2025年电气运行分析试题及答案

2025年电气运行分析试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.某110kV主变压器并列运行时，若其中一台变压器分接开关档位比另一台高2档，可能导致的最直接问题是（）。A.环流增大B.铁损增加C.负载分配不均D.绝缘老化加速答案：A解析：并列运行变压器需满足变比相同（允许误差0.5%）、连接组别相同、阻抗电压相近（允许误差10%）。分接开关档位差异会导致变比偏差，直接引起环流增大。2.某35kVSF6断路器运行中气体压力降至闭锁值（0.35MPa），此时正确的处理措施是（）。A.立即断开断路器B.汇报调度申请停电处理C.手动打压至额定压力（0.5MPa）后继续运行D.检查密度继电器是否误动答案：B解析：SF6断路器压力降至闭锁值时，灭弧能力丧失，严禁操作。应汇报调度，通过倒运行方式将该断路器隔离后处理。3.某6kV厂用母线电压突然降至3.8kV，同时母线PT二次电压A相100V、B相57.7V、C相57.7V，最可能的故障是（）。A.母线单相接地B.PT一次侧A相熔管熔断C.母线三相短路D.PT二次侧B相断线答案：B解析：PT一次侧A相熔断时，二次侧A相电压反映为线电压（100V），B、C相电压为相电压（57.7V），符合题干描述。4.某200MW发电机进相运行时，若机端电压持续下降至90%额定值，应优先采取的调整措施是（）。A.增加励磁电流B.降低有功出力C.增加有功出力D.申请调度提高系统电压答案：A解析：进相运行时机端电压下降主要因励磁不足，优先增加励磁可提升机端电压，维持稳定运行。5.某10kV电容器组投入运行后，三相电流不平衡度达15%，可能的原因是（）。A.电容器内部元件击穿B.电容器熔管熔断C.母线电压三相不平衡D.电容器组中性点接地不良答案：B解析：单台电容器熔管熔断会导致该相容抗增大，电流减小，三相电流不平衡度超过允许值（一般≤5%）。6.某220kV线路高频保护动作跳闸，重合闸未动作，可能的原因是（）。A.线路故障为永久性故障B.重合闸充电未满C.断路器机构卡涩D.保护装置误动答案：B解析：高频保护动作后重合闸未动作，常见原因包括重合闸未充电（如断路器刚合闸未满15秒）、重合闸压板退出、重合闸方式选择错误等。7.某站直流系统绝缘监察装置显示正对地电压-50V，负对地电压-190V（直流母线电压240V），说明（）。A.正极绝缘电阻降低B.负极绝缘电阻降低C.正负极同时接地D.绝缘监察装置故障答案：B解析：正常时正负极对地电压应为-120V左右（240V母线）。负极对地电压更负（-190V），说明负极绝缘电阻降低，对地泄漏电流增大。8.某300MW机组厂用电快切装置切换失败，备用电源未合上，此时应（）。A.立即手动合备用电源B.检查工作电源开关是否跳开C.启动柴油发电机D.汇报值长等待处理答案：B解析：快切失败后，需确认工作电源是否已跳开（防止非同期合闸），若工作电源未跳开，严禁手动合备用电源。9.某主变压器油色谱分析显示总烃含量120μL/L（注意值150μL/L），H₂含量80μL/L（注意值150μL/L），C₂H₂含量0μL/L，可能的故障类型是（）。A.高温过热（＞700℃）B.低温过热（150-300℃）C.局部放电D.油中进水答案：B解析：总烃超标但无乙炔（C₂H₂），H₂含量未达注意值，符合低温过热特征（如分接开关接触不良）。10.某10kV真空断路器断口并联电容器的作用是（）。A.限制操作过电压B.提高灭弧能力C.平衡断口电压D.改善功率因数答案：C解析：多断口断路器并联电容器可使各断口电压分布均匀，避免单个断口承受过高电压。11.某站110kV母线差动保护动作跳闸，故障录波显示大差电流0.8A（差动定值1.0A），小差电流1.2A（定值1.0A），可能的故障点是（）。A.母线联络断路器与母线间B.出线断路器与电流互感器间C.母线电压互感器间隔D.主变压器低压侧答案：B解析：大差电流小于定值但小差电流超标，说明故障在小差对应的某一出线间隔（电流互感器与断路器之间，属母线区外故障但TA极性错误或二次回路问题）。12.某异步电动机额定电流100A，启动电流倍数6倍，采用自耦变压器降压启动（抽头65%），则启动时电网侧电流为（）。