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2025年电气工程保护装置调试技巧试题及答案

一、选择题（每题 3 分，共 30 分）
1. 以下哪种保护装置主要用于保护电气设备的过载？（ ）
A. 电流速断保护 B. 过电流保护 C. 差动保护 D. 零序保护
答案：B
解析：过电流保护是按躲过被保护设备的最大负荷电流来整定的，它在被保护设备出现过载时动作，能保护电气设备的过载。电流速断保护是按短路电流的速断值整定，用于快速切除近处短路；差动保护主要用于保护变压器等设备的内部短路；零序保护用于接地短路保护。

2. 保护装置调试时，校验电流互感器变比的目的是（ ）。
A. 确保测量准确 B. 防止保护误动作 C. 提高保护灵敏度 D. 以上都是
答案：D
解析：校验电流互感器变比，能保证测量的电流准确，进而保证保护装置对电流的测量准确，防止因变比不准确导致保护误动作，同时合适的变比能提高保护装置对故障电流的检测灵敏度。

3. 保护装置的动作时间与短路电流大小有关的是（ ）。
A. 定时限过电流保护 B. 反时限过电流保护 C. 电流速断保护 D. 差动保护
答案：B
解析：反时限过电流保护的动作时间与短路电流大小成反比，短路电流越大，动作时间越短。定时限过电流保护动作时间是固定的；电流速断保护动作时间极短，与短路电流大小无关；差动保护主要基于电流差值动作，动作时间与短路电流大小关系不紧密。

4. 对于中性点直接接地系统，应装设（ ）保护。
A. 零序电流 B. 负序电流 C. 正序电流 D. 以上都不需要
答案：A
解析：在中性点直接接地系统中，发生接地短路时会出现零序电流，装设零序电流保护能快速、灵敏地切除接地短路故障。负序电流保护用于不对称短路等情况；正序电流保护一般不是针对接地短路的主要保护方式。

5. 保护装置调试中，检验继电器的动作电压是为了（ ）。
A. 检查继电器是否能可靠动作 B. 确定继电器的动作特性 C. 防止继电器误动作 D. 以上都是
答案：D
解析：检验继电器的动作电压，可检查其是否能在规定电压下可靠动作，确定其动作特性，同时防止因动作电压异常导致误动作。

6. 以下哪种保护装置不属于主保护？（ ）
A. 纵联差动保护 B. 距离保护 C. 过电流保护 D. 高频保护
答案：C
解析：主保护是能快速切除被保护设备全长范围内故障的保护。纵联差动保护、距离保护、高频保护都能快速切除较大范围的故障，属于主保护。过电流保护动作时间较长，一般作为后备保护。

7. 保护装置调试时，模拟单相接地短路故障，应检查（ ）动作情况。
A. 零序电流保护 B. 过电流保护 C. 差动保护 D. 电流速断保护
答案：A
解析：在模拟单相接地短路故障时，零序电流保护会因为接地短路产生的零序电流而动作，所以应检查其动作情况。过电流保护、差动保护、电流速断保护在单相接地短路时不一定动作。

8. 保护装置的灵敏系数应（ ）。
A. 大于 1 B. 等于 1 C. 小于 1 D. 无所谓
答案：A
解析：灵敏系数大于 1 才能保证保护装置在故障时能可靠动作，准确检测到故障。若灵敏系数等于 1 或小于 1，可能在故障时无法及时动作或根本不动作。

9. 对于变压器的差动保护，不平衡电流产生的原因不包括（ ）。
A. 变压器两侧电流互感器变比不同 B. 变压器励磁涌流 C. 短路电流 D. 电流互感器的误差
答案：C
解析：变压器两侧电流互感器变比不同、变压器励磁涌流、电流互感器的误差都会导致差动保护出现不平衡电流。短路电流不是不平衡电流产生的原因。

