2025年高壓電工考試題庫：電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)高級(jí)工程師試題一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)有功功率平衡與頻率控制的核心功能模塊是（）。A.SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控）B.AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）C.AVC（自動(dòng)電壓控制）D.EMS（能量管理系統(tǒng)）答案：B2.智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的過程層設(shè)備與間隔層設(shè)備間的通信方式為（）。A.硬接線模擬量傳輸B.基于GOOSE的數(shù)字量傳輸C.基于SV（采樣值）的數(shù)字量傳輸D.Modbus-RTU串口通信答案：C（注：SV用于模擬量采樣值傳輸，GOOSE用于開關(guān)量）3.同步相量測(cè)量單元（PMU）的核心技術(shù)指標(biāo)中，用于描述相角測(cè)量誤差的參數(shù)是（）。A.測(cè)量精度（級(jí)）B.動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間C.相角誤差（mrad）D.采樣頻率（Hz）答案：C4.配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)（DAS）中，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段定位、隔離與非故障區(qū)段恢復(fù)供電的功能模塊是（）。A.配網(wǎng)SCADAB.故障定位、隔離與恢復(fù)（FLISR）C.配網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)D.分布式電源協(xié)調(diào)控制答案：B5.新能源高滲透率電網(wǎng)中，為抑制光伏電站輸出功率波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)頻率的影響，通常需配置（）。A.一次調(diào)頻功能B.低電壓穿越功能C.進(jìn)相/遲相運(yùn)行功能D.自動(dòng)電壓無功控制（AVC）答案：A6.大電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)中，縱向加密認(rèn)證裝置主要用于（）。A.橫向隔離不同安全區(qū)B.縱向貫通調(diào)度主站與廠站的通信鏈路加密C.防御惡意代碼攻擊D.實(shí)現(xiàn)訪問控制答案：B7.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，合并單元（MU）的主要功能是（）。A.實(shí)現(xiàn)開關(guān)量信號(hào)的采集與輸出B.將電子式互感器的數(shù)字采樣值同步合并后傳輸給保護(hù)裝置C.完成保護(hù)邏輯運(yùn)算與出口跳閘D.實(shí)現(xiàn)站內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)答案：B8.電力系統(tǒng)廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）中，各PMU裝置的同步對(duì)時(shí)采用（）。A.北斗/GPS衛(wèi)星授時(shí)B.站內(nèi)IRIG-B對(duì)時(shí)C.網(wǎng)絡(luò)NTP對(duì)時(shí)D.硬接線脈沖對(duì)時(shí)答案：A（注：WAMS需全網(wǎng)高精度同步，衛(wèi)星授時(shí)精度達(dá)μs級(jí)）9.主動(dòng)配電網(wǎng)（ADN）區(qū)別于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的核心特征是（）。A.具備更高的供電可靠性B.支持分布式電源的主動(dòng)控制與協(xié)調(diào)C.采用環(huán)網(wǎng)接線模式D.實(shí)現(xiàn)“四遙”功能全覆蓋答案：B10.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)（D5000）中，用于評(píng)估電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)并提供預(yù)防控制策略的模塊是（）。A.調(diào)度計(jì)劃B.安全校核C.在線安全分析D.調(diào)度員培訓(xùn)模擬（DTS）答案：C11.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，GOOSE報(bào)文的傳輸機(jī)制采用（）。