2025年職業(yè)技能鑒定考試(換流站值班員技師)歷年參考題庫含答案一、選擇題1.換流站中，以下哪種設(shè)備用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電（）A.變壓器B.換流閥C.電容器D.電抗器答案：B解析：換流閥是換流站中實(shí)現(xiàn)交流電與直流電相互轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備。變壓器主要用于改變電壓等級(jí)；電容器用于無功補(bǔ)償?shù)龋浑娍蛊饔糜谙拗贫搪冯娏鞯?。所以本題選B。2.換流站交流母線電壓波動(dòng)較大時(shí)，可能會(huì)影響（）A.換流閥的觸發(fā)角B.直流系統(tǒng)的功率傳輸C.交流濾波器的性能D.以上都是答案：D解析：交流母線電壓波動(dòng)會(huì)使換流閥的觸發(fā)角發(fā)生變化，因?yàn)橛|發(fā)角的控制與交流電壓相關(guān)。同時(shí)，電壓波動(dòng)會(huì)影響直流系統(tǒng)的功率傳輸，因?yàn)橹绷鞴β逝c交流電壓等參數(shù)有關(guān)。而且交流濾波器的性能也會(huì)受到交流母線電壓波動(dòng)的影響，電壓波動(dòng)可能導(dǎo)致濾波器的濾波效果變差。所以本題選D。3.換流站的接地極系統(tǒng)的主要作用是（）A.提供直流電流的通路B.保護(hù)設(shè)備免受雷擊C.降低設(shè)備的絕緣要求D.提高系統(tǒng)的功率因數(shù)答案：A解析：接地極系統(tǒng)在直流輸電系統(tǒng)中主要是為直流電流提供通路，當(dāng)直流輸電采用單極大地回線運(yùn)行方式時(shí)，電流通過接地極流入大地形成回路。保護(hù)設(shè)備免受雷擊主要是通過避雷器等設(shè)備；接地極系統(tǒng)與降低設(shè)備絕緣要求和提高系統(tǒng)功率因數(shù)并無直接關(guān)系。所以本題選A。4.換流站中，水冷系統(tǒng)的主要作用是（）A.冷卻換流閥B.冷卻變壓器C.冷卻電容器D.冷卻電抗器答案：A解析：換流閥在工作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，水冷系統(tǒng)主要就是為了冷卻換流閥，保證其正常運(yùn)行溫度。變壓器一般采用油冷卻等方式；電容器和電抗器產(chǎn)生的熱量相對(duì)較少，通常不需要專門的水冷系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。所以本題選A。5.換流站的交流濾波器組投入運(yùn)行的主要目的是（）A.濾除交流側(cè)的諧波B.提高交流母線電壓C.增加系統(tǒng)的無功功率D.降低系統(tǒng)的短路電流答案：A解析：交流濾波器組的主要作用是濾除換流站交流側(cè)產(chǎn)生的諧波，以滿足電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的要求。它對(duì)提高交流母線電壓作用不大；雖然交流濾波器組在一定程度上可以提供無功功率，但這不是其主要目的；它也不能降低系統(tǒng)的短路電流。所以本題選A。二、判斷題1.換流站中，換流閥的觸發(fā)脈沖是由控制系統(tǒng)根據(jù)交流電壓和直流電流等參數(shù)計(jì)算后發(fā)出的。（）答案：正確解析：控制系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測交流電壓、直流電流等參數(shù)，然后根據(jù)預(yù)先設(shè)定的控制策略計(jì)算出合適的觸發(fā)角，并發(fā)出觸發(fā)脈沖來控制換流閥的導(dǎo)通，以實(shí)現(xiàn)交流電與直流電的轉(zhuǎn)換和功率的控制。所以該說法正確。2.換流站的接地極系統(tǒng)在任何運(yùn)行方式下都必須投入使用。（）答案：錯(cuò)誤解析：在雙極運(yùn)行方式下，直流電流在兩極之間形成回路，接地極系統(tǒng)可以不投入使用。只有在單極大地回線運(yùn)行方式等特定情況下，接地極系統(tǒng)才需要投入使用。所以該說法錯(cuò)誤。3.換流站的水冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，只要及時(shí)降低換流閥的功率，就不會(huì)影響換流站的正常運(yùn)行。（）答案：錯(cuò)誤解析：水冷系統(tǒng)對(duì)于換流閥的正常運(yùn)行至關(guān)重要。即使及時(shí)降低換流閥的功率，水冷系統(tǒng)故障仍可能導(dǎo)致?lián)Q流閥溫度過高，損壞換流閥的元件，嚴(yán)重影響換流站的正常運(yùn)行，甚至可能引發(fā)安全事故。所以該說法錯(cuò)誤。4.換流站的交流濾波器組可以完全消除交流側(cè)的諧波。（）答案：錯(cuò)誤解析：交流濾波器組只能濾除大部分特定次數(shù)的諧波，但由于實(shí)際運(yùn)行中的各種因素，如系統(tǒng)參數(shù)的變化、濾波器元件的誤差等，不可能完全消除交流側(cè)的諧波。