2025年電工中級技能考試真題匯編——電力系統(tǒng)通信與信號傳輸試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.電力系統(tǒng)中，用于傳輸保護(hù)裝置動(dòng)作信號的通信方式優(yōu)先選用（）。A.電力線載波通信B.光纖通信C.無線4G通信D.微波通信答案：B解析：保護(hù)裝置動(dòng)作信號對實(shí)時(shí)性、可靠性要求極高，光纖通信抗電磁干擾能力強(qiáng)、傳輸延遲小，是保護(hù)信號傳輸?shù)氖走x。電力線載波易受線路噪聲影響，無線4G存在公共網(wǎng)絡(luò)時(shí)延風(fēng)險(xiǎn)，微波通信受天氣影響較大，均不如光纖穩(wěn)定。2.電力線載波通信中，阻波器的主要作用是（）。A.濾除低頻諧波B.阻止高頻載波信號向母線或分支線路泄漏C.提高線路載流量D.抑制雷電過電壓答案：B解析：阻波器是串聯(lián)在電力線路與載波設(shè)備之間的電感線圈，對工頻電流（50/60Hz）呈現(xiàn)低阻抗，允許其通過；對高頻載波信號（40-500kHz）呈現(xiàn)高阻抗，阻止其向非傳輸方向泄漏，確保載波信號集中在目標(biāo)線路傳輸。3.某變電站采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)通信，其中GOOSE報(bào)文的主要功能是（）。A.傳輸模擬量采樣值B.傳輸設(shè)備狀態(tài)變位及跳閘、合閘命令C.實(shí)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)配置D.完成時(shí)間同步對時(shí)答案：B解析：GOOSE（GenericObjectOrientedSubstationEvent）是面向通用對象的變電站事件，主要用于傳輸開關(guān)量狀態(tài)（如斷路器分合）、保護(hù)動(dòng)作信號及跳閘/合閘命令，具有高優(yōu)先級、低延遲的特點(diǎn)，滿足快速性要求；采樣值傳輸由SV（SampledValue）報(bào)文完成，參數(shù)配置通過MMS（ManufacturingMessageSpecification）實(shí)現(xiàn)，時(shí)間同步通常采用IRIG-B或PTP協(xié)議。4.光纖通信中，1550nm波長的光信號主要應(yīng)用于（）。A.短距離多模光纖傳輸B.長距離單模光纖傳輸C.室內(nèi)設(shè)備間短距互聯(lián)D.抗輻射環(huán)境下的特殊傳輸答案：B解析：光纖通信常用波長為850nm（多模，短距）、1310nm（單模，中距）、1550nm（單模，長距）。1550nm波長在單模光纖中的衰減更低（約0.2dB/km），且可利用摻鉺光纖放大器（EDFA）進(jìn)行中繼放大，適合跨變電站、長距離（50km以上）的電力通信鏈路。5.數(shù)字信號傳輸中，QPSK調(diào)制方式的特點(diǎn)是（）。A.每個(gè)符號攜帶1比特信息，抗噪聲能力強(qiáng)B.每個(gè)符號攜帶2比特信息，頻譜利用率較高C.每個(gè)符號攜帶4比特信息，適用于高速率傳輸D.僅用于模擬信號數(shù)字化轉(zhuǎn)換答案：B解析：QPSK（四相相移鍵控）是一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)，通過載波的4種相位狀態(tài)（0°、90°、180°、270°）表示2比特二進(jìn)制數(shù)（00、01、10、11），因此每個(gè)符號攜帶2比特信息，頻譜利用率為2bit/s/Hz，優(yōu)于BPSK（1bit/s/Hz），但抗噪聲能力略低于BPSK。6.電力系統(tǒng)通信中，用于實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步的常用協(xié)議是（）。