2025年微机保护试题及答案

2025年微机保护试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.微机保护装置中，若采样频率设置为1200Hz，系统频率为50Hz，则每周波采样点数为（）。A.12B.24C.30D.482.下列哪种算法属于微机保护的全波算法？（）A.半周积分算法B.两点乘积算法C.全周傅里叶算法D.突变量算法3.变压器差动保护中，为避免励磁涌流导致误动，通常采用的闭锁条件是（）。A.二次谐波制动B.零序电流闭锁C.负序电压闭锁D.过电流加速4.线路距离保护中，Ⅱ段的整定范围通常为（）。A.本线路全长的80%-85%B.下一条线路全长的30%-40%C.本线路全长的100%+下一条线路的10%-15%D.本线路全长的50%-60%5.小电流接地系统中，发生单相接地故障时，非故障线路的零序电流方向为（）。A.由母线流向线路B.由线路流向母线C.无零序电流D.方向随机6.微机保护装置的开入量通常指（）。A.电流、电压模拟量输入B.断路器位置、隔离开关位置等状态信号C.保护出口跳闸信号D.装置内部温度、电源状态信号7.对于110kV线路，配置的纵联保护通道类型不包括（）。A.光纤通道B.载波通道C.微波通道D.卫星通信通道8.母线差动保护中，当母联断路器断开时，大差比率制动系数应（）小差比率制动系数。A.大于B.小于C.等于D.无关联9.微机保护装置的时钟同步通常采用（）对时方式。A.RS485B.IRIG-BC.CAN总线D.蓝牙10.变压器后备保护中，复合电压闭锁过电流保护的复合电压通常指（）。A.低电压+负序电压B.低电压+零序电压C.高电压+负序电压D.高电压+零序电压二、填空题（每题2分，共20分）1.微机保护的核心部件是（），其主要功能是完成数据采集、算法计算和逻辑判断。2.采样定理要求采样频率至少为被采信号最高频率的（）倍，以避免频谱混叠。3.线路纵联保护的主要作用是（），实现全线速动。4.变压器比率差动保护的制动电流通常取各侧电流的（）。5.小电流接地系统单相接地故障选线的常用方法包括（）、（）和群体比幅比相法。6.距离保护Ⅲ段的整定需考虑（）和（）的影响，通常作为本线路和相邻线路的后备保护。7.微机保护装置的出口继电器动作时间应不大于（）ms，以满足快速切除故障的要求。8.母线保护中，当母联断路器电流互感器（TA）极性接反时，会导致（）。9.发电机定子绕组单相接地保护的动作判据通常为（）和（）。10.数字化变电站中，微机保护通过（）接收合并单元的采样值，通过（）发送跳闸命令。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述微机保护中“突变量启动元件”的工作原理及作用。2.比较半周积分算法与全周傅里叶算法在微机保护中的优缺点。3.分析小电流接地系统中，为何单相接地故障时一般不立即跳闸，而是发出报警信号。4.说明变压器差动保护中“励磁涌流”的产生原因及常用闭锁方法。5.列举线路纵联保护通道异常时的处理原则及后备保护配合要求。四、计算题（每题8分，共16分）1.某110kV线路，正序阻抗为0.4Ω/km，线路长度为50km，系统最大运行方式下，线路末端三相短路电流为3kA，最小运行方式下末端三相短路电流为2kA。若采用三段式电流保护，试计算Ⅰ段保护的动作电流（可靠系数取1.3）。2.某220kV变压器，高压侧额定电压220kV，低压侧额定电压110kV，接线组别为YNd11。已知高压侧TA变比为2000/5，低压侧TA变比为4000/5。计算差动保护的平衡系数（取高压侧为基准侧）。五、案例分析题（14分）某35kV变电站10kV母线发生三相短路故障，10kV线路A的微机保护装置动作跳闸，但相邻线路B的保护装置未动作，导致越级跳闸至主变低压侧断路器。经检查，线路B的保护装置采样值正常，出口继电器无动作信号。试分析可能的故障原因，并提出排查步骤。--答案一、单项选择题1.B（50Hz系统每周波时间20ms，1200Hz采样频率下，20ms×1200Hz=24点）2.C（全周傅里叶算法需一个周波数据，属于全波算法）3.A（励磁涌流含大量二次谐波，故采用二次谐波制动）4.B（距离Ⅱ段通常保护本线路全长并延伸至下一条线路的30%-40%）5.B（非故障线路零序电流由线路流向母线，故障线路相反）6.B（开入量为状态信号，如断路器位置）7.D（卫星通信通道因延迟和成本问题，不用于纵联保护）8.A（母联断开时，大差需更严格的制动，故大于小差）9.B（IRIG-B是常用的高精度对时协议）10.A（复合电压由低电压和负序电压组成）二、填空题1.