2025年高压电工考试题库：高压继电保护原理与故障排除试题型

2025年高压电工考试题库：高压继电保护原理与故障排除试题型考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项的字母填入括号内）1.电力系统发生故障时，继电保护装置的主要任务是（）。A.立即跳闸，隔离故障点B.发出信号，通知运行人员处理C.减小故障影响范围D.自动调整系统运行参数2.电流保护在区外故障时，为了不误动，其动作特性应保证（）。A.动作速度快于区内故障B.动作电流大于区内故障时的最小故障电流C.动作电流小于区外故障时的最大负荷电流D.具有方向性3.反时限电流保护在发生故障时，其动作时限与（）成正比。A.故障点的距离B.故障电流的大小C.系统电压的高低D.继电器本身的特性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.升高到线电压C.升高到相电压的根号3倍D.保持不变5.电压保护通常作为（）的保护，作为主保护的后备。A.输电线路B.发电机C.变压器D.电动机6.当电力系统发生相间短路时，故障点的总电流主要是（）。A.短路电流的有功分量B.短路电流的无功分量C.短路回路的阻抗电流D.系统供给的短路容性电流7.差动保护主要用于（）的保护，其核心原理是比较被保护元件两侧的电流。A.输电线路B.变压器C.发电机D.以上都是8.继电器线圈在通电后，其动合触点（）。A.闭合B.断开C.不变D.可能闭合也可能断开9.继电保护装置的“四性”是指（）。A.快速性、准确性、可靠性、灵敏性B.选择性、快速性、灵敏性、可维护性C.选择性、快速性、可靠性、经济性D.灵敏性、可靠性、选择性、灵活性10.测量保护装置的灵敏度，是指在其保护范围内发生（）故障时，保护装置能正确动作的能力。A.最小预期B.最大预期C.任意D.最小预期且具有一定裕度二、判断题（请将“正确”或“错误”填入括号内）1.继电保护装置的动作时限越长，选择性越好。（）2.绝缘监视装置可以反映电力系统中发生的各种类型故障。（）3.当电力系统发生故障时，距离保护的动作时限与故障点到保护安装点的距离成正比。（）4.电流互感器二次侧严禁开路运行。（）5.电压互感器二次侧严禁短路运行。（）6.保护装置的整定计算是指根据系统参数和保护要求，计算确定保护装置的整定值。（）7.保护装置的定值核对是运行维护人员日常工作的重要内容之一。（）8.如果保护装置动作后，断路器没有跳闸，则属于保护装置拒动。（）9.处理保护装置误动故障时，应首先检查保护装置的定值是否正确。（）10.在进行保护装置的故障排查时，可以不遵守安全工作规程，优先快速处理。（）三、填空题（请将正确答案填入横线上）1.继电保护装置应满足______、______、______、______的基本要求。2.电流保护根据其动作时限分为______电流保护和______电流保护。3.电力系统中性点运行方式有______、______和______三种。4.距离保护是利用测量故障点至保护安装点之间______的原理来反映故障距离的。5.差动保护的主要优点是______和______。6.继电器线圈通电后，使其触点状态发生改变的部分称为______。7.分析保护装置不动作故障时，应首先检查______、______和______。8.处理保护装置误动故障时，应首先检查______、______和______。9.测量保护灵敏度的故障类型通常是指保护范围内发生______故障。10.在进行保护装置压板操作时，必须严格遵守______，确认______，防止______。四、简答题1.简述电流保护的基本原理及其不足之处。2.说明方向电流保护为什么需要判别功率方向？3.简述变压器差动保护可能出现的误动原因有哪些？4.在现场发现保护装置发出信号，应如何进行初步检查和处理？5.什么是保护装置的整定？整定计算需要考虑哪些主要因素？五、计算题1.