線方式一般不用于過流保護。所以答案選B。8.以下哪種繼電器屬于電量繼電器（）。A.溫度繼電器B.壓力繼電器C.電流繼電器D.時間繼電器答案：C解析：電量繼電器是根據電量（如電流、電壓等）的變化而動作的繼電器。電流繼電器是典型的電量繼電器，它根據電流的大小來決定是否動作。溫度繼電器是根據溫度的變化動作，壓力繼電器是根據壓力的變化動作，它們都屬于非電量繼電器；時間繼電器是用于實現延時動作的繼電器，不屬于電量繼電器。所以答案選C。9.在電力系統(tǒng)中，母線保護的主要作用是（）。A.保護母線免受雷擊B.保護母線的過負荷C.快速切除母線故障D.監(jiān)測母線的電壓答案：C解析：母線是電力系統(tǒng)中匯集和分配電能的重要設備，母線故障會對電力系統(tǒng)造成嚴重影響。母線保護的主要作用是快速切除母線故障，以保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。母線保護不能保護母線免受雷擊，過負荷保護一般不是母線保護的主要功能，監(jiān)測母線電壓也不是母線保護的核心作用。所以答案選C。10.以下關于繼電保護裝置的基本要求，錯誤的是（）。A.選擇性B.速動性C.靈敏性D.可靠性和經濟性答案：D解析：繼電保護裝置的基本要求是選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮??；速動性是指保護裝置應能盡快地切除故障；靈敏性是指保護裝置對其保護范圍內發(fā)生的故障或不正常運行狀態(tài)的反應能力；可靠性是指保護裝置在規(guī)定的保護范圍內發(fā)生了它應該動作的故障時，不拒動，而在任何其他不該動作的情況下，不誤動。經濟性不是繼電保護裝置的基本要求。所以答案選D。二、多項選擇題1.電力系統(tǒng)的故障類型主要有（）。A.三相短路B.兩相短路C.單相接地短路D.兩相接地短路答案：ABCD解析：電力系統(tǒng)的故障類型主要包括三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。三相短路是指三相同時短路，是一種嚴重的短路故障；兩相短路是指兩相之間發(fā)生短路；單相接地短路是指一相導體與大地發(fā)生短路；兩相接地短路是指兩相導體同時與大地發(fā)生短路。所以ABCD選項均正確。2.變壓器的保護裝置主要有（）。A.差動保護B.過流保護C.過負荷保護D.過電壓保護答案：ABCD解析：變壓器的保護裝置有多種。差動保護用于反應變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障；過流保護用于防止變壓器過電流運行；過負荷保護用于防止變壓器長時間過負荷；過電壓保護用于防止變壓器承受過高的電壓。所以ABCD選項均正確。3.以下屬于電力系統(tǒng)自動裝置的有（）。A.自動重合閘裝置B.備用電源自動投入裝置C.自動調頻裝置D.自動調壓裝置答案：ABCD解析：自動重合閘裝置可以在輸電線路故障跳閘后自動重合閘，提高供電可靠性；備用電源自動投入裝置可以在工作電源故障時，自動將備用電源投入運行；自動調頻裝置用于維持電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定；自動調壓裝置用于調節(jié)電力系統(tǒng)的電壓。它們都屬于電力系統(tǒng)自動裝置。所以ABCD選項均正確。4.繼電保護裝置的選擇性可以通過（）來實現。A.動作時限的配合B.動作電流的配合C.動作電壓的配合D.動作功率的配合答案：AB解析：繼電保護裝置的選擇性可以通過動作時限的配合和動作電流的配合來實現。動作時限的配合是指不同保護裝置設置不同的動作時限，靠近電源端的保護裝置動作時限長，遠離電源端的保護裝置動作時限短，當故障發(fā)生時，由動作時限最短的保護裝置動作切除故障。動作電流的配合是指不同保護裝置設置不同的動作電流，故障點越靠近電源，短路電流越大，通過合理設置動作電流，使靠近故障點的保護裝置先動作。動作電壓和動作功率的配合一般不是實現選擇性的主要方式。所以答案選AB。5.電力系統(tǒng)的無功電源主要有（）。A.同步發(fā)電機B.同步調相機C.并聯電容器D.靜止無功補償器答案：ABCD解析：同步發(fā)電機在正常運行時不僅可以發(fā)出有功功率，還可以根據需要調節(jié)發(fā)出的無功功率；同步調相機是專門用于發(fā)出或吸收無功功率的設備；并聯電容器可以向系統(tǒng)提供感性無功功率；靜止無功補償器能夠快速、連續(xù)地調節(jié)無功功率。它們都是電力系統(tǒng)的無功電源。所以ABCD選項均正確。6.以下關于電力系統(tǒng)中性點接地方式的說法，正確的有（）。A.中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，非故障相電壓升高B.中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，非故障相電壓升高為線電壓C.中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)可以減小接地電流D.