2025年電氣工程師考試供配電系統(tǒng)及自動(dòng)化專項(xiàng)訓(xùn)練試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（下列選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題意，將正確選項(xiàng)的字母填入括號內(nèi)）1.供配電系統(tǒng)中的電壓損失主要是指（）。A.線路始端電壓與末端電壓的代數(shù)差B.線路始端電壓與末端電壓的相量差C.線路末端電壓與始端電壓的代數(shù)差D.線路末端電壓與始端電壓的相量差2.在電力系統(tǒng)中，進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，系統(tǒng)電抗通常采用（）。A.純電阻值B.純電抗值C.標(biāo)幺值D.實(shí)際物理尺寸3.電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，主要危害因素不包括（）。A.產(chǎn)生電動(dòng)力B.產(chǎn)生過電壓C.電流急劇增大D.電壓急劇下降4.某變電所10kV母線正常運(yùn)行時(shí)為額定電壓，當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，母線上的預(yù)期沖擊電壓約為（）。A.10kVB.10kV√3C.1.8UeD.1.9Ue5.在供配電系統(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(fù)荷C.提高電源電壓D.減少電源容量6.并聯(lián)電容器組在電力系統(tǒng)中主要起（）作用。A.提高系統(tǒng)功率因數(shù)B.提高系統(tǒng)頻率C.穩(wěn)定系統(tǒng)電壓D.增加系統(tǒng)阻抗7.電力系統(tǒng)中，對稱短路故障是指（）。A.單相接地故障B.兩相短路故障C.三相短路故障D.兩相接地故障8.電流互感器在運(yùn)行時(shí)，其二次側(cè)（）。A.允許開路B.允許短路C.必須可靠接地D.允許接儀表或保護(hù)裝置9.電壓互感器在運(yùn)行時(shí)，其二次側(cè)（）。A.允許開路B.允許短路C.必須可靠接地D.必須接入負(fù)荷10.繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足的基本要求不包括（）。A.選擇性B.可靠性C.快速性D.經(jīng)濟(jì)性（絕對優(yōu)先）11.在電力系統(tǒng)中，為了確保故障時(shí)保護(hù)裝置的選擇性，通常采用（）原則。A.先近后遠(yuǎn)，先主后輔B.先遠(yuǎn)后近，先主后輔C.只考慮快速性D.只考慮可靠性12.電流速斷保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是（）。A.保護(hù)范圍明確B.動(dòng)作速度快C.對系統(tǒng)運(yùn)行方式變化不敏感D.靈敏度高13.對于反應(yīng)故障切除時(shí)間（ts）的繼電保護(hù)，其計(jì)算公式為（）。A.ts=tpr+tdB.ts=tpr-tdC.ts=td-tprD.ts=tpr*td14.在電力系統(tǒng)中，限時(shí)電流速斷保護(hù)通常作為（）的后備保護(hù)。A.電流速斷保護(hù)B.本線路的近后備保護(hù)C.另一相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)D.變壓器的后備保護(hù)15.在整定電流速斷保護(hù)時(shí)，其動(dòng)作電流應(yīng)大于本線路（）的短路電流。A.末端最小B.末端最大C.始端最小D.始端最大16.對于電力變壓器，其差動(dòng)保護(hù)的主要保護(hù)對象是（）。A.外部短路故障B.內(nèi)部繞組匝間短路C.中性點(diǎn)接地故障D.繞組相間短路17.在進(jìn)行電力變壓器差動(dòng)保護(hù)整定時(shí)，需要考慮的因素不包括（）。A.變壓器變比B.變壓器阻抗C.互感器變比誤差D.變壓器負(fù)荷功率因數(shù)18.電力系統(tǒng)中，對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的電壓（）。A.保持不變B.略有升高C.下降為線電壓D.下降為相電壓19.電力系統(tǒng)中，發(fā)生接地故障時(shí)，選擇接地方式的主要考慮因素是（）。A.系統(tǒng)電壓等級B.故障電流大小C.對通信線路的影響D.以上都是20.在電力系統(tǒng)中，自動(dòng)重合閘裝置的主要作用是（）。A.消除系統(tǒng)短路故障B.提高供電可靠性C.減少線路損耗D.保護(hù)發(fā)電機(jī)免受過載二、判斷題（下列說法中，正確的請?jiān)诶ㄌ杻?nèi)打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）1.供配電系統(tǒng)的接線方式主要有放射式、環(huán)網(wǎng)式和雙回路放射式三種。（）2.短路電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)都是對電氣設(shè)備的主要危害。