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2025年发电机纵差保护题试题及答案

一、选择题（每题 3 分，共 30 分）
1. 发电机纵差保护主要反映（ ）故障。
A. 定子绕组相间短路
B. 定子绕组匝间短路
C. 定子绕组单相接地
D. 转子绕组接地
答案：A
解析：发电机纵差保护是反映发电机定子绕组相间短路的主保护。

2. 发电机纵差保护的动作电流应躲过（ ）。
A. 最大负荷电流
B. 外部短路时的不平衡电流
C. 发电机的额定电流
D. 以上都是
答案：B
解析：动作电流需躲过外部短路时的不平衡电流，以保证外部短路时保护不误动。

3. 发电机纵差保护采用比率制动特性是为了（ ）。
A. 提高保护的灵敏度
B. 提高保护的可靠性
C. 躲过外部短路时的不平衡电流
D. 以上都不对
答案：C
解析：比率制动特性可有效躲过外部短路时的不平衡电流。

4. 发电机纵差保护的不平衡电流主要由（ ）引起。
A. 电流互感器的误差
B. 发电机两侧电流互感器变比不同
C. 短路电流的非周期分量
D. 以上都是
答案：D
解析：这些因素都会导致不平衡电流的产生。

5. 当发电机发生纵差保护范围内的故障时，保护装置应（ ）。
A. 迅速动作切除故障
B. 发出信号
C. 延时动作
D. 不动作
答案：A
解析：纵差保护动作应迅速切除故障，保障发电机安全。

6. 发电机纵差保护的动作时间一般为（ ）。
A. 0s
B. 0.1s
C. 0.2s
D. 0.5s
答案：A
解析：纵差保护是快速保护，动作时间一般为 0s。

7. 对于发电机纵差保护，以下说法正确的是（ ）。
A. 能反映定子绕组的所有故障
B. 只反映定子绕组相间短路
C. 能反映转子绕组的故障
D. 以上都不对
答案：B
解析：主要反映定子绕组相间短路。

8. 发电机纵差保护的灵敏度校验是用（ ）来进行的。
A. 最小运行方式下发电机出口两相短路电流
B. 最大运行方式下发电机出口三相短路电流
C. 额定电流
D. 以上都不对
答案：A
解析：用最小运行方式下发电机出口两相短路电流校验灵敏度。

9. 发电机纵差保护的二次回路接线应保证（ ）。
A. 两侧电流互感器的极性正确
B. 二次回路的绝缘良好
C. 二次回路的抗干扰能力强
D. 以上都是
答案：D
解析：这些都是保证保护正确动作的要求。

10. 当发电机纵差保护动作后，应检查（ ）。
A. 发电机两侧电流互感器
B. 发电机定子绕组
C. 保护装置动作情况
D. 以上都是
答案：D
解析：全面检查相关设备和保护装置动作情况，以便分析故障原因。

二、填空题（每题 3 分，共 15 分）
1. 发电机纵差保护是反映发电机定子绕组（ ）短路的主保护。
答案：相间
解析：这是纵差保护的主要保护对象。

2. 发电机纵差保护的动作电流应躲过（ ）电流。
答案：外部短路时的不平衡
解析：躲过不平衡电流才能保证保护正确动作。

3. 发电机纵差保护采用比率制动特性，其制动系数越大，保护的（ ）越高。
答案：可靠性
解析：制动系数大，在外部短路时更不易误动，可靠性提高。

4. 发电机纵差保护的不平衡电流主要由电流互感器误差、（ ）及短路电流非周期分量等引起。
答案：发电机两侧电流互感器变比不同
解析：这些是不平衡电流产生的主要原因。

5. 发电机纵差保护的二次回路接线应保证两侧电流互感器的（ ）正确。
答案：极性
解析：极性正确是保护正确动作的基础。

三、简答题（每题 10 分，共 30 分）
1. 简述发电机纵差保护的工作原理。
答案：发电机纵差保护是比较发电机机端和中性点侧电流的大小和相位。当发电机内部发生相间短路时，机端和中性点侧电流会出现明显差异，保护装置检测到这种差异超过整定值时，就会动作，迅速跳开发电机两侧的断路器，切除故障，从而保护发电机。
解析：通过比较两侧电流来判断内部短路故障，动作迅速切除故障保障发电机安全。

2. 发电机纵差保护为什么要采用比率制动特性？
答案：采用比率制动特性是为了躲过外部短路时的不平衡电流。在外部短路时，由于电流互感器的误差、两侧变比不同等原因会产生不平衡电流，比率制动特性可以根据短路电流的大小自动调整动作电流，使保护在外部短路时不误动，而在内部短路时能可靠动作。
解析：有效利用比率制动特性来提高保护在不同情况下的动作准确性。

3. 如何校验发电机纵差保护的灵敏度？
答案：用最小运行方式下发电机出口两相短路电流来校验。计算保护装置的动作电流与最小运行方式下发电机出口两相短路电流的比值，要求该比值小于规定的灵敏度系数，以保证保护在最小运行方式下发生两相短路时能可靠动作。
解析：通过特定运行方式下的短路电流来检验保护的灵敏程度。

四、分析题（每题 10 分，共 15 分）
1. 某发电机纵差保护在一次外部短路时误动作，试分析可能的原因。
答案：可能原因有：电流互感器二次回路极性接反，导致两侧电流相减错误，使保护误动；电流互感器变比选择不当，造成不平衡电流过大，超过保护整定值；保护装置的动作电流整定过小，未能躲过外部短路时的不平衡电流；二次回路存在绝缘损坏、短路等故障，影响电流测量准确性；保护装置本身存在故障，如元件损坏、逻辑错误等。
解析：从互感器、整定、回路及装置本身等方面分析误动原因。

2. 发电机纵差保护动作后，如何进行故障分析和处理？
答案：首先检查保护装置动作情况，如信号灯指示、动作报告等，确定保护确实动作。然后检查发电机两侧电流互感器，看其外观有无损坏、二次回路接线是否正确。接着检查发电机定子绕组，查看有无明显的短路点、绝缘损坏等迹象。还需检查一次系统，看是否存在其他相关故障。根据检查结果分析故障原因，若为互感器问题，更换或修复；若为定子绕组故障，需进一步诊断故障类型和位置，进行相应的维修处理；若为保护装置本身故障，联系专业人员检修。
解析：通过全面检查各相关部分来分析故障原因并进行针对性处理。

五、计算题（每题 20 分，共 20 分）
已知发电机纵差保护的动作电流整定计算式为\(I_{op}=K_{rel}I_{unb.max}\)，其中\(K_{rel}=1.3\)，\(I_{unb.max}=10A\)，求动作电流\(I_{op}\)的值。
答案：将\(K_{rel}=1.3\)，\(I_{unb.max}=10A\)代入公式\(I_{op}=K_{rel}I_{unb.max}\)，可得\(I_{op}=1.3×10 = 13A\)。
解析：直接根据给定公式和数值进行计算得出动作电流值。