2025 年大学电气工程及其自动化（电力系统保护）试题及答案

2025年大学电气工程及其自动化（电力系统保护）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.电力系统发生短路时，通常伴有电流（）。A.大幅度上升B.大幅度下降C.不变D.轻微变化2.电流速断保护的动作电流是按（）来整定的。A.躲过被保护线路末端短路时的最大短路电流B.躲过被保护线路首端短路时的最大短路电流C.躲过被保护线路末端短路时的最小短路电流D.躲过被保护线路首端短路时的最小短路电流3.限时电流速断保护的动作时间比下一级线路电流速断保护的动作时间（）。A.长B.短C.相等D.不确定4.零序电流保护的启动电流是按（）来整定的。A.躲过被保护线路末端接地短路时可能出现的最大不平衡电流B.躲过被保护线路首端接地短路时可能出现的最大不平衡电流C.躲过被保护线路末端接地短路时可能出现的最小不平衡电流D.躲过被保护线路首端接地短路时可能出现的最小不平衡电流5.距离保护的Ⅰ段保护范围是（）。A.本线路全长B.本线路全长的80%-85%C.本线路全长的20%-50%D.本线路全长的50%-70%6.电力系统中，当采用两相不完全星形接线方式时，用于反应相间短路的保护装置，其电流互感器应安装在（）。A.A、B相上B.B、C相上C.A、C相上D.A、B、C相上7.变压器的瓦斯保护，轻瓦斯动作于（）。A.跳闸B.信号C.不动作D.自动合闸8.发电机的纵差动保护主要用于保护（）。A.定子绕组相间短路B.定子绕组匝间短路C.定子绕组单相接地短路D.转子绕组接地短路9.电力系统发生振荡时，（）可能会误动作。A.电流速断保护B.零序电流保护C.距离保护D.过电流保护10.微机保护装置硬件系统通常包括（）。A.数据采集系统、微型机主系统、开关量输入/输出系统B.数据采集系统、微型机主系统、模拟量输入/输出系统C.数据采集系统、微型机主系统、数字量输入/输出系统D.数据采集系统、微型机主系统、脉冲量输入/输出系统二、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）1.电力系统短路可能产生的后果有（）。A.短路电流的热效应和电动力可能使设备遭到破坏B.影响用户的正常工作C.破坏电力系统的稳定运行D.造成停电事故2.电流保护的接线方式有（）。A.三相完全星形接线B.两相不完全星形接线C.两相电流差接线D.三相不完全星形接线3.影响距离保护正确动作的因素有（）。A.短路点过渡电阻B.电力系统振荡C.电压回路断线D.电流互感器二次回路断线4.变压器的故障类型有（）。A.油箱内故障B.油箱外故障C.绕组故障D.铁芯故障5.发电机的不正常运行状态有（）。A.外部短路引起的定子绕组过电流B.负荷超过额定容量引起的三相对称过负荷C.突然甩负荷引起的定子绕组过电压D.励磁回路故障引起的励磁电流异常增大三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的对错，对的打“√”，错的打“×”）1.电力系统发生短路时，短路电流的大小与短路点距电源的远近有关，距电源越近，短路电流越小。（）2.电流速断保护能保护线路全长。（）3.限时电流速断保护的动作电流应大于下一级线路电流速断保护的动作电流。（）4.零序电流保护能反应各种不对称短路故障，但不反应三相对称短路故障。（）5.距离保护的动作时间与短路点到保护安装处的距离成正比。（）6.电力系统中，采用三相完全星形接线方式时，能反应各种相间短路和单相接地短路。（）7.变压器的瓦斯保护是变压器的主保护之一。（）8.发电机的纵差动保护能反应定子绕组的相间短路和匝间短路。（）9.电力系统振荡时，系统中各点电流和电压的幅值均作周期性变化，但变化速度较快。（）10.微机保护装置具有可靠性高、灵活性强、易于获得附加功能等优点。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述电力系统短路的原因及危害2.说明电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护的工作原理及配合关系3.分析距离保护的特点及影响其正确动作的因素五、综合分析题（总共1题，20分）某电力系统如图所示，已知各元件参数如下：线路L1：长度100km，正序阻抗Z1=0.4Ω/km，负序阻抗与正序阻抗相等，零序阻抗Z01=3Z1；线路L2：长度80km，正序阻抗Z2=0.5Ω/km，负序阻抗与正序阻抗相等，零序阻抗Z02=3Z2；变压器T：变比110/11kV，容量100MVA，短路电压百分数Uk%=10，正序阻抗Zt1=Zt2=0.1Ω，零序阻抗Z0t=0.3Ω；电源S：短路容量为无穷大。假设在线路L2上发生BC两相短路接地故障，试计算保护1的动作电流、动作时间，并分析保护2的动作情况（已知Krel=1.2，Kss=1.1，Kre=0.85，I0.max=100A，t1=0.5s，线路L1的限时电流速断保护动作时间t2=1.0s）。要求写出详细的计算过程。答案：一、选择题1.A2.A3.A4.A5.B6.C7.B8.A9.C10.A二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABCD5.ABCD三、判断题1.×2.×3.√4.×5.√6.√7.√8.√9.×10.√四、简答题1.短路原因：电气设备绝缘损坏、运行人员误操作、鸟兽跨接在裸露的载流部分等。危害：短路电流的热效应和电动力可能损坏设备；破坏电力系统稳定运行；影响用户正常工作；造成停电事故。2.电流速断保护：按躲过被保护线路末端短路时最大短路电流整定，动作迅速但不能保护全长。限时电流速断保护：动作电流大于下一级线路电流速断保护动作电流，动作时间比下一级线路电流速断保护长，能切除本线路全长范围内故障。过电流保护：按躲过最大负荷电流整定，动作时间较长，作为相邻线路保护的后备保护。配合关系：电流速断保护不能保护全长，限时电流速断保护作为其近后备，过电流保护作为相邻线路保护的远后备。限时电流速断保护与下一级线路电流速断保护配合，过电流保护与相邻线路限时电流速断保护配合。3.特点：能反应故障点到保护安装处的距离，动作时间与短路距离成正比。影响因素：短路点过渡电阻使测量阻抗增大，可能导致保护拒动；电力系统振荡时，测量阻抗会周期性变化，可能引起保护误动；电压回路断线会使距离保护失去电压信号，可能误动作；电流互感器二次回路断线会使保护无法正确测量电流，可能误动作。五、综合分析题1.计算短路电流：-先计算线路L2的正序阻抗Z2=0.5×80=40Ω，负序阻抗Z2ʹ=40Ω，零序阻抗Z02=3×40=120Ω。-变压器T的正序阻抗Zt1=Zt2=0.1Ω，零序阻抗Z0t=0.3Ω。-计算短路点的综合正序阻抗ZΣ1=Z2+Zt2=40+0.1=40.1Ω。-短路电流Iʺk=Eʹ/ZΣ1=115/40.1≈2.87kA（Eʹ取1.15×115kV）。2.计算保护1的动作电流：-Iop1=Krel×Kss×Iʺk=1.2×1.1×2.87×1000≈3798A。3.计算保护1的动作时间：-已知线路L1的限时电流速断保护动作时