2025年高壓電工（高壓繼電保護(hù)原理）試題匯編與答案解析一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.高壓線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)中，引起不平衡電流的主要原因不包括（）。A.電流互感器變比誤差B.保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間差異C.變壓器勵(lì)磁涌流（僅針對(duì)主變保護(hù)）D.線路分布電容電流答案：B解析：縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流主要來(lái)源于電流互感器（TA）的變比誤差、勵(lì)磁特性差異、變壓器勵(lì)磁涌流（主變保護(hù)場(chǎng)景）及線路分布電容電流（長(zhǎng)線路場(chǎng)景）。保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間差異是保護(hù)動(dòng)作時(shí)序問(wèn)題，不直接產(chǎn)生不平衡電流，因此選B。2.某110kV線路配置三段式距離保護(hù)，其中Ⅰ段的保護(hù)范圍通常為（）。A.線路全長(zhǎng)的80%-85%B.線路全長(zhǎng)的100%C.下一段線路全長(zhǎng)的30%-40%D.本線路全長(zhǎng)+下一段線路的10%答案：A解析：距離保護(hù)Ⅰ段為無(wú)時(shí)限速動(dòng)段，為避免出口短路時(shí)TA飽和導(dǎo)致測(cè)量阻抗誤差，其整定范圍通常取線路全長(zhǎng)的80%-85%，確保區(qū)內(nèi)故障快速切除，區(qū)外故障不動(dòng)作，因此選A。3.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流的大小主要取決于（）。A.系統(tǒng)運(yùn)行方式B.故障點(diǎn)過(guò)渡電阻C.變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量D.線路長(zhǎng)度答案：C解析：零序網(wǎng)絡(luò)的阻抗由中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗決定，接地變壓器數(shù)量越多，零序阻抗越小，零序電流越大。系統(tǒng)運(yùn)行方式影響正序阻抗，過(guò)渡電阻主要影響故障電流大小但不改變零序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，線路長(zhǎng)度影響正序阻抗，因此選C。4.高頻保護(hù)中，閉鎖式保護(hù)的基本原理是（）。A.區(qū)外故障時(shí)兩側(cè)發(fā)送閉鎖信號(hào)，區(qū)內(nèi)故障時(shí)停發(fā)信號(hào)B.區(qū)內(nèi)故障時(shí)兩側(cè)發(fā)送允許信號(hào)，區(qū)外故障時(shí)停發(fā)信號(hào)C.兩側(cè)同時(shí)發(fā)送高頻信號(hào)，比較相位關(guān)系D.單側(cè)發(fā)送信號(hào)，對(duì)側(cè)接收后判斷故障方向答案：A解析：閉鎖式高頻保護(hù)的核心是“區(qū)外故障時(shí)近故障側(cè)保護(hù)啟動(dòng)并向?qū)?cè)發(fā)送閉鎖信號(hào)，兩側(cè)均收到閉鎖信號(hào)則不跳閘；區(qū)內(nèi)故障時(shí)兩側(cè)保護(hù)均啟動(dòng)，但故障點(diǎn)將高頻信號(hào)短路，兩側(cè)收不到閉鎖信號(hào)，保護(hù)跳閘”。允許式保護(hù)則是區(qū)內(nèi)故障時(shí)發(fā)送允許信號(hào)，因此選A。5.變壓器瓦斯保護(hù)不能反映的故障是（）。A.繞組匝間短路B.鐵芯局部過(guò)熱C.套管閃絡(luò)接地D.油面降低答案：C解析：瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器內(nèi)部油、氣變化的非電量保護(hù)，可反映繞組匝間短路（產(chǎn)生氣體）、鐵芯過(guò)熱（分解油氣）、油面降低（輕瓦斯動(dòng)作）。套管閃絡(luò)屬于變壓器外部故障，瓦斯保護(hù)不反應(yīng)，需靠縱差或電流保護(hù)動(dòng)作，因此選C。6.校驗(yàn)距離保護(hù)Ⅲ段的靈敏性時(shí)，應(yīng)使用（）。A.最小運(yùn)行方式下本線路末端短路B.最大運(yùn)行方式下本線路末端短路C.最小運(yùn)行方式下相鄰線路末端短路D.最大運(yùn)行方式下相鄰線路末端短路答案：C解析：距離保護(hù)Ⅲ段作為本線路近后備和相鄰線路遠(yuǎn)后備，其靈敏性校驗(yàn)需考慮最不利情況（最小運(yùn)行方式，系統(tǒng)阻抗最大，故障電流最?。