2025年高壓電工資格認(rèn)證考試：高壓繼電保護(hù)原理試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)是（）。A.立即跳閘，隔離故障點(diǎn)B.發(fā)出信號，通知運(yùn)行人員C.減小短路電流，保護(hù)發(fā)電機(jī)D.切除非故障線路，保證系統(tǒng)穩(wěn)定2.GL型電流繼電器具有（）保護(hù)特性。A.線性B.反時限C.定時限D(zhuǎn).比率制動3.在電力系統(tǒng)中，反映故障點(diǎn)到電源側(cè)距離的繼電保護(hù)是（）。A.電流速斷保護(hù)B.過電流保護(hù)C.距離保護(hù)D.零序保護(hù)4.為保證選擇性，相鄰線路的電流保護(hù)，后一級的保護(hù)動作電流應(yīng)（）前一級的保護(hù)動作電流。A.大于B.小于C.等于D.無關(guān)5.電力變壓器差動保護(hù)在區(qū)外故障時，不應(yīng)（）。A.快速動作B.有不平衡電流C.發(fā)出動作信號D.經(jīng)一定延時動作6.電力線路的接地保護(hù)主要用來反映（）。A.相間短路B.三相短路C.單相接地故障D.斷線故障7.繼電保護(hù)裝置的“四性”是指（）。A.可靠性、選擇性、速動性、靈敏性B.可靠性、選擇性、準(zhǔn)確性、經(jīng)濟(jì)性C.選擇性、速動性、靈敏性、自動化D.可靠性、準(zhǔn)確性、快速性、靈敏性8.電流保護(hù)中，采用低電壓閉鎖是為了提高保護(hù)的（）。A.可靠性B.靈敏性C.速動性D.選擇性9.功率方向繼電器是（）保護(hù)中的核心元件。A.電流保護(hù)B.電壓保護(hù)C.方向保護(hù)D.差動保護(hù)10.繼電保護(hù)裝置的動作時限一般采用（）原則來確定。A.越快越好B.越慢越好C.與系統(tǒng)電壓等級成正比D.與系統(tǒng)容量成反比二、判斷題1.繼電保護(hù)的靈敏性是指保護(hù)對故障的反應(yīng)能力，通常用靈敏系數(shù)來衡量。（）2.任何類型的繼電保護(hù)裝置都必須滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性的基本要求。（）3.電流互感器二次回路嚴(yán)禁斷線，否則可能損壞保護(hù)裝置。（）4.變壓器瓦斯保護(hù)主要用于反映變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障。（）5.距離保護(hù)能夠反應(yīng)故障點(diǎn)距離，且距離越遠(yuǎn)，保護(hù)動作時限越長。（）6.繼電保護(hù)裝置的動作電流一般按躲過系統(tǒng)正常運(yùn)行時的最大負(fù)荷電流來整定。（）7.零序電流互感器主要用于測量接地故障時的零序電流。（）8.GL型電流繼電器可以用于構(gòu)成線路的過電流保護(hù)。（）9.差動保護(hù)能夠快速反應(yīng)保護(hù)范圍內(nèi)設(shè)備或線路的故障。（）10.繼電保護(hù)屏上的信號燈和按鈕屬于二次回路設(shè)備。（）三、簡答題1.簡述電力系統(tǒng)發(fā)生相間短路時，電流保護(hù)、電壓保護(hù)和方向保護(hù)的基本原理。2.什么是繼電保護(hù)的選擇性？保證選擇性的基本原則是什么？3.簡述電力變壓器差動保護(hù)的基本原理及其可能出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。4.解釋什么是繼電保護(hù)的靈敏性？如何提高保護(hù)的靈敏性？5.簡述繼電保護(hù)整定計(jì)算中，保證速動性的基本要求。四、計(jì)算題1.某電力線路采用GL型電流保護(hù)，已知系統(tǒng)正常運(yùn)行時的最大負(fù)荷電流為300A，要求保護(hù)在故障時能可靠動作，并具有一定的靈敏度（靈敏系數(shù)Ksen≥1.5）。若電流互感器變比為100/5，請計(jì)算該保護(hù)電流繼電器的動作電流整定值范圍（計(jì)算返回電流和動作電流）。2.某輸電線路距離保護(hù)的第I段保護(hù)范圍要求覆蓋本線路全長的80%。已知線路AB的總長度為100km，系統(tǒng)故障時的最大計(jì)算阻抗為0.8Ω/km。請計(jì)算該距離保護(hù)第I段的動作阻抗整定值，并說明其含義。五、分析題1.分析說明為什么在電力系統(tǒng)中廣泛采用電流互感器和電壓互感器，它們在繼電保護(hù)回路中分別起到什么作用？2.