A.ModbusRTUB.IEC60870-5-104C.IEEE1588（PTP）D.MQTT答案：C解析：IEEE1588（精確時(shí)間協(xié)議，PTP）通過主從時(shí)鐘同步機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)亞微秒級時(shí)間同步精度，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)保護(hù)、測控設(shè)備的時(shí)間統(tǒng)一。ModbusRTU是串行通信協(xié)議，用于設(shè)備間數(shù)據(jù)讀寫；IEC60870-5-104是遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議，用于調(diào)度主站與廠站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸；MQTT是輕量級物聯(lián)網(wǎng)消息協(xié)議，不適用于高精度時(shí)間同步。7.某110kV線路電力線載波通道中，結(jié)合濾波器的作用是（）。A.隔離工頻高電壓，耦合高頻載波信號B.放大載波信號功率C.濾除線路諧波干擾D.實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，減少信號反射答案：A解析：結(jié)合濾波器串聯(lián)在阻波器與載波機(jī)之間，由電容和電感組成。其高壓電容器可隔離線路上的工頻高電壓（110kV），避免高壓進(jìn)入載波機(jī)；電感線圈與電容構(gòu)成諧振回路，對載波頻率呈現(xiàn)低阻抗，實(shí)現(xiàn)高頻信號的耦合傳輸。阻抗匹配主要由線路阻波器和結(jié)合濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)共同實(shí)現(xiàn)，而非其主要功能。8.無線通信中，LoRa技術(shù)適用于電力系統(tǒng)的（）場景。A.變電站內(nèi)設(shè)備高速互聯(lián)B.配電網(wǎng)低壓側(cè)遠(yuǎn)程抄表C.輸電線路視頻監(jiān)控D.調(diào)度中心與大用戶實(shí)時(shí)交互答案：B解析：LoRa（長距離無線電）是一種低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）技術(shù)，具有傳輸距離遠(yuǎn)（5-15km）、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但帶寬較窄（通常幾百bps至幾十kbps）。適用于配電網(wǎng)低壓側(cè)（如居民電表、路燈控制器）的小數(shù)據(jù)量、低頻率遠(yuǎn)程抄表或狀態(tài)監(jiān)測；變電站內(nèi)高速互聯(lián)需光纖或Wi-Fi6，視頻監(jiān)控需大帶寬（如4G/5G），實(shí)時(shí)交互需低延遲（如電力專用無線專網(wǎng)）。9.光纖鏈路中，光功率計(jì)測量接收光功率為-28dBm，發(fā)射光功率為-10dBm，光纖長度為20km，若忽略接頭損耗，該光纖的衰減系數(shù)約為（）。A.0.2dB/kmB.0.9dB/kmC.1.4dB/kmD.2.0dB/km答案：B解析：光纖衰減計(jì)算公式為：衰減系數(shù)α=（發(fā)射功率-接收功率）/光纖長度。代入數(shù)據(jù)得：α=（-10dBm-(-28dBm)）/20km=18dB/20km=0.9dB/km。實(shí)際單模光纖在1310nm波長的衰減約0.35dB/km，1550nm約0.2dB/km，此處計(jì)算值偏高，可能為多模光纖或存在其他損耗（如彎曲損耗）。10.電力系統(tǒng)通信網(wǎng)中，SDH設(shè)備的基本傳輸模塊是（）。A.STM-1（155.52Mbps）B.STM-4（622.08Mbps）C.STM-16（2488.32Mbps）D.STM-64（9953.28Mbps）答案：A解析：SDH（同步數(shù)字體系）采用同步傳輸模塊（STM-N），其中STM-1是基本模塊，速率為155.52Mbps；STM-4是4倍STM-1（622.08Mbps），STM-16是16倍，依此類推。