只能將諧波含量降低到符合電網(wǎng)要求的范圍內(nèi)。所以該說法錯(cuò)誤。5.換流站的直流母線電壓是恒定不變的。（）答案：錯(cuò)誤解析：換流站的直流母線電壓會(huì)受到交流系統(tǒng)電壓波動(dòng)、直流負(fù)荷變化、換流閥控制策略等多種因素的影響而發(fā)生變化?？刂葡到y(tǒng)會(huì)盡量維持直流母線電壓在一定的范圍內(nèi)，但不是恒定不變的。所以該說法錯(cuò)誤。三、簡答題1.簡述換流站的主要設(shè)備及其作用。換流站的主要設(shè)備及其作用如下：-換流閥：是實(shí)現(xiàn)交流電與直流電相互轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備。通過控制換流閥的觸發(fā)角，可以調(diào)節(jié)直流功率的大小和方向，從而實(shí)現(xiàn)電能在交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)之間的傳輸。-變壓器：包括換流變壓器和普通變壓器。換流變壓器用于將交流系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換為適合換流閥工作的電壓等級(jí)，同時(shí)起到電氣隔離的作用；普通變壓器則用于站內(nèi)的輔助供電等。-交流濾波器組：濾除換流站交流側(cè)產(chǎn)生的諧波，以滿足電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的要求，同時(shí)可以提供一定的無功功率。-直流濾波器：濾除直流側(cè)的諧波，減少諧波對(duì)直流輸電線路和設(shè)備的影響。-電容器和電抗器：電容器用于無功補(bǔ)償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)；電抗器用于限制短路電流、抑制諧波等。-接地極系統(tǒng)：在單極大地回線運(yùn)行方式等特定情況下，為直流電流提供通路。-水冷系統(tǒng)：主要用于冷卻換流閥，保證換流閥在正常的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。-控制系統(tǒng)：實(shí)時(shí)監(jiān)測換流站的各種運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)控制策略發(fā)出控制指令，如換流閥的觸發(fā)脈沖等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)換流站的穩(wěn)定運(yùn)行和功率控制。2.分析換流站交流母線電壓波動(dòng)對(duì)直流系統(tǒng)的影響。換流站交流母線電壓波動(dòng)對(duì)直流系統(tǒng)有多方面的影響：-對(duì)換流閥觸發(fā)角的影響：交流母線電壓波動(dòng)會(huì)使換流閥的觸發(fā)角發(fā)生變化。當(dāng)交流電壓升高時(shí)，為了維持直流電流和功率的穩(wěn)定，控制系統(tǒng)可能會(huì)減小觸發(fā)角；當(dāng)交流電壓降低時(shí)，可能會(huì)增大觸發(fā)角。觸發(fā)角的變化會(huì)影響換流閥的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻，進(jìn)而影響直流系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。-對(duì)直流功率傳輸?shù)挠绊懀褐绷鞴β逝c交流電壓、直流電流等參數(shù)有關(guān)。交流母線電壓波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致直流功率的波動(dòng)。如果交流電壓降低過多，可能會(huì)使直流功率無法達(dá)到額定值，影響輸電效率；如果交流電壓波動(dòng)過大且頻繁，還可能導(dǎo)致直流系統(tǒng)的功率振蕩，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。-對(duì)直流電壓的影響：交流母線電壓的變化會(huì)引起換流閥輸出的直流電壓變化。電壓波動(dòng)可能導(dǎo)致直流電壓超出正常運(yùn)行范圍，影響直流輸電線路和設(shè)備的安全運(yùn)行。-對(duì)直流控制系統(tǒng)的影響：交流母線電壓波動(dòng)會(huì)給直流控制系統(tǒng)帶來挑戰(zhàn)?？刂葡到y(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測交流電壓的變化，并及時(shí)調(diào)整控制策略，以保證直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。