（）3.計(jì)算短路電流時(shí)，系統(tǒng)電源的內(nèi)阻抗越小，短路電流越大。（）4.提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)可以降低線路的功率損耗。（）5.并聯(lián)電容器組可以發(fā)出無功功率。（）6.電流互感器運(yùn)行時(shí)，其一次側(cè)電流取決于二次側(cè)負(fù)載大小。（）7.電壓互感器運(yùn)行時(shí)，其二次側(cè)可以像普通變壓器一樣接純阻性負(fù)載。（）8.繼電保護(hù)裝置的可靠性是指保護(hù)在應(yīng)該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作，不應(yīng)該動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作。（）9.電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍與系統(tǒng)運(yùn)行方式無關(guān)。（）10.繼電保護(hù)的靈敏性是指保護(hù)裝置對故障的反映能力，通常用靈敏系數(shù)表示。（）11.差動(dòng)保護(hù)能夠保護(hù)其保護(hù)區(qū)內(nèi)的各種類型故障。（）12.在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，可以繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。（）13.電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，故障點(diǎn)的電流大小等于系統(tǒng)總接地電流。（）14.備用電源自動(dòng)投入裝置（ATS）可以在主電源故障時(shí)自動(dòng)切換到備用電源。（）15.SCADA系統(tǒng)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控的核心部分。（）16.變壓器的接線組別是指變壓器高壓繞組與低壓繞組之間的相位關(guān)系。（）17.電力系統(tǒng)中，過電壓主要分為大氣過電壓和操作過電壓兩類。（）18.接地體是指為電氣設(shè)備提供接地通路并埋入地下的金屬導(dǎo)體。（）19.繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限一般是指從故障發(fā)生到保護(hù)裝置發(fā)出動(dòng)作信號的時(shí)間。（）20.在進(jìn)行繼電保護(hù)整定時(shí)，必須保證保護(hù)之間的靈敏度和時(shí)限的配合。（）三、簡答題1.簡述供配電系統(tǒng)中電壓損失的含義及其對系統(tǒng)運(yùn)行的影響。2.簡述電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)力危害的原因及其后果。3.簡述提高供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的意義和方法。4.簡述電流互感器和電壓互感器在結(jié)構(gòu)、原理和使用中的主要區(qū)別。5.簡述繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足的四個(gè)基本要求及其含義。6.簡述電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)的區(qū)別。7.簡述電力變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理。8.簡述中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和直接接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時(shí)的主要區(qū)別。9.簡述備用電源自動(dòng)投入裝置（ATS）的基本工作原理。10.簡述電力系統(tǒng)過電壓防護(hù)的基本措施。四、計(jì)算題1.有一臺變壓器，變比為110/10kV，歸算到高壓側(cè)的短路阻抗為0.08+0.3j，系統(tǒng)在變壓器高壓側(cè)的等效阻抗為0.01+0.05j。試計(jì)算當(dāng)變壓器低壓側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)，高壓側(cè)的短路電流（周期分量有效值）是多少？2.有一臺Yd11接線變壓器，額定電壓為100/10kV，額定容量為1000kVA，連接在110kV母線上。已知110kV系統(tǒng)在變壓器高壓側(cè)的短路容量為500MVA。試計(jì)算該變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流和沖擊短路電流。（假設(shè)Kc=1.8）3.有一臺裝設(shè)電流速斷保護(hù)的線路，其線路末端三相短路電流為5000A。