(2025年)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)測試題目及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某220kV微機(jī)線路保護(hù)裝置中，若采樣頻率設(shè)置為1200Hz，根據(jù)奈奎斯特采樣定理，該裝置能準(zhǔn)確測量的最高信號(hào)頻率為（）。A.300HzB.600HzC.1200HzD.2400Hz2.110kV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流的分布主要取決于（）。A.電源的相序B.線路的零序阻抗C.變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量D.故障點(diǎn)過渡電阻3.縱聯(lián)方向保護(hù)中，若本側(cè)保護(hù)判斷為正方向故障，對(duì)側(cè)判斷為反方向故障，則本側(cè)保護(hù)應(yīng)（）。A.立即跳閘B.等待對(duì)側(cè)信號(hào)C.閉鎖跳閘D.啟動(dòng)重合閘4.距離保護(hù)III段的主要作用是（）。A.作為本線路的主保護(hù)B.作為相鄰線路的近后備C.作為本線路的遠(yuǎn)后備D.作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備5.某10kV母線配置完全電流差動(dòng)保護(hù)，若母線區(qū)外發(fā)生三相短路，各連接元件的CT變比分別為400/5、600/5、800/5，此時(shí)差動(dòng)回路的不平衡電流主要由（）引起。A.CT變比誤差B.CT飽和C.負(fù)荷電流D.二次回路接觸電阻6.變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)中，為消除勵(lì)磁涌流的影響，通常采用的方法是（）。A.二次諧波制動(dòng)B.波形對(duì)稱制動(dòng)C.間斷角鑒別D.以上均是7.某35kV線路配置過電流保護(hù)，其動(dòng)作電流按躲過最大負(fù)荷電流整定，返回系數(shù)取0.85，最大負(fù)荷電流為600A（二次值），則保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)為（）。A.600AB.650AC.706AD.750A8.數(shù)字化變電站中，合并單元（MU）的主要功能是（）。A.實(shí)現(xiàn)數(shù)字量與模擬量轉(zhuǎn)換B.同步采集并輸出電子式互感器數(shù)據(jù)C.執(zhí)行保護(hù)跳閘命令D.實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析9.發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)中，若機(jī)端零序電壓為3V，中性點(diǎn)零序電壓為1V，故障點(diǎn)位于（）。A.機(jī)端附近B.中性點(diǎn)附近C.繞組中部D.無法判斷10.特高壓線路（1000kV）的雷電過電壓水平較高，其線路保護(hù)中（）的動(dòng)作時(shí)間需嚴(yán)格限制在20ms以內(nèi)。A.工頻變化量距離保護(hù)B.零序電流I段C.縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)D.相間距離I段二、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯(cuò)誤填“×”）1.微機(jī)保護(hù)的采樣周期越小，對(duì)CPU的處理能力要求越低。（）2.零序電流保護(hù)在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中無法正常工作。（）3.縱聯(lián)保護(hù)的通道異常時(shí)，應(yīng)立即閉鎖保護(hù)出口。（）4.距離保護(hù)I段的整定阻抗需考慮助增電流的影響。（）5.母線差動(dòng)保護(hù)的小差電流是指除母聯(lián)開關(guān)外所有連接元件的電流矢量和。（）6.變壓器過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于跳閘，以避免繞組過熱。（）7.數(shù)字化保護(hù)裝置的GOOSE報(bào)文需通過光纖傳輸，以保證實(shí)時(shí)性。（）8.發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)中，低勵(lì)限制應(yīng)先于失磁保護(hù)動(dòng)作。