2025年繼電保護(hù)試題及參考答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于主保護(hù)與后備保護(hù)的描述中，正確的是（）。A.主保護(hù)是反應(yīng)被保護(hù)元件嚴(yán)重故障的保護(hù)，后備保護(hù)是反應(yīng)輕微故障的保護(hù)B.主保護(hù)動(dòng)作后不需要重合閘，后備保護(hù)動(dòng)作后需要重合閘C.主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求、能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)D.后備保護(hù)僅指相鄰元件故障時(shí)本元件保護(hù)的延時(shí)動(dòng)作2.某110kV線路采用三相完全星形接線的電流互感器（CT），當(dāng)發(fā)生兩相接地短路時(shí)，CT二次側(cè)的電流關(guān)系為（）。A.三相電流均為故障相電流的1/√3倍B.故障兩相電流大小相等，非故障相電流為0C.三相電流均等于故障相電流的二次值D.非故障相電流為故障兩相電流的矢量和3.距離保護(hù)中，第Ⅰ段保護(hù)的動(dòng)作范圍通常為被保護(hù)線路全長(zhǎng)的（）。A.80%~85%B.90%~95%C.70%~75%D.60%~65%4.零序電流保護(hù)的最大特點(diǎn)是（）。A.受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化影響小B.保護(hù)范圍隨系統(tǒng)零序阻抗變化而大幅波動(dòng)C.對(duì)相間短路有良好的靈敏度D.不需要與相鄰線路保護(hù)配合5.重合閘與繼電保護(hù)配合的方式中，“重合閘前加速保護(hù)”的優(yōu)點(diǎn)是（）。A.能快速切除瞬時(shí)性故障，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性B.僅在重合于永久性故障時(shí)加速跳閘C.對(duì)重要用戶的供電影響較小D.保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與重合閘時(shí)間無關(guān)6.變壓器瓦斯保護(hù)不能反應(yīng)的故障是（）。A.變壓器內(nèi)部繞組匝間短路B.變壓器油面降低C.變壓器套管閃絡(luò)D.變壓器內(nèi)部鐵芯燒損7.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)故障，小差用于選擇故障母線B.大差的動(dòng)作定值大于小差C.大差僅反應(yīng)母聯(lián)電流，小差反應(yīng)所有支路電流D.大差用于外部故障制動(dòng)，小差用于內(nèi)部故障啟動(dòng)8.微機(jī)保護(hù)中，“采樣頻率”的選擇主要影響（）。A.保護(hù)的動(dòng)作速度B.算法的計(jì)算精度C.裝置的功耗D.抗干擾能力9.發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)與橫差保護(hù)的主要區(qū)別是（）。A.縱差保護(hù)反應(yīng)定子繞組相間故障，橫差保護(hù)反應(yīng)匝間故障B.縱差保護(hù)需要引入中性線電流，橫差保護(hù)不需要C.縱差保護(hù)的動(dòng)作定值小于橫差保護(hù)D.縱差保護(hù)僅用于發(fā)電機(jī)-變壓器組，橫差保護(hù)用于單機(jī)運(yùn)行10.某220kV線路配置分相電流差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作行為為（）。A.僅跳開故障相斷路器B.跳開三相斷路器C.經(jīng)延時(shí)跳開故障相D.先重合后加速跳閘二、判斷題（每題1分，共10分）1.零序電流保護(hù)的靈敏性隨系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的變化而變化。（）2.方向高頻保護(hù)中，兩側(cè)保護(hù)需要交換“允許跳閘”或“閉鎖跳閘”信號(hào)。（）3.變壓器縱差保護(hù)的不平衡電流僅由CT變比誤差引起。（）4.距離保護(hù)Ⅲ段的主要作用是作為本線路的近后備和相鄰線路的遠(yuǎn)后備。（）5.重合閘裝置僅在斷路器因繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘后啟動(dòng)，因手動(dòng)跳閘時(shí)不啟動(dòng)。（）6.母線完全差動(dòng)保護(hù)要求所有連接于母線的元件均需接入差動(dòng)回路。（）7.微機(jī)保護(hù)的“自檢功能”可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)硬件和軟件運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)閉鎖保護(hù)出口。（）8.