2025年高压电工考试题库：高压继电保护原理与设备检修试题解析

2025年高压电工考试题库：高压继电保护原理与设备检修试题解析考试时间：______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.在电力系统中，继电保护装置的主要任务是（）。A.发出故障报警信号B.切除故障线路，缩小故障影响范围C.监控设备运行状态D.改善电网运行质量2.电流保护在保护范围内发生故障时，其动作电流应小于（）。A.系统正常运行时的最大负荷电流B.故障发生瞬间的短路电流C.保护安装处变压器的额定电流D.系统的额定电压3.限时电流保护的动作时限通常（）。A.比相邻下一级保护的动作时限长B.与相邻下一级保护的动作时限相同C.比相邻下一级保护的动作时限短D.与故障类型无关4.零序电流保护主要用于（）。A.保护相间短路B.保护单相接地故障C.保护三相短路D.保护线路过载5.反时限电流继电器动作特性的基本特点是（）。A.电流越大，动作时间越长B.电流越大，动作时间越短C.动作时间固定不变D.与电流大小无关6.在继电保护装置中，用于比较被测量与给定值，并发出动作信号的元件是（）。A.时间继电器B.信号继电器C.比较元件（如运算放大器或逻辑门）D.动合触点7.构成微机保护装置硬件核心的是（）。A.传感器和执行器B.中央处理器（CPU）和存储器C.操作电源和二次回路D.继电器和保护屏8.继电保护装置的“四性”是指（）。A.可靠性、选择性、灵敏性、速动性B.可靠性、选择性、准确性、经济性C.稳定性、灵敏性、速动性、经济性D.可靠性、准确性、速动性、灵活性9.在进行继电保护装置的校验工作时，必须先（）。A.断开被校验回路的电源B.在被校验回路中通入工作电流C.确认工作票已批准D.检查校验仪器是否完好10.继电保护装置的整定计算中，确保故障时保护可靠动作的能力称为（）。A.选择性B.灵敏度C.速动性D.可靠性11.电压保护通常作为（）的保护。A.发电机B.变压器C.线路末端D.电力系统12.差动保护利用（）的原理来反映保护范围内是否发生故障。A.电流和电压的相位关系B.电流的幅值大小C.电流的相位差D.电压的大小13.继电器线圈两端并联一个（）电容，可以用于防止直流分量干扰。A.小容值B.中等容值C.大容值D.任何容值14.继电保护装置的直流电源一般采用（）。A.交流电源B.单相整流电源C.三相整流电源D.双电源冗余配置15.测量仪表的准确度等级通常用数字（）表示。A.0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5B.1,2,3,4,5C.A,B,C,D,ED.高、中、低二、判断题（请将“正确”或“错误”填入括号内）1.继电保护装置应具有选择性，即故障时只切除故障部分，不影响系统其他部分。（）2.继电保护装置的速动性是指保护装置在故障发生后尽快动作，切除故障。（）3.继电保护装置的灵敏度是指保护装置对故障的检测能力，通常用灵敏系数表示。（）4.电流保护的动作时限一般比距离保护的动作时限长。（）5.在中性点不接地的电力系统中，发生单相接地故障时，非故障相的电压会升高。（）6.继电保护装置的调试工作包括校验继电器动作参数和检查二次回路接线。（）7.更换继电保护装置的继电器时，必须使用型号、规格完全相同的继电器。（）8.继电保护装置的维护工作主要包括定期巡视、清洁和检查元件状态。（）9.工作票是进行电气工作的一种许可凭证，必须按规定办理。（）10.继电保护装置的动作出口回路中，必须装有防止多次跳闸的闭锁装置。（）11.微机保护装置比传统电磁型保护装置具有更高的可靠性和更强的功能。（）12.继电保护装置的定值整定通常只考虑正常运行方式下的情况。（）13.继电器的返回系数是指继电器返回电流与动作电流的比值。（）14.继电保护装置的屏柜内，不同电压等级的端子排应分开布置。（）15.继电保护装置的检验项目包括外观检查、绝缘电阻测试和动作特性测试。（）三、简答题1.简述电流保护的基本原理及其主要组成部分。2.什么是继电保护装置的选择性？为什么要求保护具有选择性？3.简述微机保护装置与电磁型保护装置相比的主要优点。4.进行继电保护装置现场检验时，应注意哪些安全事项？5.什么是继电器的返回系数？为什么要求返回系数大于0.85？四、计算题1.有一线路保护，其安装处最大负荷电流为120A，系统发生相间短路时，故障电流为1500A。若要求保护灵敏系数不小于1.5，计算此电流保护的动作电流应整定为多少安培？（假设保护本身有0.1的可靠系数）2.某线路采用限时电流保护，相邻下一级线路的保护动作时限为0.8秒，本线路要求有0.5秒的动作时限裕度，计算本线路限时电流保护的动作时限应整定为多少秒？