2025年電工中級職業(yè)技能考試電力系統(tǒng)運行試題卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.在電力系統(tǒng)中，衡量電能質(zhì)量的主要指標不包括（）。A.電壓B.頻率C.功率因數(shù)D.線路長度2.一臺三相變壓器，其連接組別為Yd11，表示其一次繞組接法為（），二次繞組接法為（）。A.星形，三角形B.三角形，星形C.帶中性點引出，不帶中性點引出D.延邊三角形，星形3.電力系統(tǒng)中，用于限制短路電流、保護線路和設(shè)備的是（）。A.發(fā)電機B.電流互感器C.電壓互感器D.熔斷器4.當電力系統(tǒng)發(fā)生瞬時性故障時，通常采用（）來快速切除故障，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。A.自動重合閘裝置B.備用電源自動投入裝置C.繼電保護裝置D.調(diào)壓器5.電力系統(tǒng)正常運行的功率平衡是指（）。A.發(fā)電機發(fā)出的有功功率等于系統(tǒng)的總有功負荷B.發(fā)電機發(fā)出的無功功率等于系統(tǒng)的總無功負荷C.發(fā)電機發(fā)出的視在功率等于系統(tǒng)的總視在功率D.輸電線路輸送的有功功率等于系統(tǒng)的總無功負荷6.電力系統(tǒng)中，提高功率因數(shù)的主要目的是（）。A.減少線路損耗B.增加線路負荷C.提高發(fā)電機出力D.降低系統(tǒng)電壓7.在電力系統(tǒng)中，電壓損失主要是由（）引起的。A.線路電容B.線路電感C.線路電阻和電抗D.發(fā)電機內(nèi)阻8.電力系統(tǒng)中，頻率的主要調(diào)節(jié)手段是（）。A.變壓器分接頭調(diào)節(jié)B.電力系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)備用容量C.用戶負荷的自動調(diào)節(jié)D.電壓互感器的二次電壓9.電力系統(tǒng)中的備用容量通常分為（）。A.調(diào)峰備用、調(diào)頻備用、事故備用B.線路備用、變壓器備用、發(fā)電機備用C.全日備用、季節(jié)備用、長期備用D.熱備用、冷備用、溫備用10.倒閘操作必須按照一定的順序進行，其主要依據(jù)是（）。A.操作票的規(guī)定B.工作票的要求C.電力系統(tǒng)運行規(guī)程D.操作人員的經(jīng)驗二、判斷題（請將“正確”或“錯誤”填在括號內(nèi)）1.電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠發(fā)出的電能全部用來供給用戶的負荷。（）2.并聯(lián)運行的變壓器，其變比必須相等。（）3.電流互感器的二次側(cè)可以像普通變壓器一樣帶負載運行。（）4.電壓互感器二次側(cè)的額定電壓通常是100V。（）5.繼電保護裝置的動作時限一般遵循“近后備”和“遠后備”的原則。（）6.備用電源自動投入裝置（ATS）可以代替所有繼電保護裝置。（）7.電力系統(tǒng)運行中，負荷功率因數(shù)越高，線路損耗越小。（）8.電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，系統(tǒng)電壓會瞬間升高。（）9.電力安全工作規(guī)程規(guī)定，操作人員可以越級匯報工作。（）10.操作票中的操作項目必須填寫清楚、準確，不得涂改。（）三、填空題（請將答案填在橫線上）1.電力系統(tǒng)是由發(fā)電、______、______、用電組成的統(tǒng)一整體。2.三相交流電的相序有______、______、______三種。3.變壓器是根據(jù)______原理工作的靜止電氣設(shè)備。4.繼電保護裝置應(yīng)滿足選擇性、______、______、靈敏性和可靠性等基本要求。5.電力系統(tǒng)運行中，頻率的基準值是______Hz。6.電力系統(tǒng)中的有功功率主要是指______負載消耗的功率。7.電力系統(tǒng)中的無功功率主要是指______負載消耗的功率。8.倒閘操作必須使用______，并嚴格執(zhí)行______制度。9.《電力安全工作規(guī)程》簡稱______。10.電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，系統(tǒng)頻率和電壓會______、______。四、簡答題1.簡述電力系統(tǒng)運行對電壓質(zhì)量的基本要求。2.簡述電力系統(tǒng)中無功功率的作用。3.簡述電流速斷保護的基本原理及其適用范圍。