2025年高压电工基础理论知识试题库（电力系统调度与控制）

2025年高压电工基础理论知识试题库（电力系统调度与控制）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（下列每题都有四个选项，请选择其中正确的一个选项填在括号内）1.在电力系统中，频率主要取决于（）的平衡。A.有功功率负荷与有功电源B.无功功率负荷与无功电源C.电容与电感D.电压等级与线路长度2.电力系统中，用于限制短路电流并隔离故障设备的设备是（）。A.避雷器B.电压互感器C.熔断器D.断路器3.继电保护装置应满足的基本要求不包括（）。A.选择性B.可靠性C.快速性D.经济性（作为首要或独立要求）4.电力系统调度操作中，改变系统运行方式或连接关系的主要操作是（）。A.调节发电机出力B.倒闸操作C.更改无功补偿设备投切D.调整系统电压5.功率系统中，描述同步发电机是否能够稳定运行的关键参数是（）。A.功率因数B.频率C.功角D.电压幅值6.在电力系统中，承担电能传输和分配任务的网络称为（）。A.发电系统B.输电系统C.变电系统D.配电系统7.调度员下达的操作指令必须经过（）的审核和许可才能执行。A.运行人员B.保护人员C.值班负责人D.通信人员8.用于将电网分成若干个独立运行或可以相互支援的区域，以提高系统稳定性的措施是（）。A.环网供电B.解列运行C.专线供电D.并联运行9.在电力系统中，衡量电能质量的重要指标是（）。A.电压波动B.频率偏差C.三相不平衡度D.以上都是10.电力系统自动化系统中，SCADA的中文全称是（）。A.智能电网自动化系统B.远程监控和数据采集系统C.能量管理系统D.继电保护自动化系统二、判断题（请判断下列说法的正误，正确的填“√”，错误的填“×”）1.电力系统中的变压器主要用来改变电压等级和传输功率。（）2.继电保护装置的动作时限一般遵循“近后备”和“远后备”的原则。（）3.电力系统调度的主要任务是保证系统的安全、稳定、经济运行。（）4.倒闸操作是指改变电气设备运行状态的开关操作。（）5.电力系统中，电压水平主要取决于无功功率的平衡。（）6.同步发电机失步后，仍能向电网输送有功功率，但功率因数较低。（）7.电力系统通信网的主要任务是保证调度指令和运行信息的可靠传输。（）8.功角稳定性是指电力系统在受到扰动后，各发电机转子能够自动恢复同步运行的能力。（）9.高压电容器组的主要作用是提供感性无功功率，以补偿线路中的容性无功。（）10.电力市场环境下，调度中心需要根据市场价格信号进行发电计划和调度操作。（）三、填空题（请将正确答案填在横线上）1.电力系统运行的基本要求是保证供电的______、______和______。2.继电保护装置通常由______、______和______三部分组成。3.电力系统调度按照管辖范围可分为______调度、______调度和______调度。4.电网中的______和______是保证电力系统安全稳定运行的关键设备。5.电力系统中，______表示电能传输效率，______表示电能质量。6.当电力系统发生故障时，继电保护装置的作用是______和______。7.电力系统自动化水平的主要标志是______和______的应用程度。8.电压频率关系曲线通常称为______曲线。9.在电力系统分析中，______法是研究电力系统暂态稳定的主要方法。10.新能源发电（如风电、光伏）的大量接入对电力系统的______、______和______提出了新的挑战。四、简答题1.简述电力系统对继电保护的基本要求。2.说明电力系统发生短路故障时，继电保护装置需要实现哪些功能？3.简述电力系统调度操作票的执行流程及其关键环节。4.什么是电力系统的功角稳定性？简述影响功角稳定性的主要因素。5.简述电力系统中无功功率平衡的重要性及其主要调节手段。五、论述题1.结合电力系统运行特点，论述加强电力系统安全稳定控制的重要性。2.