2025年电工中级考试试题：电力系统保护与自动装置知识

2025年电工中级考试试题：电力系统保护与自动装置知识考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.电力系统发生故障时，继电保护装置的主要任务是（）。A.切除故障点B.切除故障线路C.判断故障性质并迅速、有选择地切除故障部分，保证无故障部分继续运行D.发出故障信号2.电流速断保护的保护范围取决于（）。A.电源电压B.系统阻抗C.继电器动作电流和返回电流D.线路长短3.在电力系统中，发生接地故障时，故障点流过的电流称为（）。A.短路电流B.正序电流C.负序电流D.零序电流4.GL型电流继电器具有（）功能。A.电流速断和过电流B.电压保护和距离保护C.零序保护和方向保护D.功率方向和差动保护5.限时过电流保护的动作时限是（）。A.瞬时动作B.延时动作，且动作时限固定C.延时动作，且动作时限与线路长度成反比D.无时限动作6.自动重合闸装置通常用于（）的保护线路。A.可能发生永久性故障的B.不允许发生故障的C.可能发生暂时性故障的D.电压异常的7.电力系统中，将故障线路从电网中切除的是（）。A.遥控装置B.自动重合闸装置C.继电保护装置D.备用电源自动投入装置8.电压互感器在继电保护回路中，通常接于被保护对象的（）。A.相间B.相地C.中性点D.以上都不对9.继电保护装置中，实现逻辑判断的环节是（）。A.测量元件B.执行元件C.逻辑元件D.电压形成回路10.备用电源自动投入装置（ATS）的主要目的是（）。A.在备用电源上投运负荷B.当工作电源消失时，自动、快速地投入备用电源C.切除故障电源D.保护发电机二、判断题（每题1分，共10分）1.继电保护装置的动作时限一般与短路电流的大小成正比。（）2.电流速断保护不能保护线路的全长，其保护范围受系统运行方式和故障类型的影响。（）3.零序电流保护是反应接地故障的主要保护。（）4.继电保护装置的“出口中间继电器”的作用是增强触点容量和实现自保持。（）5.自动重合闸装置必须与相应的保护装置配合，防止在永久性故障时造成连续重合闸。（）6.低电压保护在系统正常电压降低时动作，切除可能引起设备损坏的负荷。（）7.距离保护是利用故障点至保护安装点的距离（阻抗）来进行判断和动作的。（）8.电流互感器在运行时，其二次侧可以像普通变压器一样进行短路或开路操作。（）9.二次回路的电源通常是高压电源。（）10.电力系统发生振荡时，距离保护会误动。（）三、简答题（每题5分，共20分）1.简述继电保护装置的“选择性”原则及其意义。2.简述电流速断保护和过电流保护在保护范围和动作时限上有什么主要区别？3.什么是电力系统接地故障？简述中性点不接地系统发生单相接地故障时，非故障相电压的变化情况。4.简述备用电源自动投入装置（ATS）的基本工作原理。四、计算题（每题10分，共20分）1.某线路采用GL型电流继电器构成限时过电流保护，线路正常工作电流为300A。要求过电流保护的动作电流为正常工作电流的1.5倍，返回电流系数为0.85。试计算继电器动作电流和返回电流整定值。2.有一台变压器，其额定电压为10/0.4kV，采用两相不完全星形接线的电流保护。已知一次侧正常工作电流为50A，继电器动作电流整定为80A。试计算电流互感器的一次、二次额定电流，并确定继电器二次侧的动作电流值。（假设电流互感器变比为200/5）五、论述题（10分）结合电力系统安全运行的要求，论述继电保护装置的“可靠性”、“选择性”、“快速性”和“灵敏性”这四个基本性能之间可能存在的矛盾，以及在实际工程设计中选择和协调这些性能的原则。试卷答案一、选择题1.C2.B3.D4.A5.C6.C7.C8.A9.C10.B二、判断题1.×2.√3.√4.√5.√6.×7.√8.×9.×10.×三、简答题1.解析思路：首先解释选择性的定义，即保护装置应只将故障设备或线路从电网中切除，保证无故障部分继续运行。然后说明实现选择性的方法，通常是通过时限配合（不同线路或设备保护的动作时限不同）或电压级配合（不同电压等级的保护动作电压不同）。最后阐述其重要意义，即保证系统安全稳定运行，减少停电范围和损失。2.解析思路：首先回答电流速断保护的特点：保护范围取决于系统短路电流分布，通常只保护线路的一部分（靠近电源端），动作速度极快（瞬时动作），但可能没有选择性（可能误动下一级线路）。然后回答过电流保护的特点：保护范围可以覆盖线路全长，但动作需要延时（以实现选择性），动作速度相对较慢。核心区别在于保护范围、动作速度和选择性上。3.解析思路：首先定义接地故障（相线与大地之间发生连接）。然后说明中性点不接地系统特点：正常时中性点电位为零。发生单相接地时，故障相电流为接地电流（流经大地），非故障相电压因线路对地绝缘阻抗和故障点阻抗分压而升高，理论上升高到线电压。4.解析思路：首先说明ATS的目的：在工作电源消失时，自动、快速地投入备用电源。然后描述基本原理：检测到工作电源断电或失压信号后，ATS装置经过确认（防止误动），发出指令合上备用电源的开关，恢复对负荷的供电。四、计算题1.解析思路：计算动作电流：动作电流=正常工作电流×倍数=300A×1.5=450A。计算返回电流：返回电流=动作电流/返回系数=450A/0.85≈529A。注意GL型继电器动作电流通常按躲过最大负荷电流整定，返回系数一般取0.85-0.9。2.解析思路：计算电流互感器一次额定电流：为线路正常电流，50A。计算电流互感器二次额定电流：按标准变比计算，200/5，二次额定电流为50A/(200/5)=1.25A。计算继电器二次侧动作电流值：按保护要求整定，80A（题目已给）。注意二次回路中的实际负荷电流不应超过电流互感器的额定二次电流，且继电器动作电流应小于或等于整定值。五、论述题解析思路：*矛盾性阐述：分析四个性能的内在冲突。例如，“快速性”要求动作时间短，但可能牺牲“选择性”（如电流速断保护可能误动）；“灵敏性”要求能检测微小故障，但可能受系统变化影响导致“选择性”变差；“可靠性”要求装置本身不误动、不拒动，但过于严格的整定可能降低“灵敏性”或“快速性”；“选择性”的严格配合可能增加系统复杂性，影响“快速性”或“可靠性”。*协调原则