電力系統(tǒng)通信網(wǎng)中，STM-1是最常用的基礎(chǔ)速率，適用于變電站間的中短距離互聯(lián)。11.數(shù)字信號傳輸中，誤碼率的定義是（）。A.接收錯(cuò)誤的符號數(shù)與總傳輸符號數(shù)的比值B.接收錯(cuò)誤的幀數(shù)與總幀數(shù)的比值C.接收錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)與總傳輸比特?cái)?shù)的比值D.接收信號功率與噪聲功率的比值答案：C解析：誤碼率（BER）是衡量數(shù)字通信質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，定義為傳輸過程中錯(cuò)誤接收的比特?cái)?shù)與總傳輸比特?cái)?shù)的比值（通常以10的負(fù)次方表示，如10??）。符號錯(cuò)誤率（SER）是錯(cuò)誤符號數(shù)與總符號數(shù)的比值，適用于多進(jìn)制調(diào)制；幀錯(cuò)誤率（FER）是錯(cuò)誤幀數(shù)與總幀數(shù)的比值，與前向糾錯(cuò)編碼相關(guān)。12.電力線載波通信中，采用正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)的主要目的是（）。A.提高抗單頻干擾能力B.降低信號傳輸延遲C.增加信號傳輸功率D.簡化調(diào)制解調(diào)電路答案：A解析：電力線信道存在多徑衰落、窄帶干擾（如晶閘管設(shè)備產(chǎn)生的諧波）等問題。OFDM將寬頻帶劃分為多個(gè)正交子載波，每個(gè)子載波帶寬較窄，可有效抵抗頻率選擇性衰落；同時(shí)，通過循環(huán)前綴消除多徑干擾，顯著提高抗單頻干擾能力。13.某光通信模塊的參數(shù)標(biāo)注為“1310nm，2.5Gbps，SM，LC”，其中“SM”表示（）。A.多模光纖B.單模光纖C.塑料光纖D.色散位移光纖答案：B解析：光模塊參數(shù)中，“SM”（SingleMode）表示適用于單模光纖，“MM”（MultiMode）表示多模光纖。1310nm波長的單模光纖（G.652）是電力系統(tǒng)通信的主流選擇，支持長距離、高速率傳輸。14.無線通信中，電磁波在自由空間的傳播損耗計(jì)算公式為（）。A.L=20lgd+20lgf-147.55（d單位km，f單位MHz）B.L=20lgd+20lgf+147.55（d單位m，f單位GHz）C.L=32.45+20lgd+20lgf（d單位km，f單位MHz）D.L=40lgd+20lgf-32.45（d單位m，f單位GHz）答案：C解析：自由空間傳播損耗公式為L（dB）=32.45+20lgd（km）+20lgf（MHz）。例如，d=10km，f=200MHz時(shí)，L=32.45+20lg10+20lg200=32.45+20+46.02=98.47dB。該公式適用于視距傳播場景，實(shí)際電力無線通信需考慮地形、遮擋等額外損耗。15.電力系統(tǒng)二次設(shè)備通信中，RS-485總線的最大傳輸距離（無中繼）約為（）。A.100mB.1kmC.10kmD.100km答案：B解析：RS-485是差分信號傳輸總線，抗共模干擾能力強(qiáng)，最大傳輸距離與波特率相關(guān)。在低波特率（如9600bps）下，無中繼傳輸距離可達(dá)1200m（約1km）；若提高波特率（如1Mbps），距離縮短至約100m。電力系統(tǒng)中，RS-485常用于廠站內(nèi)短距離設(shè)備互聯(lián)（如保護(hù)裝置與監(jiān)控后臺(tái)）。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，少選得1分，錯(cuò)選不得分）1.以下屬于電力系統(tǒng)專用通信方式的有（）。A.光纖通信B.電力線載波通信（PLC）C.微波通信D.公眾移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（4G/5G）答案：ABC解析：電力系統(tǒng)專用通信方式需滿足高可靠性、低延遲、與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)適配的要求。