電力系統(tǒng)運(yùn)行安全專業(yè)試題集與答案詳解一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)受到（）后，不發(fā)生非周期性失步，自動(dòng)恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)的能力。A.大干擾B.小干擾C.短路故障D.切機(jī)操作答案：B2.以下哪項(xiàng)不屬于繼電保護(hù)裝置的基本要求？（）A.選擇性B.經(jīng)濟(jì)性C.速動(dòng)性D.可靠性答案：B3.電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，最嚴(yán)重的負(fù)序分量出現(xiàn)在（）故障中。A.單相接地B.兩相短路C.兩相接地短路D.三相短路答案：C4.低頻減載裝置的基本輪動(dòng)作頻率通常設(shè)置為（）。A.49.5~49.0HzB.48.5~48.0HzC.47.5~47.0HzD.46.5~46.0Hz答案：A5.以下哪種過(guò)電壓屬于內(nèi)部過(guò)電壓？（）A.直擊雷過(guò)電壓B.感應(yīng)雷過(guò)電壓C.操作過(guò)電壓D.雷電侵入波過(guò)電壓答案：C6.電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整是通過(guò)（）實(shí)現(xiàn)的。A.發(fā)電機(jī)調(diào)速器B.自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）C.低頻減載裝置D.同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)答案：A7.變壓器的瓦斯保護(hù)主要用于反應(yīng)（）。A.繞組相間短路B.繞組匝間短路C.油箱內(nèi)部故障D.引出線短路答案：C8.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析中，等面積定則用于判斷（）。A.靜態(tài)穩(wěn)定極限B.暫態(tài)穩(wěn)定是否破壞C.電壓穩(wěn)定水平D.頻率穩(wěn)定裕度答案：B9.以下哪種措施不能提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定？（）A.增加輸電線路串聯(lián)電容補(bǔ)償B.減少發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電抗C.降低系統(tǒng)運(yùn)行電壓D.采用快速勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置答案：C10.電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)是指（）。A.系統(tǒng)全停后利用外部電源恢復(fù)供電B.系統(tǒng)全停后利用自身具備自啟動(dòng)能力的機(jī)組恢復(fù)供電C.緊急情況下快速切除故障負(fù)荷D.發(fā)電機(jī)失磁后的快速滅磁操作答案：B二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分。每題至少2個(gè)正確選項(xiàng)，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)特性C.系統(tǒng)接線方式D.負(fù)荷特性答案：ABCD2.以下屬于操作過(guò)電壓的有（）。A.空載線路合閘過(guò)電壓B.切除空載變壓器過(guò)電壓C.諧振過(guò)電壓D.雷電過(guò)電壓答案：AB3.電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置的主要功能包括（）。A.低頻/低壓減載B.自動(dòng)重合閘C.切機(jī)/切負(fù)荷D.備用電源自投答案：ACD4.變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流可能由（）引起。A.變壓器勵(lì)磁涌流B.電流互感器變比誤差C.變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓D.線路分布電容電流答案：ABC5.提高電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的措施包括（）。A.安裝電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）B.采用快速勵(lì)磁系統(tǒng)C.增加系統(tǒng)阻尼D.減少輸電線路電阻答案：ABC三、填空題（每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)的計(jì)算公式為\(K_p=\frac{P_{\text{max}}P_0}{P_0}\times100\%\)，其中\(zhòng)(P_{\text{max}}\)是______，\(P_0\)是______。