变电运行竞赛试题Word格式.docx
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5）体积小、重量轻，结构简单，噪声小。
5、操作过电压可以分为哪几类？
1）中性点不接地系统中的电弧接地过电压；
2）空载线路或电容性负载的拉闸过电压；
3）电感性负载的拉闸过电压；
4）空载线路的合闸过电压，特别是自动重合闸时的过电压。
6、系统发生振荡同短路有什么区别？
系统发生振荡与发生短路时电气量的变化速度不同。
短路时电流突增，电压突降，电气量是突变的，而振荡时电气量的变化却是缓慢的；
（2分）短路时有负序和零序分量出现，振荡时三相是完全对称的，不会出现负序和零序分量。
（2分）
7、为什么变压器的差动保护不能代替瓦斯保护？
瓦斯保护能反映变压器油箱内部的任何故障，如铁芯过热烧伤、油面降低等，但差动保护对此无反映。
（1分）又如变压器绕组发生少数线匝间短路，虽然匝内短路电流很大，会造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击，但表现在相电流上却并不大，因此差动保护没有反映，但瓦斯保护对此却能灵敏地加以反映，这就是差动保护不能代替瓦斯保护的原因。
8、变压器的铁芯为什么要接地且又不能多点接地？
变压器的铁芯如果不接地，当变压器运行时，由于铁芯各位在电场中所处的位置不同而有不同的电位。
（1分）当两点之间的电位差达到能够击穿两者之间的绝缘时，相互之间就会产生放电，为此变压器的铁芯与其他金属必须和油箱连接，然后接地，使它们处于同电位（零电位）（2分）。
如果铁芯多点接地，则相当于铁芯经多个接地点形成短路，就会产生一定的电流，导致铁芯局部损耗增加，引起铁芯发热，严重时甚至把接地片烧断，使铁芯产生悬浮电位，这是不允许的。
9、变电站接地网的接地电阻是多少？
避雷针的接地电阻是多少？
大电流接地系统的接地电阻，应符合R≤2000/I，当I＞4000A时，可取R≤0.5Ω。
（1分）小电流接地系统，当用于1000V以下设备时，接地电阻应符合R≤125/I；
当用于1000V以上设备时，接地电阻R≤250/I，但任何情况下不应大于10Ω。
（1分）上述式中R为考虑到季节变化的最大接地电阻（Ω）；
I为计算用的短路电流（A）。
独立避雷针的接地电阻一般不大于25Ω；
（1分）安装在构架上的避雷针，其集中接地电阻一般不大于10Ω。
10、写出油中溶解气体含量中的总烃由哪几部分成分组成（标明化学符号）并写出变压器油中溶解的总烃、氢的注意值。
总烃由甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）和乙炔（C2H2）组成；
变压器油中溶解总烃的注意值是150ppm;
氢的注意值是150ppm;
11、什么情况下不允许调整变压器有载调压装置的分接头？
1）变压器过负荷时；
2）有载调压装置的瓦斯保护频繁发出信号时；
3）有载调压装置的油标中无油位时；
4）有载调压装置的油箱温度低于-40℃时；
5）调压装置发生异常时。
12、什么是电池的浮充电？
浮充电的目的是什么？
1）电池在饱满的容量状态下，与充电机并联，接于直流母线上，充电机除负担正常的直流负荷外，还给电池一适当的补充电流，以补充电池的自放电，称为浮充电（3分）。
2）浮充电的目的就是使电池始终保持充满电状态，既不过充，也不欠充，维护电池的使用寿命。
13、大电流接地系统中发生接地短路时，零序电流的分布与什么有关？
