2025年電氣工程師考試試卷變電工程調試與運行案例分析押題試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______試卷內容案例一某220kV變電站新建工程即將完成送電前的最后一次調試。該站一臺主變壓器為SFPSZ7-315000/220/121/10.5型，連接組別為YNd11，采用有載調壓開關。一次系統(tǒng)接線為兩臺125MVA主變壓器，采用內橋接線，通過2回220kV線路連接至系統(tǒng)。站內配置3組10kV電容補償裝置，采用微機綜合保護。在主變壓器沖擊合閘及帶負荷調試過程中，發(fā)現以下情況：1.變壓器沖擊合閘時，勵磁涌流導致站內10kV廠用電系統(tǒng)電壓波動較大，部分保護裝置發(fā)出告警。2.對主變壓器進行有載調壓操作時，操作后變壓器分接頭位置指示正確，但保護裝置發(fā)出裝置異常告警。3.對10kVI段母線進行絕緣電阻測試，發(fā)現測試值遠低于規(guī)程要求。4.對10kVI組電容補償裝置進行投切試驗，發(fā)現投切瞬間電流沖擊較大，且保護裝置未按預期動作。請分析以上情況可能的原因，并提出相應的處理或調試建議。案例二某110kV變電站運行中，值班人員巡檢發(fā)現2號主變壓器（SFPSZ7-200000/110/10.5型，YNd11）本體溫度計指示異常，持續(xù)升高，同時油位計指示正常。保護裝置未動作，站用電正常。系統(tǒng)運行方式為：本站2臺主變壓器運行，110kVI、II段母線并列運行，通過1回110kV線路連接至系統(tǒng)。近期未對2號主變壓器進行任何操作或維護。值班人員檢查發(fā)現：1.變壓器冷卻系統(tǒng)運行正常，風扇運轉正常。2.對本體溫度計及其連接線路進行檢查，未發(fā)現明顯故障跡象。3.對變壓器油樣進行快速氣相色譜分析，初始數據顯示氫氣（H2）含量顯著升高，乙炔（C2H2）含量略高但未達到注意值。請分析2號主變壓器本體溫度異常升高的可能原因，闡述應采取的檢查和處理步驟，并說明氣相色譜分析結果的意義。案例三某35kV變電站進行日常巡視時，發(fā)現35kVI段母線電壓異常，低于額定電壓10%左右，而II段母線電壓正常。系統(tǒng)通過1回35kV線路引自系統(tǒng)，線路末端未配置無功補償裝置。站內35kV配電裝置為老式空氣絕緣開關柜，無母線電壓表，只有各出線電壓表。初步檢查發(fā)現：1.35kV線路保護裝置及斷路器狀態(tài)正常，無動作或告警信息。2.測量35kVI段母線對地絕緣電阻，數值正常。3.檢查35kVI段母線所連接的2臺出線開關操作機構及二次回路均無明顯異常。請分析35kVI段母線電壓異常的可能原因，并提出進一步的檢查方法和判斷思路。案例四某10kV變電站進行新投運的10kVB段母線帶電運行調試。該段母線通過2回10kV線路分別從A、C主變壓器10kV側引出，線路保護為微機保護，母線配置零序電流互感器和母聯(lián)斷路器（未投運）。調試過程中，進行母聯(lián)斷路器合閘操作后，發(fā)現：1.母聯(lián)斷路器合閘成功，位置指示正確。2.B段母線電壓正常，但A、C兩臺主變壓器10kV側的線路保護裝置分別發(fā)出“母線電壓異?！被颉熬€路過流”（但電流值遠小于定值）的告警信息。3.檢查發(fā)現，零序電流互感器二次側存在接地現象，但未發(fā)現明顯故障。請分析出現上述告警信息的可能原因，并說明在調試過程中應注意哪些問題。試卷答案案例一解析思路與答案*解析思路：分析各現象涉及的核心設備原理、調試標準及規(guī)程，逐一排查可能原因。*答案：1.原因分析：勵磁涌流本身是正常的，但可能因系統(tǒng)容量相對變壓器偏小導致電壓波動大；或廠用電系統(tǒng)容量偏小、抗沖擊能力弱；或站內存在諧波源且濾波不當；或部分保護裝置整定值偏小或算法對涌流敏感。處理建議：對變壓器進行多次沖擊試驗，觀察系統(tǒng)電壓波動情況；檢查廠用電系統(tǒng)容量及接線，必要時進行加強；檢查站內諧波源及濾波措施；復核相關保護裝置定值及算法，適當調整或更換。2.原因分析：有載調壓開關操作正常，但保護裝置告警，可能原因是調壓引起的電壓變化超出了保護裝置設定的某些輔助功能（如電壓范圍限制、相間電壓不平衡度等）的閾值，或者保護裝置本身存在誤整定或輕微故障。