如果控制系統(tǒng)不能及時(shí)準(zhǔn)確地響應(yīng)電壓波動(dòng)，可能會(huì)導(dǎo)致直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障。3.說明換流站水冷系統(tǒng)的工作原理和維護(hù)要點(diǎn)。工作原理：換流站水冷系統(tǒng)主要由水泵、冷卻器、管道、閥門等組成。其工作原理是通過水泵將冷卻液（通常為去離子水）循環(huán)輸送到換流閥的冷卻通道中。冷卻液吸收換流閥產(chǎn)生的熱量后，溫度升高，然后流回冷卻器。在冷卻器中，冷卻液通過與外界冷卻介質(zhì)（如空氣或水）進(jìn)行熱交換，將熱量散發(fā)出去，使冷卻液溫度降低。降溫后的冷卻液再由水泵輸送到換流閥，繼續(xù)循環(huán)冷卻。維護(hù)要點(diǎn)：-冷卻液的管理：定期檢測冷卻液的水質(zhì)，包括電導(dǎo)率、酸堿度等指標(biāo)。保持冷卻液的水質(zhì)符合要求，防止因水質(zhì)問題導(dǎo)致冷卻通道堵塞、腐蝕等故障。及時(shí)補(bǔ)充冷卻液，確保系統(tǒng)內(nèi)冷卻液的充足。-設(shè)備的檢查：定期檢查水泵、冷卻器等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括電機(jī)的溫度、振動(dòng)、聲音等。檢查管道和閥門是否有泄漏現(xiàn)象，如有泄漏應(yīng)及時(shí)處理。-過濾器的清洗：水冷系統(tǒng)中通常設(shè)有過濾器，用于過濾冷卻液中的雜質(zhì)。定期清洗或更換過濾器，保證冷卻液的清潔度。-控制系統(tǒng)的維護(hù)：檢查水冷系統(tǒng)的控制系統(tǒng)是否正常工作，確保溫度、壓力等參數(shù)的監(jiān)測和控制準(zhǔn)確可靠。-備用設(shè)備的維護(hù)：對(duì)備用的水泵、冷卻器等設(shè)備進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，確保在主設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)投入使用。4.闡述換流站接地極系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求。設(shè)計(jì)要求：-接地電阻：接地極系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，一般要求接地電阻足夠小，以保證在直流電流通過時(shí)，接地極周圍的電位分布符合安全標(biāo)準(zhǔn)，減少對(duì)周圍環(huán)境和設(shè)備的影響。-熱穩(wěn)定性：接地極系統(tǒng)應(yīng)具有良好的熱穩(wěn)定性，能夠承受長時(shí)間的直流電流通過而不發(fā)生過熱損壞。在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮接地極的材料、尺寸、散熱方式等因素。-耐腐蝕性能：接地極通常埋設(shè)在地下，需要具有良好的耐腐蝕性能，以保證其長期可靠運(yùn)行。可以選擇合適的接地極材料，如銅、鋼等，并采取防腐措施。-地理位置：接地極的選址應(yīng)考慮地質(zhì)條件、土壤電阻率等因素。選擇土壤電阻率較低、地質(zhì)穩(wěn)定的地方作為接地極的安裝位置，以降低接地電阻。運(yùn)行要求：-定期監(jiān)測：定期監(jiān)測接地極系統(tǒng)的接地電阻、溫度、電位分布等參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并進(jìn)行處理。-防止雜散電流：采取措施防止雜散電流對(duì)接地極系統(tǒng)的影響。雜散電流可能會(huì)導(dǎo)致接地極的腐蝕加劇，影響其使用壽命。-運(yùn)行模式切換：在不同的運(yùn)行方式下，合理切換接地極系統(tǒng)的運(yùn)行模式。例如，在雙極運(yùn)行方式下，接地極系統(tǒng)可以不投入使用；在單極大地回線運(yùn)行方式下，確保接地極系統(tǒng)正常投入。-故障處理：當(dāng)接地極系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行修復(fù)。如接地極損壞、接地電阻異常等故障，需要盡快查明原因并進(jìn)行處理，以保證換流站的安全運(yùn)行。5.討論換流站交流濾波器組的配置原則和投切策略。配置原則：-諧波濾除要求：根據(jù)換流站交流側(cè)產(chǎn)生的諧波特性，配置合適的濾波器類型和參數(shù)。一般需要濾除特定次數(shù)的諧波，如5次、7次、11次、13次等。濾波器的容量和參數(shù)應(yīng)能夠滿足將諧波含量降低到電網(wǎng)要求的范圍內(nèi)。-無功補(bǔ)償需求：交流濾波器組可以提供一定的無功功率。在配置時(shí)，需要考慮換流站的無功需求，使濾波器組既能濾除諧波，又能在一定程度上滿足無功補(bǔ)償?shù)囊螅岣呦到y(tǒng)的功率因數(shù)。