2025年高壓電工繼電保護原理試題：高壓電工考試考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.繼電保護裝置應具備的基本性能不包括（）。A.可靠性B.選擇性C.經(jīng)濟性D.速動性2.當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，要求繼電保護裝置盡快切除故障，主要是為了（）。A.減少設備損壞B.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性C.減少用戶停電時間D.以上都是3.電流速斷保護的保護范圍取決于（）。A.保護安裝處到系統(tǒng)短路點的距離B.系統(tǒng)的短路電流水平C.保護裝置的整定時間D.A和B4.對于反應故障點距離的保護，通常指的是（）。A.過電流保護B.零序電流保護C.距離保護D.電流速斷保護5.在變壓器差動保護中，為了消除勵磁涌流和外部故障穿越電流的影響，通常采用（）措施。A.采用帶時限的過電流保護B.在差動回路中加入平衡線圈C.采用速飽和變流器或差動繼電器具有制動特性D.減小差動繼電器的整定電流6.電力線路發(fā)生單相接地故障時，故障點非故障相的電壓會（）。A.降低B.升高C.不變D.等于零7.在電力系統(tǒng)中，反映電網(wǎng)對地故障的性質(zhì)的量通常是（）。A.正序電壓B.負序電流C.零序電壓D.正序電流8.GL型電流繼電器通常用作（）。A.差動保護B.限時過電流保護C.電流速斷保護D.零序保護9.以下哪種保護是發(fā)電機主保護？（）A.過負荷保護B.逆功率保護C.差動保護D.失磁保護10.繼電保護裝置中，實現(xiàn)邏輯判斷和功能選擇的部分是（）。A.測量元件B.時間元件C.邏輯元件D.執(zhí)行元件二、判斷題（請將“正確”或“錯誤”填在括號內(nèi)）1.繼電保護裝置的選擇性是指當系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置應只切除故障部分，不影響非故障部分。（）2.繼電保護的靈敏性是指保護裝置對故障的反映能力，用保護裝置啟動時流過測量元件的故障電流與啟動電流的比值來衡量。（）3.過電流保護的動作電流必須大于正常運行時可能出現(xiàn)的最大負荷電流。（）4.距離保護是利用測量阻抗與整定阻抗的偏差來判斷故障是否發(fā)生在保護范圍內(nèi)。（）5.零序電流保護主要用于反映相間短路故障。（）6.繼電保護裝置的整定是指根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和保護要求，確定保護裝置的整定值和動作特性。（）7.在直流操作電源系統(tǒng)中，繼電保護裝置通常采用并聯(lián)運行方式以提高可靠性。（）8.繼電保護裝置的返回系數(shù)是指繼電器在故障切除后，使測量元件電流降至動作電流時，線路上實際流過的電流與繼電器動作電流的比值。（）9.變壓器差動保護在區(qū)外故障時，差動回路中會出現(xiàn)差電流，但要求該差電流不應使差動繼電器動作。（）10.繼電保護裝置的維護工作主要包括定期校驗、清潔和更換老化的元器件。（）三、填空題（請將答案填在橫線上）1.繼電保護裝置應滿足______、______、______、______四個基本要求。2.反應電力系統(tǒng)故障時，故障點電流______，故障點電壓______，系統(tǒng)對地故障時會出現(xiàn)______電流。3.限時過電流保護的動作時間通常比相鄰下一級保護的動作時間______。4.距離保護通常由______、______和______三部分組成。5.變壓器差動保護中，為了防止因______和______引起的不平衡電流導致保護誤動，需要合理選擇差動繼電器的整定值和采用制動特性。6.在單電源輻射形電網(wǎng)中，各級線路保護通常采用______原則來保證選擇性。7.繼電保護裝置的測量元件的作用是將______轉(zhuǎn)換成與故障量成______關系的電信號。