零序电流的分布，只与系统的零序网络有关，与电源的数目无关。
（1分）当增加或减少中性点接地的变压器台数时，系统零序网络将发生变化，从而改变零序电流的分布。
（1分）当增加或减少接在母线上的发电机台数和中性点不接地变压器台数，而中性点接地变压器的台数不变时，只改变接地电流的大小，而与零序电流的分布无关。
14、什么叫变压器的经济运行方式？
有几台变压器并列运行的变电所，随着负荷的变化，经常调整运行变压器的台数，使变压器总的功率损耗最小。
这种消耗最小的运行方式就叫变压器的经济运行方式。
15、提高电力系统电压质量的措施有哪些？
1）为保证电力系统有功功率和无功功率的平衡，维持正常电压值，减少线损，在电力系统中应装设适当数量的无功补偿设备；
2）提高用户的功率因数；
3）广泛采用带负荷调压的变压器；
4）装设适当数量的电抗器。
由于电缆线路较多，在负荷低谷时会出现电压偏高，装设电抗器可以吸收无功功率，降低电压。
5）装设静止补偿器。
16、电力系统中为什么要保证电能质量？
电力系统中所有的用电设备都是在一定电压和频率下工作的，电力系统的电压和频率直接影响用电设备的工作。
（1分）当系统电压低于电动机额定电压时，由于电动机的电磁转矩与工作电压的平方成正比，所以电动机的电磁转矩将大大下降，影响电动机出力，严重时会将电动机烧毁。
（2分）当电力系统频率低于电动机额定频率时，电动机转速下降，将直接影响那些对转速有严格要求的负荷，使产品质量下降。
因此要规定电能质量的标准，保证电能质量。
17、三绕组变压器的低压侧开路运行对变压器有危害？
应采取什么保护措施？
三绕组变压器低压侧开路运行时，由于静电感应电压会对低压侧绕组的绝缘造成伤害，所以应在低压侧绕组的引出线上加装阀型避雷器。
（2分）当低压侧连有20M及以上金属外皮的电缆时，电缆的电容就会起到保护作用，此时可以不装阀型避雷器。
18、系统中发生短路会造成什么后果？
系统中发生短路时，总电阻会突然减小，流过短路点的电流可能是正常运行电流的几十倍，使导线和设备过热、绝缘损坏；
（2分）发生短路时还会引起网络电压急剧下降，使用户的正常工作遭到破坏；
（1分）故障设备和某些无故障设备因流过很大的短路电流而产生热效应和电动力，使设备遭到破坏和损伤，缩短使用寿命。
19、液压机构已装有防打压慢分装置后，为什么仍需采用机械闭锁措施？
因为液压机构的防失压打压慢分装置从外表无法直接检查是否完好，（1分）而打压慢分的后果又十分严重，（1分）为了绝对可靠，检修工艺明确规定，在机构失压后重新打压前，运行中合闸状态断路器必须加装机械闭锁装置，以作为防止意外事故的后备措施。
20、振荡闭锁装置必须满足哪些要求？
1）当系统只发生振荡而无故障时，应可靠闭锁保护；
2）当保护范围外部发生故障引起系统振荡时，应可靠闭锁保护；
3）当保护范围内发生故障时，不论系统有无振荡都不应闭锁保护。
21、为什么电容器组每次重新合闸必须在电容器组断开3min后进行？
在交流电路中，如果电容器带有电荷时，则可能使电容器承受2倍以上额定电压峰值，这对电容器是有害的，同时也会造成很大的冲击电流，有时会使断路器跳闸或熔断器熔断。
（2分）因此要求电容器组每次拉闸后，必须随即放电1min左右才可满足要求，规定3min后再进行合闸是为了更安全。
22、在断路器控制回路中采取电气防跳跃措施的基本原理。
断路器跳跃是在合闸脉冲和跳闸脉冲同时存在时发生的。
（2分）因此，只要在断路器控制回路里，采取适当措施，使合闸脉冲和跳闸脉冲同时存在时，可靠地切断合闸回路，这样断路器就不会第二次合闸。
