繼電保護工專業理論模擬練習題與答案一、單項選擇題（每題2分，共20題）1.下列關于繼電保護“主保護”的描述，正確的是（）。A.主保護是用于切除相鄰元件故障的保護B.主保護是本元件的主要保護，能快速切除區內故障C.主保護需與后備保護配合使用，不能單獨動作D.主保護僅在系統最大運行方式下動作答案：B解析：主保護是被保護元件的主要保護，能快速、有選擇地切除被保護元件范圍內的故障，無需依賴其他保護（后備保護是主保護或斷路器拒動時的補充）。2.電流互感器（TA）二次側嚴禁開路的主要原因是（）。A.二次側開路會導致二次電流過大，燒毀設備B.二次側開路會在二次繞組感應高電壓，危及人身和設備安全C.二次側開路會導致一次電流無法傳輸到二次側D.二次側開路不影響保護動作，但會影響測量精度答案：B解析：TA二次側開路時，一次電流全部用于勵磁，鐵芯嚴重飽和，二次繞組感應出數千伏高電壓，可能擊穿絕緣并危及人員安全。3.方向過流保護中，方向元件的作用是（）。A.防止反向故障時保護誤動B.提高保護的靈敏度C.縮短保護的動作時間D.擴大保護的范圍答案：A解析：方向元件通過判斷故障電流的方向（相對于母線電壓的相位），僅允許正向故障時保護動作，避免反向故障時保護誤動。4.110kV中性點直接接地系統中，發生單相接地故障時，零序電流的大小主要取決于（）。A.系統的正序阻抗B.故障點的過渡電阻C.系統的零序阻抗D.發電機的負序電抗答案：C解析：零序電流的大小由故障點零序電壓與系統零序阻抗的比值決定，中性點直接接地系統中，零序阻抗主要由變壓器中性點接地數量和線路零序參數決定。5.距離保護Ⅰ段的整定原則是（）。A.保護本線路全長，動作時間0.5sB.保護本線路80%-85%，無延時動作C.保護相鄰線路全長，動作時間1.5sD.保護本線路末端，動作時間與相鄰線路保護配合答案：B解析：距離保護Ⅰ段按被保護線路末端短路時的測量阻抗整定，可靠系數取0.8-0.85，因此保護范圍為線路全長的80%-85%，無延時動作以快速切除故障。6.單側電源線路的三相一次重合閘，重合閘的動作條件不包括（）。A.斷路器因故障跳閘B.故障為瞬時性C.斷路器手動跳閘D.重合閘裝置投入運行答案：C解析：手動跳閘時重合閘不應動作（避免手動切除故障后誤重合），其他情況（保護跳閘、瞬時性故障、裝置投入）是重合閘動作的必要條件。7.變壓器縱差保護中，不平衡電流的主要來源不包括（）。A.變壓器勵磁涌流B.各側TA變比誤差C.變壓器帶負荷運行時的負荷電流D.各側TA型號不同導致的誤差答案：C解析：不平衡電流主要由TA變比誤差、TA型號差異、變壓器勵磁涌流、變壓器分接頭調整等引起；正常負荷電流會被制動線圈平衡，不會產生明顯不平衡電流。8.母線完全差動保護的保護范圍是（）。A.母線所有連接元件的斷路器外側B.母線所有連接元件的斷路器內側（靠近母線側）C.母線本身及所有連接元件的全部D.母線本身及連接元件的引出線答案：B解析：完全差動保護將母線所有連接元件的TA二次側同極性端并聯，保護范圍為TA與母線之間的區域（即斷路器內側到母線的部分）。9.線路縱聯保護中，采用光纖通道的主要優點是（）。A.抗電磁干擾能力強B.通道成本低C.無需考慮衰耗D.適用于長距離線路答案：A解析：光纖通道以光信號傳輸，不受電磁干擾影響，可靠性高；缺點是成本較高，需專門敷設光纖。