2025年轨道交通设计院供电专业笔试试题（含答案）

2025年轨道交通设计院供电专业笔试试题（含答案）一、单项选择题（每题2分，共20分）1.城市轨道交通牵引供电系统通常采用下列哪种供电方式？A.交流110kV三相供电B.直流1500V接触网供电C.直流380V低压供电D.交流10kV单相供电答案B解析城市轨道交通牵引供电系统普遍采用直流制式，常见电压等级为DC750V和DC1500V，其中DC1500V应用最为广泛。2.牵引变电所向接触网供电时，相邻两座牵引变电所之间通常设置的分区所主要功能不包括下列哪项？A.正常运行时实现双边供电B.故障时切除故障区段C.将交流电变换为直流电D.越区供电时实现电源切换答案C解析整流变压和整流装置设置在牵引变电所内，分区所仅承担供电分段、联络与越区供电功能，不进行交直流变换。3.地铁直流牵引供电系统中，接触网发生短路故障时，下列哪种保护动作最快？A.过负荷保护B.电流速断保护C.低电压保护D.热过载保护答案B解析电流速断保护按躲过最大负荷电流整定，无时限动作，用于快速切除近端短路故障。过负荷保护带延时，用于保护设备不过热。4.直流1500V接触网对地绝缘电阻的测量，应使用下列哪种仪表？A.万用表电阻档B.接地电阻测试仪C.绝缘电阻测试仪（兆欧表）D.回路电阻测试仪答案C解析绝缘电阻测量需使用绝缘电阻测试仪施加规定直流高压，万用表输出电平过低，无法反映高压设备的真实绝缘状态。5.关于交流牵引供电系统与直流牵引供电系统的比较，下列说法正确的是？A.交流制供电电压低，无需升压B.直流制不存在杂散电流腐蚀问题C.直流制需设置整流装置，投资较高D.交流制更适合城市轨道交通小运量线路答案C解析直流牵引供电系统需在牵引变电所内设置整流机组，将交流电变为直流电，增加了变电所设备投资。杂散电流腐蚀是直流制固有的问题，需采取防护措施。6.地铁牵引变电所中用于将35kV交流电降压并整流的设备组合是？A.动力变压器+整流器B.整流变压器+整流器C.牵引变压器+逆变器D.自耦变压器+整流器答案B解析牵引变电所内整流机组由整流变压器和整流器组成，将中压交流电降压后再整流为直流电供给接触网。7.下列哪项不是轨道交通供电系统SCADA监控系统的主要功能？A.遥控开关操作B.遥测电气量C.遥信设备状态D.自动售检票答案D解析SCADA系统完成"四遥"功能——遥测、遥信、遥控、遥调，自动售检票属于车站AFC系统，与供电监控无关。8.地铁杂散电流防护设计中，下列哪种措施是最根本的源头治理措施？A.增大钢轨对地过渡电阻B.设置排流柜C.采用绝缘安装的扣件和垫板D.减小钢轨阻抗答案C解析绝缘安装的扣件和垫板提高了钢轨对地的过渡电阻，从源头减少了杂散电流的泄漏量。排流柜属于疏导措施，而非源头治理。9.牵引供电系统发生直流短路故障时，短路电流上升率diA.整流变压器短路阻抗B.接触网单位长度电阻C.牵引网回路总电感D.直流断路器灭弧介质答案C解析直流短路时电流上升率di/d10.下列关于供电系统谐波的说法，错误的是？A.整流装置是轨道交通供电系统的主要谐波源B.谐波会导致变压器附加损耗增加C.增加滤波装置可降低谐波含量D.谐波对继电保护装置无任何影响答案D解析谐波会引起继电保护误动或拒动，干扰保护装置的正常判断，甚至损坏保护设备。二、多项选择题（每题3分，共15分）1.城市轨道交通牵引变电所内，下列哪些设备属于主要一次设备？A.整流变压器B.直流快速断路器C.整流器D.继电保护装置E.隔离开关答案ABCE解析继电保护装置属于二次设备，其余均为主电路上一次设备。