23、电力系统在什么情况下运行将出现零序电流？
试举出3种例子。
电力系统在三相不对称运行状况下将出现零序电流。
（2分）例如：
1）电力系统中有接地故障；
2）单相重合闸过程中的两相运行；
3）三相重合闸和手动合闸时断路器三相不同期投入；
4）空载投入变压器时三相的励磁涌流不相等；
5）电力变压器三相运行参数不同。
24、什么叫电压互感器的反充电？
对保护装置有什么影响？
通过电压互感器二次侧向不带电的母线充电称为反充电。
（1分）如220KV电压互感器变比为2200，停电的一次母线即使未接地，其阻抗（包括母线电容及绝缘电阻）虽然较大，假定为1MΩ，但从电压互感器二次侧看到的阻抗只有1000000/（2200）2≈0.2Ω，近乎短路，（2分）故反充电电流较大，将造成运行中电压互感器二次侧小开关跳开或熔断器熔断，使运行中的保护装置失去电压，可能造成保护装置的误动或拒动。
25、瓦斯保护的保护范围是什么？
1）变压器内部的多相短路；
2）匝间短路，绕组与铁芯或与外壳间的短路；
（1分）3）铁芯故障；
4）油面下降或漏油；
（1分）5）分接开关接触不良或导线焊接不良。
26、强迫油循环冷却的变压器，油流速度为什么不能过快？
变压器油属石油类的高绝缘性液体，在变压器内部如流速过快，会产生静电，在电荷积聚很多的情况下，可能产生放电，（1分）过量的电荷通过绝缘层泄漏，在此部位可能存在足以损坏绝缘的电场强度，可导致变压器绝缘损坏。
静电发生量与流速的三次方成正比，为了确保整个油温区域的安全，需要限制绕组内的油流速度，（1分）因为静电放电不致发生在有效流速为33cm/s以上的区域，因此，为控制静电发生，必须将流速控制在规定值以下。
27、新安装或二次回路经过变动后的变压器差动保护须做哪些工作后方可正式投运？
新安装或二次回路经过变动后的变压器的差动保护，应在变压器充电时将差动保护投入运行；
（1分）带负荷前将差动保护停用；
（1分）带负荷后测量负荷电流相量和继电器的差电压，正确无误后，方可将差动保护正式投入运行。
28、大电流接地系统中，为什么相间保护的动作时限比零序保护的动作时限长？
保护动作的时限一般是按照阶梯性原则整定的。
（1分）相间保护的动作时限，是由用户到电源方向每级保护递增一个时级差构成的，（1分）而零序保护则由于降压变压器大都是Y/△接线，当低压侧接地短路时，高压侧无零序电流，其动作时限不需要与变压器低压侧用户相配合。
所以零序保护的动作时限比相间保护的短。
29、某些距离保护在电压互感器二次回路断线时不会立即误动作，为什么仍需装设电压回路断相闭锁装置？
目前有些新型的或经过改装的距离保护，起动回路经负序电流元件闭锁。
（1分）当发生电压互感器二次回路断相时，尽管阻抗元件会误动，但因负序电流元件不起动，保护装置不会立即引起误动作。
（1分）但当电压互感器二次回路断相而又遇到穿越性故障时仍会出现误动，所以还要装设断相闭锁装置，在发生电压互感器二次回路断相时发信号，并经大于第Ⅲ段延时的时间起动闭锁保护。
30、写出集控站监控系统应具备的功能。
（写出5种）
1）数据采集；
2）事件记录及故障录波测距；
3）控制与操作闭锁；
4）同期检测和同期合闸；
5）电压和无功功率的远方控制；
6）远方整定继电保护定值；
7）数据处理与记录；
8）与远方调度中心通信；
9）人机联系。
31、变压器试验中吸收比与极化指数有什么关系？
吸收比与极化指数的物理意义是相同的，都是反映电气设备绝缘受潮、脏污、老化等缺陷的有效手段之一；
