2025年高壓電工考試：高壓繼電保護(hù)原理與節(jié)能降耗試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)）1.繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足的基本要求不包括以下哪一項(xiàng)？A.選擇性B.速動(dòng)性C.經(jīng)濟(jì)性D.可靠性2.在三相電力系統(tǒng)中，發(fā)生相間短路時(shí)，故障相電流與系統(tǒng)電源之間的相位關(guān)系是？A.同相B.正交C.差180度D.差90度3.GL型電流繼電器是哪種類型的繼電器？A.電壓繼電器B.功率繼電器C.電流繼電器D.方向繼電器4.當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)是？A.立即合上斷路器B.立即斷開(kāi)斷路器C.發(fā)出信號(hào)D.切換運(yùn)行方式5.電流保護(hù)中，限時(shí)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限通常比瞬時(shí)電流保護(hù)？A.短B.長(zhǎng)C.相同D.不確定6.在電力系統(tǒng)中，提高功率因數(shù)的主要目的是？A.減少線路電流B.增加線路電流C.提高發(fā)電機(jī)出力D.增加線路損耗7.無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕康氖?？A.減少線路有功損耗B.增加線路有功損耗C.減少線路無(wú)功損耗D.增加線路無(wú)功損耗8.電容器組進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，主要補(bǔ)償?shù)氖请娏ο到y(tǒng)的哪種負(fù)荷？A.電阻性負(fù)荷B.電感性負(fù)荷C.容性負(fù)荷D.復(fù)雜負(fù)荷9.變壓器鐵損主要與什么因素有關(guān)？A.電流B.電壓C.頻率D.功率因數(shù)10.變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的選擇主要依據(jù)是什么？A.運(yùn)行成本B.投資成本C.維護(hù)成本D.占地面積二、判斷題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的“√”填入括號(hào)內(nèi)，錯(cuò)誤選項(xiàng)的“×”填入括號(hào)內(nèi)）1.繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限越長(zhǎng)，選擇性越好。（）2.靈敏度是衡量繼電保護(hù)裝置在故障時(shí)能夠正確動(dòng)作的能力。（）3.電流互感器可以將高壓大電流轉(zhuǎn)換為低壓小電流，以便于測(cè)量和保護(hù)。（）4.電壓互感器相當(dāng)于一臺(tái)帶鐵芯的升壓變壓器。（）5.功率因數(shù)越高，電力系統(tǒng)的總有功功率越小。（）6.無(wú)功補(bǔ)償可以減少電力系統(tǒng)的線路和變壓器損耗。（）7.變壓器銅損主要與負(fù)載率有關(guān)。（）8.采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式可以降低變壓器的運(yùn)行成本。（）9.節(jié)能降耗只是發(fā)電廠的事情，與變電站無(wú)關(guān)。（）10.高壓設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析不需要考慮環(huán)境因素。（）三、填空題（請(qǐng)將正確答案填入橫線上）1.繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足______、______、______和______的基本要求。2.電流保護(hù)按照動(dòng)作時(shí)限分為_(kāi)_____、______和______三種。3.方向保護(hù)是為了保證在______發(fā)生的故障時(shí)，只有靠近故障點(diǎn)的保護(hù)裝置動(dòng)作，而______側(cè)的保護(hù)裝置不動(dòng)作。4.提高功率因數(shù)的主要措施是______。5.無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹硎莀_____。6.變壓器損耗分為_(kāi)_____損耗和______損耗兩種。7.變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式是指在______條件下，使變壓器的______最小。8.節(jié)能降耗是______和______的重要措施。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述繼電保護(hù)裝置的選擇性原理。2.簡(jiǎn)述電流保護(hù)、電壓保護(hù)、方向保護(hù)的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑砑捌湓陔娏ο到y(tǒng)中的作用。4.簡(jiǎn)述變壓器鐵損和銅損的影響因素以及降低損耗的方法。五、計(jì)算題1.某線路發(fā)生相間短路，故障相電流為10kA，系統(tǒng)電壓為10kV，試計(jì)算故障點(diǎn)的短路功率（假設(shè)功率因數(shù)為1）。2.某變電站裝有一臺(tái)S9-500/10變壓器，其空載損耗為1.5kW，短路損耗為6kW。當(dāng)負(fù)載率為50%時(shí)，試計(jì)算該變壓器的有功損耗。3.某電力系統(tǒng)功率因數(shù)為0.8，現(xiàn)裝設(shè)了100kvar的電容器組進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，試計(jì)算補(bǔ)償后系統(tǒng)的功率因數(shù)提高到多少（假設(shè)補(bǔ)償前后有功功率不變）。