答案：最大功率極限；初始運(yùn)行功率2.繼電保護(hù)的“四性”要求是選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和______。答案：可靠性3.電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流周期分量的大小由______決定。答案：系統(tǒng)等值阻抗4.架空線路的防雷措施主要包括架設(shè)避雷線、降低桿塔接地電阻、裝設(shè)______和加強(qiáng)絕緣。答案：避雷器5.電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整是通過(guò)______實(shí)現(xiàn)的。答案：自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）6.變壓器的過(guò)電流保護(hù)通常作為_(kāi)_____保護(hù)，動(dòng)作時(shí)限按______原則整定。答案：后備；階梯型7.電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定是指系統(tǒng)在正常運(yùn)行或受到干擾后，維持______在合理范圍內(nèi)的能力。答案：所有母線電壓8.低頻減載裝置的特殊輪用于防止______，其動(dòng)作頻率一般低于基本輪。答案：頻率過(guò)度下降9.發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的主要判據(jù)包括______和______。答案：機(jī)端低電壓；轉(zhuǎn)子低勵(lì)磁電流10.電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)過(guò)程中，優(yōu)先恢復(fù)的設(shè)備是______和______。答案：廠用電源；重要聯(lián)絡(luò)線四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)低頻減載裝置的工作原理。答案：低頻減載裝置通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)頻率，當(dāng)頻率因有功缺額下降至整定值時(shí)，按預(yù)先設(shè)定的輪次和延時(shí)切除部分負(fù)荷，以恢復(fù)有功平衡。基本輪按頻率分級(jí)（如49.5Hz、49.0Hz等），每級(jí)切除一定負(fù)荷，延時(shí)0.5~1.5秒；特殊輪動(dòng)作頻率更低（如48.5Hz以下），延時(shí)更長(zhǎng)（數(shù)秒至數(shù)十秒），用于防止頻率過(guò)度下降。2.分析變壓器勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)及對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響。答案：勵(lì)磁涌流特點(diǎn)：①數(shù)值大（可達(dá)額定電流的6~8倍）；②含有大量二次諧波（占基波的20%~60%）；③波形存在間斷角（約80°~140°）。影響：勵(lì)磁涌流會(huì)導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，因此差動(dòng)保護(hù)需采用二次諧波制動(dòng)、間斷角鑒別等方法避開(kāi)涌流。3.說(shuō)明提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的主要措施。答案：①快速切除故障（縮短故障持續(xù)時(shí)間）；②采用自動(dòng)重合閘（恢復(fù)線路供電）；③裝設(shè)強(qiáng)行勵(lì)磁裝置（提高發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)）；④切機(jī)/切負(fù)荷（減少功率不平衡）；⑤采用電氣制動(dòng)（故障時(shí)投入制動(dòng)電阻）；⑥加強(qiáng)系統(tǒng)聯(lián)系（如增加輸電線路、串聯(lián)電容補(bǔ)償）。4.比較電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定與暫態(tài)穩(wěn)定的區(qū)別。答案：靜態(tài)穩(wěn)定是系統(tǒng)受小干擾（如負(fù)荷輕微波動(dòng)）后恢復(fù)平衡的能力，分析方法為小干擾法；暫態(tài)穩(wěn)定是系統(tǒng)受大干擾（如短路故障）后保持同步的能力，分析方法為時(shí)域仿真或等面積定則。靜態(tài)穩(wěn)定關(guān)注平衡狀態(tài)的小擾動(dòng)穩(wěn)定性，暫態(tài)穩(wěn)定關(guān)注大擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)過(guò)程。5.簡(jiǎn)述220kV線路主保護(hù)的配置原則及常用保護(hù)類型。