2025年高壓電工中級職稱考試：高壓繼電保護原理專項訓(xùn)練試題考試時間：______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.繼電保護裝置應(yīng)滿足的基本要求不包括以下哪一項？()A.選擇性B.速動性C.經(jīng)濟性D.可靠性2.電流速斷保護的主要優(yōu)點是？()A.保護范圍大B.動作靈敏度高C.能反映系統(tǒng)發(fā)生任何故障D.動作速度快3.電力系統(tǒng)中，反映線路距離的繼電保護是？()A.電流速斷保護B.過電流保護C.距離保護D.低電壓保護4.采用方向性繼電保護是為了解決什么問題？()A.提高保護靈敏度B.防止保護誤動C.縮小保護范圍D.增加動作時限5.對于電力變壓器，反映內(nèi)部故障且靈敏度較高的保護是？()A.電流速斷保護B.瓦斯保護C.差動保護D.過電流保護6.GL型電流繼電器中，“L”代表什么？()A.電流B.功率C.時間D.過負荷7.在距離保護中，阻抗繼電器測量的是哪個量？()A.電壓B.電流C.阻抗D.功率8.某線路的定時限過電流保護，其動作時限應(yīng)如何整定？()A.比相鄰下一級線路的過電流保護動作時限短B.比相鄰下一級線路的過電流保護動作時限長C.與相鄰下一級線路的過電流保護動作時限相同D.由線路長度決定9.繼電保護“整定”是指？()A.調(diào)試繼電器B.整理圖紙C.計算并確定保護裝置的定值D.更換繼電器10.以下哪種保護不是反應(yīng)故障時電流增大而動作的？()A.過電流保護B.電流速斷保護C.低電壓保護D.瓦斯保護二、判斷題（請將“正確”或“錯誤”填入括號內(nèi)）1.繼電保護裝置動作后，必須由運行人員將故障設(shè)備切除。()2.繼電保護的選擇性是指保護應(yīng)只將故障設(shè)備切除，不應(yīng)影響相鄰設(shè)備或線路。()3.電流速斷保護通常用于主干線路，其保護范圍不受系統(tǒng)運行方式變化的影響。()4.距離保護的整定阻抗值是按系統(tǒng)最小運行方式下，保護安裝處到被保護線路末端的最小阻抗值整定的。()5.差動保護能夠反映被保護設(shè)備內(nèi)部和外部故障。()6.繼電保護裝置的靈敏度是指保護對故障的反應(yīng)能力，通常用靈敏系數(shù)來衡量。()7.低電壓保護通常作為線路或設(shè)備保護的后備。()8.方向繼電器是根據(jù)故障時功率方向的變化來動作的。()9.GL型繼電器可以同時實現(xiàn)過電流和定時限過電流保護功能。()10.瓦斯保護是電力變壓器特有的保護，主要反映變壓器內(nèi)部油箱內(nèi)的故障。()三、簡答題1.簡述繼電保護裝置的“四性”及其含義。2.解釋什么是保護裝置的“選擇性”，并簡述實現(xiàn)選擇性的基本原則。3.簡述電流速斷保護和過電流保護在原理、整定原則和保護范圍方面的主要區(qū)別。4.簡述距離保護的基本工作原理。5.簡述差動保護的基本原理及其主要應(yīng)用場合。四、計算題1.某輸電線路L1，其末端K點發(fā)生短路，系統(tǒng)最小運行方式下，K點到L1起點A的距離為100km，系統(tǒng)阻抗為0.4Ω/km?，F(xiàn)裝設(shè)于A點的電流速斷保護，要求保護范圍不小于80km。已知故障時流過保護的最大短路電流為5000A。試計算該電流速斷保護的整定電流，并校驗其靈敏度（靈敏系數(shù)定義為實際保護范圍與整定范圍的比值，要求靈敏系數(shù)不小于1.5）。2.某變壓器的額定電壓為110/11kV，采用Yd11接線。為保護變壓器，裝設(shè)了差動保護和過電流保護。試簡述差動保護和過電流保護在該變壓器上分別起到的主要保護作用，并說明兩者在保護對象和保護原理上的主要區(qū)別。試卷答案一、選擇題1.C解析：繼電保護的基本要求是選擇性、速動性、靈敏性和可靠性，經(jīng)濟性不是其基本要求。2.D解析：電流速斷保護的主要優(yōu)點是動作速度快，能快速切除故障，但保護范圍有限，靈敏度和選擇性較差。3.C解析：距離保護是根據(jù)故障點到保護安裝點的距離（阻抗）來判斷故障，并反映線路的距離。4.B解析：方向性繼電器能夠判斷故障功率方向，防止在系統(tǒng)正常運行或區(qū)外故障時保護誤動。5.C解析：差動保護利用被保護設(shè)備兩側(cè)電流的差值來反映故障，對于內(nèi)部故障，差值電流很大，能提供高靈敏度保護。6.C解析：GL代表電流（過負荷）和時間。7.C解析：距離保護中的阻抗繼電器用于測量故障點相對于保護安裝點的阻抗值。8.B解析：根據(jù)選擇性原則，下一級保護動作時限應(yīng)比上一級長，以保證選擇性。