A.390AB.253.5AC.600AD.120A答案：B解析：自耦变压器降压启动时，启动电流=额定电流×启动倍数×抽头比²=100×6×(0.65)²=253.5A。13.某站35kV系统为中性点不接地系统，发生单相接地后，零序电压为100V，故障相电压为0V，非故障相电压为线电压（63.5kV），持续运行时间不应超过（）。A.0.5小时B.1小时C.2小时D.4小时答案：C解析：中性点不接地系统单相接地允许运行2小时，防止绝缘薄弱点发展为相间故障。14.某主变压器冷却器全停，若顶层油温未超过75℃（额定85℃），允许运行时间为（）。A.10分钟B.20分钟C.30分钟D.60分钟答案：C解析：根据《电力变压器运行规程》，冷却器全停时，强油循环变压器顶层油温不超过75℃时允许运行30分钟。15.某220kV线路距离保护Ⅰ段定值为0.8Ω（线路正序阻抗0.4Ω/km），则其保护范围为（）。A.线路全长的80%B.线路全长的70%C.线路全长的50%D.线路全长的20%答案：A解析：距离保护Ⅰ段通常整定为本线路全长的80%-85%，0.8Ω/(0.4Ω/km)=2km（假设线路全长2.5km），则2/2.5=80%。二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.SF6断路器微水含量应≤500μL/L（20℃），否则会降低绝缘强度。（）答案：×解析：运行中SF6断路器微水含量应≤300μL/L（20℃），新设备≤150μL/L。2.发电机进相运行时，定子端部铁芯温度会升高，需加强监测。（）答案：√解析：进相运行时，发电机端部漏磁增加，导致铁芯和金属部件涡流损耗增大，温度升高。3.变压器空载合闸时产生的励磁涌流含有大量二次谐波，可作为差动保护制动判据。（）答案：√解析：励磁涌流二次谐波含量通常＞15%，差动保护利用此特性区分涌流和故障电流。4.直流系统两点接地可能导致断路器误跳或拒跳。（）答案：√解析：两点接地可能短接跳闸线圈（误跳）或导致合闸线圈无法励磁（拒跳）。5.电动机启动时电流大但转矩小，是因为启动时功率因数低。（）答案：√解析：启动时转子频率高，转子电抗大，功率因数低（cosφ≈0.2-0.3），导致转矩（T∝U²cosφ）较小。6.母线倒闸操作中，应先合母联断路器，再取下母联断路器控制保险。（）答案：√解析：取下控制保险可防止母联断路器误跳，确保等电位操作。7.电容器组退出运行后，需经10分钟放电方可检修。（）答案：×解析：电容器组应经放电电阻放电，剩余电压降至50V以下（一般5分钟）方可检修。8.高频保护通道测试裕度应≥8.686dB，否则可能导致保护拒动。（）答案：√解析：通道裕度不足会影响信号传输，导致保护无法正确接收对侧信号。9.厂用电源切换时，残压与备用电源电压相位差超过60°时，应采用长延时切换。（）答案：√解析：相位差过大时，冲击电流会损坏设备，需等待残压衰减后再切换（长延时）。10.变压器过励磁会导致铁芯饱和，空载电流增大，铜损增加。（）答案：×解析：过励磁主要增加铁损（磁滞损耗和涡流损耗），铜损与负载电流相关。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述主变压器过负荷运行的处理步骤。答案：（1）检查过负荷倍数及持续时间，核对规程允许的过负荷限值（正常过负荷、事故过负荷）；（2）投入所有冷却器，检查冷却系统运行是否正常；（3）调整系统运行方式，转移部分负荷（如将部分出线倒至其他变压器）；（4）若为事故过负荷，加强对变压器油温、绕组温度、油位、声音的监视；（5）过负荷期间禁止进行调压操作，记录过负荷起始时间及参数；（6）若过负荷超过允许时间或温度持续上升，汇报调度申请减负荷。2.分析10kV母线电压互感器二次侧断线的现象及处理措施。答案：现象：（1）母线电压表指示降低或为零；（2）有功、无功表指示异常（因电压信号缺失）；（3）低电压保护、距离保护可能发出“电压回路断线”告警；（4）绝缘监察装置显示电压不平衡（断线相电压降低，非断线相电压正常）。