都是两个测量中的绝缘电阻值之比，（2分）吸收比是60s和15s的绝缘电阻值之比，绝缘良好时应大于1.3,；
极化指数是10min和1min的绝缘电阻之比，绝缘良好时应大于1.5，（1分）由于吸收比和变压器的电容量有关，因此对于高电压（通常220KV及以上）、大容量（通常在及120MVA以上）的变压器，采用极化指数更能准确反映绝缘10~30℃范围的受潮情况。
32、什么是WXH-11微机保护的“三取二”控制方式？
因为该保护采用3个相电流差突变量元件作为各套保护的起动元件，为了防止任一元件损坏引起误动，起动回路采用两两互相闭锁方式，（2分）只有当CPU1、CPU2、CPU3中的两个及以上同时发出起动命令时，才能开放跳闸命令。
这种控制方式称为“三取二”控制方式。
33、直流正极、负极接地对运行有哪些危害？
直流正极接地有造成保护误动的可能，因为一般跳闸线圈均接电源负极，若这些回路再发生接地或绝缘不良，就会引起保护误动；
（2分）直流负极接地时，如回路中再有一点接地，两点接地可能将跳闸回路或合闸回路短路，可能造成保护拒绝动作。
这时还可能烧坏继电器触点。
34、绝缘子在什么情况下容易损坏？
1）绝缘子安装使用不合理，如机械负荷超过规定，电压等级不符合安装位置不当等；
2）由于天气骤冷、骤热以及冰雹的外力破坏；
3）由于绝缘子污秽，在雷雨雾天气时引起闪络；
4）电气设备短路，电动、机械应力过大引起的绝缘子损坏。
35、液压机构压力表反映什么压力?
与标准值不同是什么原因？
液压机构的压力表反映液体的压力,液体压力与氮气的压力不相等,其差值为贮能筒活塞与缸壁的摩擦力。
（1分）压力稍与标准值偏差,并固定无变化,可能是予充压力稍偏差。
压力不断升高并明显高于标准值,是活塞密封不良,高压油进入气体侧。
压力不断降低,并明显低于标准值,是气体外漏所致。
36、导线的电晕是怎样产生的？
不平滑的导线会产生不均匀电场。
（1分）在不均匀电场中曲率半径小的电极附近，当电压升高到电晕起始电压后，由于空气游离会发生电晕放电，在电极附近就出现了一层电晕层。
（2分）因为在电晕层的外围电场很弱，不会发生碰撞游离，电晕层外围的带电粒子基本上都是离子，这些离子便形成了电晕放电电流。
37、变压器运行中有哪些损耗？
与哪些因数有关？
变压器功率损耗可分为两部分，即固定损耗与可变损耗，（1分）固定损耗就是空载损耗，空载损耗可分为有功损耗和无功损耗两部分。
有功损耗基本上是铁芯的磁滞损耗和涡流损耗。
无功损耗是励磁电流产生的损耗，（2分）可变损耗就是短路损耗，也分为有功损耗和无功损耗两部分。
有功部分是变压器原副绕组的电阻通过电流时产生的损耗，无功部分主要是漏磁通产生的损耗。
38、为什么变电站要采用消弧线圈？
其工作原理是什么？
对中性点不接地系统,采取中性点经消弧线圈接地的方法,是为了防止接地故障时电容电流过大引起间隙性电弧造成过电压。
（2分）其原理：
当发生单相接地故障时,中性点电压升高为相电压,于是消弧线圈的电压也大为增加,接地点流过的电容电流超前电压90°
消弧线圈中流过的电流滞后电压90°
这两个电流相位互差180°
在接地点处这两个电流互相抵消,使流过的总电流大大减小,电弧容易自然熄灭。
39、高压断路器采用多断口结构的主要原因是什么？
1）有多个断口可使加在每个断口上的电压降低，从而使每段的弧隙恢复电压降低；
（1分）2）多个断口把电弧分割成多个小电弧段串联，在相等的触头行程下多断口比单断口的电弧拉深更长，从而增加了弧隙电阻；
