2025国网一批考试真题-继电保护篇

2025国网一批考试真题汇总-继电保护篇一、单项选择题（每题1分，共20分）1.继电保护装置中，用于快速切除被保护线路全线范围内各种故障的保护是（）。A.距离保护B.电流速断保护C.纵联差动保护D.零序电流保护答案：C2.在双侧电源线路上，为防止非同期合闸造成巨大电流冲击，重合闸通常采用（）。A.三相一次重合闸B.单相重合闸C.综合重合闸D.检无压和检同期重合闸答案：D3.对于中性点直接接地系统，发生单相接地故障时，故障电流最大的故障类型是（）。A.三相短路B.两相短路C.两相接地短路D.单相接地短路答案：D4.距离保护中，测量阻抗Zk等于保护安装处（）的比值。A.电压与电流相量B.电流与电压相量C.电阻与电抗D.有功功率与无功功率答案：A5.变压器纵差动保护中，为减小因变压器励磁涌流导致保护误动，通常采用的方法是（）。A.提高保护定值B.采用二次谐波制动C.增加动作延时D.采用电压闭锁答案：B6.发电机定子绕组发生匝间短路时，通常采用（）进行保护。A.纵差动保护B.横差动保护C.零序电流保护D.失磁保护答案：B7.在220kV及以上电压等级的输电线路中，作为主保护的是（）。A.三段式电流保护B.三段式距离保护C.电流速断保护D.纵联保护答案：D8.母线保护中，为实现高可靠性和高选择性，广泛采用（）。A.完全电流差动保护B.不完全电流差动保护C.电流比相式母线保护D.电压差动保护答案：A9.电力系统发生振荡时，（）最可能发生误动作。A.电流速断保护B.距离保护C.瓦斯保护D.过负荷保护答案：B10.零序电流保护具有天然的（），受系统振荡影响小。A.方向性B.速动性C.灵敏性D.可靠性答案：A11.对于反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为（）。A.过电流保护B.电流速断保护C.限时电流速断保护D.零序电流保护答案：B12.变压器内部发生严重故障，产生大量气体时，动作的保护是（）。A.纵差动保护B.重瓦斯保护C.轻瓦斯保护D.过电流保护答案：B13.用于切除平行线路中一回线路故障的保护是（）。A.横差方向保护B.纵差动保护C.距离保护D.电流保护答案：A14.在微机保护中，模拟量输入回路的核心部件是（）。A.微处理器B.模数转换器（ADC）C.光电隔离器D.采样保持器答案：B15.方向阻抗继电器的最大灵敏角是指（）。A.动作阻抗角B.测量阻抗角C.整定阻抗角D.使继电器动作最灵敏的阻抗角答案：D16.当系统频率降低时，可能误动的保护是（）。A.低电压保护B.低周减载装置C.过电流保护D.差动保护答案：B17.在超高压输电线路上，为提高供电可靠性，通常采用（）。A.三相一次重合闸B.单相重合闸C.综合重合闸D.快速重合闸答案：B18.对于反应变压器油箱内部故障和油面降低的保护是（）。A.纵联差动保护B.电流速断保护C.瓦斯保护D.过电流保护答案：C19.在距离保护中，加入第三相电压是为了防止（）。A.过电压B.欠电压C.电压互感器二次回路断线D.保护误动答案：C20.继电保护的可靠性是指保护装置应满足（）。A.该动时可靠动作，不该动时可靠不动作B.动作迅速，切除故障快C.能反应各种类型的故障D.保护范围稳定答案：A二、多项选择题（每题2分，共20分。每题至少有两个正确选项，多选、少选、错选均不得分）1.继电保护装置的基本要求包括（）。A.选择性B.速动性C.灵敏性D.可靠性E.经济性答案：A,B,C,D2.下列属于变压器内部故障的有（）。A.绕组匝间短路B.绕组相间短路C.铁芯烧损D.套管闪络E.外部引线短路答案：A,B,C3.影响距离保护正确工作的因素有（）。A.短路点过渡电阻B.电力系统振荡C.