2025年高壓電工考試題庫：高壓繼電保護(hù)原理與故障分析試題解析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)）1.高壓繼電保護(hù)裝置的基本要求不包括以下哪一項(xiàng)？()A.可靠性B.選擇性C.快速性D.經(jīng)濟(jì)性2.GL型電流繼電器具有哪種特性？()A.平衡安匝B.動(dòng)作電流可調(diào)C.電磁式D.只能瞬時(shí)動(dòng)作3.在電力系統(tǒng)中，限時(shí)過電流保護(hù)主要用于保護(hù)線路的什么部分？()A.端點(diǎn)B.中點(diǎn)C.任意點(diǎn)D.以上都不是4.當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)首先保證的是？()A.靈敏度B.可靠性C.速動(dòng)性D.經(jīng)濟(jì)性5.在三相星形接線的電流保護(hù)中，如果發(fā)生單相接地故障，故障相電流如何變化？()A.增大B.減小C.不變D.為零6.零序電流保護(hù)主要用于反映哪種類型的故障？()A.相間短路B.單相接地C.三相短路D.損壞性故障7.距離保護(hù)是利用什么量來反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)的距離？()A.電壓B.電流C.電壓與電流的比值D.頻率8.在電力系統(tǒng)中，保護(hù)裝置之間的選擇性是指？()A.保護(hù)應(yīng)快速動(dòng)作B.保護(hù)應(yīng)靈敏可靠C.故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)的保護(hù)優(yōu)先動(dòng)作D.所有保護(hù)同時(shí)動(dòng)作9.差動(dòng)保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是？()A.對(duì)系統(tǒng)變化敏感B.接線簡(jiǎn)單C.只能在特定線路上使用D.具有絕對(duì)選擇性10.電流互感器（CT）在運(yùn)行時(shí)，其二次側(cè)為何不允許開路？()A.可能產(chǎn)生過電壓B.可能損壞CTC.影響測(cè)量精度D.可能使保護(hù)誤動(dòng)二、判斷題（請(qǐng)將“正確”或“錯(cuò)誤”填入括號(hào)內(nèi)）1.繼電保護(hù)的速動(dòng)性是指保護(hù)動(dòng)作后，盡快切除故障，以減少故障造成的損失。()2.電流速斷保護(hù)通常安裝在電源側(cè)，其保護(hù)范圍是本線路的一部分。()3.過電流保護(hù)的動(dòng)作電流是根據(jù)線路的正常最大負(fù)荷電流整定的。()4.當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，距離保護(hù)可能會(huì)誤動(dòng)。()5.零序電壓通常在故障點(diǎn)附近最高。()6.繼電保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)是指保護(hù)對(duì)故障的反應(yīng)能力，數(shù)值越大越好。()7.三相完全星形接線的零序保護(hù)，在正常運(yùn)行時(shí)，三個(gè)零序電流互感器二次側(cè)的零序電壓約為零。()8.差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流近似為零。()9.保護(hù)裝置的整定是指根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行要求，計(jì)算并確定保護(hù)裝置的參數(shù)值。()10.絕緣監(jiān)視裝置可以反映電力系統(tǒng)中的單相接地故障。()三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述高壓繼電保護(hù)裝置的可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性分別指什么？2.簡(jiǎn)述電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)在原理、整定原則和保護(hù)范圍上的主要區(qū)別。3.什么是保護(hù)裝置的整定？在進(jìn)行保護(hù)整定時(shí)，通常需要考慮哪些主要因素？4.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流和零序電壓的變化特點(diǎn)。5.為什么說差動(dòng)保護(hù)具有很高的選擇性？四、故障分析題1.某高壓線路采用三相星形接線的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)和限時(shí)過電流保護(hù)。已知線路正常最大負(fù)荷電流為300A，系統(tǒng)發(fā)生相間短路故障時(shí)，離故障點(diǎn)最近的保護(hù)安裝處短路電流為5000A。若瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流整定為4500A，限時(shí)過電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定為1500A（延時(shí)時(shí)間為1秒）。試分析在以下兩種故障情況下，保護(hù)裝置的動(dòng)作行為：a.在離該保護(hù)安裝點(diǎn)20km處發(fā)生相間短路。b.在離該保護(hù)安裝點(diǎn)40km處發(fā)生相間短路。并說明分析依據(jù)。2.某變電站母線裝設(shè)有零序電流保護(hù)。在一次運(yùn)行過程中，系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障，保護(hù)動(dòng)作，跳閘。請(qǐng)分析：a.故障發(fā)生后，母線處零序電流和零序電壓的大小和相位關(guān)系是怎樣的？b.如果保護(hù)裝置是采用三個(gè)零序電流互感器構(gòu)成的零序電流濾過器，故障時(shí)流過繼電器的零序電流主要來自哪里？c.簡(jiǎn)述零序電流保護(hù)動(dòng)作后，斷路器跳閘的流程。五、計(jì)算題（請(qǐng)列出計(jì)算步驟和公式）1.某線路采用兩相電流差接線方式的過電流保護(hù)，其一次側(cè)額定電流為I1n=400A，CT變比均為200/5。已知該線路正常最大負(fù)荷電流為350A（假設(shè)三相負(fù)荷平衡），要求過電流保護(hù)的動(dòng)作電流在正常最大負(fù)荷電流下應(yīng)可靠返回，且返回系數(shù)Kr取0.85。試計(jì)算該保護(hù)的一次動(dòng)作電流和二次動(dòng)作電流。2.某距離保護(hù)的第I段保護(hù)范圍要求為線路全長(zhǎng)的60%。已知線路全長(zhǎng)L=80km，系統(tǒng)電壓U=110kV，短路電流計(jì)算阻抗Zcal=0.1Ω/km。試計(jì)算該距離保護(hù)第I段的動(dòng)作阻抗整定值。（假設(shè)繼電器動(dòng)作阻抗整定值與測(cè)量阻抗成正比）---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.B5.A6.B7.C8.C9.D10.A二、判斷題1.正確2.正確3.錯(cuò)誤4.正確5.正確6.正確7.正確8.正確9.正確10.正確三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：分別解釋四個(gè)基本要求的核心含義?？煽啃灾副Ｗo(hù)在應(yīng)該動(dòng)作時(shí)不誤動(dòng)，不應(yīng)該動(dòng)作時(shí)不拒動(dòng)；選擇性指故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)的保護(hù)優(yōu)先動(dòng)作，切除故障，保護(hù)相鄰設(shè)備和線路；靈敏性指保護(hù)對(duì)故障的反應(yīng)能力，能靈敏地檢測(cè)出故障，通常用靈敏系數(shù)衡量；速動(dòng)性指保護(hù)盡快動(dòng)作切除故障，減少故障損害。2.解析思路：對(duì)比兩者的原理：電流速斷基于短路電流倍數(shù)原理，瞬時(shí)動(dòng)作；過電流基于負(fù)荷電流原理，有延時(shí)。整定原則：電流速斷動(dòng)作電流按躲過最大短路電流整定，保護(hù)范圍短；過電流動(dòng)作電流按躲過最大負(fù)荷電流整定，并有延時(shí)以保證選擇性。保護(hù)范圍：電流速斷保護(hù)范圍與線路長(zhǎng)度有關(guān)，通常為本線路一部分或下一線路近端；過電流保護(hù)保護(hù)范圍較長(zhǎng)，覆蓋本線路及下下級(jí)線路。3.解析思路：解釋整定是確定保護(hù)參數(shù)值的過程?？紤]因素包括：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的參數(shù)（電壓、電流、阻抗等）；系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)的參數(shù)（預(yù)期最大/最小故障電流、故障類型）；保護(hù)裝置本身的特性（動(dòng)作時(shí)間、返回系數(shù)等）；系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化；與相鄰保護(hù)和系統(tǒng)設(shè)備（如斷路器、隔離開關(guān)）的配合要求（選擇性、時(shí)限級(jí)差、配合方式等）。4.解析思路：分析單相接地故障時(shí)零序系統(tǒng)的特點(diǎn)。零序電流：由于系統(tǒng)其他相對(duì)地存在電位，故障相電流通過大地回到電源，形成零序電流，其大小取決于系統(tǒng)接地方式，接地越困難（如中性點(diǎn)不接地），故障電流越小，但總是流過故障點(diǎn)及其路徑。