2025年注冊電氣工程師考試電氣工程電力系統(tǒng)自動化保護試卷（附答案）一、單項選擇題（共15題，每題2分，共30分）1.下列關(guān)于主保護與后備保護的描述中，正確的是（）。A.主保護是反應(yīng)被保護元件嚴重故障的保護，后備保護僅反應(yīng)輕微故障B.主保護動作后需靠后備保護完成斷路器跳閘C.后備保護包括近后備和遠后備，其中遠后備需依賴相鄰元件保護實現(xiàn)D.220kV線路主保護通常采用三段式距離保護2.縱聯(lián)電流差動保護中，若通道傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，則兩側(cè)保護裝置需通過（）實現(xiàn)同步采樣。A.GPS對時信號B.線路電壓同步C.電流相位差校正D.光纖通道自動同步3.中性點直接接地系統(tǒng)中，零序電流保護的動作電流整定時，不需要考慮的因素是（）。A.相鄰線路零序I段保護的動作電流B.被保護線路末端單相接地故障電流C.最大負荷電流D.斷路器三相不同期合閘產(chǎn)生的零序電流4.變壓器縱差動保護中，為減小勵磁涌流的影響，通常不采用的措施是（）。A.二次諧波制動B.波形對稱制動C.間斷角鑒別D.速飽和變流器5.母線完全電流差動保護中，“小差”與“大差”的主要區(qū)別是（）。A.小差用于雙母線分列運行，大差用于并列運行B.小差僅反映某一母線上連接元件的電流差，大差反映所有連接元件的電流差C.小差動作后跳開全母，大差僅跳開故障母線D.小差采用比率制動特性，大差采用無制動特性6.自動重合閘裝置中，“檢無壓”與“檢同期”配合使用時，通常（）。A.兩側(cè)均設(shè)置檢無壓和檢同期B.送電側(cè)檢同期，受電側(cè)檢無壓C.一側(cè)檢無壓，另一側(cè)檢同期D.僅在單電源線路使用檢無壓7.距離保護I段的保護范圍通常為被保護線路全長的（）。A.80%~85%B.90%~95%C.70%~75%D.100%8.發(fā)電機定子繞組單相接地保護中，基波零序電壓保護不能保護（）。A.中性點附近接地故障B.機端附近接地故障C.定子繞組中間部位接地故障D.高阻接地故障9.微機保護裝置中，模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）的作用是（）。A.將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供CPU處理B.將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量驅(qū)動出口繼電器C.實現(xiàn)電氣隔離D.提高信號抗干擾能力10.線路縱聯(lián)方向保護中，若本側(cè)判斷為正方向故障，對側(cè)判斷為反方向故障，則（）。A.本側(cè)保護立即跳閘B.本側(cè)保護等待對側(cè)信號后跳閘C.兩側(cè)均不跳閘D.對側(cè)保護跳閘11.110kV中性點非直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時，允許繼續(xù)運行的時間通常不超過（）。A.0.5小時B.1小時C.2小時D.4小時12.變壓器零序電流保護通常安裝在（）。A.中性點接地的變壓器中性點回路B.變壓器高壓側(cè)三相電流回路C.變壓器低壓側(cè)三相電流回路D.變壓器套管電流互感器二次側(cè)13.發(fā)電機失磁保護中，以下哪項不是失磁后發(fā)電機的電氣特征（）。A.機端無功功率由正變負B.定子電流增大C.轉(zhuǎn)子電壓升高D.機端測量阻抗進入靜穩(wěn)極限圓14.微機型母線保護裝置中，“TA飽和檢測”功能的主要目的是（）。A.防止區(qū)外故障TA飽和導(dǎo)致保護誤動B.提高區(qū)內(nèi)故障時保護的靈敏度C.監(jiān)測TA二次回路斷線D.補償TA變比誤差15.高壓線路的過電壓保護通常不包括（）。A.工頻過電壓保護B.操作過電壓保護C.雷電過電壓保護D.諧振過電壓保護二、多項選擇題（共10題，每題3分，共30分。每題至少有2個正確選項，錯選、漏選均不得分）1.以下屬于線路縱聯(lián)保護通道類型的有（）。A.光纖通道B.微波通道C.載波通道D.導(dǎo)引線通道2.變壓器差動保護的不平衡電流來源包括（）。A.變壓器勵磁涌流B.兩側(cè)TA變比不一致C.變壓器帶負荷調(diào)節(jié)分接頭D.TA二次回路接觸電阻3.母線保護中，以下屬于比率制動特性優(yōu)點的是（）。A.區(qū)外故障時可靠制動B.區(qū)內(nèi)故障時快速動作C.