8.零序電壓濾過器的作用是______。9.繼電保護裝置的執(zhí)行元件根據(jù)測量元件和邏輯元件的輸出，發(fā)出______信號，操作斷路器分閘。10.繼電保護裝置的校驗方法主要有______和______兩種。四、簡答題1.簡述繼電保護裝置的可靠性、選擇性、靈敏性和速動性分別指的是什么？2.簡述電流速斷保護和限時過電流保護的區(qū)別和適用范圍。3.為什么變壓器差動保護容易受到勵磁涌流和外部故障穿越電流的影響？簡要說明消除這些影響的主要方法。4.簡述距離保護的基本原理及其主要優(yōu)點。5.在電力系統(tǒng)中，為什么需要配置零序保護？簡要說明其作用原理。五、計算題1.有一臺額定電壓為110kV/11kV，連接組別為YNd11的變壓器，其額定容量為10000kVA，短路電壓百分值Uk%=10?，F(xiàn)裝設一套帶時限的過電流保護，已知系統(tǒng)在變壓器低壓側(cè)母線發(fā)生三相短路時的最大短路電流為2000A，正常最大負荷電流為200A。試計算該過電流保護的瞬時動作電流和動作時限（要求瞬時動作電流取計算值的1.2倍，動作時限取0.5s）。2.某電力線路采用LQJ-60型距離保護，整定計算確定第一段保護（電流速斷）的整定阻抗為0.6Ω，第二段保護（限時過電流）的整定阻抗為1.2Ω。當線路末端發(fā)生金屬性短路時，測量阻抗為0.8Ω。試分析該線路的保護將如何動作？（說明各段保護的動作情況）---試卷答案一、選擇題1.C*解析：繼電保護的基本性能是可靠性、選擇性、靈敏性和速動性，經(jīng)濟性不屬于其性能要求。2.D*解析：速動性、可靠性、選擇性、靈敏性都是繼電保護的基本要求，旨在盡快切除故障，減少損失，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少用戶停電時間。3.D*解析：電流速斷保護的保護范圍受系統(tǒng)短路電流水平和保護安裝處到短路點的距離（反映在整定電流大小上）共同決定。4.C*解析：距離保護是根據(jù)故障點到保護安裝點的距離（阻抗）來進行判斷和動作的，是典型的反應故障點距離的保護。5.C*解析：速飽和變流器或差動繼電器具有制動特性，能夠在外部故障穿越電流或勵磁涌流出現(xiàn)時提供制動作用，防止誤動。6.B*解析：單相接地故障時，故障點非故障相電壓會因系統(tǒng)中性點位移而升高，通常升高到線電壓。7.C*解析：電力系統(tǒng)發(fā)生對地故障（如單相接地）時，會出現(xiàn)零序電壓和零序電流。8.B*解析：GL型電流繼電器（感應型電流繼電器）通常用作反應電流增大的過電流保護，具有反時限特性，常用于限時過電流保護。9.C*解析：差動保護利用被保護元件兩側(cè)電流的差值來反映故障，是對稱原理，動作速度快，是發(fā)電機、變壓器等關鍵設備的主保護。10.C*解析：邏輯元件接收測量元件的輸出信號和操作電源，根據(jù)預設邏輯進行判斷，決定是否發(fā)出信號給執(zhí)行元件，實現(xiàn)保護功能的選擇性等。二、判斷題1.正確*解析：保護的選擇性是指保護應只作用于故障元件，保證非故障部分繼續(xù)運行，這是保護的基本要求之一。2.錯誤*解析：保護的靈敏性是指保護對其保護范圍內(nèi)故障的識別能力，通常用保護裝置啟動時流過測量元件的故障電流（或故障量）與啟動值的比值（靈敏系數(shù)）來衡量。題中描述的是返回系數(shù)的定義。3.正確*解析：為了保證保護在正常負荷下不動作，保護裝置的啟動電流（或定值）必須大于正常運行時可能出現(xiàn)的最大負荷電流。4.正確*解析：距離保護通過測量故障點至保護安裝點的阻抗（電壓與電流的比值），并將其與預先整定的阻抗值進行比較，來決定是否動作。5.錯誤*解析：零序電流保護主要用于反映電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障（零序故障）的情況。6.正確*解析：整定是指根據(jù)系統(tǒng)配置和保護要求，計算并設定保護裝置的參數(shù)（如定值、時間、特性等），使其能正確工作。