假設(shè)某變電站線路L1發(fā)生相間短路故障，其保護(hù)裝置正確動作，斷路器跳閘。請分析從故障發(fā)生到斷路器跳閘的全過程，說明繼電保護(hù)裝置在其中發(fā)揮的作用。3.某變壓器差動保護(hù)在正常運(yùn)行時發(fā)出“差動回路斷線”信號，但未跳閘。請分析可能的原因，并說明應(yīng)如何處理。試卷答案一、選擇題1.A2.B3.C4.B5.D6.C7.A8.D9.C10.C二、判斷題1.正確2.正確3.正確4.錯誤(瓦斯保護(hù)主要反映內(nèi)部嚴(yán)重故障如著火、漏油等)5.正確6.正確7.正確8.正確9.正確10.正確三、簡答題1.簡述電力系統(tǒng)發(fā)生相間短路時，電流保護(hù)、電壓保護(hù)和方向保護(hù)的基本原理。*電流保護(hù):利用故障時短路電流遠(yuǎn)大于正常負(fù)荷電流的原理，當(dāng)電流超過預(yù)設(shè)動作值時，繼電器動作，發(fā)出跳閘信號。通常有過流保護(hù)和低電壓閉鎖過流保護(hù)等形式。*電壓保護(hù):利用故障時系統(tǒng)電壓顯著下降的原理，當(dāng)電壓低于預(yù)設(shè)動作值時，繼電器動作，發(fā)出跳閘或信號。常用于變壓器和線路的后備保護(hù)。*方向保護(hù):利用故障時功率方向發(fā)生變化的原理，通過功率方向繼電器判斷故障電流的方向，只有當(dāng)功率方向與預(yù)定方向一致時才動作。主要用于電源線路，以防止區(qū)外故障時誤動，并實(shí)現(xiàn)線路的相間保護(hù)。2.什么是繼電保護(hù)的選擇性？保證選擇性的基本原則是什么？*選擇性:指當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置僅將故障設(shè)備或線路從系統(tǒng)中切除，而不影響非故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行的性能。*基本原則:*在保證選擇性前提下，盡量快速切除故障。*保護(hù)裝置的動作時限應(yīng)滿足階梯原則：相鄰下一級保護(hù)的動作時限應(yīng)比上一級保護(hù)的動作時限高一個時限級差（通常為0.5秒）。*通過合理整定動作參數(shù)（如動作電流、動作時限、方向等）實(shí)現(xiàn)保護(hù)間的配合。3.簡述電力變壓器差動保護(hù)的基本原理及其可能出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。*基本原理:利用比較被保護(hù)設(shè)備（如變壓器）兩側(cè)電流互感器二次電流的幅值和相位是否一致的原則。正常運(yùn)行及外部故障時，兩側(cè)電流基本相等，差動繼電器輸入電流接近零；內(nèi)部故障時，兩側(cè)電流發(fā)生變化，差動繼電器輸入合成電流達(dá)到動作值，繼電器動作，跳閘。*可能出現(xiàn)的故障現(xiàn)象:差動保護(hù)可能因CT飽和、勵磁涌流、CT接線錯誤、二次回路斷線或短路等非內(nèi)部故障原因而誤動；也可能因內(nèi)部故障、CT本體故障、二次回路開路等而拒動。4.解釋什么是繼電保護(hù)的靈敏性？如何提高保護(hù)的靈敏性？*靈敏性:指繼電保護(hù)裝置對其保護(hù)區(qū)內(nèi)故障的反應(yīng)能力，通常用靈敏系數(shù)（Ksen）來衡量。靈敏系數(shù)越大，保護(hù)對故障的反應(yīng)能力越強(qiáng)。*提高靈敏性方法:*選用動作值較小的繼電器元件。*采用更靈敏的保護(hù)原理或接線方式（如零序保護(hù)、距離保護(hù)）。*在計(jì)算靈敏系數(shù)時，采用故障點(diǎn)的最小短路電流或系統(tǒng)運(yùn)行方式下的最小運(yùn)行電壓作為計(jì)算依據(jù)。*對于反應(yīng)故障電流增大的保護(hù)，確保在最小預(yù)期故障電流下也能達(dá)到要求的靈敏系數(shù)。5.簡述繼電保護(hù)整定計(jì)算中，保證速動性的基本要求。*基本要求:*故障發(fā)生后，保護(hù)裝置應(yīng)盡快動作切除故障，以減少故障對設(shè)備和系統(tǒng)的損害，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。*整定計(jì)算時，應(yīng)保證保護(hù)裝置在檢測到故障后，經(jīng)過最短的固有動作時間和計(jì)算延時（若需要）即可動作。*對于需要與其他保護(hù)配合的線路，其動作時限應(yīng)保證在滿足選擇性（上級保護(hù)先動或同時動）的前提下，盡可能短。