2025年電力變壓器知識考試筆試試題附答案一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.某三相電力變壓器的額定容量為12500kVA，額定電壓為110kV/10kV，其高壓側(cè)額定電流約為（）。A.66AB.125AC.216AD.345A2.變壓器型號為SFPZ10-240000/500，其中“P”代表的冷卻方式是（）。A.自然油循環(huán)風(fēng)冷B.強迫油循環(huán)風(fēng)冷C.強迫油循環(huán)導(dǎo)向水冷D.自然油循環(huán)自冷3.變壓器油枕的主要作用是（）。A.增加變壓器油的存儲量B.調(diào)節(jié)油量，防止油箱變形C.提高絕緣強度D.加速油循環(huán)散熱4.一臺YN,d11連接組別的變壓器，其高低壓繞組線電動勢的相位差為（）。A.30°B.60°C.90°D.120°5.變壓器短路阻抗百分比（Uk%）的大小主要影響（）。A.空載損耗B.電壓調(diào)整率C.鐵芯飽和程度D.繞組絕緣水平6.變壓器空載損耗主要由（）組成。A.繞組銅損B.鐵芯渦流損耗和磁滯損耗C.漏磁損耗D.介質(zhì)損耗7.有載分接開關(guān)的過渡電阻在切換過程中的作用是（）。A.限制勵磁涌流B.避免分接間電弧短路C.降低操作過電壓D.平衡繞組電壓8.檢測變壓器繞組變形最常用的方法是（）。A.直流電阻測試B.頻響分析法（FRA）C.變比測試D.空載特性試驗9.SF6氣體絕緣變壓器與油浸式變壓器相比，最大的優(yōu)勢是（）。A.成本更低B.防火性能好C.冷卻效率高D.維護更簡單10.測量變壓器零序阻抗時，通常采用的試驗方法是（）。A.單相電源注入法B.三相電源對稱加壓法C.短路法D.空載法11.變壓器繞組匝間短路故障最有效的檢測手段是（）。A.介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）測試B.局部放電試驗C.低電壓短路阻抗測試D.油中溶解氣體分析（DGA）12.變壓器的溫升限值主要由（）決定。A.絕緣材料的耐熱等級B.冷卻介質(zhì)溫度C.繞組導(dǎo)線截面積D.鐵芯磁通密度13.110kV變壓器中性點經(jīng)小電抗接地的主要目的是（）。A.限制短路電流B.提高零序保護靈敏度C.降低操作過電壓D.改善電壓波形14.變壓器負載損耗（短路損耗）隨負載電流的變化規(guī)律是（）。A.與電流成正比B.與電流平方成正比C.與電流立方成正比D.與電流無關(guān)15.變壓器繞組采用糾結(jié)式繞法的主要目的是（）。A.減少漏磁通B.提高抗短路能力C.降低繞組溫升D.改善沖擊電壓分布16.變壓器油的擊穿電壓標(biāo)準(zhǔn)（50Hz、電極間距2.5mm）一般要求不低于（）。A.15kVB.30kVC.45kVD.60kV17.變壓器感應(yīng)耐壓試驗時，試驗電壓頻率通常為（）。A.50HzB.100HzC.150HzD.200Hz18.變壓器并列運行時，若連接組別不同，會導(dǎo)致（）。A.環(huán)流過大B.輸出電壓不平衡C.短路阻抗不匹配D.空載損耗增加19.變壓器鐵芯采用疊片式結(jié)構(gòu)而不用整體鐵芯的主要原因是（）。A.降低成本B.減少渦流損耗C.提高導(dǎo)磁性能D.便于安裝繞組20.變壓器過勵磁運行時，最可能出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象是（）。