2.直流牵引供电系统继电保护配置通常包括下列哪些保护？A.大电流脱扣保护B.电流变化率（diC.过电流保护D.纵联差动保护E.低电压保护答案ABC解析直流牵引系统常用的保护有大电流脱扣、di/d3.关于牵引变电所接地装置的设计，下列说法正确的有？A.接地装置的接地电阻应满足设计规范要求B.设备外壳应可靠接地C.接地网应尽量采用铜质材料以降低电阻D.直流牵引供电系统的接地可与交流系统共用同一接地网E.接地装置只需考虑工频短路电流的热稳定答案ABC解析直流牵引系统与交流系统的接地需统筹考虑杂散电流防护与人身安全；接地装置还应校核动稳定、热稳定及接触电压、跨步电压，并非只考虑工频短路电流。4.轨道交通供电系统提高供电可靠性的措施包括？A.牵引变电所采用双回电源进线B.设置母线分段开关C.配置备用电源自动投入装置D.实施设备状态检修E.取消继电保护以简化系统答案ABCD解析继电保护是保障供电系统安全运行的必要环节，不能取消。5.关于再生制动能量吸收装置，下列说法正确的有？A.可吸收列车再生制动时反馈的能量B.能抬高接触网电压，改善电能质量C.电阻耗能型装置将再生能量转化为热能消耗D.逆变回馈型装置可将再生能量回馈至交流电网E.再生制动能量吸收装置可完全替代车载制动电阻答案ABCD解析再生制动能量吸收装置能有效抑制接触网电压抬升，但车载电阻仍保留作为备用制动手段，无法完全替代。三、判断题（每题1分，共10分）1.地铁直流牵引供电系统采用1500V电压制式时，接触网对地电压为直流1500V，对设备绝缘水平要求比750V系统更高。答案正确2.牵引变电所内的整流机组通常采用12脉波整流电路，其主要目的是降低注入交流系统的谐波含量。答案正确3.杂散电流对埋地金属管线的腐蚀属于电化学腐蚀，与土壤电阻率无关。答案错误解析土壤电阻率直接影响杂散电流的泄漏路径与分布，电阻率越低杂散电流越严重，两者密切相关。4.接触网的电分段处设置隔离开关，可以实现故障区段的隔离和检修时的停电作业。答案正确5.直流快速断路器的分断能力只需大于最大负荷电流即可，无需考虑短路电流。答案错误解析直流快速断路器必须能够可靠分断最大短路电流，其开断能力按短路电流校验。6.供电系统的功率因数主要取决于有功功率与无功功率的比值，提高功率因数可减少线路损耗。答案正确7.在越区供电工况下，供电末端电压降可能超过允许值，因此越区供电通常限制列车运行密度。答案正确8.牵引供电系统的保护接地与工作接地必须严格分开，不得有任何连接。答案错误解析部分系统允许通过接地网将工作接地与保护接地连为一体，具体应依据设计规范确定。9.SCADA系统远方遥控操作时，无需校验操作员权限。答案错误解析SCADA系统必须具备严格的操作权限管理与操作票制度，防止误操作。10.直流牵引供电系统发生短路时，由于直流电流没有自然过零点，直流断路器需依靠强制灭弧装置切断电流。答案正确四、填空题（每空1分，共20分）1.城市轨道交通牵引供电系统由______、____、____和______四部分组成。答案电源系统；牵引变电所；牵引网；回流系统2.直流牵引供电系统中，接触网的供电方式可分为______、____和______三种。答案单边供电；双边供电；越区供电3.牵引变电所的主要电气设备包括______、____、____和______等。答案整流变压器；整流器；直流快速断路器；隔离开关（或：高压开关柜、直流开关柜、整流机组、变压器）4.杂散电流防护的主要措施有______、____、____和______四类。