2026年继电保护复习题及参考答案

2026年继电保护复习题及参考答案一、选择题（每题2分，共30分）1.单侧电源线路的三段式电流保护中，作为本线路近后备的是（）。A.电流Ⅰ段B.电流Ⅱ段C.电流Ⅲ段D.无近后备答案：B2.方向过电流保护中，方向元件的作用是（）。A.提高灵敏度B.防止反向故障误动C.加快动作速度D.扩大保护范围答案：B3.零序电流保护的最大特点是（）。A.受系统运行方式影响小B.动作速度快C.能保护所有故障类型D.灵敏度与过渡电阻无关答案：A4.距离保护Ⅰ段的整定阻抗通常取线路全长阻抗的（）。A.80%-85%B.90%-95%C.70%-75%D.60%-65%答案：A5.变压器纵差动保护中，不平衡电流的主要来源不包括（）。A.变压器励磁涌流B.电流互感器变比误差C.变压器带负荷调节分接头D.系统频率波动答案：D6.母线完全差动保护的最小动作电流应大于（）。A.最大负荷电流B.外部短路时的最大不平衡电流C.母线正常运行时的最大不平衡电流D.母线内部短路时的最小短路电流答案：B7.高频闭锁方向保护中，保护动作的条件是（）。A.本侧保护启动且收到对侧闭锁信号B.本侧保护启动且未收到对侧闭锁信号C.本侧保护不启动且收到对侧闭锁信号D.本侧保护不启动且未收到对侧闭锁信号答案：B8.微机型保护装置中，采样频率的选择主要考虑（）。A.信号频率B.抗干扰能力C.计算精度D.硬件成本答案：C9.发电机定子绕组单相接地保护中，当接地电流超过允许值时，应（）。A.发信号B.延时跳闸C.立即跳闸D.无动作答案：C10.对于Yd11接线的变压器，纵差动保护需要将星形侧电流互感器二次电流（）。A.相位补偿30°B.相位补偿60°C.幅值补偿1.732倍D.幅值补偿0.577倍答案：A11.输电线路自动重合闸与继电保护的配合方式中，“后加速”是指（）。A.重合闸动作后加速保护跳闸B.保护动作后加速重合闸C.重合闸动作前加速保护跳闸D.保护动作前加速重合闸答案：A12.以下哪种故障类型不会产生零序电流？（）A.单相接地B.两相短路C.两相接地短路D.三相短路答案：D13.过电流保护的动作电流按（）整定。A.最大负荷电流B.最小短路电流C.最大短路电流D.最小负荷电流答案：A14.线路纵联保护的通道类型不包括（）。A.光纤通道B.微波通道C.电缆通道D.载波通道答案：C15.变压器瓦斯保护的主要保护对象是（）。A.绕组相间短路B.绕组匝间短路C.铁芯过热D.以上都是答案：D二、判断题（每题1分，共10分）1.电流速断保护的保护范围随系统运行方式变化而变化，系统运行方式越小时，保护范围越长。（）答案：×（系统运行方式越小，短路电流越小，保护范围越短）2.方向过电流保护中，功率方向继电器的内角选择应与线路阻抗角匹配，以提高灵敏度。（）答案：√3.零序电流保护的Ⅲ段通常作为本线路和相邻线路的后备保护，其动作电流按躲过最大不平衡电流整定。（）答案：×（零序Ⅲ段动作电流按躲过下一条线路出口处相间短路时的最大零序不平衡电流整定）4.距离保护的Ⅱ段需要与相邻线路的距离Ⅰ段配合，其动作时限一般取0.5s。（）答案：√5.变压器纵差动保护中，励磁涌流的特点是含有大量二次谐波，因此可通过二次谐波制动来防止误动。（）答案：√6.母线不完全差动保护仅对连接于母线上的部分元件装设电流互感器，适用于出线较少的情况。（）答案：√7.高频闭锁距离保护中，高频信号的作用是闭锁本侧保护，当本侧距离保护动作且收不到闭锁信号时，保护跳闸。（）答案：√8.微机型保护装置的采样保持电路是为了在模数转换期间保持输入信号不变，提高转换精度。（）答案：√9.发电机定子绕组匝间短路保护不能通过单继电器横差保护实现，需采用裂相横差或零序电压保护。（）答案：×（单继电器横差保护可反应定子绕组匝间短路，但对某些接线方式不敏感）10.自动重合闸的重合时间应大于故障点电弧熄灭和绝缘恢复的时间，通常取0.5-1.5s。（）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作用。答案：三段式电流保护由电流Ⅰ段（无时限电流速断保护）、电流Ⅱ段（限时电流速断保护）和电流Ⅲ段（过电流保护）组成。