处理措施：（1）检查PT二次空开是否跳开，若跳开可试合一次（试合前确认二次无短路）；（2）若空开未跳开，检查二次回路接线是否松动、端子排有无烧损；（3）退出受影响的保护（如低电压保护、距离保护），防止误动；（4）通知继保人员处理断线故障；（5）故障处理期间加强对母线电压的监视（可通过其他PT或线路电压间接判断）。3.说明发电机失磁保护的动作逻辑及各判据的作用。答案：动作逻辑：采用“励磁低电压+系统低电压+静稳阻抗”或“无功反向+机端低电压”复合判据。各判据作用：（1）励磁低电压（Ufd＜定值）：反映发电机励磁电流消失或降低；（2）系统低电压（Usys＜定值）：防止系统电压正常时误动（如进相运行）；（3）静稳阻抗（Z＜静稳边界阻抗圆）：判断发电机是否失去静态稳定；（4）无功反向（Q＜0）：反映发电机从系统吸收无功（失磁特征）；（5）机端低电压（Ug＜定值）：防止外部故障导致的暂态低电压误动。4.列举5种导致断路器合闸失败的常见原因。答案：（1）合闸电源消失（控制回路保险熔断、空开跳开）；（2）合闸线圈烧毁（电流过大或线圈老化）；（3）操作机构故障（分闸挚子未复位、合闸铁芯卡涩）；（4）辅助开关接点接触不良（合闸回路不通）；（5）防跳继电器动作（合闸命令与分闸命令同时存在）；（6）闭锁条件未满足（如SF6压力低、弹簧未储能）。5.简述直流系统接地查找的原则及注意事项。答案：原则：（1）先查信号、照明回路，后查控制、保护回路；（2）先查户外设备，后查户内设备；（3）先查次要回路，后查重要回路（如先查备用设备，后查运行设备）；（4）采用拉路法时，每拉一路需确认该回路无接地后恢复供电（直流电源停电时间≤3秒）。注意事项：（1）查找前退出可能误动的保护（如低电压保护、差动保护）；（2）禁止同时拉两路及以上回路，防止两点接地；（3）使用高内阻电压表（≥20kΩ/V）测量，避免影响绝缘监察装置；（4）查找过程中专人监护，防止误碰造成短路；（5）找到接地支路后，进一步排查具体接地点（如端子排、电缆头、设备本体）。四、计算题（每题8分，共16分）1.某10kV配电变压器参数：额定容量1000kVA，空载损耗P₀=1.8kW，负载损耗P_k=11.5kW（75℃），阻抗电压U_k%=4.5%。试计算：（1）额定电流I_N；（2）当负载率β=80%时的总损耗ΔP；（3）经济负载率β_j。答案：（1）额定电流I_N=S_N/(√3U_N)=1000/(√3×10)=57.74A（2）负载损耗ΔP_k=β²P_k=0.8²×11.5=7.36kW总损耗ΔP=P₀+ΔP_k=1.8+7.36=9.16kW（3）经济负载率β_j=√(P₀/P_k)=√(1.8/11.5)=√0.1565≈0.396（即39.6%）2.某380V三相异步电动机参数：额定功率P_N=150kW，额定效率η_N=0.92，功率因数cosφ_N=0.88，启动电流倍数K_I=7，启动转矩倍数K_T=1.8。系统允许的最大启动电流为800A，试校验：（1）直接启动时的启动电流是否超过允许值；（2）若需降压启动，采用Y-Δ启动时的启动电流及启动转矩。答案：（1）额定电流I_N=P_N/(√3U_Nη_Ncosφ_N)=150000/(√3×380×0.92×0.88)=150000/(513.7)=292A直接启动电流I_st=K_I×I_N=7×292=2044A＞800A，超过允许值。（2）Y-Δ启动时，启动电流I_stY=I_stΔ/3=2044/3≈681A（≤800A，满足要求）启动转矩T_stY=T_stΔ/3=K_T×T_N/3=1.8×T_N/3=0.6T_N（注：T_N=9550P_N/n_N，本题未给转速，故保留倍数关系）五、综合分析题（14分）某220kV变电站1主变（容量180MVA，220kV/110kV/10kV三绕组）配置比率差动保护、瓦斯保护、复合电压闭锁过流保护。某日运行中，1主变高压侧2201断路器跳闸，监控系统显示：“主变差动保护动作”、“110kV侧过流保护动作”、“10kV侧过流保护动作”。试分析：1.可能的故障范围及判断依据；2.现场检查的重点项目；3.故障处理的主要步骤。答案：1.可能的故障范围及判断依据：（1）主变内部故障：差动保护动作说明故障在差动保护范围内（主变各侧TA之间），包括绕组、铁芯、引出线等；（2）110k