继电保护工专业理论习题与答案

继电保护工专业理论习题与答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.线路光纤差动保护中，两侧电流采样同步所依赖的主要信息是（）。A.采样序号 B.GPS秒脉冲 C.通道延时测量帧 D.电流幅值答案：C2.当变压器采用Y/Δ-11接线时，相位补偿角差在微机保护中通常通过（）实现。A.软件转角 B.外部转角变压器 C.改变CT变比 D.改变定值区号答案：A3.对3/2断路器接线，断路器失灵保护跳相邻断路器的动作延时一般取（）。A.0.1s B.0.15s C.0.25s D.0.5s答案：C4.在IEC61850-9-2LE标准中，合并单元每秒采样点数固定为（）。A.80 B.256 C.400 D.4800答案：B5.距离保护Ⅲ段按躲负荷阻抗整定，若最大负荷电流为1200A，CT变比1200/5，线路额定电压220kV，可靠系数取1.3，则Ⅲ段整定阻抗一次值约为（）Ω。A.220 B.167 C.132 D.95答案：B6.发电机匝间保护所用纵向零序电压元件，其3U0取自（）。A.机端PT开口三角 B.中性点PT二次 C.中性点消弧线圈 D.中性点电阻答案：A7.当系统发生单相接地时，故障点零序电压最大，其相位与故障相电压（）。A.同相 B.反相 C.超前90° D.滞后90°答案：B8.采用反时限特性的过励磁保护，其动作时间与过励磁倍数的关系为（）。A.线性反时限 B.指数反时限 C.热积累反时限 D.定反时限答案：C9.对500kV线路，保护装置交流电压回路电缆截面一般不小于（）mm²。A.2.5 B.4 C.6 D.10答案：B10.在双母线接线中，若Ⅰ母运行、Ⅱ母检修，母差保护“强制互联”压板投入后，保护判据将（）。A.仅判Ⅰ母差流 B.仅判Ⅱ母差流 C.两母差流并联判别 D.闭锁母差答案：C11.变压器差动保护二次谐波制动比通常整定为（）。A.5% B.15% C.25% D.35%答案：B12.当线路保护采用“允许式”纵联逻辑时，通道收到对侧允许信号且本侧测量元件动作，则保护（）。A.瞬时跳闸 B.延时跳闸 C.发信闭锁 D.仅发信答案：A13.对断路器跳闸线圈，通常要求最低动作电压不低于额定电压的（）。A.30% B.50% C.65% D.80%答案：C14.在变压器非电量保护中，本体轻瓦斯动作后一般（）。A.跳各侧断路器 B.发信延时跳闸 C.仅发信 D.启动失灵答案：C15.当采用零序电流方向保护时，若CT极性接反，则故障时方向元件将（）。A.灵敏动作 B.拒动 C.反方向动作 D.无影响答案：C16.对线路重合闸，单相故障跳单相后，重合闸计时起点为（）。A.故障发生时刻 B.保护发出跳闸命令时刻 C.断路器主触头断开时刻 D.断路器辅触头断开时刻答案：C17.在发电机定子接地保护中，3次谐波电压比方案适用于中性点经（）接地方式。A.高阻 B.消弧线圈 C.直接 D.不接地答案：A18.当保护装置检修压板投入时，其GOOSE报文Test位应置（）。A.0 B.1 C.与检修压板无关 D.随机答案：B19.对220kV线路，全线速动保护主保护整组动作时间一般不大于（）ms。A.20 B.30 C.50 D.100答案：B20.在智能站中，保护装置通过（）获取断路器双位置遥信。A.GOOSE B.SV C.MMS D.SNTP答案：A二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列属于变压器差动保护不平衡电流产生原因的有（）。A.变比标准化 B.有载调压分接头调整 C.励磁涌流 D.两侧CT饱和特性差异答案：ABCD22.关于线路光纤电流差动保护，下列说法正确的有（）。A.需通道双向延时对称 B.不受系统振荡影响 C.可反应高阻接地故障 D.需同步采样答案：BCD23.以下哪些措施可提高母差保护抗CT饱和能力（）。A.采用变斜率比率制动 B.设置饱和检测延时 C.采用双AD采样 D.降低差动启动值答案：ABC24.发电机失磁保护阻抗元件在R-X平面上典型判据形状包括（）。A.苹果圆 B.抛球圆 C.偏移圆 D.直线答案：ABC25.下列属于IEC61850标准中逻辑节点PDIF实例化必须包含的数据对象有（）。A.Str B.Op C.Mod D.Health答案：ABCD26.对3/2接线，断路器保护装置需配置（）。