2025年電力系統(tǒng)《繼電保護(hù)》測(cè)試考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共10分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)是（）。A.發(fā)電機(jī)并網(wǎng)B.改善電能質(zhì)量C.自動(dòng)調(diào)節(jié)功率D.切除故障或發(fā)出信號(hào)，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行2.下列哪種繼電器是利用電磁感應(yīng)原理構(gòu)成的？（）A.中間繼電器B.時(shí)間繼電器C.信號(hào)繼電器D.功率方向繼電器3.對(duì)于輸電線路相間短路的電流保護(hù)，為了保證選擇性，相鄰線路保護(hù)之間通常采用什么原則實(shí)現(xiàn)時(shí)限配合？（）A.越前原則B.滯后原則C.同步原則D.任意原則4.距離保護(hù)的整定計(jì)算中，為了保證近端故障時(shí)保護(hù)不誤動(dòng)，其動(dòng)作電壓通常按躲過(guò)什么電壓來(lái)整定？（）A.線路末端正常運(yùn)行時(shí)的最低電壓B.線路首端正常運(yùn)行時(shí)的最高電壓C.線路最大故障時(shí)的最低電壓D.保護(hù)安裝處母線的最高電壓5.在電力系統(tǒng)中，對(duì)于輸電線路內(nèi)部故障，能快速、有選擇性地切除故障的是（）。A.電流保護(hù)B.電壓保護(hù)C.差動(dòng)保護(hù)D.方向保護(hù)二、判斷題（每題2分，共10分。請(qǐng)將正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）1.繼電保護(hù)的“四性”是指選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可靠性。（）2.反時(shí)限電流繼電器在電流增大時(shí)動(dòng)作時(shí)限縮短。（）3.電力線路的距離保護(hù)在區(qū)外故障時(shí)也會(huì)動(dòng)作。（）4.母線保護(hù)通常采用差動(dòng)保護(hù)原理。（）5.繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作電流必須按躲過(guò)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流來(lái)整定。（）三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述繼電保護(hù)裝置的“選擇性”原則及其意義。2.簡(jiǎn)述電流保護(hù)在什么情況下可能發(fā)生“死區(qū)”現(xiàn)象，如何減小死區(qū)范圍？3.簡(jiǎn)述電力線路距離保護(hù)與電流保護(hù)相比有哪些主要優(yōu)點(diǎn)？4.差動(dòng)保護(hù)的基本原理是什么？它主要適用于哪些電力設(shè)備？四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某輸電線路采用定時(shí)限電流保護(hù)。已知線路正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流為300A，繼電保護(hù)安裝處母線最低運(yùn)行電壓為0.7Ue（Ue為額定電壓）。要求保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為1.5s。若采用DL-10型電流繼電器，其整定電流應(yīng)如何整定？請(qǐng)寫出計(jì)算過(guò)程。2.某輸電線路AB長(zhǎng)100km，采用三段式電流保護(hù)。已知線路AB單位長(zhǎng)度阻抗為0.4Ω/km，末端BC線路長(zhǎng)度為50km，單位長(zhǎng)度阻抗為0.3Ω/km。若AB線路末端K1點(diǎn)發(fā)生短路，流過(guò)保護(hù)安裝點(diǎn)的短路電流為2000A。試分析AB線路保護(hù)1和BC線路保護(hù)2的動(dòng)作行為（是否動(dòng)作，說(shuō)明理由）。（假設(shè)兩保護(hù)均按躲過(guò)線路末端最大短路電流整定，且限時(shí)特性相同）五、分析題（每題15分，共30分）1.簡(jiǎn)述電流互感器（CT）飽和對(duì)差動(dòng)保護(hù)可能產(chǎn)生的影響，并說(shuō)明如何防止或減輕其影響。2.假設(shè)某發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路發(fā)生一點(diǎn)接地故障，簡(jiǎn)要分析可能出現(xiàn)的現(xiàn)象和保護(hù)裝置的動(dòng)作情況（可能有哪些保護(hù)動(dòng)作或發(fā)出信號(hào)？）。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.A4.A5.C二、判斷題1.√2.√3.×4.√5.×三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：首先定義選擇性，即在發(fā)生故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)的保護(hù)優(yōu)先動(dòng)作，切除故障，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。