2025年職業(yè)技能鑒定考試(換流站值班員高級(jí)技師)歷年參考題庫(kù)及答案一、選擇題1.在換流站中，換流變壓器的主要作用是（）A.改變電壓等級(jí)B.隔離直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)C.實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換D.以上都是答案：D。換流變壓器首先能改變電壓等級(jí)，將交流系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換為適合換流器工作的電壓；它起到隔離直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)的作用，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行；同時(shí)在交直流轉(zhuǎn)換過(guò)程中是重要的組成部分，所以以上功能都具備。2.換流站閥冷卻系統(tǒng)中，冷卻液的主要作用不包括（）A.帶走閥產(chǎn)生的熱量B.提供絕緣性能C.增加閥的導(dǎo)電性D.保護(hù)閥免受外界環(huán)境影響答案：C。冷卻液的主要作用是帶走閥在工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，起到冷卻作用；它還能提供一定的絕緣性能，保護(hù)設(shè)備和人員安全；并且可以在一定程度上保護(hù)閥免受外界環(huán)境影響。而冷卻液并不能增加閥的導(dǎo)電性。3.當(dāng)換流站交流濾波器發(fā)生故障跳閘時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致（）A.直流輸電功率下降B.交流系統(tǒng)電壓升高C.換流器觸發(fā)角減小D.直流系統(tǒng)諧波含量降低答案：A。交流濾波器故障跳閘后，會(huì)影響交流側(cè)的無(wú)功平衡和電能質(zhì)量，導(dǎo)致直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行條件變差，可能會(huì)使直流輸電功率下降。故障跳閘一般不會(huì)使交流系統(tǒng)電壓升高，換流器觸發(fā)角通常會(huì)有相應(yīng)變化但不是減小，反而會(huì)使直流系統(tǒng)諧波含量增加而不是降低。4.換流站的接地極系統(tǒng)的主要作用是（）A.防止雷擊B.為直流電流提供通路C.降低設(shè)備的接地電阻D.保護(hù)人員安全答案：B。換流站的接地極系統(tǒng)主要是為直流電流提供通路，使直流系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。防止雷擊主要是通過(guò)避雷器等設(shè)備；降低設(shè)備接地電阻是接地網(wǎng)的部分作用；保護(hù)人員安全是接地系統(tǒng)的一個(gè)附帶作用，但不是接地極系統(tǒng)的主要作用。5.在換流站運(yùn)行中，對(duì)換流閥的觸發(fā)脈沖要求不包括（）A.準(zhǔn)確的相位B.足夠的幅值C.合適的寬度D.隨機(jī)的頻率答案：D。換流閥的觸發(fā)脈沖需要有準(zhǔn)確的相位，以保證換流器能夠按照預(yù)定的方式進(jìn)行工作；要有足夠的幅值，才能可靠地觸發(fā)換流閥；合適的寬度也是必要的，以確保換流閥能夠穩(wěn)定導(dǎo)通。而觸發(fā)脈沖的頻率是根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行要求嚴(yán)格控制的，不是隨機(jī)的。二、判斷題1.換流站中，換流器的主要功能是將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能。（×）解析：換流器既可以將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能（逆變），也可以將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能（整流），所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。2.閥冷卻系統(tǒng)的溫度控制對(duì)于換流站的安全運(yùn)行至關(guān)重要。（√）解析：換流閥在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如果閥冷卻系統(tǒng)不能有效控制溫度，會(huì)導(dǎo)致?lián)Q流閥溫度過(guò)高，影響其性能和壽命，甚至引發(fā)故障，所以溫度控制對(duì)于換流站安全運(yùn)行至關(guān)重要，該說(shuō)法正確。3.交流濾波器在換流站中只起到濾波作用，不參與無(wú)功補(bǔ)償。（×）解析：交流濾波器不僅可以濾除交流系統(tǒng)中的諧波，還能起到無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?，改善交流?cè)的功率因數(shù)和電能質(zhì)量，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。4.換流站的控制保護(hù)系統(tǒng)可以獨(dú)立于換流站的其他系統(tǒng)運(yùn)行。（×）解析：換流站的控制保護(hù)系統(tǒng)需要與換流站的其他系統(tǒng)（如換流器、閥冷卻系統(tǒng)、交流濾波器等）密切配合，根據(jù)其他系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制和保護(hù)，不能獨(dú)立運(yùn)行，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。5.接地極系統(tǒng)的性能好壞對(duì)換流站的直流輸電能力沒(méi)有影響。（×）解析：接地極系統(tǒng)為直流電流提供通路，如果其性能不好，會(huì)影響直流電流的正常流通，進(jìn)而影響換流站的直流輸電能力，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述換流站換流閥的工作原理。換流閥是換流站實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備。