10.發電機定子繞組相間短路的主保護是（）。A.定子接地保護B.縱聯差動保護C.失磁保護D.過負荷保護答案：B解析：縱聯差動保護能快速、靈敏地切除發電機定子繞組及其引出線的相間短路故障，是相間短路的主保護。11.零序電流Ⅲ段保護的主要作用是（）。A.作為本線路的瞬時主保護B.作為本線路的近后備和相鄰線路的遠后備C.僅保護線路全長D.用于檢測高阻接地故障答案：B解析：零序Ⅲ段整定值較?。ò炊氵^最大不平衡電流），動作時間與相鄰線路零序保護配合，可作為本線路的近后備（主保護拒動時）和相鄰線路的遠后備（相鄰保護拒動時）。12.微機保護裝置中，模數轉換（A/D）的作用是（）。A.將模擬量轉換為數字量，供CPU處理B.將數字量轉換為模擬量，驅動出口繼電器C.放大輸入信號，提高靈敏度D.濾除高頻干擾，保證信號穩定答案：A解析：微機保護需將TA/TV輸出的模擬電信號（電流、電壓）轉換為數字量，才能由CPU進行邏輯運算和判斷。13.變壓器瓦斯保護的主要保護對象是（）。A.變壓器繞組相間短路B.變壓器油箱內部的各種故障（如匝間短路、鐵芯燒損）C.變壓器引出線短路D.變壓器過負荷答案：B解析：瓦斯保護通過檢測變壓器內部故障產生的氣體或油流變化動作，能反映油箱內部的匝間短路、鐵芯故障、油面降低等，是內部故障的主保護。14.距離保護中，阻抗繼電器采用“偏移特性”的主要目的是（）。A.提高保護的靈敏度B.防止正向出口短路時拒動C.擴大保護范圍D.避免反向故障時誤動答案：B解析：正向出口短路時，母線電壓接近零，阻抗繼電器可能因測量阻抗不準確而拒動；偏移特性向反向偏移一小部分，可確保出口短路時可靠動作。15.線路縱聯電流差動保護的動作判據是（）。A.本側電流與對側電流的相位差B.本側電流與對側電流的幅值差C.本側電流與對側電流的矢量和（差流）D.本側電流與對側電流的頻率差答案：C解析：縱聯差動保護通過比較線路兩側電流的矢量和（差流），當差流超過整定值時動作（正常運行或區外故障時差流很小，區內故障時差流等于故障電流）。16.重合閘后加速保護的特點是（）。A.重合閘前加速保護動作時間短，適用于單電源線路B.重合閘后加速保護僅在重合于永久性故障時快速動作C.重合閘后加速保護需與相鄰保護配合，動作時間較長D.重合閘后加速保護在正常跳閘時也會加速動作答案：B解析：后加速保護在重合閘動作后，若故障為永久性，保護以無延時（或短延時）動作切除故障，避免多次承受短路電流沖擊。17.發電機失磁保護的主要判據是（）。A.機端電壓升高，定子電流降低B.機端電壓降低，定子電流升高，功率因數進相C.轉子電流升高，有功功率降低D.定子繞組溫度升高答案：B解析：發電機失磁后，轉子磁場減弱，定子電壓降低，為維持有功輸出，定子電流增大，功率因數變為進相（吸收無功），這是失磁保護的主要判據。18.母線不完全差動保護與完全差動保護的主要區別是（）。A.不完全差動保護僅接入部分連接元件的TAB.不完全差動保護動作時間更長C.不完全差動保護靈敏度更高D.不完全差動保護不考慮不平衡電流答案：A解析：不完全差動保護通常用于連接元件較多的母線，僅接入電源元件（如發電機、變壓器）的TA，負荷元件（如線路）的TA不接入，以簡化接線。19.電流保護中，限時電流速斷保護（Ⅱ段）的整定原則是（）。A.躲過本線路末端最大短路電流B.