A.面向連接的TCP協(xié)議B.無連接的UDP協(xié)議C.基于MMS的服務(wù)請(qǐng)求/響應(yīng)D.多播（Multicast）方式答案：D12.新能源電站涉網(wǎng)保護(hù)中，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至20%額定電壓時(shí)，風(fēng)電機(jī)組需保持并網(wǎng)運(yùn)行的最短時(shí)間為（）。A.0.1sB.0.5sC.1.0sD.2.0s答案：C（依據(jù)GB/T19963-2021《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》）13.配電網(wǎng)自動(dòng)化中，故障指示器與主站通信的常用方式是（）。A.光纖以太網(wǎng)B.電力線載波（PLC）C.4G/5G無線公網(wǎng)D.現(xiàn)場(chǎng)總線（CAN）答案：C（注：故障指示器分布廣，無線公網(wǎng)是主流）14.電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）中，區(qū)域控制誤差（ACE）的計(jì)算公式為（）。A.ACE=ΔP+βΔfB.ACE=ΔP-βΔfC.ACE=Δf+βΔPD.ACE=Δf-βΔP答案：A（ΔP為聯(lián)絡(luò)線功率偏差，β為頻率偏差系數(shù)）15.數(shù)字孿生技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用場(chǎng)景不包括（）。A.電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)鏡像模擬B.設(shè)備故障的預(yù)測(cè)性維護(hù)C.調(diào)度策略的虛擬驗(yàn)證D.繼電保護(hù)定值的離線計(jì)算答案：D（注：數(shù)字孿生側(cè)重實(shí)時(shí)/準(zhǔn)實(shí)時(shí)模擬，定值計(jì)算屬離線功能）二、判斷題（每題1分，共10分）1.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化主站的SCADA功能僅需采集開關(guān)量和模擬量，無需處理事件順序記錄（SOE）。（）答案：×（SCADA需處理SOE以實(shí)現(xiàn)事件時(shí)序分析）2.智能變電站的過程層設(shè)備包括合并單元、智能終端和電子式互感器。（）答案：√3.廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）的核心是通過PMU實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)同步相量測(cè)量，其數(shù)據(jù)主要用于穩(wěn)態(tài)潮流分析。（）答案：×（WAMS數(shù)據(jù)主要用于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析）4.配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，故障隔離可通過斷路器的無壓分閘與同期合閘實(shí)現(xiàn)，無需主站干預(yù)。（）答案：×（需主站或子站根據(jù)故障信息遠(yuǎn)程控制）5.新能源電站的一次調(diào)頻功能要求其有功功率輸出能根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差自動(dòng)調(diào)整，響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于2s。（）答案：√（依據(jù)DL/T1870-2018《光伏電站一次調(diào)頻技術(shù)規(guī)范》）6.IEC61850標(biāo)準(zhǔn)僅適用于220kV及以上電壓等級(jí)的智能變電站。（）答案：×（適用于所有電壓等級(jí)）7.電力系統(tǒng)自動(dòng)電壓控制（AVC）的目標(biāo)是維持系統(tǒng)電壓在合格范圍，同時(shí)最小化網(wǎng)損。（）答案：√8.分布式電源（DG）接入配電網(wǎng)后，傳統(tǒng)電流保護(hù)的方向性可能失效，需采用自適應(yīng)保護(hù)策略。（）答案：√9.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的雙網(wǎng)冗余配置中，A網(wǎng)和B網(wǎng)需采用不同的物理介質(zhì)（如光纖和雙絞線）以提高可靠性。（）答案：×（冗余網(wǎng)通常采用相同介質(zhì)，重點(diǎn)是物理路徑獨(dú)立）10.5G通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化終端的毫秒級(jí)低時(shí)延通信，滿足差動(dòng)保護(hù)需求。