2025年電工中級職業(yè)技能考試真題模擬卷：電力系統(tǒng)保護與自動化技術(shù)試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的字母填入括號內(nèi)）1.在電力系統(tǒng)中，短路故障的主要危害不包括以下哪項？A.產(chǎn)生巨大的短路電流B.產(chǎn)生較高的短路電壓C.造成設(shè)備絕緣損壞D.引起系統(tǒng)頻率降低2.以下哪種繼電器是利用電磁感應(yīng)原理動作的？A.電磁型時間繼電器B.感應(yīng)型過電流繼電器（GL型）C.電壓繼電器D.中間繼電器3.在三相交流電路中，發(fā)生單相接地故障時，非故障相的電壓會發(fā)生什么變化？A.保持不變B.略有升高C.降低D.等于零4.構(gòu)成電力系統(tǒng)繼電保護裝置“四性”的是？A.選擇性、快速性、靈敏性、可靠性B.選擇性、準確性、靈敏性、經(jīng)濟性C.選擇性、快速性、靈敏性、實用性D.選擇性、可靠性、經(jīng)濟性、通用性5.電力線路發(fā)生相間短路故障時，應(yīng)優(yōu)先考慮采用哪種保護裝置？A.零序保護B.過電流保護C.差動保護D.絕緣監(jiān)視裝置6.變壓器差動保護的主要優(yōu)點是？A.靈敏度高B.動作速度快C.不受系統(tǒng)振蕩影響D.接線簡單7.在繼電保護裝置中，用于防止外部故障或操作引起的保護誤動作的裝置是？A.時間繼電器B.電流互感器C.閉鎖裝置D.信號繼電器8.繼電保護裝置中，用于發(fā)出信號或接通被保護設(shè)備跳閘回路的是？A.動作繼電器B.時間繼電器C.中間繼電器D.信號繼電器9.電力系統(tǒng)中，直流操作電源通常采用哪種電壓？A.交流220VB.交流380VC.直流220VD.直流110V或220V10.以下哪項不是電力系統(tǒng)二次回路的一部分？A.控制回路B.信號回路C.輸電線路D.測量回路11.電流互感器（CT）在運行時，其二次側(cè)嚴禁？A.開路B.短路C.接地D.帶負載12.電力系統(tǒng)自動化技術(shù)中，SCADA系統(tǒng)的中文全稱是？A.監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)B.安全控制系統(tǒng)C.調(diào)度自動化系統(tǒng)D.遠動系統(tǒng)13.繼電保護裝置的“選擇性”要求是指？A.保護裝置動作靈敏B.保護裝置動作迅速C.保護裝置只在本線路或本設(shè)備故障時動作，不越級動作D.保護裝置的整定值準確14.當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，故障錄波裝置的主要作用是？A.切除故障點B.發(fā)出告警信號C.記錄故障前后系統(tǒng)的電氣量變化過程D.自動恢復(fù)系統(tǒng)供電15.在繼電保護屏上，用于指示保護裝置是否處于工作狀態(tài)或已經(jīng)動作的裝置是？A.信號繼電器B.光字牌C.試驗按鈕D.信號燈二、判斷題（請將正確選項“√”填入括號內(nèi)，錯誤選項“×”填入括號內(nèi)）1.電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，短路電流最小。（）2.繼電保護裝置的動作時限是指從故障發(fā)生到保護裝置發(fā)出跳閘信號的時間間隔。（）3.電流保護裝置的動作電流必須大于正常運行時可能出現(xiàn)的最大負荷電流。（）4.母線差動保護是反映母線區(qū)內(nèi)、外故障的一種快速保護裝置。（）5.繼電保護裝置的靈敏性是指保護裝置對故障的反應(yīng)能力，用靈敏系數(shù)表示。（）6.電壓互感器（PT）的一次側(cè)與高壓電網(wǎng)相連，二次側(cè)通常接額定電壓為100V的負載。（）7.在繼電保護裝置的原理圖中，常使用標準的圖形符號和文字符號來表示各種元件。（）8.