（2分）3）多断口相当于总的分闸速度加快了，介质恢复速度增大。
40、直流母线电压的波动范围是多少？
蓄电池组在正常浮充电方式下，直流母线电压应为直流系统额定电压的105%；
（2分）其他方式下的波动范围：
1）控制负荷系统的直流母线电压应在直流系统额定电压的85%~110%范围内；
（1分）2）动力负荷系统的直流母线电压应在直流系统额定电压的87.5%~112.5%范围内。
41、当电源电压升高时，通过降压变压器输送的有功功率应该降低还是应该提高？
忽略变压器的阻抗下降，变压器电源电压即为变压器一次电压，U1=E1=4.44fW1фm10-8。
（1分）若把一次侧匝数与电源频率看作不变常数，则电源电压U1与磁通成正比，当U1升高时，фm也随之增加，从而使励磁电流Im也相应增加，（1分）而励磁电流是无功电流，Im增加将使无功功率增加，（1分）由于变压器容量S=（P2+Q2）1/2一定，则若无功功率增加，输送的有功功率P就相应减小。
因此，对降压变压器，当电源电压升高时，输送的有功功率就应降低。
42、为什么110KV及以上变压器在停、送电前必须将中性点接地？
我国的110KV及以上等级的电网为中性点直接接地系统，（1分）在运行中，为了满足继电保护装置灵敏度的要求，有些变压器中性点是不接地的，（1分）但为了防止因断路器非同期操作引起的过电压危及变压器的绝缘，在切合变压器时，应将变压器中性点直接接地，操作后，中性点运行方式根据调度命令执行。
43、电压互感器高压保险熔断有哪几种原因？
1）互感器本身故障，过电流使保险熔断；
2）系统中出现短时过电压，加到互感器一次绕组上，使铁芯饱和励磁电流成倍增加，电压互感器的励磁电流占额定电流比例较大，互感器一次电流也会成倍增加，使保险熔断。
44、事故处理的原则是什么？
1）尽快限制事故发展，消除事故的根源，并解除对人身和设备的危害,防止系统稳定破坏或瓦解；
2）用一切尽可能的方法保持未损坏设备继续运行，对重要用户应保证其不停电，对已停电的用户应迅速地恢复供电；
3）及时向调度和上级主管部门汇报发生事故的原因、已采取的措施和变电所当时的运行方式。
（3分）在处理过程中，要特别注意所用电的恢复。
45、断路器合闸线圈的端电压,为什么不能低于额定值的（80～85）%?
使用电磁操机构的断路器,其分合速度与操作电源关系很大,合闸线圈的端电压愈低,电磁吸力越小,开关合闸速度也就越慢,（2分）此时当开关合闸于故障电流时,故障电流的电动力将严重阻止开关触头闭合,为了确保断路器能顺利合闸,所以要求合闸线圈的端电压不低于额定值的（80～85）%。
46、什么叫功率因数?
提高负载功率因数有什么意义?
负载阻抗角的余弦或电路消耗的平均功率P与视在功率S的比值,叫功率因数。
既:
cosΦ=P/S,（2分）提高功率因数的意义在于充分利用供电设备容量,减少输电线路上的损失。
47、直流系统在变电所中起什么作用,直流系统母线电压的允许范围是多少?
过高或过低都有什么危害?
直流系统在变电所中,为控制信号.继电保护,自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源,还作为操作可靠的操作电源。
（2分）如母线电压过高,对长斯充电的继电器线圈,指示灯等容易造成过热烧毁；
（1分）母线电压过低,则很难保证断路器继电保护正确可靠地动作。
（1分）直流母线电压一般允许范围:
U=Ue±
10%U.（1分）
48、一般哪些保护与自动装置动作后,应闭锁重合闸?
