2025年高壓電工考試：高壓繼電保護(hù)原理試題與實(shí)戰(zhàn)演練考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項(xiàng)的字母填入括號內(nèi)）1.電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)是（）。A.切除故障點(diǎn)B.發(fā)出告警信號C.保護(hù)設(shè)備本身D.以上都是2.繼電保護(hù)裝置的選擇性是指（）。A.保護(hù)動作的快速性B.保護(hù)動作的靈敏度C.在保證系統(tǒng)安全的前提下，正確區(qū)分故障點(diǎn)，只切除故障部分，非故障部分保持正常的性能D.保護(hù)裝置的可靠性3.反時限過電流保護(hù)的動作時限（）。A.隨故障電流的增大而增大B.隨故障電流的增大而減小C.與故障電流大小無關(guān)D.由系統(tǒng)運(yùn)行方式?jīng)Q定4.在電力系統(tǒng)中，電流速斷保護(hù)通常采用（）作為判斷故障的依據(jù)。A.故障點(diǎn)的電壓變化B.故障點(diǎn)至保護(hù)安裝點(diǎn)的距離C.故障電流的突然增大D.故障點(diǎn)的功率因數(shù)5.以下哪種保護(hù)通常用于保護(hù)輸電線路的內(nèi)部故障？（）A.電壓保護(hù)B.差動保護(hù)C.零序保護(hù)D.方向保護(hù)6.電磁型電流繼電器是根據(jù)（）原理工作的。A.電流的磁效應(yīng)B.電壓的整流效應(yīng)C.電磁感應(yīng)D.晶體管的開關(guān)效應(yīng)7.繼電保護(hù)裝置的“靈敏性”是指（）。A.保護(hù)裝置在故障時動作的可靠性B.保護(hù)裝置對故障參數(shù)變化的反應(yīng)能力，即能正確檢測出故障時參數(shù)的微小變化C.保護(hù)裝置動作時間的短促程度D.保護(hù)裝置在正常運(yùn)行時不受干擾的能力8.在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生接地故障時，主要故障電流是（）。A.線間故障電流B.非故障相電壓升高C.接地故障電流D.系統(tǒng)電容電流9.構(gòu)成保護(hù)裝置的基本部分通常包括（）。A.感應(yīng)元件、邏輯元件、執(zhí)行元件B.電壓互感器、電流互感器、斷路器C.晶體管、電阻、電容D.操作電源、控制開關(guān)、信號裝置10.微機(jī)保護(hù)裝置與傳統(tǒng)的電磁型保護(hù)裝置相比，其主要優(yōu)點(diǎn)之一是（）。A.結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便B.價格低廉、易于實(shí)現(xiàn)C.功能強(qiáng)大、可靠性高、易于實(shí)現(xiàn)多功能保護(hù)D.動作速度快、體積小二、填空題1.繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足______、______、______、______四個基本要求。2.對于同一點(diǎn)故障，距離保護(hù)的動作時限與______成正比。3.電流保護(hù)中，為了保證選擇性，相鄰線路的保護(hù)應(yīng)滿足______原則。4.信號繼電器的作用是在保護(hù)動作后______，并自保持直至人工復(fù)歸。5.零序電流互感器主要用于______系統(tǒng)的接地故障保護(hù)。6.整流型繼電器利用______的特性來實(shí)現(xiàn)對輸入信號的放大和整形。7.繼電保護(hù)裝置在正常運(yùn)行時，其測量部分應(yīng)處于______狀態(tài)。8.時間繼電器的作用是提供______。9.在校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度時，通常使用______作為故障參數(shù)。10.微機(jī)保護(hù)裝置通常采用______計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為核心處理器。三、簡答題1.簡述電流保護(hù)、電壓保護(hù)和差動保護(hù)的主要區(qū)別。2.解釋什么是繼電保護(hù)的選擇性？為什么要求保護(hù)具有選擇性？3.簡述感應(yīng)型電流繼電器（如GL型）的原理及其主要特性。4.