2025高铁列车牵引供电系统模拟考试试题及答案

2025高铁列车牵引供电系统模拟考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.高速铁路牵引供电系统采用的最高标称电压为()A.25kV

B.27.5kV

C.2×25kV

D.50kV答案：C解析：AT供电方式下，接触线与正馈线间电压为2×25kV，可显著降低牵引网电流与损耗。2.在牵引变电所主接线中，用于隔离检修的开关设备是()A.断路器

B.隔离开关

C.接地刀闸

D.熔断器答案：B解析：隔离开关无灭弧能力，仅用于无负荷下隔离电源，保证检修安全。3.高铁牵引变压器最常用的冷却方式是()A.自然油循环风冷

B.强迫油循环风冷

C.强迫导向油循环风冷

D.水冷答案：C解析：ODWF冷却方式散热效率高，可满足大容量变压器温升限制。4.接触网弹性吊索的主要作用是()A.提高接触线张力

B.降低定位点硬点

C.增加悬挂重量

D.防止断线答案：B解析：弹性吊索通过弹性变形吸收受电弓冲击，减小硬点，改善受流。5.下列哪项不是牵引网阻抗计算必须考虑的参数()A.接触线单位自阻抗

B.轨道对地泄漏电阻

C.列车再生制动功率

D.地回路等效深度答案：C解析：再生功率属于负荷特性，与牵引网阻抗无关。6.高铁AT所自耦变压器的变比通常为()A.1:1

B.1:2

C.2:1

D.3:1答案：B解析：AT变比1:2，将2×25kV系统电压降至25kV供接触网与正馈线。7.在弓网系统仿真中，临界速度主要取决于()A.接触线张力与线密度

B.受电弓静态抬升力

C.列车重量

D.变电所短路容量答案：A解析：波动传播速度v=√(T/ρ)，T为张力，ρ为线密度，决定临界速度。8.牵引变电所无功补偿装置常采用()A.固定电抗器

B.TSC+FC

C.SVC+SVG

D.串联电容答案：C解析：SVG响应快、连续可调，配合SVC可兼顾经济与性能。9.高铁供电SCADA系统采用的通信协议是()A.ModbusRTU

B.IEC61850

C.DNP3.0

D.CANopen答案：B解析：IEC61850面向变电站自动化，支持高速以太网与GOOSE跳闸。10.接触网断线故障定位最精确的方法是()A.行波法

B.阻抗法

C.分段试送法

D.人工巡视答案：A解析：行波法利用故障行波到达时间差，定位误差<300m。11.牵引变压器差动保护需躲过()A.励磁涌流

B.过负荷电流

C.短路电流

D.接地电流答案：A解析：二次谐波制动原理可识别励磁涌流，防止误动。12.下列哪项属于高铁牵引供电系统的一次设备()A.保护测控装置

B.断路器

C.故障录波器

D.后台监控系统答案：B解析：断路器直接承载主电路电流，为一次设备。13.接触线磨耗限值达到原直径的多少时必须更换()A.10%

B.20%

C.30%

D.40%答案：C解析：TB/T2809规定磨耗≥30%时机械强度不足，需更换。14.高铁牵引供电系统采用双边供电的主要目的是()A.降低变电所数量

B.提高末端电压

C.减少谐波

D.抑制电分相答案：B解析：双边供电缩短供电臂长度，降低电压降与损耗。15.在AT供电方式中，吸上线连接位置为()A.接触线与钢轨

B.正馈线与钢轨

C.保护线与综合地线

D.钢轨与PW线答案：D解析：吸上线将钢轨回流与PW线相连，减少地中电流。16.受电弓主动控制系统的执行机构常用()A.气动伺服阀

B.步进电机

C.压电作动器

D.液压缸答案：C解析：压电作动器响应快、位移分辨率高，适合高频扰动补偿。17.牵引变电所接地网的接地电阻一般要求不大于()A.0.1Ω

B.0.5Ω

C.1Ω

D.4Ω答案：B解析：大电流系统安全规程规定R≤0.5Ω，确保故障时地电位升高可控。18.高铁供电系统电能质量考核指标中，电压闪变限值由下列哪项标准规定()A.GB/T14549

B.GB/T12326

C.GB/T15543

D.GB/T19862答案：B解析：GB/T12326针对闪变，给出Pst、Plt限值。19.接触网几何参数检测车最核心的传感器是()A.激光扫描仪

B.红外热像仪

C.超声波测距仪

D.霍尔电流传感器答案：A解析：激光扫描仪可高速获取接触线导高、拉出值三维坐标。20.当牵引变压器过负荷1.3倍时，允许持续运行时间为()A.10min

B.30min

C.60min

D.120min答案：C解析：IEC60076规定ONAN冷却变压器1.3倍可持续60min。二、多项选择题（每题3分，共30分；多选少选均不得分）21.下列哪些措施可抑制牵引供电系统谐波()A.增加变电所短路容量