其次說(shuō)明其意義，即保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定，減少停電范圍和經(jīng)濟(jì)損失。答案：選擇性是指當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠正確地、有選擇性地切除故障，使停電范圍盡可能小，保證非故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行。其意義在于最大限度地保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，減少故障帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。2.解析思路：解釋什么是死區(qū)，即故障點(diǎn)距保護(hù)安裝點(diǎn)很近時(shí)，故障電流可能小于繼電器的動(dòng)作電流，導(dǎo)致保護(hù)不動(dòng)作。分析原因，通常是因?yàn)榭紤]了躲過(guò)正常負(fù)荷電流或返回電流。提出減小方法，如采用帶短時(shí)限的電流速斷保護(hù)、采用更靈敏的繼電器、降低動(dòng)作電流等。答案：電流保護(hù)在靠近保護(hù)安裝點(diǎn)的故障處，由于故障電流可能小于繼電器的整定動(dòng)作電流，導(dǎo)致保護(hù)不動(dòng)作，這個(gè)區(qū)域稱為“死區(qū)”。產(chǎn)生死區(qū)的主要原因是繼電器的整定電流需要躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流或保證返回。減小死區(qū)范圍的方法包括：設(shè)置不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)以覆蓋近端故障；采用更靈敏的繼電器（如提高整定電流）；或采用與相鄰線路保護(hù)配合的短時(shí)限電流保護(hù)。3.解析思路：對(duì)比距離保護(hù)和電流保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)。距離保護(hù)優(yōu)點(diǎn)在于：保護(hù)范圍可以按距離確定，與系統(tǒng)運(yùn)行方式變化無(wú)關(guān)；能反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)的距離；可利用距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限與線路阻抗成正比的關(guān)系實(shí)現(xiàn)無(wú)時(shí)限或帶有一定時(shí)限的速動(dòng)；便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘。電流保護(hù)缺點(diǎn)在于：保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響大；在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，故障電流可能小于保護(hù)整定電流（出現(xiàn)死區(qū)）；單相接地故障時(shí)，如果采用電流保護(hù)，可能沒(méi)有選擇性。答案：電力線路距離保護(hù)與電流保護(hù)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：保護(hù)范圍可以按距離確定，且與系統(tǒng)運(yùn)行方式變化無(wú)關(guān)；能夠反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)的距離；可以利用距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限與線路阻抗成正比的關(guān)系實(shí)現(xiàn)無(wú)時(shí)限或帶有一定時(shí)限的速動(dòng)；便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘；對(duì)于不同電壓等級(jí)或長(zhǎng)度的線路，可以通過(guò)改變整定值實(shí)現(xiàn)配合，相對(duì)靈活。4.解析思路：解釋差動(dòng)保護(hù)原理，即利用比較被保護(hù)元件兩端電流的大小和方向來(lái)判斷故障。說(shuō)明其應(yīng)用基礎(chǔ)，即被保護(hù)元件兩側(cè)有電流互感器，且安裝位置便于實(shí)現(xiàn)電流比較。主要適用設(shè)備包括：發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等。答案：差動(dòng)保護(hù)的基本原理是比較被保護(hù)元件（如線路、變壓器、發(fā)電機(jī)）兩端（或某一部分）流入和流出的電流大小和方向。當(dāng)被保護(hù)元件內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，流入端和流出端的電流相位基本相同，差動(dòng)電流增大并大于繼電器動(dòng)作值，保護(hù)動(dòng)作；當(dāng)被保護(hù)元件外部發(fā)生故障時(shí)，流入端和流出端的電流相位相反，差動(dòng)電流可能很小或接近于零，保護(hù)不動(dòng)作。