┫孪噜従€路末端短路，此時(shí)測(cè)量阻抗最大，校驗(yàn)是否滿足靈敏系數(shù)要求，因此選C。7.某10kV母線配置限時(shí)電流速斷保護(hù)，其動(dòng)作電流整定時(shí)需與（）配合。A.本線路電流速斷保護(hù)B.下一段線路電流速斷保護(hù)C.下一段線路限時(shí)電流速斷保護(hù)D.下一段線路過(guò)電流保護(hù)答案：B解析：限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流需與下一段線路的電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流配合（乘以可靠系數(shù)），以保證選擇性，動(dòng)作時(shí)間一般比下一段速斷大一個(gè)時(shí)間級(jí)差（0.3-0.5s），因此選B。8.微機(jī)型保護(hù)裝置采樣頻率選擇的主要依據(jù)是（）。A.系統(tǒng)頻率B.故障信號(hào)中最高次諧波頻率C.保護(hù)算法精度要求D.裝置硬件處理能力答案：C解析：采樣頻率需滿足Nyquist定理（大于信號(hào)最高頻率的2倍），但微機(jī)型保護(hù)通常根據(jù)算法需求選擇。例如，全周傅氏算法需每周波采樣12點(diǎn)（50Hz系統(tǒng)采樣頻率600Hz），以保證基波提取精度，因此選C。9.母線差動(dòng)保護(hù)中，“大差”與“小差”的主要區(qū)別是（）。A.大差用于判斷母線區(qū)內(nèi)外故障，小差用于判斷哪條支路故障B.大差動(dòng)作電流大，小差動(dòng)作電流小C.大差不考慮母聯(lián)電流，小差考慮母聯(lián)電流D.大差是后備保護(hù)，小差是主保護(hù)答案：A解析：母線大差（總差動(dòng)）是所有連接元件電流的矢量和，用于區(qū)分母線區(qū)內(nèi)（差流大）與區(qū)外（差流為不平衡電流）故障；小差（分差動(dòng)）是某條母線（雙母線接線）所連接元件的電流矢量和，用于確定故障所在母線，因此選A。10.發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)中，采用異步邊界阻抗圓的主要原因是（）。A.反映發(fā)電機(jī)從失磁到異步運(yùn)行的阻抗變化特性B.避免系統(tǒng)振蕩時(shí)誤動(dòng)C.提高保護(hù)靈敏度D.簡(jiǎn)化保護(hù)邏輯答案：A解析：發(fā)電機(jī)失磁后，機(jī)端測(cè)量阻抗會(huì)從感性區(qū)域（正常運(yùn)行）向容性區(qū)域移動(dòng)，最終進(jìn)入異步運(yùn)行區(qū)。異步邊界阻抗圓的形狀（如靜穩(wěn)邊界圓、異步邊界圓）根據(jù)發(fā)電機(jī)失磁后的阻抗軌跡設(shè)計(jì)，能準(zhǔn)確捕捉失磁過(guò)程，因此選A。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.影響零序電流保護(hù)靈敏性的因素包括（）。A.變壓器中性點(diǎn)接地方式B.故障點(diǎn)過(guò)渡電阻C.系統(tǒng)運(yùn)行方式D.線路零序阻抗答案：ABCD解析：中性點(diǎn)接地方式?jīng)Q定零序網(wǎng)絡(luò)是否構(gòu)成（不接地則無(wú)零序電流）；過(guò)渡電阻會(huì)減小零序電流（如經(jīng)高阻接地）；系統(tǒng)運(yùn)行方式影響正序阻抗，但零序網(wǎng)絡(luò)阻抗由接地變壓器決定，運(yùn)行方式變化可能改變接地變壓器數(shù)量（如變壓器檢修）；線路零序阻抗越大，零序電流越小，因此全選。2.微機(jī)型保護(hù)裝置的抗干擾措施包括（）。A.輸入/輸出回路光電隔離B.裝置外殼接地C.采用屏蔽電纜D.軟件設(shè)置防抖邏輯答案：ABCD解析：光電隔離可阻斷外部強(qiáng)電干擾進(jìn)入弱電回路；外殼接地提供等電位屏蔽；屏蔽電纜減少電磁耦合；軟件防抖（如延時(shí)確認(rèn)）避免瞬時(shí)干擾誤動(dòng)，因此全選。3.變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)需要考慮的不平衡電流包括（）。A.穩(wěn)態(tài)情況下TA變比誤差B.變壓器分接頭調(diào)整引起的電流差C.勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的差流D.外部短路時(shí)TA飽和引起的差流答案：ABCD解析：穩(wěn)態(tài)TA誤差（變比、勵(lì)磁特性差異）、分接頭調(diào)整（改變變比）、勵(lì)磁涌流（空載合閘時(shí)單側(cè)大電流）、外部短路TA飽和（二次電流畸變）均會(huì)產(chǎn)生不平衡電流，因此全選。4.線路縱聯(lián)保護(hù)的通道類(lèi)型包括（）。A.電力線載波（高頻）通道B.光纖通道C.微波通道D.