7月全国自考电力系统继电保护试题及答案

7月全国自考电力系统继电保护试题及答案一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）1.电力系统发生短路时，短路电流的大小与（）有关。A.短路点距电源的远近B.负荷的大小C.系统的频率D.系统的运行方式答案：A。短路点距电源越近，短路回路的阻抗越小，短路电流越大。负荷大小对短路电流影响较小，系统频率与短路电流大小无直接关系，系统运行方式虽有影响，但短路点距电源远近是更直接影响短路电流大小的因素。2.限时电流速断保护的保护范围（）。A.本线路全长B.本线路及下一段线路一部分C.本线路一部分D.下一段线路全长答案：B。限时电流速断保护的动作电流要与相邻线路的电流速断保护相配合，其保护范围为本线路及下一段线路一部分，以保证在本线路末端发生短路时能快速动作切除故障。3.三段式电流保护中，（）的灵敏度最高。A.电流速断保护B.限时电流速断保护C.定时限过电流保护D.一样高答案：C。定时限过电流保护的动作电流按躲过最大负荷电流来整定，其整定值相对较小，所以在相同故障情况下，它的灵敏度比电流速断保护和限时电流速断保护都高。4.方向电流保护是在电流保护的基础上加装了（）。A.时间元件B.方向元件C.电压元件D.阻抗元件答案：B。方向电流保护是为了满足在双侧电源或环形网络中，能正确判断故障方向，在电流保护的基础上加装了方向元件。5.零序电流保护的优点不包括（）。A.灵敏度高B.动作迅速C.受系统运行方式影响小D.能保护线路全长答案：D。零序电流保护灵敏度高，受系统运行方式影响小，动作迅速，但它不能保护线路全长，因为当故障点靠近线路末端时，零序电流可能较小，无法满足动作条件。6.距离保护的第Ⅰ段保护范围通常为被保护线路全长的（）。A.50%60%B.80%85%C.90%95%D.100%答案：B。距离保护的第Ⅰ段按躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定，其保护范围通常为被保护线路全长的80%85%，以保证在本线路内部故障时能快速、可靠地动作。7.阻抗继电器的精确工作电流（）。A.越大越好B.越小越好C.为一定值D.与灵敏度无关答案：B。精确工作电流越小，说明阻抗继电器在较小的电流下就能准确动作，其灵敏度越高，所以阻抗继电器的精确工作电流越小越好。8.变压器的过电流保护，其动作电流按躲过（）来整定。A.变压器的额定电流B.变压器的最大负荷电流C.变压器的短路电流D.变压器的空载电流答案：B。变压器的过电流保护动作电流按躲过变压器的最大负荷电流来整定，以保证在正常最大负荷情况下保护装置不会误动作。9.变压器的纵差动保护不能反应（）。A.变压器绕组的相间短路B.变压器绕组的匝间短路C.变压器套管的相间短路D.变压器的过负荷答案：D。变压器的纵差动保护主要用于反应变压器绕组、引出线及套管上的各种短路故障，如相间短路、匝间短路等，但不能反应变压器的过负荷情况。10.母线的完全电流差动保护，要求所有连接于母线的元件上都装设（）。A.电流互感器B.电压互感器C.功率表D.电度表答案：A。母线的完全电流差动保护是根据流入母线的电流之和等于流出母线的电流之和的原理工作的，要求所有连接于母线的元件上都装设电流互感器，以便采集各元件的电流信息。11.自动重合闸装置的动作次数一般为（）。A.一次B.二次C.三次D.多次答案：A。自动重合闸装置一般采用一次重合闸方式，因为大多数短路故障是瞬时性的，一次重合闸成功后可恢复供电，若多次重合可能会使故障扩大。12.输电线路采用单相重合闸的主要目的是（）。A.提高供电可靠性B.提高系统的暂态稳定性C.减少停电时间D.简化保护装置答案：B。输电线路采用单相重合闸，当发生单相接地故障时，只跳开故障相，然后进行重合，这样可以保持系统的三相运行，提高系统的暂态稳定性。13.电力系统振荡时，阻抗继电器的测量阻抗（）。A.增大B.减小C.周期性变化D.不变答案：C。电力系统振荡时，系统中各点的电压、电流和功率都随时间作周期性变化，阻抗继电器的测量阻抗也会周期性变化。14.继电保护装置的基本要求不包括（）。A.选择性B.快速性C.灵敏性D.经济性答案：D。继电保护装置的基本要求是选择性、快速性、灵敏性和可靠性，经济性不是继电保护装置的基本要求，但在设计和选择保护装置时也需要考虑。15.以下哪种保护不属于后备保护（）。A.过电流保护B.距离保护的第Ⅱ段C.变压器的纵差动保护D.零序过电流保护答案：C。后备保护是在主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。过电流保护、距离保护的第Ⅱ段、零序过电流保护等都可作为后备保护，而变压器的纵差动保护是变压器的主保护。二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）1.电力系统继电保护的基本任务包括（）。A.当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除B.当电力系统出现异常运行状态时，发出信号或自动采取措施恢复正常运行C.测量电力系统的电压、电流等参数D.监测电力系统的运行状态E.提高电力系统的功率因数答案：AB。电力系统继电保护的基本任务一是在系统发生故障时，自动、迅速、有选择性地切除故障元件；二是在系统出现异常运行状态时，发出信号或自动采取措施恢复正常运行。测量参数、监测状态不是继电保护的基本任务，提高功率因数与继电保护无关。2.影响电流速断保护范围的因素有（）。A.系统运行方式B.故障类型C.短路点位置D.保护装置的动作时间E.负荷大小答案：ABC。系统运行方式不同，短路电流大小不同，会影响电流速断保护范围；不同的故障类型，短路电流也有差异，从而影响保护范围；短路点位置直接决定了短路电流大小，对保护范围有影响。保护装置的动作时间与保护范围无关，负荷大小对电流速断保护范围影响较小。3.变压器的励磁涌流具有以下特点（）。A.含有大量的高次谐波，其中二次谐波含量最多B.励磁涌流的波形有间断角C.励磁涌流的大小与合闸角有关D.励磁涌流的衰减时间较短E.励磁涌流的大小与变压器的容量无关答案：ABC。变压器的励磁涌流含有大量高次谐波，二次谐波含量最多；其波形有间断角；励磁涌流的大小与合闸角有关，合闸角不同，励磁涌流大小不同。励磁涌流的衰减时间较长，且与变压器的容量有关，容量越大，衰减越慢。4.母线保护的类型主要有（）。A.母线的完全电流差动保护B.母线的不完全电流差动保护C.母线的电流比相式差动保护D.母线的零序电流保护E.母线的距离保护答案：ABC。母线保护的类型主要有母线的完全电流差动保护、不完全电流差动保护和电流比相式差动保护。母线一般不采用零序电流保护和距离保护，因为母线故障时，零序电流和测量阻抗的特征不明显，不适合作为母线保护的判据。5.自动重合闸装置的作用包括（）。A.提高供电可靠性B.提高系统的暂态稳定性C.纠正断路器的误跳闸D.简化保护装置E.减少停电时间答案：ABCE。自动重合闸装置可以在故障瞬时性时恢复供电，提高供电可靠性和减少停电时间；对于一些因误操作等原因导致的断路器误跳闸，重合闸可以纠正；在输电线路采用重合闸还能提高系统的暂态稳定性。自动重合闸装置并不能简化保护装置。三、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）1.电力系统发生短路时，短路电流的大小只与电源的电动势有关。（×）短路电流的大小不仅与电源电动势有关，还与短路回路的阻抗、系统运行方式等因素有关。2.限时电流速断保护的动作时间与短路电流大小无关。（√）限时电流速断保护的动作时间是预先整定好的固定值，与短路电流大小无关。3.方向电流保护的方向元件采用功率方向继电器时，其动作的判据是功率方向为正。（√）功率方向继电器根据功率方向来判断故障方向，当功率方向为正时，表示故障发生在正方向，保护装置动作。4.零序电流保护只能保护中性点直接接地系统中的接地故障。（√）零序电流只有在中性点直接接地系统中发生接地故障时才会出现，所以零序电流保护只能用于保护中性点直接接地系统中的接地故障。5.距离保护的测量阻抗与故障点到保护安装处的距离成正比。（√）在均匀输电线路中，距离保护的测量阻抗与故障点到保护安装处的距离成正比，这是距离保护的基本原理。6.变压器的过负荷保护一般采用定时限过电流保护。（√）变压器的过负荷保护通常采用定时限过电流保护，动作电流按躲过变压器的最大负荷电流整定，动作时间较长，以避免在正常最大负荷时误动作。7.变压器的纵差动保护需要考虑励磁涌流的影响。（√）由于变压器励磁涌流可能会使纵差动保护误动作，所以变压器的纵差动保护需要采取措施来防止励磁涌流引起的误动，如采用二次谐波制动等方法。8.母线的完全电流差动保护要求各电流互感器的变比必须相同。（×）母线的完全电流差动保护并不要求各电流互感器的变比必须相同，可通过适当的补偿措施来解决变比不一致的问题。9.自动重合闸装置与继电保护装置之间可以相互配合。（√）自动重合闸装置可以与继电保护装置相互配合，例如在保护装置动作跳闸后，重合闸装置可以根据情况进行重合，以提高供电可靠性。10.输电线路采用三相一次重合闸时，无论发生何种故障，都跳开三相并重合三相。（√）三相一次重合闸的工作方式就是在发生任何故障时，都跳开三相断路器，然后进行一次三相重合。四、简答题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）1.简述三段式电流保护的组成及各段的作用。三段式电流保护由电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护组成。电流速断保护：其动作电流按躲过本线路末端最大短路电流来整定，动作迅速，没有延时，主要用于快速切除本线路首端的短路故障，其保护范围为本线路的一部分。限时电流速断保护：动作电流与相邻线路的电流速断保护相配合，动作时间有一定的延时，一般为0.30.6s，保护范围为本线路及下一段线路的一部分，用于补充电流速断保护不能保护线路全长的不足。定时限过电流保护：动作电流按躲过最大负荷电流来整定，动作时间较长且为固定值，作为本线路主保护和相邻线路保护的后备保护，能保护本线路和相邻线路的全长。2.说明距离保护的基本原理及构成。距离保护的基本原理是利用短路时测量阻抗的变化来判断故障的位置。当系统发生短路时，测量阻抗会减小，且与故障点到保护安装处的距离成正比。保护装置通过测量短路时的电压和电流，计算出测量阻抗，然后与预先整定的动作阻抗进行比较，当测量阻抗小于动作阻抗时，保护装置动作。距离保护一般由以下几部分构成：测量部分：用于测量短路时的电压和电流，并计算出测量阻抗。启动部分：当系统发生故障时，启动部分动作，启动整套距离保护装置。振荡闭锁部分：防止系统振荡时距离保护误动作。电压回路断线闭锁部分：当电压回路断线时，闭锁距离保护，防止保护误动。逻辑部分：根据测量部分和其他部分的输出信号，进行逻辑判断，决定保护装置是否动作以及出口跳闸。3.分析变压器纵差动保护中产生不平衡电流的原因及减小不平衡电流的措施。产生不平衡电流的原因主要有：变压器两侧电流互感器的变比不完全匹配，导致两侧二次电流不相等，产生不平衡电流。变压器的励磁涌流，在变压器空载合闸或外部故障切除电压恢复时，会产生很大的励磁涌流，流入差动回路形成不平衡电流。变压器两侧绕组接线方式不同，如Yd11接线，会使两侧电流的相位不同，从而产生不平衡电流。变压器带负荷调节分接头时，会改变变压器的变比，导致两侧电流不匹配，产生不平衡电流。减小不平衡电流的措施有：采用具有速饱和铁心的差动继电器，利用速饱和铁心对非周期分量的抑制作用，减小励磁涌流产生的不平衡电流的影响。采用相位补偿的方法，对于Yd11接线的变压器，将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，三角形侧的电流互感器接成星形，以补偿两侧电流的相位差。采用带制动特性的差动继电器，利用外部故障时的穿越电流作为制动电流，当不平衡电流增大时，制动作用增强，防止保护误动作。采用数字式差动保护，通过软件算法对不平衡电流进行补偿和校正。五、计算题（本大题共1小题，15分）已知某110kV输电线路，最大运行方式下，线路末端三相短路电流为2000A，最小运行方式下，线路末端三相短路电流为1500A，线路最大负荷电流为800A，保护的可靠系数$K_{rel}=1.2$，自起动系数$K_{ss}=1.5$，返回系数$K_{re}=0.85$。试计算该线路三段式电流保护中电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护的动作电流。1.电流速断保护动作电流$I_{op1}$电流速断保护动作电流按躲过本线路末端最大短路电流来整定，即：$I_{op1}=K_{rel}I_{k.max}$其中$K_{rel}=1.2$，$I_{k.max}=2000A$$I_{op1}=1.2\times2000=2400A$2.限时电流速断保护动作电流$I_{