9.C解析：整定是指根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和保護要求計算并確定保護裝置的啟動值和動作時限等參數(shù)。10.C解析：低電壓保護是反應(yīng)故障時電壓降低而動作的保護，不是反應(yīng)電流增大。二、判斷題1.錯誤解析：繼電保護動作后，通常由斷路器跳閘切除故障，不需要運行人員手動操作切除。2.正確解析：選擇性是指保護在發(fā)生故障時，只將故障元件或線路切除，不影響系統(tǒng)其他部分正常運行。3.錯誤解析：電流速斷保護的保護范圍受系統(tǒng)運行方式影響較大，在系統(tǒng)最小運行方式下保護范圍最小。4.正確解析：距離保護的整定阻抗按系統(tǒng)最小運行方式下的最小保護范圍（即從安裝點到線路末端的阻抗）整定。5.錯誤解析：差動保護主要反映被保護設(shè)備內(nèi)部的故障，外部故障時差動電流通常不大，不會誤動；外部故障時的保護問題由后備保護解決。6.正確解析：靈敏度是指保護對故障的反應(yīng)能力，靈敏系數(shù)越高，保護對故障的反應(yīng)能力越強。7.正確解析：低電壓保護常用于電動機、線路等作為后備保護，或在系統(tǒng)電壓嚴重降低時切除負荷。8.正確解析：方向繼電器根據(jù)故障時功率方向是否滿足預(yù)定方向（如正方向）來決定是否動作。9.正確解析：GL型繼電器具有過電流部分（瞬時和定時）和時限部分，可實現(xiàn)過電流和定時限過電流保護。10.正確解析：瓦斯保護利用變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生的氣體或油流沖擊繼電器來動作，主要反映內(nèi)部故障。三、簡答題1.繼電保護裝置的“四性”及其含義：*選擇性：指保護裝置在發(fā)生故障時，只將故障元件或線路切除，不影響系統(tǒng)其他部分正常運行。*速動性：指保護裝置在故障發(fā)生后，盡快動作切除故障，以減小故障造成的損失。*靈敏性：指保護裝置對其保護范圍內(nèi)故障的反應(yīng)能力，即能夠靈敏地檢測到故障并動作。*可靠性：指保護裝置在規(guī)定條件下，能夠正確動作（對于故障情況）或不動作（對于非故障情況）的能力。2.解釋什么是保護裝置的“選擇性”，并簡述實現(xiàn)選擇性的基本原則。*保護裝置的選擇性是指在電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時，保護裝置應(yīng)只將故障元件或線路切除，而相鄰的無故障元件或線路不應(yīng)被切除，保證系統(tǒng)其他部分繼續(xù)正常運行。*實現(xiàn)選擇性的基本原則通常是根據(jù)保護動作的時限來保證。即相鄰下一級線路或設(shè)備的保護動作時限應(yīng)比上一級保護的動作時限長一個時限級差。這樣，當(dāng)故障發(fā)生時，離故障點最近的保護（時限最短）先動作，切除故障，確保故障點上游的保護不會誤動。3.電流速斷保護和過電流保護在原理、整定原則和保護范圍方面的主要區(qū)別：*原理：電流速斷保護是根據(jù)故障時電流的突然增大，當(dāng)電流超過整定值時瞬時動作；過電流保護是根據(jù)故障時電流的增大，當(dāng)電流超過整定值并經(jīng)過一定的時限后動作。*整定原則：電流速斷保護的動作電流按保護安裝處最大故障電流整定，不考慮系統(tǒng)運行方式變化；過電流保護的動作電流按保護安裝處最小故障電流（通常是系統(tǒng)最大運行方式下的正常運行電流）整定，并要考慮相鄰下一級保護的配合。*保護范圍：電流速斷保護的保護范圍受系統(tǒng)運行方式影響大，在系統(tǒng)最小運行方式下保護范圍最小，甚至可能沒有保護范圍；過電流保護的保護范圍也受系統(tǒng)運行方式影響，但通常能保證一定的保護范圍，并且其保護范圍隨著系統(tǒng)運行方式的變化而變化（系統(tǒng)運行方式越嚴重，保護范圍越大）。4.簡述距離保護的基本工作原理。*距離保護的基本工作原理是利用故障時保護安裝點到故障點之間的線路阻抗（電壓與電流的比值）來反映故障的距離。當(dāng)故障發(fā)生時，保護裝置測量故障點相對于安裝點的電壓和電流，計算出阻抗值。如果計算出的阻抗值落在距離保護所設(shè)定的動作區(qū)內(nèi)（即小于整定的阻抗定值），并且滿足其他條件（如方向、時限等），則保護裝置動作，發(fā)出跳閘信號，切斷故障線路。5.簡述差動保護的基本原理及其主要應(yīng)用場合。*差動保護的基本原理是基于比較被保護設(shè)備（如變壓器、線路）兩側(cè)（或一段）電流的大小和相位。