电压互感器二次回路断线D.电流互感器饱和E.保护安装处与故障点间的分支电流答案：A,B,C,D,E4.输电线路纵联保护按照通道类型可分为（）。A.导引线纵联保护B.电力线载波纵联保护C.微波纵联保护D.光纤纵联保护E.电流差动纵联保护答案：A,B,C,D5.发电机应装设的保护有（）。A.纵差动保护B.横差动保护C.定子绕组接地保护D.失磁保护E.过电压保护答案：A,B,C,D,E6.自动重合闸的作用主要体现在（）。A.提高供电可靠性B.纠正继电保护误动作C.提高系统并列运行的稳定性D.加快故障切除时间E.弥补继电保护选择性不足答案：A,C7.母线完全电流差动保护中，产生不平衡电流的主要原因有（）。A.电流互感器特性不一致B.电流互感器误差C.母线外部故障时暂态过程D.电流互感器二次回路断线E.连接元件数目变化答案：A,B,C8.电力系统振荡与短路的主要区别有（）。A.振荡时三相完全对称，短路通常不对称B.振荡时电气量周期性变化，短路后基本不变C.振荡时测量阻抗轨迹为直线，短路时基本不变D.振荡时电压电流相位差不变，短路时变化E.振荡时无负序、零序分量，不对称短路时有答案：A,B,E9.微机保护硬件系统通常包括（）。A.数据采集系统（模拟量输入）B.微型机主系统（CPU主系统）C.开关量输入/输出系统D.人机接口与通信接口E.电源模块答案：A,B,C,D,E10.下列属于继电保护“四性”中“灵敏性”衡量指标的有（）。A.灵敏系数B.保护范围C.动作时间D.可靠系数E.返回系数答案：A,B三、填空题（每空1分，共15分）1.继电保护装置的基本任务之一是自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，使故障设备免于继续遭到破坏，保证______。答案：无故障部分迅速恢复正常运行2.电流保护I段的保护范围通常被限制在被保护线路的______，其动作时限为保护装置固有的动作时间。答案：首端一部分3.方向性电流保护中，功率方向继电器用于判断______的方向。答案：短路功率4.中性点非直接接地系统中，发生单相接地故障时，接地电流为______，系统线电压仍保持对称。答案：电容电流5.距离保护II段的整定阻抗应按照躲过______末端短路来整定。答案：相邻线路6.变压器差动保护中，由于变压器各侧电流相位不同，需要进行______补偿。答案：相位7.发电机纵差动保护的保护范围是发电机定子绕组及其______。答案：引出线8.重合闸前加速保护一般用于______电网中。答案：35kV及以下电压等级的辐射状9.在微机保护算法中，______算法常用于计算基波分量，且对非周期分量有较好的抑制能力。答案：傅里叶10.比率制动式差动保护通过引入______电流作为制动量，可以有效躲过外部故障时的不平衡电流。答案：制动11.三段式电流保护中，第III段作为本线路和相邻线路的______保护。答案：后备12.阻抗继电器按动作特性可分为圆特性阻抗继电器和______特性阻抗继电器。答案：多边形（或直线）13.变压器过励磁保护反应的是电压与频率的比值，即______。答案：磁通密度14.在电力系统发生故障时，继电保护装置发出跳闸命令，同时启动______装置，记录故障信息。答案：故障录波15.用于保护电动机的负序电流保护，主要反应电动机的______故障和不平衡运行状态。答案：断相四、简答题（每题5分，共25分）1.简述继电保护中“远后备”与“近后备”的含义，并比较其优缺点。答案：远后备保护是指当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护实现后备。近后备保护则是在本设备上装设两套独立的保护，当主保护拒动时，由另一套保护动作。