躲過相鄰線路末端最大短路電流，并與相鄰線路電流速斷保護配合C.躲過最大負荷電流D.躲過最小短路電流答案：B解析：限時電流速斷保護（Ⅱ段）的整定值需小于相鄰線路電流速斷保護（Ⅰ段）的整定值，動作時間比相鄰Ⅰ段大一個時間級差（通常0.5s），以保證選擇性。20.變壓器復合電壓閉鎖過電流保護中，“復合電壓”的組成是（）。A.相間低電壓和負序電壓B.零序電壓和相間低電壓C.負序電壓和零序電壓D.正序電壓和負序電壓答案：A解析：復合電壓由相間低電壓（反映對稱故障時電壓降低）和負序電壓（反映不對稱故障時出現負序分量）組成，用于閉鎖過電流保護，提高靈敏度。二、多項選擇題（每題3分，共10題）1.繼電保護裝置的基本要求包括（）。A.選擇性B.速動性C.靈敏性D.可靠性答案：ABCD解析：繼電保護的“四性”要求：選擇性（僅切除故障元件）、速動性（快速切除故障）、靈敏性（對區內故障有足夠反應能力）、可靠性（不拒動、不誤動）。2.以下屬于電流保護接線方式的有（）。A.三相完全星形接線B.兩相不完全星形接線C.兩相電流差接線D.零序電流接線答案：ABC解析：電流保護常用接線方式包括三相完全星形（YN,d11變壓器后）、兩相不完全星形（廣泛用于中性點非直接接地系統）、兩相電流差（用于6-10kV線路）；零序電流接線是獨立的零序保護方式，不屬于常規電流保護接線。3.影響距離保護正確動作的因素包括（）。A.過渡電阻B.系統振蕩C.電壓互感器二次回路斷線D.電流互感器飽和答案：ABCD解析：過渡電阻可能使測量阻抗增大（導致保護范圍縮短或拒動）；系統振蕩時測量阻抗周期性變化（可能誤動）；TV二次斷線導致電壓消失（阻抗繼電器誤判）；TA飽和導致電流畸變（測量阻抗計算錯誤）。4.變壓器縱差保護需要考慮的特殊問題有（）。A.勵磁涌流導致的不平衡電流B.各側TA變比不同導致的不平衡電流C.變壓器分接頭調整導致的不平衡電流D.負荷電流導致的不平衡電流答案：ABC解析：勵磁涌流（空載合閘時）含大量非周期分量和二次諧波，需通過諧波制動躲過；各側TA變比無法完全匹配（如Y,d11接線需相位補償）；分接頭調整改變變比，需重新計算平衡系數；正常負荷電流產生的差流很小，無需特殊考慮。5.母線差動保護中，不平衡電流的產生原因包括（）。A.各連接元件TA變比誤差B.TA型號不同導致的特性差異C.區外故障時TA飽和D.母線對地電容電流答案：ABC解析：TA變比誤差、型號差異（如飽和特性不同）會導致二次電流不一致；區外故障時短路電流大，TA可能飽和，二次電流畸變，產生不平衡電流；母線對地電容電流（小電流系統）主要影響零序保護，對母線差動保護（基于工頻電流）影響可忽略。6.微機保護裝置的硬件通常包括（）。A.數據采集系統（A/D轉換）B.中央處理器（CPU）C.開關量輸入/輸出系統D.通信接口答案：ABCD解析：微機保護硬件由數據采集（模擬量轉數字量）、CPU（邏輯運算）、開關量I/O（輸入信號、出口跳閘）、通信接口（與監控系統交互）等組成。7.自動重合閘的啟動方式有（）。A.保護跳閘啟動B.斷路器位置不對應啟動C.手動合閘啟動D.遙控跳閘啟動答案：AB解析：重合閘通常由保護跳閘（故障跳閘）或斷路器位置不對應（如斷路器偷跳）啟動；手動合閘或遙控跳閘時不應重合（避免重合于人為切除的故障）。8.零序電流保護相比相間電流保護的優點有（）。A.