不受TA變比誤差影響D.對TA飽和不敏感4.自動重合閘裝置需要閉鎖的情況包括（）。A.手動跳閘B.重合閘動作后加速保護再次跳閘C.母線保護動作跳閘D.斷路器氣壓/液壓低于允許值5.發(fā)電機縱差動保護與定子繞組匝間保護的區(qū)別在于（）。A.縱差動保護反應(yīng)相間故障，匝間保護反應(yīng)同相匝間故障B.縱差動保護使用機端和中性點TA，匝間保護可能使用專用匝間TAC.縱差動保護不反應(yīng)輕微匝間故障，匝間保護靈敏度更高D.縱差動保護為主保護，匝間保護為后備保護6.微機保護裝置的抗干擾措施包括（）。A.輸入/輸出回路光電隔離B.印刷電路板采用屏蔽層C.軟件設(shè)置數(shù)字濾波D.裝置外殼接地7.以下關(guān)于零序電流保護的描述中，正確的有（）。A.零序電流僅在接地故障時出現(xiàn)B.零序電流保護受系統(tǒng)運行方式影響較小C.零序III段可作為相鄰線路的遠后備保護D.零序I段保護范圍隨系統(tǒng)零序阻抗變化而變化8.距離保護中，振蕩閉鎖裝置的作用是（）。A.系統(tǒng)振蕩時閉鎖距離保護B.故障時開放保護C.區(qū)分短路故障與系統(tǒng)振蕩D.提高距離保護的靈敏度9.以下屬于發(fā)電機低勵/失磁保護判據(jù)的有（）。A.機端測量阻抗進入靜穩(wěn)極限圓B.轉(zhuǎn)子電壓低于整定值C.定子電流超過額定值D.有功功率低于設(shè)定值10.10kV配電線路的保護配置通常包括（）。A.電流速斷保護B.過電流保護C.零序電流保護D.縱聯(lián)差動保護三、判斷題（共10題，每題1分，共10分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.縱聯(lián)電流差動保護的動作電流需躲過區(qū)外故障時的最大不平衡電流。（）2.變壓器瓦斯保護能反應(yīng)油箱內(nèi)部的所有故障，包括輕微匝間短路和鐵芯過熱。（）3.自動重合閘的動作時間應(yīng)大于斷路器滅弧時間和故障點去游離時間。（）4.距離保護III段的動作時間需與相鄰線路保護的最長動作時間配合。（）5.發(fā)電機定子繞組單相接地保護中，基波零序電壓保護的死區(qū)是中性點附近約15%~20%的繞組。（）6.母線不完全差動保護僅安裝在連接元件的電源側(cè)TA，適用于出線較多的母線。（）7.微機保護裝置的采樣頻率越高，對CPU處理能力的要求越低。（）8.中性點非直接接地系統(tǒng)中，單相接地故障時，故障線路的零序電流等于所有非故障線路零序電流之和。（）9.線路過電流保護的動作電流需躲過線路的最大負荷電流，并考慮自啟動系數(shù)。（）10.發(fā)電機失磁后，將從系統(tǒng)吸收無功功率，可能導(dǎo)致系統(tǒng)電壓下降。（）四、簡答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡述縱聯(lián)電流差動保護的基本原理及對通信通道的要求。2.微機保護中采樣保持電路（S/H）的作用是什么？若省略該電路可能導(dǎo)致什么問題？3.變壓器瓦斯保護與縱差動保護的配合關(guān)系是怎樣的？各自能反應(yīng)哪些故障？4.自動重合閘與繼電保護的配合方式有哪幾種？分別說明其適用場景。5.發(fā)電機定子繞組單相接地保護通常由哪幾部分構(gòu)成？各部分的動作特性是什么？五、案例分析題（共2題，每題10分，共20分）案例1：某220kV線路配置縱聯(lián)電流差動保護（主保護）、距離保護（I、II、III段）和零序電流保護（I、II、III段）。某日系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障，故障點位于線路全長的70%處。故障錄波顯示：-本側(cè)縱聯(lián)差動保護動作，跳開三相斷路器；-對側(cè)縱聯(lián)差動保護未動作，但距離II段經(jīng)0.5秒動作跳閘；-兩側(cè)零序II段均未動作。請分析：（1）本側(cè)縱聯(lián)差動保護動作的合理性；（2）對側(cè)縱聯(lián)差動保護未動作的可能原因；（3）零序II段未動作的可能原因。案例2：某110kV變電站主變壓器（YNd11接線，容量50MVA，高壓側(cè)中性點直接接地）配置縱差動保護、瓦斯保護、零序電流保護和過電流保護。運行中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)?shù)蛪簜?cè)（10kV）發(fā)生三相短路故障時，縱差動保護未動作，但過電流保護動作跳閘。