2025年高壓電工實(shí)操考試：高壓繼電保護(hù)原理及案例分析試卷考試時(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.在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)是（）。A.調(diào)節(jié)電壓B.改變功率因數(shù)C.切除故障線路或設(shè)備D.發(fā)出預(yù)警信號(hào)2.電流保護(hù)根據(jù)保護(hù)范圍不同，主要分為（）。A.過(guò)電流保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)B.電流速斷保護(hù)、限時(shí)過(guò)電流保護(hù)、零序電流保護(hù)C.電流差動(dòng)保護(hù)、電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)D.相間保護(hù)、接地保護(hù)3.電流速斷保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是（）。A.動(dòng)作靈敏度高B.動(dòng)作速度快C.接線簡(jiǎn)單，成本低D.能保護(hù)線路全長(zhǎng)4.限時(shí)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限整定原則是（）。A.與相鄰下一級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限相同B.比相鄰下一級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限略長(zhǎng)C.比相鄰下一級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大大縮短D.與系統(tǒng)電壓等級(jí)無(wú)關(guān)5.在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的電壓（）。A.保持不變B.略有升高C.降低D.接近零6.距離保護(hù)是利用測(cè)量（）來(lái)反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處距離的一種保護(hù)裝置。A.電壓B.電流C.電壓和電流的比值D.頻率7.在電力系統(tǒng)中，差動(dòng)保護(hù)通常用于（）。A.線路保護(hù)B.變壓器保護(hù)C.母線保護(hù)D.以上都是8.構(gòu)成繼電保護(hù)裝置的核心部分是（）。A.操作電源B.信號(hào)回路C.感應(yīng)元件（如電流互感器、電壓互感器）D.繼電器（或微機(jī)保護(hù)CPU）9.繼電保護(hù)裝置的“四性”是指（）。A.快速性、準(zhǔn)確性、可靠性、靈敏性B.快速性、選擇性、可靠性、靈敏性C.選擇性、準(zhǔn)確性、靈敏性、安全性D.選擇性、快速性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性10.當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)保證（）。A.快速切除故障B.不誤動(dòng)C.不拒動(dòng)D.以上都是二、填空題1.繼電保護(hù)裝置應(yīng)具有______性、______性、______性和______性。2.電流保護(hù)根據(jù)時(shí)限特性可分為______保護(hù)和______保護(hù)。3.零序電流保護(hù)主要用于______系統(tǒng)的單相接地故障保護(hù)。4.距離保護(hù)通常由______元件、______元件和______元件組成。5.差動(dòng)保護(hù)利用比較______與______之間電氣量差異的原理來(lái)工作的。6.繼電保護(hù)裝置常用的操作電源有______電源和______電源。7.在繼電保護(hù)中，______是指保護(hù)裝置正確動(dòng)作，不發(fā)生誤動(dòng)作。8.在繼電保護(hù)中，______是指保護(hù)裝置在應(yīng)該動(dòng)作時(shí)能夠可靠地動(dòng)作。9.繼電保護(hù)裝置的______是指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)故障反應(yīng)的敏銳程度。10.繼電保護(hù)裝置的______是指保護(hù)裝置動(dòng)作后，有選擇地將故障部分從電力系統(tǒng)中切除，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電流速斷保護(hù)的工作原理及其適用范圍。