2025年高壓電工技師理論考試：高壓繼電保護原理核心試題解析考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述電流保護在電力系統(tǒng)中主要起什么作用？并說明瞬時電流速斷保護、限時電流速斷保護和過電流保護在保護范圍、動作時限、靈敏度和適用范圍上各有什么主要區(qū)別？二、為什么變壓器差動保護容易發(fā)生誤動？為防止差動保護誤動，通常采用哪些措施？請分別說明。三、試述距離保護的基本原理。采用方向性距離保護可以解決什么問題？簡述其工作過程。四、在電力系統(tǒng)中，為什么通常要求相間保護的動作時限具有階梯原則？請解釋其原因。五、零序電流保護主要用于哪些保護場合？簡述其基本原理。在單相接地故障時，為什么零序電流保護的動作靈敏度通常較高？六、試分析短路電流流過電流互感器（CT）時，若存在飽和現(xiàn)象，對電流保護（特別是差動保護和距離保護）可能產(chǎn)生什么影響？如何減輕或消除這些影響？七、已知某輸電線路采用方向性距離保護，其Ⅰ段保護動作阻抗為0.8Ω，Ⅱ段保護動作阻抗為3.2Ω，整定時限分別為0.5s和1.5s。若該線路末端短路時，測量阻抗為2.5Ω。請分析該線路的Ⅰ、Ⅱ段距離保護能否正確動作？說明理由。八、簡述發(fā)電機勵磁回路發(fā)生接地故障時，為什么會產(chǎn)生較大的直流分量，以及為什么發(fā)電機差動保護或差動縱聯(lián)保護通常需要設(shè)置勵磁涌流閉鎖元件？該閉鎖元件通?；谑裁丛韺崿F(xiàn)？九、某變電站母線采用兩套獨立的母聯(lián)電流互感器（CT）作為差動保護的電流輸入。若運行中一套CT發(fā)生內(nèi)部故障導(dǎo)致其二次輸出嚴重畸變，試分析這對差動保護的工作會產(chǎn)生什么影響？應(yīng)如何處理？十、在實際運行中，對高壓繼電保護裝置進行定值核對和傳動試驗時，主要目的是什么？請分別說明。試卷答案一、電流保護主要用于反應(yīng)電流異常增大，實現(xiàn)短路故障的保護和過負荷保護。區(qū)別：*瞬時電流速斷保護：動作時限為瞬時動作（小于0.1秒），保護范圍為本線路首端，靈敏度高，但只適用于線路首端短路，不能保護全線路，易受系統(tǒng)運行方式變化影響。*限時電流速斷保護：動作時限大于瞬時電流速斷保護，小于過電流保護，保護范圍為本線路全段，靈敏度低于瞬時電流速斷，主要用于彌補瞬時電流速斷保護范圍不足的問題。*過電流保護：動作時限最長，通常為0.5秒或1秒及以上，保護范圍為本線路及下一線路首端，靈敏度要求最高，適用于系統(tǒng)各級，作為后備保護。二、變壓器差動保護誤動的主要原因包括：外部故障時的穿越性短路電流、CT飽和導(dǎo)致二次電流波形畸變或相位移動、差動回路接線錯誤（如極性接反、開路、短路）、CT變比誤差、勵磁涌流、不平衡電流過大等。防止措施：*差動速斷保護：設(shè)定較低的動作電流，只躲過外部短路時的最大穿越電流或勵磁涌流。*制動特性：利用差動電流和制動電流（一般取電流互感器同側(cè)電流）的關(guān)系，在外部故障時制動作用增強，降低誤動概率。*CT飽和保護：檢測CT飽和現(xiàn)象，在飽和時閉鎖差動保護。*檢查與核對：嚴格校驗CT變比、極性，定期進行差動傳動試驗。三、距離保護基本原理：利用測量點到短路點的距離（阻抗）與短路電流、電壓的比值（阻抗繼電器輸入阻抗）來判別故障。當測量阻抗落在繼電器動作特性區(qū)域內(nèi)時，繼電器動作。方向性距離保護可以解決非故障線路或區(qū)外故障時保護誤動的問題。其工作過程：當檢測到故障時，首先判斷故障方向（利用電壓和電流的相位關(guān)系），只有當故障發(fā)生在預(yù)定保護方向區(qū)域且測量阻抗在動作區(qū)內(nèi)時，保護才執(zhí)行跳閘命令。