（）9.110kV線路重合閘的重合時(shí)間需考慮斷路器滅弧時(shí)間和故障點(diǎn)去游離時(shí)間。（）10.電流互感器的10%誤差曲線是指當(dāng)一次電流為額定電流的10%時(shí)，二次電流誤差不超過10%。（）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述微機(jī)保護(hù)中“采樣-保持”電路的作用及工作原理。2.對(duì)比分析零序電流保護(hù)與相間電流保護(hù)在單相接地故障中的動(dòng)作特性差異。3.縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)對(duì)通道的主要技術(shù)要求有哪些？4.距離保護(hù)III段的整定需考慮哪些因素？請(qǐng)列出主要整定公式。5.母線差動(dòng)保護(hù)中，CT變比不一致時(shí)通常采用哪些補(bǔ)償措施？四、計(jì)算題（每題8分，共40分）1.某110kV線路參數(shù)：最大運(yùn)行方式下，線路首端三相短路電流為8kA（一次值），最小運(yùn)行方式下首端三相短路電流為6kA；線路全長100km，正序阻抗0.4Ω/km。配置電流速斷保護(hù)，可靠系數(shù)取1.2，CT變比為1200/5。計(jì)算保護(hù)的一次動(dòng)作電流和二次動(dòng)作電流。2.某110kV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量為2臺(tái)，線路零序阻抗為1.2Ω/km，線路長度80km，最大運(yùn)行方式下，線路末端單相接地故障零序電流為3kA（一次值）。配置零序電流I段保護(hù)，可靠系數(shù)取1.2，CT變比為1000/5。計(jì)算保護(hù)的一次動(dòng)作電流和二次動(dòng)作電流，并說明為何零序I段通常不保護(hù)線路全長。3.某220kV線路正序阻抗0.35Ω/km，線路全長60km，系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，線路末端三相短路時(shí)，保護(hù)安裝處測量阻抗為15Ω（二次值）；最小運(yùn)行方式下，末端三相短路測量阻抗為18Ω。配置距離保護(hù)I段，可靠系數(shù)取0.85，電壓互感器變比為220kV/100V，電流互感器變比為1500/5。計(jì)算保護(hù)的一次整定阻抗和二次整定阻抗。4.某主變參數(shù)：容量180MVA，電壓比220kV/110kV/35kV，接線組別YNd11，各側(cè)CT變比分別為1200/5（高壓側(cè)）、2000/5（中壓側(cè)）、4000/5（低壓側(cè)）。計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的各側(cè)平衡系數(shù)，并說明平衡系數(shù)的作用。5.某10kV母線配置完全電流差動(dòng)保護(hù)，連接元件包括4回出線（A、B、C、D）和1回進(jìn)線（E），各元件二次額定電流分別為：I_A=1A，I_B=1.5A，I_C=2A，I_D=2.5A，I_E=7A（流入母線為正方向）。若母線區(qū)內(nèi)發(fā)生三相短路，各元件二次電流分別為：I_A=5A（流出），I_B=8A（流出），I_C=10A（流出），I_D=12A（流出），I_E=35A（流入）。計(jì)算差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，并判斷保護(hù)是否動(dòng)作（動(dòng)作門檻為0.5倍額定電流之和）。五、案例分析題（20分）某220kV線路配置雙套縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（主一、主二）和距離保護(hù)、零序保護(hù)（后備保護(hù)）。某日系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，主一保護(hù)動(dòng)作跳閘，主二保護(hù)未動(dòng)作，后備保護(hù)未啟動(dòng)?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：（1）主二保護(hù)裝置采樣值顯示故障相電流為0，非故障相電流正常；（2）主二保護(hù)與對(duì)側(cè)的光纖通道光功率正常，無丟幀；（3）主一保護(hù)與主二保護(hù)共用同一組CT，CT一次側(cè)無異常；（4）二次回路絕緣測試正常，無開路或短路。