2025年电工中级职业技能考试真题模拟卷：电力系统保护与故障诊断试题

2025年电工中级职业技能考试真题模拟卷：电力系统保护与故障诊断试题考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共30分）1.电力系统发生故障时，保护装置应优先保证的是（）。A.可靠性B.灵敏性C.速动性D.选择性2.GL型电流继电器具有（）作用。A.瞬时过电流和延时过电流B.瞬时和零序C.电压和电流D.差动和电流3.限时电流速断保护的动作时限，一般整定为（）。A.等于本线路末端最小短路电流对应的时间B.等于相邻下一线路限时电流速断保护的动作时限C.短于相邻下一线路瞬时电流速断保护的动作时限D.长于相邻下一线路瞬时电流速断保护的动作时限4.在中性点不接地的电力系统中，发生单相接地故障时，非故障相的电压会（）。A.等于零B.升高C.不变D.降低5.电流保护装置中，用于保证选择性的主要措施是（）。A.采用不同整定电流B.采用不同动作时限C.采用方向元件D.限制故障点电流6.电力系统中，发生相间短路时，保护安装处测量元件（如电流互感器）的二次侧电流会（）。A.减小B.增大C.不变D.等于零7.继电保护装置的“速动性”是指（）。A.保护装置动作的可靠性B.保护装置在故障发生后尽快动作，切除故障的能力C.保护装置能够测量故障点的位置D.保护装置能够正确区分故障与非故障状态8.构成电流保护装置的测量部分的核心元件是（）。A.时间继电器B.中间继电器C.信号继电器D.电流继电器9.在电力系统中，反映保护装置动作是否正确符合预定要求的是（）。A.可靠性B.灵敏性C.选择性D.速动性10.对于反应故障时电流增大的保护，如过电流保护，其灵敏系数是指（）之比。A.故障点最小短路电流有效值与保护装置动作电流有效值B.保护装置动作电流有效值与故障点最小短路电流有效值C.故障点最大短路电流有效值与保护装置动作电流有效值D.故障点平均短路电流有效值与保护装置返回电流有效值11.差动保护主要应用于（）。A.相间短路B.单相接地C.所有类型短路D.线路首端12.低电压保护通常用于（）。A.切除相间短路故障B.切除接地故障C.作为备用电源自动投入的启动元件D.保护发电机13.继电保护装置的动作时限整定应遵循的原则是（）。A.越快越好B.越慢越可靠C.与相邻下一级保护动作时限协调配合，保证选择性D.与系统电压等级成正比14.故障诊断的主要依据是（）。A.保护装置的型号B.故障发生的时间C.继电保护的动作信息、测量仪表的指示D.故障点的位置15.电流互感器在电力系统保护中主要用作（）。A.发电机励磁B.改变线路电压C.将系统中的大电流按比例变换为小电流，供保护装置使用D.测量有功功率二、判断题（每题1分，共10分，对的划“√”，错的划“×”）1.继电保护装置动作后，必须手动复归。（）2.电流速断保护只能保护线路的一部分，其保护范围取决于系统运行方式和故障类型。（）3.过电流保护的动作电流必须大于系统正常运行时的最大负荷电流。（）4.在中性点接地的电力系统中，发生单相接地故障时，零序电流保护会动作。（）5.保护装置的可靠性是指保护在应该动作时不动作，不应该动作时可靠不动作。（）6.灵敏系数越大，保护装置的灵敏度越高。（）7.差动保护能够快速切除本线路范围内的各种故障。（）8.故障诊断时，只需看保护装置是否动作即可判断故障类型和位置。（）9.绘制保护原理图时，通常用标准符号表示各种继电器。（）10.继电保护定值整定后，在设备投运后不能再改变。（）三、简答题（每题5分，共15分）1.简述电力系统保护装置应满足的四个基本要求及其含义。2.简述过电流保护装置的构成及其基本工作原理。3.当电力系统发生故障时，继电保护装置通常会发出哪些信号？