-系統(tǒng)穩(wěn)定性：濾波器組的配置應(yīng)考慮對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。避免濾波器與系統(tǒng)發(fā)生諧振等現(xiàn)象，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。-可靠性和經(jīng)濟(jì)性：選擇可靠性高的濾波器設(shè)備，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性。在滿足濾波和無功補(bǔ)償要求的前提下，合理確定濾波器的數(shù)量和容量，降低投資和運(yùn)行成本。投切策略：-根據(jù)諧波含量投切：實(shí)時(shí)監(jiān)測交流側(cè)的諧波含量，當(dāng)諧波含量超過規(guī)定值時(shí)，投入相應(yīng)的濾波器組；當(dāng)諧波含量降低到一定程度時(shí)，切除部分濾波器組。-根據(jù)無功需求投切：監(jiān)測系統(tǒng)的無功功率，當(dāng)系統(tǒng)需要無功補(bǔ)償時(shí)，投入濾波器組；當(dāng)無功功率滿足要求時(shí)，可適當(dāng)切除部分濾波器組。-考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式：根據(jù)換流站的不同運(yùn)行方式，如啟動(dòng)、正常運(yùn)行、停運(yùn)等，合理投切濾波器組。例如，在換流站啟動(dòng)時(shí)，可能需要投入較多的濾波器組來抑制諧波；在正常運(yùn)行時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。-避免頻繁投切：為了減少濾波器組的磨損和故障，應(yīng)避免頻繁投切?？梢栽O(shè)置一定的投切門檻和延時(shí)，確保投切操作的合理性和穩(wěn)定性。四、計(jì)算題1.已知換流站交流側(cè)線電壓為500kV，換流閥的觸發(fā)角為15°，計(jì)算換流閥輸出的直流電壓（假設(shè)換流閥為三相橋式全控整流電路，忽略換相重疊角）。解：對(duì)于三相橋式全控整流電路，在忽略換相重疊角時(shí)，直流電壓的計(jì)算公式為：\(U_d=1.35U_{ac}\cos\alpha\)其中，\(U_d\)為直流電壓，\(U_{ac}\)為交流側(cè)線電壓，\(\alpha\)為換流閥的觸發(fā)角。已知\(U_{ac}=500kV\)，\(\alpha=15°\)，\(\cos15°=\cos(45°-30°)=\cos45°\cos30°+\sin45°\sin30°=\frac{\sqrt{2}}{2}\times\frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{\sqrt{2}}{2}\times\frac{1}{2}=\frac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4}\approx0.966\)則\(U_d=1.35\times500\times0.966=652.05(kV)\)答：換流閥輸出的直流電壓約為652.05kV。2.某換流站的交流濾波器組由3組濾波器組成，每組濾波器的額定容量為200Mvar。當(dāng)交流母線電壓為520kV時(shí)，計(jì)算濾波器組實(shí)際提供的無功功率（假設(shè)濾波器的電抗值不變，且與電壓成正比）。解：根據(jù)無功功率公式\(Q=\frac{U^2}{X}\)（其中\(zhòng)(Q\)為無功功率，\(U\)為電壓，\(X\)為電抗）。設(shè)額定電壓為\(U_N\)，額定無功功率為\(Q_N\)，實(shí)際電壓為\(U\)，實(shí)際無功功率為\(Q\)。因?yàn)閈(Q_N=\frac{U_N^2}{X}\)，\(Q=\frac{U^2}{X}\)，所以\(\frac{Q}{Q_N}=\frac{U^2}{U_N^2}\)。已知每組濾波器的額定容量\(Q_{N1}=200Mvar\)，總額定容量\(Q_N=3\times200=600Mvar\)，\(U_N\)一般取額定交流母線電壓，假設(shè)為500kV，\(U=520kV\)。則\(Q=Q_N\times(\frac{U}{U_N})^2=600\times(\frac{520}{500})^2=600\times\frac{270400}{250000}=648.96(Mvar)\)答：濾波器組實(shí)際提供的無功功率約為648.96Mvar。3.換流站的水冷系統(tǒng)水泵的額定功率為50kW，效率為85%。若水泵連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)，計(jì)算水泵消耗的電能和實(shí)際輸出的有用功率。解：-計(jì)算水泵消耗的電能：根據(jù)電能計(jì)算公式\(W=Pt\)（其中\(zhòng)(W\)為電能，\(P\)為功率，\(t\)為時(shí)間）。已知水泵額定功率\(P=50kW\)，運(yùn)行時(shí)間\(t=