（）答案：√（5GURLLC場(chǎng)景時(shí)延≤10ms，支持差動(dòng)保護(hù)）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化“四遙”功能的具體內(nèi)容及其技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式。答案：“四遙”包括遙測(cè)（YC）、遙信（YX）、遙控（YK）、遙調(diào)（YT）。-遙測(cè)：采集廠站模擬量（如電壓、電流、有功/無功功率），通過RTU或智能裝置將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)通信通道上傳主站。-遙信：采集開關(guān)、刀閘的位置狀態(tài)（分/合）及保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，通過光電隔離輸入模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，上傳主站。-遙控：主站向廠站發(fā)送分/合閘命令，經(jīng)校驗(yàn)后通過輸出模塊驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，需經(jīng)過“選擇-返校-執(zhí)行”三步驗(yàn)證。-遙調(diào)：主站對(duì)有載調(diào)壓變壓器分接頭位置或無功補(bǔ)償裝置容量進(jìn)行調(diào)整，通過數(shù)字指令實(shí)現(xiàn)連續(xù)或分級(jí)調(diào)節(jié)。2.智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，GOOSE報(bào)文與SV報(bào)文的主要區(qū)別有哪些？答案：-傳輸內(nèi)容：GOOSE（通用對(duì)象變電站事件）用于傳輸開關(guān)量（如保護(hù)跳閘、刀閘位置）；SV（采樣值）用于傳輸模擬量（如電流、電壓采樣值）。-傳輸機(jī)制：GOOSE采用多播方式，支持快速重傳（初始5ms，逐漸延長(zhǎng)至1s），確保可靠性；SV通常采用多播或單播，按固定采樣周期（如48點(diǎn)/周波）連續(xù)傳輸。-協(xié)議棧：GOOSE基于ISO/IEC8802-3（以太網(wǎng)）+GOOSE應(yīng)用層；SV基于IEC60044-8或IEC61850-9-2，采用MMS或直接映射到以太網(wǎng)。-實(shí)時(shí)性要求：GOOSE需滿足保護(hù)動(dòng)作的快速性（時(shí)延≤4ms）；SV需滿足采樣同步性（誤差≤1μs）。3.配電網(wǎng)自動(dòng)化中，基于“主站集中型”的故障定位與隔離流程是怎樣的？答案：流程如下：（1）故障發(fā)生后，饋線終端（FTU）采集故障電流、電壓數(shù)據(jù)，上傳至配網(wǎng)主站；（2）主站根據(jù)FTU上報(bào)的故障方向（正/反向過流）和時(shí)間順序，結(jié)合配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過矩陣算法或?qū)＜蚁到y(tǒng)確定故障區(qū)段；（3）主站下發(fā)遙控命令，隔離故障區(qū)段兩側(cè)的開關(guān)（如分段開關(guān)）；（4）主站分析非故障區(qū)段的供電恢復(fù)路徑（如通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)轉(zhuǎn)供），下發(fā)合閘命令恢復(fù)供電；（5）最終生成故障處理報(bào)告，記錄故障時(shí)間、位置及操作過程。4.新能源高滲透率對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化帶來的主要挑戰(zhàn)有哪些？至少列舉4項(xiàng)。答案：（1）功率波動(dòng)性：光伏/風(fēng)電輸出受天氣影響，需增強(qiáng)AGC的快速調(diào)節(jié)能力，協(xié)調(diào)常規(guī)電源與儲(chǔ)能參與調(diào)頻。（2）電壓控制復(fù)雜：分布式電源接入可能導(dǎo)致配電網(wǎng)電壓越限（如光伏大發(fā)時(shí)線路末端電壓升高），需優(yōu)化AVC策略，引入分布式電源的無功調(diào)節(jié)功能。（3）保護(hù)適應(yīng)性：分布式電源提供短路電流，傳統(tǒng)電流保護(hù)可能誤動(dòng)或拒動(dòng)，需采用自適應(yīng)保護(hù)或廣域保護(hù)。（4）同步穩(wěn)定性：新能源通過電力電子接口并網(wǎng)，缺乏同步發(fā)電機(jī)的慣性，需虛擬同步機(jī)（VSG）技術(shù)提升系統(tǒng)慣性支撐。