電力系統(tǒng)運(yùn)行安全測(cè)試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)是（）。A.發(fā)電機(jī)功角δ≤90°B.系統(tǒng)頻率偏差≤±0.2HzC.母線電壓偏差≤±5%D.短路電流周期分量衰減至零2.同步發(fā)電機(jī)功角特性曲線的最大值出現(xiàn)在（）。A.δ=0°B.δ=90°C.δ=180°D.δ=270°3.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流的分布主要取決于（）。A.電源數(shù)量B.線路零序阻抗C.變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量D.負(fù)荷大小4.電力系統(tǒng)自動(dòng)重合閘裝置的主要作用是（）。A.提高系統(tǒng)電壓水平B.消除短路點(diǎn)電弧，恢復(fù)供電C.增加系統(tǒng)備用容量D.降低線路損耗5.操作過電壓的持續(xù)時(shí)間一般為（）。A.幾微秒至幾毫秒B.幾秒至幾十秒C.幾分鐘至幾小時(shí)D.持續(xù)穩(wěn)定6.變壓器長(zhǎng)時(shí)間過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，最可能損壞的部件是（）。A.鐵芯B.繞組絕緣C.分接開關(guān)D.冷卻裝置7.電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整由（）實(shí)現(xiàn)。A.發(fā)電機(jī)調(diào)速器自動(dòng)調(diào)節(jié)B.調(diào)度中心手動(dòng)調(diào)整C.負(fù)荷側(cè)自動(dòng)減載D.備用電源投入8.繼電保護(hù)裝置的基本要求中，“選擇性”是指（）。A.故障時(shí)僅切除故障設(shè)備B.快速切除故障C.正確反映故障類型D.耐受短路電流沖擊9.發(fā)電機(jī)失磁后，其運(yùn)行狀態(tài)會(huì)逐漸轉(zhuǎn)為（）。A.同步運(yùn)行B.異步運(yùn)行C.空載運(yùn)行D.短路運(yùn)行10.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相電壓會(huì)升高至（）。A.相電壓B.線電壓C.1.5倍相電壓D.2倍相電壓二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，錯(cuò)選、漏選均不得分）1.影響電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的主要因素包括（）。A.故障類型及持續(xù)時(shí)間B.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)性能C.系統(tǒng)接線方式D.負(fù)荷的頻率特性2.防止電力系統(tǒng)諧振過電壓的措施有（）。A.選用勵(lì)磁特性飽和的電壓互感器B.在中性點(diǎn)加裝消弧線圈C.增大系統(tǒng)阻尼D.避免系統(tǒng)參數(shù)匹配產(chǎn)生諧振3.母線差動(dòng)保護(hù)的配置需考慮（）。A.母線連接元件數(shù)量B.母線電壓等級(jí)C.電流互感器變比一致性D.區(qū)外故障時(shí)的不平衡電流4.影響電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的因素包括（）。A.無功電源容量B.線路電抗大小C.負(fù)荷的電壓特性D.發(fā)電機(jī)有功出力5.電力設(shè)備狀態(tài)檢修的主要內(nèi)容包括（）。A.設(shè)備在線監(jiān)測(cè)B.定期預(yù)防性試驗(yàn)C.故障診斷與評(píng)估D.基于狀態(tài)的檢修策略制定三、填空題（每空1分，共20分）1.發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的條件是：電壓幅值相等、頻率相等、（）一致。2.靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)是（）大于零。3.縱聯(lián)保護(hù)的通道類型包括電力線載波、（）、微波和光纖。4.變壓器過勵(lì)磁的主要原因是（）或頻率降低。5.操作過電壓的能量來源于系統(tǒng)中（）的儲(chǔ)存與釋放。6.電力系統(tǒng)頻率異常的閾值通常為：正常頻率（）Hz，事故頻率下限（）Hz。7.