---試卷答案一、選擇題1.C*解析：繼電保護(hù)裝置的基本要求是選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性，經(jīng)濟(jì)性不屬于基本要求。2.C*解析：在三相電力系統(tǒng)中，發(fā)生相間短路時(shí)，故障相電流與系統(tǒng)電源之間存在180度的相位差。3.C*解析：GL型電流繼電器是電流速斷和過(guò)電流保護(hù)中常用的電流繼電器。4.B*解析：繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速、準(zhǔn)確地?cái)嚅_(kāi)故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。5.B*解析：為了確保選擇性，限時(shí)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限通常比瞬時(shí)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)。6.A*解析：提高功率因數(shù)可以減少線路電流，從而降低線路損耗，提高輸電效率。7.A*解析：無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕康氖菧p少線路無(wú)功功率的流動(dòng)，從而減少線路的有功損耗。8.B*解析：電容器組進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償主要是補(bǔ)償電力系統(tǒng)中的電感性負(fù)荷，以提高功率因數(shù)。9.C*解析：變壓器鐵損主要與電壓和頻率有關(guān)，電壓越高，頻率越低，鐵損越大。10.A*解析：變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的選擇主要依據(jù)是運(yùn)行成本，即在一定負(fù)載范圍內(nèi)，使變壓器的運(yùn)行費(fèi)用最低。二、判斷題1.×*解析：繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限越長(zhǎng)，選擇性越差，因?yàn)楣收宵c(diǎn)越遠(yuǎn)，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)。2.√*解析：靈敏度是衡量繼電保護(hù)裝置在故障時(shí)能夠正確動(dòng)作的能力，即能夠正確檢測(cè)到故障并發(fā)出動(dòng)作信號(hào)的能力。3.√*解析：電流互感器可以將高壓大電流轉(zhuǎn)換為低壓小電流，以便于測(cè)量和保護(hù)設(shè)備。4.√*解析：電壓互感器的工作原理相當(dāng)于一臺(tái)帶鐵芯的升壓變壓器，將高壓轉(zhuǎn)換為低壓。5.×*解析：功率因數(shù)越高，說(shuō)明電路中有功功率所占的比例越大，電力系統(tǒng)的總有功功率也越大。6.√*解析：無(wú)功補(bǔ)償可以減少電力系統(tǒng)的線路和變壓器損耗，因?yàn)闊o(wú)功補(bǔ)償可以減少線路無(wú)功功率的流動(dòng)。7.√*解析：變壓器銅損與負(fù)載率的平方成正比，負(fù)載率越高，銅損越大。8.√*解析：采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式可以降低變壓器的運(yùn)行成本，因?yàn)榭梢栽诤线m的負(fù)載范圍內(nèi)運(yùn)行變壓器。9.×*解析：節(jié)能降耗不僅是發(fā)電廠的事情，也與變電站的運(yùn)行有關(guān)，因?yàn)樽冸娬疽彩请娔軅鬏敽头峙涞闹匾h(huán)節(jié)。10.×*解析：高壓設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析需要考慮環(huán)境因素，例如環(huán)境溫度會(huì)影響變壓器的損耗。三、填空題1.選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性*解析：這是繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足的四個(gè)基本要求。2.瞬時(shí)電流保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)、限時(shí)過(guò)電流保護(hù)*解析：電流保護(hù)按照動(dòng)作時(shí)限分為這三種類型。3.電源側(cè)、負(fù)荷側(cè)*解析：方向保護(hù)是為了保證在電源側(cè)發(fā)生的故障時(shí)，只有靠近故障點(diǎn)的保護(hù)裝置動(dòng)作，而負(fù)荷側(cè)的保護(hù)裝置不動(dòng)作。4.裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備（如電容器組）*解析：提高功率因數(shù)的主要措施是裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，以補(bǔ)償電感性負(fù)荷的無(wú)功功率。5.用電設(shè)備吸收無(wú)功功率，發(fā)出感性無(wú)功，電容器發(fā)出容性無(wú)功，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償*解析：無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹硎抢秒娙萜靼l(fā)出容性無(wú)功，來(lái)補(bǔ)償用電設(shè)備吸收的無(wú)功功率。6.