什么是繼電保護(hù)的靈敏性？如何校驗(yàn)保護(hù)的靈敏性？5.繼電保護(hù)裝置在投運(yùn)前需要進(jìn)行哪些方面的檢查和試驗(yàn)？四、計(jì)算題1.某線路采用定時限過電流保護(hù)，保護(hù)安裝處正常最大負(fù)荷電流為300A，要求動作時限為1.5s。已知下一級線路相同保護(hù)的動作時限為1.0s，系統(tǒng)允許的最小靈敏系數(shù)為1.5，計(jì)算該保護(hù)瞬時過電流脫扣器的整定電流（取繼電器返回系數(shù)Kre為0.85）。2.某輸電線路采用電流差動保護(hù)，正常時流過差動回路的兩電流互感器（變比均為200/5）的電流分別為I?=45A，I?=50A。若線路末端發(fā)生短路，流過差動回路的電流為IΔ=450A。試計(jì)算差動繼電器線圈中的電流，并判斷繼電器是否會動作（設(shè)繼電器動作電流整定為40A）。五、案例分析題1.某變電站10kV出線采用GL型電流保護(hù)，保護(hù)定值為：過電流整定電流50A，時限1.0s；速斷整定電流250A。運(yùn)行中，該線路發(fā)生A相接地故障，故障電流為150A。試分析：（1）該故障時，過電流保護(hù)是否會動作？動作時限為多少？（2）該故障時，速斷保護(hù)是否會動作？（3）若速斷保護(hù)拒動，過電流保護(hù)是否會可靠動作？請說明理由。（4）若故障電流為80A，速斷保護(hù)是否會動作？此時過電流保護(hù)能否滿足靈敏性要求（假設(shè)靈敏系數(shù)校驗(yàn)采用最小運(yùn)行方式下的故障電流，此時故障電流為100A）？六、實(shí)戰(zhàn)操作題（文字描述）1.假設(shè)你接到調(diào)度命令，需要對某條運(yùn)行中的110kV線路的保護(hù)裝置進(jìn)行定值核對和傳動試驗(yàn)。請簡述你將如何進(jìn)行操作？包括核對定值的主要步驟和傳動試驗(yàn)的注意事項(xiàng)。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.B4.C5.B6.A7.B8.C9.A10.C二、填空題1.選擇性、速動性、靈敏性、可靠性2.保護(hù)安裝點(diǎn)到故障點(diǎn)的距離3.時間級差4.發(fā)出信號5.中性點(diǎn)直接接地6.電壓7.動作準(zhǔn)備8.動作時限9.最小故障參數(shù)10.單片機(jī)三、簡答題1.解析思路：分別闡述電流保護(hù)、電壓保護(hù)和差動保護(hù)的基本原理、構(gòu)成元件和適用范圍。電流保護(hù)基于故障電流變化，電壓保護(hù)基于故障電壓變化，差動保護(hù)基于保護(hù)范圍內(nèi)外電流的差值。*電流保護(hù)：利用電流互感器檢測故障電流，當(dāng)電流超過整定值時動作。通常作為主保護(hù)或后備保護(hù)，如過電流保護(hù)、速斷保護(hù)。原理簡單，但選擇性依賴時限配合或電流級差。*電壓保護(hù)：利用電壓互感器檢測故障時電壓的顯著變化（如降低），當(dāng)電壓低于整定值或發(fā)生負(fù)序電壓時動作。常用于近距離、小電流接地系統(tǒng)或作為輔助保護(hù)。*差動保護(hù)：利用電流互感器比較被保護(hù)線路兩端電流的大小和相位。正常運(yùn)行時基本平衡，故障時出現(xiàn)差電流。動作速度快，選擇性好，主要用于保護(hù)輸電線路、變壓器等重要設(shè)備。2.解析思路：闡述選擇性的定義，即優(yōu)先切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。解釋其重要性在于提高供電可靠性、減少停電范圍和經(jīng)濟(jì)損失。實(shí)現(xiàn)方式主要是通過保護(hù)動作時限的配合。*定義：選擇性是指當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置能夠正確地、有選擇地只切除故障部分，而保證系統(tǒng)中的非故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行。*重要性：保證供電的連續(xù)性和可靠性，最大限度地減少故障造成的停電范圍和經(jīng)濟(jì)損失。*實(shí)現(xiàn)方式：通常通過不同線路或不同電壓等級的保護(hù)裝置動作時限的階梯式配合來實(shí)現(xiàn)。3.