远后备的优点是简单经济，保护范围覆盖相邻设备，但动作时限长，可能扩大停电范围。近后备的优点是动作迅速、可靠性高、不扩大停电范围，但投资较高，接线复杂。2.什么是电流保护的接线系数？星形接线和不完全星形接线方式下，接线系数分别是多少？答案：接线系数是指流入继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值。在星形接线方式下，接线系数为1。在不完全星形接线方式下，对于相间短路保护，接线系数为1；对于接在不完全星形中性线上的电流继电器（如零序电流过滤器），当发生接地故障时，接线系数为3。3.简述变压器纵差动保护中产生不平衡电流的主要原因及应对措施。答案：主要原因包括：①变压器各侧电流互感器型号不同，特性不一致；②变压器调压分接头改变，导致变比变化；③变压器空载合闸或外部故障切除电压恢复时产生的励磁涌流；④电流互感器计算变比与实际变比不同。应对措施：①采用速饱和变流器或带有制动特性的差动继电器来躲过励磁涌流和非周期分量；②通过平衡线圈或软件补偿来减小因变比不匹配产生的不平衡电流；③采用二次谐波制动原理识别并躲过励磁涌流；④提高保护动作整定值（但会降低灵敏性）。4.说明电力系统振荡对距离保护的影响，以及距离保护中常用的振荡闭锁措施。答案：系统振荡时，电压、电流幅值周期性变化，测量阻抗也随之变化，可能进入阻抗继电器的动作区，导致距离保护误动作。常用的振荡闭锁措施有：①利用负序、零序分量启动的振荡闭锁装置，因为系统振荡时三相对称，无负序、零序分量，而短路时通常有；②利用测量阻抗变化率的不同，振荡时阻抗变化缓慢，短路时阻抗突变；③利用电流变化率或电压变化率；④采用具有多边形或直线特性，且带偏移的阻抗继电器，其动作区在阻抗平面上避开振荡中心轨迹。5.简述微机保护相比传统电磁型保护的优点。答案：①灵活性高，通过软件改变保护原理和特性；②综合判断能力强，可利用多种故障特征量；③记忆功能强大，可记录故障数据、事件顺序；④自检功能完善，可靠性高；⑤通信能力强，便于联网实现信息共享和远程管理；⑥体积小，功耗低；⑦调试维护方便。五、计算题（每题8分，共16分）1.如图所示网络，已知：线路AB、BC的最大负荷电流均为300A，负荷功率因数为0.85，自启动系数Kss=1.5，返回系数Kre=0.85，可靠系数Krel=1.2，时限级差Δt=0.5s。电流互感器变比为400/5。线路BC上保护2的过电流保护（第III段）动作电流已整定为5A（二次侧）。试计算线路AB上保护1的过电流保护（第III段）动作电流（二次侧）和动作时限。（假设网络为单侧电源辐射网，保护1位于线路AB首端，保护2位于线路BC首端，B为母线）答案：首先计算保护1的一次侧动作电流应满足以下两个条件：（1）躲过线路AB的最大负荷电流：I_{act.1.prim}≥K_{rel}K_{ss}I_{L.max}/K_{re}=1.21.5300/0.85≈635.3A（1）躲过线路AB的最大负荷电流：I_{act.1.prim}≥K_{rel}K_{ss}I_{L.max}/K_{re}=1.21.5300/0.85≈635.3A（2）与相邻线路保护2的过电流保护配合：I_{act.1.prim}≥K_{rel}I_{act.2.prim}（2）与相邻线路保护2的过电流保护配合：I_{act.1.prim}≥K_{rel}I_{act.2.prim}需先求出保护2的一次侧动作电流：I_{act.2.prim}=5(400/5)=400A需先求出保护2的一次侧动作电流：I_{act.2.prim}=5(400/5)=400A则I_{act.1.prim}≥1.2400=480A则I_{act.1.prim}≥1.2400=480A取两者较大值，故I_{act.1.prim}=635.3A折算到二次侧：I_{act.1}=635.3/(400/5)=635.3/80=7.94A动作时限：t1=t2+Δt。