10. 保护装置调试后，应进行（ ）试验。
A. 整组传动 B. 绝缘电阻测试 C. 耐压试验 D. 以上都是
答案：D
解析：整组传动试验可检验保护装置的动作逻辑是否正确；绝缘电阻测试能检查装置的绝缘性能；耐压试验可进一步检测装置的绝缘耐受能力，这些试验都是保护装置调试后需要进行的。

二、填空题（每题 2 分，共 20 分）
1. 保护装置的基本要求是（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。
答案：选择性、速动性、灵敏性、可靠性
解析：选择性要求保护装置仅动作于故障设备，不影响非故障设备运行；速动性是能快速切除故障，减少设备损坏和停电时间；灵敏性指对故障有足够的反应能力；可靠性保证保护装置在规定条件和时间内可靠动作和不动作。

2. 电流速断保护的动作电流按（ ）来整定。
答案：躲过被保护线路末端短路时可能出现的最大短路电流
解析：这样能保证在被保护线路末端发生短路时，电流速断保护可靠动作，同时又不会在正常运行时误动作。

3. 定时限过电流保护的动作时间是（ ）的。
答案：固定
解析：定时限过电流保护的动作时间是按照预先设定的固定时间动作，与短路电流大小无关。

4. 零序电流保护的动作电流应躲过（ ）。
答案：被保护线路的最大负荷电流
解析：防止在正常运行时，由于负荷电流产生的不平衡零序电流导致保护误动作。

5. 保护装置调试中，检验继电器的返回系数是为了检查继电器的（ ）性能。
答案：返回
解析：返回系数反映继电器动作后返回的能力，检验返回系数可确保继电器在故障消除后能可靠返回，恢复到正常状态。

6. 对于双侧电源网络，为了实现快速切除故障，可采用（ ）保护。
答案：纵联差动保护或高频保护
解析：纵联差动保护通过比较线路两侧电流的大小和相位来快速判断故障并动作；高频保护利用高频信号传递两侧的故障信息，实现快速切除故障。

7. 保护装置的二次回路包括（ ）回路、（ ）回路、（ ）回路等。
答案：测量、控制、信号
解析：测量回路用于测量电气量；控制回路实现对断路器等设备的控制；信号回路用于发出各种信号，如保护动作信号、异常信号等。

8. 变压器差动保护中，为了减小不平衡电流，可采用（ ）等措施。
答案：采用平衡绕组、提高保护装置的动作电流、减小电流互感器的误差等
解析：采用平衡绕组可补偿不平衡电流；提高保护装置动作电流能避免一些较小不平衡电流导致误动作；减小电流互感器误差可降低因互感器不准确产生的不平衡电流。

9. 保护装置调试时，应检查保护装置的（ ）是否正确。
答案：动作逻辑
解析：动作逻辑正确是保护装置能正常工作的关键，检查动作逻辑可确保保护装置在不同故障情况下能按照预定的逻辑动作。

10. 距离保护是利用（ ）与（ ）的关系构成的保护装置。
答案：测量阻抗、整定阻抗
解析：当测量阻抗小于整定阻抗时，距离保护动作，能反映故障点到保护安装处的距离，实现有选择性的保护。

三、简答题（每题 10 分，共 30 分）
1. 简述过电流保护的工作原理及动作过程。
答案：过电流保护是按躲过被保护设备的最大负荷电流来整定的。当线路发生短路时，短路电流增大，超过了过电流保护的动作电流，保护装置动作。其动作过程为：短路电流通过电流互感器，使二次侧电流增大，当二次侧电流大于过电流保护继电器的动作电流时，继电器动作，其常开触点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸，切除故障线路。
解析：过电流保护是一种常见的保护方式，通过整定动作电流来区分正常负荷电流和短路电流，当短路电流出现时，利用电流互感器将大电流转换为二次侧小电流，驱动继电器动作，进而实现对故障线路的切除。