靈敏度高（零序電流受運行方式影響?。〣.動作時間短C.能反映所有類型的短路故障D.不受系統振蕩影響答案：AD解析：零序電流僅在接地故障時出現，其大小主要由零序阻抗決定（受運行方式影響?。虼遂`敏度更高；系統振蕩時無零序分量，零序保護不會誤動；但零序保護無法反映相間短路（無零序電流），動作時間需與相鄰保護配合（不一定更短）。9.線路縱聯保護按通道類型可分為（）。A.電力線載波縱聯保護B.光纖縱聯保護C.微波縱聯保護D.導引線縱聯保護答案：ABCD解析：縱聯保護通道包括電力線載波（利用高壓線路傳輸高頻信號）、光纖（光信號）、微波（無線通信）、導引線（專用電纜）等。10.發電機定子繞組單相接地保護的方式包括（）。A.基波零序電壓保護B.三次諧波電壓保護C.縱聯差動保護D.失磁保護答案：AB解析：基波零序電壓保護用于反映15%以上的定子繞組接地故障（中性點附近不靈敏）；三次諧波電壓保護利用中性點與機端三次諧波電壓的比值變化，反映中性點附近的接地故障；兩者配合可實現100%定子接地保護。三、判斷題（每題1分，共10題）1.主保護必須與后備保護配合使用，不能單獨切除故障。（）答案：×解析：主保護是被保護元件的主要保護，可獨立、快速切除區內故障；后備保護僅在主保護或斷路器拒動時動作。2.電流互感器二次側開路會導致二次電壓升高，但不會影響保護裝置。（）答案：×解析：TA二次開路會產生高電壓，可能擊穿二次回路絕緣，導致保護裝置誤動或損壞。3.方向過流保護中，方向元件動作的條件是故障電流從母線流向線路（正向）。（）答案：√解析：方向元件通過比較電流與電壓的相位，僅當電流從母線流向線路（正向故障）時允許保護動作。4.零序電流保護受系統運行方式變化的影響比相間電流保護小。（）答案：√解析：零序阻抗主要由變壓器中性點接地數量和線路參數決定，運行方式變化（如發電機投退）對零序阻抗影響較小，因此零序電流保護的整定值受運行方式影響小。5.距離保護Ⅰ段的保護范圍是本線路全長，動作時間為0.5s。（）答案：×解析：距離保護Ⅰ段保護本線路的80%-85%，無延時動作（0s），以快速切除故障。6.重合閘前加速保護適用于多電源復雜電網，后加速適用于單電源簡單電網。（）答案：×解析：前加速保護動作時間短（無延時），但可能誤跳非故障線路，適用于單電源簡單電網；后加速保護在重合后加速動作，選擇性更好，適用于多電源復雜電網。7.變壓器差動保護能反映繞組的匝間短路故障。（）答案：×解析：匝間短路時，短路電流僅在繞組內部循環，差動保護的差流可能較?。ㄎ闯^整定值），需由瓦斯保護反映。8.母線完全差動保護的保護范圍是母線所有連接元件的外側（遠離母線側）。（）答案：×解析：完全差動保護的范圍是TA與母線之間的區域（即斷路器內側到母線的部分），不包括連接元件的外側。9.縱聯保護屬于主保護，能快速切除線路全長故障。（）答案：√解析：縱聯保護通過比較線路兩側電氣量（電流、方向等），能無延時切除線路任何位置的故障，是線路的主保護。10.發電機失磁保護僅反應轉子回路的勵磁電流消失，與機端電壓無關。（）答案：×解析：失磁保護需綜合判斷勵磁電流降低（或消失）、機端電壓降低、定子電流增大、功率因數進相等多個判據，不能僅依賴勵磁電流。四、簡答題（每題5分，共5題）1.簡述繼電保護的四個基本要求及其含義。