請(qǐng)分析主二保護(hù)未動(dòng)作的可能原因，并提出驗(yàn)證方法。答案一、單項(xiàng)選擇題1.B（奈奎斯特頻率為采樣頻率的1/2，1200/2=600Hz）2.C（中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量決定零序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）3.A（正方向故障且對(duì)側(cè)反方向，說明故障在本側(cè)區(qū)外，不跳閘？更正：縱聯(lián)方向保護(hù)中，本側(cè)正方向、對(duì)側(cè)反方向時(shí)，故障在區(qū)外，應(yīng)閉鎖；若本側(cè)正方向、對(duì)側(cè)正方向，故障在區(qū)內(nèi)。原題可能有誤，正確應(yīng)為C。但根據(jù)常規(guī)設(shè)計(jì)，若本側(cè)正方向且收不到對(duì)側(cè)閉鎖信號(hào)則跳閘，需重新核對(duì)。正確答案應(yīng)為A？需修正。實(shí)際縱聯(lián)方向保護(hù)中，正方向元件動(dòng)作后向?qū)?cè)發(fā)高頻信號(hào)，若本側(cè)正方向、對(duì)側(cè)反方向，對(duì)側(cè)不發(fā)信，本側(cè)收不到閉鎖信號(hào)則跳閘。因此正確答案為A。）4.D（距離III段作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備）5.A（區(qū)外故障時(shí)CT未飽和，變比誤差是主要原因）6.D（二次諧波、波形對(duì)稱、間斷角均用于勵(lì)磁涌流識(shí)別）7.C（動(dòng)作電流=最大負(fù)荷電流/返回系數(shù)=600/0.85≈706A）8.B（合并單元同步采集并輸出電子式互感器的數(shù)字量）9.B（中性點(diǎn)附近接地時(shí)，中性點(diǎn)零序電壓接近故障點(diǎn)電壓，機(jī)端電壓較低）10.A（工頻變化量保護(hù)反應(yīng)故障量突變量，動(dòng)作速度最快）二、判斷題1.×（采樣周期越小，采樣點(diǎn)數(shù)越多，CPU處理壓力越大）2.√（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)無零序電流通路）3.√（通道異常可能導(dǎo)致誤動(dòng)或拒動(dòng)，需閉鎖）4.×（距離I段按本線路80%-85%整定，不考慮助增）5.√（小差電流排除母聯(lián)，大差包含母聯(lián)）6.×（過負(fù)荷保護(hù)一般動(dòng)作于信號(hào)或減載，不跳閘）7.√（GOOSE需高實(shí)時(shí)性，光纖滿足低延時(shí)要求）8.√（低勵(lì)限制先于失磁保護(hù)動(dòng)作，避免不必要跳閘）9.√（重合時(shí)間需滿足滅弧和去游離）10.×（10%誤差曲線指當(dāng)誤差不超過10%時(shí)，一次電流倍數(shù)與二次負(fù)載的關(guān)系）三、簡答題1.作用：在A/D轉(zhuǎn)換期間保持輸入信號(hào)不變，避免采樣值失真。工作原理：采樣階段，開關(guān)閉合，電容快速充電至輸入電壓；保持階段，開關(guān)斷開，電容存儲(chǔ)電壓，供A/D轉(zhuǎn)換使用。2.差異：（1）零序電流保護(hù)僅反應(yīng)接地故障，相間電流保護(hù)反應(yīng)相間故障；（2）零序電流大小與中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量有關(guān)，相間電流與系統(tǒng)運(yùn)行方式相關(guān)；（3）零序電流保護(hù)受過渡電阻影響較?。阈蜃杩勾螅?，相間電流保護(hù)受過渡電阻影響較大；（4）零序電流保護(hù)在出口故障時(shí)無死區(qū)，相間電流保護(hù)I段有死區(qū)。3.技術(shù)要求：（1）通道延時(shí)≤10ms（縱差保護(hù)需同步采樣，延時(shí)影響差動(dòng)計(jì)算）；（2）通道可靠性≥99.9%（避免誤碼導(dǎo)致差動(dòng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤）；（3）支持雙工通信（兩側(cè)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)）；（4）抗干擾能力強(qiáng)（抵御高頻電磁場干擾）；（5）同步精度≤1μs（確保兩側(cè)采樣時(shí)刻一致）。4.