2025年繼電保護調度檢修專業(yè)考試題庫及答案一、選擇題1.電力系統發(fā)生振蕩時，（）可能會發(fā)生誤動。A.電流差動保護B.零序電流保護C.電流速斷保護D.距離保護答案：D。解析：電力系統振蕩時，系統中各點的電壓、電流及功率的大小和方向都隨功角δ的變化而變化，距離保護測量的是測量點至故障點的距離，振蕩時測量阻抗會發(fā)生變化，可能進入距離保護的動作區(qū)，導致距離保護誤動。而電流差動保護是基于基爾霍夫電流定律，不受系統振蕩影響；零序電流保護主要反映系統的接地故障，與系統振蕩無關；電流速斷保護一般是按躲過最大短路電流整定，系統振蕩時一般不會超過其整定值，通常不會誤動。2.下列哪種情況不會使變壓器差動保護誤動作（）。A.變壓器過負荷B.變壓器空投時的勵磁涌流C.變壓器各側CT的二次負載阻抗不匹配D.變壓器區(qū)外故障時的不平衡電流答案：A。解析：變壓器過負荷時，只是各側電流增大，但各側電流的相位和大小關系仍符合正常運行情況，差動回路中不會出現足以使差動保護動作的差流，所以不會使差動保護誤動作。變壓器空投時會產生勵磁涌流，勵磁涌流中含有大量的非周期分量和高次諧波，可能導致差動保護誤動；變壓器各側CT的二次負載阻抗不匹配會產生不平衡電流，可能使差動保護誤動；變壓器區(qū)外故障時，由于CT的誤差等原因會產生不平衡電流，也可能使差動保護誤動作。3.微機保護裝置的采樣頻率越高，則（）。A.對CPU的運算速度要求越低B.越能真實地反映輸入信號的變化C.數據采集系統的成本越低D.抗干擾能力越強答案：B。解析：采樣頻率越高，在相同的時間內采集到的信號點數就越多，就能更精確地描繪出輸入信號的變化情況，越能真實地反映輸入信號的變化。采樣頻率越高，對CPU的運算速度要求越高，因為需要處理更多的數據；數據采集系統的成本通常也會越高，因為需要更快的采樣電路等硬件；采樣頻率與抗干擾能力沒有直接關系，抗干擾能力主要取決于硬件的抗干擾設計和軟件的濾波算法等。4.母線差動保護采用電壓閉鎖元件的主要目的是（）。A.系統發(fā)生振蕩時，防止母線差動保護誤動作B.區(qū)外發(fā)生故障時，防止母線差動保護誤動作C.由于誤碰出口繼電器而造成母線差動保護誤動作D.提高母線差動保護的靈敏度答案：C。解析：母線差動保護采用電壓閉鎖元件是為了防止由于誤碰出口繼電器、二次回路故障等原因造成母線差動保護誤動作。系統發(fā)生振蕩時，母線差動保護本身一般不會誤動；區(qū)外故障時，母線差動保護通過動作特性和制動特性來防止誤動，而不是靠電壓閉鎖元件；電壓閉鎖元件會提高保護的可靠性，但在一定程度上會降低保護的靈敏度，而不是提高靈敏度。5.繼電保護裝置的基本要求是（）。A.選擇性、快速性、靈敏性、可靠性B.選擇性、安全性、靈敏性、可靠性C.安全性、快速性、靈敏性、可靠性D.選擇性、快速性、安全性、可靠性答案：A。解析：繼電保護裝置的基本要求包括選擇性，即當系統發(fā)生故障時，保護裝置應能有選擇地將故障設備從系統中切除，保證非故障部分繼續(xù)正常運行；快速性，要求保護裝置能快速切除故障，以減少故障對設備和系統的損害；靈敏性，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，要求保護裝置在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定的動作。二、判斷題1.當系統發(fā)生故障時，要求繼電保護裝置能迅速將故障設備從系統中切除，以提高系統的穩(wěn)定性。（）答案：正確。解析：迅速切除故障設備可以減少故障電流對設備的損壞，縮短故障持續(xù)時間，減小故障對系統的影響，有利于提高系統的穩(wěn)定性。例如在電力系統中，快速切除短路故障可以防止系統電壓崩潰和發(fā)電機失步等情況的發(fā)生。2.變壓器的過流保護可以作為變壓器差動保護的后備保護。（）答案：正確。解析：當變壓器差動保護由于某種原因（如CT斷線、保護裝置故障等）拒動時，過流保護可以動作切除故障，起到后備保護的作用。過流保護一般是按躲過變壓器的最大負荷電流整定的，當變壓器內部或外部發(fā)生故障時，若差動保護未動作，過流保護可以根據電流的大小動作于跳閘。