电力系统职业技能鉴定考试题库及答案

电力系统职业技能鉴定考试题库及答案一、选择题1.电力系统发生短路故障时，通常会导致（）。A.电流增大，电压升高B.电流增大，电压降低C.电流减小，电压升高D.电流减小，电压降低答案：B解析：当电力系统发生短路故障时，短路点的等效阻抗大幅减小，根据欧姆定律(I=U/Z)（其中(I)为电流，(U)为电压，(Z)为阻抗），在系统电压一定的情况下，阻抗减小会使电流急剧增大。同时，由于短路电流的增大，线路上的电压降增大，导致短路点及附近的电压降低。所以答案选B。2.变压器的空载损耗主要是（）。A.铜损耗B.铁损耗C.机械损耗D.附加损耗答案：B解析：变压器空载运行时，一次绕组加额定电压，二次绕组开路。此时一次绕组中有空载电流，空载电流产生的磁动势在铁心中建立交变磁通，交变磁通在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗，这两种损耗合称为铁损耗。而铜损耗是与负载电流的平方成正比的，空载时负载电流近似为零，所以铜损耗很小；机械损耗主要存在于电机等有转动部件的设备中，变压器没有转动部件，不存在机械损耗；附加损耗通常是在负载运行时因漏磁通等产生的，空载时也很小。所以变压器的空载损耗主要是铁损耗，答案选B。3.高压断路器的主要作用是（）。A.切断和接通正常负载电流B.切断故障电流C.既能切断和接通正常负载电流，又能切断故障电流D.控制电力设备的启动和停止答案：C解析：高压断路器是电力系统中非常重要的开关设备。在正常运行时，它可以根据需要切断和接通正常的负载电流，实现对电路的控制。当电力系统发生故障，如短路等情况时，它能够迅速切断故障电流，防止故障范围扩大，保护电力设备和系统的安全。而控制电力设备的启动和停止通常是接触器等设备的主要功能。所以高压断路器既能切断和接通正常负载电流，又能切断故障电流，答案选C。4.以下哪种保护装置不属于线路的主保护（）。A.电流速断保护B.过电流保护C.距离保护D.纵联保护答案：B解析：线路的主保护是能够快速、有选择性地切除被保护线路范围内故障的保护装置。电流速断保护可以在短路电流很大时快速动作，切除故障；距离保护根据测量的故障点到保护安装处的距离来判断故障并动作；纵联保护通过比较线路两端的电气量来快速切除线路上的故障，它们都能快速、准确地切除线路故障，属于主保护。而过电流保护一般是作为后备保护，它的动作时间相对较长，主要是在主保护拒动或断路器拒动时发挥作用，用来切除故障。所以答案选B。5.电力系统的频率主要取决于（）。A.系统的有功功率平衡B.系统的无功功率平衡C.系统的电压水平D.系统的短路容量答案：A解析：电力系统的频率是反映发电功率与用电功率平衡关系的一个重要指标。当系统的有功功率平衡时，发电机的转速稳定，系统频率也稳定。如果有功功率供大于求，发电机的转速会升高，系统频率上升；如果有功功率供不应求，发电机的转速会下降，系统频率降低。而系统的无功功率平衡主要影响系统的电压水平；系统的电压水平是由无功功率的分布和调节等因素决定的；系统的短路容量主要与系统的短路电流大小相关，和系统频率没有直接关系。所以电力系统的频率主要取决于系统的有功功率平衡，答案选A。6.同步发电机的并网条件不包括（）。A.发电机的频率与电网频率相同B.发电机的电压幅值与电网电压幅值相同C.发电机的相序与电网相序相同D.发电机的功率因数与电网功率因数相同答案：D解析：同步发电机并网时，为了避免对发电机和电网造成冲击，需要满足一定的条件。发电机的频率与电网频率相同，这样才能保证发电机和电网同步运行，避免出现频率差导致的振荡等问题；发电机的电压幅值与电网电压幅值相同，可减少电压差引起的环流；发电机的相序与电网相序相同，确保三相交流系统的正常运行。