光纖、電力線載波、微波（如電力專用微波鏈路）均為電力系統(tǒng)自建或?qū)Ｓ玫耐ㄐ欧绞剑还娨苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)依賴運(yùn)營商，存在安全風(fēng)險(xiǎn)和時(shí)延不確定性，通常僅作為備用。2.光纖通信中，導(dǎo)致光信號衰減的主要原因包括（）。A.光纖材料的吸收損耗B.光纖的散射損耗（如瑞利散射）C.光纖彎曲引起的輻射損耗D.光模塊發(fā)射功率不足答案：ABC解析：光纖衰減的固有原因包括材料吸收（如OH?離子吸收）、散射（瑞利散射是主要因素）；外部原因如彎曲半徑過小（小于20mm）會(huì)導(dǎo)致輻射損耗；光模塊發(fā)射功率不足屬于設(shè)備問題，非光纖本身的衰減機(jī)制。3.IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)包括（）。A.采用面向?qū)ο蟮慕７椒˙.支持不同廠家設(shè)備的互操作性C.僅適用于220kV及以上變電站D.定義了采樣值（SV）和GOOSE的傳輸規(guī)范答案：ABD解析：IEC61850是變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，采用面向?qū)ο蠼＃ㄈ鐚嗦菲鹘長N，邏輯節(jié)點(diǎn)），統(tǒng)一了數(shù)據(jù)模型和通信服務(wù)，實(shí)現(xiàn)多廠家設(shè)備互操作；其應(yīng)用范圍涵蓋各電壓等級變電站（包括10kV），并明確定義了SV（采樣值）、GOOSE（快速事件）、MMS（監(jiān)控）等報(bào)文的傳輸規(guī)范。4.電力線載波通信的主要缺點(diǎn)有（）。A.易受線路噪聲（如開關(guān)操作、電?。└蓴_B.傳輸帶寬較窄（通常幾kHz至幾百kHz）C.需額外鋪設(shè)通信線路D.受天氣（如雨雪）影響大答案：AB解析：電力線載波利用現(xiàn)有電力線路傳輸信號，無需額外布線（C錯(cuò)誤）；其缺點(diǎn)包括：電力線路上的噪聲（如晶閘管整流、電弧放電產(chǎn)生的高頻噪聲）會(huì)干擾載波信號；載波頻率范圍（40-500kHz）限制了可用帶寬（通常僅幾kHz至幾十kHz），難以支持高速率傳輸。天氣對電力線載波影響較?。―錯(cuò)誤）。5.無線通信中，提高抗干擾能力的常用技術(shù)有（）。A.擴(kuò)頻技術(shù)（如DSSS、FHSS）B.糾錯(cuò)編碼（如RS碼、Turbo碼）C.分集接收（如空間分集、頻率分集）D.降低發(fā)射功率答案：ABC解析：擴(kuò)頻技術(shù)通過擴(kuò)展信號帶寬，將干擾能量分散，提高抗窄帶干擾能力；糾錯(cuò)編碼通過添加冗余信息，在接收端糾正部分錯(cuò)誤；分集接收利用多徑信號的獨(dú)立性，合并后降低誤碼率。降低發(fā)射功率會(huì)減少信號強(qiáng)度，不利于抗干擾（D錯(cuò)誤）。三、填空題（每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)通信網(wǎng)按功能可分為調(diào)度通信網(wǎng)、______和行政通信網(wǎng)。答案：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)解析：電力通信網(wǎng)是支撐電網(wǎng)調(diào)度、生產(chǎn)、管理的重要基礎(chǔ)設(shè)施，主要包括調(diào)度通信網(wǎng)（用于實(shí)時(shí)指揮）、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)（用于SCADA、保護(hù)信號傳輸）和行政通信網(wǎng)（用于日常辦公）。2.光纖的三個(gè)低損耗窗口是850nm、______和1550nm。