已知電流互感器變比為200/5，保護(hù)裝置整定電流需要大于末端短路電流的1.2倍，且要躲過正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流，最大負(fù)荷電流為2000A。試計(jì)算電流速斷保護(hù)的整定電流和動(dòng)作電流（計(jì)算到二次側(cè)）。4.有一臺變壓器，其差動(dòng)保護(hù)采用BCH-2型差動(dòng)繼電器，整定時(shí)限為0.5s。已知保護(hù)區(qū)末端三相短路電流為2000A，保護(hù)安裝處最大負(fù)荷電流為1000A。試計(jì)算差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流，并說明選擇系數(shù)和平衡系數(shù)的考慮因素（無需計(jì)算具體數(shù)值，只需說明概念和原則）。5.有一段10kV線路，長20km，線路阻抗為0.4+0.1jΩ/km。線路末端裝設(shè)一相接地保護(hù)，要求在相間短路時(shí)靈敏系數(shù)不小于1.5，在單相接地時(shí)靈敏系數(shù)不小于2。已知相間短路電流為1500A，單相接地故障電流為300A。試選擇合適的電流互感器變比，并校驗(yàn)靈敏系數(shù)。（假設(shè)電流互感器變比為100/5，保護(hù)裝置出口電流為1A）---試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.B解析：電壓損失是指線路始端電壓與末端電壓的相量差，反映了電壓在傳輸過程中的衰減。2.C解析：在短路電流計(jì)算中，為了便于不同電壓等級的系統(tǒng)比較，通常采用標(biāo)幺值表示電抗。3.B解析：短路故障時(shí)主要危害是電流急劇增大產(chǎn)生電動(dòng)力和發(fā)熱，以及電壓急劇下降。過電壓是另一種現(xiàn)象，主要與故障類型和系統(tǒng)接地方式有關(guān)。4.D解析：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，不對稱短路（如單相接地）時(shí)沖擊電壓約為1.9倍相電壓。5.A解析：提高功率因數(shù)意味著減少無功功率流動(dòng)，從而降低線路上的有功功率損耗。6.A解析：并聯(lián)電容器組吸收電網(wǎng)中的無功功率，從而提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。7.C解析：對稱短路是指三相短路、兩相短路或兩相接地短路等故障中，三相電流（或電壓）大小相等、相位相同。8.C解析：電流互感器二次側(cè)必須可靠接地，以防止一二次側(cè)擊穿時(shí)二次側(cè)出現(xiàn)高電壓，危及人身和設(shè)備安全。9.C解析：電壓互感器二次側(cè)必須可靠接地，以保證其二次側(cè)對地電位接近地電位，確保測量和運(yùn)行安全。10.D解析：繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足選擇性、可靠性、快速性和靈敏性四個(gè)基本要求，經(jīng)濟(jì)性是設(shè)計(jì)時(shí)考慮的因素之一，但不是基本要求。11.A解析：為了確保選擇性，保護(hù)裝置的動(dòng)作應(yīng)遵循先近后遠(yuǎn)、先主后輔的原則，即靠近故障點(diǎn)的保護(hù)先動(dòng)作。12.B解析：電流速斷保護(hù)只反應(yīng)電流大小，不反應(yīng)時(shí)間，因此動(dòng)作速度最快。13.A解析：故障切除時(shí)間等于保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（tpr）加上斷路器固有分閘時(shí)間和操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間（td）的總和。14.B解析：限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍本線路，作為本線路的近后備保護(hù)。15.B解析：電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于本線路末端最大短路電流，以保證在最大短路故障時(shí)也能可靠動(dòng)作。16.B解析：差動(dòng)保護(hù)主要利用被保護(hù)元件（如變壓器）兩側(cè)電流的差值來反映內(nèi)部故障，對內(nèi)部繞組匝間短路等故障非常靈敏。17.D解析：差動(dòng)保護(hù)整定主要考慮變壓器參數(shù)、互感器變比及誤差、系統(tǒng)阻抗等，與負(fù)荷功率因數(shù)無關(guān)。18.B解析：在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，單相接地時(shí)非故障相電壓會升高至線電壓。19.D解析：選擇接地方式需綜合考慮系統(tǒng)電壓、故障電流大小、對通信線路影響等因素。20.B解析：自動(dòng)重合閘裝置的主要作用是在線路因瞬時(shí)故障跳閘后，自動(dòng)將線路重新投入運(yùn)行，以提高供電可靠性。二、判斷題1.√解析：放射式、環(huán)網(wǎng)式和雙回路放射式是供配電系統(tǒng)中常見的三種基本接線方式。2.