而功率因数是衡量电气设备对电能利用效率的一个指标，发电机并网时并不要求其功率因数与电网功率因数相同。所以答案选D。7.以下哪种设备不属于无功补偿设备（）。A.电容器B.电抗器C.调相机D.变压器答案：D解析：无功补偿设备的作用是向电力系统提供或吸收无功功率，以改善系统的功率因数和电压质量。电容器可以发出容性无功功率，提高系统的功率因数；电抗器可以吸收感性无功功率，常用于限制短路电流等；调相机是一种同步电机，它可以根据系统的需要调节无功功率的输出。而变压器的主要作用是改变电压等级，实现电能的传输和分配，它本身并不专门用于无功补偿。所以答案选D。8.中性点不接地系统发生单相接地故障时，非故障相的对地电压（）。A.升高为线电压B.降低为相电压C.不变D.变为零答案：A解析：在中性点不接地系统中，正常运行时三相电压对称，各相对地电压为相电压。当发生单相接地故障时，故障相接地，对地电压变为零，非故障相的对地电压升高为线电压。这是因为在这种系统中，三相之间存在电磁耦合关系，故障相接地破坏了原来的电压平衡，使得非故障相的电压发生变化。所以答案选A。9.继电保护装置的基本要求不包括（）。A.选择性B.快速性C.灵敏性D.经济性答案：D解析：继电保护装置是电力系统安全运行的重要保障，它需要满足一些基本要求。选择性是指当电力系统发生故障时，继电保护装置应能有选择性地切除故障设备，尽量缩小停电范围；快速性是要求继电保护装置能够快速动作，切除故障，以减少故障对设备和系统的损害；灵敏性是指继电保护装置对故障的反应能力，能够在故障发生时及时、准确地动作。而经济性虽然在电力系统的设计和运行中是需要考虑的因素，但它不是继电保护装置的基本要求。所以答案选D。10.以下哪种接线方式不属于电力系统的主接线方式（）。A.单母线接线B.双母线接线C.环形接线D.串联接线答案：D解析：电力系统的主接线方式有多种，单母线接线是最简单的一种接线方式，所有的电源和负荷都连接在一条母线上；双母线接线增加了一条母线，提高了供电的可靠性和灵活性；环形接线将各个电源和负荷连接成环形，具有一定的供电可靠性。而串联接线一般用于电路的局部连接，不是电力系统主接线的常见方式，电力系统主接线主要是为了实现电源的汇集、分配和电能的传输等功能，串联接线不适合这种要求。所以答案选D。二、填空题1.电力系统由发电、______、变电、配电和用电等环节组成。答案：输电2.变压器的变比等于一次绕组匝数与______匝数之比。答案：二次绕组3.高压隔离开关的主要作用是隔离______。答案：电源4.电力系统的稳定性包括静态稳定性和______稳定性。答案：动态5.同步发电机的并列方法有准同期并列和______并列两种。答案：自同期6.无功功率的单位是______。答案：乏（var）7.继电保护装置的动作时间可分为动作时间和______时间。答案：返回8.电力系统的中性点运行方式有中性点直接接地、中性点不接地和______接地三种。答案：中性点经消弧线圈9.电力线路按结构可分为架空线路和______线路。答案：电缆10.电力系统的电压调整方式有逆调压、顺调压和______调压。答案：常三、判断题1.电力系统的短路故障一定会导致系统停电。（）答案：×解析：电力系统发生短路故障时，保护装置会动作切除故障设备。如果保护装置动作正确，能够快速、有选择性地切除故障设备，那么可以将故障影响范围限制在最小，不一定会导致整个系统停电。例如，当一条线路发生短路故障时，该线路的保护装置动作将其切除，其他非故障线路仍可正常供电。所以该说法错误。2.变压器的负载系数越大，其效率越高。