有一台变压器，其额定电压为110/11kV，采用Yd11接线。在变压器高压侧发生金属性相间短路时，流过差动回路的最大故障电流为2000A，最小故障电流为1200A。要求差动保护的一次侧动作电流整定为1500A，计算差动继电器在高压侧和低压侧的整定电流值（假设变压器的变比为10）。2.某输电线路采用BCH-2型差动继电器构成差动保护，线路正常运行时流过继电器的电流为100A，二次回路额定电流为5A。已知继电器的整定电流为120A，动作电流整定系数为1.25，返回系数为0.85。试计算继电器的灵敏系数（假设采用单电源线路，最小运行方式下故障电流为800A）。六、案例分析题1.某变电站一台110kV变压器（YNd11接线）的差动保护在夜间突然发出“差动动作”信号，同时断路器未跳闸。现场检查发现：差动保护压板在投入状态、保护装置无明显告警信息、变压器各侧电流表指示正常、系统无其他异常信号。请分析可能导致差动保护误动的原因，并说明后续应如何排查处理。2.某输电线路距离保护在发生区外故障时，保护装置发出“区外故障”信号，断路器跳闸。但随后系统监控后台显示线路跳闸，并有其他线路保护动作信息，表明是系统发生了较大范围的故障。请分析该距离保护可能存在的问题，并说明如何避免类似情况的发生。试卷答案一、选择题1.A*解析思路：继电保护的主要任务是在发生故障时，迅速、有选择地断开故障电路，隔离故障点，保障非故障部分继续运行。2.C*解析思路：为了确保选择性，区外故障时流过保护装置的电流应小于其整定电流，特别是要小于正常运行时的最大负荷电流，防止保护误动。3.B*解析思路：反时限电流保护的特点是故障电流越大，动作时限越短，反之亦然，即动作时限与故障电流的大小成反比。选项B描述的是电流速断保护的特点。这里选择B是因为它是反时限特性最核心的体现。4.B*解析思路：在中性点不接地的系统中，单相接地时，非故障相的电压会因线路对地电容的存在而升高，理论上升高到线电压。5.A*解析思路：电流保护灵敏度高，但选择性较差，通常作为输电线路的主保护或备用保护。电压保护灵敏度较低，一般作为后备保护。6.C*解析思路：相间短路时，故障点的总电流主要由短路回路的总阻抗决定，即系统电源通过短路点供给的阻抗电流。7.D*解析思路：差动保护广泛应用于变压器、发电机、电动机等重要设备上，利用两侧电流的差值来判断是否发生内部故障。8.A*解析思路：继电器线圈通电后，产生电磁力驱动衔铁动作，带动动合触点闭合，断开动断触点。9.A*解析思路：快速性、准确性、可靠性、灵敏性是衡量继电保护装置性能的四个基本指标。10.D*解析思路：灵敏系数是指在保证可靠性的前提下，保护装置对最小故障的反应能力，通常用保护范围内发生最小预期故障时的故障参数与保护动作参数之比来表示，要求具有一定裕度。二、判断题1.错误*解析思路：保护装置应具有选择性，即只切除故障部分，不影响非故障部分。选择性通常要求故障时动作时限越长（越靠近电源侧的保护先动作），而不是越长越好。2.错误*解析思路：绝缘监视装置只能反映系统发生接地故障，无法区分是哪一条线路或哪一相接地。3.正确*解析思路：距离保护的原理是基于电磁感应，测量线路阻抗，阻抗与距离成正比，因此动作时限也与此成正比。4.正确*解析思路：电流互感器二次侧开路时，一次侧故障电流全部变为磁化电流，铁芯饱和，二次侧会产生很高的感应电压，危及设备和人员安全。5.错误*解析思路：电压互感器二次侧严禁短路运行，否则会形成短路回路，产生巨大的短路电流，烧毁互感器。6.正确*解析思路：整定计算是确定保护装置具体参数（如动作电流、时限、灵敏度等）的过程，依据是系统参数和保护要求。7.正确*解析思路：定期核对保护装置定值是保证其正确动作的基础，是运行维护的重要工作内容。8.正确*解析思路：保护装置发出动作信号但断路器不跳闸，属于保护装置拒动情况。9.正确*解析思路：保护误动往往与定值设置不当、整定计算错误或定值修改错误有关，因此首先应核对定值。10.