（5）通信需求增加：大量分布式電源需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，對(duì)通信帶寬和可靠性（如5G/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)）提出更高要求。5.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化主站的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)應(yīng)遵循哪些關(guān)鍵原則？請(qǐng)結(jié)合“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向加密”說明。答案：（1）安全分區(qū)：將系統(tǒng)分為生產(chǎn)控制大區(qū)（如SCADA/AGC）和管理信息大區(qū)（如調(diào)度計(jì)劃），生產(chǎn)控制大區(qū)再分為控制區(qū)（安全I(xiàn)區(qū)）和非控制區(qū)（安全I(xiàn)I區(qū)），不同區(qū)域安全等級(jí)不同。（2）網(wǎng)絡(luò)專用：生產(chǎn)控制大區(qū)使用專用通信網(wǎng)絡(luò)（如電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)），與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離，避免外部攻擊。（3）橫向隔離：安全I(xiàn)區(qū)與II區(qū)之間采用正向隔離裝置（僅允許I區(qū)→II區(qū)單向通信），II區(qū)與管理信息大區(qū)之間采用反向隔離裝置（嚴(yán)格限制II區(qū)→管理信息大區(qū)的流量）。（4）縱向加密：調(diào)度主站與廠站之間的縱向通信（如主站-變電站、主站-電廠）采用縱向加密認(rèn)證裝置，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和身份認(rèn)證，防止數(shù)據(jù)篡改或偽造。四、計(jì)算題（每題8分，共16分）1.某220kV變電站PMU裝置采樣頻率為1000Hz，t1時(shí)刻測(cè)得母線A相電壓相角為30°，t2時(shí)刻（t2-t1=0.02s）相角為15°。假設(shè)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，計(jì)算系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行頻率及頻率偏差（基準(zhǔn)頻率50Hz）。答案：（1）相角變化量Δθ=15°-30°=-15°（注：相角為電角度，與機(jī)械角度關(guān)系為θ=ωt=2πft）。（2）時(shí)間間隔Δt=0.02s，相角變化率dθ/dt=Δθ/Δt=-15°/0.02s=-750°/s。（3）電角速度ω=2πf=dθ/dt×(π/180°)（轉(zhuǎn)換為rad/s），即：2πf=(-750°/s)×(π/180°)→f=(-750)/(2×180)=-2.0833Hz（負(fù)號(hào)表示相角減小，實(shí)際頻率應(yīng)為50Hz-2.0833Hz？此處需修正邏輯）。注：正確思路應(yīng)為：相角隨時(shí)間變化的公式為θ(t)=θ0+2π(fN+Δf)t，其中fN=50Hz為基準(zhǔn)頻率，Δf為頻率偏差。t1時(shí)刻θ1=30°=π/6rad，t2時(shí)刻θ2=15°=π/12rad，Δt=0.02s。則θ2-θ1=2π(fN+Δf)Δt代入數(shù)值：π/12-π/6=2π(50+Δf)×0.02左邊=-π/12，右邊=0.04π(50+Δf)兩邊除以π：-1/12=0.04(50+Δf)解得：50+Δf=-1/(12×0.04)≈-2.0833→顯然矛盾，說明相角應(yīng)為增加（可能題目中t2相角應(yīng)為45°，假設(shè)題目數(shù)據(jù)筆誤，正確數(shù)據(jù)應(yīng)為t2相角45°，則Δθ=15°）。修正后：θ2-θ1=15°=π/12radπ/12=2π(50+Δf)×0.021/12=0.04(50+Δf)50+Δf=1/(12×0.04)≈2.0833→錯(cuò)誤，正確公式應(yīng)為θ(t)=θ0+2πft，因此相角變化量Δθ=2πfΔt→f=Δθ/(2πΔt)。Δθ=15°=π/12rad（假設(shè)t2相角比t1大15°），Δt=0.02sf=(π/12)/(2π×0.02)=(1/12)/(0.04)=1/(0.48)≈2.0833Hz？這顯然錯(cuò)誤，正確應(yīng)為：相角變化量應(yīng)為電角度，50Hz時(shí)，每周期360°，周期0.02s，因此正常情況下，每0.02s相角變化360°。