電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的目的是為了完全取代人工操作。（）9.繼電保護裝置的定值整定是指根據(jù)被保護對象和系統(tǒng)情況，確定保護裝置各項參數(shù)的過程。（）10.二次回路是指電力系統(tǒng)中的所有控制、保護、測量和信號回路。（）三、簡答題1.簡述電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時可能造成的危害。2.簡述感應(yīng)型過電流繼電器（GL型）的構(gòu)成及其基本工作原理。3.什么是繼電保護裝置的選擇性？實現(xiàn)選擇性的基本原則是什么？4.簡述直流操作電源在繼電保護裝置中的作用。5.簡述電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的基本功能。四、計算題1.某電力線路采用GL型過電流保護，已知線路正常最大負荷電流為I_load_max=150A，短路電流計算結(jié)果為I_k=3000A。若要求保護裝置在短路電流為1.5倍額定電流（即1500A）時能瞬時動作，試計算該保護裝置的整定電流（即瞬時動作電流整定值），并說明應(yīng)如何選擇繼電器的整定位置（采用“整定螺絲”或“抽頭”調(diào)節(jié)）。2.某變壓器差動保護采用電流互感器CT，其變比為1000/5。若差動回路中的不平衡電流為10A，請計算此不平衡電流分別折算到CT一次側(cè)和二次側(cè)的值。五、論述題結(jié)合電力系統(tǒng)保護的實際應(yīng)用，論述提高保護裝置可靠性的重要意義以及可以采取的幾項主要措施。試卷答案一、選擇題1.B解析：短路故障主要危害是產(chǎn)生巨大電流、高電壓、設(shè)備損壞和頻率降低。短路電流和電壓是主要危害，A正確；非故障相對地電壓升高，B正確；設(shè)備損壞主要是短路電流的熱效應(yīng)和電動力，C正確；短路導(dǎo)致功率不平衡，引起頻率降低，D正確。此題問不包括哪項，故選B。2.B解析：電磁型繼電器利用電磁感應(yīng)原理，如電磁型電壓繼電器和電磁型電流繼電器（包括中間繼電器）。感應(yīng)型過電流繼電器（GL型）利用電磁感應(yīng)和感應(yīng)原理。A、C、D均屬于電磁型。GL型具有感應(yīng)特性。綜合看，GL型更符合“利用電磁感應(yīng)原理”的描述，特別是其感應(yīng)線圈部分。3.B解析：單相接地故障時，非故障相對地電壓會升高，理論上升高到線電壓。雖然會有電壓損失，但會顯著高于正常相電壓，接近線電壓。4.A解析：繼電保護的四性是指選擇性、快速性（速動性）、靈敏性、可靠性。這是電力系統(tǒng)對繼電保護的基本要求。5.B解析：過電流保護是電力線路中最基本、應(yīng)用最廣泛的保護，用于切除相間短路和單相接地故障引起的過電流。A用于單相接地；C用于變壓器等核心設(shè)備；D是系統(tǒng)正常運行時的監(jiān)視。6.C解析：差動保護的主要優(yōu)點是動作速度快，能瞬時切除故障點，不受系統(tǒng)運行方式變化的影響。7.C解析：閉鎖裝置的作用就是防止在特定條件下（如系統(tǒng)振蕩、區(qū)外故障）保護誤動。8.D解析：信號繼電器（或稱掉牌繼電器）的作用就是發(fā)出動作信號，并自保持，指示保護已動作。中間繼電器主要用于傳遞信號、增加觸點數(shù)量或容量。9.D解析：我國電力系統(tǒng)直流操作電源標準電壓為110V或220V，220V系統(tǒng)多用于大型樞紐變電站。10.C解析：二次回路包括控制回路、信號回路、保護回路、測量回路、操作電源回路等，但不包括一次設(shè)備如輸電線路。11.A解析：電流互感器運行時二次側(cè)必須可靠短路，若開路會產(chǎn)生高電壓，損壞設(shè)備或危及人身安全。12.A解析：SCADA是SupervisoryControlandDataAcquisition的縮寫，即監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。