四、相間保護要求動作時限具有階梯原則，是為了保證：1.選擇性：靠近故障點的保護應(yīng)能先于或同時于靠近電源端的保護動作，使斷路器靠近故障點跳閘，縮小停電范圍。2.快速切除故障：縮短故障持續(xù)時間，減輕故障對設(shè)備和系統(tǒng)的沖擊。3.系統(tǒng)穩(wěn)定性：快速切除故障有助于維持系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定。五、零序電流保護主要用于反應(yīng)單相接地故障。其基本原理：在發(fā)生單相接地故障時，故障點出現(xiàn)零序電壓，系統(tǒng)零序網(wǎng)絡(luò)中流過零序電流，零序電流保護測量零序電流的大小，當零序電流超過整定值時動作。在單相接地故障時，故障點至故障點之間存在零序電流通路，路徑相對簡單直接，且系統(tǒng)其他部分零序阻抗較高，因此零序電流保護的動作靈敏度通常較高。六、短路電流流過CT時飽和，可能導(dǎo)致：*差動保護誤動：飽和的CT二次電流波形畸變、幅值降低、相位移動，導(dǎo)致差動回路出現(xiàn)不平衡電流，可能超過差動繼電器動作值而誤動。*距離保護整定困難：飽和導(dǎo)致測量到的電流和電壓波形失真，影響距離繼電器的測量準確性，可能導(dǎo)致拒動或誤動。*方向保護誤動：飽和可能改變電流、電壓的相位關(guān)系，導(dǎo)致方向繼電器誤判。減輕或消除影響的主要措施：采用具有制動特性的差動保護；選用飽和度較低的CT；采用數(shù)字濾波技術(shù)消除諧波和暫態(tài)影響；合理選擇CT型號和接線方式。七、該線路的Ⅰ段保護動作阻抗（0.8Ω）小于測量阻抗（2.5Ω），且Ⅰ段整定時限（0.5s）小于Ⅱ段（1.5s）。由于測量阻抗（2.5Ω）大于Ⅰ段動作阻抗（0.8Ω），說明故障點在線路Ⅰ段保護范圍之外（或正好在末端，但通常認為大于等于則視為范圍外）。因此，該線路的Ⅰ段距離保護不會動作。同時，測量阻抗（2.5Ω）小于Ⅱ段動作阻抗（3.2Ω），且整定時限（1.5s）大于Ⅰ段。由于測量阻抗小于Ⅱ段動作阻抗，說明故障點在線路Ⅱ段保護范圍內(nèi)。因此，該線路的Ⅱ段距離保護會正確動作。八、發(fā)電機勵磁回路接地故障時，故障點會形成閉合回路，電容充電和電感放電過程可能導(dǎo)致較大的直流分量注入系統(tǒng)。發(fā)電機差動保護或差動縱聯(lián)保護通常需要設(shè)置勵磁涌流閉鎖元件，是因為發(fā)電機正常運行或發(fā)生接地故障時可能產(chǎn)生較大的直流分量或非對稱電流，這些可能被差動保護誤判為內(nèi)部故障（差動電流增大），導(dǎo)致誤動。閉鎖元件檢測到這種非故障時的異常電流（如直流分量、非對稱分量）并暫時閉鎖差動保護，待異常電流消失后恢復(fù)。該閉鎖元件通?；跈z測直流分量、非對稱分量或總電流幅值的原理實現(xiàn)。九、若運行中一套CT發(fā)生內(nèi)部故障導(dǎo)致其二次輸出嚴重畸變（如開路、短路、波形嚴重失真），差動保護兩側(cè)電流互感器二次回路狀態(tài)將不再對稱，即使外部故障時兩側(cè)故障電流基本相等，但由于CT故障導(dǎo)致二次電流幅值、相位或波形嚴重不一致，會在差動繼電器輸入端產(chǎn)生顯著的不平衡電流。這個不平衡電流可能超過差動繼電器的動作值，導(dǎo)致差動保護誤動。處理方法：應(yīng)立即對故障CT及其二次回路進行檢查和處理，確認故障排除后方可恢復(fù)差動保護運行。期間需加強系統(tǒng)監(jiān)視，必要時采取其他保護或措施保證系統(tǒng)安全。十、對高壓繼電保護裝置進行定值核對和傳動試驗的主要目的：*定值核