各自的作用是什么？四、计算题（共10分）已知某线路采用GL型电流保护，其6倍动作电流整定时间为1秒。系统发生短路时，实测流过该线路的短路电流为5kA。请计算：（1）该保护的动作电流整定值为多少安培？（2）若故障点距离保护安装处较远，短路电流衰减至3kA时，该保护还能可靠动作吗？请说明理由。五、案例分析题（共15分）某工厂变电所有一台变压器，其高压侧（10kV）采用电流速断保护和过电流保护。某日，该变压器高压侧发生故障，继电保护动作，断路器跳闸。现场检查发现：*电流速断保护动作。*过电流保护未动作。*电流互感器二次侧电流表指示正常。*变压器本体无异常。请分析可能的原因，并说明进一步检查的方向。试卷答案一、选择题1.D2.A3.C4.B5.B6.B7.B8.D9.A10.A11.D12.C13.C14.C15.C二、判断题1.×2.√3.√4.√5.√6.√7.√8.×9.√10.×三、简答题1.解析思路：回答四个基本要求：选择性（故障发生时只切除故障部分，不影响非故障部分）、速动性（尽快切除故障，减少损失）、灵敏性（能可靠动作于任何故障，特别是故障点最不利的条件下）、可靠性（在应该动作时不拒动，不应该动作时不误动）。答案：电力系统保护装置应满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性四个基本要求。*选择性：指保护装置在发生故障时，能优先切除故障线路或设备，并保证相邻的非故障线路或设备及其保护装置不动作，或只动作于发出信号。*速动性：指保护装置在故障发生后，能尽快地动作切除故障，以减轻故障对电力系统和设备的危害。*灵敏性：指保护装置对其保护范围内发生的故障，都能有足够的测量结果（如电流、电压等）而可靠地动作，特别是在系统运行方式最不利和故障点最不利（如距离保护的保护范围末端）的情况下，也能满足可靠动作的要求。*可靠性：指保护装置应能在规定的使用条件下，持久地、稳定地工作，即在应该动作时可靠地动作（不拒动），不应该动作时可靠地不动作（不误动）。2.解析思路：回答过电流保护的构成：测量部分（电流继电器）、逻辑部分（时间继电器、中间继电器等）、执行部分（断路器跳闸线圈）。回答工作原理：正常时电流小于继电器动作电流，不动作；故障时电流增大，达到继电器动作电流，测量部分动作，启动逻辑部分，经过整定的时间延时后，执行部分动作，使断路器跳闸切除故障。答案：过电流保护装置通常由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。*测量部分：主要由电流继电器构成，用于测量线路电流，当电流达到或超过预定值时发出信号。*逻辑部分：由时间继电器、中间继电器等构成，用于实现一定的延时逻辑或扩大保护范围。*执行部分：通常是断路器的跳闸线圈，用于执行保护命令，使断路器跳闸。工作原理：在电力系统正常运行时，流过过电流保护装置的电流小于其整定的动作电流，电流继电器不动作。当系统发生故障，故障电流增大，达到或超过继电器的整定动作电流时，电流继电器动作，启动时间继电器（如果有的话）。时间继电器经过预先整定的延时时间后，其触点闭合，启动中间继电器（或直接启动跳闸回路），中间继电器触点闭合，接通断路器的跳闸线圈回路，使断路器跳闸，切除故障。3.解析思路：回答继电保护发出信号类型：事故信号（光字牌、蜂鸣器）、保护动作信号（掉牌信号、信号继电器光字）、故障录波启动信号等。回答各自作用：事故信号指示发生了故障以及故障发生的设备；保护动作信号指示是哪套保护动作了；故障录波启动信号用于记录故障前后波形，便于事故分析。答案：当电力系统发生故障时，继电保护装置通常会发出事故信号、保护动作信号等。