正常運行時，或外部故障時，流過兩側(cè)（或兩段）的電流大小相等、相位相同，差動電流接近于零，保護不動作；當(dāng)被保護設(shè)備內(nèi)部發(fā)生故障時，兩側(cè)（或兩段）電流的相位發(fā)生改變（或大小顯著不平衡），導(dǎo)致差動回路中出現(xiàn)較大的差動電流，保護裝置根據(jù)這個差動電流的大小判斷內(nèi)部故障并迅速動作，切除故障設(shè)備。*差動保護的主要應(yīng)用場合是電力變壓器、發(fā)電機、輸電線路等關(guān)鍵電氣設(shè)備，用于提供高靈敏度的內(nèi)部故障保護。四、計算題1.某輸電線路L1，其末端K點發(fā)生短路，系統(tǒng)最小運行方式下，K點到L1起點A的距離為100km，系統(tǒng)阻抗為0.4Ω/km?，F(xiàn)裝設(shè)于A點的電流速斷保護，要求保護范圍不小于80km。已知故障時流過保護的最大短路電流為5000A。試計算該電流速斷保護的整定電流，并校驗其靈敏度（靈敏系數(shù)定義為實際保護范圍與整定范圍的比值，要求靈敏系數(shù)不小于1.5）。解：*電流速斷保護的動作電流應(yīng)大于保護安裝處（A點）的最大故障電流。由于題目給出最大短路電流為5000A，為可靠動作，動作電流應(yīng)略大于此值。設(shè)整定電流為I_set。I_set>5000A*要求保護范圍不小于80km。在最小運行方式下，實際保護范圍取決于A點到短路點的阻抗。設(shè)短路點實際距離為L故障。*系統(tǒng)阻抗為0.4Ω/km。*保護范圍L故障=I_set*Z_故障/Z_系統(tǒng)。其中Z_故障是短路點的故障阻抗，Z_系統(tǒng)是線路單位長度阻抗。由于不知道具體的Z_故障，通常假設(shè)在末端短路時，故障阻抗最小，且近似為零（或考慮一個很小值）。為簡化計算且確?？煽?，常直接用線路阻抗計算。保護范圍L故障≈I_set*Z_故障/(0.4Ω/km)。*但更常用的簡化整定方法是：保護范圍（km）≈I_set/(最大故障電流基準值A(chǔ)/km)。假設(shè)基準電流單位為A/km，則L故障≈I_set/(5000A/L_line)。由于L_line=100km，L故障≈I_set/(5000/100)=I_set/50。*要求L故障≥80km，所以I_set/50≥80，解得I_set≥4000A。*取I_set=4000A。*靈敏度校驗：靈敏系數(shù)K_s=實際保護范圍/整定范圍。實際保護范圍取最小值80km，整定范圍是按最小運行方式計算的，近似為80km。K_s=80km/80km=1。*要求K_s≥1.5，計算結(jié)果K_s=1不滿足要求。說明按最小保護范圍80km整定，在最小運行方式下靈敏度不足。*通常電流速斷保護整定時會考慮一個裕度，或者允許在最小運行方式下保護范圍小于要求值，但靈敏度必須滿足。如果必須滿足K_s≥1.5，則可能需要降低整定電流，但這會減小保護范圍。假設(shè)允許最小保護范圍按80km計算，則I_set=80*50=4000A，靈敏度仍為1，不滿足。如果按K_s=1.5計算，實際保護范圍應(yīng)為80km*1.5=120km。則I_set=120*50=6000A。此時靈敏系數(shù)K_s=80/120=2/3，仍不滿足。*結(jié)論：基于題目給定的最大故障電流和最小保護范圍要求，無法同時滿足保護范圍不小于80km且靈敏系數(shù)不小于1.5的條件。在實際工程中，可能需要調(diào)整要求或采用其他保護。但按最常見的簡化整定思路，整定電流取4000A，靈敏系數(shù)為1，不滿足最低要求。若必須滿足，則需增大整定電流至6000A，但此時保護范圍僅為120km，小于要求的80km。*修正計算思路：更嚴謹?shù)恼ㄐ杩紤]Z_故障。設(shè)整定電流為I_set，最小運行方式下實際保護距離為L'故障。I_set*Z_故障=L'故障*Z_系統(tǒng)。靈敏系數(shù)K_s=L故障/L'故障。要求L故障≥80km，K_s≥1.5。此時I_set*Z_故障/(0.4Ω/km)≥80km，且I_set*Z_故障/(0.4Ω/km)*K_s≥80km。聯(lián)立得I_set*Z_故障/(0.4Ω/km)≥80km/1.5=53.33km。I_set≥53.33km*0.4Ω/km/Z_故障。由于Z_故障未知，無法精確計算。但可以理解為，在保證靈敏系數(shù)的情況下，實際保護范圍（按最小運行方式）約為80km/1.5=53.33km。此時整定電流約為53.33km*0.4Ω/km/Z_故障。若假設(shè)末端短路Z_故障很小，則I_set會很大。若假設(shè)Z_故障為系統(tǒng)正常運行時的阻抗，則計算更復(fù)雜。此題條件不足以精確計算滿足所有條件的I_set。在模擬題中，常簡化處理，指出