2025年注冊電氣工程師考試試題匯編：電力系統(tǒng)保護與自動化專項訓練考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（下列選項中，只有一項符合題意）1.在電力系統(tǒng)中，發(fā)生短路故障時，通常要求繼電保護裝置具有速動性，其主要目的是（）。A.減少系統(tǒng)電壓損失B.限制短路電流的幅值C.盡快切除故障，減少故障持續(xù)時間及其危害D.提高發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性2.電力系統(tǒng)中，限時電流速斷保護通常采用（）作為其動作判據(jù)。A.整個線路的短路電流B.本線路近端短路時的最大短路電流C.本線路遠端短路時的最小短路電流D.變壓器后短路時的短路電流3.在電力系統(tǒng)中，對于中性點不接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時，非故障相的電壓會（）。A.等于零B.略有升高，但不超過線電壓C.升高到線電壓D.保持不變4.反時限過電流繼電器（如GL型）的整定時間通常與（）成正比。A.流過繼電器的電流大小B.繼電器線圈匝數(shù)C.流過繼電器的電流平方D.繼電器返回系數(shù)5.距離保護是利用（）的阻抗大小來反映故障點到保護安裝處的距離。A.負荷阻抗B.故障回路總阻抗C.保護安裝處母線電壓與流過保護裝置的電流之比D.電源內(nèi)阻抗6.電力系統(tǒng)中，自動重合閘裝置通常應具備（）的功能。A.在任何故障或異常情況下都進行重合B.僅在特定類型的故障（如瞬時性故障）后進行重合C.無條件地防止斷路器拒動D.自動調(diào)整系統(tǒng)電壓7.在電力系統(tǒng)中，電壓自動調(diào)節(jié)裝置（AVC）的主要目的是（）。A.快速切除電壓異常B.穩(wěn)定系統(tǒng)頻率C.維持系統(tǒng)電壓在允許范圍內(nèi)D.自動投入備用電源8.變電站自動化系統(tǒng)（SA）的核心功能通常不包括（）。A.數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視B.故障錄波與分析C.負荷預測與控制D.詳細的設備維護計劃制定9.電力系統(tǒng)中的備用電源自動投入（ATS）裝置，其主要作用是在（）的情況下，自動將失電負荷切換到備用電源上。A.正常運行方式B.系統(tǒng)進行計劃檢修C.主電源故障或中斷D.系統(tǒng)頻率異常10.繼電保護裝置的“選擇性”要求是指（）。A.保護裝置在故障時能快速動作B.保護裝置在正常運行或非故障情況下不應誤動C.保護裝置應只將故障元件或線路切除，不影響系統(tǒng)其他部分D.保護裝置的靈敏度越高越好11.架空輸電線路發(fā)生相間短路時，故障點的短路電流主要由（）決定。A.系統(tǒng)電源的容量B.線路本身的電阻C.變壓器的阻抗D.短路點到電源之間的總阻抗12.零序電流保護主要用于（）的保護。A.相間短路B.三相短路C.單相接地故障D.斷線故障13.電流方向保護中的方向元件，其作用是（）。A.判斷故障是發(fā)生在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外B.判斷短路電流的大小C.判斷故障電流的方向，確保保護的選擇性D.防止保護誤動14.在繼電保護中，返回系數(shù)是指（）的比值。A.線圈啟動電流與制動電流B.線圈制動電流與啟動電流C.線圈實際作用于跳閘的電流與使其動作的電流D.線圈實際作用于跳閘的電壓與使其動作的電壓15.對于110kV輸電線路，其距離保護的整定通常需要考慮（）等參數(shù)。A.線路長度、電壓等級、系統(tǒng)阻抗B.繼電器型號、線圈匝數(shù)、電源電壓C.保護屏尺寸、設備重量、安裝地點D.操作人員數(shù)量、巡檢周期、環(huán)境溫度二、多項選擇題（下列選項中，至少有兩項符合題意）1.繼電保護裝置的基本要求包括（）。A.選擇性B.速動性C.靈敏性D.可靠性E.經(jīng)濟性2.電力系統(tǒng)中，可能導致保護裝置誤動的因素包括（）。A.負荷的沖擊或波動B.保護裝置本身的缺陷C.操作引起的暫時性故障D.