√解析：短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力可能導(dǎo)致設(shè)備變形、損壞；熱效應(yīng)可能導(dǎo)致設(shè)備過熱、絕緣損壞。3.√解析：根據(jù)歐姆定律，短路電流與電源內(nèi)阻抗成反比，內(nèi)阻抗越小，短路電流越大。4.√解析：提高功率因數(shù)意味著減少無功功率在線路中的流動(dòng)，根據(jù)P=√3*U*I*cosφ，I可以減小，從而降低線路損耗（P_loss=√3*U*I*cosφ*sinφ）。5.×解析：并聯(lián)電容器組是消耗無功功率的設(shè)備，它向電網(wǎng)提供無功功率。6.×解析：電流互感器一次側(cè)電流取決于電源側(cè)的負(fù)荷，與二次側(cè)負(fù)載大小無關(guān)。7.×解析：電壓互感器二次側(cè)嚴(yán)禁短路，否則會產(chǎn)生極大的短路電流，可能燒毀互感器。8.×解析：可靠性是指保護(hù)在應(yīng)該動(dòng)作時(shí)可靠動(dòng)作，不應(yīng)該動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作。題干描述的是靈敏性的定義。9.×解析：電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式（如系統(tǒng)阻抗）的影響，系統(tǒng)運(yùn)行方式變化會改變保護(hù)范圍。10.√解析：靈敏性描述了保護(hù)裝置對故障的檢測能力，通常用靈敏系數(shù)表示，數(shù)值越大表示越靈敏。11.×解析：差動(dòng)保護(hù)對保護(hù)區(qū)內(nèi)部故障靈敏，但對保護(hù)區(qū)外部故障會因電流差接近零而拒動(dòng)。對于區(qū)外故障引起的穿越電流，可能需要校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)或采取其他措施。12.√解析：在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，若接地電流不大，可允許系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，但需裝設(shè)接地保護(hù)。13.×解析：故障點(diǎn)電流大小取決于系統(tǒng)阻抗和接地方式。系統(tǒng)總接地電流是所有接地故障點(diǎn)電流的總和。14.√解析：ATS裝置的功能就是在檢測到主電源故障時(shí)，自動(dòng)、快速地將負(fù)荷切換到備用電源上。15.√解析：SCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition）系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制于一體的電力系統(tǒng)自動(dòng)化核心部分。16.√解析：變壓器接線組別反映了高、低壓繞組線電壓之間的相位差關(guān)系。17.√解析：電力系統(tǒng)中的過電壓主要分為由雷擊等外部原因引起的過電壓（大氣過電壓）和由系統(tǒng)內(nèi)部操作引起的過電壓（操作過電壓）。18.√解析：接地體是為電氣設(shè)備提供接地通路并埋入地下的金屬導(dǎo)體，是接地系統(tǒng)的重要組成部分。19.√解析：繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限通常指從故障發(fā)生（或故障特征出現(xiàn)）到保護(hù)裝置發(fā)出動(dòng)作信號（如跳閘命令）的時(shí)間。20.√解析：在保護(hù)配置中，不同保護(hù)之間的靈敏度和時(shí)限必須合理配合，以保證故障時(shí)保護(hù)能選擇性、快速、靈敏地動(dòng)作。三、簡答題1.簡述供配電系統(tǒng)中電壓損失的含義及其對系統(tǒng)運(yùn)行的影響。答：電壓損失是指線路始端電壓與末端電壓的相量差。它由線路電阻和電抗上的電壓降組成。電壓損失對系統(tǒng)運(yùn)行的影響主要體現(xiàn)在：①影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行，用電設(shè)備需要在其額定電壓附近運(yùn)行才能達(dá)到最佳效率和正常壽命，電壓損失過大會導(dǎo)致用電設(shè)備無法正常啟動(dòng)或運(yùn)行，甚至損壞；②增加線路損耗，電壓損失與線路電流的平方成正比，過大的電壓損失意味著更大的線路有功功率損耗，增加運(yùn)行成本；③影響系統(tǒng)電壓穩(wěn)定水平，嚴(yán)重的電壓損失可能導(dǎo)致系統(tǒng)電壓崩潰。2.簡述電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)力危害的原因及其后果。答：短路故障時(shí)，短路電流急劇增大，根據(jù)電磁力公式F=BILsinθ，導(dǎo)線中流過大的短路電流會產(chǎn)生巨大的電磁力。產(chǎn)生電動(dòng)力危害的原因是：①短路電流幅值很大；②短路電流流過平行或鄰近的導(dǎo)線時(shí)，會產(chǎn)生相互作用力。