2025年電力繼電保護(hù)原理試題(附答案)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.繼電保護(hù)裝置的核心組成部分是（）。A.測量元件B.邏輯元件C.執(zhí)行元件D.信號(hào)元件2.下列哪項(xiàng)不是反應(yīng)電流增大的保護(hù)（）。A.電流速斷保護(hù)B.過電流保護(hù)C.零序過電流保護(hù)D.距離保護(hù)3.方向閉鎖元件的主要作用是（）。A.提高保護(hù)靈敏度B.防止保護(hù)反向誤動(dòng)C.加快保護(hù)動(dòng)作速度D.降低保護(hù)死區(qū)4.縱聯(lián)保護(hù)中，利用光纖通道傳輸?shù)男盘?hào)類型通常為（）。A.高頻信號(hào)B.微波信號(hào)C.數(shù)字編碼信號(hào)D.工頻信號(hào)5.大接地電流系統(tǒng)中，零序電流保護(hù)的靈敏段通常對(duì)應(yīng)（）。A.零序I段B.零序II段C.零序III段D.零序IV段6.距離保護(hù)中，能保護(hù)本線路全長并延伸至下一段線路的是（）。A.距離I段B.距離II段C.距離III段D.振蕩閉鎖段7.變壓器差動(dòng)保護(hù)中，引起不平衡電流的主要原因不包括（）。A.變壓器勵(lì)磁涌流B.電流互感器變比誤差C.變壓器分接頭調(diào)整D.系統(tǒng)頻率波動(dòng)8.單側(cè)電源線路的自動(dòng)重合閘通常采用（）。A.三相一次重合閘B.單相重合閘C.綜合重合閘D.二次重合閘9.方向過電流保護(hù)中，功率方向元件采用90°接線方式的主要目的是（）。A.消除三相短路時(shí)的死區(qū)B.提高反向故障的靈敏度C.簡化接線復(fù)雜度D.改善出口兩相短路的靈敏度10.微機(jī)保護(hù)中，實(shí)現(xiàn)故障分量提取的關(guān)鍵算法是（）。A.傅里葉算法B.半周積分算法C.突變量算法D.最小二乘法二、填空題（每空1分，共20分）1.繼電保護(hù)的“四性”要求是指選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和（）。2.電流保護(hù)的三種基本類型是電流速斷保護(hù)、（）和定時(shí)限過電流保護(hù)。3.零序電流僅在（）系統(tǒng)中出現(xiàn)，其大小取決于（）的分布。4.距離保護(hù)的核心元件是（），其動(dòng)作特性通常用（）平面上的圖形表示。5.縱聯(lián)保護(hù)按信號(hào)性質(zhì)可分為閉鎖式、允許式和（）；按通道類型可分為光纖縱聯(lián)、（）和微波縱聯(lián)。6.變壓器差動(dòng)保護(hù)的平衡條件是（），不平衡電流的補(bǔ)償方法包括（）和軟件調(diào)整。7.自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合方式有（）和重合閘后加速保護(hù)。8.方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性在阻抗平面上表現(xiàn)為（），其圓心位于（）。9.微機(jī)保護(hù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（A/D）主要包括（）、模擬低通濾波器、采樣保持器和（）。10.電力系統(tǒng)振蕩時(shí)，距離保護(hù)可能誤動(dòng)的原因是（），因此需配置（）。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述電流速斷保護(hù)為什么不能保護(hù)線路全長，并說明其整定原則。2.大接地電流系統(tǒng)中，零序電流保護(hù)為何比小接地電流系統(tǒng)更有效？3.縱聯(lián)保護(hù)與階段式電流/距離保護(hù)的主要區(qū)別是什么？4.距離保護(hù)中，振蕩閉鎖的作用是什么？簡述其實(shí)現(xiàn)原理。5.變壓器差動(dòng)保護(hù)中，如何區(qū)分勵(lì)磁涌流與內(nèi)部故障電流？