4.簡述電力系統(tǒng)運行中，為什么要進行負荷預(yù)測？5.簡述操作票中“模擬預(yù)演”的含義及其重要性。五、計算題1.一條長度為50km的輸電線路，線路參數(shù)為：電阻R=0.4Ω/km，電抗X=0.12Ω/km。當線路末端的負荷有功功率P=30MW，功率因數(shù)cosφ=0.8時，求線路上的電壓損失是多少？（假設(shè)線路始端電壓U1=110kV）2.一臺三相變壓器，額定容量S=100kVA，額定電壓為U1n/U2n=6000V/400V，試求其額定電流I1n和I2n分別是多少？（不計阻抗電壓）六、案例分析題某變電站一臺10kV線路的電流速斷保護裝置動作，將線路跳閘。已知該線路正常負荷電流為300A，保護裝置的整定電流為320A，動作時限為0.1s。問：（1）此次跳閘可能是哪些類型的故障引起的？（2）電流速斷保護有哪些缺點？（3）為了彌補電流速斷保護的缺點，通常會采用哪種保護作為后備？試卷答案一、選擇題1.D*解析：電壓、頻率、功率因數(shù)是衡量電能質(zhì)量的主要指標。線路長度是線路的物理屬性，不直接衡量電能質(zhì)量。2.A*解析：Yd11表示一次繞組接法為星形（Y），二次繞組接法為三角形（d），編號11表示二次側(cè)電壓相量超前一次側(cè)電壓相量330度（或落后30度）。3.D*解析：熔斷器具有熔斷特性，能在電流超過規(guī)定值時自動切斷電路，起到保護線路和設(shè)備的作用。發(fā)電機是能量轉(zhuǎn)換裝置，電流互感器和電壓互感器是測量裝置。4.C*解析：繼電保護裝置的任務(wù)是快速、有選擇地將故障部分從電力系統(tǒng)中切除，防止事故擴大，保證非故障部分繼續(xù)運行。自動重合閘裝置是在線路故障跳閘后，經(jīng)過一定延時自動重合斷路器，主要用于瞬時性故障。5.A*解析：電力系統(tǒng)正常運行時，發(fā)電機發(fā)出的有功功率必須等于系統(tǒng)中所有用電設(shè)備消耗的總有功功率，以實現(xiàn)功率平衡。6.A*解析：提高功率因數(shù)意味著減少電路中的無功功率流動。根據(jù)P=√3UILcosφ和ΔP=I2R，提高cosφ可以降低線路中的電流I，從而減少線路的有功功率損耗ΔP。7.C*解析：電流通過線路的電阻和電抗時會產(chǎn)生電壓降，即電壓損失。線路的電容和電感也會對電壓產(chǎn)生影響，但電阻和電抗是引起電壓損失的主要因素。8.B*解析：電力系統(tǒng)的頻率主要取決于發(fā)電機的總裝機容量與負荷功率之間的平衡關(guān)系。調(diào)整發(fā)電機的輸出功率（即調(diào)整旋轉(zhuǎn)備用容量）是調(diào)節(jié)頻率的主要手段。9.A*解析：電力系統(tǒng)備用容量通常分為調(diào)峰備用（滿足日負荷曲線變化）、調(diào)頻備用（維持頻率穩(wěn)定）和事故備用（應(yīng)對發(fā)電機或線路突然故障）。10.A*解析：倒閘操作必須嚴格遵守操作票的規(guī)定步驟進行，確保操作的正確性和安全性。操作票是規(guī)范操作順序的依據(jù)。二、判斷題1.錯誤*解析：電力系統(tǒng)中存在各種損耗（線路損耗、變壓器損耗等），因此發(fā)電廠發(fā)出的電能不可能全部供給用戶，一部分能量會以熱能等形式損耗掉。2.錯誤*解析：并聯(lián)運行的變壓器，除了變比（n1/n2）相等外，還要求連接組別相同、電壓比（考慮分接頭）相等、阻抗電壓相等或相近。3.錯誤*解析：電流互感器二次側(cè)嚴禁短路運行，因為這將導(dǎo)致二次側(cè)電流過大，可能燒毀互感器或影響保護裝置正常工作。二次側(cè)必須可靠接地，并帶一定的負載阻抗運行。4.正確*解析：為了便于測量和計算，電壓互感器二次側(cè)通常設(shè)計為額定電壓100V。5.正確*解析：為了保證在靠近故障點時，靠近故障點的保護能先動作；在靠近故障點的保護拒動時，下一級保護能動作；主保護拒動時，后備保護能動作，繼電保護動作時限通常遵循“近后備”和“遠后備”的原則。6.錯誤*解析：備用電源自動投入裝置（ATS）是在主電源故障時自動切換到備用電源，它不能代替繼電保護裝置來切除故障。兩者功能不同，相互配合。7.正確*解析：線路損耗與電流的平方成正比（ΔP=I2R）。提高功率因數(shù)cosφ可以降低線路電流I（P=UIcosφ，I=P/(Ucosφ)），從而減少線路損耗。8.錯誤*解析：電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，由于短路回路阻抗減小，短路電流會急劇增大，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓（尤其是故障點附近）瞬間下降。