*避免采用不必要的復(fù)雜保護(hù)邏輯或延時環(huán)節(jié)，特別是在對速動性要求高的場合。四、計(jì)算題1.計(jì)算:*躲過最大負(fù)荷電流：Ich>Iop_max=Iload_max/nCT=300A/100=3A*考慮返回系數(shù)Krel（假設(shè)為0.85）：Iop=Ich/Krel=3A/0.85≈3.53A*靈敏度要求：Iop_min=Iop_max*Ksen=300A*1.5=450A*躲過最小運(yùn)行方式下的故障電流（假設(shè)為If_min，需題目給或自行設(shè)定，此處假設(shè)If_min=1000A，則nCT*If_min=10A）：Ich>Iop_min/nCT=450A/100=4.5A*綜合考慮：Iop應(yīng)大于3.53A，小于4.5A（基于假設(shè)數(shù)據(jù)）。實(shí)際整定值需根據(jù)具體最小故障電流計(jì)算。返回電流Ire=Iop/Krel。*解析思路:首先根據(jù)躲過最大負(fù)荷電流確定基本動作電流，并考慮返回系數(shù)。然后根據(jù)靈敏系數(shù)要求，計(jì)算在最小故障電流下的動作電流要求。最終整定值需同時滿足這兩個條件，并留有一定裕度。2.計(jì)算:*第I段保護(hù)范圍要求為100km的80%，即80km。*80km對應(yīng)的阻抗：Z_set_I=0.8Ω/km*80km=64Ω。*解析思路:根據(jù)保護(hù)范圍要求（線路長度的百分比）和線路單位長度的阻抗值，直接計(jì)算出距離保護(hù)第I段應(yīng)整定的動作阻抗值。該值代表了繼電器動作時對應(yīng)的最大故障線路距離。五、分析題1.分析:*廣泛采用原因:*電力系統(tǒng)電壓等級高，電流大，直接測量和傳輸電壓、電流非常困難且危險，使用CT和PT將高電壓、大電流按比例轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（通常100V）和低電流（通常5A或1A），便于測量、控制和保護(hù)裝置的使用。*CT和PT可以隔離高電壓，保護(hù)二次設(shè)備和人身安全。*提高了測量的準(zhǔn)確性和標(biāo)準(zhǔn)化程度。*在繼電保護(hù)回路中的作用:*CT(電流互感器):將線路或設(shè)備中的大電流變換為小電流（如5A或1A），為電流型繼電保護(hù)（如過流、差動、電流速斷等）提供輸入信號。同時，其二次側(cè)通常與一次側(cè)并聯(lián)，在正常運(yùn)行和外部故障時二次電流接近于零，保證保護(hù)裝置和儀表的正常工作。*PT(電壓互感器):將高電壓變換為低電壓（如100V），為電壓型繼電保護(hù)（如低電壓保護(hù)、距離保護(hù)中的電壓測量部分、自動重合閘等）提供電壓信號。同時，其二次側(cè)通常與一次側(cè)并聯(lián)，在正常運(yùn)行和外部故障時二次電壓接近于系統(tǒng)額定電壓，保證保護(hù)裝置和儀表的正常工作。2.分析:*故障發(fā)生:線路L1發(fā)生相間短路，故障電流急劇增大。*保護(hù)反應(yīng):L1線路上的電流保護(hù)（如過流保護(hù)、方向保護(hù)等）檢測到電流遠(yuǎn)超整定值或功率方向符合設(shè)定，以及可能伴隨的電壓降低，繼電器線圈通電。*邏輯判斷:繼電保護(hù)裝置內(nèi)部邏輯判斷滿足跳閘條件。*發(fā)出指令:保護(hù)裝置發(fā)出跳閘脈沖。*執(zhí)行跳閘:跳閘脈沖通過控制回路傳至斷路器，斷路器跳閘，將故障線路L1從電力系統(tǒng)中隔離。*保護(hù)作用:繼電保護(hù)裝置通過快速、準(zhǔn)確地檢測故障并作用于斷路器跳閘，限制了短路電流的持續(xù)時間和影響范圍，保護(hù)了L1線路本身以及系統(tǒng)中的其他設(shè)備和線路免受進(jìn)一步損壞，并盡快恢復(fù)系統(tǒng)非故障部分的正常運(yùn)行。3.分析:*可能原因:*差動回路中某一側(cè)電流互感器二次側(cè)開路（如接線松動、熔斷器熔斷、二次繞組損壞）。*差動保護(hù)裝置本身內(nèi)部故障，導(dǎo)致誤發(fā)斷線信號。*差動回路中連接導(dǎo)線斷線或接觸不良。*電流互感器極性接反。*運(yùn)行方式改變導(dǎo)致電流變化，誤判為斷線。*處理方法:*確認(rèn)信號:首先確認(rèn)“差動回路斷線”信號是否真實(shí)存在且穩(wěn)定。*檢查二次回路: