2025 年大学电气工程（电力系统继电保护）试题及答案

2025年大学电气工程（电力系统继电保护）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.电力系统继电保护的基本要求不包括以下哪一项（）A.可靠性B.选择性C.安全性D.速动性2.以下哪种继电器属于过量继电器（）A.电流继电器B.电压继电器C.时间继电器D.信号继电器3.三段式电流保护中，动作时间最长的是（）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.无法确定4.电力系统发生短路时，短路电流的大小与（）有关。A.电源电压B.短路点位置C.系统的等值阻抗D.以上都是5.方向电流保护的动作电流是按（）来整定的。A.躲过本线路末端短路时可能出现的最大负荷电流B.躲过相邻线路末端短路时可能出现的最大负荷电流C.躲过本线路首端短路时可能出现的最大负荷电流D.躲过相邻线路首端短路时可能出现的最大负荷电流6.零序电流保护的动作电流是按（）来整定的。A.躲过本线路末端接地短路时可能出现的最大不平衡电流B.躲过相邻线路末端接地短路时可能出现的最大不平衡电流C.躲过本线路首端接地短路时可能出现的最大不平衡电流D.躲过相邻线路首端接地短路时可能出现的最大不平衡电流7.电力变压器的瓦斯保护属于（）保护。A.主保护B.后备保护C.辅助保护D.异常运行保护8.变压器差动保护的不平衡电流产生的原因不包括以下哪一项（）A.两侧电流互感器的变比不同B.变压器的励磁涌流C.两侧电流互感器的型号不同D.变压器的接线方式9.线路纵联保护的信号不包括以下哪一种（）A.闭锁信号B.允许信号C.跳闸信号D.预告信号10.微机保护硬件系统通常包括以下哪几个部分（）A.数据采集系统B.微型机主系统C.开关量输入/输出系统D.以上都是二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填入括号内，少选、多选、错选均不得分）1.电力系统继电保护的作用有（）A.自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行B.反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸C.提高电力系统的稳定性D.改善电力系统的运行方式2.以下哪些属于电力系统故障（）A.短路B.断线C.过负荷D.振荡3.三段式电流保护中，限时电流速断保护的特点有（）A.动作电流大于被保护线路末端短路时可能出现的最大短路电流B.动作电流小于相邻线路电流速断保护的动作电流C.动作时间比电流速断保护长D.能保护本线路全长4.变压器的主保护有（）A.瓦斯保护B.纵差动保护C.过电流保护D.零序保护5.线路纵联保护的通道类型有（）A.导引线通道B.电力线载波通道C.微波通道D.光纤通道三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）1.电力系统继电保护的可靠性是指保护装置在规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作；而在任何其他不属于它动作的情况下，它都不应误动作。（）2.过量继电器的动作电流是指能使继电器动作的最小电流。（）3.电流速断保护能保护本线路全长。（）4.定时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小无关。（）5.方向电流保护是在电流保护的基础上，加装一个方向元件，以保证动作的选择性。（）6.零序电流保护不受系统振荡的影响。（）7.变压器的瓦斯保护能反应变压器油箱内的各种故障。（）8.变压器差动保护的不平衡电流是由于两侧电流互感器的变比不同引起的。（）9.线路纵联保护是通过通信通道将两侧的保护装置联系起来，使两侧的保护装置能够同时快速动作的一种保护。（）10.微机保护具有可靠性高、灵活性大、动作速度快、能实现复杂保护功能等优点。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述电力系统继电保护的基本要求及其含义2.说明三段式电流保护的构成及各段的作用和整定原则3.分析变压器差动保护中不平衡电流产生的原因及减小不平衡电流的措施五、综合分析题（总共2题，每题15分，请结合所学知识，对下列问题进行综合分析和解答）1.某电力系统如图所示，已知线路L1、L2的参数，电源E1、E2的参数。当K点发生短路时，试分析三段式电流保护的动作情况，并计算各段保护的动作电流和动作时间（假设各段保护的可靠系数、返回系数等参数已知）2.某变压器采用差动保护，已知变压器的接线方式、两侧电流互感器的变比、变压器的容量等参数。当变压器内部发生故障时，试分析差动保护的动作原理，并说明如何提高差动保护的可靠性答案：一、选择题答案1.C2.A3.C4.D5.B6.A7.A8.D9.D10.D二、多项选择题答案1.AB2.AB3.ACD4.AB5.ABCD三、判断题答案1.√2.×3.×4.√5.√6.√7.√8.×9.√10.√四、简答题答案1.电力系统继电保护的基本要求包括可靠性、选择性、速动性和灵敏性。可靠性是指保护装置在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力；选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小；速动性是指保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大短路电流、低电压下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性；灵敏性是指保护装置对其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。2.三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。电流速断保护动作电流按躲过被保护线路末端短路时可能出现的最大短路电流整定，能快速切除近处故障，但不能保护线路全长；限时电流速断保护动作电流小于相邻线路电流速断保护的动作电流，动作时间比电流速断保护长，能切除本线路全长范围内的故障，作为电流速断保护的近后备保护；定时限过电流保护动作电流按躲过本线路最大负荷电流整定，动作时间与短路电流大小无关，作为相邻线路保护的远后备保护。3.变压器差动保护中不平衡电流产生的原因主要有：两侧电流互感器的变比不同；变压器的励磁涌流；两侧电流互感器的型号不同；变压器的接线方式；短路电流中的非周期分量使电流互感器的励磁电流增大等。减小不平衡电流的措施有：采用具有速饱和铁芯的差动继电器；采用二次谐波制动原理的差动保护；利用波形对称原理的差动保护；提高电流互感器的精度等级，减小其变比误差；对变压器进行合理的分接头调整等。五、综合分析题答案1.（1）动作情况分析：-电流速断保护：K点短路时，L1线路首端短路电流大于L1电流速断保护的动作电流，L1电流速断保护动作，切除靠近电源端的一段线路，以快速切除近处故障。-限时电流速断保护：L1电流速断保护动作后，L2限时电流速断保护作为L1电流速断保护的近后备保护，若K点短路电流大于L2限时电流速断保护的动作电流，L2限时电流速断保护动作，切除L2线路全长范围内的故障。-定时限过电流保护：作为相邻线路保护的远后备保护，当K点短路电流大于L1、L2定时限过电流保护的动作电流时，L1、L2定时限过电流保护均可能动作，动作时间按阶梯原则整定，L1定时限过电流保护动作时间大于L2定时限过电流保护动作时间。（2）动作电流和动作时间计算：-电流速断保护动作电流：$I_{op1}=K_{rel}I_{k.max}$，其中$K_{rel}$为可靠系数，$I_{k.max}$为被保护线路末端短路时可能出现的最大短路电流。-限时电流速断保护动作电流：$I_{op2}=K_{rel}I_{k.B}$，其中$I_{k.B}$为相邻线路电流速断保护的动作电流。-定时限过电流保护动作电流：$I_{op3}=K_{rel}\frac{K_{zq}}{K_{f}}I_{L.max}$，其中$K_{rel}$为可靠系数，$K_{zq}$为自启动系数，$K_{f}$为返回系数，$I_{L.max}$为本线路最大负荷电流。-动作时间计算：电流速断保护动作时间$t_1$为固有动作时间；限时电流速断保护动作时间$t_2=t_1+\Deltat$，其中$\Deltat$为时限级差；定时限过电流保护动作时间$t_3=t_2+\Deltat$。2.（1）动作原理：变压器差动保护是利用比较变压器两侧电流的大小和相位来判断变压器是否发生故障。当变压器正常运行或外部故障时，两侧电流大小相等、相位相反，差动继电器不动作；当变压器内部故障时，两侧电流大小和相位发生变化，差动继电器动作，跳开变压器两侧断路器。（2）提高可靠性的措施：-采用比率制动特性：当外部短路电流增大时，制动电流增大，差动保护的动作