其工作原理基于電力電子器件的導(dǎo)通和關(guān)斷特性。以常見(jiàn)的晶閘管換流閥為例，在整流運(yùn)行時(shí)，交流系統(tǒng)的電壓按正弦規(guī)律變化。通過(guò)控制觸發(fā)脈沖的相位，在合適的時(shí)刻觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，使交流電流按照一定的規(guī)律流入換流閥，經(jīng)過(guò)換流閥的整流作用，將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能。在逆變運(yùn)行時(shí)，直流電流流入換流閥，同樣通過(guò)控制觸發(fā)脈沖，使晶閘管在合適的時(shí)刻導(dǎo)通和關(guān)斷，將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能送回交流系統(tǒng)。換流閥中的多個(gè)晶閘管按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，以滿足不同的電壓和電流等級(jí)要求，并且通過(guò)均壓、限流等措施保證其安全可靠運(yùn)行。2.分析換流站閥冷卻系統(tǒng)故障可能帶來(lái)的危害。換流站閥冷卻系統(tǒng)故障可能帶來(lái)多方面的危害。首先，換流閥在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，冷卻系統(tǒng)故障會(huì)導(dǎo)致熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)，換流閥溫度急劇升高。過(guò)高的溫度會(huì)使晶閘管等電力電子器件的性能下降，如導(dǎo)通壓降增大、反向漏電流增加等，降低換流閥的效率和可靠性。長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)還會(huì)加速器件的老化，縮短其使用壽命。其次，溫度過(guò)高可能會(huì)引發(fā)換流閥的過(guò)溫保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致?lián)Q流閥停止工作，進(jìn)而影響整個(gè)直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行，造成直流輸電功率下降甚至中斷。此外，冷卻系統(tǒng)故障還可能導(dǎo)致冷卻液泄漏等問(wèn)題，冷卻液如果泄漏到電氣設(shè)備上，可能會(huì)造成設(shè)備短路等嚴(yán)重故障，威脅換流站的安全運(yùn)行。3.說(shuō)明換流站交流濾波器的作用及組成。換流站交流濾波器的作用主要有兩個(gè)方面。一是濾波作用，換流器在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流，這些諧波電流注入交流系統(tǒng)會(huì)影響電能質(zhì)量，導(dǎo)致電壓波形畸變、增加電力設(shè)備的損耗、干擾通信系統(tǒng)等。交流濾波器可以濾除這些諧波電流，使注入交流系統(tǒng)的電流接近正弦波，提高電能質(zhì)量。二是無(wú)功補(bǔ)償作用，換流器在運(yùn)行時(shí)需要消耗大量的無(wú)功功率，交流濾波器可以提供一定的無(wú)功功率，改善交流側(cè)的功率因數(shù)，維持交流系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定。交流濾波器通常由電容器、電抗器和電阻器組成。電容器和電抗器通過(guò)不同的連接方式構(gòu)成不同的濾波支路，以針對(duì)不同次數(shù)的諧波進(jìn)行濾波。電阻器則主要用于阻尼濾波器的諧振，防止濾波器在某些頻率下發(fā)生諧振而產(chǎn)生過(guò)電壓或過(guò)電流。4.闡述換流站控制保護(hù)系統(tǒng)的主要功能。換流站控制保護(hù)系統(tǒng)具有多種重要功能。在控制方面，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)換流器的控制，精確控制換流器的觸發(fā)脈沖，使換流器能夠按照預(yù)定的方式進(jìn)行整流或逆變運(yùn)行，調(diào)節(jié)直流輸電的功率和電壓。通過(guò)對(duì)觸發(fā)角的控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電流和功率的快速、精確調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的運(yùn)行工況和電網(wǎng)需求。還可以對(duì)換流站的其他設(shè)備進(jìn)行控制，如交流濾波器的投切、閥冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)等。在保護(hù)方面，控制保護(hù)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)換流站各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到設(shè)備出現(xiàn)過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱等異常情況時(shí)，及時(shí)發(fā)出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，切除故障設(shè)備或采取其他保護(hù)措施，防止故障擴(kuò)大，保護(hù)設(shè)備和人員的安全。同時(shí)，它還具備故障診斷和記錄功能，能夠準(zhǔn)確判斷故障類型和位置，并記錄故障發(fā)生時(shí)的相關(guān)參數(shù)，為故障分析和處理提供依據(jù)。5.簡(jiǎn)述換流站接地極系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。換流站接地極系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面。首先是選址，接地極應(yīng)選擇在土壤電阻率較低、地質(zhì)條件穩(wěn)定、遠(yuǎn)離地下金屬管道和電纜等設(shè)施的地方，以降低接地電阻和減少對(duì)其他設(shè)施的腐蝕影響。