（）答案：×解析：变压器的效率与负载系数有关，但并不是负载系数越大效率越高。变压器的效率(η)是输出功率与输入功率之比，它会随着负载系数的变化而变化。当负载系数较小时，变压器的铁损耗占主导，效率较低；随着负载系数的增大，效率逐渐升高，当负载系数达到某一值时，变压器的铜损耗等于铁损耗，此时效率达到最大值；之后随着负载系数继续增大，铜损耗迅速增加，效率又会下降。所以该说法错误。3.高压断路器在合闸状态时，其触头是闭合的。（）答案：√解析：高压断路器的合闸状态就是指其触头处于闭合位置，此时电路导通，电流可以正常通过断路器，实现对电路的接通功能。所以该说法正确。4.过电流保护的动作电流应大于最大负荷电流。（）答案：√解析：过电流保护是为了在电路中出现过电流故障时能够动作切除故障。如果动作电流小于最大负荷电流，那么在正常运行时，当负荷电流达到或超过动作电流时，过电流保护就会误动作，影响系统的正常运行。所以过电流保护的动作电流应大于最大负荷电流，同时还要考虑一定的可靠系数，以确保保护装置的选择性和可靠性。所以该说法正确。5.电力系统的频率可以通过调节无功功率来改变。（）答案：×解析：电力系统的频率主要取决于系统的有功功率平衡，而不是无功功率。如前面选择题中所述，当系统的有功功率供大于求时，发电机转速升高，频率上升；当有功功率供不应求时，发电机转速下降，频率降低。无功功率主要影响系统的电压水平，通过调节无功功率可以改善系统的电压质量，但不能直接改变系统的频率。所以该说法错误。6.同步发电机并网后，其输出的有功功率只与原动机的输入功率有关。（）答案：√解析：同步发电机并网后，其转速由电网频率决定，保持同步运行。根据能量守恒定律，发电机输出的有功功率等于原动机输入的机械功率减去发电机的损耗。在并网运行状态下，原动机输入的机械功率越大，发电机输出的有功功率就越大。所以同步发电机并网后，其输出的有功功率只与原动机的输入功率有关，该说法正确。7.电容器在电力系统中只能发出无功功率。（）答案：√解析：电容器是一种容性元件，它在交流电路中会产生容性电流，容性电流超前电压90°，其作用是向电力系统提供容性无功功率，也就是发出无功功率，以提高系统的功率因数，改善电压质量。所以该说法正确。8.中性点不接地系统发生单相接地故障时，故障相的接地电流为零。（）答案：×解析：在中性点不接地系统发生单相接地故障时，故障相通过接地点与大地形成回路，会有接地电流存在。这个接地电流是由非故障相的对地电容电流组成的，虽然数值相对较小，但不为零。所以该说法错误。9.继电保护装置的灵敏系数越大，其保护性能越好。（）答案：√解析：灵敏系数是衡量继电保护装置对故障的反应能力的一个指标。灵敏系数越大，说明继电保护装置在故障发生时能够更灵敏地动作，能够更准确地检测到故障并及时切除故障，从而更好地保护电力设备和系统的安全。所以继电保护装置的灵敏系数越大，其保护性能越好，该说法正确。10.单母线接线方式的供电可靠性比双母线接线方式高。（）答案：×解析：单母线接线方式结构简单、投资少，但可靠性较低。当母线发生故障或进行检修时，会导致所有连接在该母线上的设备停电。而双母线接线方式有两条母线，在一条母线发生故障或检修时，可以通过倒闸操作将设备切换到另一条母线上，保证设备的继续供电，大大提高了供电的可靠性。所以单母线接线方式的供电可靠性比双母线接线方式低，该说法错误。四、简答题1.简述电力系统的组成及其各部分的作用。(1).发电环节：发电是电力系统的起点，通过各种发电设备，如火力发电厂的汽轮机-发电机组、水力发电厂的水轮机-发电机组、风力发电机组、太阳能光伏电池等，将一次能源（如煤炭、水能、风能、太阳能等）转化为电能。(2).输电环节：输电是将发电厂发出的电能输送到远方的负荷中心。