9.錯誤*解析：電力安全工作規(guī)程規(guī)定，操作必須嚴格遵守命令和操作票制度，嚴禁越級匯報或擅自操作。10.正確*解析：操作票中的操作項目必須填寫清晰、準確、無歧義，嚴禁涂改、添寫或用鉛筆填寫，以確保操作安全和正確。三、填空題1.輸電，配電*解析：電力系統(tǒng)通常由發(fā)電廠（發(fā)電）、輸電線路（輸電）、配電網(wǎng)絡(luò)（配電）和用戶（用電）組成。2.正序，反序，逆序*解析：三相電源的三個相電壓（或相電流）到達最大值的先后順序稱為相序，有正序、反序和逆序三種。3.電磁感應(yīng)*解析：變壓器的工作原理是基于電磁感應(yīng)定律，即變化的磁通在繞組中感應(yīng)出電動勢。4.快速性，靈敏性*解析：除了選擇性，繼電保護還應(yīng)滿足快速性（盡快切除故障）、靈敏性（能檢測到微小故障電流）、可靠性（不誤動、不拒動）的要求。5.50*解析：我國標準工業(yè)頻率為50Hz。6.負載*解析：有功功率主要用于驅(qū)動各種用電設(shè)備的機械運動、產(chǎn)生熱能、光能等。7.調(diào)壓，濾波，功率因數(shù)補償?shù)蓉撦d*解析：無功功率主要消耗在電感性負載（如變壓器、電動機）的磁路中，用于建立磁場，以及在電容性負載（如電容器）中用于儲存和釋放電場能量。也用于調(diào)壓和補償功率因數(shù)。8.操作票，命令*解析：倒閘操作必須使用操作票，并嚴格遵循操作命令，確保操作依據(jù)和指令明確。9.安規(guī)*解析：《電力安全工作規(guī)程》的簡稱通常為“安規(guī)”。10.升高，下降*解析：電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，各同步發(fā)電機之間的功角會周期性變化，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率和電壓圍繞額定值上下波動，即頻率和電壓都會偏離正常值。四、簡答題1.電力系統(tǒng)運行對電壓質(zhì)量的基本要求：*電壓偏差：用戶受電端的電壓偏差應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，一般不允許超過額定電壓的±5%。對電壓敏感的用戶（如精密電子設(shè)備）可能有更嚴格的要求。*電壓波動：電壓波動幅度和次數(shù)應(yīng)限制在規(guī)定范圍內(nèi)，以保證用電設(shè)備的正常運行。*電壓閃變：電壓閃變是指燈光照度的波動，應(yīng)限制在允許范圍內(nèi)，以保護照明和視覺舒適。*三相電壓不平衡：三相電壓的負序分量和零序分量應(yīng)限制在允許范圍內(nèi)，以防止三相電機過熱和產(chǎn)生額外損耗。2.電力系統(tǒng)中無功功率的作用：*維持系統(tǒng)電壓水平：無功功率是電壓調(diào)節(jié)的重要組成部分。發(fā)電機提供無功功率，電容器補償無功功率，電抗器消耗無功功率，共同作用以維持系統(tǒng)電壓在允許范圍內(nèi)。*保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行：無功功率的充足供應(yīng)是維持電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。無功不足會導(dǎo)致電壓崩潰，系統(tǒng)失穩(wěn)。*提高功率因數(shù)：無功功率補償可以提高用戶的功率因數(shù)，減少線路損耗，提高電網(wǎng)傳輸效率。*支持感性負載運行：電感性負載（如變壓器、電動機）需要消耗無功功率來建立工作磁場，無功功率是它們正常工作的必要條件。3.電流速斷保護的基本原理及其適用范圍：*基本原理：電流速斷保護是根據(jù)被保護線路發(fā)生短路時，短路電流遠大于正常負荷電流的原理構(gòu)成的。當線路發(fā)生短路時，短路電流迅速增大，如果該電流大于電流速斷保護裝置的整定動作電流，且達到一定的動作時限（通常為0秒或極短時限），則保護裝置立即動作，發(fā)出跳閘信號，斷路器跳閘切除故障。*適用范圍：電流速斷保護結(jié)構(gòu)簡單、動作迅速，但保護范圍受系統(tǒng)運行方式變化的影響較大（系統(tǒng)運行方式改變時，短路電流可能變化，需要重新整定），且通常只能保護線路的一部分（靠近電源側(cè)）。因此，它通常作為線路主保護或近端故障的保護，適用于電源電壓較高、線路較短、短路電流較大的場合，或者作為其他保護（如定時限過電流保護）的后備保護。4.電力系統(tǒng)運行中，為什么要進行負荷預(yù)測？*滿足發(fā)電計劃安排：負荷預(yù)測是編制發(fā)電計劃的基礎(chǔ)。