随着电力系统信息化、自动化水平的提高，谈谈这对电力系统调度工作带来的机遇与挑战。试卷答案一、单项选择题1.A解析：电力系统的频率是由系统中所有发电机的总出力与所有负荷的总功率（包括有功和无功分量，但通常讨论频率时关注有功平衡）的差值决定的。有功功率平衡是频率稳定运行的基础。2.D解析：断路器是电力系统中最重要的开关设备，具有完善的灭弧装置，能够在正常和故障条件下接通和断开电路，特别是用于切断故障电流，从而隔离故障设备，保护其他设备和线路。3.D解析：继电保护装置的基本要求是选择性、可靠性、快速性和灵敏性。经济性是设计时需要考虑的因素，但不是与其他四个要求并列的基本要求。4.B解析：倒闸操作是指改变电力系统或设备运行状态的开关操作，包括合闸和分闸，是调度操作中最常见、最基本也是风险最高的操作之一，用于改变系统接线方式、设备状态等。5.C解析：功角是指同步发电机转子偏离同步旋转磁场的角度，它直接反映了发电机是否同步运行。功角稳定性是指电力系统受到扰动后，发电机转子能保持同步运行或恢复同步运行的能力，是同步电力系统稳定性的核心。6.B解析：输电系统是电力系统中承担电能从发电厂大规模输送到负荷中心的主要网络部分，通常指电压等级在110kV及以上的电网。7.C解析：根据电力系统安全稳定导则和调度规程，调度员下达的操作指令必须经过值班负责人（通常是当班调度员或其上级领导）的审核确认，并告知相关运行人员执行，以确保操作的正确性和安全性。8.B解析：解列运行是将一个大型电力系统在故障或其他原因下分割成两个或多个独立运行或只有弱联系的子系统，目的是防止故障扩大，限制事故影响范围，提高系统恢复能力，从而提高整体安全稳定性。9.D解析：电压、频率和三相不平衡度都是衡量电能质量的重要指标。电压波动、频率偏差、谐波含量等都会影响电能质量。因此，选项D“以上都是”是正确的。10.B解析：SCADA是SupervisoryControlandDataAcquisition的缩写，中文意为“远程监控和数据采集系统”，是电力系统自动化的重要组成部分，用于实时监测远程设备状态、采集运行数据，并实现远程控制操作。二、判断题1.√解析：变压器的主要功能是根据电磁感应原理改变交流电压的大小，从而实现电能的有效传输和分配，同时改变线路上的功率因数和电压损失。2.√解析：为了保证选择性，即故障点附近的保护优先动作，切除故障；相邻线路或下一级保护在时限上稍长，作为后备；主保护拒动时，相邻或本线路的另一套后备保护动作，称为近后备和远后备。3.√解析：电力系统调度的根本任务是确保电力系统在任何运行方式下都能安全、稳定、经济地运行，满足用户对电能的需求。4.√解析：倒闸操作是调度员根据运行需要或事故处理要求，下达指令改变电气设备（如断路器、隔离开关）运行状态的开关操作。5.√解析：电压水平直接影响电能质量和设备运行，而电压水平主要由系统中无功功率的平衡状况决定。无功不足会导致电压下降，无功过剩可能导致电压升高。6.×解析：同步发电机失步后，转子与同步磁场发生相对运动，发电机不再能稳定地向电网输送有功功率，而是可能向电网吸收或送出功率，甚至可能造成系统振荡或崩溃。此时功率因数也往往很低且不稳定。7.√解析：电力系统通信网是电力系统运行和控制的基础设施，其首要任务是确保调度指令、运行监控信息、保护信息等关键数据的可靠、快速、准确传输。8.√解析：功角稳定性研究的是在扰动（如负荷变化、故障）下，发电机转子能否保持同步运行或经过有限摆动后恢复同步的能力。这是电力系统静态稳定性的核心。9.×解析：高压电容器组的主要作用是提供感性无功功率，以补偿线路和负荷中的容性无功，从而提高功率因数，降低线路损耗，稳定系统电压。10.√解析：在电力市场环境下，发电成本、市场供需关系等都会影响电价。调度中心需要根据发电计划、市场规则和价格信号，进行经济调度，以实现发电成本最低或满足市场交易需求。三、填空题1.可靠性，安全性，经济性解析：电力系统运行必须同时满足这三个基本要求，缺一不可。