输电线路一般采用高压或超高压线路，以减少输电过程中的电能损耗，提高输电效率。它可以实现电能的远距离大容量传输，连接不同地区的发电厂和负荷中心。(3).变电环节：变电主要是改变电压等级。通过变压器等设备，将输电电压升高或降低，以满足不同用户和设备对电压的要求。例如，将发电机发出的较低电压升高到适合远距离输电的高压，在接近用户端时再将电压降低到合适的配电电压。(4).配电环节：配电是将变电环节送来的电能分配到各个用户。配电系统包括配电线路、配电变压器、开关设备等，它将电能安全、可靠地分配到不同的用户，根据用户的负荷大小和性质进行合理的供电。(5).用电环节：用电是电力系统的终端，各种用电设备，如工业生产设备、家用电器、照明设备等，消耗电能，将电能转化为其他形式的能量，如机械能、热能、光能等，以满足社会生产和生活的需要。2.变压器有哪些主要部件，各部件的作用是什么？(1).铁心：铁心是变压器的磁路部分，它由高导磁率的硅钢片叠装而成。其作用是提供磁通的通路，减少磁滞和涡流损耗，增强磁场的耦合，使变压器能够高效地进行电磁能量转换。(2).绕组：绕组是变压器的电路部分，通常分为一次绕组和二次绕组。一次绕组接电源，二次绕组接负载。绕组通过电磁感应原理实现电压的变换，当一次绕组通入交变电流时，会在铁心中产生交变磁通，交变磁通在二次绕组中感应出电动势，从而实现电能的传递和电压的改变。(3).油箱：油箱是变压器的外壳，它用于容纳变压器油和铁心、绕组等部件。变压器油起到绝缘和散热的作用，油箱可以保护内部部件不受外界环境的影响，同时为变压器油提供储存空间。(4).油枕：油枕也叫储油柜，安装在油箱的上方，通过管道与油箱相连。它的作用是调节油箱内变压器油的体积变化，当变压器油温升高时，油体积膨胀，部分油流入油枕；当油温降低时，油体积收缩，油枕中的油补充到油箱中，保证油箱始终充满油，防止油面过低导致绝缘受潮。(5).散热器：散热器的作用是散发变压器运行时产生的热量，保证变压器的温度在允许范围内。它通常由散热管或散热片组成，变压器油在散热器中循环流动，通过与空气的热交换将热量散发出去。(6).瓦斯继电器：瓦斯继电器安装在油箱与油枕之间的连接管道上，是变压器的一种重要保护装置。当变压器内部发生轻微故障时，会产生少量气体，瓦斯继电器动作发出信号；当发生严重故障时，产生大量气体和油流冲击，瓦斯继电器动作使断路器跳闸，切除故障变压器。(7).分接开关：分接开关用于调节变压器的变比，以适应电网电压的变化和负载的需求。通过改变绕组的匝数比，可以调整二次绕组的输出电压，保证供电电压的稳定。3.高压断路器的主要类型有哪些，各有什么特点？(1).油断路器：特点：油断路器是以变压器油作为灭弧介质和绝缘介质。它的结构相对简单，成本较低。但由于油的存在，存在火灾和爆炸的危险，且维护工作量较大，需要定期检查和更换油。随着技术的发展，油断路器逐渐被其他类型的断路器所取代。(2).真空断路器：特点：真空断路器以真空作为灭弧介质。具有灭弧能力强、动作速度快、寿命长、体积小、维护工作量小等优点。适用于频繁操作的场合，如工厂的配电系统、城市的中压配电网等。(3).六氟化硫（SF₆）断路器：特点：SF₆断路器以SF₆气体作为灭弧介质和绝缘介质。SF₆气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，灭弧速度快，开断能力强，电气寿命长，运行可靠性高。但SF₆气体是一种温室气体，对环境有一定影响，且设备成本较高。常用于高压和超高压电力系统中。4.简述继电保护装置的基本原理和作用。基本原理：继电保护装置主要是根据电力系统故障时电气量的变化来动作的。