請分析：（1）縱差動保護未動作的可能原因；（2）若故障點位于變壓器低壓側(cè)繞組內(nèi)部，哪些保護應(yīng)動作？（3）如何驗證縱差動保護的正確性？參考答案一、單項選擇題1.C2.A3.C4.B5.B6.C7.A8.A9.A10.A11.C12.A13.C14.A15.B二、多項選擇題1.ABCD2.ABCD3.AB4.ABCD5.ABC6.ABCD7.ABCD8.ABC9.AB10.ABC三、判斷題1.√2.√3.√4.√5.√6.×7.×8.√9.√10.√四、簡答題1.縱聯(lián)電流差動保護的基本原理是比較被保護線路兩側(cè)電流的幅值和相位。正常運行或區(qū)外故障時，兩側(cè)電流向量和為零（或接近零）；區(qū)內(nèi)故障時，兩側(cè)電流向量和等于故障電流，保護動作跳閘。對通信通道的要求：①傳輸兩側(cè)電流的幅值和相位信息（或數(shù)字量）；②通道延時需滿足保護動作速度要求（通?！?0ms）；③具備高可靠性和抗干擾能力（如光纖通道需冗余配置）；④兩側(cè)保護裝置需通過對時信號（如GPS）實現(xiàn)同步采樣。2.采樣保持電路（S/H）的作用是在模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）期間保持輸入模擬信號的幅值不變，確保A/D轉(zhuǎn)換的準確性。若省略該電路，當(dāng)模擬信號變化率較高時（如故障電流快速上升），A/D轉(zhuǎn)換過程中信號幅值可能已改變，導(dǎo)致采樣值失真，進而影響保護算法的計算精度（如電流有效值、相位角計算錯誤），可能引發(fā)保護誤動或拒動。3.配合關(guān)系：瓦斯保護與縱差動保護共同作為變壓器的主保護，互為補充。瓦斯保護反應(yīng)油箱內(nèi)部的氣體或油流變化（如匝間短路、鐵芯過熱、油面降低等），縱差動保護反應(yīng)變壓器各側(cè)電流差（如相間短路、大電流接地短路、嚴重匝間短路等）。瓦斯保護能反應(yīng)縱差動保護無法檢測的輕微內(nèi)部故障（如局部放電、小電流匝間短路），而縱差動保護能反應(yīng)瓦斯保護無法檢測的外部短路故障（如套管及引出線短路）。4.配合方式及適用場景：①重合閘前加速（“前加速”）：故障時保護瞬時跳閘，重合閘動作后若故障仍存在，保護帶時限跳閘。適用于35kV及以下簡單輻射網(wǎng)，提高供電可靠性。②重合閘后加速（“后加速”）：故障時保護按原有時限跳閘，重合閘動作后若故障仍存在，保護瞬時跳閘。適用于110kV及以上復(fù)雜電網(wǎng)，避免無選擇性跳閘。③單相重合閘：僅跳開故障相，重合成功后恢復(fù)三相運行。適用于220kV及以上架空線路，減少系統(tǒng)震蕩。5.構(gòu)成及動作特性：①基波零序電壓保護：反應(yīng)機端零序電壓（3U0），動作電壓整定為躲過正常運行時的最大不平衡電壓（通常5~10V），動作時限0.5~1s，用于保護機端附近（中性點20%以外）的接地故障。②三次諧波電壓保護：利用中性點與機端三次諧波電壓的比值（U3n/U3s）作為判據(jù)，動作范圍覆蓋中性點附近（約20%繞組），無死區(qū)，通常無時限或短時限。③注入式定子接地保護（適用于高阻接地）：向定子繞組注入低頻信號（如20Hz），檢測接地阻抗，動作阻抗整定為躲過最大允許接地電阻（如10kΩ），用于檢測高阻接地故障。五、案例分析題案例1分析：（1）本側(cè)縱聯(lián)差動保護動作合理。故障點位于線路70%處（區(qū)內(nèi)），兩側(cè)電流向量和等于故障電流，差動保護應(yīng)瞬時動作跳閘。（2）對側(cè)縱聯(lián)差動保護未動作的可能原因：①對側(cè)保護裝置采樣同步異常（如GPS對時失效），導(dǎo)致計算的差動電流小于整定值；②對側(cè)TA二次回路斷線或接觸不良，導(dǎo)致電流采樣值偏差；③通信通道故障（如光纖中斷），對側(cè)未收到本側(cè)電流數(shù)據(jù)，差動保護被閉鎖。（3）零序II段未動作的可能原因：①故障點過渡電阻較大，零序電流小于零序II段動作值；②系統(tǒng)運行方式變化（如部分線路停運），導(dǎo)致零序網(wǎng)絡(luò)改變，故障點零序電流低于整定值；③零序II段動作時限與相鄰線路配合，本故障中零序電流持續(xù)時間短于動作時限。案例2分析：（1）縱差動保護未動作的可能原因：①低壓側(cè)TA變比選擇不當(dāng)（如變比過大），導(dǎo)致故障電流小于差動保護動作值；②差動保護平衡系數(shù)計算錯誤（如未考慮YN