2.感应元件，测量元件，执行元件解析：这是典型的继电保护装置的构成部分，分别负责感应故障、测量故障参数和执行跳闸或信号发送。3.国家，区域，厂站解析：这是根据调度机构的管辖范围划分的三个主要层级，对应不同的调控职责和权限。4.继电保护装置，安全自动装置解析：这两类装置是电力系统安全稳定运行的“眼睛”和“大脑”，能够快速检测故障并自动采取控制措施。5.功率因数，电压频率解析：功率因数反映电能利用效率，电压频率是衡量电能质量的核心指标。6.快速切除故障，隔离故障区域解析：这是继电保护装置的核心任务，目的是尽快消除故障对系统的影响，保护设备和保证非故障部分继续运行。7.计算机技术，通信技术解析：电力系统自动化本质上是利用计算机和通信技术实现对电力系统的监视、控制和管理。8.频率功角特性解析：描述了发电机功角随功率变化的关系曲线，是分析系统稳定性的重要依据。9.等效电路解析：通过建立电力系统的数学模型（等效电路），可以进行分析计算，是研究暂态稳定等问题的基本方法。10.安全，稳定，经济解析：新能源的大量接入对电力系统的安全稳定性（如电压、频率波动）和经济运行（如消纳成本、系统调峰）都带来了挑战。四、简答题1.电力系统对继电保护的基本要求是：*选择性：保护装置应只在其保护范围内发生故障时动作，不动作于相邻线路或非故障线路，以缩小故障影响范围。*可靠性：保护装置在应该动作时（故障时）必须可靠动作；在不应该动作时（正常运行或非故障时）必须可靠不动作。包括主保护可靠性、后备保护可靠性、逆变器的可靠性等。*快速性：保护装置应尽快动作切除故障，以减少故障对设备和系统的损害，提高系统稳定性。*灵敏性：保护装置对其保护范围内发生的故障，以及故障参数（如电流、电压）的变化，应有足够的反应能力，能够正确识别并可靠动作。*易维护性：保护装置应结构简单、调试方便、运行维护工作量小。2.电力系统发生短路故障时，继电保护装置需要实现的主要功能是：*检测故障：及时、准确地检测出电力系统中发生的短路故障及其类型（如相间短路、单相接地等）和故障参数（如故障电流、故障电压）。*判断故障位置：根据故障信息和保护配置，判断故障发生的具体区域或线路。*发出跳闸命令：向断路器控制装置发出跳闸指令，迅速将故障设备或线路从电网中断开，切除故障。*发出信号：向值班人员发出声光报警信号或信息，指示故障发生的位置和性质，便于采取措施。*（部分保护）调整整定值：在某些复杂系统中，故障发生后保护装置可能需要调整其整定值，以适应系统运行方式的变化。3.电力系统调度操作票的执行流程及其关键环节：*操作申请与审批：运行人员根据调度指令或自身运行需要，填写操作票，经值班负责人审核批准。*操作预演：在实际操作前，值班人员（通常包括操作人、监护人和值班负责人）依据操作票，在模拟图或监控系统上进行操作预演，核对操作步骤和设备状态。*布置操作：值班负责人向操作人和监护人明确操作任务、操作顺序、安全注意事项，并布置操作。*操作执行与监护：操作人按照操作票逐项操作，监护人唱票，操作人复诵，确认无误后执行。监护人全程监督操作人的操作，防止误操作。*检查与汇报：每操作完一项，操作人和监护人检查设备状态是否正确，无误后汇报值班负责人。操作完成后，汇报值班负责人操作结束。*操作记录：操作票执行完毕后，由操作人、监护人和值班负责人在操作票上签名，并存档。*关键环节：值班负责人的审批、操作前的预演和布置、操作过程中的监护（唱票复诵）、操作后的检查和汇报、签名确认，是保证操作安全和正确性的关键环节。4.什么是电力系统的功角稳定性？简述影响功角稳定性的主要因素。*功角稳定性定义：电力系统的功角稳定性是指电力系统在受到外部扰动（如短路故障、负荷突然变化）后，各发电机转子能够保持同步运行，功角摆动随时间衰减，最终恢复到稳定运行状态或同步运行状态的能力。简单说，就是发电机能否“拉住手”不甩车。*影响功角稳定性的主要因素：*发电机励磁系统特性：励磁电压的大小直接影响发电机的同步功率，进而影响稳定性。