它主要適用于具有兩個(gè)或多個(gè)電流輸入端子，且安裝位置便于實(shí)現(xiàn)電流比較的電力設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路等。四、計(jì)算題1.解析思路：計(jì)算步驟：①根據(jù)躲過(guò)最小運(yùn)行電壓和最大負(fù)荷電流確定動(dòng)作電流下限（Iop.min=Iload.max/(Krel*Kreturn*(0.7*Ue/(Ue*n))));②選擇繼電器型號(hào)的額定電流整定值，通常為100A或5A的倍數(shù)，取接近且大于計(jì)算值的整定電流；③計(jì)算實(shí)際靈敏系數(shù)，比較是否滿足最小靈敏系數(shù)要求。注意單位換算和標(biāo)準(zhǔn)。答案：（計(jì)算過(guò)程示例，具體數(shù)值可能需根據(jù)題目標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整）線路末端最低運(yùn)行電壓為0.7Ue，安裝處母線最低電壓為0.7Ue，則考慮電壓降影響，保護(hù)安裝處可能達(dá)到的最低電壓約為0.7Ue。動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)此電壓下的最大負(fù)荷電流。設(shè)電流互感器變比為n:1。Iop.min=Iload.max/(Krel*Kreturn*(0.7*Ue/(Ue*n)))假設(shè)Krel=1.3,Kreturn=1.1(或0.85),n=10(假設(shè))。Iop.min=300A/(1.3*1.1*(0.7/10))=300A/(1.3*1.1*0.07)≈300A/0.1007≈2977A。此值顯然不合理，說(shuō)明假設(shè)變比或返回系數(shù)需調(diào)整，或題目條件需重新審視。更常見(jiàn)的簡(jiǎn)化為Iop.min≈Iload.max/(Krel*Kreturn*(0.7/n))。若取n=10，Krel=1.25,Kreturn=0.85。Iop.min=300A/(1.25*0.85*(0.7/10))=300A/(1.25*0.85*0.07)=300A/0.09375≈3200A。此值仍過(guò)大，說(shuō)明題目參數(shù)設(shè)置需調(diào)整以使計(jì)算可行。（此處計(jì)算結(jié)果與題設(shè)可能存在矛盾，實(shí)際出題時(shí)應(yīng)確保參數(shù)合理）假設(shè)題目意圖是簡(jiǎn)化計(jì)算，或變比n更大，或最小電壓取值不同。假設(shè)n=200，0.7Ue/0.9Ue=0.77。Iop.min=300A/(1.25*0.85*0.77)=300A/0.80325≈373A。選擇DL-10型繼電器，其額定電流為5A，整定電流應(yīng)選擇為100A或50A的倍數(shù)。取Iset=400A。實(shí)際靈敏系數(shù)Ksen=I_fault_min/Iop=Iload.max/Iset=300A/400A=0.75。需滿足Ksen>Ksen.min(通常為1.5~2.0)。本例Ksen=0.75顯然不滿足要求。（再次說(shuō)明，此計(jì)算基于假設(shè)參數(shù)，實(shí)際命題時(shí)需確保合理性）（注：此計(jì)算僅為示例思路，實(shí)際參數(shù)需調(diào)整使計(jì)算有意義且結(jié)果符合常規(guī)保護(hù)整定范圍。）2.解析思路：計(jì)算AB線路末端K1點(diǎn)短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝點(diǎn)的短路電流。分析AB線路保護(hù)1的動(dòng)作行為：比較短路電流與整定電流，判斷是否大于；比較保護(hù)1的時(shí)限與BC線路保護(hù)2的時(shí)限，判斷哪個(gè)先動(dòng)。分析BC線路保護(hù)2的動(dòng)作行為：比較短路電流與整定電流，判斷是否大于；比較保護(hù)2的時(shí)限（通常是后備）。答案：AB線路長(zhǎng)度L1=100km，BC線路長(zhǎng)度L2=50km。單位長(zhǎng)度阻抗Z1=0.4Ω/km，Z2=0.3Ω/km。短路點(diǎn)K1在AB末端，流過(guò)保護(hù)安裝點(diǎn)A的短路電流I_k1已給定，I_k1=2000A。分析AB線路保護(hù)1：1.檢查是否動(dòng)作：假設(shè)保護(hù)1整定電流Iset1已按躲過(guò)AB末端最大短路電流整定。比較I_k1與Iset1。題目未給Iset1，但假設(shè)I_k1>Iset1，則保護(hù)1可能動(dòng)作。2.檢查時(shí)限配合：保護(hù)1為Ⅰ段（假設(shè)為速斷），保護(hù)2為Ⅱ段（假設(shè)為定時(shí)限）。若保護(hù)1動(dòng)作，其時(shí)限為0s（或極短）。保護(hù)2的Ⅱ段時(shí)限通常需大于保護(hù)1的動(dòng)作時(shí)限（如0.5s或1s），因此保護(hù)2在保護(hù)1動(dòng)作后仍會(huì)延時(shí)動(dòng)作。保護(hù)1先動(dòng)，實(shí)現(xiàn)選擇性切除。分析BC線路保護(hù)2：1.檢查是否動(dòng)作：同樣假設(shè)保護(hù)2整定電流Iset2已按躲過(guò)BC末端最大短路電流整定。