A.繞組溫度降低B.鐵芯噪聲增大C.油位顯著下降D.分接開關(guān)動作頻繁二、判斷題（每題1分，共10分）1.變壓器的變比等于高低壓繞組的匝數(shù)比。（）2.油浸式變壓器必須配置儲油柜以調(diào)節(jié)油量。（）3.短路阻抗百分比相同的變壓器才能并列運行。（）4.變壓器空載電流主要是有功分量，用于建立主磁通。（）5.繞組熱點溫度等于頂層油溫加繞組對油的溫升。（）6.有載分接開關(guān)切換時，會短暫斷開負載電路。（）7.介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）測試可以有效發(fā)現(xiàn)繞組匝間短路故障。（）8.變壓器零序阻抗與繞組連接方式（如Y、D、Z）密切相關(guān)。（）9.并列運行的變壓器變比允許有不超過0.5%的誤差。（）10.過勵磁會導(dǎo)致變壓器鐵芯飽和，空載電流急劇增大。（）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述變壓器主磁通與漏磁通的區(qū)別（路徑、作用、數(shù)量級）。2.油浸式變壓器的主要組件包括哪些？各組件的核心功能是什么？3.感應(yīng)耐壓試驗的目的和試驗方法是什么？為什么需要采用倍頻電源？4.變壓器并列運行的基本條件有哪些？若不滿足會導(dǎo)致什么后果？5.列舉三種檢測變壓器繞組變形的方法，并說明其基本原理。四、計算題（每題8分，共32分）1.一臺三相油浸式變壓器，額定容量S=6300kVA，額定電壓U1N/U2N=35kV/10.5kV，聯(lián)結(jié)組為Yd11。計算高低壓側(cè)的額定電流（線電流）。2.某變壓器在75℃時的負載損耗Pk75=56kW，實測運行時繞組平均溫度為90℃，銅的電阻溫度系數(shù)α=0.004/℃（以20℃為基準(zhǔn)）。計算該溫度下的負載損耗Pk90。3.一臺YN,d11變壓器，高壓側(cè)零序阻抗Z0H=15Ω，低壓側(cè)零序阻抗Z0L=3Ω（已折算到高壓側(cè)）。計算該變壓器零序等值阻抗（考慮鐵芯磁路為三相三柱式）。4.某110kV變壓器額定電壓為110kV（±8×1.25%）/10kV，額定頻率50Hz。當(dāng)系統(tǒng)電壓升至118kV、頻率降至48Hz時，計算過勵磁倍數(shù)，并判斷是否超過允許值（允許過勵磁倍數(shù)一般不大于1.1）。五、案例分析題（每題14分，共28分）1.某110kV變壓器油色譜分析顯示：總烴（CH4+C2H4+C2H6+C2H2）含量為150μL/L（注意值為150μL/L），其中C2H2=5μL/L（注意值為5μL/L），H2=200μL/L（注意值為150μL/L）。（1）根據(jù)三比值法（GB/T7252-2019）判斷故障類型；（2）提出下一步應(yīng)采取的檢測措施及處理建議。2.某220kV變壓器運行中差動保護動作跳閘，檢查發(fā)現(xiàn)高壓側(cè)B相繞組直流電阻比其他相高12%。（1）分析可能的故障原因；（2）說明需進一步驗證的試驗項目及判斷依據(jù)；（3）提出故障處理的技術(shù)措施。