(2025年)电气二次专工试卷答案

(2025年)电气二次专工试卷答案一、简答题1.简述220kV主变保护双重化配置的具体要求及各套保护的功能分配原则。双重化配置要求：两套完整、独立的主保护和后备保护应分别组屏，每套保护均包含主变各侧的差动保护、瓦斯保护、零序保护及过流保护等功能；两套保护的交流电流、电压回路，直流电源回路，跳闸出口回路应完全独立；电流互感器应采用不同的二次绕组，电压互感器二次回路应通过不同的空气开关供电；两套保护的通信接口、GOOSE网络应相互独立，避免单点故障。功能分配原则：第一套保护优先配置分相差动、工频变化量差动等快速主保护，第二套保护可配置稳态比率差动作为主保护；后备保护按各侧独立配置，第一套侧重高压侧阻抗保护及复合电压闭锁过流，第二套侧重中低压侧方向过流及零序方向保护；非电量保护（如瓦斯、温度）应同时启动两套保护的跳闸出口，但回路独立，防止误动。2.分析110kV线路光纤纵差保护通道异常时的处理流程及注意事项。处理流程：（1）现场检查保护装置面板，确认通道异常类型（如收信异常、误码率超标、光功率异常）；（2）使用光功率计测试本侧及对侧光模块发送/接收功率，判断是否在正常范围（-20dBm至-3dBm）；（3）检查光纤通道是否衰耗过大（测试全程衰耗应≤25dB），排查尾纤是否弯折、熔接点是否氧化；（4）更换备用光模块测试，若恢复正常则为光模块故障；（5）若通道仍异常，联系通信专业核查光纤链路，确认是否为通信设备（如PCM、光端机）故障；（6）通道恢复后，核对两侧保护装置采样同步性，验证差流是否正常。注意事项：处理期间需退出线路纵差保护出口压板，投入零序、距离后备保护；禁止在通道异常时强送线路；若通道长时间无法恢复（超过24小时），应申请将线路转为检修状态，避免无主保护运行；记录故障前后通道误码率、光功率变化曲线，为后续分析提供依据。二、计算题某35kV用户变电站主变容量20MVA，接线组别Yd11，高压侧额定电压35kV，低压侧10kV，短路阻抗Uk=10.5%。已知低压侧最大三相短路电流为25kA，高压侧最大运行方式下短路电流为2.8kA，最小运行方式下为2.2kA。需配置低压侧复合电压闭锁过流保护，计算其电流定值、电压定值及时间定值。解：（1）电流定值计算：按躲过变压器额定电流整定：Ie=S/(√3×Ue)=20×10³/(√3×10)=1154.7A可靠系数取1.2，返回系数取0.85，Iset=1.2×1154.7/0.85≈1620A按躲过低压侧最大不平衡电流校验（不平衡电流取0.1×Ie）：Iunb=0.1×1154.7=115.47A＜Iset，满足要求。（2）电压定值计算：低电压元件按躲过正常运行最低电压整定，取0.7×Un=0.7×100=70V（线电压）；负序电压元件按躲过系统正常运行最大负序电压整定，取8V（相电压）。（3）时间定值计算：按与低压侧出线过流保护配合，出线过流时间为0.5s，级差取0.3s，Tset=0.5+0.3=0.8s；同时需满足高压侧后备保护时间配合，高压侧过流时间为1.5s，Tset=1.5-0.3=1.2s（取较大值），最终时间定值取1.2s。三、分析题某220kV变电站110kV母线（双母线接线）发生单相接地故障，母差保护未动作，试从二次回路角度分析可能原因及排查步骤。可能原因：（1）母差保护TA回路异常：某间隔TA二次绕组极性接反，导致差流计算错误；TA二次回路开路或接触不良，造成保护装置采样失真；（2）母差保护电压回路异常：电压并列装置故障，未正确切换母线电压；开口三角零序电压回路断线，导致零序判据失效；（3）母差保护逻辑配置错误：母联开关位置接点未正确输入，保护误判为单母线运行；某间隔刀闸辅助接点位置与实际不符（如“合位”误报“分位”），导致保护未将该间隔纳入小差计算；（4）母差保护装置故障：CPU板件异常，数据处理延迟；GOOSE接收软压板未投入，导致故障信号未上传；（5）二次回路抗干扰问题：二次电缆屏蔽层未单端接地，或与一次电缆平行敷设距离过长，引入干扰信号，造成保护误闭锁。