13.C解析：選擇性是指保護裝置只對本保護的設(shè)備或線路故障作出反應(yīng)，不越級動作，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。14.C解析：故障錄波器的主要功能是在故障發(fā)生時，連續(xù)記錄故障前后一段時間的電壓、電流等電氣量變化曲線，供事故分析使用。15.D解析：信號燈用于指示設(shè)備或回路的運行狀態(tài)，如電源狀態(tài)、保護裝置投退狀態(tài)、跳閘或合閘狀態(tài)等。二、判斷題1.×解析：三相短路是各種短路故障中短路電流最大的類型。2.√解析：動作時限是指從故障發(fā)生（或故障特征量達到動作值）到保護裝置發(fā)出跳閘指令（或信號）的時間。3.√解析：保護裝置的動作電流必須大于正常負荷電流及可能的尖峰電流，以保證在正常運行時不會誤動。4.√解析：母線差動保護是利用母線兩側(cè)電流的差值來反映母線區(qū)內(nèi)是否發(fā)生故障，區(qū)內(nèi)故障時差值電流顯著增大，動作速度快；區(qū)外故障時差值電流基本為零或不滿足動作條件，不動作。5.√解析：靈敏性是指保護裝置對故障的識別和反應(yīng)能力，用靈敏系數(shù)衡量，要求在故障時能正確動作。6.√解析：電壓互感器（PT）一次側(cè)接高壓，二次側(cè)標準額定電壓為100V，供給測量儀表、保護裝置等。7.√解析：繼電保護圖紙采用國家標準規(guī)定的圖形符號和文字符號，以便于識讀、設(shè)計和維護。8.×解析：電力系統(tǒng)自動化技術(shù)旨在輔助或優(yōu)化人工操作，提高效率、可靠性和安全性，而不是完全取代。9.√解析：定值整定是根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)、設(shè)備特性、運行方式等，計算并設(shè)定保護裝置的動作參數(shù)（如電流、時限等）的過程。10.√解析：二次回路是電力系統(tǒng)中所有非電力主回路，包括控制、保護、測量、信號、通信等回路的總稱。三、簡答題1.答：短路故障可能造成的危害包括：(1)產(chǎn)生巨大的短路電流和電動力，可能導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱熔化、設(shè)備損壞。(2)系統(tǒng)電壓大幅下降，影響正常供電，甚至導(dǎo)致大面積停電。(3)系統(tǒng)發(fā)生劇烈振蕩，可能破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。(4)若保護或開關(guān)拒動，可能發(fā)展成相間短路或直接導(dǎo)致發(fā)電機跳閘、電網(wǎng)瓦解。(5)產(chǎn)生高頻率的電磁波，干擾通信系統(tǒng)。2.答：感應(yīng)型過電流繼電器（GL型）通常由兩部分構(gòu)成：(1)電磁部分：包括一個線圈（電流線圈，串聯(lián)在主電路中）和一個帶鐵心的電磁系統(tǒng)，用于產(chǎn)生電磁吸力。(2)感應(yīng)部分：包括一個線圈（感應(yīng)線圈，與電流線圈并聯(lián)或串聯(lián)，匝數(shù)較少）和可轉(zhuǎn)動部分（帶有永久磁鐵的鋁盤或鐵片），利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生一個與電流平方成正比的制動力矩。其基本工作原理是：正常時，電磁吸力與制動力矩平衡，繼電器不動作。當主電路電流增大到動作值時，電磁吸力增大，克服制動力矩，使可動部分轉(zhuǎn)動，帶動動合觸點閉合（實現(xiàn)過電流保護），同時指針指示電流值。若電流進一步增大（如發(fā)生短路），電磁吸力劇增，可動部分迅速轉(zhuǎn)動并可能帶動動斷觸點（時限部分）動作，實現(xiàn)定時限過電流保護。