正常运行时，电力系统的电气量（如电流、电压、功率等）处于正常范围内。当发生故障时，故障点的电气量会发生显著变化，例如短路故障时电流会增大，电压会降低。继电保护装置通过测量这些电气量的变化，并与预先设定的整定值进行比较，当测量值超过整定值时，保护装置就会动作，发出跳闸信号或报警信号。作用：(1).故障切除：当电力系统发生故障时，继电保护装置能够快速、有选择性地切除故障设备，防止故障范围扩大，保护其他非故障设备的正常运行，减少故障对电力系统的损害。(2).异常报警：在电力系统出现异常运行状态时，如过负荷、过电压等，继电保护装置可以发出报警信号，提醒运行人员及时采取措施，避免故障的发生。(3).保障系统稳定：通过快速切除故障，继电保护装置可以维持电力系统的稳定性，防止系统发生振荡和瓦解，保证电力系统的安全可靠运行。5.如何提高电力系统的功率因数？(1).合理选择和使用电气设备：选用功率因数高的电气设备，如高效电动机、节能灯具等。避免使用功率因数低的设备，如老式的电感镇流器荧光灯等。同时，要合理安排设备的运行方式，避免设备空载或轻载运行，因为设备在空载或轻载时功率因数较低。(2).采用无功补偿装置：(a).并联电容器：电容器可以发出容性无功功率，补偿感性负载所消耗的无功功率，提高系统的功率因数。电容器可以集中安装在变电站，也可以分散安装在用户端。(b).同步调相机：同步调相机是一种特殊的同步电机，它可以根据系统的需要调节无功功率的输出。当系统无功不足时，调相机发出无功功率；当系统无功过剩时，调相机吸收无功功率。(c).静止无功补偿器（SVC）和静止同步补偿器（STATCOM）：SVC和STATCOM是新型的无功补偿装置，它们具有响应速度快、调节性能好等优点，能够快速跟踪系统无功功率的变化，实时进行无功补偿，提高系统的功率因数和电压稳定性。(3).调整电网运行方式：通过合理安排发电机的出力和负荷的分布，优化电网的运行方式，减少无功功率的传输距离，降低无功功率在电网中的损耗，从而提高系统的功率因数。例如，采用分区供电、合理配置变压器等措施。6.简述电力系统的电压调整方法。(1).改变发电机端电压：发电机的端电压可以通过调节励磁电流来改变。当系统电压降低时，增加发电机的励磁电流，提高发电机的端电压，从而提高系统的电压水平；当系统电压升高时，减小发电机的励磁电流，降低发电机的端电压。这种方法简单直接，但调节范围有限，一般适用于发电机附近的局部电压调整。(2).改变变压器的变比：通过调节变压器的分接开关，可以改变变压器的变比，从而调整二次侧的输出电压。例如，当系统电压偏低时，将变压器的分接头调低，增大变比，提高二次侧电压；当系统电压偏高时，将分接头调高，减小变比，降低二次侧电压。这种方法适用于局部电压调整和不同电压等级之间的电压匹配。(3).无功功率补偿：如前面所述，通过安装并联电容器、同步调相机、SVC和STATCOM等无功补偿装置，向系统提供或吸收无功功率，改善系统的无功功率分布，从而调整系统的电压。当系统无功功率不足时，电压会降低，此时投入无功补偿装置发出无功功率，提高电压；当系统无功功率过剩时，电压会升高，此时可以切除部分无功补偿装置或让无功补偿装置吸收无功功率，降低电压。(4).调整线路参数：对于输电线路，可以通过改变线路的电抗来调整电压。例如，采用串联电容器补偿线路的电抗，减少线路的电压降，提高线路末端的电压；采用并联电抗器吸收线路的容性无功功率，防止轻载时电压升高。但这种方法的实施难度较大，成本较高。7.简述同步发电机的并列条件及并列方法。并列条件：(1).发电机的频率与电网频率相同：频率差过大时，会导致发电机与电网之间产生较大的拍振电流，引起发电机的振动和功率振荡，严重时可能会损坏发电机和电网设备。