电流Ⅰ段按躲过本线路末端最大短路电流整定，动作时限为0s，作为本线路的主保护，保护范围约为线路全长的80%-85%；电流Ⅱ段按躲过本线路末端最小短路电流或与相邻线路电流Ⅰ段配合整定，动作时限一般为0.5s，作为本线路的近后备保护；电流Ⅲ段按躲过最大负荷电流整定，动作时限按阶梯原则整定，作为本线路的远后备保护和相邻线路的后备保护。2.说明纵联保护的基本原理及主要优点。答案：纵联保护通过通信通道将线路两端的电气量（如电流、功率方向、阻抗等）进行比较或交换信息，判断故障是否发生在本线路范围内。其基本原理是利用线路两端电气量的差异或故障信息的传递，实现快速、有选择性地切除全线故障。主要优点包括：动作速度快（可在20-30ms内跳闸）、保护范围固定（不受系统运行方式影响）、能可靠区分本线路故障与相邻线路故障，是超高压线路的主保护。3.分析变压器纵差动保护中不平衡电流的产生原因及减小措施。答案：不平衡电流的产生原因包括：（1）电流互感器变比误差：两侧CT变比不完全匹配，导致二次电流不等；（2）变压器励磁涌流：空载合闸或外部故障切除后，变压器铁芯饱和产生的非周期励磁电流，其值可达额定电流的6-8倍；（3）变压器带负荷调节分接头：分接头调整会改变变压器变比，导致两侧电流不匹配；（4）变压器各侧绕组接线方式不同（如Yd11接线）：会导致两侧电流相位差30°，产生不平衡电流。减小措施：（1）选用同型号、同变比的高精度CT，并采用相位补偿（如Yd11接线变压器将Y侧CT二次接成三角形，d侧接成星形，补偿30°相位差）；（2）采用励磁涌流识别技术（如二次谐波制动、波形对称制动）；（3）在保护装置中设置分接头调整补偿系数；（4）采用比率制动特性，使动作电流随外部短路电流增大而增大，抑制外部短路时的不平衡电流。4.比较母线完全差动保护与不完全差动保护的区别及适用场景。答案：区别：（1）完全差动保护：所有连接于母线上的元件（如线路、变压器）均装设电流互感器，二次侧同极性端并联，保护范围为母线及所有连接元件的出口；（2）不完全差动保护：仅对部分连接元件（如主要电源线路）装设电流互感器，其他元件（如负荷线路）不装设，保护范围为母线及装设CT的元件出口。适用场景：完全差动保护适用于出线较多、重要性高的母线（如220kV及以上母线）；不完全差动保护适用于出线较少、负荷线路占比大的母线（如110kV及以下终端变电站母线），可降低CT数量和成本。5.简述微机型继电保护装置的基本构成及各部分功能。答案：微机型保护装置主要由以下部分构成：（1）数据采集系统：包括电压/电流变换器（将高电压、大电流转换为低电平信号）、采样保持电路（保持输入信号在模数转换期间不变）、模数转换（将模拟信号转换为数字信号），功能是获取电力系统的电气量信息；（2）微处理系统：包括CPU、存储器、总线等，功能是对数字信号进行运算、逻辑判断，实现保护算法；（3）开关量输入/输出系统：输入部分接收外部接点（如断路器位置、保护投退压板）信号，输出部分驱动跳闸、信号继电器，功能是实现保护装置与外部设备的交互；（4）通信接口：如RS485、以太网口，功能是与监控系统、其他保护装置通信，实现信息共享和远程监控；（5）电源模块：将外部直流电源转换为装置各部分所需的稳定电压，功能是提供可靠工作电源。四、计算题（每题8分，共40分）1.某110kV线路，最大运行方式下三相短路电流I"k.max=6kA，最小运行方式下三相短路电流I"k.min=4kA，线路末端最大负荷电流IL.max=1.2kA，电流互感器变比nTA=600/5，可靠系数Krel=1.2，自启动系数Kss=1.5，返回系数Kre=0.85。试计算：（1）电流Ⅰ段的动作电流；（2）电流Ⅲ段的动作电流。解：（1）电流Ⅰ段动作电流按躲过本线路末端最大短路电流整定：Iop.Ⅰ=Krel×I"k.max/nTA=1.2×6000/120=60A（注：nTA=600/5=120）（2）电流Ⅲ段动作电流按躲过最大负荷电流整定：Iop.Ⅲ=Krel×Kss×IL.max/(Kre×nTA)=1.2×1.5×1200/(0.85×120)=(2160)/(102)≈21.18A2.