系統(tǒng)發(fā)生區(qū)外故障時，保護誤判為區(qū)內(nèi)故障E.運行人員誤操作3.距離保護通常采用方向元件，其目的是（）。A.提高保護的可靠性B.防止保護在區(qū)外故障時誤動C.提高保護的靈敏性D.區(qū)分不同線路的保護E.減少保護的動作時間4.電力系統(tǒng)中的自動裝置按其功能可分為（）等。A.繼電保護裝置B.自動重合閘裝置C.備用電源自動投入裝置D.按頻率減負荷裝置E.變電站自動化系統(tǒng)5.構(gòu)成電力系統(tǒng)繼電保護裝置的二次回路通常包括（）。A.測量回路B.邏輯回路C.執(zhí)行回路D.操作電源回路E.信號回路6.影響距離保護測量元件正確工作的因素可能包括（）。A.系統(tǒng)運行方式的變化B.線路對地電容的影響C.測量元件本身的精度D.故障類型（如單相接地）E.電流互感器和電壓互感器的飽和7.變電站自動化系統(tǒng)（SA）的主要優(yōu)點包括（）。A.提高運行管理效率B.增強系統(tǒng)的安全可靠性C.實現(xiàn)無人或少人值守D.提供詳細的故障信息E.降低電力系統(tǒng)的有功損耗8.備用電源自動投入（ATS）裝置在投入前需要檢查的條件通常包括（）。A.備用電源是否正常B.是否有越限或異常信號C.轉(zhuǎn)換操作是否滿足安全要求D.主要設備是否處于允許投入狀態(tài)E.主電源是否已完全切除三、簡答題1.簡述電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，對繼電保護裝置的基本要求，并說明各要求的意義。2.解釋什么是保護裝置的“選擇性”，并簡述實現(xiàn)選擇性的基本原則。3.簡述電流保護、電壓保護、距離保護這三種主要保護方式的基本原理和適用范圍。4.說明電力系統(tǒng)中設置限時電流速斷保護和零序電流保護的目的和作用。5.什么是自動重合閘裝置？試述其作用以及在哪些情況下不應使用自動重合閘。四、計算題1.某輸電線路采用定時限過電流保護，線路正常運行時流過保護裝置的電流為Iop=100A。已知系統(tǒng)允許的故障切除時間為t_r=1.5s。若線路末端發(fā)生三相短路時，流過保護裝置的短路電流為I_k=2000A。試計算定時限過電流保護的整定電流I_set和動作時限t_set（假設繼電器返回系數(shù)K_r=0.85，動作系數(shù)K_op=1.2）。2.有一臺降壓變壓器，其一次側(cè)電壓為110kV，二次側(cè)電壓為11kV，變比為10。在一次側(cè)裝設距離保護，要求保護范圍覆蓋本線路全長的80%。已知系統(tǒng)在保護安裝處測量端到線路末端的總阻抗Z_total=0.1+j0.3Ω，系統(tǒng)電源頻率f=50Hz。試計算該距離保護測量元件的整定阻抗，并簡述校驗靈敏度的方法（假設線路單位長度阻抗Z_0=0.4+j0.12Ω）。---試卷答案一、單項選擇題1.C2.C3.B4.A5.C6.B7.C8.D9.C10.C11.D12.C13.C14.C15.A二、多項選擇題1.A,B,C,D2.A,B,C,D,E3.B,D4.B,C,D,E5.A,B,C,D,E6.A,B,D,E7.A,B,C,D8.A,B,C,D三、簡答題1.答案：*選擇性：指保護裝置應只將故障元件或線路切除，不影響系統(tǒng)其他部分。意義在于縮小故障影響范圍，保證非故障部分安全運行。*速動性：指保護裝置應盡快切除故障。意義在于減少故障持續(xù)時間，降低設備損壞程度，減少對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響。*靈敏性：指保護裝置對其保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常工作狀態(tài)反應足夠靈敏。意義在于保證在各種故障情況下（如最小短路電流），保護裝置都能可靠動作。*可靠性：指保護裝置應在其規(guī)定的使用條件下，能正確動作，而不誤動或拒動。意義在于確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，避免因保護誤動導致事故擴大，或因保護拒動造成事故擴大。2.答案：選擇性是指保護裝置在發(fā)生故障時，能只將故障元件或線路切除，而相鄰的保護區(qū)及非故障元件或線路保持正常運行。