零序電流的分布僅與（）和中性點(diǎn)接地變壓器的位置有關(guān)。8.重合閘按動(dòng)作次數(shù)分為（）和多次重合閘。9.發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子會(huì)因感應(yīng)電流產(chǎn)生（）轉(zhuǎn)矩，進(jìn)入異步運(yùn)行。10.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，接地電流主要由（）電流構(gòu)成。四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定與暫態(tài)穩(wěn)定的區(qū)別。2.說明母線差動(dòng)保護(hù)的基本原理及動(dòng)作條件。3.列舉電力系統(tǒng)中常見的過電壓類型，并各舉一例。4.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)頻率異常時(shí)的處理原則。5.分析變壓器長(zhǎng)時(shí)間過負(fù)荷運(yùn)行的危害及限制措施。五、計(jì)算分析題（共25分）1.（8分）某單機(jī)無窮大系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)同步電抗X_d=1.2（標(biāo)幺值），無窮大母線電壓U=1.0（標(biāo)幺值），發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)E=1.5（標(biāo)幺值）。計(jì)算發(fā)電機(jī)的功角特性曲線表達(dá)式，并求最大功率極限。2.（9分）某110kV輸電線路發(fā)生三相短路故障，系統(tǒng)等值電抗X_s=0.15（以100MVA為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值），線路電抗X_L=0.2（標(biāo)幺值），變壓器電抗X_T=0.1（標(biāo)幺值）。計(jì)算短路點(diǎn)的三相短路電流周期分量有效值（110kV系統(tǒng)基準(zhǔn)電流I_j=525A）。3.（8分）某電力系統(tǒng)在額定運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)功角δ=30°，功率特性曲線斜率dP/dδ=2.5（標(biāo)幺值/rad）。若系統(tǒng)受到小擾動(dòng)后，功角變?yōu)棣?45°，此時(shí)dP/dδ=1.8（標(biāo)幺值/rad）。判斷系統(tǒng)是否保持靜態(tài)穩(wěn)定，并說明理由。六、案例分析題（20分）某220kV變電站因雷擊導(dǎo)致1號(hào)主變高壓側(cè)斷路器跳閘，重合閘動(dòng)作成功，但30秒后斷路器再次跳閘，重合閘未動(dòng)作?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：1號(hào)主變繞組溫度異常升高，油色譜分析顯示氫氣（H?）、甲烷（CH?）含量顯著超標(biāo)，且存在乙炔（C?H?）。問題：1.分析第一次跳閘的可能原因及重合閘成功的意義。2.第二次跳閘后重合閘未動(dòng)作的可能原因。3.根據(jù)油色譜數(shù)據(jù)判斷主變內(nèi)部故障類型，并說明依據(jù)。4.提出防止此類故障的針對(duì)性措施。答案及解析一、單項(xiàng)選擇題1.A（靜態(tài)穩(wěn)定指系統(tǒng)受小擾動(dòng)后恢復(fù)原運(yùn)行狀態(tài)的能力，功角δ≤90°是實(shí)用判據(jù)）2.B（功角特性P=EU/X_d·sinδ，最大值在δ=90°時(shí)）3.C（零序電流分布由零序網(wǎng)絡(luò)決定，與中性點(diǎn)接地變壓器數(shù)量直接相關(guān)）4.B（重合閘主要用于消除瞬時(shí)性故障電弧，恢復(fù)供電）5.A（操作過電壓持續(xù)時(shí)間短，一般幾微秒至幾毫秒）6.B（過負(fù)荷導(dǎo)致繞組溫度升高，絕緣加速老化）7.A（一次調(diào)整由發(fā)電機(jī)調(diào)速器自動(dòng)調(diào)節(jié)，二次調(diào)整由調(diào)度干預(yù)）8.A（選擇性要求僅切除故障設(shè)備，避免擴(kuò)大停電范圍）9.B（失磁后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過同步速，轉(zhuǎn)為異步運(yùn)行）10.B（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