處理建議：查看保護裝置告警信息類型，核對相關輔助功能定值是否合理；對保護裝置進行全面的檢查和傳動試驗。3.原因分析：10kV母線絕緣電阻低于標準，表明母線絕緣存在缺陷，如母線連接點接觸不良、絕緣子污穢或損壞、母線引線絕緣破損等。處理建議：沿母線逐段檢查連接點緊固情況及接觸面；清潔絕緣子；檢查母線引線及絕緣護套；必要時進行局部放電檢測或耐壓測試。4.原因分析：投切瞬間電流沖擊大，可能原因是電容器組本身存在故障（如內部元件損壞導致相間短路）；投切開關（接觸器或斷路器）性能不良，存在電弧或動作不同步；保護裝置投切邏輯或定值整定不當；系統(tǒng)存在諧波，導致投切時發(fā)生諧振。處理建議：對電容器的絕緣電阻、電容量、組別進行測試，必要時進行放電試驗或更換；檢查投切開關及其控制回路，確認動作可靠；復核保護裝置投切邏輯及定值；檢查系統(tǒng)諧波情況。案例二解析思路與答案*解析思路：結合變壓器異常癥狀、保護信息、色譜分析結果，分析內部故障類型，制定檢查處理流程。*答案：1.原因分析：溫度異常升高而保護未動、油位正常，首先考慮內部故障可能性大。氫氣含量顯著升高是油中有機物熱分解或電弧放電的主要特征，乙炔含量略高提示可能存在較嚴重的故障（如鐵芯故障）。雖然不是嚴重故障氣體，但氫氣含量高已需警惕。處理建議：*立即處理：停止2號主變壓器運行；加強通風散熱，防止溫度進一步升高；嚴密監(jiān)視油溫、油色、油位變化及氣體繼電器狀態(tài)。*進一步檢查：全面檢查變壓器外部有無放電痕跡、滲漏油等；測量繞組直流電阻、變比，檢查有無明顯變化；對油樣進行詳細的色譜分析，監(jiān)測氫氣、乙炔等氣體含量變化速率。*判斷與隔離：根據色譜分析結果和電氣試驗數據，判斷故障性質和程度。若為嚴重內部故障，應隔離故障設備。2.原因分析：氫氣（H2）含量顯著升高，主要來源于油中有機物在電場或高溫作用下分解產生。乙炔（C2H2）含量略高，通常與電弧放電有關，可能發(fā)生在鐵芯、繞組或油箱內壁。兩者共存提示故障點可能涉及絕緣劣化、油紙絕緣擊穿或鐵芯問題。溫度升高是故障發(fā)展的結果。處理建議：如上所述，立即停運并加強監(jiān)視，進行詳細檢查和試驗以定位故障。重點關注鐵芯和繞組。案例三解析思路與答案*解析思路：分析母線電壓異常原因，結合系統(tǒng)接線、設備狀況和初步檢查結果，排查可能性，提出進一步方法。*答案：1.原因分析：I段母線電壓低，II段正常，且只有出線側有電壓表，初步檢查排除線路本身和出線開關問題?？赡茉虬ǎ篒段母線接線存在斷線或接觸不良；從A主變壓器引來的35kV線路存在內部故障或線路參數變化導致電壓降增大；系統(tǒng)側（變電站母線或線路）對I段母線的電壓支持不足；I段母線所連接的負載（若有）功率因數低或諧波影響導致電壓下降；測量本身存在誤差。處理建議：*檢查母線連接：重點檢查I段母線電壓表所連接的母線引線、母線連接點（如母線聯(lián)絡開關、出線開關的母線側連接點）的緊固情況和發(fā)熱跡象。*檢查線路：檢查從A主變壓器到I段母線的35kV線路有無故障跡象，必要時測量線路阻抗。*系統(tǒng)電壓核對：檢查系統(tǒng)側（上級變電站）母線電壓是否正常。*負載檢查：了解I段母線所連接負載情況，檢查負載功率因數。*測量復核：使用標準電壓表在不同位置測量I段母線電壓，排除測量儀表誤差。案例四解析思路與答案*解析思路：分析母聯(lián)斷開閘后出現異常告警的原因，結合系統(tǒng)配置和調試操作，排查保護誤動或系統(tǒng)異常。*答案：1.原因分析：母聯(lián)合閘成功，B段母線電壓正常，但A、C變壓器側保護告警。結合零序互感器接地現象，可能原因有：*保護誤判：零序電流互感器二次側接地形成閉環(huán)，可能導致保護裝置錯誤判斷存在接地故障或電流路徑異常，從而發(fā)出告警（如零序保護、過流保護等）。特別是如果保護定值整定考慮了互感器特性或存在零序功能，接地影響更明顯。*系統(tǒng)諧振：母聯(lián)合閘操作可能引發(fā)系統(tǒng)發(fā)生諧振，導致電壓、電流異常，保護裝置根據測量值發(fā)出告警。*保護定值配合問題：A、C變壓器側保護定值配合不當，母聯(lián)合閘后導致保護誤動。*保護裝置自身問題：保護裝置存在軟件缺陷或硬件故障。2.處理建議：*處理接地：首先處理零序電流互感器二次側的接地問題，消除其引入的虛假信號。*檢查保護：仔細核對A、C變壓器側保護告警信息類型