發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)通常以機(jī)端測(cè)量阻抗進(jìn)入靜穩(wěn)邊界圓或異步邊界圓作為動(dòng)作判據(jù)。（）9.電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過本線路末端最大負(fù)荷電流整定。（）10.線路縱聯(lián)保護(hù)的通道包括電力線載波、微波、光纖和導(dǎo)引線，其中光纖通道的可靠性最高。（）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述三段式電流保護(hù)（電流速斷、限時(shí)電流速斷、過電流保護(hù)）的動(dòng)作原理及主要區(qū)別。2.變壓器縱差保護(hù)中，不平衡電流的主要來源有哪些？工程上通常采取哪些措施減小不平衡電流？3.母線保護(hù)的主要類型有哪些？各類型的核心原理及適用場(chǎng)景是什么？4.線路縱聯(lián)保護(hù)的通道類型有哪些？各通道的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景如何？5.與傳統(tǒng)電磁式保護(hù)相比，微機(jī)保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些？四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某110kV線路參數(shù)如下：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，線路末端兩相短路電流為2.5kA；線路最大負(fù)荷電流為1.2kA，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)為1.5，電流互感器變比為600/5，返回系數(shù)為0.85。試計(jì)算：（1）電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流（可靠系數(shù)取1.2）；（2）過電流保護(hù)的動(dòng)作電流（可靠系數(shù)取1.15）。2.某主變型號(hào)為SFP-120000/220，額定電壓為220kV/110kV/35kV，接線組別為YN,d11,Yn12，各側(cè)CT變比分別為600/5（高壓側(cè)）、1200/5（中壓側(cè)）、2000/5（低壓側(cè)）。試計(jì)算縱差保護(hù)各側(cè)的平衡系數(shù)（以高壓側(cè)為基準(zhǔn)）。五、案例分析題（20分）某110kV線路配置了三段式電流保護(hù)、距離保護(hù)（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段）及重合閘裝置（采用“檢無壓+檢同期”方式）。某日系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障，故障點(diǎn)位于線路80%處（距離保護(hù)Ⅰ段范圍為85%）?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：-線路保護(hù)裝置顯示距離Ⅰ段動(dòng)作，跳開A相斷路器；-重合閘裝置啟動(dòng)，但重合后保護(hù)再次動(dòng)作，跳開三相斷路器；-故障錄波器顯示，第一次故障為A相瞬時(shí)性接地，第二次故障為A相永久性接地。問題：（1）分析第一次故障時(shí)距離Ⅰ段動(dòng)作的合理性；（2）說明重合閘采用“檢無壓+檢同期”方式的邏輯；（3）解釋重合后保護(hù)跳三相的可能原因；（4）若重合閘未動(dòng)作，可能的故障點(diǎn)或裝置異常有哪些？參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.C解析：主保護(hù)強(qiáng)調(diào)“最快速度有選擇地切除故障”，后備保護(hù)包括近后備和遠(yuǎn)后備，故A、D錯(cuò)誤；重合閘與主、后備保護(hù)無必然關(guān)聯(lián)，B錯(cuò)誤。2.D解析：三相完全星形接線中，CT二次電流反映一次電流的矢量關(guān)系，兩相接地短路時(shí)，非故障相電流為故障兩相電流的矢量和（符合基爾霍夫電流定律）。3.A解析：距離Ⅰ段按躲過線路末端短路整定，通常保護(hù)范圍為80%~85%，確保選擇性。4.A解析：零序電流僅在接地故障時(shí)出現(xiàn)，受系統(tǒng)正序阻抗變化影響小，故運(yùn)行方式變化對(duì)其影響小。5.A解析：前加速保護(hù)在第一次故障時(shí)無延時(shí)跳閘，快速切除瞬時(shí)性故障，提高供電可靠性。6.C解析：瓦斯保護(hù)反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障（油流、氣體變化），套管閃絡(luò)屬于外部故障，由套管CT的縱差或電流保護(hù)反應(yīng)。7.A解析：大差（母線總差流）判斷是否存在母線故障，小差（各段母線差流）選擇故障母線（用于雙母線接線）。