7.錯誤*解析：繼電保護裝置通常采用并聯(lián)運行方式是為了提高可靠性，但直流操作電源系統(tǒng)一般是采用串聯(lián)或單獨配置，以保證操作電源的獨立性和可靠性。題目描述可能針對非直流系統(tǒng)或其他特殊配置，但常規(guī)直流電源非并聯(lián)。8.錯誤*解析：返回系數(shù)是指繼電器在故障切除后，使測量元件電流（或電壓）降至動作值時，線路上實際流過的電流（或電壓）與繼電器動作值的比值。題中描述的是返回電流與動作電流的比值，不完全準確。9.正確*解析：區(qū)外故障時，雖然保護裝置會檢測到不平衡電流（差電流），但設計合理的差動保護應具有足夠的制動能力，使該差電流小于差動繼電器的動作電流，從而防止誤動。10.正確*解析：繼電保護裝置的維護是保證其可靠運行的重要措施，包括定期校驗其性能參數(shù)、清潔內(nèi)部灰塵、檢查接線以及更換老化或損壞的元器件。三、填空題1.可靠性，選擇性，靈敏性，速動性*解析：這是衡量繼電保護性能的四個基本標準。2.增大，降低，零序*解析：故障時，電流增大，電壓降低（特別是故障點）。對地故障會產(chǎn)生零序電流。3.大*解析：為了確保選擇性，下一級保護的動作時間必須大于上一級保護的動作時間。4.測量元件，邏輯元件，執(zhí)行元件*解析：距離保護通常由這三個基本部分組成，分別負責測量、判斷和執(zhí)行操作。5.勵磁涌流，外部故障穿越電流*解析：這是差動保護在區(qū)外故障時可能出現(xiàn)導致誤動的兩種主要不平衡電流。6.延時配合*解析：在單電源輻射形電網(wǎng)中，各級線路保護通常采用時間上的延時配合原則，即下一級保護的動作時間比上一級長，以保證選擇性。7.故障量，正比*解析：測量元件的核心作用是將輸入的故障電流、電壓等物理量（故障量）轉(zhuǎn)換成與該量成正比的電信號，以便后續(xù)處理。8.濾除電網(wǎng)正常運行時出現(xiàn)的零序電壓，只讓故障時的零序電壓通過*解析：零序電壓濾過器的作用是隔離正常零序電壓，使保護只對故障產(chǎn)生的零序電壓起作用。9.分閘（或跳閘）*解析：執(zhí)行元件最終的任務是根據(jù)邏輯判斷結(jié)果，發(fā)出分閘信號操作斷路器，將故障設備從電網(wǎng)中切除。10.型式試驗，現(xiàn)場校驗*解析：繼電保護校驗主要分為在實驗室對新產(chǎn)品或改造設備進行的型式試驗，和在安裝地點對運行中的保護進行的現(xiàn)場校驗。四、簡答題1.簡述繼電保護裝置的可靠性、選擇性、靈敏性和速動性分別指的是什么？*解析：*可靠性：指保護裝置在應該動作時（故障時）能可靠動作，不應該動作時（正常運行或非故障時）能可靠不動作。它是保護最基本的要求。*選擇性：指當系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置應只切除故障部分，不影響非故障部分，盡量減少停電范圍。通常通過正確整定和配合實現(xiàn)。*靈敏性：指保護裝置對其保護范圍內(nèi)故障的識別能力，即能準確檢測到故障時微小的故障量。通常用靈敏系數(shù)來衡量。*速動性：指保護裝置在故障發(fā)生后能盡快動作，切除故障。這可以減少故障造成的設備損壞和系統(tǒng)損失，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。2.簡述電流速斷保護和限時過電流保護的區(qū)別和適用范圍。*解析：*區(qū)別：*電流速斷保護：動作電流按系統(tǒng)最大短路電流整定，動作時間通常為瞬時動作（或極短延時），只反應故障電流是否超過整定值，不考慮故障地點。結(jié)構(gòu)簡單，動作快。*限時過電流保護：動作電流按系統(tǒng)最小短路電流（或正常運行最大負荷電流）整定，具有反時限或定時限特性，動作時間相對較長（例如0.5s、1s等），考慮了故障點位置的影響（通過時間級差實現(xiàn)選擇性）。