中性點直接接地系統(tǒng)供電可靠性較高答案：BC解析：中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，故障相直接接地，非故障相電壓基本不變，A選項錯誤；中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，非故障相電壓升高為線電壓，B選項正確；中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)中，消弧線圈產生的感性電流可以補償接地電容電流，從而減小接地電流，C選項正確；中性點直接接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時會立即跳閘，供電可靠性相對較低，中性點不接地系統(tǒng)和中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時可以繼續(xù)運行一段時間，供電可靠性較高，D選項錯誤。所以答案選BC。7.影響電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的因素主要有（）。A.故障類型B.故障切除時間C.發(fā)電機的慣性時間常數D.系統(tǒng)的運行方式答案：ABCD解析：故障類型不同，對電力系統(tǒng)的沖擊程度不同，例如三相短路故障比單相接地短路故障對系統(tǒng)的沖擊更大，會影響暫態(tài)穩(wěn)定性；故障切除時間越短，系統(tǒng)受到的擾動越小，越有利于保持暫態(tài)穩(wěn)定；發(fā)電機的慣性時間常數越大，發(fā)電機的轉速變化越慢，對暫態(tài)穩(wěn)定性有積極影響；系統(tǒng)的運行方式不同，如負荷的分布、發(fā)電機的出力等，也會影響系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。所以ABCD選項均正確。8.以下屬于電力系統(tǒng)保護控制工程師應具備的技能有（）。A.熟悉電力系統(tǒng)的運行原理B.掌握繼電保護裝置的原理和調試方法C.能夠進行電力系統(tǒng)故障分析和處理D.具備一定的計算機編程能力答案：ABCD解析：電力系統(tǒng)保護控制工程師需要熟悉電力系統(tǒng)的運行原理，這樣才能更好地理解保護控制的需求；掌握繼電保護裝置的原理和調試方法是其基本技能，能夠對保護裝置進行正確的調試和維護；能夠進行電力系統(tǒng)故障分析和處理，在故障發(fā)生時及時準確地判斷故障原因并采取相應的措施；具備一定的計算機編程能力，可以利用編程工具進行數據處理、仿真分析等工作。所以ABCD選項均正確。9.以下關于距離保護的說法，正確的有（）。A.距離保護是反應故障點至保護安裝處的距離B.距離保護可以分為三段式C.距離保護的測量元件一般采用阻抗繼電器D.距離保護不受系統(tǒng)運行方式的影響答案：ABC解析：距離保護是根據故障點至保護安裝處的距離遠近而動作的保護裝置，A選項正確；距離保護通常分為三段式，第Ⅰ段為速動段，第Ⅱ段和第Ⅲ段為延時段，B選項正確；距離保護的測量元件一般采用阻抗繼電器，通過測量故障點的阻抗來判斷故障距離，C選項正確；距離保護會受到系統(tǒng)運行方式的影響，不同的系統(tǒng)運行方式下，短路電流的大小和分布會發(fā)生變化，從而影響距離保護的測量結果，D選項錯誤。所以答案選ABC。10.電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)主要有（）。A.正常運行狀態(tài)B.不正常運行狀態(tài)C.故障狀態(tài)D.檢修狀態(tài)答案：ABC解析：電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)主要包括正常運行狀態(tài)、不正常運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。正常運行狀態(tài)是指系統(tǒng)的電壓、頻率、功率等參數都在規(guī)定的范圍內；不正常運行狀態(tài)是指系統(tǒng)的某些參數偏離了正常范圍，但還沒有發(fā)生故障；故障狀態(tài)是指系統(tǒng)中發(fā)生了短路、斷路等故障。檢修狀態(tài)不屬于運行狀態(tài)。所以答案選ABC。三、判斷題1.電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，短路電流的大小與系統(tǒng)的運行方式無關。（）答案：×解析：電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，短路電流的大小與系統(tǒng)的運行方式密切相關。不同的運行方式下，系統(tǒng)的等值阻抗不同，根據歐姆定律(I=U/Z)，在電源電壓一定的情況下，等值阻抗(Z)的變化會導致短路電流(I)的變化。所以該說法錯誤。2.