已知保护2为末端，其过电流保护动作时限可取最小值（如0.5s），则t1=0.5+0.5=1.0s。因此，保护1的过电流保护动作电流（二次侧）整定为7.94A，动作时限整定为1.0s。2.某110kV线路，采用三段式相间距离保护，已知：线路阻抗Z_{AB}=10Ω（二次值），阻抗角φ_L=75°。距离I段可靠系数取0.85。与相邻线路配合，相邻线路阻抗Z_{BC}=12Ω（二次值），距离II段可靠系数取0.8，分支系数K_b=0.8（助增）。距离III段按躲过最小负荷阻抗整定，最小负荷阻抗Z_{L.min}=40Ω（二次值），负荷功率因数角φ_{load}=30°，可靠系数取1.2，返回系数取1.15，自启动系数取2。阻抗继电器最大灵敏角φ_{sen}=75°。试计算距离保护I、II、III段的整定阻抗值（二次值）。答案：（1）距离I段：Z_{set.I}=K_{rel}^IZ_{AB}=0.8510=8.5Ω（1）距离I段：Z_{set.I}=K_{rel}^IZ_{AB}=0.8510=8.5Ω（2）距离II段：应躲过相邻线路BC末端短路。首先，与相邻线路距离I段配合：Z_{set.II}=K_{rel}^{II}(Z_{AB}+K_bZ_{set.BC.I})首先，与相邻线路距离I段配合：Z_{set.II}=K_{rel}^{II}(Z_{AB}+K_bZ_{set.BC.I})其中Z_{set.BC.I}=0.8512=10.2Ω其中Z_{set.BC.I}=0.8512=10.2Ω则Z_{set.II}=0.8(10+0.810.2)=0.8(10+8.16)=0.818.16=14.53Ω则Z_{set.II}=0.8(10+0.810.2)=0.8(10+8.16)=0.818.16=14.53Ω还需校验灵敏度：K_{sen}=Z_{set.II}/Z_{AB}=14.53/10=1.453>1.3，满足要求。（3）距离III段：按躲过最小负荷阻抗整定。采用全阻抗继电器特性时，Z_{set.III}=Z_{L.min}/(K_{rel}K_{ss}K_{re})=40/(1.221.15)≈40/2.76≈14.49Ω采用全阻抗继电器特性时，Z_{set.III}=Z_{L.min}/(K_{rel}K_{ss}K_{re})=40/(1.221.15)≈40/2.76≈14.49Ω但距离保护通常采用方向阻抗继电器，需考虑阻抗角的影响。最小负荷阻抗角为30°，而继电器最大灵敏角为75°。当测量阻抗角与最大灵敏角不一致时，动作阻抗会减小。因此，整定阻抗应换算到最大灵敏角方向：Z_{set.III}’=Z_{L.min}/(K_{rel}K_{ss}K_{re}cos(φ_{sen}φ_{load}))=40/(1.221.15cos(75°-30°))Z_{set.III}’=Z_{L.min}/(K_{rel}K_{ss}K_{re}cos(φ_{sen}φ_{load}))=40/(1.221.15cos(75°-30°))cos45°≈0.7071则Z_{set.III}’≈40/(2.760.7071)≈40/1.952≈20.49Ω则Z_{set.III}’≈40/(2.760.7071)≈40/1.952≈20.49Ω取Z_{set.III}=20.49Ω。综上，I段整定阻抗为8.5Ω，II段为14.53Ω，III段为20.49Ω（均为二次值，方向阻抗继电器特性，最大灵敏角75°）。六、分析应用题（每题12分，共24分）1.