若實(shí)際頻率為f，則每0.02s相角變化360°×(f/50)。題目中t2-t1=0.02s（即一個(gè)基準(zhǔn)周期），正常相角應(yīng)變化360°，但實(shí)際變化了15°-30°=-15°（或假設(shè)t2相角為30°+360°×(f/50)×0.02s內(nèi)的變化）。正確計(jì)算應(yīng)為：頻率f=(Δθ/360°)/Δt×50HzΔθ=15°-30°=-15°（絕對(duì)值15°），Δt=0.02s則f=(15°/360°)/0.02s×50Hz=(1/24)/0.02×50≈(4.1667)×50=208.33Hz（顯然錯(cuò)誤，說明題目數(shù)據(jù)需調(diào)整）。正確示例：若t1相角30°，t2（0.01s后）相角為60°，則Δθ=30°，Δt=0.01sf=(30°/360°)/0.01s×50Hz=(1/12)/0.01×50≈8.333×50=416.67Hz（仍錯(cuò)誤）。正確公式應(yīng)為：頻率f=(Δθ)/(2πΔt)（rad/s）→轉(zhuǎn)換為Hz為f=Δθ/(2πΔt)。Δθ=15°-30°=-15°=-π/12rad，Δt=0.02sf=(-π/12)/(2π×0.02)=(-1/12)/(0.04)=-2.0833Hz（表示頻率低于基準(zhǔn)頻率，實(shí)際頻率=50Hz-2.0833Hz=47.9167Hz）。頻率偏差=47.9167-50=-2.0833Hz。2.某區(qū)域電網(wǎng)AGC控制中，聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃功率為1000MW，當(dāng)前實(shí)際功率為1020MW，系統(tǒng)頻率為49.8Hz，區(qū)域頻率偏差系數(shù)β=500MW/Hz（絕對(duì)值）。計(jì)算區(qū)域控制誤差（ACE），并說明AGC應(yīng)如何調(diào)整機(jī)組出力（增發(fā)或減發(fā)）。答案：（1）ACE計(jì)算公式：ACE=ΔP+βΔf其中，ΔP=實(shí)際聯(lián)絡(luò)線功率-計(jì)劃聯(lián)絡(luò)線功率=1020-1000=+20MW（正表示超送）Δf=實(shí)際頻率-額定頻率=49.8-50=-0.2Hz（負(fù)表示頻率偏低）β取正值，因此ACE=20+500×(-0.2)=20-100=-80MW（2）ACE為負(fù)，說明區(qū)域需增發(fā)功率以減少聯(lián)絡(luò)線超送（ΔP正）并提升系統(tǒng)頻率（Δf負(fù)）。AGC應(yīng)命令區(qū)域內(nèi)機(jī)組增發(fā)，使ACE趨近于0。五、案例分析題（每題12分，共24分）案例1：某500kV智能變電站投運(yùn)后，主變保護(hù)A套頻繁報(bào)“合并單元采樣異?！备婢?，導(dǎo)致保護(hù)功能閉鎖。經(jīng)檢查，合并單元（MU）至保護(hù)裝置的光纖鏈路正常，MU裝置運(yùn)行指示燈正常，保護(hù)裝置采樣值顯示A相電流為0，B、C相電流正常。試分析可能的故障原因及處理步驟。答案：可能故障原因：（1）MU裝置內(nèi)部A相電流采樣通道故障（如AD轉(zhuǎn)換芯片損壞、采樣電阻開路）；（2）MU至保護(hù)裝置的光纖鏈路中，A相電流對(duì)應(yīng)的光信號(hào)發(fā)送模塊故障（如光模塊TX端異常）；（3）保護(hù)裝置A相電流接收光模塊故障（如RX端靈敏度下降）；（4）MU或保護(hù)裝置的配置文件錯(cuò)誤（如虛端子映射錯(cuò)誤，A相電流未正確關(guān)聯(lián)）；（5）電子式電流互感器（ECT）A相傳感元件故障（如羅戈夫斯基線圈斷線）。處理步驟：（1）檢查MU的采樣值輸出（通過MU的LCD或調(diào)試接口），確認(rèn)MU內(nèi)部A相電流是否為0。若MU自身顯示A相電流正常，說明故障在MU至保護(hù)的傳輸鏈路；若MU顯示A相電流為0，故障可能在MU或ECT。（2）使用光功率計(jì)測(cè)量MU發(fā)送端（TX）和保護(hù)接收端（RX）的光功率，確認(rèn)是否在正常范圍（-20dBm至-3dBm）。若MUTX光功率異常，更換MU光模塊；若保護(hù)RX光功率異常，更換保護(hù)光模塊。（3）檢查MU和保護(hù)裝置的配置文件（SCD文件），核對(duì)A相電流的虛端子連接（如回路編號(hào)、數(shù)據(jù)集中的引用），確認(rèn)是否存在“檢修狀態(tài)不一致”或“GOOSE/SV控制塊配置錯(cuò)誤”。（4）測(cè)試ECT的輸出信號(hào)（如模擬量小信號(hào)測(cè)試），驗(yàn)證ECTA相的輸出是否正常。若ECT輸出異常，需停電檢修或更換ECT。（5）若以上步驟均正常，考慮MU或保護(hù)裝置的硬件故障，更換備用裝置并驗(yàn)證采樣值。案例2：某地區(qū)電網(wǎng)新能源裝機(jī)占比達(dá)40%（