排查步骤：（1）检查故障录波器波形，确认故障相别、故障电流及母线电压变化，对比母差保护采样值，判断是否存在TA/TV采样偏差；（2）核查母差保护装置故障报告，查看差流值、各间隔电流相位及幅值，确认是否有间隔电流未参与计算；（3）检查母联开关、各间隔刀闸辅助接点在保护装置中的状态，使用万用表测量接点通断，验证与实际位置是否一致；（4）测试TA二次回路完整性，用升流器通入电流，测量保护装置采样值与实际值误差（应≤5%）；（5）检查电压并列装置切换逻辑，模拟母线倒闸操作，验证电压切换是否正常；（6）检查二次电缆屏蔽层接地情况，使用兆欧表测试屏蔽层对地绝缘（应≥100MΩ），确认无两点接地；（7）若上述检查无异常，对母差保护装置进行通电测试，校验各功能模块（如开入开出、逻辑运算）是否正常，必要时更换板件并重新定值。四、论述题结合2025年智能变电站技术发展趋势，阐述电气二次设备运维的关键技术要点及应对措施。2025年，智能变电站将向数字化、智能化、集成化方向深化发展，二次设备运维面临新挑战，关键技术要点及措施如下：（一）基于IEC61850的虚回路管理智能变电站采用GOOSE/SV报文替代传统硬接线，虚回路成为二次系统核心。运维要点：（1）建立虚端子可视化台账，利用SCD（系统配置描述）文件提供虚回路图，标注每个GOOSE/SV链路的发送源、接收端及数据类型；（2）虚回路修改需通过配置工具（如SCD编辑器）完成，严禁直接修改装置内部参数，修改后需进行全站联调，验证虚端子连接正确性；（3）定期核对SCD文件与现场实际配置一致性，防止因版本混乱导致的保护误动（如“虚端子错位”）。（二）数字式互感器及合并单元运维电子式/光电式互感器（ECT/EOCT）及合并单元（MU）的应用，对采样精度和同步性提出更高要求。措施：（1）采用数字化校验仪对MU进行同步误差测试（要求≤1μs），定期校验其模数转换精度（误差≤0.5%）；（2）监测MU光模块工作状态（如温度、光功率），建立劣化趋势分析模型，提前预警光模块老化；（3）对于混合式互感器（传统CT+MU），重点检查MU电源稳定性（纹波电压≤50mV），防止电源波动导致采样异常。（三）智能终端与在线监测技术智能终端集成了传统操作箱功能，其可靠性直接影响开关动作。运维要点：（1）通过在线监测系统采集智能终端的开入/开出接点动作次数、线圈电流波形，分析接点磨损程度（如动作次数超10万次需更换）；（2）利用局部放电检测技术（如特高频法）监测智能终端内部绝缘状态，及时发现电路板爬电、电容击穿等隐患；（3）智能终端与保护装置间GOOSE报文需配置“心跳检测”功能，报文中断超过3s应发告警，避免因通信中断导致的拒动。（四）二次系统网络安全防护随着站控层网络与调度数据网互联，网络攻击风险增加。应对措施：（1）部署二次安防装置（如纵向加密认证装置、横向隔离装置），实现“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”；（2）采用白名单技术限制GOOSE/SV报文接收源，防止非法设备接入；（3）定期更新保护装置、智能终端的固件版本，修复已知漏洞；（4）建立网络流量监测系统，对异常流量（如广播风暴、重复报文）进行实时告警，避免网络阻塞导致的保护失效。（五）数字孪生技术应用数字孪生技术通过建立二次设备虚拟模型，实现运维精准化。措施：（1）构建包含保护装置、智能终端、MU的数字孪生体，实时同步现场设备状态（如温度、压板位置、报文流量）；（2）利用孪生模型模拟故障