考慮因素：（1）躲過最大負(fù)荷阻抗（需考慮自啟動(dòng)電流）；（2）與相鄰線路距離III段配合；（3）返回系數(shù)（避免負(fù)荷電流引起誤動(dòng)）。整定公式：ZⅢ.set=Krel×Kss×Kre×Uph.min/(Ifl.max×√3)，其中Krel為可靠系數(shù)（1.1-1.2），Kss為自啟動(dòng)系數(shù)（1.5-2.0），Kre為返回系數(shù)（0.85-0.95），Uph.min為最低運(yùn)行電壓，Ifl.max為最大負(fù)荷電流。5.補(bǔ)償措施：（1）軟件調(diào)整平衡系數(shù)（通過保護(hù)裝置內(nèi)部計(jì)算，將各側(cè)電流歸一化）；（2）二次回路串并聯(lián)電阻（調(diào)整二次電流幅值）；（3）采用可變?cè)褦?shù)CT（通過改變CT二次繞組匝數(shù)匹配變比）；（4）數(shù)字式補(bǔ)償（在合并單元中對(duì)采樣值進(jìn)行比例縮放）。四、計(jì)算題1.電流速斷保護(hù)按最大運(yùn)行方式下首端三相短路電流整定：一次動(dòng)作電流Iop1=Krel×I"k.max=1.2×8000=9600A二次動(dòng)作電流Iop2=Iop1/CT變比=9600/(1200/5)=40A2.零序I段按躲過本線路末端單相接地故障最大零序電流整定：一次動(dòng)作電流I0.op1=Krel×3I0.max=1.2×3000=3600A二次動(dòng)作電流I0.op2=3600/(1000/5)=18A零序I段不保護(hù)全長的原因：當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化（如中性點(diǎn)接地變壓器減少），零序阻抗增大，末端故障零序電流減小，可能小于整定值，導(dǎo)致保護(hù)范圍縮短。3.距離I段按本線路85%正序阻抗整定：線路一次正序阻抗Z1=0.35×60=21Ω一次整定阻抗ZⅠ.set1=Krel×Z1=0.85×21=17.85Ω二次整定阻抗ZⅠ.set2=ZⅠ.set1×(TV變比/CT變比)=17.85×(220000/100)/(1500/5)=17.85×2200/300=17.85×7.333≈130.9Ω4.各側(cè)額定電流：高壓側(cè)Ie.H=180×10^6/(√3×220×10^3)=472.4A，二次電流Ie.H2=472.4/(1200/5)=1.97A中壓側(cè)Ie.M=180×10^6/(√3×110×10^3)=944.9A，二次電流Ie.M2=944.9/(2000/5)=2.36A低壓側(cè)Ie.L=180×10^6/(√3×35×10^3)=2968.4A，二次電流Ie.L2=2968.4/(4000/5)=3.71A平衡系數(shù)取最大二次電流為基準(zhǔn)（低壓側(cè)3.71A），則：高壓側(cè)平衡系數(shù)Kb.H=3.71/1.97≈1.88中壓側(cè)平衡系數(shù)Kb.M=3.71/2.36≈1.57低壓側(cè)平衡系數(shù)Kb.L=1（基準(zhǔn)）作用：消除各側(cè)CT變比不一致導(dǎo)致的穩(wěn)態(tài)不平衡電流。5.差動(dòng)電流Id=|I_E-(I_A+I_B+I_C+I_D)|=|35-(5+8+10+12)|=|35-35|=0A（注：流入為正，流出為負(fù)，實(shí)際應(yīng)為Id=ΣI流入-ΣI流出=35-(5+8+10+12)=0A）制動(dòng)電流Ires=(|I_E|+|I_A|+|I_B|+|I_C|+|I_D|)/2=(35+5+8+10+12)/2=70/2=35A額定電流之和Ie.sum=1+1.5+2+2.5+7=14A動(dòng)作門檻=0.5×14=7A由于Id=0A<7A，保護(hù)不動(dòng)作（注：實(shí)際母線差動(dòng)保護(hù)中，差動(dòng)電流應(yīng)為各連接元件電流矢量和，若故障在區(qū)內(nèi)，理論上差動(dòng)電流應(yīng)等于故障電流。本題中可能存在參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，正確計(jì)算應(yīng)為Id=I_E-(I_A+I_B+I_C+I_D)=35-(5+8+10+12)=0，說明數(shù)據(jù)可能矛盾，實(shí)際區(qū)內(nèi)故障時(shí)差動(dòng)電流應(yīng)遠(yuǎn)大于制動(dòng)電流。可能題目中電流方向定義有誤，正確方向應(yīng)為所有電流以流入母線為正，則區(qū)內(nèi)故障時(shí)，進(jìn)線電流流入，出線電流流出，差動(dòng)電流=進(jìn)線電流+出線電流（流出為負(fù)），即Id=35+(-5)+