零序電壓：在故障點(diǎn)，三相相對(duì)地電壓失去平衡，故障點(diǎn)電位升高，導(dǎo)致零序電壓出現(xiàn)，且故障點(diǎn)零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越低，正常點(diǎn)接近零。5.解析思路：解釋差動(dòng)保護(hù)的工作原理。正常運(yùn)行時(shí)，線路各端流入和流出電流大小相等、方向相反，差動(dòng)回路電流近似為零。發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，電流被分為兩路流向故障點(diǎn)，兩路電流方向一致，在差動(dòng)回路中形成接近于故障電流的差值電流，使繼電器動(dòng)作。區(qū)外故障時(shí)，故障電流流經(jīng)故障點(diǎn)后，流回電源，不經(jīng)過差動(dòng)回路，或流入、流出電流方向雖相反但大小不等（有助磁或助差作用），差動(dòng)回路電流不足以使繼電器動(dòng)作。因此，差動(dòng)保護(hù)具有天然的區(qū)內(nèi)選擇性。四、故障分析題1.解析思路：a.分析依據(jù)：比較故障點(diǎn)距離與保護(hù)范圍。瞬時(shí)電流速斷整定電流4500A>短路電流5000A，且其保護(hù)范圍通常小于線路全長(zhǎng)。假設(shè)該保護(hù)只保護(hù)本線路近端（例如20km內(nèi)），則20km處故障屬于其保護(hù)范圍，故障電流5000A>動(dòng)作電流4500A，且為瞬時(shí)動(dòng)作，故瞬時(shí)電流速斷保護(hù)將動(dòng)作跳閘。限時(shí)過電流保護(hù)動(dòng)作電流1500A<5000A，但帶1秒延時(shí)，故障點(diǎn)在40km處，超出其有效保護(hù)范圍（通常為本線路末端及下一段線路近端），且故障電流也遠(yuǎn)大于其整定電流，但會(huì)因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)、延時(shí)長(zhǎng)而無法在故障發(fā)生瞬間（或短時(shí)間內(nèi)）切除故障，因此不會(huì)動(dòng)作。b.分析依據(jù)：分析零序電流來源。單相接地故障時(shí)，故障電流經(jīng)大地回到電源。在母線處，流過接地的線路的零序電流匯集到母線，然后通過零序電流互感器（CT）。如果采用三個(gè)CT構(gòu)成的零序電流濾過器（零序電流互感器的一次側(cè)分別接三相對(duì)地，二次側(cè)串聯(lián)），流過繼電器的零序電流主要是匯集自各接地故障線路的零序電流分量。2.解析思路：a.分析依據(jù)：分析故障點(diǎn)處零序電壓分布。A相接地故障時(shí)，A相電位接近地電位，B、C相對(duì)地電位升高。故障點(diǎn)處，A相對(duì)地電壓接近零，B、C相對(duì)地電壓接近線電壓，因此B、C相對(duì)A相（或?qū)Φ兀┊a(chǎn)生零序電壓，其大小約為線電壓的一半，相位滯后A相電壓約90度。母線處，由于距離故障點(diǎn)較遠(yuǎn)，故障點(diǎn)產(chǎn)生的零序電壓會(huì)沿線阻抗衰減，同時(shí)系統(tǒng)其他部分也對(duì)零序電壓有貢獻(xiàn)，但通常母線處零序電壓會(huì)低于故障點(diǎn)，且三個(gè)相的零序電壓可能不完全對(duì)稱。b.流程：故障發(fā)生->零序電流在故障點(diǎn)形成->零序電流流經(jīng)接地的線路并匯集到母線->零序電流流過母線上的零序電流互感器的一次側(cè)->零序電流在CT二次側(cè)產(chǎn)生感應(yīng)電流->感應(yīng)的零序電流流過零序保護(hù)繼電器->繼電器判斷達(dá)到動(dòng)作條件->繼電器動(dòng)作->發(fā)出跳閘命令->跳閘回路動(dòng)作->斷路器跳閘，切除故障。五、計(jì)算題1.解析思路：計(jì)算過電流保護(hù)的動(dòng)作電流需考慮可靠返回。首先計(jì)算一次側(cè)動(dòng)作電流，然后根據(jù)CT變比計(jì)算二次側(cè)動(dòng)作電流。一次動(dòng)作電流應(yīng)大于最大負(fù)荷電流，并考慮返回系數(shù)。公式：Iop.1=Iload/Kr，Iop.2=Iop.1/n。代入數(shù)值計(jì)算。計(jì)算步驟：a.計(jì)算一次動(dòng)作電流：Iop.1=Iload/Kr=350A/0.85≈411.76Ab.選取標(biāo)準(zhǔn)整定值：通常取接近計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn)電流，如420A。c.計(jì)算二次動(dòng)作電流：Iop.2=Iop.1/n=420A/200=2.1A答：一次動(dòng)作電流約為411.76A（標(biāo)準(zhǔn)取420A），二次動(dòng)作電流為2.1A。2.解析思路：距離保護(hù)第I段動(dòng)作阻抗整定原則是躲過本線路末端的最大短路阻抗，且與系統(tǒng)阻抗匹配，以保證選擇性。動(dòng)作阻抗與線路阻抗成正比。公式：Zop.I=Krel*Zcal*Lmax。代入數(shù)值計(jì)算。計(jì)算步驟：a.確