電動(dòng)力危害的后果是：①可能導(dǎo)致導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與支持物之間的距離被拉開，甚至發(fā)生斷裂；②可能導(dǎo)致設(shè)備變形、損壞；③可能造成設(shè)備絕緣破壞，引發(fā)相間短路或接地短路。3.簡述提高供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的意義和方法。答：意義：①降低線路損耗，提高能源利用效率；②減少對發(fā)電設(shè)備容量的占用；③改善電壓質(zhì)量，使電壓更接近額定值；④減少線路電壓損失，保證末端用戶電壓水平。方法：①提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，如采用高效電機(jī)、合理選擇設(shè)備容量；②對功率因數(shù)低的負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償，主要是在系統(tǒng)中并聯(lián)電容器組進(jìn)行無功補(bǔ)償，使系統(tǒng)的總功率因數(shù)達(dá)到規(guī)定要求（如0.9）。4.簡述電流互感器和電壓互感器在結(jié)構(gòu)、原理和使用中的主要區(qū)別。答：結(jié)構(gòu)區(qū)別：電流互感器一次繞組匝數(shù)少（有時(shí)只有一匝甚至直接串聯(lián)在主電路中），二次繞組匝數(shù)多；電壓互感器一次繞組匝數(shù)多，二次繞組匝數(shù)少。原理區(qū)別：電流互感器基于變壓器電磁感應(yīng)原理，利用一次大電流在初級線圈產(chǎn)生磁通，在匝數(shù)多的次級線圈感應(yīng)出較小的電流；電壓互感器也基于變壓器原理，利用一次高電壓在初級線圈產(chǎn)生電流，在匝數(shù)少的次級線圈輸出與一次電壓成比例的較低電壓。使用區(qū)別：①電流互感器二次側(cè)必須可靠接地，嚴(yán)禁開路運(yùn)行（二次側(cè)負(fù)載必須接）；電壓互感器二次側(cè)必須可靠接地，嚴(yán)禁短路運(yùn)行（二次側(cè)負(fù)載必須接）。②電流互感器一次側(cè)串聯(lián)在主電路中，二次側(cè)接入測量儀表、保護(hù)裝置等；電壓互感器一次側(cè)并聯(lián)在主電路兩端，二次側(cè)接入電壓表、電壓繼電器等。5.簡述繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足的四個(gè)基本要求及其含義。答：四個(gè)基本要求是：①選擇性（Selectivity）：指當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)只對故障點(diǎn)所在的被保護(hù)元件或線路動(dòng)作，而相鄰的其他元件或線路的保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。保證選擇性可以避免越級跳閘，減少停電范圍。②可靠性（Reliability）：指保護(hù)裝置在應(yīng)該動(dòng)作（故障時(shí)）時(shí)必須可靠動(dòng)作，不應(yīng)該動(dòng)作（正常運(yùn)行或非故障時(shí)）時(shí)必須可靠不動(dòng)作。保證可靠性可以確保故障時(shí)系統(tǒng)安全，正常運(yùn)行時(shí)設(shè)備安全。③快速性（Speed）：指保護(hù)裝置在檢測到故障后，盡快發(fā)出動(dòng)作信號，使斷路器跳閘，切除故障?？焖偾谐收峡梢詼p輕故障危害，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。④靈敏性（Sensitivity）：指保護(hù)裝置對其保護(hù)范圍內(nèi)故障的檢測能力，即能夠正確反應(yīng)出故障時(shí)微小的故障特征（如微小的故障電流、故障電壓等）。保證靈敏性可以確保在各種故障情況下保護(hù)都能可靠動(dòng)作。6.簡述電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)的區(qū)別。答：區(qū)別主要體現(xiàn)在：①保護(hù)范圍：電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍固定，通常為本線路的一部分或整個(gè)線路，其范圍與系統(tǒng)運(yùn)行方式無關(guān)。限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍也通常為本線路，但其范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大，且其保護(hù)范圍通常介于電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)之間。②動(dòng)作時(shí)限：電流速斷保護(hù)不設(shè)延時(shí)或延時(shí)極短（瞬時(shí)動(dòng)作），動(dòng)作速度最快。限時(shí)電流速斷保護(hù)設(shè)有一定的時(shí)限（如0.5s、1s等），動(dòng)作速度較慢。③整定原則：電流速斷保護(hù)的整定電流大于本線路末端最大短路電流。