導(dǎo)引線通道答案：ABCD解析：縱聯(lián)保護(hù)通道需傳輸兩側(cè)電氣量或邏輯信號(hào)，常用類(lèi)型有高頻（載波）、光纖（數(shù)字式）、微波（無(wú)線）、導(dǎo)引線（直接電纜連接，用于短線路），因此全選。5.過(guò)電流保護(hù)的缺點(diǎn)包括（）。A.動(dòng)作時(shí)間隨運(yùn)行方式變化B.遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏性可能不足C.不能保護(hù)線路全長(zhǎng)D.受系統(tǒng)振蕩影響大答案：AB解析：過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按階梯原則整定，運(yùn)行方式變化（如系統(tǒng)阻抗增大）會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作時(shí)間延長(zhǎng)；當(dāng)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下相鄰線路末端短路電流小于保護(hù)動(dòng)作電流時(shí)，遠(yuǎn)后備靈敏性不足。過(guò)電流保護(hù)可保護(hù)線路全長(zhǎng)（Ⅲ段），系統(tǒng)振蕩時(shí)電流增大但過(guò)流保護(hù)可通過(guò)延時(shí)躲過(guò)，因此選AB。三、判斷題（每題2分，共10分）1.高頻保護(hù)屬于主保護(hù)，不能作為后備保護(hù)。（）答案：√解析：高頻保護(hù)利用通道傳輸兩側(cè)故障信息，可快速切除全線故障，是主保護(hù)；其不具備后備保護(hù)功能（無(wú)法保護(hù)相鄰線路），因此正確。2.零序電流保護(hù)在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中也能正確動(dòng)作。（）答案：×解析：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，零序電流僅為非故障線路的電容電流，數(shù)值小且方向與故障線路相反，零序保護(hù)無(wú)法可靠區(qū)分故障線路，因此錯(cuò)誤。3.距離保護(hù)Ⅰ段的動(dòng)作時(shí)間為0s，因此不需要考慮與其他保護(hù)的配合。（）答案：×解析：距離Ⅰ段雖無(wú)延時(shí)，但需通過(guò)整定范圍（80%-85%線路全長(zhǎng)）與相鄰線路保護(hù)配合，避免區(qū)外故障時(shí)誤動(dòng)，因此錯(cuò)誤。4.變壓器瓦斯保護(hù)的出口應(yīng)同時(shí)跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。（）答案：√解析：瓦斯保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障，需立即斷開(kāi)所有電源側(cè)斷路器，防止故障擴(kuò)大，因此正確。5.微機(jī)型保護(hù)裝置的“采樣中斷”是指裝置停止采樣處理故障。（）答案：×解析：采樣中斷是CPU按固定周期（如每周波12點(diǎn)）暫停當(dāng)前任務(wù)，采集模擬量的過(guò)程，屬于正常工作流程，并非故障停機(jī)，因此錯(cuò)誤。四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理及動(dòng)作判據(jù)。答：縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)通過(guò)比較被保護(hù)設(shè)備（線路、變壓器等）兩側(cè)電流的大小和相位來(lái)判斷故障。正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)，流入與流出電流矢量和為0（差流約為不平衡電流）；區(qū)內(nèi)故障時(shí)，故障電流從一側(cè)流入、另一側(cè)流出（或兩側(cè)均為流入，如變壓器內(nèi)部故障），差流等于故障電流。動(dòng)作判據(jù)通常為：差流大于啟動(dòng)電流（Icd>Idz），且滿足制動(dòng)條件（如比率制動(dòng)特性，Icd>KIzd，K為制動(dòng)系數(shù)，Izd為制動(dòng)電流）。2.說(shuō)明零序電流保護(hù)的特點(diǎn)及適用場(chǎng)景。答：特點(diǎn)：①零序電流僅在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中存在；②零序電流大小與接地變壓器數(shù)量相關(guān)；③零序阻抗大（線路零序阻抗約為正序的3-5倍），零序電流受過(guò)渡電阻影響小；④零序保護(hù)動(dòng)作時(shí)間短（與故障點(diǎn)位置無(wú)關(guān)）。適用場(chǎng)景：110kV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的線路接地保護(hù)，作為相間保護(hù)的補(bǔ)充；也可用于小電流接地系統(tǒng)的接地選線（通過(guò)零序功率方向）。