變壓器的差動保護可以反應變壓器的所有故障。（）答案：×解析：變壓器的差動保護主要用于反應變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，但對于一些輕微的匝間短路、鐵芯過熱等故障，差動保護可能無法靈敏地反應。所以該說法錯誤。3.自動重合閘裝置只能用于架空線路。（）答案：×解析：自動重合閘裝置不僅可以用于架空線路，也可用于電纜線路等。雖然在架空線路上應用更為廣泛，但在電纜線路中也有一定的應用場景。所以該說法錯誤。4.繼電保護裝置的速動性要求保護裝置在故障發(fā)生時盡快切除故障。（）答案：√解析：繼電保護裝置的速動性是其基本要求之一，它要求保護裝置在故障發(fā)生時能夠盡快切除故障，以減少故障對電力系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。所以該說法正確。5.電力系統(tǒng)的中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，系統(tǒng)可以繼續(xù)運行一段時間。（）答案：√解析：電力系統(tǒng)的中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，由于故障點的接地電流較小，不會對系統(tǒng)造成嚴重的危害，所以系統(tǒng)可以繼續(xù)運行一段時間，以便運行人員有時間查找和處理故障。所以該說法正確。6.距離保護的第Ⅰ段可以保護線路的全長。（）答案：×解析：距離保護的第Ⅰ段是無時限速動段，為了保證其選擇性，一般保護線路全長的20%-30%，不能保護線路的全長。所以該說法錯誤。7.同步發(fā)電機是電力系統(tǒng)唯一的有功電源。（）答案：×解析：同步發(fā)電機是電力系統(tǒng)的主要有功電源，但不是唯一的有功電源。除了同步發(fā)電機外，還有風力發(fā)電機、水力發(fā)電機、太陽能光伏發(fā)電等其他形式的發(fā)電設備也可以向電力系統(tǒng)提供有功功率。所以該說法錯誤。8.電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性是同一個概念。（）答案：×解析：電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生非周期性失步，自動恢復到初始運行狀態(tài)的能力；而暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到大干擾后，保持同步運行的能力。它們是兩個不同的概念。所以該說法錯誤。9.過負荷保護主要用于反應電力系統(tǒng)的短路故障。（）答案：×解析：過負荷保護主要用于防止設備長時間過負荷運行，而不是反應電力系統(tǒng)的短路故障。反應短路故障的保護裝置有差動保護、過流保護等。所以該說法錯誤。10.母線保護的動作時間一般比線路保護的動作時間長。（）答案：×解析：母線是電力系統(tǒng)中匯集和分配電能的重要設備，母線故障會對電力系統(tǒng)造成嚴重影響，因此母線保護需要快速動作切除故障，其動作時間一般比線路保護的動作時間短。所以該說法錯誤。四、簡答題1.簡述繼電保護裝置的基本原理。(1).繼電保護裝置是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時的電氣量（如電流、電壓、功率、頻率等）的變化，構成繼電保護動作的原理。(2).例如，當發(fā)生短路故障時，故障點的電流會增大，電壓會降低。繼電保護裝置通過測量這些電氣量的變化，并與預先設定的整定值進行比較。(3).當測量值超過整定值時，保護裝置就會動作，發(fā)出跳閘信號，使斷路器跳閘，切除故障元件，以保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。###，2.說明變壓器差動保護的工作原理和優(yōu)點。-(1).工作原理：變壓器差動保護是基于基爾霍夫電流定律。它通過比較變壓器兩側電流的大小和相位來判斷是否發(fā)生故障。在正常運行和外部故障時，流入變壓器的電流和流出變壓器的電流大小相等，方向相反，差動電流為零或很小；當變壓器內部發(fā)生短路故障時，兩側電流不再滿足上述關系，差動電流會增大，當差動電流超過整定值時，差動保護動作跳閘。-(2).優(yōu)點：①能夠快速、靈敏地反應變壓器內部的各種短路故障，包括相間短路、匝間短路等。②具有較高的選擇性，只在變壓器內部故障時動作，不會誤動于外部故障。③不受變壓器過負荷和系統(tǒng)振蕩的影響，可靠性較高。3.分析電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障的危害。(1).短路電流的熱效應：短路電流會產生大量的熱量，使電氣設備的溫度急劇升高，可能導致設備的絕緣損壞，甚至燒毀設備。(2).短路電流的電動力效應：短路電流會產生巨大的電動力，可能使電氣設備的機械結構變形、損壞，如母線可能會因電動力而彎曲或斷裂。(3).