參考答案一、單項選擇題1.A（高壓側(cè)額定電流I1N=S/(√3U1N)=12500/(1.732×110)≈66A）2.B（S-三相，F(xiàn)-油浸風(fēng)冷，P-強迫油循環(huán)，Z-有載調(diào)壓）3.B（油枕通過體積變化調(diào)節(jié)油量，保持油箱內(nèi)始終充滿油，防止空氣進入）4.A（YN,d11表示高壓側(cè)Y聯(lián)結(jié)帶中性點，低壓側(cè)Δ聯(lián)結(jié)，線電動勢相位差30°×11=330°，等效為-30°）5.B（短路阻抗越大，負載電流引起的電壓降越大，電壓調(diào)整率越高）6.B（空載損耗主要是鐵芯損耗，包括渦流損耗和磁滯損耗）7.B（過渡電阻在分接切換時短接兩個分接頭，避免電弧短路）8.B（頻響分析法通過比較繞組頻率響應(yīng)曲線的變化判斷變形）9.B（SF6為不燃氣體，防火性能優(yōu)于油浸式）10.A（零序阻抗測量需注入零序電流，采用單相電源注入中性點）11.D（匝間短路會產(chǎn)生乙炔（C2H2）等特征氣體，DGA最敏感）12.A（絕緣材料的耐熱等級（如A級105℃、H級180℃）決定了允許溫升）13.A（中性點小電抗可限制單相接地短路電流，避免開關(guān)開斷能力不足）14.B（負載損耗=I2R，與電流平方成正比）15.D（糾結(jié)式繞法通過改變匝間電容分布，改善沖擊電壓下的電位梯度）16.C（GB50150-2016規(guī)定，110kV及以上變壓器油擊穿電壓≥40kV，通常要求≥45kV）17.C（感應(yīng)耐壓需考核縱絕緣，倍頻（如150Hz）可減少鐵芯飽和，降低試驗電壓）18.A（連接組別不同會導(dǎo)致二次側(cè)線電動勢相位差，產(chǎn)生環(huán)流）19.B（疊片式鐵芯通過絕緣層分割，減少渦流損耗）20.B（過勵磁導(dǎo)致鐵芯飽和，勵磁電流增大，硅鋼片振動加劇，噪聲增大）二、判斷題1.×（變比=電動勢比=匝數(shù)比×（1-漏阻抗影響），實際運行中變比略小于匝數(shù)比）2.×（小型變壓器（如S9-100kVA及以下）可能采用全密封結(jié)構(gòu)，無儲油柜）3.×（并列運行要求短路阻抗百分比偏差≤10%，而非完全相同）4.×（空載電流主要是無功分量（勵磁電流），有功分量僅占約10%）5.√（熱點溫度=頂層油溫+繞組對油的溫升（一般為10~15℃））6.×（有載分接開關(guān)通過過渡電阻保持電路連續(xù)，不會斷開負載）7.×（tanδ主要反映絕緣介質(zhì)損耗，匝間短路需通過短路阻抗或頻響法檢測）8.√（零序阻抗與繞組連接方式（Y、D、Z）及鐵芯結(jié)構(gòu)（三相三柱/五柱）有關(guān)）9.√（并列運行變比允許偏差≤0.5%，否則會產(chǎn)生環(huán)流）10.√（過勵磁時鐵芯飽和，勵磁電抗下降，空載電流（感性電流）急劇增大）三、簡答題1.主磁通與漏磁通的區(qū)別：路徑：主磁通沿鐵芯閉合，同時交鏈高低壓繞組；漏磁通主要沿空氣或油閉合，僅交鏈自身繞組。作用：主磁通傳遞能量（電磁感應(yīng)的核心）；漏磁通產(chǎn)生漏抗壓降，影響變壓器性能（如電壓調(diào)整率）。數(shù)量級：主磁通占總磁通的99%以上，漏磁通僅占1%左右。2.油浸式變壓器主要組件及功能：鐵芯：導(dǎo)磁回路，構(gòu)成主磁通路徑（由硅鋼片疊裝，減少渦流損耗）。繞組：導(dǎo)電回路，通過電磁感應(yīng)傳遞電能（分為高壓、低壓繞組，采用銅或鋁導(dǎo)線繞制）。油箱：容納鐵芯、繞組和變壓器油，提供機械支撐（內(nèi)壁涂防銹漆，外壁焊散熱片或冷卻器）。冷卻裝置：包括散熱器、風(fēng)扇、油泵（強迫油循環(huán)時），加速油循環(huán)散熱，控制繞組溫度。