答案：配置原則：雙重化（兩套獨(dú)立主保護(hù)）、速動(dòng)性（故障后20~30ms內(nèi)動(dòng)作）、選擇性（區(qū)分本線路與相鄰線路故障）。常用保護(hù)類型：①光纖電流差動(dòng)保護(hù)（利用光纖通道比較兩側(cè)電流）；②距離保護(hù)（反應(yīng)故障點(diǎn)距離，配合零序保護(hù)）；③縱聯(lián)方向保護(hù)（比較兩側(cè)功率方向）。五、應(yīng)用題（共25分）（一）計(jì)算題（8分）某單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)電抗\(X_d''=0.2\)（標(biāo)幺值），變壓器電抗\(X_T=0.1\)，線路電抗\(X_L=0.3\)（雙側(cè)），系統(tǒng)電壓\(U=1.0\)（標(biāo)幺值），發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)\(E''=1.2\)（標(biāo)幺值）。初始運(yùn)行功率\(P_0=1.0\)（標(biāo)幺值）。（1）計(jì)算最大功率極限\(P_{\text{max}}\)；（2）計(jì)算靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)\(K_p\)，并判斷是否滿足要求（通常要求\(K_p\geq15\%\)）。答案：（1）總電抗\(X_{\Sigma}=X_d''+X_T+X_L/2=0.2+0.1+0.15=0.45\)（標(biāo)幺值）。最大功率極限\(P_{\text{max}}=\frac{E''\cdotU}{X_{\Sigma}}=\frac{1.2\times1.0}{0.45}\approx2.667\)（標(biāo)幺值）。（2）靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)\(K_p=\frac{2.6671.0}{1.0}\times100\%=166.7\%\)。由于\(166.7\%\geq15\%\)，滿足靜態(tài)穩(wěn)定要求。（二）分析題（9分）某220kV線路發(fā)生A相接地短路故障，線路配置光纖電流差動(dòng)保護(hù)和零序電流保護(hù)。請(qǐng)分析：（1）故障后哪些保護(hù)會(huì)動(dòng)作？（2）若斷路器拒動(dòng)，后備保護(hù)如何動(dòng)作？（3）如何驗(yàn)證保護(hù)動(dòng)作的正確性？答案：（1）主保護(hù)：光纖電流差動(dòng)保護(hù)（反應(yīng)兩側(cè)電流差，直接跳開(kāi)本線路兩側(cè)斷路器）；零序電流保護(hù)（反應(yīng)接地故障的零序電流，若差動(dòng)保護(hù)拒動(dòng)時(shí)作為后備）。（2）若本線路斷路器拒動(dòng)，線路對(duì)側(cè)的零序過(guò)流保護(hù)（延時(shí)）或相鄰上一級(jí)變壓器的零序后備保護(hù)（如220kV母線零序保護(hù)）會(huì)動(dòng)作，跳開(kāi)上一級(jí)斷路器，隔離故障。（3）驗(yàn)證方法：①檢查故障錄波器數(shù)據(jù)，確認(rèn)故障類型（A相接地）、故障電流大小及相位；②核對(duì)保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告，確認(rèn)差動(dòng)保護(hù)差流值、零序電流值是否達(dá)到整定值；③檢查斷路器分閘時(shí)間，確認(rèn)是否在保護(hù)動(dòng)作時(shí)限內(nèi)跳閘；④模擬故障試驗(yàn)（如用繼保測(cè)試儀注入故障電流），驗(yàn)證保護(hù)邏輯正確性。（三）綜合題（8分）某地區(qū)電網(wǎng)因雷擊導(dǎo)致220kV主變（三繞組變壓器）高壓側(cè)A相套管閃絡(luò)，造成主變跳閘，110kV母線失壓，部分10kV負(fù)荷停電。假設(shè)你是調(diào)度員，需完成以下操作：（1）簡(jiǎn)述事故處理的主要步驟；（2）提出防止類似事故的技術(shù)措施。答案：（1）事故處理步驟：①確認(rèn)故障信息：核對(duì)主變保護(hù)動(dòng)作信號(hào)（如差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)）、斷路器跳閘狀態(tài)、110kV母線電壓及負(fù)荷損失情況；②隔離故障設(shè)備：斷開(kāi)主變各側(cè)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)，驗(yàn)電并裝設(shè)接地線；③恢復(fù)失壓母線供電：優(yōu)先用備用電源（如相鄰變電站110kV線路）對(duì)110kV母線充電，檢查無(wú)故障后恢復(fù)10kV負(fù)荷供電（按重要性分級(jí)，優(yōu)先恢復(fù)醫(yī)院、交通樞紐等）；④故障原因分析：檢查主變A相套管閃絡(luò)痕跡、避雷器動(dòng)作記錄、接地電阻測(cè)試結(jié)果，確認(rèn)雷擊是直接原因；⑤匯報(bào)與記錄：向上級(jí)調(diào)度匯報(bào)事