某220kV双回线线路L1、L2，配置了分相电流差动保护作为主保护，同时配置了阶段式距离保护作为后备保护。在运行中，线路L1发生A相瞬时性接地故障。请分析：（1）分相电流差动保护的动作行为。（2）假设电流差动保护因通道异常退出，阶段式距离保护应如何动作？画出简化网络图，并说明距离I、II、III段的动作逻辑。（3）故障切除后，自动重合闸装置如何动作？若为永久性故障，保护又如何动作？答案：（1）分相电流差动保护通过比较线路两侧A相电流的幅值和相位。当L1线路A相发生接地故障时，两侧A相电流在故障点汇合，差动电流（两侧电流相量和）显著大于制动电流，保护判为区内故障，瞬时动作跳开线路L1两侧的A相断路器。（2）若差动保护退出，则由阶段式距离保护作为主保护动作。简化网络为：电源S1—断路器1—线路L1—断路器2—电源S2（并列运行）。L1线路A相故障。距离I段：保护测量阻抗小于I段整定阻抗（通常为线路阻抗的80~85%），瞬时动作跳开本侧（断路器1）A相。对侧（断路器2）距离I段同样满足条件，也瞬时跳闸。距离II段：若故障位于I段保护范围末端以外（例如靠近对侧母线），则本侧I段不动作，启动II段。II段整定阻抗延伸至相邻线路首端一部分，带较短延时（如0.3~0.5s）动作跳闸。同时，II段作为相邻线路的远后备。距离III段：作为本线路和相邻线路的远后备，按躲过最小负荷阻抗整定，动作时限最长。动作逻辑：故障启动→测量阻抗计算→若Z<Zset.I，则t=0s跳闸；若Zset.II<Z<Zset.I，则经tII延时跳闸；若Zset.III<Z<Zset.II，则经tIII延时跳闸。（3）故障切除后，线路转入无电流状态。单相重合闸启动，经预设重合闸延时（如0.8~1.2s）后，发出合闸命令，重合A相断路器。若为瞬时性故障，重合成功，线路恢复三相运行。若为永久性故障，则A相再次流过故障电流。此时，保护将再次动作。对于配置了重合后加速的保护（如距离保护III段加速或独立的加速段），将不经时限瞬时跳开三相断路器，并不再重合。若未配置后加速，则可能由带时限的保护段（如距离II段或III段）再次跳闸，但会跳开三相。2.一台Y/Δ-11接线的降压变压器，额定容量31.5MVA，电压比为110±2×2.5%/10.5kV，拟装设数字式纵差动保护。已知高压侧（Y侧）电流互感器变比为300/5，低压侧（Δ侧）电流互感器变比为2000/5。请分析并解答：（1）说明变压器纵差动保护中，为何需要进行相位校正和幅值平衡调整。（2）若采用数字算法在软件中进行调整，计算高压侧和低压侧电流互感器的计算变比（即保护装置中设定的变比），并说明软件中相位补偿的方法（以高压侧为基准）。（3）简述数字式纵差动保护中，如何识别并防止变压器励磁涌流引起的误动。答案：（1）相位校正原因：Y/Δ-11接线的变压器，两侧线电流存在30°的相位差。如果不进行校正，即使变压器正常运行或外部故障，差动回路中也会产生很大的差流，导致保护误动。幅值平衡调整原因：变压器两侧电压等级、绕组接线方式不同，导致两侧额定电流不同，且电流互感器实际变比可能不是标准值，使得流入差动保护装置的两侧二次电流幅值不等，产生不平衡电流，需要通过调整使其在正常运行时平衡。（2）计算变压器额定电流：高压侧（Y）额定电流：I_{1n}=S_n/(√3U_{1n})=31.5×10^6/(√3110×10^3)≈165.3A高压侧（Y）额定电流：I_{1n}=S_n/(√3U_{1n})=31.5×10^6/(√3110×10^3)≈165.3A低压侧（Δ）额定电流：I_{2n}=S_n/(√3U_{2n})=31.5×10^6/(√310.5×10^3)≈1732.1A低压侧（Δ）额定电流：I_{2n}=S_n/(√3