2.簡(jiǎn)述限時(shí)過(guò)電流保護(hù)的工作原理及其整定原則。3.為什么說(shuō)繼電保護(hù)裝置必須滿足選擇性的要求？4.在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，有何特點(diǎn)？對(duì)繼電保護(hù)有何影響？5.簡(jiǎn)述距離保護(hù)的基本原理及其主要優(yōu)缺點(diǎn)。四、案例分析題1.某電力線路采用電流速斷保護(hù)和限時(shí)過(guò)電流保護(hù)。已知線路正常最大負(fù)荷電流為300A，靈敏點(diǎn)處短路電流為1000A。電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流整定為1000A，時(shí)限為0s。限時(shí)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定為500A，時(shí)限為1.5s。現(xiàn)該線路發(fā)生A相接地故障，故障電流為800A。請(qǐng)分析：（1）電流速斷保護(hù)是否會(huì)動(dòng)作？（2）限時(shí)過(guò)電流保護(hù)是否會(huì)動(dòng)作？（3）如果故障電流在發(fā)生0.5s后突然降至200A，限時(shí)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作情況如何？（4）分析該保護(hù)配置可能存在的不足之處。2.某變電站母線發(fā)生B相接地故障，保護(hù)動(dòng)作情況如下：母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳閘；母線零序電流保護(hù)動(dòng)作，跳閘；相關(guān)線路的保護(hù)（如線路A側(cè)和線路B側(cè)的保護(hù)）未動(dòng)作。請(qǐng)分析：（1）母線差動(dòng)保護(hù)和零序電流保護(hù)分別是什么原理？（2）母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的原因可能是什么？（3）母線零序電流保護(hù)動(dòng)作的原因可能是什么？（4）線路保護(hù)未動(dòng)作的原因可能是什么？請(qǐng)列舉至少兩種可能性。3.某變電站10kV線路C段發(fā)生故障，保護(hù)動(dòng)作錄波顯示：故障發(fā)生時(shí)刻，線路電流從正常值1A瞬間增大到12A，A相電壓降至0V，B相和C相電壓降至3kV左右，故障持續(xù)約0.2s后電流和電壓恢復(fù)正常。請(qǐng)分析：（1）此次故障的大致類型是什么？（2）故障發(fā)生點(diǎn)大致在何處？（假設(shè)線路末端正常）（3）如果該線路裝有電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)，請(qǐng)判斷這兩種保護(hù)可能的行為，并說(shuō)明理由。試卷答案一、選擇題1.C解析思路：繼電保護(hù)的核心任務(wù)是檢測(cè)故障并發(fā)出跳閘指令，切除故障元件或線路，保障系統(tǒng)安全。2.B解析思路：電流保護(hù)按保護(hù)范圍和時(shí)限分為電流速斷、限時(shí)過(guò)電流（含反時(shí)限）和零序電流等，以適應(yīng)不同線路和系統(tǒng)的保護(hù)需求。3.C解析思路：電流速斷保護(hù)原理簡(jiǎn)單，只與短路電流大小相關(guān)，無(wú)延時(shí)，接線最簡(jiǎn)單，成本最低。4.B解析思路：限時(shí)過(guò)電流保護(hù)需保證在下一級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限之外切除故障，同時(shí)躲過(guò)正常負(fù)荷尖峰，因此動(dòng)作時(shí)限相對(duì)較長(zhǎng)。5.B解析思路：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，單相接地時(shí)，非故障相對(duì)地電壓會(huì)因電容電流電壓升高而接近線電壓。6.C解析思路：距離保護(hù)通過(guò)測(cè)量電壓和電流的相位差（或幅值比）來(lái)反映距離，其大小與距離成正比。7.D解析思路：差動(dòng)保護(hù)廣泛應(yīng)用于變壓器、母線、線路等關(guān)鍵設(shè)備，利用電流差動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)快速、可靠的保護(hù)。8.D解析思路：繼電保護(hù)裝置的核心是能夠根據(jù)輸入的電氣量變化做出判斷的元件，無(wú)論是傳統(tǒng)的電磁型繼電器還是現(xiàn)代的微機(jī)保護(hù)CPU。