错误*解析思路：处理任何电气故障，包括保护装置故障，都必须严格遵守安全工作规程，确保人身和设备安全。三、填空题1.选择性、快速性、可靠性、灵敏性*解析思路：这是衡量继电保护性能的四个基本标准。2.电流速断、反时限*解析思路：这是按动作时限特性划分的两种主要电流保护。3.中性点不接地、中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地*解析思路：这是电力系统中性点常见的三种运行方式。4.阻抗（或电压、电流）*解析思路：距离保护通过测量从保护点到故障点的阻抗（通常表现为电压与电流的比值）来反映距离。5.选择性、快速性*解析思路：差动保护的主要优点是动作迅速且具有绝对选择性。6.动作元件*解析思路：动作元件是驱动继电器触点状态改变的执行部分。7.保护装置本身、二次回路、直流电源*解析思路：分析不动作故障，应从最基本的硬件部分入手检查。8.保护定值、压板状态、操作顺序*解析思路：分析误动故障，需检查设定是否正确、实际投退是否按规程操作。9.最小预期*解析思路：为校验保护在最不利（最小）故障条件下能否可靠动作，通常使用最小预期故障类型进行灵敏度校验。10.操作规程、设备状态、保护误动四、简答题1.电流保护的基本原理是利用故障时电流显著增大的特点来实现的。当电力系统发生故障时，故障点的阻抗急剧减小，导致流过保护安装点的电流远大于正常运行时的电流。电流保护装置将这个增大的电流与预先整定的定值进行比较，当电流大于定值时，保护装置经过一定的时限（对于电流速断保护是瞬时动作，对于定时限或反时限保护是延时动作）发出跳闸信号，作用于断路器跳闸，切除故障电路。*不足之处：选择性差。故障电流越靠近电源侧越大，越靠近负荷侧越小，如果保护定值整定得不够灵敏或时限选择不当，可能会在区外故障时误动；同时，它不能反映故障点到保护安装点的距离，对于复杂网络不易实现选择性。2.方向电流保护需要判别功率方向，是因为在电力系统中，故障电流可能来自线路的两侧（对于双侧电源线路）。为了确保只有故障侧的保护动作，而非故障侧的保护不动作，以实现选择性，必须判断故障功率的方向。方向电流保护利用功率方向继电器来判别电流相对于电压的相位角，即判别功率方向是流向系统还是流出系统。只有当功率方向指向被保护线路的母线时（即故障发生在被保护线路内部或电源侧），保护才投入并动作；当功率方向指向线路另一侧（即区外故障）时，保护不动作。3.变压器差动保护可能出现的误动原因主要有：①差动回路中存在不平衡电流，如变压器励磁涌流（特别是合闸瞬间）、外部故障时的暂态电流、线路穿越故障电流、两侧电流互感器变比或接线误差、差动继电器本身特性差异等，如果不平衡电流大于差动继电器的整定值或动作电流，可能导致误动；②差动继电器整定不当，如整定值过小、灵敏度不足；③保护压板错误投入；④电流互感器二次回路故障，如一二次侧开路或短路；⑤差动继电器本身元件故障。4.现场发现保护装置发出信号，应按以下步骤进行初步检查和处理：①确认信号来源：检查是哪个保护装置、哪个保护元件发出信号，记录信号类型（如跳闸、信号、告警等）。②检查保护装置面板：观察是否有指示灯亮、数码显示、打印信息等，初步判断故障现象和保护动作行为。③检查相关压板：确认与该信号相关的保护压板是否在投入状态，检查压板是否牢固。④检查断路器状态：确认对应断路器是否在跳闸位置，检查跳闸灯是否亮。⑤检查相关表计：观察故障线路及相关设备的电流、电压表计变化情况，判断故障性质和大致范围。⑥检查直流电源：确认保护装置所用的直流电源电压是否正常。⑦通知值班负责人和相关专业人员，并根据规程要求，决定是否需要进一步隔离或采取其他措施，同时做好记录。**注意：以上为通用初步检查步骤，具体操作需遵循现场运行规程。*5.保护装置的整定是指根据被保护对象的运行条件、系统参数和保护要求，计算并确定保护装置各项整定参数（如动作电流、动作时限、灵敏度系数、功率方向继电器的整定角等）的过程。