8.B解析：采樣頻率越高，離散信號(hào)越接近原始信號(hào)，算法（如傅里葉算法）的計(jì)算精度越高。9.A解析：縱差保護(hù)比較定子繞組首末端電流（反應(yīng)相間故障），橫差保護(hù)比較并聯(lián)分支電流（反應(yīng)匝間故障）。10.A解析：分相電流差動(dòng)保護(hù)可實(shí)現(xiàn)分相跳閘，僅跳開故障相，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。二、判斷題1.√解析：中性點(diǎn)接地方式影響零序網(wǎng)絡(luò)阻抗，進(jìn)而影響零序電流大小及保護(hù)靈敏性。2.√解析：方向高頻保護(hù)通過交換方向元件的判斷結(jié)果（允許/閉鎖信號(hào)）實(shí)現(xiàn)區(qū)內(nèi)故障快速跳閘。3.×解析：不平衡電流還包括變壓器勵(lì)磁涌流、帶負(fù)荷調(diào)壓引起的變比變化、CT傳變誤差等。4.√解析：距離Ⅲ段動(dòng)作延時(shí)最長(zhǎng)，作為本線路近后備（Ⅰ、Ⅱ段拒動(dòng)時(shí)）和相鄰線路遠(yuǎn)后備。5.√解析：重合閘僅在保護(hù)動(dòng)作跳閘后啟動(dòng)，手動(dòng)跳閘或遙控跳閘時(shí)不啟動(dòng)（避免非故障重合）。6.√解析：母線完全差動(dòng)保護(hù)需將所有連接元件（包括母聯(lián)、出線、主變等）的電流接入差動(dòng)回路。7.√解析：微機(jī)保護(hù)通過自檢程序（如RAM校驗(yàn)、CPU狀態(tài)檢測(cè)）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)異常，異常時(shí)閉鎖出口。8.√解析：失磁后發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收無功，機(jī)端測(cè)量阻抗會(huì)進(jìn)入靜穩(wěn)邊界圓（反映失磁后靜穩(wěn)破壞）或異步邊界圓（反映異步運(yùn)行）。9.×解析：電流速斷保護(hù)按躲過本線路末端最大短路電流整定，過電流保護(hù)按躲過最大負(fù)荷電流整定。10.√解析：光纖通道抗干擾能力強(qiáng)、衰耗小、傳輸容量大，可靠性高于載波、微波等通道。三、簡(jiǎn)答題1.三段式電流保護(hù)的動(dòng)作原理及區(qū)別：（1）電流速斷（Ⅰ段）：按躲過本線路末端最大短路電流整定，無延時(shí)跳閘，僅保護(hù)線路首端部分（約80%~85%），無后備作用。（2）限時(shí)電流速斷（Ⅱ段）：按躲過相鄰線路Ⅰ段保護(hù)范圍末端短路電流整定，帶0.3~0.5s延時(shí)，保護(hù)本線路全長(zhǎng)并作為Ⅰ段的近后備。（3）過電流保護(hù)（Ⅲ段）：按躲過最大負(fù)荷電流（考慮自啟動(dòng)）整定，延時(shí)最長(zhǎng)（1~2s），作為本線路近后備（Ⅰ、Ⅱ段拒動(dòng)）和相鄰線路遠(yuǎn)后備。區(qū)別：動(dòng)作電流依次減小，動(dòng)作延時(shí)依次增大，保護(hù)范圍依次擴(kuò)大，功能從主保護(hù)過渡到后備保護(hù)。2.變壓器縱差保護(hù)不平衡電流來源及抑制措施：來源：（1）CT變比誤差：各側(cè)CT變比無法完全匹配，導(dǎo)致差流；（2）變壓器勵(lì)磁涌流：空載合閘或外部故障切除后，勵(lì)磁電流可達(dá)額定電流的6~8倍，產(chǎn)生差流；（3）帶負(fù)荷調(diào)壓：分接頭調(diào)整導(dǎo)致變壓器變比變化，引起差流；（4）CT傳變誤差：外部故障時(shí)，短路電流過大導(dǎo)致CT飽和，傳變特性不一致。措施：（1）選擇同型號(hào)、同變比的CT，采用相位補(bǔ)償（如Y/Δ接線轉(zhuǎn)換）；（2）采用勵(lì)磁涌流閉鎖（如二次諧波制動(dòng)、波形判別）；（3）調(diào)整分接頭后重新計(jì)算平衡系數(shù)；（4）采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器（如比率制動(dòng)），外部故障時(shí)用穿越電流制動(dòng)，內(nèi)部故障時(shí)差流啟動(dòng)。3.母線保護(hù)的類型及適用場(chǎng)景：（1）完全差動(dòng)保護(hù)：所有連接元件電流接入差動(dòng)回路，動(dòng)作電流按躲過最大外部短路不平衡電流整定，適用于單母線、雙母線等簡(jiǎn)單接線。（2）母聯(lián)電流相位比較式保護(hù)：利用母聯(lián)電流與故障母線電流的相位關(guān)系判斷故障母線，適用于雙母線接線，需母聯(lián)斷路器運(yùn)行。（3）元件固定連接的電流差動(dòng)保護(hù)：將母線分為若干組，每組內(nèi)元件固定連接，差動(dòng)保護(hù)按組配置，適用于雙母線且元件分組明確的場(chǎng)景。（4）微機(jī)母線保護(hù)：采用大差+小差判據(jù)（大差判母線故障，小差選故障母線），支持復(fù)雜接線（如3/2接線），功能集成度高，目前主流。4.