比較I_k1與Iset2。題目未給Iset2，但若I_k1>Iset2，則保護(hù)2可能動(dòng)作。2.檢查時(shí)限配合：保護(hù)2為Ⅱ段，動(dòng)作時(shí)限較長(zhǎng)（如1.5s）。由于AB線路保護(hù)1先動(dòng)作（假設(shè)為0.1s），保護(hù)2的動(dòng)作時(shí)限（1.5s）遠(yuǎn)大于保護(hù)1的動(dòng)作時(shí)限，因此保護(hù)2將在保護(hù)1切除故障前動(dòng)作。此時(shí)保護(hù)2為后備保護(hù)。結(jié)論：AB線路保護(hù)1（假設(shè)為Ⅰ段）會(huì)先動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)快速選擇性切除故障；BC線路保護(hù)2（假設(shè)為Ⅱ段）會(huì)延時(shí)動(dòng)作，作為后備保護(hù)。具體動(dòng)作情況取決于各保護(hù)的整定值（動(dòng)作電流和時(shí)限）。五、分析題1.解析思路：首解釋CT飽和現(xiàn)象及其在差動(dòng)回路中的影響：故障電流很大時(shí)，CT鐵芯飽和，二次電流不再按一次電流成正比變化，導(dǎo)致差動(dòng)回路中出現(xiàn)不平衡電流，可能使差動(dòng)繼電器誤動(dòng)。其次分析防止或減輕方法：①采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器，利用外部故障時(shí)兩側(cè)電流相位不同或大小不等產(chǎn)生制動(dòng)量，防止誤動(dòng)；②采用高精度差動(dòng)繼電器或電子式差動(dòng)保護(hù)，提高抗飽和能力；③合理選擇CT變比，盡量使區(qū)內(nèi)故障時(shí)一次電流不超過(guò)飽和值；④在CT二次側(cè)加裝制動(dòng)繞組或使用具有記憶功能的電路。答案：電流互感器（CT）在流過(guò)遠(yuǎn)大于其額定電流的故障電流（特別是區(qū)外故障的穿越電流或內(nèi)部故障的巨大電流）時(shí)，鐵芯會(huì)迅速飽和，導(dǎo)致二次電流波形畸變，不再與一次電流成正比，從而在差動(dòng)保護(hù)裝置的差動(dòng)回路中產(chǎn)生一個(gè)數(shù)值較大的不平衡電流。這個(gè)不平衡電流可能導(dǎo)致差動(dòng)繼電器誤動(dòng)作。防止或減輕CT飽和對(duì)差動(dòng)保護(hù)影響的方法主要有：①采用具有差動(dòng)電流制動(dòng)特性的繼電器，利用區(qū)外故障時(shí)兩側(cè)電流相位不同或大小差異產(chǎn)生制動(dòng)安匝，限制差動(dòng)回路中的不平衡電流，防止誤動(dòng)；②采用高精度、高飽和磁通或具有記憶功能的電子式差動(dòng)保護(hù)裝置，提高其抗飽和能力；③合理選擇CT的變比，盡量保證區(qū)內(nèi)故障時(shí)一次電流不超過(guò)CT的飽和值；④在差動(dòng)回路設(shè)計(jì)中考慮限流措施，如加裝小電阻或電抗器等。2.解析思路：分析發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地可能導(dǎo)致的后果：接地電流流經(jīng)大地，可能引起接地處發(fā)熱；產(chǎn)生對(duì)地電容電流，可能引起電壓波動(dòng)或干擾；嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)展為兩點(diǎn)接地導(dǎo)致短路或損壞設(shè)備。分析保護(hù)裝置動(dòng)作情況：可能動(dòng)作的保護(hù)包括：①勵(lì)磁回路接地保護(hù)（如果配置）；②發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)（如果故障電流足夠大，可能引起差動(dòng)電流增大）；③發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)（如果接地導(dǎo)致勵(lì)磁電流中斷或顯著下降）；④母線差動(dòng)保護(hù)（如果接地點(diǎn)靠近母線且引起相關(guān)回路電流變化）；⑤絕緣監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出信號(hào)。說(shuō)明動(dòng)作順序通常取決于故障嚴(yán)重程度和保護(hù)靈敏度。答案：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，故障電流通過(guò)接地路徑流入大地。可能出現(xiàn)的現(xiàn)象包括：①接地處可能出現(xiàn)輕微發(fā)熱現(xiàn)象；②流經(jīng)接地點(diǎn)的對(duì)地電容電流可能引起發(fā)電機(jī)端電壓的輕微波動(dòng)或產(chǎn)生干擾；③如果接地電流較大或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，可能對(duì)發(fā)電機(jī)繞組絕緣造成損害。可能涉及的保護(hù)裝置及其動(dòng)作情況可能包括：①如果發(fā)電機(jī)配置了專門的勵(lì)磁回路接地保護(hù)，且接地電流或電壓達(dá)到定值，該保護(hù)會(huì)動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)或跳閘