A.断路器失灵保护 B.死区保护 C.重合闸 D.三相不一致保护答案：ABCD27.关于零序功率方向元件，下列说法正确的有（）。A.3U0极性接反将误判方向 B.3I0极性接反将误判方向 C.适用于不接地系统 D.适用于谐振接地系统答案：ABCD28.下列属于变压器非电量保护的有（）。A.油温高 B.油位低 C.压力释放阀 D.绕组温度高答案：ABCD29.智能变电站中，SV报文异常可能导致的后果有（）。A.保护闭锁采样 B.测值跳变 C.差流越限 D.重合闸放电答案：ABC30.对线路保护，下列哪些情况会闭锁重合闸（）。A.手动跳闸 B.母差动作 C.过频保护动作 D.单重方式下三相跳闸答案：ABCD三、填空题（每空1分，共20分）31.变压器差动速断动作电流一般按躲________电流整定，可靠系数取________。答案：励磁涌流，1.3～1.532.线路保护Ⅰ段整定阻抗一次值Zset=________Ω，若线路正序阻抗0.4Ω/km，则保护范围约为________km。答案：85%×全长，0.85×L33.当系统频率下降时，发电机转子受到________转矩，其失步保护阻抗圆将________。答案：制动，缩小34.母差保护大差比率制动斜率K1一般取________，小差K2取________。答案：0.3～0.5，0.5～0.735.对220kV线路，单相重合闸时间一般整定为________s，三相重合闸时间一般整定为________s。答案：1.0，2.536.在IEC61850中，GOOSE报文重传序列T0、T1、T2、T3，其中T1=________ms，T2=________ms。答案：4，837.变压器高压侧CT变比1200/5，低压侧3000/5，则差动平衡系数高压侧为________，低压侧为________。答案：1，0.438.当采用零序电压3U0定子接地保护时，其启动电压一般按躲________不平衡电压整定，可靠系数取________。答案：正常运行，1.2～1.339.对3/2接线，断路器失灵保护电流判据按________倍额定电流整定，时间取________s。答案：0.2～0.3，0.2540.光纤电流差动保护通道单向延时大于________ms时，应启用________算法。答案：10，插值同步四、简答题（每题6分，共30分）41.简述变压器励磁涌流的主要特征，并说明差动保护如何识别励磁涌流。答案：（1）特征：①波形偏于时间轴一侧，含有大量非周期分量；②二次谐波含量高，一般大于基波15%～20%；③波形存在间断角，间断角一般大于120°；④幅值大可达到6～8倍额定电流。（2）识别方法：①二次谐波制动：当二次谐波占比超过定值（通常15%）时闭锁差动；②波形间断角判据：检测波形间断角，若大于设定角度则判为涌流；③对称识别法：利用波形正负半周对称度判别；④磁通特性法：通过测量电压积分估算磁通，判断是否饱和。42.说明3/2断路器接线中“死区故障”的概念及保护措施。答案：死区故障指故障点位于两台断路器电流互感器之间、但不在任何一台断路器保护范围内的故障。此时线路保护感受不到电流，母差保护亦感受不到母线故障电流，形成保护死区。保护措施：在每台断路器保护中配置“死区保护”，当本断路器跳闸且仍有电流流过断路器支路时，经短延时（0.1s）跳相邻断路器并启动失灵，确保死区故障快速切除。43.简述线路光纤电流差动保护通道异常时的处理策略。答案：①通道双向延时不对称或超10ms时，装置发“通道异常”告警并闭锁差动；②启用通道自检算法，连续10s收不到有效帧即判通道中断；③通道中断后自动投入“通道故障后备段”，由距离、零序保护承担主保护功能；④通道恢复后需人工确认或延时60s自动恢复差动功能；⑤记录事件并上送监控，便于运维人员排查光纤、接口设备及电源故障。44.说明发电机失磁保护阻抗圆“苹果圆”与“抛球圆”的整定原则。答案：苹果圆：以Xd与Xq为边界，圆心位于(R=0,X=(Xd+Xq)/2)，半径(Xd–Xq)/2，用于静稳边界，防止失步失稳；抛球圆：圆心位于(R=0,X=–0.5X′d)，半径0.6X′d，用于躲进相运行及振荡，防止误动。整定步骤：①按发电机静稳极限计算苹果圆参数；②按进相深度及振荡包络校核抛球圆；③两者取交集或“与”逻辑出口；④时间整定：苹果圆延时0.5～1s，抛球圆延时1～2s。45.智能变电站中，SV采样值配置错误（如scl文件与装置不符）可能导致哪些后果？