鐵損、銅損*解析：變壓器損耗分為鐵損和銅損兩種。7.負(fù)載率、運(yùn)行費(fèi)用*解析：變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式是指在一定的負(fù)載率條件下，使變壓器的運(yùn)行費(fèi)用最小。8.電網(wǎng)運(yùn)行、節(jié)約能源*解析：節(jié)能降耗是電網(wǎng)運(yùn)行和節(jié)約能源的重要措施。四、簡(jiǎn)答題1.繼電保護(hù)裝置的選擇性原理是指在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只有靠近故障點(diǎn)的保護(hù)裝置動(dòng)作，而系統(tǒng)其他部分的保護(hù)裝置不動(dòng)作或延時(shí)動(dòng)作。選擇性是通過(guò)合理整定保護(hù)裝置的動(dòng)作參數(shù)（如電流定值、時(shí)限）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。確保選擇性可以避免非故障部分被斷開(kāi)，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。2.電流保護(hù)是利用電流大小作為判斷故障的依據(jù)。電流保護(hù)按照動(dòng)作時(shí)限分為瞬時(shí)電流保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和限時(shí)過(guò)電流保護(hù)。瞬時(shí)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為零，反應(yīng)快，但容易誤動(dòng)；限時(shí)電流速斷保護(hù)有一個(gè)較短的動(dòng)作時(shí)限，能躲過(guò)短路暫態(tài)過(guò)程，但保護(hù)范圍較?。幌迺r(shí)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限較長(zhǎng)，保護(hù)范圍較大，但反應(yīng)速度較慢。電壓保護(hù)是利用電壓大小作為判斷故障的依據(jù)，適用于電源端故障保護(hù)。方向保護(hù)是利用故障點(diǎn)電壓與電流之間的相位關(guān)系來(lái)判斷故障方向的，適用于復(fù)雜電網(wǎng)的故障保護(hù)。各種保護(hù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的故障情況和保護(hù)需求。3.無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑硎抢秒娙萜鹘M發(fā)出容性無(wú)功，來(lái)補(bǔ)償用電設(shè)備（特別是電感性負(fù)荷）吸收的無(wú)功功率。電感性負(fù)荷（如電動(dòng)機(jī)、變壓器）在運(yùn)行時(shí)需要吸收大量的無(wú)功功率，這會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率流動(dòng)增加，從而增加線路和變壓器的有功損耗，降低輸電效率。通過(guò)裝設(shè)電容器組進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可以減少線路無(wú)功功率的流動(dòng)，降低線路和變壓器的損耗，提高功率因數(shù)，提高輸電效率。4.變壓器鐵損主要與電壓和頻率有關(guān)，電壓越高，頻率越低，鐵損越大。變壓器銅損與負(fù)載率的平方成正比，負(fù)載率越高，銅損越大。降低變壓器損耗的方法包括：選用高效節(jié)能變壓器（如S9、S11系列）；根據(jù)負(fù)載率合理選擇變壓器容量，避免長(zhǎng)期輕載運(yùn)行；改善電網(wǎng)功率因數(shù)，減少線路損耗，從而降低變壓器負(fù)載率；定期維護(hù)變壓器，保持其良好運(yùn)行狀態(tài)。五、計(jì)算題1.短路功率S=√3*U*I=√3*10kV*10kA=173.2kVA*解析：根據(jù)公式S=√3*U*I計(jì)算短路功率，其中U為系統(tǒng)電壓，I為故障相電流。2.有功損耗P=P0+(β^2*Pk)=1.5kW+(0.5^2*6kW)=1.5kW+1.5kW=3kW*解析：變壓器有功損耗等于空載損耗加上負(fù)載損耗，其中負(fù)載率β=50%=0.5，P0為空載損耗，Pk為短路損耗。3.補(bǔ)償前視在功率S1=P/cos(φ1)=P/0.8，補(bǔ)償后視在功率S2=P/cos(φ2)*解析：根據(jù)功率關(guān)系S=P/cos(φ)計(jì)算視在功率，其中P為有功功率，φ為功率因數(shù)角。*S2=S1-Qc=P/0.8-100kvar*P/cos(φ2)=P/0.8-100kvar*cos(φ2)=(P/(P/0.8-100kvar))=0.8P/(P-80kW)*假設(shè)P=100kW，則cos(φ2)=0.8*100kW/(100kW-80kW)=0.8*100kW/20kW=4*由于計(jì)算結(jié)果不合理，說(shuō)明假設(shè)的有功功率P需要調(diào)整。假設(shè)P為某個(gè)固定值，則補(bǔ)償后功率因數(shù)cos(φ2)=0.8P/(P-80kW)*解出cos(φ2)的具體值需要知道P的具體數(shù)值。假設(shè)P為100kW，則cos(φ2)=0.8*100kW/(100kW-80kW)=0.8*100kW/20kW=4，顯然不合理。因此，需要重新審視計(jì)算過(guò)程。*正確的計(jì)算過(guò)程如下：*S2=S1-Qc=P/cos(φ1)-Qc=P/0.8-100kvar*cos(φ2)=P/(S2*cos(φ1))=P/((P/0.8-100kvar)*0.8)*假設(shè)P=100kW，則cos(φ2)=100kW/((100kW/0.