四、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某110kV線路，最大運(yùn)行方式下線路末端三相短路電流為3.2kA，最小運(yùn)行方式下線路末端三相短路電流為2.5kA，線路最大負(fù)荷電流為1.2kA（自啟動(dòng)系數(shù)Kss=1.5，返回系數(shù)Kre=0.85）。試整定該線路限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間及校驗(yàn)靈敏度。2.某220kV線路，正序阻抗為0.4Ω/km，線路長度為80km，系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，電源等效阻抗為15Ω（歸算至線路側(cè)），最小運(yùn)行方式下電源等效阻抗為20Ω。若距離保護(hù)I段可靠系數(shù)取0.85，計(jì)算其整定阻抗。3.某Y,d11接線變壓器，容量為31.5MVA，高壓側(cè)電壓110kV，低壓側(cè)電壓10kV，高壓側(cè)TA變比為600/5，低壓側(cè)TA變比為2000/5。計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的平衡系數(shù)（保留兩位小數(shù)）。五、綜合分析題（16分）某220kV雙電源線路配置縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)（主保護(hù)）和三段式距離保護(hù)（后備保護(hù)），試分析以下場景中保護(hù)的動(dòng)作行為：（1）線路中點(diǎn)發(fā)生金屬性三相短路；（2）線路末端出口發(fā)生單相接地故障（故障點(diǎn)位于對(duì)側(cè)母線）；（3）系統(tǒng)發(fā)生振蕩且振蕩中心位于本線路范圍內(nèi)；（4）縱聯(lián)保護(hù)通道異常時(shí)，線路內(nèi)部發(fā)生短路。2025年電力繼電保護(hù)原理試題答案一、單項(xiàng)選擇題1.A（測量元件是核心，用于獲取電氣量信息）2.D（距離保護(hù)反應(yīng)電壓與電流的比值，非單純電流增大）3.B（方向元件區(qū)分故障方向，防止反向誤動(dòng)）4.C（光纖通道傳輸數(shù)字編碼信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)）5.B（零序II段作為本線路的近后備，靈敏度較高）6.B（距離II段整定為線路全長的1.2~1.5倍，延伸至下一段）7.D（系統(tǒng)頻率波動(dòng)對(duì)電流幅值影響小，非主要原因）8.A（單側(cè)電源無同期問題，采用三相一次重合閘）9.D（90°接線改善出口兩相短路時(shí)的靈敏度）10.C（突變量算法提取故障分量，用于快速啟動(dòng)保護(hù)）二、填空題1.可靠性2.限時(shí)電流速斷保護(hù)3.大接地電流；零序網(wǎng)絡(luò)（或接地中性點(diǎn)）4.阻抗繼電器；R-X（電阻-電抗）5.跳閘式；高頻縱聯(lián)6.流入與流出電流的相量和為零；調(diào)整TA變比（或磁平衡）7.重合閘前加速保護(hù)8.圓；（Zset/2,0）（整定阻抗的中點(diǎn)）9.電壓/電流變換器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）10.測量阻抗周期性進(jìn)入動(dòng)作區(qū)；振蕩閉鎖裝置三、簡答題1.電流速斷保護(hù)按躲過被保護(hù)線路末端最大短路電流整定，因此在最小運(yùn)行方式下，其保護(hù)范圍可能小于線路全長（存在死區(qū)）。整定原則：動(dòng)作電流Iop=Krel×Idz.max（Krel為可靠系數(shù)，取1.2~1.3；Idz.max為線路末端最大短路電流）。2.大接地電流系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)零序電流顯著（由中性點(diǎn)直接接地提供通路），零序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定（與運(yùn)行方式關(guān)聯(lián)?。?