*事故信号：通常通过光字牌显示故障发生的设备或系统部分，并通过蜂鸣器发出声响，以引起运行人员注意。*保护动作信号：当保护装置动作后，会启动信号继电器，其掉牌会指示该保护已动作，同时信号继电器的光字牌也会指示动作的保护。*故障录波启动信号：部分保护装置会联动故障录波装置，记录故障前后一段时间的电力系统电压、电流波形，为事故分析和处理提供依据。四、计算题（1）解析思路：根据GL型继电器6倍动作电流整定原则，动作电流整定值=（系统正常运行时最大负荷电流或允许通过的最大不平衡电流）*6。题目未给最大负荷电流，可理解为按6倍整定。计算结果为：整定值=5kA/6=0.833kA=833.3A。但GL型继电器通常用额定电流表示整定，且整定是分级进行。假设题目意图是动作电流倍数是相对于继电器额定电流的6倍，或者题目本身数据不严谨。更标准的做法是直接用题目给定的信息反推，如果按6倍整定，则整定电流Iop=Ifault/6=5000A/6=833.3A。通常保护整定值会取标准整定值，这里按计算结果833.3A(或800A，如果题目隐含要求取整到百安)。答案：该保护的动作电流整定值为833.3A（或根据标准取整为800A）。（2）解析思路：比较故障时实际电流与保护动作电流整定值。故障时实际电流Ifault=3kA。保护动作电流整定值Iop已算出为833.3A(或800A)。判断条件：Ifault>=Iop。计算3kA=3000A，显然3000A>833.3A(或800A)。因此，该保护能可靠动作。答案：该保护还能可靠动作。理由：因为故障时流过保护装置的短路电流（3kA）大于该保护的动作电流整定值（833.3A），满足电流继电器动作条件，所以保护能够可靠动作。五、案例分析题解析思路：*现象分析：*电流速断保护动作：说明故障点距离保护安装处很近，或者故障电流远大于保护整定值，且在整定时间内完成了动作。这确认了变压器高压侧确实发生了故障。*过电流保护未动作：说明故障电流虽然大于过电流保护的整定值，但可能未达到使其动作的条件，或者故障电流在达到整定值后，持续时间未达到过电流保护的动作时限。*电流互感器二次侧电流表指示正常：这很关键。正常情况下，电流互感器二次侧电流表应反映一次侧电流的变化。如果二次侧电流表指示正常，说明电流互感器本身及其二次回路没有发生故障（至少没有导致显著的电流指示异常），故障电流确实流过了一次侧，且成功传到了二次侧。*变压器本体无异常：排除了变压器内部故障导致保护动作跳闸的可能性。*原因推断：*结合电流速断动作和过电流不动作，最可能的原因是故障点就在变压器高压侧套管、引线或非常靠近变压器的线路段，导致电流速断保护灵敏度过高，在故障初始瞬间（可能还未达到过电流保护整定值的持续条件或动作时限）就动作了。而故障电流可能因为距离近、阻抗小，未达到需要过电流保护动作的程度，或者故障是瞬间的，持续时间不足以使过电流保护动作。*电流互感器二次侧电流表正常，排除了电流互感器故障的可能性。*进一步检查方向：*检查变压器高压侧套管是否有破损、放电痕迹或爆炸痕迹。*检查变压器高压侧引线连接是否牢固，有无断线、相间或相对地短路迹象。*检查与变压器连接的线路本身，特别是靠近变压器的线路段，有无故障迹象。*检查电流速断和过电流保护的定值是否正确，并进行传动试验（模拟故障，检查保护是否能正确动作和跳闸）。*检查跳闸回路，确认断路器跳闸是否是保护动作引起的。答案：可能的原因及进一步检查方向：*可能原因：故障发生在变压器高压侧套管、引线或非常靠近变压器的线路上。由于故障点距离保护安装处极近，故障电流很大，远超电流速断保护的整定值，且在整定时间内速断保护动作了。同时，由于故障点距离近，故障电流可能未达到过电流保护整定值的持续条件，或者故障是瞬时的，未达到过电流保