一般要求频率差不超过±0.2-±0.5Hz。(2).发电机的电压幅值与电网电压幅值相同：电压差过大时，会在发电机和电网之间产生很大的冲击电流，可能会损坏发电机的绕组和绝缘。通常要求电压差不超过±5%-±10%。(3).发电机的相序与电网相序相同：相序不同时，发电机与电网之间无法正常同步运行，会产生巨大的环流，损坏发电机和电网设备。在安装和调试发电机时，必须确保相序一致。(4).发电机的相位与电网相位相同：相位差过大时，也会产生较大的冲击电流和功率振荡，影响发电机和电网的安全运行。一般要求相位差不超过±10°。并列方法：(1).准同期并列：准同期并列是将发电机调整到满足并列条件后，在合适的时机将发电机投入电网。具体操作是先调节发电机的转速，使发电机的频率接近电网频率；再调节发电机的励磁电流，使发电机的电压幅值接近电网电压幅值；然后通过同步表等装置观察发电机与电网的相位差，当相位差接近零时，迅速合上断路器，将发电机并入电网。准同期并列的优点是并列时冲击电流小，对发电机和电网的影响小，但操作过程相对复杂，需要一定的时间和经验。(2).自同期并列：自同期并列是在发电机未加励磁的情况下，将发电机的转速调整到接近电网频率，然后合上断路器，将发电机投入电网，再立即给发电机加上励磁电流，使发电机迅速拉入同步。自同期并列的优点是并列速度快，操作简单，适用于在系统故障时快速投入备用发电机，以恢复系统的供电。但自同期并列时会产生较大的冲击电流，对发电机和电网有一定的影响，一般只在紧急情况下使用。8.简述中性点不接地系统发生单相接地故障时的特点。(1).故障相接地电压为零：当发生单相接地故障时，故障相直接接地，其对地电压变为零。(2).非故障相的对地电压升高为线电压：由于故障相接地破坏了原来的三相电压平衡，非故障相的对地电压会升高。根据三相电路的关系，非故障相的对地电压升高为线电压，即原来相电压的√3倍。(3).系统线电压仍然对称：虽然单相接地故障导致相电压发生变化，但线电压的大小和相位关系仍然保持对称。这意味着三相用电设备仍然可以继续运行，不影响其正常工作。(4).接地电流为非故障相的电容电流之和：在中性点不接地系统中，各相对地存在电容。当发生单相接地故障时，非故障相的电容电流通过接地点形成接地电流。接地电流的大小与系统的电压、频率、线路对地电容等因素有关。(5).故障点可能会产生间歇性电弧：当接地电流较小时，故障点可能会产生间歇性电弧。间歇性电弧会引起过电压，可能会对电气设备的绝缘造成损害，甚至引发相间短路故障。9.简述电力系统的短路故障类型及其危害。短路故障类型：(1).三相短路：三相短路是指电力系统中三相导体同时发生短路的情况。这种短路属于对称性短路，短路电流最大，对电力系统的危害也最为严重。(2).两相短路：两相短路是指三相系统中任意两相导体之间发生短路。它属于不对称短路，短路电流相对三相短路较小。(3).单相接地短路：单相接地短路是指三相系统中一相导体与大地之间发生短路。在中性点直接接地系统中，单相接地短路电流较大；在中性点不接地系统中，单相接地短路电流较小，但会导致非故障相电压升高。(4).两相接地短路：两相接地短路是指三相系统中任意两相导体同时与大地发生短路。它也是一种不对称短路，短路电流大小介于三相短路和两相短路之间。危害：(1).短路电流过大：短路故障会导致短路电流急剧增大，可能会超过电气设备的额定电流许多倍。过大的短路电流会产生巨大的电动力，可能会损坏电气设备的机械结构，如使母线变形、绕组损坏等。同时，短路电流产生的热量会使电气设备的温度急剧升高，可能会烧毁设备的绝缘材料，导致设备损坏。(2).电压降低：短路故障会使短路点及附近的电压大幅降低，影响用户的正常用电。电压降