9.B解析思路：繼電保護(hù)的四性是快速性（速動(dòng)性）、選擇性、可靠性和靈敏性，是評(píng)價(jià)保護(hù)性能的基本標(biāo)準(zhǔn)。10.D解析思路：繼電保護(hù)的目標(biāo)是在保證系統(tǒng)安全的前提下，快速、準(zhǔn)確地切除故障，同時(shí)避免誤動(dòng)和拒動(dòng)。二、填空題1.快速性，選擇性，可靠性，靈敏性解析思路：這是衡量繼電保護(hù)性能的四個(gè)基本要求。2.電流速斷，限時(shí)過(guò)電流解析思路：這是按時(shí)限特性劃分的兩種主要電流保護(hù)。3.中性點(diǎn)不接地解析思路：零序電流保護(hù)是利用單相接地故障時(shí)產(chǎn)生零序電流的原理，主要用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)。4.測(cè)量（或電壓）、比較（或相位）、時(shí)間（或時(shí)限）解析思路：典型的距離保護(hù)包含測(cè)量元件（測(cè)量電壓電流）、比較元件（判斷是否超出定值）和時(shí)間元件（實(shí)現(xiàn)延時(shí)）。5.保護(hù)端，被保護(hù)端（或故障點(diǎn)）解析思路：差動(dòng)保護(hù)是比較保護(hù)端和被保護(hù)端（或故障點(diǎn)）的電流大小和相位。6.直流，交流解析思路：繼電保護(hù)裝置通常使用穩(wěn)定的直流電源供電，部分輔助功能可能使用交流電源。7.不誤動(dòng)解析思路：不誤動(dòng)是指保護(hù)在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不應(yīng)該動(dòng)作，但實(shí)際沒有動(dòng)作。8.不拒動(dòng)解析思路：不拒動(dòng)是指保護(hù)在應(yīng)該動(dòng)作的故障情況下能夠可靠地動(dòng)作。9.靈敏性解析思路：靈敏性是指保護(hù)對(duì)故障的反應(yīng)能力，能檢測(cè)到微小或發(fā)生在保護(hù)范圍邊緣的故障。10.選擇性解析思路：選擇性是指保護(hù)能夠正確區(qū)分故障點(diǎn)，只切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電流速斷保護(hù)的工作原理及其適用范圍。解析思路：電流速斷保護(hù)采用瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流繼電器，當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，故障電流迅速增大，如果電流大于繼電器整定的動(dòng)作電流，繼電器立即動(dòng)作，發(fā)出跳閘指令。其適用范圍是保護(hù)線路的一部分或全長(zhǎng)，但必須滿足在保護(hù)區(qū)末端發(fā)生金屬性短路時(shí)，短路電流能遠(yuǎn)大于動(dòng)作電流，且動(dòng)作時(shí)限足夠短，同時(shí)要考慮躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流。2.簡(jiǎn)述限時(shí)過(guò)電流保護(hù)的工作原理及其整定原則。解析思路：限時(shí)過(guò)電流保護(hù)采用帶有延時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流繼電器。當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，如果故障電流大于繼電器整定的動(dòng)作電流，繼電器動(dòng)作，但需要經(jīng)過(guò)一個(gè)預(yù)設(shè)的延時(shí)后才能發(fā)出跳閘指令。其整定原則主要包括：①動(dòng)作電流應(yīng)大于正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流；②對(duì)于相鄰下一級(jí)線路的保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比下一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)一個(gè)時(shí)限級(jí)差（通常為0.5s）；③對(duì)于同一線路的下一級(jí)保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比下一級(jí)長(zhǎng)一個(gè)或多個(gè)時(shí)限級(jí)差。3.為什么說(shuō)繼電保護(hù)裝置必須滿足選擇性的要求？