五、案例分析题某变电站10kV线路采用GL型电流继电器构成的限时电流保护。运行中发现，在系统发生较小故障时，保护动作跳闸；但在正常操作（如开关合闸操作）时，也有继电器误动。请分析可能的原因，并提出相应的处理措施。试卷答案一、选择题1.B*解析思路：继电保护的核心任务是切除故障，隔离故障点，保障电力系统安全稳定运行。2.A*解析思路：根据选择性原则，保护装置的动作电流必须大于正常运行时的最大负荷电流，以避免在负荷电流高峰时误动。3.A*解析思路：为了确保选择性，下一级保护先动作，本级保护应后动作，因此限时电流保护的动作时限通常比相邻下一级长。4.B*解析思路：零序电流保护是利用故障回路中出现的零序电流（单相接地故障时流经大地的电流）来工作的，用于反映单相接地故障。5.A*解析思路：反时限电流继电器的特性是电流越大，动作时间越短，起到越靠近电源故障越快切除的作用。6.C*解析思路：比较元件是保护装置的核心逻辑部分，负责比较输入的电气量（如电流、电压）与预设的定值，根据比较结果决定是否发出动作信号。7.B*解析思路：微机保护的核心是计算机硬件系统，包括CPU负责运算处理，存储器用于存放程序和数据。8.A*解析思路：可靠性、选择性、灵敏性和速动性是衡量继电保护性能的四个基本技术要求。9.A*解析思路：进行校验工作时，首先必须确保被校验的回路处于断电状态，以保证人身和设备安全。10.B*解析思路：灵敏度是指保护装置对被保护区域内故障的识别能力，即能可靠动作的最小故障量（通常用故障参数表示）与整定值的比值，要求该比值足够大。11.C*解析思路：电压保护通常设置在线路末端，当线路末端电压严重下降时发出信号或跳闸，以保护线路或设备。12.C*解析思路：差动保护比较被保护元件两端（或不同线路）的电流相位差或幅值差，当出现显著差异时判断为区内故障。13.A*解析思路：小容值电容对直流信号相当于开路，对交流信号呈现容抗，可以起到滤除直流分量或限制交流干扰的作用，常用于防止直流分量引起的误动或干扰。14.D*解析思路：继电保护装置需要稳定可靠的直流电源供电，通常采用带有后备电源的双电源冗余配置方式。15.A*解析思路：测量仪表的准确度等级国家标准中规定了多个等级，如0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等，数字越小表示准确度越高。二、判断题1.正确*解析思路：选择性是继电保护的重要原则，要求故障发生时，离故障点最近的保护首先动作，切除故障，非故障线路和设备不受影响。2.正确*解析思路：速动性要求保护装置在故障发生后尽快动作，切除故障，以减少故障造成的损失和对电网稳定性的影响。3.正确*解析思路：灵敏度反映保护对故障的敏感程度，灵敏系数是实际故障参数与动作参数的比值，要求灵敏系数足够大，确保在最小故障情况下也能可靠动作。4.正确*解析思路：电流保护通常作为主保护或后备保护，动作速度相对较快；距离保护需要测量阻抗并根据整定距离判断故障位置，通常需要较长的测量和运算时间，因此动作时限一般比电流保护长。5.正确*解析思路：在中性点不接地的系统中，单相接地时，故障电流通过大地流回，非故障相电压因线路对地电容存在而升高，理论上达到线电压。6.正确*解析思路：继电保护装置的调试包括静态调试（校验继电器参数）和动态调试（模拟故障检查动作行为和回路），其中静态调试必然包含校验元件和检查接线。7.错误*解析思路：更换继电器时，应优先选用与原型号规格相同或经过技术验证兼容的继电器，确保其性能参数满足要求，但有时为方便维护或升级也可能选用不同型号但功能等效的继电器，关键在于性能匹配。8.正确*解析思路：继电保护装置的维护是确保其长期可靠运行的重要手段，包括清洁灰尘、紧固连接、检查元件状态、核对定值等。9.正确*解析思路：工作票是电气工作执行前必须办理的安全许可手续，规定了工作的内容、范围、安全措施和负责人，是保证工作安全的制度要求。10.正确*解析思路：为防止在故障处理过程中误操作导致多次跳闸或设备损坏，出口回路常设置闭锁装置（如防跳继电器、软件逻辑闭锁等）。11.正确*解析思路：微机保护利用计算机强大的运算能力和存储能力，可以实现更复杂的功能（如自诊断、事件记录、通信等），并且其算法和逻辑不易受环境温湿度等影响，可靠性更高。12.错误*解析思路：继电保护定值整定必须同时考虑系统正常运行方式（如最大负荷、最小运行方式）和故障运行方式（如各种可能的故障类型和故障点），确保在各种情况下都能正确动作。13.正确*解析思路：返回系数是继电器返回电流与动作电流的比值，表示继电器在去掉输入量后恢复到原始状态的能力，通常要求大于0.85，以保证继电器具有足够的返回特性。