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2025年电力系统继电保护原理与保护创新考试试卷及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.某220kV线路配置纵联电流差动保护，当区外发生三相金属性短路时，保护装置检测到两侧电流幅值差为0.1In（In为额定电流），相位差为175°，此时保护应：

A.立即动作跳闸

B.经延时跳闸

C.不动作

D.发告警信号

答案：C

解析：纵联电流差动保护的动作判据为差动电流大于制动电流（或整定值）。区外故障时，理论上差动电流应为两侧电流的向量差（因区外故障电流为穿越性），若幅值差仅0.1In且相位差接近180°（正常运行时差动电流主要由CT误差引起），此时差动电流未达到动作门槛，保护不动作。

2.新能源场站并网点配置的低电压穿越保护，其动作逻辑中“电压恢复时间”的核心设计依据是：

A.逆变器耐受过流能力

B.系统电压稳定需求

C.场站有功支撑能力

D.储能系统响应速度

答案：B

解析：低电压穿越保护需确保新能源场站在系统电压暂降时不脱网，以支撑系统电压恢复。电压恢复时间的设定需配合系统电压稳定特性，避免因场站过早脱网导致电压崩溃。

3.基于行波原理的特高压直流线路保护中，区分区内/区外故障的关键特征是：

A.行波极性

B.行波幅值

C.行波到达时间差

D.行波频率成分

答案：C

解析：特高压直流线路行波保护利用故障行波在两端母线的传播时间差（约为线路长度/光速）来判断故障位置。区外故障时，行波会经对侧母线反射，导致到达本端的行波时间差与区内故障不同。

4.数字式继电保护装置中，采样值（SV）同步误差超过5μs时，最可能影响的保护功能是：

A.过电流保护

B.距离保护Ⅰ段

C.纵联电流差动保护

D.零序过电压保护

答案：C

解析：纵联电流差动保护依赖两侧电流的同步采样，同步误差会导致差动电流计算偏差（ΔI=I1∠θ-I2∠(θ+Δθ)）。当Δθ超过一定阈值（如5μs对应220kV系统50Hz时相位差约0.09°，但对高灵敏度差动保护可能产生影响），可能导致误动或拒动。

5.某110kV变压器配置比率制动式差动保护，当外部短路电流为8In时，制动电流取两侧电流的较大值，此时制动系数整定为0.5，差动保护的最小动作电流应为：

A.0.3In

B.0.4In

C.0.5In

D.0.6In

答案：B

解析：比率制动特性为Id≥I0+K(Ir-I0)（I0为初始动作电流，K为制动系数）。外部短路时Ir=8In（取大值），为避免误动，需满足Id（由CT误差等引起）≤动作值。假设最大不平衡电流为0.2In（常规经验值），则动作值需大于0.2In。取I0=0.3In（常规初始值），则动作值=0.3+0.5(8-0.3)=0.3+3.85=4.15In（显然不合理，说明此处应直接考虑最小动作电流需躲过最大不平衡电流，即0.2In，但选项中无此答案。正确思路应为：比率制动差动保护的最小动作电流一般整定为(0.2~0.5)In，本题中外部短路时制动电流大，最小动作电流需满足在小电流（如空载合闸）时可靠动作，通常取0.4In，故选B）。

二、填空题（每空1分，共20分）

1.电力系统继电保护的“四性”要求是指______、______、______、______。

答案：选择性、速动性、灵敏性、可靠性

2.变压器励磁涌流的主要特征包括______、______、______。

答案：含有大量二次谐波、波形存在间断角、涌流幅值可达额定电流6-8倍

3.柔性直流电网中，故障电流的主要限制措施包括______、______、______。

答案：桥臂电抗器限流、直流断路器快速分断、子模块电容放电抑制

4.基于人工智能的继电保护算法中，常用的特征提取方法有______、______、______。

答案：小波变换、S变换、相空间重构

5.分布式新能源接入配电网后，导致传统电流保护的______和______特性发生改变，可能出现______或______问题。

答案：方向性、动作时限、拒动、误动

三、简答题（每题8分，共32分）

1.简述纵联距离保护与纵联电流差动保护的核心差异及适用场景。

答案：

核心差异：

（1）判据原理：纵联距离保护基于本侧阻抗测量结果（反映故障点到本侧的距离）与对侧信息（如允许跳闸信号）配合；纵联电流差动保护基于两侧电流的向量差（反映区内故障电流）。

（2）依赖信息：纵联距离保护需传递允许/闭锁信号（信息量小）；纵联电流差动保护需传递两侧电流采样值（信息量大，依赖高速通信）。

（3）受系统运行方式影响：