B.安装SVG

C.采用24脉波整流机组

D.设置5次、7次单调谐滤波器

E.提高接触线张力答案：BCD解析：SVG可发无功兼滤波；24脉波等效消除23次以下谐波；调谐滤波器针对特征谐波。22.高铁AT供电方式相比直接供电具有()A.供电臂长度可增加

B.对通信线路干扰小

C.牵引网电压水平高

D.变电所主接线简单

E.地中电流小答案：ABCE解析：AT方式因回流路径阻抗低，地中电流小，电磁兼容性好；但主接线更复杂。23.受电弓离线电弧的危害包括()A.接触线电腐蚀

B.无线电干扰

C.牵引电机过电压

D.接触线机械疲劳

E.变电所保护误动答案：ABCE解析：电弧高温侵蚀导线，产生高频干扰，并可能通过耦合引起保护误动。24.牵引变电所综合自动化系统应实现()A.保护测控一体化

B.故障信息子站

C.智能告警推理

D.远程整定召唤

E.一次设备在线监测答案：ABCDE解析：智能变电站要求全站信息数字化、功能集成化。25.接触网腕臂装配需校验()A.最大工作荷重

B.最大风速下挠度

C.导线高度变化范围

D.支柱接地电阻

E.腕臂钢管腐蚀裕量答案：ABCE解析：接地电阻属接地网设计，与腕臂机械强度无关。26.高铁牵引供电系统继电保护配置包括()A.距离保护

B.电流速断

C.变压器差动

D.自动重合闸

E.高频保护答案：ABCD解析：牵引网为单相系统，不采用高频保护。27.下列哪些属于接触网常设补偿装置()A.棘轮补偿器

B.液压补偿器

C.弹簧补偿器

D.气压补偿器

E.重锤补偿器答案：ABE解析：弹簧补偿器用于地铁，高铁主要采用棘轮与液压组合。28.牵引变压器油中溶解气体分析可判断()A.局部放电

B.铁心多点接地

C.分接开关电弧

D.油纸绝缘受潮

E.套管裂纹答案：ABCD解析：套管裂纹需通过SF6或油压试验，非DGA直接判断。29.高铁列车再生制动能量可利用方式有()A.同臂相邻列车吸收

B.储能装置回馈

C.逆变回馈至中压环网

D.制动电阻消耗

E.升压至35kV反送电网答案：ABCE解析：制动电阻为耗散方式，不属于能量利用。30.接触网几何参数超限将引发()A.受电弓碳滑板偏磨

B.离线率升高

C.定位器打弓

D.接触线局部温升

E.支柱混凝土开裂答案：ABCD解析：支柱开裂为结构问题，与几何参数无直接因果。三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）31.高铁牵引变电所主变压器采用YNd11接线可消除3次谐波通路。()答案：√解析：YNd11使3次谐波在Δ侧环流，不注入系统。32.接触线采用铜镁合金是为提高导电率。()答案：×解析：铜镁合金强度高于纯铜，但导电率略低，目的为增强机械性能。33.AT供电方式下，吸流变压器间距越小，地中电流越大。()答案：×解析：间距减小使回流更通畅，地中电流减小。34.行波故障测距装置需两端同步对时，误差小于1μs。()答案：√解析：1μs对应约300m误差，满足精度要求。35.受电弓静态接触力越大，受流质量越好。()答案：×解析：过大接触力增加机械磨耗与离线冲击，需动态优化。36.牵引变压器瓦斯保护动作后必须取气分析才能决定是否投运。()答案：√解析：气体性质可区分内部故障与油位下降，避免误投。37.高铁供电系统采用同相供电技术可取消电分相。()答案：√解析：同相供电通过交直交变换实现全网同相，取消分相区。38.接触网防风拉线只在桥梁段设置。()答案：×解析：高路堤、风口区段亦需设置。39.再生制动能量回馈将导致牵引变电所功率因数降低。()答案：×解析：再生为有功反向，功率因数仍接近1，不影响系统。40.高铁牵引供电系统短路计算采用对称分量法时，正、负序网络相同。()答案：√解析：接触网为单相，正、负序阻抗相等，零序需考虑地回路。四、填空题（每空2分，共20分）41.高铁接触线额定张力为___kN，张力补偿误差不大于±___%。答案：24；2.542.AT供电方式下，自耦变压器容量按全网最大负荷的___%选择，短路阻抗通常为___%。答案：50；843.受电弓双碳滑板中心距为___mm，允许磨耗厚度为___mm。答案：580；2244.牵引变电所27.5kV母线短路电流一般控制在___kA以内，采用___断路器开断。答案：25；SF645.接触网弹性系数要求不大于___mm/N，弹性差异系数不大于___%。答案：1.2；1546.高铁供电臂长度在AT方式下可达___km，末端电压不得低于___kV。答案：90；2447.牵引变压器油中乙炔含量注意值为___μL/L，超过___μL/L应立即停运。答案：1；548.接触线磨耗测量周期为___个月，采用___法可实现动态检测。答案：6；激光扫描49.再生制动能量回馈至10kV环网时，逆变器输出频率需与电网保持___Hz，相位误差小于___°。答案：50；150.高铁供电SCADA系统主站与分站通信通道冗余度为___%，通道切换时间小于___ms。答案：100；200五、简答题（每题10分，共30分）51.简述高铁AT供电方式相比直接供电方式在电磁兼容方面的优势及原理。(1).AT方式通过自耦变压器将正馈线与接触线电压反相，使两者电流方向相反，空间磁场大幅抵消。