限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定電流大于本線路末端短路電流，但要躲過本線路始端相鄰下一線路電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流。④配合關(guān)系：電流速斷保護(hù)通常作為線路的主保護(hù)，限時(shí)電流速斷保護(hù)作為電流速斷保護(hù)的補(bǔ)充或作為本線路近后備保護(hù)。7.簡述電力變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理。答：差動(dòng)保護(hù)的基本原理是基于基爾霍夫電流定律，比較被保護(hù)元件（如變壓器）兩側(cè)電流的大小和相位。正常運(yùn)行時(shí)或區(qū)外故障時(shí)，流過差動(dòng)回路（即保護(hù)裝置輸入端）的電流差接近于零（考慮兩側(cè)電流互感器變比和極性配合理想情況）。當(dāng)被保護(hù)元件內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，故障電流流過一側(cè)電流互感器，同時(shí)有等值（或近似等值，考慮誤差）的故障電流流過另一側(cè)電流互感器，使得差動(dòng)回路中出現(xiàn)顯著的電流差（差電流）。差動(dòng)保護(hù)裝置檢測到這個(gè)差電流，當(dāng)差電流達(dá)到整定值時(shí)，即發(fā)出跳閘信號，使斷路器跳閘，切除故障。BCH-2型差動(dòng)繼電器是常用的差動(dòng)保護(hù)裝置，具有一定的躲過外部故障穿越電流的能力和抗干擾能力。8.簡述中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和直接接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時(shí)的主要區(qū)別。答：主要區(qū)別在于故障電流大小、對系統(tǒng)運(yùn)行的影響以及保護(hù)方式：①故障電流大?。褐行渣c(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，接地故障電流很?。▋H為系統(tǒng)對地電容電流，通常很小，可能需要保護(hù)動(dòng)作跳閘或僅發(fā)信號），屬于非故障狀態(tài)，可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障電流很大（接近相電壓除以系統(tǒng)阻抗，可能達(dá)到幾十甚至幾百安），屬于故障狀態(tài)。②對系統(tǒng)運(yùn)行的影響：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)故障時(shí)，非故障相電壓升高至線電壓，可能對絕緣造成威脅，需裝設(shè)接地保護(hù)。直接接地系統(tǒng)故障時(shí)，故障點(diǎn)電位接近地電位，非故障相電壓仍保持線電壓，對系統(tǒng)運(yùn)行影響不大。③保護(hù)方式：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)需裝設(shè)接地保護(hù)（如零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)等），在接地電流達(dá)到一定值或非故障相電壓升高時(shí)動(dòng)作跳閘或發(fā)信號。直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，由于故障電流很大，通常利用系統(tǒng)中的短路保護(hù)（如過電流保護(hù)）自動(dòng)切除故障。9.簡述備用電源自動(dòng)投入裝置（ATS）的基本工作原理。答：ATS裝置的基本工作原理是：①監(jiān)測主電源狀態(tài)（如電壓、頻率、電流等），當(dāng)檢測到主電源異常（如斷電、電壓/頻率低于設(shè)定值等）時(shí)，ATS裝置啟動(dòng)判斷程序。②判斷備用電源是否可用，ATS檢查備用電源是否處于“冷備”、“溫備”或“熱備”狀態(tài)，以及備用電源本身是否正常。③執(zhí)行切換操作，若主電源異常且備用電源可用，ATS發(fā)出控制信號，通過切換開關(guān)（如自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)ATS、隔離開關(guān)連鎖機(jī)構(gòu)等）將負(fù)荷從主電源切換到備用電源。④切換完成后，ATS發(fā)出信號或指示，表明系統(tǒng)已切換到備用電源供電。ATS可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，也可以設(shè)置在檢測到主電源異常時(shí)僅發(fā)信號給操作員，由操作員手動(dòng)執(zhí)行切換。10.簡述電力系統(tǒng)過電壓防護(hù)的基本措施。答：基本措施主要包括：①防止大氣過電壓（雷電過電壓）：采用避雷針、避雷線、避雷器等防雷設(shè)備。避雷針/線用于保護(hù)架空線路和配電設(shè)備免受直接雷擊；避雷器安裝在設(shè)備（如變壓器、輸電線路桿塔頂）附近，當(dāng)線路或設(shè)備上出現(xiàn)雷電過電壓時(shí)，避雷器放電，將過電壓泄放到大地，限制設(shè)備承受的電壓。