答案源头治理（绝缘）；排流防护；电位限制；阴极保护5.供电系统短路电流计算中，常用的计算方法有______法和______法。答案有名值（绝对值）法；标幺值（相对值）法6.电力系统的中性点接地方式主要有______、____和______。答案直接接地；经消弧线圈接地；不接地（或：中性点经小电阻接地、经电抗接地）解析中压配电网常见中性点运行方式包括中性点不接地、经消弧线圈接地和经小电阻接地三类。7.直流开关柜中使用的________断路器，可在数毫秒内分断短路电流，保护牵引网安全。答案直流快速五、简答题（每题5分，共20分）1.简述牵引变电所的主要功能。答案(1)将电力系统提供的高压交流电降压为适合牵引的电压等级；(2)通过整流装置将交流电变换为直流电；(3)通过直流开关柜向接触网供电，实现供电分段与故障隔离；(4)为动力照明等低压负荷提供电源；(5)实施保护、监控与测量，保障供电安全可靠。2.简述直流牵引供电系统中设置分区所的作用。答案(1)正常运行时实现相邻牵引变电所的双边供电，减小线路电压损失和电能损耗；(2)故障时通过分区所开关切除故障区段，缩小停电范围；(3)越区供电时作为电源切换点，实现非故障区段的持续供电；(4)为接触网检修提供分段停电条件。3.简述杂散电流产生的原因及其主要危害。答案产生原因：直流牵引供电系统以钢轨作为回流导体，钢轨对地不可能完全绝缘，部分回流电流经钢轨泄漏到大地，形成杂散电流。主要危害：(1)对埋地金属管道、电缆金属护套等产生电化学腐蚀；(2)腐蚀可导致结构强度下降，引发安全事故；(3)可能造成设备金属外壳和接地网腐蚀；(4)杂散电流过大时会影响土壤环境和周边金属设施寿命。4.简述供电系统继电保护的基本要求。答案(1)选择性：故障时仅切除故障元件，尽量缩小停电范围；(2)速动性：尽快切除故障，减轻设备损坏程度；(3)灵敏性：对保护范围内的故障有足够的反应能力；(4)可靠性：在需要动作时可靠动作，不需动作时不误动。六、计算题（每题8分，共16分）1.某地铁线路牵引变电所安装两台12脉波整流机组，每台整流变压器额定容量SN=2500 kVA(1)整流变压器二次侧额定电流I2(2)忽略系统阻抗时，整流变压器二次侧三相短路电流Ik答案(1)二次侧额定电流I(2)短路阻抗标幺值X短路电流标幺值II解析：忽略系统阻抗时，短路电流仅受整流变压器短路阻抗限制，计算取Xk2.某DC1500V牵引变电所向一列车供电，列车取流I=2000 A，供电距离L=(1)供电回路总电阻R；(2)线路电压降ΔU(3)若允许电压降为10%，验证该供电距离是否满足要求。答案(1)总回路电阻为接触网与钢轨电阻之和：R(2)电压降：Δ(3)允许电压降：Δ因为ΔU解析：该计算为牵引网电压降校核的简化模型，实际设计中还需考虑接触网温升后的电阻变化、列车再生制动工况等因素。七、论述题（9分）1.试述轨道交通直流牵引供电系统继电保护配置的原则，并分析直流短路故障的特征及保护配合策略。一、保护配置原则(1)可靠性：保护装置在故障时应可靠动作，正常时不误动；(2)选择性：通过合理整定电流定值与动作时间，实现馈线、母线和整流机组的分级保护配合；(3)速动性：直流短路电流上升快、幅值大，要求保护快速出口跳闸；(4)灵敏性：应覆盖供电区段内各种运行方式下的故障。二、直流短路故障特征(1)短路电流无自然过零点，电流呈指数规律上升，最终达到稳态短路电流；(2)短路初期电流上升率di/d(3)远端故障时短路电流幅值相对较小，di(4)直流电弧一旦建立，需依靠断路器强制灭弧