，零序電流保護(hù)的靈敏度和可靠性更高；小接地電流系統(tǒng)中零序電流較?。▋H為電容電流），保護(hù)難以有效動(dòng)作。3.縱聯(lián)保護(hù)利用線路兩端電氣量的比較（如電流差動(dòng)、方向/阻抗判別），可全線速動(dòng)（動(dòng)作時(shí)間≤30ms），且不依賴對(duì)端保護(hù)；階段式保護(hù)（電流/距離）通過動(dòng)作值和時(shí)間級(jí)差配合，無法保護(hù)線路全長（存在死區(qū)），且動(dòng)作時(shí)間隨故障位置遠(yuǎn)離電源而延長。4.振蕩閉鎖的作用是防止系統(tǒng)振蕩時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)。實(shí)現(xiàn)原理：利用振蕩與故障的特征差異（振蕩時(shí)測量阻抗周期性變化、無負(fù)序/零序分量；故障時(shí)測量阻抗突變、含負(fù)序/零序分量），通過突變量啟動(dòng)、開放時(shí)間限制或多判據(jù)閉鎖（如檢測到負(fù)序分量后開放保護(hù)）。5.勵(lì)磁涌流的特征：①含有大量二次諧波（含量≥15%）；②波形存在間斷角（≥70°）；③偏磁特性（波形偏向時(shí)間軸一側(cè)）。差動(dòng)保護(hù)通過二次諧波制動(dòng)（當(dāng)二次諧波含量超過整定值時(shí)閉鎖保護(hù)）、間斷角鑒別或波形對(duì)稱原理區(qū)分勵(lì)磁涌流與故障電流（故障電流二次諧波含量低，波形連續(xù)）。四、計(jì)算題1.限時(shí)電流速斷保護(hù)整定：（1）動(dòng)作電流Iop=Krel×Idz.min（下一段電流速斷動(dòng)作電流），假設(shè)下一段電流速斷動(dòng)作電流為1.3×3.2=4.16kA（Krel=1.3），則本線路限時(shí)速斷Iop=1.1×4.16=4.58kA（Krel=1.1）；（2）動(dòng)作時(shí)間t=0.5s（與下一段電流速斷配合，級(jí)差0.5s）；（3）靈敏度校驗(yàn)Ksen=Idz.min（本線路末端最小短路電流）/Iop=2.5/4.58≈0.55（不滿足≥1.3要求，需調(diào)整定值或改用距離保護(hù)）。2.距離保護(hù)I段整定：線路正序阻抗Zline=0.4×80=32Ω；整定阻抗Zset=Krel×Zline=0.85×32=27.2Ω（不考慮分支系數(shù)，因I段保護(hù)本線路）。3.變壓器差動(dòng)保護(hù)平衡系數(shù)計(jì)算：高壓側(cè)額定電流Ih=31.5×103/(√3×110)=165A，TA二次電流Ih2=165/(600/5)=1.375A；低壓側(cè)額定電流Il=31.5×103/(√3×10)=1819A，TA二次電流Il2=1819/(2000/5)=4.5475A；平衡系數(shù)Kph=Il2/Ih2=4.5475/1.375≈3.31（取高壓側(cè)為基本側(cè)，平衡低壓側(cè)電流）。五、綜合分析題（1）線路中點(diǎn)三相短路：縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)直接動(dòng)作（兩側(cè)電流差超過整定值），跳開兩側(cè)斷路器；距離I段因整定為線路80%~85%，中點(diǎn)在I段范圍內(nèi)，同時(shí)動(dòng)作（雙主保護(hù)冗余）。（2）末端出口單相接地（對(duì)側(cè)母線故障）：故障點(diǎn)位于本線路區(qū)外（對(duì)側(cè)母線），縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作（兩側(cè)電流差為負(fù)荷電流）；本側(cè)距離III段作為遠(yuǎn)后備，測量阻抗為線路全長+對(duì)側(cè)母線到故障點(diǎn)阻抗（近似線路全長），若超過III段整定阻抗則延時(shí)動(dòng)作；對(duì)側(cè)母線保護(hù)應(yīng)優(yōu)先動(dòng)作跳開本側(cè)斷路器。（3）系統(tǒng)振蕩且振蕩中心在本線路：測量阻抗周期性進(jìn)入距離