地時(shí)，非故障相電壓升至線電壓）二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD（故障類型、勵(lì)磁性能、接線方式、負(fù)荷特性均影響暫態(tài)穩(wěn)定）2.BD（選用勵(lì)磁特性不飽和的PT可防止諧振；消弧線圈補(bǔ)償電容電流；避免參數(shù)匹配是核心措施）3.ABCD（母線差動(dòng)保護(hù)需考慮元件數(shù)量、電壓等級(jí)、CT變比一致性及區(qū)外不平衡電流）4.ABC（電壓穩(wěn)定與無功平衡相關(guān)，有功出力主要影響頻率）5.ACD（狀態(tài)檢修基于在線監(jiān)測(cè)、診斷評(píng)估和狀態(tài)策略，區(qū)別于定期預(yù)防性試驗(yàn)）三、填空題1.相位；2.整步功率系數(shù)（dP/dδ）；3.導(dǎo)引線；4.電壓升高；5.電感、電容元件；6.50±0.2；49.5；7.零序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；8.單相重合閘；9.異步；10.電容四、簡(jiǎn)答題1.區(qū)別：靜態(tài)穩(wěn)定指系統(tǒng)受小擾動(dòng)（如負(fù)荷小幅波動(dòng)）后恢復(fù)原狀態(tài)的能力，分析基于小干擾線性化模型；暫態(tài)穩(wěn)定指系統(tǒng)受大擾動(dòng)（如短路故障）后維持同步運(yùn)行的能力，需通過非線性時(shí)域仿真分析。2.原理：母線差動(dòng)保護(hù)利用基爾霍夫電流定律，比較母線所有連接元件的電流矢量和（差流）。動(dòng)作條件：當(dāng)差流超過整定值（躲過區(qū)外故障不平衡電流），判定為母線區(qū)內(nèi)故障，跳開所有連接元件的斷路器。3.過電壓類型：大氣過電壓（雷電過電壓）：如直擊雷或感應(yīng)雷引起的線路過電壓；操作過電壓：如斷路器分合空載線路引起的過電壓；諧振過電壓：如電磁式電壓互感器飽和引起的鐵磁諧振；工頻過電壓：如甩負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)升高。4.處理原則：頻率低于49.5Hz時(shí)，按輪次啟動(dòng)低頻減載裝置，切除部分負(fù)荷；頻率高于50.5Hz時(shí)，限制發(fā)電機(jī)出力或啟動(dòng)高頻切機(jī)；優(yōu)先保證主網(wǎng)頻率穩(wěn)定，避免系統(tǒng)解列；故障消除后，逐步恢復(fù)被切除的負(fù)荷。5.危害：繞組溫度超過允許值，絕緣加速老化，縮短變壓器壽命；可能導(dǎo)致繞組變形或局部過熱。限制措施：監(jiān)控負(fù)荷電流，不超過額定值的1.3倍（油浸式變壓器）；加強(qiáng)冷卻，投入備用冷卻器；縮短過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間（如1.3倍時(shí)允許60分鐘）；調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方式，轉(zhuǎn)移負(fù)荷。五、計(jì)算分析題1.功角特性表達(dá)式：P=EU/X_d·sinδ=1.5×1.0/1.2·sinδ=1.25sinδ（標(biāo)幺值）。最大功率極限：當(dāng)δ=90°時(shí)，P_max=1.25（標(biāo)幺值）。2.總電抗：X_total=X_s+X_L+X_T=0.15+0.2+0.1=0.45（標(biāo)幺值）。短路電流標(biāo)幺值：I_k=U/X_total=1.0/0.45≈2.222。實(shí)際電流：I_k=I_k×I_j=2.222×525≈1166.5A。3.靜態(tài)穩(wěn)定判斷：靜態(tài)穩(wěn)定的條件是dP/dδ>0。擾動(dòng)前dP/dδ=2.5>0，系統(tǒng)穩(wěn)定；擾動(dòng)后δ=45°時(shí)dP/dδ=1.8>0，仍滿足穩(wěn)定條件，因此系統(tǒng)保持靜態(tài)穩(wěn)定。六、案例分析題1.第一次跳閘原因：雷擊可能導(dǎo)致高壓側(cè)線路或設(shè)備絕緣閃絡(luò)，引發(fā)短路故障；重合閘成功說明故障為瞬時(shí)性（如絕緣子表面電弧），電弧熄滅后絕緣恢復(fù)。重合閘意義：快速恢復(fù)供電，減少停電損失，提高系統(tǒng)可靠性。2.重合閘未動(dòng)作原因：第二次跳閘為永久性故障（如主變內(nèi)部絕緣擊穿），重合閘檢測(cè)到故障持續(xù)存在，按邏輯閉鎖重合。3.故障類型：主變內(nèi)部存在高溫過熱或電弧放電故障。