整定计算需要考虑的主要因素包括：①被保护对象的额定参数和允许的故障电流水平；②系统正常运行时的最大负荷电流和可能的穿越电流；③系统在不同运行方式（正常运行、最小/最大运行方式）下发生各种预期故障（相间短路、单相接地等）时的故障参数（故障电流、故障电压）；④保护装置本身的特性（如继电器的动作电流范围、返回系数、时间特性曲线等）；⑤保证保护装置的选择性（区内故障快速动作，区外故障不误动）；⑥保证保护装置的可靠性（在区内最小预期故障时能可靠动作，具有足够的灵敏度）；⑦考虑与其他保护、自动装置的配合关系。五、计算题1.解：*高压侧一次侧整定电流Iop_high1=1500A*变压器变比n=110/11=10*低压侧一次侧故障电流I_low_min=1200A*低压侧一次侧额定电流I_low_n=I_low_min/(变比平方)=1200/100=12A*低压侧二次额定电流I_low_2n=I_low_n/5=12/5=2.4A*低压侧二次故障电流I_low_2min=I_low_min/10=1200/10=120A*低压侧二次整定电流Iop_low2=Iop_high1/n=1500/10=150A*差动继电器二次整定电流Iop_2=Iop_low2/I_low_2n=150/2.4≈62.5A（取整或根据继电器整定精度确定）*差动继电器在高压侧的整定电流Iop_high2=Iop_2*n=62.5*10=625A**注意：实际计算中可能需要根据继电器的具体整定精度和步长进行调整。*2.解：*已知：正常运行电流Iop_normal=100A，二次额定电流Iop_2n=5A，整定电流Iop_set=120A，动作电流整定系数Kset=1.25，返回系数Krel=0.85，最小故障电流If_min=800A。*计算继电器实际动作电流Iop_actual=Iop_set*Kset=120*1.25=150A*计算继电器实际返回电流Irel_actual=Iop_actual/Krel=150/0.85≈176.5A*计算继电器灵敏系数Ks=If_min/Iop_actual=800/150≈5.33**注意：灵敏系数通常要求大于1.5~2，此处计算结果满足要求。*六、案例分析题1.可能的原因分析：*差动回路不平衡电流导致误动：可能存在较大的励磁涌流（虽然夜间不太可能，但如果线路有电容器等）、暂态穿越电流、CT误差或二次回路接触不良导致的不平衡电流超过了差动继电器的整定值和躲过励磁涌流的整定值。*差动保护定值整定不当：可能整定值过小，或者躲外部故障和励磁涌流的整定计算有误，导致在特定条件下（如CT饱和、系统特殊运行方式）不平衡电流引起误动。*保护装置元件故障：差动继电器本身元件（如运算放大器、比较器）出现故障，导致在正常或轻微故障时错误判断为差动故障。*CT二次回路故障：某个CT二次侧开路或短路，导致电流相位或大小异常，引入了差值电流。*人为误操作：可能误投入了试验压板或与其他保护配合的压板。*后续排查处理步骤：*检查并核对定值：首先核对差动保护定值表，确认定值设置与计算值一致，核对CT变比、极性等。*检查压板：确认差动保护压板确实在投入状态，检查压板有无松动或接触不良。*检查CT二次回路：检查差动回路中所有CT二次接线端子，确认有无松动、发热、氧化或断线、短路现象。*检查保护装置：检查保护装置面板指示、有无告警信息、打印报告，观察继电器动作情况。必要时可进行传动试验（需谨慎操作，遵守安全规程）。*利用系统方式变化排查：如果可能，可尝试改变系统运行方式（如切换运行线路），观察差动保护状态是否变化，以判断是否与系统方式有关。*查阅历史记录：查看保护装置的历史事件记录或故障录波报告，分析故障时电流、电压波形，判断故障类型和原因。*必要时更换CT试验：如果怀疑是CT问题，可在安全条件下更换疑似故障CT的二次侧试验。*联系厂家或专家：如果以上步骤无法确定原因，可联系保护装置厂家技术支持或请专家协助处理。*处理完成后，进