②防止操作過電壓：采用合理的操作規(guī)程（如先斷負(fù)荷側(cè)后斷電源側(cè)等）、加裝過電壓限制器（如壓敏電阻、并聯(lián)電容器組）、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)（如合理選擇開關(guān)設(shè)備、增加系統(tǒng)接地良好程度等）來限制操作引起的過電壓。③提高系統(tǒng)絕緣水平：根據(jù)系統(tǒng)最高電壓和可能出現(xiàn)的過電壓水平，選擇合適的絕緣子爬電距離和電氣距離，確保設(shè)備在運(yùn)行電壓和過電壓下不發(fā)生絕緣閃絡(luò)。四、計(jì)算題1.有一臺變壓器，變比為110/10kV，歸算到高壓側(cè)的短路阻抗為0.08+0.3j，系統(tǒng)在變壓器高壓側(cè)的等效阻抗為0.01+0.05j。試計(jì)算當(dāng)變壓器低壓側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)，高壓側(cè)的短路電流（周期分量有效值）是多少？解：變壓器低壓側(cè)短路，歸算到高壓側(cè)的短路電路總阻抗為Z_total=Z_system+Z_short=(0.01+0.05j)+(0.08+0.3j)=0.09+0.35jΩ。系統(tǒng)高壓側(cè)額定電壓為110kV，所以短路電路總阻抗上的電壓為110kV。短路電流（周期分量有效值）I_k=U/|Z_total|=110000/√(0.09^2+0.35^2)=110000/√(0.0081+0.1225)=110000/√0.1306=110000/0.3613≈304.5kA。2.有一臺Yd11接線變壓器，額定電壓為100/10kV，額定容量為1000kVA，連接在110kV母線上。已知110kV系統(tǒng)在變壓器高壓側(cè)的短路容量為500MVA。試計(jì)算該變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流和沖擊短路電流。（假設(shè)Kc=1.8）解：額定電壓U1n=110kV,U2n=10kV,Sn=1000kVA。短路容量Ssc=500MVA。歸算到高壓側(cè)的短路阻抗|Z_sc|=(U1n^2)/Ssc=(110000)^2/500000000=12100/500=0.0242Ω。變壓器阻抗基值Z_base=(U1n^2)/Sn=(110000)^2/1000000=12100Ω。變壓器歸算到高壓側(cè)的短路阻抗Z_sc'=Z_sc/Z_base=0.0242/12100=0.000002Ω。額定電流I1n=Sn/(√3*U1n)=1000000/(√3*110000)≈52.96A。次暫態(tài)短路電流（沖擊短路電流周期分量有效值）I'k=I1n/|Z_sc'|=52.96/0.000002=26580kA=26.58kA。沖擊短路電流Ik=I'k*Kc=26.58*1.8≈47.64kA。3.有一臺裝設(shè)電流速斷保護(hù)的線路，其線路末端三相短路電流為5000A。已知電流互感器變比為200/5，保護(hù)裝置整定電流需要大于末端短路電流的1.2倍，且要躲過正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流，最大負(fù)荷電流為2000A。試計(jì)算電流速斷保護(hù)的整定電流和動(dòng)作電流（計(jì)算到二次側(cè)）。解：末端三相短路電流I_k3=5000A。最大負(fù)荷電流I_load_max=2000A。保護(hù)裝置整定電流I_set=1.2*I_k3=1.2*5000=6000A。為了躲過最大負(fù)荷電流，整定電流還需大于I_load_max，取I_set=max(6000,2000)=6000A。電流互感器變比n=200/5=40。保護(hù)裝置動(dòng)作電流I_op=I_set/n=6000/40=150A。二次側(cè)整定電流為6000A，二次側(cè)動(dòng)作電流為150A。4.有一臺變壓器，其差動(dòng)保護(hù)采用BCH-2型差動(dòng)繼電器，整定時(shí)限為0.5s。已知保護(hù)區(qū)末端三相短路電流為2000A，保護(hù)安裝處最大負(fù)荷電流為1000A。試計(jì)算差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流，并說明選擇系數(shù)和平衡系數(shù)的考慮因素（無需計(jì)算具體數(shù)值，只需說明概念和原則）。解：保護(hù)區(qū)末端三相短路電流I_k3_end=2000A。安裝處最大負(fù)荷電流I_load_max=1000A。差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流需要大于末端短路電流（考慮繼電器誤差和可靠系數(shù)），通常取I_op=(1.1~1.3)*I_k3_end。為保證一定靈敏度，可取I_op=1.2*I_k3_end=1.2*2000=2400A。同時(shí)要躲過最大負(fù)荷電流，即I_op>I_load_max，取I_op=max(2400,10