線路縱聯(lián)保護(hù)的通道類型及特點(diǎn)：（1）電力線載波（高頻通道）：利用高壓線路作為傳輸介質(zhì)，需結(jié)合阻波器、結(jié)合濾波器，成本低但易受高頻干擾，適用于220kV及以下線路。（2）微波通道：利用微波信號(hào)傳輸，無需沿線路架設(shè)，傳輸容量大但受氣候（如暴雨）影響，適用于長(zhǎng)距離、跨區(qū)域線路。（3）光纖通道：利用光纖傳輸數(shù)字信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)、衰耗小、傳輸速率高，需沿線路架設(shè)光纜或復(fù)用通信光纜，適用于超高壓、特高壓線路（如500kV及以上）。（4）導(dǎo)引線通道：利用專用電纜直接連接兩側(cè)保護(hù)，傳輸延時(shí)小但受線路長(zhǎng)度限制（一般≤10km），適用于短線路（如發(fā)電廠廠用線路）。5.微機(jī)保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）功能集成化：可集成多種保護(hù)（如過流、距離、差動(dòng)）及自動(dòng)裝置（如重合閘），減少硬件設(shè)備。（2）靈活性高：通過軟件編程實(shí)現(xiàn)保護(hù)邏輯，修改定值或特性（如比率制動(dòng)曲線）無需更改硬件。（3）計(jì)算精度高：采用數(shù)字算法（如全周傅里葉算法）處理采樣數(shù)據(jù)，避免模擬電路的漂移誤差。（4）自檢與記錄功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)硬件（如CPU、RAM）和軟件狀態(tài)，故障時(shí)記錄故障波形、動(dòng)作順序，便于事故分析。（5）通信能力強(qiáng)：支持IEC61850等協(xié)議，可與監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度主站通信，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)與控制。四、計(jì)算題1.（1）電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流計(jì)算：電流速斷按躲過最大運(yùn)行方式下線路末端三相短路電流整定：\[I_{op,Ⅰ}=K_{rel}\cdotI_{k,max}^{(3)}/n_{TA}\]其中，\(K_{rel}=1.2\)，\(I_{k,max}^{(3)}=3.2\,\text{kA}=3200\,\text{A}\)，\(n_{TA}=600/5=120\)。代入得：\(I_{op,Ⅰ}=1.2\times3200/120=32\,\text{A}\)（二次值）。（2）過電流保護(hù)動(dòng)作電流計(jì)算：過電流按躲過最大負(fù)荷電流（考慮自啟動(dòng)）整定：\[I_{op,Ⅲ}=K_{rel}\cdotK_{ss}\cdotI_{L,max}/(K_{re}\cdotn_{TA})\]其中，\(K_{rel}=1.15\)，\(K_{ss}=1.5\)，\(I_{L,max}=1200\,\text{A}\)，\(K_{re}=0.85\)，\(n_{TA}=120\)。代入得：\(I_{op,Ⅲ}=1.15\times1.5\times1200/(0.85\times120)\approx19.12\,\text{A}\)（二次值）。2.變壓器縱差保護(hù)平衡系數(shù)計(jì)算（以高壓側(cè)為基準(zhǔn)）：平衡系數(shù)\(K_{ph}=(I_{e,ph}/n_{TA,ph})/(I_{e,base}/n_{TA,base})\)，其中\(zhòng)(I_{e}=S_n/(\sqrt{3}U_n)\)。（1）高壓側(cè)（220kV）：\(I_{e,H}=120000/(\sqrt{3}\times220)\approx314.9\,\text{A}\)，\(n_{TA,H}=600/5=120\)，基準(zhǔn)側(cè)二次電流\(I_{e,base2}=I_{e,H}/n_{TA,H}=314.9/120\approx2.624\,\text{A}\)。（2）中壓側(cè)（110kV）：\(I_{e,M}=120000/(\sqrt{3}\times110)\approx629.8\,\text{A}\)，\(n_{TA,M}=1200/5=240\)，中壓側(cè)二次電流\(I_{e,M2}=629.8/240\approx2.624\,\text{A}\)，平衡系數(shù)\(K_{M}=I_{e,M2}/I_{e,base2}=1\)（因YN,d11接線需相位補(bǔ)償，實(shí)際中壓側(cè)CT采用Δ接線，此處簡(jiǎn)化計(jì)算）。（3）低壓側(cè)（35kV）：\(I_{e,L}=120000/(\sqrt{3}\times35)\approx1979.9\,\text{A}\)，\(n_{TA,L}=2000/5=400\)，低壓側(cè)二次電流\(I_{e,L2}=1979.9/400\approx4.95\,\text{A}\)，平衡系數(shù)\(K_