3.零序電流保護只能反映單相接地故障。（）答案：錯誤。解析：零序電流保護主要用于反映系統的接地故障，但不僅能反映單相接地故障，在某些情況下，如兩相接地短路時，也會出現零序電流，零序電流保護也能動作。不過對于三相短路等不產生零序電流的故障，零序電流保護不會動作。4.微機保護裝置中的CPU主要負責數據采集和模數轉換。（）答案：錯誤。解析：微機保護裝置中，數據采集和模數轉換主要由數據采集系統（包括采樣保持電路、模數轉換器等）完成，而CPU主要負責對采集到的數據進行分析、處理和判斷，根據預先設定的保護算法來決定是否發(fā)出跳閘信號等。5.距離保護的Ⅲ段主要用于作為本線路和相鄰線路的后備保護。（）答案：正確。解析：距離保護的Ⅲ段通常具有較長的動作時限和較大的保護范圍，它可以作為本線路主保護的近后備保護，當本線路主保護拒動時動作；同時也可以作為相鄰線路的遠后備保護，當相鄰線路保護拒動時，距離保護Ⅲ段可以動作切除故障。三、簡答題1.簡述繼電保護裝置的動作原理。答：繼電保護裝置主要是通過檢測電力系統中電氣量（如電流、電壓、功率、頻率等）的變化來判斷系統是否發(fā)生故障或出現不正常運行狀態(tài)。當檢測到的電氣量超過或低于預先設定的整定值時，保護裝置就會認為系統出現了故障或不正常運行情況，進而發(fā)出相應的動作信號。例如，電流保護是根據電流的大小來判斷故障，當故障電流超過保護裝置的動作電流整定值時，保護裝置就會動作于跳閘；距離保護是根據測量點到故障點的距離（通過測量電壓和電流計算得到測量阻抗）來判斷故障，當測量阻抗小于保護裝置的動作阻抗整定值時，保護裝置動作。2.說明變壓器差動保護產生不平衡電流的原因。答：變壓器差動保護產生不平衡電流的原因主要有以下幾點：（1）變壓器各側CT的變比和特性不一致。不同變比的CT在將一次電流轉換為二次電流時會產生誤差，而且CT的勵磁特性也不可能完全相同，在短路等大電流情況下，CT可能會出現飽和現象，導致二次電流不能準確反映一次電流，從而產生不平衡電流。（2）變壓器的勵磁涌流。當變壓器空投時，由于鐵芯中的磁通不能突變，會產生很大的勵磁涌流，勵磁涌流中含有大量的非周期分量和高次諧波，且只存在于變壓器的電源側，這會在差動回路中產生很大的不平衡電流。（3）變壓器兩側的接線方式不同。例如，變壓器采用Y-d11接線方式時，兩側電流的相位會相差30°，為了使差動保護正常工作，需要對電流進行相位補償，但在實際中可能會存在一定的誤差，從而產生不平衡電流。（4）變壓器帶負荷調節(jié)分接頭。當變壓器的分接頭位置改變時，變壓器兩側的變比會發(fā)生變化，導致兩側電流的大小關系發(fā)生改變，從而產生不平衡電流。3.母線差動保護的基本原理是什么？答：母線差動保護的基本原理是基于基爾霍夫電流定律，即流入一個節(jié)點的電流之和等于流出該節(jié)點的電流之和。對于母線來說，正常運行或區(qū)外故障時，所有連接到母線的支路電流的向量和為零，此時差動回路中的電流（各支路電流的向量和）也為零或很小。當母線發(fā)生區(qū)內故障時，故障電流會從各個連接到母線的支路流入母線，此時差動回路中的電流會顯著增大，當這個差動電流超過保護裝置的動作電流整定值時，母線差動保護就會動作，跳開連接到母線的所有斷路器，將故障母線從系統中切除。4.簡述微機保護裝置的硬件構成及各部分的作用。答：微機保護裝置的硬件主要由以下幾部分構成：（1）數據采集系統：包括電壓互感器（PT）和電流互感器（CT），用于將電力系統中的高電壓和大電流轉換為適合保護裝置處理的低電壓和小電流；采樣保持電路，用于對模擬信號進行采樣并保持一段時間，以便模數轉換器進行轉換；模數轉換器（A/D），將模擬信號轉換為數字信號，供CPU處理。（2）CPU系統：是微機保護裝置的核心，負責對采集到的數字信號進行分析、處理和判斷。它根據預先編制的保護算法，計算各種電氣量，判斷系統是否發(fā)生故障或不正常運行情況，并根據判斷結果發(fā)出相應的動作信號。（3）開關量輸入/輸出系統：開關量輸入部分用于接收外部的開關信號，如斷路器的位置信號、保護裝置的啟動信號等；開關量輸出部分用于輸出保護裝置的動作信號，如跳閘信號、合閘信號等，通過中間繼電器等設備控制斷路器的動作。