微处理器（或CPU）2.23.快速切除线路全长范围内的故障4.绝对值之和（或标量和）5.零序电流比幅法、零序功率方向法6.最大负荷电流、自启动电流7.208.区外故障时差动保护误动9.零序电压、零序电流（或基波零序电压、三次谐波电压）10.SV（采样值）报文、GOOSE（通用面向对象的变电站事件）报文三、简答题1.突变量启动元件通过检测电流、电压的突变量（ΔI、ΔU）是否超过整定值来启动保护。原理：利用故障前后电气量的突变特征，排除稳态量干扰；作用：快速识别故障，开放保护出口逻辑，避免正常运行时误动作。2.半周积分算法：优点是计算简单、速度快（仅需半周波数据），适用于快速动作的保护（如电流速断）；缺点是受非周期分量影响大，精度较低，无法准确提取基波分量。全周傅里叶算法：优点是能滤除高次谐波和非周期分量，精度高，适用于需要准确测量的保护（如距离保护）；缺点是计算量大，需一个周波数据，动作速度较慢。3.小电流接地系统单相接地时，故障电流小（仅为电容电流），三相线电压仍对称，不影响对用户的连续供电；若立即跳闸会导致停电，降低供电可靠性。因此，保护发出报警信号，由运行人员在2小时内排查故障，避免非故障相电压升高导致绝缘击穿。4.励磁涌流产生原因：变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复时，铁芯严重饱和，励磁电流急剧增大（可达额定电流的6-8倍）。常用闭锁方法：二次谐波制动（涌流中二次谐波含量＞15%时闭锁）、波形判别法（涌流波形存在间断角）、速饱和变流器（抑制非周期分量）。5.处理原则：①立即退出纵联保护出口压板；②检查通道设备（如光纤、载波机）状态，确认是否通信中断；③若通道长时间异常，应投入后备保护（如距离Ⅱ、Ⅲ段，零序Ⅲ段）并调整定值，确保配合。后备保护配合要求：后备保护的动作时间应大于相邻线路后备保护的动作时间，满足阶梯型时限特性，避免越级跳闸。四、计算题1.Ⅰ段保护动作电流按躲过线路末端最大三相短路电流整定：I_op.Ⅰ=K_rel×I_k.max其中K_rel=1.3，I_k.max=3kA（注意：三相短路电流为周期分量有效值）则I_op.Ⅰ=1.3×3kA=3.9kA（二次侧需考虑TA变比，若题目未提TA变比，直接取一次侧值）2.平衡系数计算：高压侧基准电流I_h=高压侧额定电流/高压侧TA变比低压侧额定电流I_l=(S/(√3×110kV))（假设变压器容量为S，题目未给，默认两侧额定电流与电压成反比）因接线组别为YNd11，低压侧电流需进行相位补偿（Δ侧电流滞后Y侧30°，故需将低压侧TA二次电流乘以√3补偿幅值）平衡系数K_bal=(I_h二次)/(I_l二次×√3)代入TA变比：高压侧TA变比2000/5=400，低压侧TA变比4000/5=800假设变压器额定容量为S，则高压侧额定电流I_h一次=S/(√3×220kV)，低压侧I_l一次=S/(√3×110kV)=2I_h一次（因电压减半）高压侧二次电流I_h二次=I_h一次/400低压侧二次电流（未补偿前）I_l二次=I_l一次/800=2I_h一次/800=I_h一次/400补偿后低压侧二次电流需乘以√3，故平衡系数K_bal=(I_h一次/400)/[(I_h一次/400)×√3]=1/√3≈0.577五、案例分析题可能原因：①线路B保护定值设置错误（如过流定值过高、时限配合不当）；②保护装置逻辑插件故障（如CPU板件异常，未输出跳闸命令）；③出口压板未投入（如检修后漏投或误退）；④跳闸回路断线（如跳闸出口接点接触不良、二次电缆断线）；⑤断路器操动机构故障（如跳闸线圈烧毁、机构卡涩，但题目中出口继电器无动作信号，可排除）。排查步骤：1.检查线路B保护定值单，核对过流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段定值及时间是否与整定单一致；2.查看保护装置事件记录，确认故障时是否检测到故障电流，若采样值正