14.正确*解析思路：不同电压等级的设备及其对应的端子排工作电压不同，分开布置可以防止高电压对低电压部分造成危险或干扰，并便于维护和识别。15.正确*解析思路：继电保护装置的检验项目应全面，包括外观完整性、接线正确性、绝缘性能、以及核心功能——动作特性的测试。三、简答题1.电流保护的基本原理是利用故障电流的大小来判断是否发生故障。当电力系统发生相间短路或单相接地故障时，故障电流会显著增大，超过正常运行时的电流值。电流保护装置通过电流互感器（CT）测量线路中的电流，当测量到的电流值达到或超过预先整定的动作值时，保护装置内的继电器动作，并发出跳闸信号，操作机构动作，断路器跳闸，切除故障线路。电流保护的主要组成部分包括：电流互感器（CT）、测量元件（如电流继电器）、启动元件（通常与测量元件合一或为专门元件）、时间元件（用于实现限时动作）、逻辑回路（实现各种保护功能的组合与判断）、出口回路（将继电器动作信号转换为跳闸脉冲）以及操作电源等。2.继电保护装置的选择性是指当电力系统发生故障时，只有故障点所在的保护装置动作，切除故障，而系统中的其他非故障部分（线路、设备或变压器）的保护装置不应动作。为什么要求保护具有选择性？主要原因是：*提高供电可靠性：选择性动作能最快地切除故障，减少故障对用户供电的影响时间和范围。*减少停电范围：避免非故障线路或设备无谓地被切除，缩小停电影响区域。*保障设备安全：防止故障电流长时间通过非故障设备，造成设备过热损坏。*提高系统稳定性：避免因广泛停电或操作不当引发连锁故障，维持电网稳定运行。实现选择性的基础是利用故障电流的分布和继电保护的动作时限配合，确保下一级靠近故障点的保护先动作，上一级或远离故障点的保护后动作或不动作。3.微机保护装置与电磁型保护装置相比的主要优点包括：*性能更优越：计算速度快，精度高，能够实现复杂的保护原理（如精确距离保护、方向保护、综合保护等）。*可靠性高：采用微处理器和软件逻辑，不易受环境温湿度、电磁干扰等影响，无机械磨损，故障率低，且具有自检功能。*功能更丰富：可存储大量信息（定值、故障录波数据、事件顺序记录等），实现故障分析、系统监控、远方通信、自动测试等智能化功能。*易于维护：调试、整定、修改定值方便，可通过后台计算机进行，且故障自诊断功能有助于快速定位问题。*体积小、重量轻：集成度高，节省空间。*便于实现综合自动化：易于与监控系统、调度中心连接，实现电网的智能化管理和控制。4.进行继电保护装置现场检验时，应注意以下安全事项：*必须办理并执行工作票和操作票制度，确认工作许可。*检验前必须核对设备名称、编号，确认工作范围。*必须严格执行停电、验电、挂接地线（必要时）等安全措施，防止误碰带电设备。*使用仪器设备（如万用表、校验仪）前必须检查其完好性，并正确选用量程。*检验过程中，防止工具、导线掉入设备内部。*涉及运行中的设备或回路的测试，必须采取隔离措施，防止误动。*注意防止电弧灼伤和触电。*检验完毕后，必须恢复现场，确认安全措施拆除无误后方可办理工作终结。5.继电器的返回系数是指继电器在输入的使其动作的电流（或电压）去除后，其非动作电流（或电压）与动作电流（或电压）的比值，通常用Kr表示，Kr=I_return/IOperate。要求返回系数大于0.85（对于直流继电器）或0.9（对于交流继电器）的原因主要有：*保证选择性：继电器在故障切除后，故障电流消失或显著下降，需要能够可靠地返回到原始状态，不误动。如果返回系数过小，继电器可能因故障电流的衰减或操作过电压（如断路器分闸时的过电压）而误动，导致保护无选择性地跳闸。*提高可靠性：良好的返回特性意味着继电器具有足够的稳定性和抗干扰能力，能在各种可能的扰动下保持正确的动作和返回状态。*满足继电器配合要求：在某些保护配合中，可能需要考虑继电器的返回特性来确保动作的可靠性。四、计算题1.解：设整定动作电流为I_op。根据灵敏系数要求S_min=I_fault_min/I_op≥1.5，且考虑可靠系数K_rel（通常取0.1或0.15，此处假设为0.1），则有：I_op≤I_fault_min/(S_min*K_rel)I_op≤120A/(1.5*0.1)I_op≤120A/0.15I_op≤800A但更严格的整定需考虑CT实际变比和二次回路等因素。若假设题目意图是直接按给定故障电流和灵敏系数计算，则动作电流上限为800A。通常还需考虑CT饱和等因素，此处按题意计算结果为800A。需注意，实际整定会复杂得多。2.解：设本线路限时电流保护的动作时限为t_op。根据时限级差要求，t_op=t_next+Δt，其中t_next为相邻下一级保护的动作时限，Δt为时限裕度。t_op