*原动机调速系统特性：调速系统的快速性和准确性影响发电机有功功率的响应速度，影响稳定性。*电力系统接线方式和网络结构：系统的强弱、阻抗的大小、是否有多条线路连接等直接影响发电机组之间的功率联系和功率传输能力。*运行方式：系统运行方式（如负荷水平、发电机出力分配、线路投切情况）变化会改变系统的等效阻抗和同步功率，从而影响稳定性。通常，运行方式越接近极限，稳定性越差。*故障类型和地点：故障（如短路）发生的位置、类型（金属性短路等）和持续时间直接影响扰动的大小和持续时间，是引发失步的主要外部原因。5.简述电力系统中无功功率平衡的重要性及其主要调节手段。*重要性：*维持系统电压水平：无功功率是决定系统电压水平的关键因素。无功不足会导致电压下降，影响设备运行和用户用电质量；无功过剩可能导致电压升高，损坏设备。*保证系统稳定运行：无功功率平衡关系到系统的功率平衡和电压稳定，是维持系统同步运行的基础。*提高输电效率：合理补偿无功，可以降低线路中的无功功率流动，减少线路损耗，提高输电效率。*主要调节手段：*发电机励磁调节：发电机是电力系统中最主要的同步无功电源，通过调节励磁电压可以改变发电机的无功出力。*无功补偿设备：*电容器组：提供感性无功，补偿线路和负荷的容性无功，提高功率因数。*电抗器：提供感性无功，用于限制电压波动或提供短路电流通路。*静止无功补偿器（SVC）/静止同步补偿器（STATCOM）：可快速、连续调节无功功率，是现代电网中重要的无功调节装置。*调压变压器：通过改变变压器的分接头位置，调整系统某点的电压水平，间接影响无功分布。*线路投切：通过投切线路或变压器，改变系统结构，调整无功潮流分布。五、论述题1.结合电力系统运行特点，论述加强电力系统安全稳定控制的重要性。*电力系统是一个庞大、复杂、相互关联的动态系统，具有运行状态的瞬时变化性、负荷的波动性、发电的波动性和不确定性（特别是新能源接入后）以及网络结构的复杂性等特点。加强电力系统安全稳定控制具有极其重要的意义：*保障社会经济发展和人民生活：电力是现代社会正常运转的基础能源。安全稳定的电力供应是社会经济发展、工业生产、商业活动、城市运行和人民日常生活正常进行的前提。任何大面积停电事故都将造成巨大的经济损失和社会混乱。*防止灾难性事故发生：电力系统事故，特别是稳定性事故（如大面积停电、设备损坏），可能导致连锁反应，引发次生灾害，甚至危及人身和财产安全。有效的安全稳定控制措施（如快速切除故障、防止系统失步、限制事故扩大）是避免灾难性后果的关键。*提高系统运行效率和经济性：安全稳定运行是经济运行的基础。通过稳定控制措施，如频率电压自动调节（AVC/AGC）、无功优化补偿等，可以维持系统在较好的运行域内，减少设备过载，降低网损，提高输电能力，实现系统经济运行。*适应新型电力系统挑战：随着新能源（风、光等）的大规模接入，电力系统运行特性发生深刻变化，如出力波动大、间歇性强、系统转动惯量下降等，对电力系统的稳定性提出了新的严峻挑战。加强安全稳定控制，发展相应的控制技术和策略（如虚拟惯量、快速功率控制、多能互补等），是保障新能源并网消纳和系统安全稳定运行的必然要求。*提升电网抵御风险能力：完善的安全稳定控制系统可以提高电网应对内部故障和外部冲击（如自然灾害、网络攻击等）的能力，增强电网的韧性和可靠性。*综上所述，加强电力系统安全稳定控制是电力系统运行管理的核心任务，对于保障能源安全、促进经济社会发展、维护社会稳定具有不可替代的重要作用。2.随着电力系统信息化、自动化水平的提高，谈谈这对电力系统调度工作带来的机遇与挑战。*机遇：*提高调度效率和准确性：信息化、自动化技术（如SCADA、EMS）实现了对电网的实时、全面监控和远程操作，大大提高了信息获取速度和操作执行效率，减少了人为错误，提高了调度决策和操作的准确性。*增强系统运行可视化水平：基于计算机的监视和控制系统，可以提供直观的电网运行态势图、潮流分布图、设备状态图等，使调度员对系统运行状态一目了然，便于