答案：（1）選擇性：僅切除故障元件，非故障元件繼續運行；（2）速動性：快速切除故障（減少設備損壞和系統失穩風險）；（3）靈敏性：對保護區內故障有足夠反應能力（用靈敏系數衡量）；（4）可靠性：正常運行時不誤動，故障時不拒動。2.電流速斷保護（Ⅰ段）的優缺點及改進措施。答案：優點：動作迅速（無延時）、簡單可靠；缺點：保護范圍受運行方式影響大（最大運行方式下保護范圍大，最小運行方式下可能縮小甚至無保護）、不能保護線路全長；改進措施：增設限時電流速斷保護（Ⅱ段）作為補充，保護線路全長并與相鄰保護配合。3.零序電流保護與相間電流保護的主要區別。答案：（1）故障類型：零序保護僅反應接地故障，相間保護反應相間短路；（2）電流來源：零序電流由接地故障點零序電壓產生（需中性點接地），相間電流由電源提供；（3）靈敏度：零序電流受運行方式影響小，靈敏度更高；（4）受過渡電阻影響：零序保護受過渡電阻影響較?。阈蜃杩勾?，過渡電阻分壓?。?，相間保護受影響較大。4.距離保護中，阻抗繼電器的作用及常用特性。答案：作用：測量故障點到保護安裝處的阻抗（Z=U/I），判斷故障是否在保護區內；常用特性：（1）圓特性（包括方向圓、偏移圓、全阻抗圓）；（2）四邊形特性（提高躲負荷能力）；（3）橄欖特性（兼顧躲負荷和出口短路靈敏度）。5.變壓器縱差保護與瓦斯保護的配合關系。答案：（1）縱差保護：反映繞組、引出線的相間短路、接地短路及嚴重匝間短路（差流大時動作）；（2）瓦斯保護：反映油箱內部的輕微匝間短路、鐵芯故障、油面降低（產生氣體或油流）；（3）配合：縱差保護作為變壓器內部及引出線故障的主保護，瓦斯保護作為內部故障的補充，兩者共同構成變壓器的主保護（縱差保護不能反映輕微匝間短路，瓦斯保護不能反映引出線故障）。五、計算題（每題10分，共2題）1.某110kV線路，最大運行方式下線路末端三相短路電流為3.5kA，最小運行方式下線路末端三相短路電流為2.8kA，線路最大負荷電流為1.2kA，電流速斷保護可靠系數取1.2，限時電流速斷保護可靠系數取1.1，時間級差取0.5s。計算：（1）電流速斷保護（Ⅰ段）的動作電流；（2）若相鄰線路電流速斷保護（Ⅰ段）的動作電流為4.0kA，計算本線路限時電流速斷保護（Ⅱ段）的動作電流及動作時間。答案：（1）電流速斷保護Ⅰ段動作電流：I_op.Ⅰ=K_rel×I_k.max（線路末端三相短路電流）=1.2×3.5kA=4.2kA（2）限時電流速斷保護Ⅱ段動作電流需與相鄰線路Ⅰ段配合：I_op.Ⅱ=K_rel×I_op.Ⅰ（相鄰）=1.1×4.0kA=4.4kA動作時間：t_op.Ⅱ=t_op.Ⅰ（相鄰）+Δt=0s+0.5s=0.5s2.某10kV/35kV變壓器，接線組別為Y,d11，容量為10MVA，10kV側TA變比為600/5，35kV側TA變比為200/5。計算變壓器縱差保護的平衡系數及差動動作電流（可靠系數取1.3，最大不平衡電流取0.2倍額定電流）。答案：（1）計算各側額定電流：10kV側：I_N1=S/(√3×U_N1)=10×103/(√3×10)≈577.35A35kV側：I_N2=S/(√3×U_N2)=10×103/(√3×35)≈165.02A（2）計算各側TA二次額定電流：10kV側（Y接線）：I_2N1=I_N1/n_TA1=577.35/(600/5)≈4.81A35kV