保護裝置：油枕（調(diào)節(jié)油量）、氣體繼電器（輕瓦斯報警、重瓦斯跳閘）、壓力釋放閥（超壓時泄壓）、溫度計（監(jiān)測頂層油溫）。3.感應(yīng)耐壓試驗的目的和方法：目的：考核變壓器主絕緣（繞組對地、繞組間）和縱絕緣（匝間、層間、段間）的耐電強度，發(fā)現(xiàn)制造或運行中產(chǎn)生的絕緣缺陷。方法：對低壓繞組施加2~3倍額定電壓（頻率提高至100~400Hz，避免鐵芯飽和），高壓繞組感應(yīng)出相應(yīng)高電壓，持續(xù)時間按120×額定電壓/試驗電壓（秒）計算（最小15秒）。倍頻原因：提高頻率可減少鐵芯磁通密度（Φ=U/(4.44fN)），避免鐵芯飽和導(dǎo)致勵磁電流過大，同時縮短試驗時間（與頻率成反比）。4.并列運行基本條件及后果：條件：①變比相同（允許偏差≤0.5%）；②連接組別相同；③短路阻抗百分比相同（允許偏差≤10%）；④容量比≤3:1（避免負載分配不均）。后果：①變比不同：二次側(cè)產(chǎn)生環(huán)流，增加損耗；②連接組別不同：二次側(cè)電動勢相位差，產(chǎn)生大環(huán)流（可能燒毀繞組）；③短路阻抗不同：負載分配與阻抗成反比，阻抗小的變壓器過載。5.繞組變形檢測方法及原理：頻響分析法（FRA）：向繞組注入10Hz~1MHz的掃頻信號，測量輸入阻抗的頻率響應(yīng)曲線。繞組變形（如位移、扭曲）會改變匝間電容和電感，導(dǎo)致曲線特征（如諧振頻率、幅值）變化。低電壓短路阻抗法：在繞組短路狀態(tài)下施加低電壓，測量短路阻抗。繞組變形會改變漏抗，導(dǎo)致短路阻抗值或三相不平衡度超過允許范圍（如≥3%）。電容量法：測量繞組對地、繞組間的電容量。變形會改變繞組幾何尺寸，導(dǎo)致電容量變化（如偏差≥5%）。四、計算題1.高低壓側(cè)額定電流計算：高壓側(cè)（Y聯(lián)結(jié)）線電流I1N=S/(√3U1N)=6300/(1.732×35)≈103.9A低壓側(cè)（Δ聯(lián)結(jié)）線電流I2N=S/(√3U2N)=6300/(1.732×10.5)≈346.4A2.負載損耗溫度修正：負載損耗與溫度的關(guān)系為Pkθ=Pk75×[(235+θ)/(235+75)]（銅的電阻溫度系數(shù)基準(zhǔn)為235℃）。代入θ=90℃：Pk90=56×[(235+90)/(235+75)]=56×(325/310)≈58.71kW3.零序等值阻抗計算（三相三柱式鐵芯）：三相三柱式鐵芯無法形成零序磁通閉合路徑（零序磁通需經(jīng)油箱壁閉合，磁阻大），因此低壓側(cè)（Δ聯(lián)結(jié)）零序電流無法流通，零序等值阻抗等于高壓側(cè)零序阻抗。Z0=Z0H=15Ω（注：若為三相五柱式鐵芯，低壓側(cè)Δ繞組可提供零序電流通路，Z0=Z0H+Z0L）4.過勵磁倍數(shù)計算：過勵磁倍數(shù)K=U/(f×UN/fN)=(U/f)/(UN/fN)UN=110kV，fN=50Hz，U=118kV，f=48HzK=(118/48)/(110/50)=(2.458)/(2.2)=1.117結(jié)論：過勵磁倍數(shù)1.117>1.1，超過允許值。五、案例分析題1.油色譜異常分析：（1）三比值法判斷：特征氣體比值：C2H2/C2H4=5/（總烴-其他）假設(shè)C2H4=50μL/L，則比值=5/50=0.1（編碼0）；CH4/H2=（假設(shè)CH4=30μL/L）30/200=