2025年继电保护试题及参考答案

2025年继电保护试题及参考答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.三段式电流保护中，能保护本线路全长并作为下一段线路后备的是（）。A.电流速断保护（Ⅰ段）B.限时电流速断保护（Ⅱ段）C.定时限过电流保护（Ⅲ段）D.零序电流保护答案：C2.纵联保护中，利用光纤通道传输信号的主要优势是（）。A.抗电磁干扰能力强B.传输容量小C.成本低D.无需同步时钟答案：A3.中性点直接接地系统中，发生单相接地故障时，零序电流的大小主要取决于（）。A.系统运行方式B.故障点过渡电阻C.线路零序阻抗D.电源电势大小答案：C4.距离保护中，过渡电阻对（）影响最大。A.Ⅰ段B.Ⅱ段C.Ⅲ段D.各段影响相同答案：A5.单侧电源线路自动重合闸与保护配合时，通常采用（）方式。A.重合闸前加速B.重合闸后加速C.无压检定+同期检定D.仅无压检定答案：B6.110kV变压器的主保护通常不包括（）。A.纵联差动保护B.瓦斯保护C.零序过电流保护D.过负荷保护答案：D7.母线完全差动保护的动作条件是（）。A.母线各连接元件电流矢量和为零B.母线各连接元件电流矢量和大于整定值C.母线电压低于整定值D.母线频率异常答案：B8.发电机定子绕组单相接地保护的关键是（）。A.检测零序电压B.检测三次谐波电压C.区分接地位置D.提高灵敏度答案：C9.微机保护装置中，A/D转换的作用是（）。A.将模拟量转换为数字量B.将数字量转换为模拟量C.实现逻辑判断D.完成信号滤波答案：A10.电流互感器（CT）二次回路开路的主要危害是（）。A.保护误动B.CT铁芯过热、二次侧产生高电压C.测量误差增大D.断路器拒动答案：B二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.电流速断保护的保护范围随系统运行方式变化而变化，最大运行方式下保护范围最小。（）答案：×2.零序电流保护适用于中性点不接地系统的单相接地故障。（）答案：×3.距离保护Ⅲ段主要用于本线路的近后备保护和下一段线路的远后备保护。（）答案：√4.自动重合闸的动作次数应保证永久故障时仅重合一次。（）答案：×5.变压器差动保护的不平衡电流仅由CT变比误差引起。（）答案：×6.母线差动保护的“死区”是指母联断路器与电流互感器之间的区域。（）答案：√7.发电机失磁保护需同时反应无功功率反向和机端电压降低。（）答案：√8.微机保护的软件抗干扰措施包括采用数字滤波和冗余逻辑判断。（）答案：√9.电流互感器饱和会导致保护测量电流减小，可能引起保护拒动。（）答案：√10.线路纵联保护通道异常时，应立即退出纵联保护并启用后备保护。（）答案：√三、简答题（每题6分，共30分）1.简述三段式电流保护的组成及各段的主要特点。答案：三段式电流保护由电流速断保护（Ⅰ段）、限时电流速断保护（Ⅱ段）和定时限过电流保护（Ⅲ段）组成。Ⅰ段为无时限电流速断，动作电流按躲过本线路末端最大短路电流整定，保护范围约为线路全长的80%-85%，不能保护线路全长；Ⅱ段动作电流按躲过下一段线路Ⅰ段的动作电流整定，动作时限较下一段Ⅰ段大一个时间级差（通常0.5s），可保护本线路全长并作为相邻线路的后备；Ⅲ段动作电流按躲过最大负荷电流整定，动作时限最长（1-2s），作为本线路和相邻线路的远后备保护。2.纵联保护与阶段式保护的主要区别是什么？答案：纵联保护通过通信通道比较被保护线路两端的电气量（如电流相位、功率方向等），判断故障是否在本线路范围内，属于全线速动保护，无动作延时；阶段式保护（如三段式电流保护、距离保护）仅利用单侧电气量，通过动作电流和动作时限的配合实现选择性，无法瞬时保护线路全长，需依靠延时保证选择性。3.零序电流保护的主要优缺点有哪些？答案：优点：①零序电流仅在故障点与接地中性点之间流动，受系统运行方式影响小；②零序电流幅值大（单相接地故障时零序电流约为三相短路电流的1.5-3倍），灵敏度高；③零序电流保护动作时限短（可实现速动）。缺点：①仅适用于中性点直接接地或经小电阻接地系统；②受故障点过渡电阻影响较大（尤其是高阻接地时零序电流减小）；③对短线路保护灵敏度可能不足。