3.答：繼電保護裝置的選擇性是指當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，只有故障點所在的保護裝置動作，切除故障，而系統(tǒng)其他部分（非故障線路或設(shè)備）的保護裝置不應(yīng)動作。實現(xiàn)選擇性的基本原則是：(1)時間選擇性：相鄰下一級線路或設(shè)備保護的動作時限應(yīng)比上一級保護的動作時限長一個時限級差。(2)電流選擇性（或電壓選擇性）：故障點離電源越近，短路電流越大；離電源越遠，短路電流越小。利用這個原理，通過整定不同的動作電流值，使靠近故障點的保護裝置先動作。(3)利用不同類型的保護：例如，線路故障常用過電流保護，而發(fā)電機、變壓器等重要設(shè)備常用差動保護，兩者配合實現(xiàn)選擇性。4.答：直流操作電源是繼電保護裝置、控制回路、信號回路、自動裝置等二次回路正常工作的基礎(chǔ)。其作用包括：(1)為繼電保護裝置提供動作能源，使其在檢測到故障時能夠發(fā)出跳閘指令。(2)為控制開關(guān)（如斷路器、隔離開關(guān)的操作機構(gòu)）提供操作能源，實現(xiàn)遠程或自動控制操作。(3)為信號裝置提供能源，用于發(fā)出故障信號、操作信號等，指示設(shè)備狀態(tài)或異常情況。(4)為自動裝置和微機保護裝置提供工作電源。5.答：電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的基本功能通常包括：(1)數(shù)據(jù)采集（SCADA）：實時采集電力系統(tǒng)的各種運行參數(shù)（電壓、電流、頻率、設(shè)備狀態(tài)等）。(2)遠程監(jiān)控：對電力設(shè)備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)視，并能進行遠程控制操作。(3)故障處理與錄波：自動或輔助處理故障，記錄故障前后數(shù)據(jù)，便于事故分析。(4)調(diào)度自動化：支持調(diào)度員進行負荷預(yù)測、優(yōu)化調(diào)度、安全分析等。(5)預(yù)測與優(yōu)化：對系統(tǒng)運行進行預(yù)測，并提出優(yōu)化運行方式或控制策略的建議。四、計算題1.解：要求保護在I_k'=1.5*I_load_max=1.5*150A=225A時瞬時動作。根據(jù)選擇性原則，保護整定電流應(yīng)大于線路正常最大負荷電流，即I_set>I_load_max=150A。為保證在I_k'=225A時能可靠動作，且考慮繼電器整定范圍的合理性，可取I_set=1.2*I_k'或略大于150A。取I_set=250A（假設(shè)繼電器有合適的整定范圍）。繼電器整定電流通常通過調(diào)節(jié)“整定螺絲”或選擇“抽頭”來實現(xiàn)。假設(shè)該繼電器有一個抽頭范圍或整定螺絲可調(diào)至250A（或接近值），則應(yīng)將繼電器整定到250A位置。若只有抽頭，則選擇最接近且大于250A的抽頭值。若需精確整定，則調(diào)節(jié)整定螺絲。2.解：不平衡電流I_unbalance=10A。(1)折算到CT一次側(cè)：I_unbalance_1=I_unbalance*n=10A*(1000/5)=10A*200=2000A。(2)折算到CT二次側(cè)：I_unbalance_2=I_unbalance/n=10A/(1000/5)=10A/200=0.05A。五、論述題答：提高繼電保護裝置的可靠性在電力系統(tǒng)中具有極其重要的意義。首先，電力系統(tǒng)是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)設(shè)施，其安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。保護裝置是保障電力系