某220kV线路全长L=100km，单位长度正序阻抗Z1=0.4Ω/km，最大运行方式下系统等值阻抗Zs.min=15Ω，最小运行方式下Zs.max=25Ω，距离保护Ⅰ段可靠系数Krel=0.85。求：（1）距离Ⅰ段的整定阻抗；（2）最小运行方式下距离Ⅰ段的保护范围。解：（1）线路全长阻抗ZL=Z1×L=0.4×100=40Ω距离Ⅰ段整定阻抗Zop.Ⅰ=Krel×ZL=0.85×40=34Ω（2）最小运行方式下，保护范围末端短路时，测量阻抗Zmeas=Zs.max+Zx=Zop.ⅠZx=Zop.Ⅰ-Zs.max=34-25=9Ω保护范围长度Lx=Zx/Z1=9/0.4=22.5km（注：此计算假设保护安装处至系统电源的阻抗为Zs.max，实际应用中需考虑正序等效网络）3.某Yd11接线变压器，额定容量S=31.5MVA，高压侧电压U1=110kV，低压侧电压U2=10kV，高压侧电流互感器变比nTA1=600/5，低压侧电流互感器变比nTA2=3000/5。计算纵差动保护的平衡系数（取高压侧为基本侧）。解：高压侧额定电流I1N=S/(√3×U1)=31500/(√3×110)≈165A低压侧额定电流I2N=S/(√3×U2)=31500/(√3×10)≈1819A高压侧二次电流I1N2=I1N/nTA1=165/120=1.375A（nTA1=600/5=120）低压侧二次电流I2N2=I2N/nTA2=1819/600≈3.032A（nTA2=3000/5=600）平衡系数Kbal=I1N2/I2N2=1.375/3.032≈0.453（实际中需调整为标准值，如0.5）4.某35kV线路采用三段式零序电流保护，已知最大零序不平衡电流Iunb.max=0.8A（二次侧），零序Ⅲ段可靠系数Krel=1.2，返回系数Kre=0.9，线路末端单相接地短路时最小零序电流I0k.min=5A（二次侧），相邻线路零序Ⅱ段动作电流Iop.Ⅱ=3A（二次侧），动作时限tⅡ=0.5s。求：（1）零序Ⅲ段动作电流；（2）零序Ⅲ段动作时限。解：（1）零序Ⅲ段动作电流需满足两个条件：①躲过最大不平衡电流：Iop.0Ⅲ1=Krel×Iunb.max=1.2×0.8=0.96A②与相邻线路零序Ⅱ段配合：Iop.0Ⅲ2=Krel×Iop.Ⅱ=1.2×3=3.6A取较大值，Iop.0Ⅲ=3.6A（2）动作时限按阶梯原则，比相邻线路零序Ⅱ段大一个时间级差Δt=0.5s，故tⅢ=tⅡ+Δt=0.5+0.5=1.0s5.某10kV母线装设完全差动保护，连接元件包括2回进线（进线1电流I1=1.5kA，进线2电流I2=1.2kA）和3回出线（出线1电流I3=0.8kA，出线2电流I4=0.6kA，出线3电流I5=0.7kA），所有电流互感器变比均为1000/5。计算正常运行时母线差动保护的不平衡电流（假设CT误差为5%）。解：一次侧总电流：进线电流之和=I1+I2=1.5+1.2=2.7kA出线电流之和=I3+I4+I5=0.8+0.6+0.7=2.1kA正常运行时，母线电流应满足ΣI进=ΣI出，理论上不平衡电流为0，但由于CT误差，实际不平衡电流由各支路CT误差引起。各支路二次电流：I1'=1.5×1000/1000×5=7.5A（注：变比1000/5，即一次1000A对应二次5A，故一次电流I(A)对应二次电流I×5/1000=I/200A）正确计算应为：二次电流=一次电流/（变比一次侧/二次侧）=一次电流×5/1000=一次电流/200进线1二次电流I1''=1500/200=7.5A，进线2I2''=1200/200=6A，出线1I3''=800/200=4A，出线2I4''=600/200=3A，出线3I5''=700/200=3.5A理想情况下ΣI进''-ΣI出''=(7.5+6)-(4+3+3.5)=13.5-10.5=3A（此为理论不平衡电流，实际中由于CT误差，各支路电流存在±5%误差）考虑最大误差时，进线电流可能偏大5%，出线电流可能偏小5%，则：进线二次电流最大=7.5×1.05+6×1.05=13.5×1.05