準確預(yù)測負荷大小和變化趨勢，可以合理安排發(fā)電機組的啟停、出力調(diào)整，確保發(fā)電量滿足負荷需求，避免缺電或發(fā)電過剩。*保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行：根據(jù)負荷預(yù)測結(jié)果，可以合理安排系統(tǒng)的備用容量（調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用），確保在負荷高峰或發(fā)生故障時，系統(tǒng)能夠保持電壓和頻率穩(wěn)定，防止大面積停電事故。*提高經(jīng)濟運行水平：通過負荷預(yù)測，可以優(yōu)化發(fā)電機的組合運行方式，減少發(fā)電機組在低效率區(qū)運行的時間，降低發(fā)電成本，提高能源利用效率。*合理調(diào)度輸配電資源：負荷預(yù)測有助于預(yù)測網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布和電壓水平，為合理安排輸電線路和變壓器的運行方式、進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和調(diào)度提供依據(jù)。5.簡述操作票中“模擬預(yù)演”的含義及其重要性：*含義：模擬預(yù)演是指在正式操作前，不實際操作開關(guān)和設(shè)備，而是對照操作票，在模擬圖、操作盤或現(xiàn)場對操作順序、操作步驟、操作設(shè)備進行模擬操作的過程。檢查操作邏輯是否正確、操作設(shè)備是否與票面一致、操作過程是否存在風(fēng)險等。*重要性：模擬預(yù)演是操作票制度中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性體現(xiàn)在：*發(fā)現(xiàn)錯誤：可以提前發(fā)現(xiàn)操作票填寫錯誤、操作順序錯誤、操作設(shè)備錯誤等問題。*熟悉操作：幫助操作人員熟悉操作流程，提高操作熟練度和準確性。*識別風(fēng)險：有助于識別潛在的操作風(fēng)險和危險點，提前制定防范措施。*防止誤操作：通過模擬操作，檢驗操作邏輯和執(zhí)行步驟，是防止誤操作、確保操作安全的重要措施。嚴格執(zhí)行模擬預(yù)演是保障電氣操作安全的重要制度。五、計算題1.解：*線路總電阻R=0.4Ω/km*50km=20Ω*線路總電抗X=0.12Ω/km*50km=6Ω*負荷功率P=30MW=30*10^6W*功率因數(shù)cosφ=0.8*線路末端電壓U2=110kV=110*10^3V*線路始端電壓U1=110kV=110*10^3V（題目假設(shè)條件，通常始端電壓高于末端電壓）*負荷無功功率Q=P/tanφ=P/(1/cosφ*√(1-cos2φ))=P*cosφ/sinφ=P/tan(acosφ)*或者Q=√(S2-P2)=√((P/cosφ)2-P2)=P*sinφ=P/tan(acosφ)*Q=30*10^6*(0.6)/0.8=22.5*10^6VAR（或Q=30*10^6*tan(acos(0.8))=22.5*10^6VAR）*線路末端電流I2=P/(U2*cosφ)=30*10^6/(110*10^3*0.8)=341.8A*線路損耗功率ΔP_line=3*I22*R=3*(341.8)2*20=7.03*10^6W=7.03MW*線路損耗無功功率ΔQ_line=3*I22*X=3*(341.8)2*6=2.11*10^7VAR=21.1MVAR*線路始端功率P1=P+ΔP_line=30+7.03=37.03MW*線路始端無功Q1=Q+ΔQ_line=22.5+21.1=43.6MVAR*線路始端電壓U1'=√(U12+(Q1-P1*tanφ)2)（此處假設(shè)P1為有功，Q1為無功，U1為端電壓）*更準確的計算應(yīng)為：線路端電壓降ΔU=√(ΔP_line2+ΔQ_line2)（假設(shè)功率因數(shù)為cosφ）*ΔU=√((7.03*10^6)2+(21.1*10^6)2)=22.4*10^6V=22.4kV*線路始端電壓U1=U2+ΔU=110+22.4=132.4kV（此結(jié)果與假設(shè)U1=110kV矛盾，說明需更精確計算或修正假設(shè)）*更精確計算：ΔU=I2*√(R2+X2)=341.8*√(202+62)=341.8*21.6=7.38kV*線路始端電壓U1=U2+ΔU=110+7.38=117.38kV*電壓損失=(U1-U2)/U2*100%=(117.38-110)/110*100%=7.38/110*100%≈6.70%