（4）通信接口：用于與其他設備（如監(jiān)控系統、其他保護裝置等）進行通信，實現數據的傳輸和交換，方便對保護裝置進行遠程監(jiān)控、調試和管理。（5）電源模塊：為微機保護裝置的各個部分提供穩(wěn)定的電源，保證裝置的正常運行。四、計算題1.某110kV線路，采用三段式電流保護，已知線路的最大負荷電流為300A，功率因數為0.85，可靠系數取1.2，自啟動系數取1.5，返回系數取0.85。試計算電流保護Ⅲ段的動作電流。解：首先計算線路的最大工作電流$I_{max}$，已知最大負荷電流$I_{L.max}=300A$，功率因數$\cos\varphi=0.85$。由于最大工作電流$I_{max}$與最大負荷電流$I_{L.max}$的關系為$I_{max}=K_{ss}I_{L.max}$，其中$K_{ss}$為自啟動系數。則$I_{max}=1.5\times300=450A$。電流保護Ⅲ段的動作電流$I_{op.Ⅲ}$的計算公式為$I_{op.Ⅲ}=\frac{K_{rel}}{K_{re}}I_{max}$，其中$K_{rel}$為可靠系數，$K_{re}$為返回系數。將$K_{rel}=1.2$，$K_{re}=0.85$，$I_{max}=450A$代入公式可得：$I_{op.Ⅲ}=\frac{1.2}{0.85}\times450\approx635.3A$。2.一臺容量為31.5MVA，電壓為110/10.5kV的變壓器，采用Y-d11接線方式，其高壓側電流互感器變比為300/5，低壓側電流互感器變比為2000/5。試計算變壓器差動保護的平衡系數。解：（1）先計算變壓器高壓側和低壓側的額定電流。高壓側額定電流$I_{N1}=\frac{S_{N}}{\sqrt{3}U_{N1}}$，其中$S_{N}=31.5MVA=31500kVA$，$U_{N1}=110kV$。$I_{N1}=\frac{31500}{\sqrt{3}\times110}\approx165A$。低壓側額定電流$I_{N2}=\frac{S_{N}}{\sqrt{3}U_{N2}}$，$U_{N2}=10.5kV$。$I_{N2}=\frac{31500}{\sqrt{3}\times10.5}\approx1732A$。（2）計算高壓側和低壓側電流互感器二次側的額定電流。高壓側電流互感器二次側額定電流$I_{2N1}=\frac{I_{N1}}{n_{TA1}}$，$n_{TA1}=\frac{300}{5}=60$。$I_{2N1}=\frac{165}{60}=2.75A$。低壓側電流互感器二次側額定電流$I_{2N2}=\frac{I_{N2}}{n_{TA2}}$，$n_{TA2}=\frac{2000}{5}=400$。$I_{2N2}=\frac{1732}{400}=4.33A$。（3）計算平衡系數$K_{bal}$。對于Y-d11接線的變壓器，為了補償相位差，通常以高壓側為基準，平衡系數$K_{bal}=\frac{I_{2N2}}{I_{2N1}}$。$K_{bal}=\frac{4.33}{2.75}\approx1.57$。五、案例分析題某變電站110kV母線發(fā)生故障，母線差動保護動作跳開了母線上所有斷路器，但同時發(fā)現某條110kV線路的距離保護Ⅱ段也動作跳閘。請分析可能的原因。答：可能的原因有以下幾點：（1）母線故障時故障點靠近該線路出口。當母線故障點靠近該110kV線路出口時，該線路距離保護測量到的電壓會降低，電流會增大，測量阻抗會減小。如果測量阻抗落入距離保護Ⅱ段的動作區(qū)內，距離保護Ⅱ段就會動作跳閘。因為距離保護Ⅱ段有一定的保護范圍，在靠近線路出口的母線故障時可能會滿足其動作條件。（2）距離保護Ⅱ段的整定值設置不合理。如果距離保護Ⅱ段的動作阻抗整定值過大，或者動作時限設置不合理，就可能導致在母線故障時該保護誤動作。例如，動作阻抗整定值過大，使得在母線故障時測量阻抗更容易落入動作區(qū)內；動作時限過短，沒有與母線差動保護等其他保護進行良好的配合，在母線差動保護動作的同時，距離保護Ⅱ段也會動作。（3）