4.距离保护中，阻抗继电器的作用是什么？常用的阻抗特性有哪些？答案：阻抗继电器的作用是测量故障点到保护安装处的阻抗（反映故障距离），并与整定阻抗比较，判断故障是否在保护范围内。常用特性包括：①圆特性（如方向阻抗圆、偏移阻抗圆），用于反应正方向故障；②四边形特性，可更好地适应过渡电阻影响；③全阻抗圆特性（无方向性），用于变压器或发电机后备保护。5.变压器差动保护中，不平衡电流的主要来源及克服措施有哪些？答案：不平衡电流来源：①CT变比误差；②变压器励磁涌流（空载合闸或外部故障切除后）；③变压器分接头调整引起的变比变化；④变压器各侧CT型号不同（饱和特性差异）。克服措施：①采用具有速饱和铁芯的差动继电器（抑制励磁涌流）；②调整CT变比或采用自耦变流器补偿；③引入二次谐波制动（区分励磁涌流与故障电流）；④采用数字式差动保护，通过软件算法（如波形对称判别）抑制不平衡电流。四、计算题（每题8分，共40分）1.某10kV线路最大负荷电流为300A，可靠系数取1.2，返回系数取0.85，求定时限过电流保护的动作电流。解：动作电流Iop=Krel×Ifh.max/Kre=1.2×300/0.85≈423.5A（取整425A）2.某110kV线路正序阻抗为0.4Ω/km，全长50km，可靠系数取0.8，求距离保护Ⅰ段的整定阻抗。解：整定阻抗Zset.Ⅰ=Krel×Z1×L=0.8×0.4×50=16Ω3.某变压器容量为31.5MVA，电压比110/10.5kV，高压侧CT变比600/5，低压侧CT变比2000/5，求差动保护的不平衡电流（假设两侧CT误差为5%）。解：高压侧额定电流I1n=31.5×10³/(√3×110)≈165A，二次电流I1'=165×5/600=1.375A；低压侧额定电流I2n=31.5×10³/(√3×10.5)≈1732A，二次电流I2'=1732×5/2000=4.33A；不平衡电流Iunb=|I1'-I2'|×(CT误差)=|1.375-4.33|×5%≈0.148A4.某中性点直接接地系统中，线路零序阻抗为1.2Ω/km，全长80km，相邻线路零序Ⅰ段动作电流为150A（二次值），可靠系数取1.1，求本线路零序电流保护Ⅱ段的动作电流（CT变比600/5）。解：一次动作电流Iop.Ⅰ=150×(600/5)=18000A；本线路零序Ⅱ段动作电流Iop.Ⅱ=Krel×Iop.Ⅰ=1.1×18000=19800A（二次值=19800×5/600=165A）5.某发电机额定电流为5000A，CT变比3000/5，纵差保护最小动作电流按0.2倍额定电流整定，求二次侧动作电流。解：一次最小动作电流Iop.min=0.2×5000=1000A；二次动作电流Iop.min'=1000×5/3000≈1.67A五、案例分析题（每题10分，共20分）1.某110kV线路配置三段式距离保护和纵联差动保护。某日系统发生A相接地故障，故障点距保护安装处60km（线路全长80km），纵联差动保护未动作，距离Ⅱ段（整定阻抗25Ω，动作时限0.5s）动作跳闸。试分析可能原因及处理措施。答案：可能原因：①纵联差动保护通道异常（如光纤中断、装置失步），导致差动保护退出；②差动保护定值错误（如制动系数过大，未能识别内部故障）；③故障点过渡电阻过大，差动保护因CT饱和未能正确测量电流；④差动保护装置硬件故障（如采样回路异常）。处理措施：①检查纵联通道状态（光功率、误码率），恢复通道正常；②核对差动保护定值（制动特性、门槛电流），确保与系统参数匹配；③测试CT特性（伏安特性、变比误差），排除CT饱和影响；④校验差动保护装置采样精度（通入标准电流，检查测量值误差）。2.某220kV主变压器（配置差动保护、瓦斯保护、零序过流保护）运行中突然跳闸，后台显示“差动保护动作”。试列出故障检查步骤及故障判断依据。答案：检查步骤：①查看保护装置动作报告（差流值、各侧电流幅值相位），确认是否为区内故障；②检查变压器本体（油位、油温、有无喷油、放电痕迹），瓦斯继电器是否有气体聚集；③测试变压器绕组直流电阻、绝缘电阻，判断是否存在绕组短路