(2).钢轨与PW线并联回流，降低地回路阻抗，迫使大部分电流沿规定回路返回，地中电流可降至10%以下。

(3).吸上线间隔设置，进一步均衡钢轨电位，减少感应电压对平行通信电缆的干扰。

(4).2×25kV系统供电臂长度加倍，变电所数量减少，等效干扰源数量下降。

(5).实测表明，AT方式在距线路50m处的电磁感应电压可控制在0.5kV以下，满足ITU-T建议限值。52.说明受电弓主动控制系统的组成、工作原理及对提升受流质量的作用。(1).系统由位移传感器、加速度计、控制器、压电作动器及电源模块组成，形成闭环反馈。

(2).位移传感器实时测量弓头抬升量，加速度计获取高频振动信号，控制器采用LQR或模糊算法计算最优控制力。

(3).压电作动器在毫秒级内输出反向力，抑制由轨道不平顺或弹性不均匀引起的弓头振动。

(4).主动控制可将离线率从1.2%降至0.2%，电弧能量降低70%，碳滑板磨耗均匀度提高30%。

(5).系统具备故障自诊断功能，作动器失效时自动切换至被动模式，确保行车安全。53.阐述高铁牵引变电所综合自动化系统实现“五防”联锁的技术措施。(1).软件防误：在监控主机内置防误规则库，对每一步操作进行拓扑校验，防止带负荷拉隔离开关。

(2).硬件联锁：在测控单元配置防误闭锁继电器，串接于操作回路，未满足条件时切断控制电源。

(3).电气编码锁：对手动操作隔离开关加装编码锁，只有电脑钥匙顺序正确才能解锁，实现物理强制。

(4).视频联动：高清摄像头与操作票绑定，后台实时比对设备状态，异常时自动语音报警并闭锁下一步。

(5).一键顺控：将倒闸操作票固化成顺控命令，系统自动校验初始状态、目标状态及中间条件，全程记录，杜绝人为跳项。六、计算题（每题15分，共30分）54.某高铁AT供电臂长80km，接触线与正馈线单位阻抗均为0.21∠70°Ω/km，自耦变压器间距10km，列车位于距变电所30km处，取流200A，功率因数0.95（滞后）。忽略地回路影响，求：列车处牵引网电压降；

列车处牵引网电压；

若末端还计划运行一列300A列车，校核末端电压是否满足不低于24kV要求。（变电所母线电压27.5kV）解：

-(1).单AT段等效阻抗Z=0.21∠70°Ω/km，列车位于第三段中点，等效长度15km，电压降ΔU=I·Z·L·cosφ=200×0.21×15×0.95=598.5V。

-(2).列车处电压U=27.5−0.5985=26.9kV。

-(3).末端叠加300A，等效长度50km，ΔU_total=(200×15+300×50)×0.21×0.95=3.47kV，末端电压27.5−3.47=24.03kV>24kV，满足要求。答案：598.5V；26.9kV；满足。55.一台额定容量40MVA、短路阻抗10.5%、空载损耗28kW、负载损耗180kW的牵引变压器，日负荷曲线为：满载4h，75%负载6h，空载14h。求：日有功损耗电量；

日综合损耗率；

若采用同容量非