*適用范圍：*電流速斷保護：通常作為主保護或后備保護的補充，用于短路電流較大的線路或變壓器等，保護范圍受系統(tǒng)最小運行方式下的短路電流限制，可能沒有保護范圍或范圍很小。*限時過電流保護：廣泛用作線路、變壓器等的后備保護，或者作為電流速斷保護的補充，提供更遠距離的保護和后備。3.為什么變壓器差動保護容易受到勵磁涌流和外部故障穿越電流的影響？簡要說明消除這些影響的主要方法。*解析：*影響原因：差動保護基于比較被保護元件兩側(cè)電流的大小和相位。勵磁涌流是在變壓器空載投入電網(wǎng)或外部故障切除后恢復時出現(xiàn)的瞬態(tài)過大電流，其特點是非周期分量含量大、波幅高，且兩側(cè)電流相位不同。外部故障穿越電流是指區(qū)外故障時，通過被保護元件流向故障點的電流，其特點是數(shù)值較大，且在兩側(cè)電流中的大小和相位關系可能與內(nèi)部故障時不同，導致出現(xiàn)不平衡電流。*主要方法：*采用具有制動特性的差動繼電器：利用制動線圈感應的不平衡電流來降低差動繼電器的動作靈敏度，當外部故障時，制動電流增大，有效抑制差動繼電器動作。*利用差動繼電器的速飽和鐵芯：速飽和作用在內(nèi)部故障時減弱，有利于檢測到微小的差電流；在外部故障或勵磁涌流時，鐵芯飽和，制動作用增強，抑制差動繼電器動作。*采用比率制動特性：制動電流和差電流共同決定繼電器的動作，外部故障時制動電流大，差電流相對較小不易動作；內(nèi)部故障時制動電流小，差電流相對較大易動作。*減小差動回路中CT變比誤差和角度誤差：通過精確選配合適的CT變比和接線方式，減小正常運行和區(qū)外故障時的不平衡電流。4.簡述距離保護的基本原理及其主要優(yōu)點。*解析：*基本原理：距離保護利用安裝在保護裝置處的電壓互感器和電流互感器，測量故障點至保護安裝點的線路阻抗（電壓與電流的比值，即測量阻抗），并將其與預先根據(jù)線路參數(shù)和運行方式整定的整定阻抗值進行比較。當測量阻抗落在整定阻抗所限定的區(qū)域（通常是一個圓或梯形）內(nèi)時，表明故障發(fā)生在保護范圍內(nèi)，保護裝置動作；否則，不動作。*主要優(yōu)點：*保護范圍明確：保護范圍與故障點到保護安裝點的距離成正比，可通過整定準確控制。*具有方向性：利用線路的阻抗特性，距離保護具有明確的方向性，能防止區(qū)外故障時誤動。*動作時限與距離成正比：保護距離越長，動作時限越長，且各級保護之間容易實現(xiàn)時間上的配合，提高了選擇性。*能反映故障類型（一定程度上）：通過測量阻抗的大小和特性，可以大致判斷故障類型（如短路、接地等）。5.在電力系統(tǒng)中，為什么需要配置零序保護？簡要說明其作用原理。*解析：*需要原因：電力系統(tǒng)中最常見的故障是單相接地故障，此時會出現(xiàn)零序電流和零序電壓。零序保護能夠快速、有選擇性地切除單相接地故障，限制故障點電弧和過電壓，保障人身和設備安全，提高供電可靠性。如果不配置零序保護，單相接地故障將導致非故障相電壓升高，可能損壞設備絕緣，并可能引發(fā)相間短路，擴大事故。*作用原理：零序保護主要通過測量線路或設備接地故障時產(chǎn)生的零序電流或零序電壓來工作。例如，零序電流保護（零序電流互感器或零序濾過器測量）在檢測到零序電流達到整定值時動作；零序電壓保護測量故障點引起的零序電壓升高，當零序電壓達到整定值時動作。保護的動作信號通常驅(qū)動斷路器分閘，有時也用于發(fā)出信號或解鎖重合閘裝置。五、計算題1.有一臺額定電壓為110kV/11kV，連接組別為YNd11的變壓器，其額定容量為10000kVA，短路電壓百分值Uk%=10。現(xiàn)裝設一套帶時限的過電流保護，已知系統(tǒng)在變壓器低壓側(cè)母線發(fā)生三相短路時的最大短路電流為2000A，正常最大負荷電流為200A。試計算該過電流保護的瞬時動作電流和動作時限（要求瞬時動作電流取計算值的1.2倍，動作時限取0.5s）。*解析：*計算低壓側(cè)額定電流：S_n=10000kVA,U_n2=11kV=>I_n2=S_n/(1.732*U_n2)=10000*1000/(1.