實現(xiàn)選擇性的基本原則是：*逐級原則：靠近故障點的保護應先動作，距離故障點較遠的保護應后動或不應動。*配合原則：相鄰保護之間應滿足動作時限的配合（如階梯原則）或動作電壓/電流的配合（如方向性保護）。*利用系統(tǒng)運行方式：利用系統(tǒng)運行方式的變化（如網(wǎng)絡拓撲變化）來實現(xiàn)選擇性。3.答案：*電流保護：基本原理是利用故障時電流顯著增大的特點來啟動。當流過保護裝置的電流大于整定值時，保護動作。適用于各種電壓等級的線路和設備，作為主保護或后備保護，但易受系統(tǒng)運行方式影響，可能需要裝設時限，且對負荷電流、區(qū)外故障過電流可能誤動。*電壓保護：基本原理是利用故障時電壓顯著降低（如失壓保護）或升高（如過壓保護）的特點來啟動。適用于特定場合，如失壓保護用于防止在失去電壓時繼續(xù)送電，過壓保護用于保護設備免受過電壓損壞。通常作為輔助保護或后備保護。*距離保護：基本原理是測量故障點到保護安裝處的電氣距離（阻抗），并與整定阻抗進行比較。當測量阻抗小于整定阻抗時，保護動作。適用于較長距離的輸電線路，能同時反映故障距離和故障方向，具有明確的動作邊界，靈敏度和選擇性較好。4.答案：*限時電流速斷保護：目的是在保證選擇性的前提下，盡快切除瞬時性或暫時性故障（如線路末端短路）。作用是縮短故障持續(xù)時間，減輕短路電流對設備和線路的沖擊，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。通常作為距離保護或零序保護的后備，或用于系統(tǒng)振蕩的閉鎖。*零序電流保護：主要目的是用于電力系統(tǒng)中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，檢測到非故障相流過較大的零序電流，從而快速切除故障，防止發(fā)展成相間短路或系統(tǒng)崩潰，并保障人身和設備安全。零序電流保護通常作為接地故障的主保護。5.答案：自動重合閘裝置（ARU）是一種自動裝置，在電力線路因故障（通常是瞬時性故障）跳閘后，經(jīng)過一段預定時間自動將斷開的斷路器重新合閘。其作用是：*提高供電可靠性：對于大多數(shù)瞬時性故障（如雷擊、小動物干擾、線路輕微碰觸等），故障點會自行消除，重合閘成功后可恢復供電，減少停電時間。*減少線路跳閘次數(shù)：在某些允許的情況下，減少因同一故障多次跳閘對設備和系統(tǒng)造成的影響。不應使用自動重合閘的情況包括：*系統(tǒng)發(fā)生持續(xù)性故障時：如嚴重相間短路、單相接地故障嚴重導致弧光持續(xù)、系統(tǒng)頻率或電壓嚴重偏離正常范圍等，重合閘可能使系統(tǒng)進一步惡化或擴大事故。*有反送電可能時：如線路一側(cè)停電檢修，另一側(cè)無電，但存在通過重合閘向停電側(cè)反送電的危險。*特殊運行方式下：如系統(tǒng)處于穩(wěn)定極限附近運行、正在進行負荷轉(zhuǎn)移或調(diào)整等。四、計算題1.答案：*整定電流計算：I_set=I_op/(K_r*K_op)I_set=100A/(0.85*1.2)I_set≈97.65A取I_set=98A(通常取整數(shù)或有標準整定值)*動作時限計算：保護動作時限t_set=t_r+Δt其中Δt為繼電器固有動作時間，通常取0.1s或0.5s，題目未給出，假設Δt=0.1s(或其他標準值)。t_set=1.5s+0.1s=1.6s取t_set=1.6s(或根據(jù)標準取值)*答：整定電流取98A，動作時限取1.6s。2.答案：*計算線路單位長度阻抗：Z_0=0.4+j0.12Ω/km*計算保護安裝處到線路末端的線路阻抗：L=100km*80%=80kmZ_line=Z_0*L=(0.4+j0.12)*80=32+j9.6Ω*計算系統(tǒng)總阻抗（從保護安裝點到線路末端）：Z_total=0.1+j0.3Ω(題目已給出)*計算保護安裝處系統(tǒng)等效阻抗：由于Z_total是從安裝點到末端的總阻抗，而Z_line是末端到安裝點的阻抗，計算安裝點看入的阻抗Z_eq需要理解題意。通常距離保護整定是按線路末端短路計算。假設題目意圖是要求計算覆蓋80%線路的保護整定阻抗，即