如何防范？答案：后果：①差流异常导致保护误动或拒动；②测值跳变引发监控误告警；③重合闸放电或闭锁；④故障录波通道错位，影响事故分析。防范：①严格按SCD文件配置，实施版本管理；②装置下装前进行SCL语法及语义校验；③投运前做极性、变比、额定延时带负荷测试；④运维阶段采用在线SV监测工具，实时比对额定延时、采样计数、品质位。五、计算题（共30分）46.（10分）某220kV线路长60km，正序阻抗0.4Ω/km，零序阻抗1.2Ω/km，系统最大运行方式下正序阻抗Zs1=8Ω，零序阻抗Zs0=12Ω。线路配置三段式距离保护，Ⅰ段可靠系数0.85，Ⅱ段可靠系数0.7，Ⅲ段可靠系数1.2，躲负荷阻抗要求≥1.3倍最小负荷阻抗。已知最大负荷电流800A，功率因数0.9，电压互感器变比220kV/0.1kV，电流互感器变比1200/5。（1）计算保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段一次整定阻抗；（2）计算二次整定阻抗；（3）校验Ⅲ段躲负荷能力。答案：（1）一次阻抗：Z1=0.85×0.4×60=20.4Ω；Z2=0.7×(0.4×60+8)=20.16Ω，取较小值20.16Ω；最小负荷阻抗ZL=220kV/(√3×800A)=158.8Ω，Z3=158.8/1.3=122.2Ω。（2）二次阻抗：变比nU=2200，nI=240，Zsec=Zprim×nI/nUZ1sec=20.4×240/2200=2.23Ω；Z2sec=20.16×240/2200=2.20Ω；Z3sec=122.2×240/2200=13.34Ω。（3）躲负荷：122.2Ω>1.3×158.8/1.1（计及误差），满足。47.（10分）一台三相两绕组变压器，额定容量120MVA，电压比220±8×1.25%/11kV，Y/Δ-11，Ud=14%。系统参数：高压侧最大运行方式短路容量4000MVA，最小运行方式2500MVA。高压侧CT变比600/5，低压侧3000/5。（1）计算变压器额定电流及平衡系数；（2）计算差动保护最小动作电流Iop.min，按躲1.5倍额定电流；（3）计算比率制动斜率K1、K2，取高压侧外部故障最大穿越电流为基准。答案：（1）高压侧额定电流I1n=120MVA/(√3×220kV)=315A，低压侧I2n=120MVA/(√3×11kV)=6298A；平衡系数：K1=1，K2=I1nCT/I2nCT=(315/600)/(6298/3000)=0.25。（2）Iop.min=1.5×315/600=0.787A（二次）。（3）最大穿越电流Ik.max=4000MVA/(√3×220kV)=10.5kA，二次值=10.5kA/600=17.5A；取K1=0.5，K2=0.7，制动特性：Iop=0.787+0.5(Ir–1.5)（Ir单位A）。48.（10分）某220kV线路配置单相重合闸，系统侧电源等效电势E=242kV，线路正序阻抗0.4Ω/km，长50km，故障点距母线20km处发生A相接地，过渡电阻20Ω。（1）计算故障点A相电压；（2）计算母线处A相电压；（3）若重合闸无压检定定值取0.3Un，判断是否满足无压条件。答案：（1）故障点电流If=E/(Zs+Zline+Rf)=242/(8+8+20)=5.94kA，故障点电压Uf=If×Rf=5.94×20=118.8kV。（2）母线电压UA=E–If×Zline=242–5.94×8=194.5kV。（3）0.3Un=0.3×220=66kV，194.5kV>66kV，不满足无压，需采用同期检定。六、综合分析题（共30分）49.（15分）事件描述：某500kV智能变电站3/2接线，线路L1挂Ⅰ母运行，L2挂Ⅱ母运行。某日L1线路C相故障，本侧保护正确跳开5011、5012断路器，对侧跳开对应断路器。随后运维人员就地合上5011断路器试送，此时5012仍在分位，但L1线路保护再次动作跳开5011。监控后台报“线路保护差动动作，故障电流3.2kA，故障测距0km”。问题：（1）分析保护再次动作可能原因；（2）说明3/2接线“断路器死区故障”在本事件中的体现；（3）提出防范及改进措施。答案：（1）可能原因：①第一次故障为线路C相瞬时故障，但5012断路器与CT之间（死区）仍存在故障点；②运维仅合5011，死区故障未切除，差动保护再次动作；③故障测距0