答案：1310nm解析：光纖材料（二氧化硅）對光的吸收和散射在850nm（多模）、1310nm（單模）、1550nm（單模）波長處最小，稱為低損耗窗口。3.電力線載波通信中，結(jié)合設(shè)備包括阻波器、______和耦合電容器。答案：結(jié)合濾波器解析：電力線載波的結(jié)合設(shè)備由阻波器（阻止高頻信號泄漏）、結(jié)合濾波器（隔離工頻高壓，耦合高頻信號）和耦合電容器（隔離工頻，通過高頻）組成。4.數(shù)字信號調(diào)制中，將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為載波頻率變化的方式稱為______。答案：頻移鍵控（FSK）解析：FSK（FrequencyShiftKeying）通過載波頻率的變化（如f1表示0，f2表示1）傳輸數(shù)字信息，是常見的數(shù)字調(diào)制方式之一。5.IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)中，采樣值（SV）的傳輸采用______協(xié)議。答案：IEC60044-8（或直接寫“SV報(bào)文”）解析：IEC61850-9-2定義了基于網(wǎng)絡(luò)的采樣值傳輸規(guī)范，采用面向通用對象的變電站事件擴(kuò)展，通過以太網(wǎng)傳輸SV報(bào)文，支持合并單元與保護(hù)、測控設(shè)備的高速數(shù)據(jù)交互。6.光時(shí)域反射儀（OTDR）的工作原理是利用______效應(yīng)檢測光纖損耗和故障點(diǎn)。答案：后向散射解析：OTDR向光纖發(fā)射短脈沖光，利用光纖中瑞利散射產(chǎn)生的后向散射光，通過測量光脈沖發(fā)射與后向散射光接收的時(shí)間差，計(jì)算故障點(diǎn)距離（距離=光速×?xí)r間差/(2×光纖折射率)）。7.無線通信中，______技術(shù)通過將信號分割為多個(gè)子載波并行傳輸，有效抵抗多徑衰落。答案：正交頻分復(fù)用（OFDM）解析：OFDM將寬頻帶劃分為多個(gè)正交子載波，子載波間正交避免干擾，循環(huán)前綴消除多徑引起的符號間干擾，是4G、5G的核心調(diào)制技術(shù)。8.電力系統(tǒng)時(shí)間同步的精度要求中，保護(hù)裝置的同步誤差應(yīng)小于______μs。答案：1解析：保護(hù)裝置（如線路差動(dòng)保護(hù)）需要高精度時(shí)間同步以確保兩側(cè)采樣數(shù)據(jù)的同步性，通常要求同步誤差小于1μs，否則可能導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。9.微波通信中，為避免雨衰影響，10GHz以上頻段通常需采用______技術(shù)。答案：分集接收（或“自適應(yīng)功率控制”）解析：微波在雨霧中傳播時(shí)，雨滴對電磁波的吸收和散射會(huì)導(dǎo)致信號衰減（雨衰）。采用空間分集（多天線接收）或自適應(yīng)功率控制（動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射功率）可有效補(bǔ)償雨衰影響。10.電力線載波機(jī)的主要功能包括調(diào)制解調(diào)、______和信號放大。答案：阻抗匹配解析：載波機(jī)需將低頻控制信號調(diào)制為高頻載波信號（調(diào)制），通過結(jié)合設(shè)備耦合到電力線路；接收時(shí)解調(diào)為低頻信號；同時(shí)需實(shí)現(xiàn)與電力線路的阻抗匹配（通常為400Ω），減少信號反射，提高傳輸效率。四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述電力系統(tǒng)中光纖通信與電力線載波通信的主要區(qū)別。答案：（1）傳輸介質(zhì)：光纖通信利用專用光纖傳輸光信號；電力線載波通信利用現(xiàn)有電力線路傳輸高頻（40-500kHz）電信號。（2）抗干擾能力：光纖通信不受電磁干擾（電絕緣性好），可靠性高；電力線載波易受線路噪聲（如開關(guān)操作、電?。└蓴_，穩(wěn)定性較差。