解析思路：描述感應(yīng)型繼電器的結(jié)構(gòu)（電磁系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、阻尼系統(tǒng)、銜鐵），解釋其工作原理（故障電流產(chǎn)生磁場吸動銜鐵，同時電流也產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電磁力與彈簧反力平衡時，指針指示動作電流值），說明其反時限特性（電流越大，銜鐵吸動越快，或轉(zhuǎn)矩越大，達(dá)到平衡所需轉(zhuǎn)角越小，動作時間越短）。*原理：感應(yīng)型電流繼電器（如GL型）通常由電磁系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、阻尼系統(tǒng)和銜鐵等組成。當(dāng)故障電流流過線圈時，產(chǎn)生電磁吸力作用于銜鐵。同時，電流也通過導(dǎo)流片產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)動系統(tǒng)（鋁盤）旋轉(zhuǎn)。在彈簧的反作用力下，當(dāng)電磁吸力與彈簧反力平衡時，指針指示的電流即為繼電器的動作電流。電流越大，吸力或轉(zhuǎn)矩越大，指針達(dá)到平衡位置所需的時間越短，表現(xiàn)出反時限特性。*特性：具有反時限、定時限和速斷（部分型號集成）等多重功能。動作電流可在一定范圍內(nèi)整定。內(nèi)部帶有阻尼裝置，用于故障切除后使轉(zhuǎn)動系統(tǒng)停止，防止誤動。4.解析思路：闡述靈敏性的定義（保護(hù)對故障參數(shù)微小變化的反應(yīng)能力）。說明靈敏系數(shù)是衡量靈敏度的量化指標(biāo)（被保護(hù)區(qū)域內(nèi)最小故障參數(shù)/保護(hù)整定值）。強(qiáng)調(diào)校驗(yàn)靈敏度的目的（確保保護(hù)在系統(tǒng)最不利運(yùn)行方式下、保護(hù)范圍末端發(fā)生最輕微故障時能可靠動作）。*定義：繼電保護(hù)的靈敏性是指保護(hù)裝置對被保護(hù)區(qū)域內(nèi)故障參數(shù)（通常是電流、電壓或阻抗）微小變化的反應(yīng)能力，即能夠可靠地檢測出故障時參數(shù)的微小變化。*靈敏系數(shù)：通常用靈敏系數(shù)Ksen表示，對于電流保護(hù)，Ksen=最小故障電流/保護(hù)整定電流。數(shù)值越大，靈敏度越高。*校驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^校驗(yàn)靈敏系數(shù)，確保繼電保護(hù)裝置在最不利的系統(tǒng)運(yùn)行方式下，在被保護(hù)范圍末端發(fā)生最輕微的故障時，也能滿足動作條件，可靠地切除故障。5.解析思路：列舉投運(yùn)前檢查的主要內(nèi)容：核對設(shè)備型號規(guī)格、檢查接線正確性（包括PT、CT二次回路）、檢查端子箱內(nèi)元器件狀態(tài)、檢查控制回路和信號回路、檢查整定值設(shè)定情況、進(jìn)行必要的傳動試驗(yàn)和模擬試驗(yàn)、檢查電源電壓和熔斷器等。*檢查設(shè)備外觀及規(guī)格型號是否與設(shè)計(jì)一致。*仔細(xì)檢查保護(hù)裝置的交流、直流電源回路接線，以及與電壓互感器、電流互感器的二次回路接線是否正確、牢固。*檢查端子箱內(nèi)壓板切換位置、插件安裝情況、元器件（繼電器、端子、連接片等）是否完好。*檢查跳閘、合閘回路及信號回路的接線。*核對保護(hù)裝置顯示屏或設(shè)定菜單中顯示的定值與現(xiàn)場要求是否一致。*進(jìn)行保護(hù)裝置的傳動試驗(yàn)，檢查跳閘、合閘回路是否正常。*進(jìn)行模擬故障試驗(yàn)，驗(yàn)證保護(hù)裝置能否按預(yù)期動作和發(fā)出信號。*檢查操作電源電壓是否正常，熔斷器是否完好。四、計(jì)算題1.解析思路：首先明確過電流保護(hù)的動作條件是故障電流大于整定電流。為保證選擇性，下一級保護(hù)動作時限（1.0s）加上本級的時限級差（通常取0.5s）應(yīng)大于本保護(hù)的動作時限（1.5s），即本保護(hù)動作時限可取1.0s或更短。此處按1.5s計(jì)算。計(jì)算整定電流需考慮返回系數(shù)，整定值=（最大負(fù)荷電流+一定的裕度）/返回系數(shù)。裕度通常取1.25-1.5倍最大負(fù)荷電流。計(jì)算最小故障電流（滿足靈敏性），靈敏系數(shù)=最小故障電流/整定電流。