解析思路：選擇性是指當(dāng)電力系統(tǒng)中某一部分發(fā)生故障時(shí)，只有靠近故障點(diǎn)的保護(hù)裝置動(dòng)作，切除故障，而系統(tǒng)其他部分（非故障部分）的保護(hù)裝置不動(dòng)作，系統(tǒng)其他部分能繼續(xù)正常運(yùn)行。滿足選擇性可以最大限度地減少停電范圍，提高供電可靠性，避免大面積停電事故，減少故障造成的損失。4.在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，有何特點(diǎn)？對(duì)繼電保護(hù)有何影響？解析思路：特點(diǎn)：故障點(diǎn)電流（電容電流）通常較小，非故障相對(duì)地電壓升高（接近線電壓），系統(tǒng)可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間（受接地電阻和系統(tǒng)電容影響），但需裝設(shè)絕緣監(jiān)視或零序保護(hù)。影響：①故障電流小，一般不跳閘，但需監(jiān)測(cè)絕緣狀況；②非故障相電壓升高，可能超過(guò)設(shè)備絕緣水平，或引起保護(hù)誤動(dòng)（如電壓保護(hù)、某些不完善的差動(dòng)保護(hù)），因此要求保護(hù)裝置具有抗電壓升能力或采用零序保護(hù)；③對(duì)通信線路可能產(chǎn)生干擾。5.簡(jiǎn)述距離保護(hù)的基本原理及其主要優(yōu)缺點(diǎn)。解析思路：基本原理：距離保護(hù)利用測(cè)量電壓和電流的相位差（或幅值比）構(gòu)成的方向元件，并根據(jù)距離與阻抗成正比的原理，結(jié)合時(shí)間元件，實(shí)現(xiàn)與故障點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)距離成比例的動(dòng)作時(shí)限。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)測(cè)量故障點(diǎn)相對(duì)于安裝點(diǎn)的阻抗，如果該阻抗落在保護(hù)范圍內(nèi)，且滿足動(dòng)作條件，則經(jīng)過(guò)相應(yīng)時(shí)限后動(dòng)作。主要優(yōu)點(diǎn)：①保護(hù)范圍明確，與系統(tǒng)運(yùn)行方式變化影響較??；②能反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)的距離；③可以實(shí)現(xiàn)方向性保護(hù)，防止區(qū)外故障誤動(dòng)。主要缺點(diǎn)：①原理較復(fù)雜，調(diào)試和維護(hù)要求較高；②受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化影響較大（如電壓、電流變化）；③需要較復(fù)雜的測(cè)試和整定。四、案例分析題1.某電力線路采用電流速斷保護(hù)和限時(shí)過(guò)電流保護(hù)。已知線路正常最大負(fù)荷電流為300A，靈敏點(diǎn)處短路電流為1000A。電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流整定為1000A，時(shí)限為0s。限時(shí)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定為500A，時(shí)限為1.5s。現(xiàn)該線路發(fā)生A相接地故障，故障電流為800A。請(qǐng)分析：（1）電流速斷保護(hù)是否會(huì)動(dòng)作？（2）限時(shí)過(guò)電流保護(hù)是否會(huì)動(dòng)作？（3）如果故障電流在發(fā)生0.5s后突然降至200A，限時(shí)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作情況如何？（4）分析該保護(hù)配置可能存在的不足之處。解析思路：（1）電流速斷保護(hù)整定電流為1000A，故障電流為800A，小于動(dòng)作電流，且為瞬時(shí)動(dòng)作（0s），故不會(huì)動(dòng)作。（2）限時(shí)過(guò)電流保護(hù)整定電流為500A，故障電流為800A，大于動(dòng)作電流；時(shí)限為1.5s。由于故障電流大于整定值，且未說(shuō)明有躲過(guò)負(fù)荷尖峰的延時(shí)，可以認(rèn)為保護(hù)進(jìn)入測(cè)量或延時(shí)過(guò)程，將在1.5s后動(dòng)作（假設(shè)此時(shí)故障仍在）。（3）故障電流從800A降至200A，但未說(shuō)明是否達(dá)到或超過(guò)500A的動(dòng)作值。