母差保护、变压器差动保护、自动按频率减负荷装置,联切装置等动作跳闸后应闭锁相应的重合闸装置。
49、为什么电流互感器的一次额定电流要与电路的工作电流If接近，如果If比小得多或数倍于I1N时有什么影响？
在选用电流互感器时，其I1N要与If相近，这样电流互感器才有较高的测量准确度，（2分）若If比I1N小得多时，由于一次磁通势较小，导磁系数也较小，电流互感器的电流误差和角误差都增大。
（1分）若If数倍于I1N，因电流互感器铁芯饱和，导磁系数下降，其误差也会迅速增大，故选用电流互感器时，其I1N要与If相近。
50、变电所中的控制、信号回路和合闸回路的熔断器如何选择？
变电所直流系统各级熔断器的选择，首先应考虑熔断器的额定电压大于或等于回路的额定电压，然后选择额定电流。
（1分）1）控制、信号回路，应考虑二次回路最大负荷，并按公式IN=KImax选择。
式中IN——熔断器额定电流；
Imax——最大负荷电流；
K——配合系数，一般取K=1.5；
（2分）2）断路器合闸回路熔断器，应按断路器额定合闸电流的1/3~1/4倍选择。
其上一级合闸总电源的熔断器，应按两个断路器同时合闸来选择熔断器的大小。
二、论述题：
1、试说明套管表面脏污和出现裂纹有什么危险？
（8分）
套管表面脏污将使闪络电压降低，如果脏污的表面潮湿，则闪络电压降的更低，此时线路中若有一定数值的过电压侵入，即引起闪络。
（2分）闪络的危害如下：
1）造成电网接地故障，引起保护动作，断路器跳闸；
2）对套管表面有损伤，成为未来可能产生绝缘击穿的一个因素。
套管表面的脏污吸收水分后，导电性提高，泄漏电流增加，使绝缘套管发热，有可能使套管里面产生裂缝而最后导致击穿。
套管出现裂纹会使抗电强度降低。
因为裂纹中充满了空气，空气的介电系数小，瓷套管的瓷质部分介电系数大，而电场的分布规律是介电系数小的电场强度大，介电系数大的电场强度小，裂纹中的电场强度大到一定数值时，空气就被游离，引起局部放电，造成绝缘的进一步损坏，直至全部击穿。
裂纹中进入水分结冰时，也可能将套管胀裂。
2、运行电压过高和过低对变压器有什么危害？
若加于变压器的电压值低于额定值，对变压器寿命不会有任何不良影响，但将影响变压器容量不能充分利用。
若加于变压器的电压值高于额定值，对变压器是有不良影响的。
当外加电压增大时，铁芯饱和程度增加，使电压和磁通的波形发生严重畸变，且使变压器的空载电流大增。
电压波形的畸变也即出现高次谐波，这要影响电能质量，其危害如下：
1）引起用户电流波形的畸变，增加电机和线路上的附加损耗。
2）可能在系统中造成谐波共振现象，导致过电压使绝缘损坏；
3）线路中电流的高次谐波会影响电信线路，干扰电信的正常工作；
4）某些高次谐波会引起某些继电保护装置不正确动作。
3、变压器的中性点套管上平时是否有电压？
理论上讲，当电力系统正常运行时，如果三相对称，则无论中性点接地方式如何，中性点的电压均等于零。
（2分）但实际上三相输电线对地电容不可能完全相等，如果不换位或换位不当，特别在导线垂直排列的情况下，对于不接地系统和经消弧线圈接地系统，由于三相不对称，变压器的中性点在正常运行时会有对地电压。
（3分）如消弧线圈接地系统还和补偿度有关。
（1分）对于直接接地系统的中性点电位固定为地电位，对地电压应为零。
4、额定电压相同的交、直流继电器为什么不能互相代替？
交流继电器在交流回路中，线圈的总阻抗由电阻和电抗组成。
（1分）如接在直流回路中，因不存在电抗，总阻抗值减小。
（1分）因加于线圈两端的电压仍为额定电压，所以线圈中的电流增大，会超过允许电流值，容易把线圈烧坏。
直流继电器接直流回路中，线圈的总阻抗只是电阻值。
（1分）当接在交流电路中，线圈的总阻抗要加上电抗部分，所以总阻抗值增大。
（2分）因加于线圈电压仍为额定电压，线圈中的电流减小，电磁力也将减小，将使铁芯
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