3.微機(jī)型保護(hù)裝置中，“電壓斷線閉鎖”的作用及實(shí)現(xiàn)方法。答：作用：防止電壓互感器（TV）二次斷線時(shí)，距離保護(hù)、低電壓保護(hù)等因失去電壓而誤動(dòng)（如距離保護(hù)測(cè)量阻抗Z=U/I，TV斷線時(shí)U=0，Z=0，可能誤判為短路）。實(shí)現(xiàn)方法：①檢測(cè)TV二次電壓是否低于整定值（如0.3Un）；②檢查三相電壓是否平衡（負(fù)序或零序電壓超過(guò)門(mén)檻）；③若判為T(mén)V斷線，閉鎖距離保護(hù)、低電壓保護(hù)等，并發(fā)出告警信號(hào)；部分裝置允許零序電流保護(hù)繼續(xù)運(yùn)行（不依賴(lài)電壓）。4.變壓器勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)及差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)對(duì)措施。答：特點(diǎn)：①波形偏于時(shí)間軸一側(cè)（有很大直流分量）；②包含大量二次諧波（含量>15%）；③波形存在間斷角（約60°-120°）；④涌流大小可達(dá)額定電流的6-8倍。應(yīng)對(duì)措施：①二次諧波制動(dòng)（差流中二次諧波含量超過(guò)定值時(shí)閉鎖差動(dòng)）；②間斷角鑒別（檢測(cè)差流波形是否存在間斷角，存在則閉鎖）；③速飽和變流器（抑制直流分量，避免TA飽和）；④磁通制動(dòng)（利用變壓器鐵芯磁通特性區(qū)分勵(lì)磁涌流與故障電流）。5.簡(jiǎn)述線路高頻閉鎖方向保護(hù)的動(dòng)作邏輯。答：邏輯如下：①兩側(cè)保護(hù)分別判斷故障方向（正方向或反方向）；②區(qū)外故障時(shí)，近故障側(cè)保護(hù)判斷為正方向，啟動(dòng)發(fā)信機(jī)向?qū)?cè)發(fā)送閉鎖信號(hào)；遠(yuǎn)故障側(cè)判斷為反方向，不發(fā)信但接收閉鎖信號(hào)；兩側(cè)均收到閉鎖信號(hào)則不跳閘。③區(qū)內(nèi)故障時(shí)，兩側(cè)保護(hù)均判斷為正方向，啟動(dòng)發(fā)信但故障點(diǎn)將高頻信號(hào)短路（或兩側(cè)同時(shí)停信），兩側(cè)收不到閉鎖信號(hào)，保護(hù)跳閘。五、計(jì)算題（每題8分，共16分）1.某110kV線路，最大負(fù)荷電流IL.max=400A，TA變比nTA=600/5，可靠系數(shù)Kk=1.2，返回系數(shù)Kh=0.85，求過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流及二次動(dòng)作值。解：一次動(dòng)作電流Idz=Kk×IL.max/Kh=1.2×400/0.85≈564.7A二次動(dòng)作值Idz.2=Idz/nTA=564.7/(600/5)=564.7×5/600≈4.71A答：動(dòng)作電流一次值約為565A，二次值約為4.71A。2.某10kV變壓器（Y,d11接線），容量S=10MVA，變比10.5/0.4kV，高壓側(cè)TA變比400/5，低壓側(cè)TA變比2000/5，計(jì)算縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的平衡系數(shù)（以高壓側(cè)為基準(zhǔn)）。解：高壓側(cè)額定電流Ih=S/(√3×Uh)=10×103/(√3×10.5)≈549.9A低壓側(cè)額定電流Il=S/(√3×Ul)=10×103/(√3×0.4)≈14434A高壓側(cè)二次電流Ih.2=Ih/nTA.h=549.9/(400/5)=549.9×5/400≈6.87A低壓側(cè)二次電流Il.2=Il/nTA.l=14434/(2000/5)=14434×5/2000≈36.09A平衡系數(shù)Kph=Ih.2/Il.2=6.87/36.09≈0.19（或取0.2）答：平衡系數(shù)約為0.2（實(shí)際中需根據(jù)裝置精度取整）。六、案例分析題（共9分）某110kV線路配置光纖縱差保護(hù)和三段式距離保護(hù)，某日發(fā)生A相接地故障，故障點(diǎn)距保護(hù)安裝處5km（線路全長(zhǎng)30km，正序阻抗0.4Ω/km）。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：①光纖縱差保護(hù)動(dòng)作跳閘；②距離Ⅰ段未動(dòng)作；③距離Ⅱ段動(dòng)作跳閘（動(dòng)作時(shí)間0.5s）。問(wèn)題：1.分析光纖縱差保護(hù)動(dòng)作的原因。2.距離Ⅰ段未動(dòng)作的可能原因。3.距離Ⅱ段動(dòng)作是否合理？答：1.光纖縱差保護(hù)比較兩側(cè)電流矢量和，區(qū)內(nèi)故障時(shí)差流等于