2. 说明保护装置调试中检验绝缘电阻的重要性及测试方法。
答案：检验绝缘电阻的重要性在于：能检查保护装置二次回路的绝缘状况，防止因绝缘损坏导致保护误动作或发生安全事故。测试方法：使用绝缘电阻表，将绝缘电阻表的测试线分别连接到保护装置二次回路的不同部位，如电流回路、电压回路、直流回路等，按照绝缘电阻表的使用说明进行测量，读取绝缘电阻值。一般要求绝缘电阻值不低于规定标准，如对于额定电压为 100V 以下的回路，绝缘电阻值不应低于 2MΩ；对于额定电压为 100V 以上的回路，绝缘电阻值不应低于 1MΩ。
解析：绝缘电阻是保护装置正常运行的重要指标，通过定期检验可及时发现绝缘问题，保障装置安全可靠。绝缘电阻表的使用能方便快捷地获取绝缘电阻值，不同电压等级的回路有相应的绝缘电阻标准要求。

3. 简述变压器差动保护中不平衡电流产生的原因及减小不平衡电流的措施。
答案：不平衡电流产生的原因：变压器两侧电流互感器变比不同；变压器励磁涌流；电流互感器的误差。减小不平衡电流的措施：采用平衡绕组；提高保护装置的动作电流；减小电流互感器的误差；利用速饱和变流器来抑制励磁涌流等。
解析：不平衡电流会影响变压器差动保护的动作准确性，了解其产生原因并采取相应措施能有效提高保护性能。平衡绕组可补偿变比不同等因素产生的不平衡电流，提高动作电流能避免一些较小不平衡电流导致误动作，减小电流互感器误差和抑制励磁涌流都有助于减小不平衡电流。

四、分析题（15 分）
某工厂供电系统中，一台变压器采用差动保护。在调试过程中，发现差动保护经常误动作。请分析可能导致误动作的原因，并提出相应的解决措施。
答案：可能导致误动作的原因：
1. 变压器两侧电流互感器变比不同，产生不平衡电流，导致差动保护误动作。
2. 变压器励磁涌流较大，超过了差动保护的整定值，引起误动作。
3. 电流互感器的误差较大，使二次电流不准确，造成差动保护误判。
4. 差动保护装置本身的故障，如元件损坏、动作逻辑错误等。

解决措施：
1.核对变压器两侧电流互感器变比，若不同，进行调整或采用平衡绕组来减小不平衡电流。
2.采用速饱和变流器等措施抑制励磁涌流，或者适当提高差动保护的动作电流。
3.校验电流互感器，减小其误差，保证二次电流准确。
4.对差动保护装置进行全面检查，更换损坏元件，重新校验动作逻辑。
解析：在实际调试中，需要综合考虑多种可能导致差动保护误动作的因素。电流互感器变比问题、励磁涌流、互感器误差以及装置本身故障都可能引发误动作，针对不同原因采取相应解决措施，能有效解决差动保护误动作的问题，保障供电系统安全稳定运行。

五、设计题（5 分）
设计一个简单的过电流保护装置，说明其组成部分及工作原理。
答案：组成部分：电流互感器、过电流继电器、时间继电器、信号继电器、断路器跳闸线圈等。工作原理：电流互感器将一次侧的大电流转换为二次侧的小电流，当线路发生短路时，短路电流增大，二次侧电流超过过电流继电器的动作电流，过电流继电器动作，其常开触点闭合。常开触点闭合后，接通时间继电器的电源，时间继电器开始计时，当达到预定的动作时间后，时间继电器的常开触点闭合，接通信号继电器的电源，信号继电器动作，发出信号，同时其常开触点闭合，接通断路器跳闸线圈的电源，使断路器跳闸，切除故障线路。
解析：过电流保护装置通过各组成部分协同工作，利用电流互感器检测电流变化，过电流继电器判断是否达到动作电流，时间继电器控制动作时间，信号继电器发出信号并通过断路器跳闸线圈实现对故障线路的切除，是一种可靠的保护方式。