電壓降低：短路故障會導致故障點及附近的電壓降低，影響用戶的正常用電，甚至可能使一些對電壓敏感的設備無法正常工作。(4).破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性：嚴重的短路故障可能會導致電力系統(tǒng)失去同步，引起系統(tǒng)振蕩，甚至造成系統(tǒng)瓦解。(5).影響通信和電子設備：短路故障產生的電磁干擾可能會影響附近的通信線路和電子設備的正常運行。4.闡述自動重合閘裝置的作用和分類。(1).作用：①提高供電可靠性：在輸電線路發(fā)生瞬時性故障時，自動重合閘裝置可以迅速恢復供電，減少停電時間。②提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性：快速恢復供電可以減少故障對系統(tǒng)的影響，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。③節(jié)約投資：對于一些不重要的線路，采用自動重合閘裝置可以減少備用線路的建設，節(jié)約投資。(2).分類：①按重合閘的動作次數可分為一次重合閘和多次重合閘。一次重合閘是指在故障跳閘后只進行一次重合閘；多次重合閘是指在故障跳閘后可以進行多次重合閘。②按重合閘的啟動方式可分為保護啟動重合閘和斷路器控制開關位置與斷路器位置不對應啟動重合閘。③按重合閘的使用條件可分為單側電源重合閘和雙側電源重合閘。5.簡述電力系統(tǒng)中性點接地方式及其特點。(1).中性點直接接地系統(tǒng)：①特點：發(fā)生單相接地故障時，故障相直接接地，形成很大的短路電流，保護裝置會立即動作跳閘。非故障相電壓基本不變。②優(yōu)點：系統(tǒng)的絕緣水平可以降低，從而降低設備的造價；故障時可以快速切除故障，減少對設備的損壞。③缺點：供電可靠性較低，因為發(fā)生單相接地故障時會立即跳閘。(2).中性點不接地系統(tǒng)：①特點：發(fā)生單相接地故障時，接地電流為電容電流，數值較小。非故障相電壓升高為線電壓。②優(yōu)點：供電可靠性較高，在發(fā)生單相接地故障時可以繼續(xù)運行一段時間，以便查找和處理故障。③缺點：系統(tǒng)的絕緣水平要求較高，因為非故障相電壓升高；當接地電容電流較大時，可能會產生弧光接地過電壓，對設備造成危害。(3).中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)：①特點：在中性點和大地之間接入消弧線圈，當發(fā)生單相接地故障時，消弧線圈產生的感性電流可以補償接地電容電流，減小接地電流。②優(yōu)點：既可以保持中性點不接地系統(tǒng)供電可靠性較高的優(yōu)點，又可以減小接地電流，避免產生弧光接地過電壓。③缺點：消弧線圈的參數需要根據系統(tǒng)的運行情況進行調整，運行維護相對復雜。五、計算題1.已知某電力系統(tǒng)的等值電源電動勢(E=115∠0^{°}kV)，系統(tǒng)等值阻抗(Z_s=10+j20Ω)，線路阻抗(Z_L=20+j40Ω)，當線路末端發(fā)生三相短路故障時，求短路電流的大小。(1).首先計算系統(tǒng)的總阻抗(Z)：當線路末端發(fā)生三相短路故障時，總阻抗(Z=Z_s+Z_L=(10+j20)+(20+j40)=30+j60Ω)。將(Z)轉化為極坐標形式，(|Z|=302+602=900+3600=4500=305Ω)，(φ=arctan6030=arctan2≈63.43^{°(2).然后根據歐姆定律計算短路電流(I_{k})：(I_{k}=EZ)，已知(E=115∠0^{°}kV)，則(I_{k}=115×103305∠63.43°=115×(115×10330所以短路電流的大小約為(1710A)。2.某變壓器的額定容量(S_N=10000kVA)，額定電壓(U_N=110±2×2.5%/10.5kV)，采用Yd11接線方式。求變壓器兩側的額定電流。(1).高壓側額定電流(I_{N1})：對于Y接線，(I_{N1}=SN3UN1)，(U_{N1}=110kV)，(S_N(2).低壓側額定電流(I_{N2})：對于d接線，(I_{N2}=SN3UN2)，(U_{N2}=10.5kV)，(S_N3.已知某線路的距離保護第Ⅰ段的整定阻抗(Z_{set1}=20Ω)，線路的正序阻抗(Z_1=0.4Ω/km)，求該距離保護第Ⅰ段的保護范圍。根據距離保護第Ⅰ段的保護范圍(L)與整定阻抗(Z_{set1})和線路正序阻抗(Z_1)的關系(L=Zs已知(Z_{set1}=20Ω)，(Z_1=0.4Ω/km)，則(L=200.4所以該距離保護第Ⅰ段的保護范圍為(50km)。六、案例分析題1.某電力系統(tǒng)發(fā)生了一起短路故障，故障發(fā)生后，部分變電站的繼電保護裝置動作跳閘。請分析可能的故障原因，并說明如何進行故障排查和處理。(1).可能的故障原因：①設備絕緣損壞：如電纜絕緣老化、受潮，變壓器繞組絕緣擊穿等，導致短路故障發(fā)生。②外力破壞：如雷擊、大風、樹木倒在導線上等，可能會造成線路短路。③小動物進入電氣設備：如老鼠、鳥類等進