如果200A仍大于500A，則保護(hù)將繼續(xù)保持在1.5s延時(shí)狀態(tài)；如果200A小于500A，則可能進(jìn)入反時(shí)限特性（如果保護(hù)具有此特性），動(dòng)作時(shí)限會(huì)相應(yīng)延長(zhǎng)，或者如果電流低于整定值很多且維持一段時(shí)間，可能返回。但題目只問(wèn)動(dòng)作情況，核心是看電流是否大于整定值。假設(shè)200A仍觸發(fā)保護(hù)（可能是定時(shí)限或反時(shí)限的啟動(dòng)），則保護(hù)將在1.5s（定時(shí)限）或更長(zhǎng)的延時(shí)（反時(shí)限）后動(dòng)作。如果電流降至保護(hù)不動(dòng)作的程度，則不動(dòng)作。（4）不足之處：①電流速斷保護(hù)整定電流為1000A，靈敏點(diǎn)短路電流為1000A，靈敏度恰好滿足要求，但略低，若靈敏點(diǎn)發(fā)生較小故障可能不動(dòng)作。②電流速斷保護(hù)沒有動(dòng)作，故障電流800A大于限時(shí)過(guò)電流動(dòng)作電流500A，限時(shí)過(guò)電流保護(hù)將動(dòng)作，切除故障。但若故障電流在發(fā)生0.5s后降至200A（小于500A），限時(shí)過(guò)電流保護(hù)可能不會(huì)可靠動(dòng)作（如果是定時(shí)限，可能已跳閘；如果是反時(shí)限，可能延時(shí)過(guò)長(zhǎng)）。這說(shuō)明限時(shí)過(guò)電流保護(hù)的靈敏度可能不足。③該配置只有兩段保護(hù)，缺乏后備保護(hù)，例如下一級(jí)線路或主變故障時(shí)，可能缺乏選擇性。2.某變電站母線發(fā)生B相接地故障，保護(hù)動(dòng)作情況如下：母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳閘；母線零序電流保護(hù)動(dòng)作，跳閘；相關(guān)線路的保護(hù)（如線路A側(cè)和線路B側(cè)的保護(hù)）未動(dòng)作。請(qǐng)分析：（1）母線差動(dòng)保護(hù)和零序電流保護(hù)分別是什么原理？（2）母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的原因可能是什么？（3）母線零序電流保護(hù)動(dòng)作的原因可能是什么？（4）線路保護(hù)未動(dòng)作的原因可能是什么？請(qǐng)列舉至少兩種可能性。解析思路：（1）母線差動(dòng)保護(hù)原理：比較母線流入和流出電流的差值，正常時(shí)差值為零，故障時(shí)差值增大到一定程度，差動(dòng)繼電器動(dòng)作。母線零序電流保護(hù)原理：檢測(cè)母線接地故障時(shí)產(chǎn)生的零序電流（流入地或從地流回的電流），當(dāng)零序電流大于定值時(shí)動(dòng)作。（2）母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原因：最直接的原因是檢測(cè)到母線差動(dòng)回路中的電流差值超過(guò)了差動(dòng)繼電器的整定動(dòng)作值，表明母線內(nèi)部或連接設(shè)備發(fā)生了故障（如CT二次側(cè)故障導(dǎo)致不平衡、母線本身故障、連接元件故障等）。（3）母線零序電流保護(hù)動(dòng)作原因：發(fā)生B相接地故障，產(chǎn)生了零序電流。如果該零序電流大于零序電流保護(hù)的動(dòng)作定值，且滿足時(shí)限要求，零序電流保護(hù)就會(huì)動(dòng)作。（4）線路保護(hù)未動(dòng)作原因：*可能性一：故障點(diǎn)位于母線外部，屬于線路保護(hù)的保護(hù)范圍，但故障尚未發(fā)展或電流未達(dá)到線路保護(hù)的啟動(dòng)定值（特別是對(duì)于速斷保護(hù)）。*可能性二：故障點(diǎn)位于母線內(nèi)部，屬于差動(dòng)保護(hù)范圍，因此差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘，故障被切除，線路保護(hù)自然不會(huì)動(dòng)作。*可能性三：線路保護(hù)本身存在故障（如拒動(dòng)），無(wú)法正常動(dòng)作。*可能性四：線路保護(hù)整定不當(dāng)，其動(dòng)作電流或靈敏度設(shè)置過(guò)高，未能檢測(cè)到此次故障電流。3.某變電站10kV線路C段發(fā)生故障，保護(hù)動(dòng)作錄波顯示：故障發(fā)生時(shí)刻，線路電流從正常值1A瞬間增大到12A，A相電壓降至0V，B相和C相電壓降至3kV左右，故障持續(xù)約0.2s后電流和電壓恢復(fù)正常。請(qǐng)分析：