其次是接地極的材料選擇，要選用耐腐蝕、導(dǎo)電性好的材料，如石墨、鋼鐵等，并且要保證接地極有足夠的截面積和長(zhǎng)度，以滿足直流電流的流通要求。接地極的布置方式也很重要，常見(jiàn)的布置方式有水平布置和垂直布置，需要根據(jù)具體的地質(zhì)條件和場(chǎng)地情況進(jìn)行合理選擇，以確保接地極與土壤有良好的接觸，降低接地電阻。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要考慮接地極系統(tǒng)的散熱問(wèn)題，因?yàn)橹绷麟娏魍ㄟ^(guò)接地極時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，要保證接地極能夠及時(shí)散熱，避免溫度過(guò)高影響其性能。此外，還需要對(duì)接地極系統(tǒng)進(jìn)行電氣性能計(jì)算和模擬分析，如計(jì)算接地電阻、跨步電壓、接觸電壓等，確保其滿足安全運(yùn)行的要求。四、計(jì)算題1.已知某換流站換流變壓器的額定容量為500MVA，額定電壓為500kV/250kV，求其一次側(cè)和二次側(cè)的額定電流。根據(jù)公式\(S=\sqrt{3}UI\)（\(S\)為容量，\(U\)為線電壓，\(I\)為線電流）。一次側(cè)：\(I_1=\frac{S}{\sqrt{3}U_1}\)，已知\(S=500\times10^6VA\)，\(U_1=500\times10^3V\)，則\(I_1=\frac{500\times10^6}{\sqrt{3}\times500\times10^3}\approx577.4A\)。二次側(cè)：\(I_2=\frac{S}{\sqrt{3}U_2}\)，已知\(U_2=250\times10^3V\)，則\(I_2=\frac{500\times10^6}{\sqrt{3}\times250\times10^3}\approx1154.7A\)。2.某換流站閥冷卻系統(tǒng)的冷卻液流量為\(500m^3/h\)，冷卻液的比熱容為\(4.2\times10^3J/(kg\cdot^{\circ}C)\)，密度為\(1000kg/m^3\)，若換流閥產(chǎn)生的熱量為\(10^7W\)，求冷卻液進(jìn)出口的溫差。首先將冷卻液流量換算為質(zhì)量流量\(m\)，\(m=\rhoV\)，\(V=500m^3/h=\frac{500}{3600}m^3/s\)，\(\rho=1000kg/m^3\)，則\(m=1000\times\frac{500}{3600}\approx138.9kg/s\)。根據(jù)熱量計(jì)算公式\(Q=cm\DeltaT\)（\(Q\)為熱量，\(c\)為比熱容，\(m\)為質(zhì)量，\(\DeltaT\)為溫差），可得\(\DeltaT=\frac{Q}{cm}\)，已知\(Q=10^7W=10^7J/s\)，\(c=4.2\times10^3J/(kg\cdot^{\circ}C)\)，\(m\approx138.9kg/s\)，則\(\DeltaT=\frac{10^7}{4.2\times10^3\times138.9}\approx17.1^{\circ}C\)。3.某換流站交流濾波器的一組濾波支路電容為\(100\muF\)，電感為\(10mH\)，求該濾波支路對(duì)5次諧波的阻抗。對(duì)于\(n\)次諧波，其角頻率\(\omega_n=n\omega\)，\(\omega=2\pif\)，\(f=50Hz\)，則\(\omega_5=5\times2\pi\times50=500\pirad/s\)。電容的容抗\(X_{Cn}=\frac{1}{\omega_nC}\)，\(C=100\times10^{-6}F\)，則\(X_{C5}=\frac{1}{500\pi\times100\times10^{-6}}\approx6.37\Omega\)。電感的感抗\(X_{Ln}=\omega_nL\)，\(L=10\times10^{-3}H\)，則\(X_{L5}=500\pi\times10\times10^{-3}\approx15.7\Omega\)。該濾波支路對(duì)5次諧波的阻抗\(Z_5=\vertX_{L5}-X_{C5}\vert=\vert15.7-6.37\vert=9.33\Omega\)。五、案例分析題某換流站在運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)閥冷卻系統(tǒng)溫度異常升高的情況。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)冷卻液循環(huán)泵的電機(jī)故障，導(dǎo)致冷卻液循環(huán)流量下降。1.分析該故障可能引發(fā)的后續(xù)問(wèn)題。冷卻液循環(huán)泵電機(jī)故障導(dǎo)致冷卻液循環(huán)流量下降，會(huì)使換流閥產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)帶走，換流閥溫度持續(xù)升高。如前面所述，過(guò)高的溫度會(huì)使換流閥的性能下降，效率降低，加速器件老化。當(dāng)溫度達(dá)到換流閥的過(guò)溫保護(hù)動(dòng)作值時(shí)，換流閥的過(guò)溫保護(hù)會(huì)動(dòng)作，導(dǎo)致?lián)Q流閥停止工作。這將直接影響直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行，造成直流輸電功率下降甚至中斷，可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生較大影響。如果故障不能及時(shí)排除，長(zhǎng)時(shí)間的高溫還可能會(huì)導(dǎo)致?lián)Q流閥的某些部件損壞，需要進(jìn)行更換，增加維修成本和停電時(shí)間。此外，冷卻液流量下降還可能導(dǎo)致冷卻液在局部過(guò)熱，產(chǎn)生氣泡等問(wèn)題，進(jìn)一步影響冷卻效果，甚至可能對(duì)冷卻系統(tǒng)的其他部件造成損壞。2.提出針對(duì)該故障的處理措施。首先，應(yīng)立即啟動(dòng)備用冷卻液循環(huán)泵，確保冷卻液能夠正常循環(huán)，降低換流閥的溫度。同時(shí)，安排專業(yè)人員對(duì)故障的冷卻液循環(huán)泵電機(jī)進(jìn)行檢查，確定故障原因。如果是電機(jī)的電氣故