（3）傳輸帶寬：光纖通信帶寬大（單模光纖可達(dá)數(shù)Tb/s），支持高速率（如10Gbps以上）；電力線載波帶寬窄（通常幾kHz至幾十kHz），僅支持低速率（如幾kbps至幾百kbps）。（4）應(yīng)用場景：光纖用于保護(hù)信號、高速數(shù)據(jù)（如視頻監(jiān)控）傳輸；電力線載波用于偏遠(yuǎn)地區(qū)無光纖覆蓋時(shí)的調(diào)度通信或備用通道。2.說明GOOSE報(bào)文在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用特點(diǎn)及傳輸要求。答案：應(yīng)用特點(diǎn)：GOOSE（面向通用對象的變電站事件）主要用于傳輸開關(guān)量狀態(tài)（如斷路器分合）、保護(hù)動(dòng)作信號及跳閘/合閘命令，具有以下特點(diǎn)：-高實(shí)時(shí)性：采用“發(fā)布-訂閱”機(jī)制，無握手延遲，傳輸延遲通常小于5ms；-可靠性：通過重發(fā)機(jī)制（初始快速重發(fā)，后逐漸延長間隔）確保報(bào)文到達(dá)；-多播傳輸：同一GOOSE報(bào)文可被多個(gè)設(shè)備訂閱，減少網(wǎng)絡(luò)流量。傳輸要求：-低延遲：滿足保護(hù)動(dòng)作的快速性（如差動(dòng)保護(hù)要求延遲小于10ms）；-高優(yōu)先級：在以太網(wǎng)中需設(shè)置VLAN標(biāo)簽（IEEE802.1p），優(yōu)先級高于普通數(shù)據(jù)；-數(shù)據(jù)完整性：通過CRC校驗(yàn)確保報(bào)文無錯(cuò)，避免誤動(dòng)或拒動(dòng)。3.列舉三種電力系統(tǒng)常用的無線通信技術(shù)，并說明其適用場景。答案：（1）4G/5G無線專網(wǎng)：采用運(yùn)營商授權(quán)頻段或電力專用頻段，支持大帶寬（5G可達(dá)10Gbps）、低延遲（5GURLLC場景<1ms），適用于輸電線路視頻監(jiān)控、配電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)等高速率、低延遲場景。（2）LoRa（長距離無線電）：低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)，傳輸距離5-15km，速率低（幾百bps），適用于配電網(wǎng)低壓側(cè)（如居民電表、路燈）的小數(shù)據(jù)量、低頻率抄表或狀態(tài)監(jiān)測。（3）無線Mesh網(wǎng)絡(luò)：自組織、多跳中繼，抗毀性強(qiáng)，適用于變電站內(nèi)設(shè)備（如分布式光伏逆變器）的靈活互聯(lián)，或臨時(shí)施工場景的通信覆蓋。4.簡述光模塊接收靈敏度的定義及測試方法。答案：定義：光模塊接收靈敏度是指在給定誤碼率（如10?12）下，接收端能正常工作的最小輸入光功率（單位：dBm）。測試方法：（1）連接測試系統(tǒng)：光源（可調(diào)光衰減器）→待測光模塊→誤碼儀；（2）設(shè)置誤碼儀發(fā)送特定碼型（如PRBS-23）；（3）調(diào)整光衰減器，逐漸降低輸入光功率，同時(shí)監(jiān)測誤碼率；（4）記錄當(dāng)誤碼率首次達(dá)到10?12時(shí)的輸入光功率，即為接收靈敏度。5.分析電力線載波通信中，高頻信號衰減的主要原因。答案：（1）線路電阻損耗：電力線路的導(dǎo)線電阻對高頻信號的趨膚效應(yīng)（頻率越高，電流集中于導(dǎo)線表面，有效截面積減小）導(dǎo)致電阻增大，損耗增加。（2）分支泄漏損耗：電力線路存在多分支（如T接線路），阻波器無法完全阻止高頻信號向非傳輸方向泄漏，造成能量損失。（3）絕緣子泄漏損耗：線路絕緣子的絕緣電阻有限，高頻信號會(huì)通過絕緣子對地泄漏，形成漏電流損耗。（4）噪聲干擾損耗：線路上的電?。ㄈ鐢嗦菲鞑僮鳎⒕чl管設(shè)備等產(chǎn)生的高頻噪聲與載波信號疊加，等效增加了信號衰減。五、綜合分析題（15分）某110kV變電站與調(diào)度主站的光纖通信鏈路中斷，