結(jié)合系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下可能的最小故障電流進(jìn)行計(jì)算。最后反算整定電流。注意CT變比的影響。*計(jì)算速斷整定電流：Iop_qd=(1.3*(正常最大負(fù)荷電流+0.05*額定電流))/Kre=(1.3*(300+0.05*1000))/0.85=(1.3*450)/0.85=588.2/0.85≈693A。取整，速斷整定電流為690A。*計(jì)算定時限過電流整定電流：需滿足選擇性，動作時限為1.5s?？紤]上級保護(hù)為1.0s，本級可取1.5s。為可靠，取1.5s。最小故障電流校驗(yàn)：Ksen=Imin_fault/Iop_timed。假設(shè)最小運(yùn)行方式下A相接地故障電流為150A（簡化假設(shè)）。Ksen=150/Iop_timed。為保證靈敏性，Ksen≥1.25。Iop_timed≤150/1.25=120A。考慮返回系數(shù)0.85，實(shí)際整定值=120/0.85≈141A。為保證選擇性，整定值應(yīng)大于上級保護(hù)速斷整定值690A。因此，定時限過電流保護(hù)整定值應(yīng)按躲過速斷整定值來整定，取Iop_timed=690A/0.85≈812A。但此值遠(yuǎn)大于靈敏性要求，說明單純按選擇性整定可能靈敏度不足，需重新協(xié)調(diào)配合或選擇更靈敏的保護(hù)。此處按題目要求計(jì)算，整定電流為812A。注意：此計(jì)算結(jié)果與通常的繼電保護(hù)整定原則可能存在沖突，實(shí)際整定需綜合考慮選擇性、靈敏性和速動性。為符合題目單選答案模式，此處提供一個計(jì)算過程。2.解析思路：首先計(jì)算流過差動繼電器線圈的電流。正常時，流過差動回路的電流為I?'=I?*(5/200)=45*(5/200)=1.125A，I?'=I?*(5/200)=50*(5/200)=1.25A。差動繼電器線圈電流IΔ=I?'-I?'=1.125-1.25=-0.125A（正常時接近零或極小，此處為計(jì)算示例）。故障時，流過差動回路的電流為IΔ_fault=IΔ=450A*(5/200)=11.25A。比較故障時差動繼電器線圈電流IΔ_fault（11.25A）與繼電器動作電流整定值40A。由于11.25A>40A，因此繼電器會動作。五、案例分析題1.解析思路：（1）分析故障電流（150A）是否大于過電流保護(hù)整定電流（50A）。是。分析動作時限（1.0s）是否滿足選擇性要求（通常比下一級速斷時限長）。是。因此，過電流保護(hù)會動作，動作時限為1.0s。（2）比較故障電流（150A）與速斷保護(hù)整定電流（250A）。150A<250A。因此，速斷保護(hù)不會動作。（3）速斷保護(hù)拒動，需要過電流保護(hù)作為主保護(hù)或后備保護(hù)。故障電流150A>過電流保護(hù)整定電流50A。因此，過電流保護(hù)會可靠動作。理由：故障電流足夠大，超過了過電流保護(hù)的整定值。（4）比較故障電流（80A）與速斷保護(hù)整定電流（250A）。80A<250A。因此，速斷保護(hù)不會動作。校驗(yàn)靈敏性：最小運(yùn)行方式下A相接地故障電流假設(shè)為100A。靈敏系數(shù)Ksen=100A/50A=2.0。靈敏系數(shù)Ksen=2.0≥1.5（要求）。因此，此時過電流保護(hù)能滿足靈敏性要求。六、實(shí)戰(zhàn)操作題（文字描述）1.解析思路：描述操作步驟應(yīng)涵蓋關(guān)鍵環(huán)節(jié)：聯(lián)系調(diào)度、獲取核對單、核對裝置型號、核對端子排回路、核對壓板投退位、核對定值單與裝置顯示、核對插件信息、進(jìn)行傳動試驗(yàn)（合上直流電源，模擬跳閘/合閘，檢查繼電器動作和信號燈亮滅）、檢查傳動后裝置狀態(tài)、匯報完成、做好記錄。強(qiáng)調(diào)安全注意事項(xiàng)：操作前必須得到調(diào)度許可，核對雙重名稱，操作時必須有監(jiān)護(hù)，防止誤碰、誤動，確保電源安全，傳動試驗(yàn)要小心謹(jǐn)慎。*接到調(diào)度命令后，向調(diào)度匯報，確認(rèn)操作任務(wù)和設(shè)備名稱。*準(zhǔn)備好定值核對單和相關(guān)圖紙資料。*到達(dá)現(xiàn)場，核對保護(hù)裝置的型號、編號是