水电站实验试题及答案.doc

··································装订线内请勿答题◎★◎装订线内请勿答题································姓　名：　　　　　　　　　　学　历：　　　　　　　　　厂站：　　　　　　　　　所学专业：　　　　　　　　　贵州黔源电力股份有限公司考试试卷（试验）注意事项：1、答卷前将装订线左边的项目填写清楚。　　　　　2、答卷必须用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔，不许用铅笔或红笔。　　　　　3、本份试卷共8大题，满分150分，考试时间150分钟。一、填空题。（每空0.5分，共10分）1、断路器失灵保护相电流判别元件的动作时间和返回时间均应不大于20ms2、用于额定电压为220V直流系统绝缘检测装置的内阻应不小于20kΩ。3、差压变送器的膜盒内充有硅油，它除了传递压力之外，还有阻尼作用，所以仪表输出平稳。4、在跳合闸回路中，串入断路器辅助接点的是为了熄弧、防止烧继电器接点，在合闸回路串入常闭接点，在跳闸回路串入常开接点。5、直流电压在110V及以上的中间继电器，消弧回路所用反向二极管，其反向击穿电压不宜低于1000V，绝不允许低于600VV。6、在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为1。7、三相感应电机转速为，定子旋转磁场的转速为，当时为电动机运行状态；当时为发电机运行状态；当与反向时为电磁制动运行状态。8、发电机从滞相转为进相运行时,静态稳定储备下降,端部发热严重,厂用电电压下降。9、当同步发电机发生内部短路故障时,依靠继电保护装置能快速地把发电机与电力系统分开,但由于磁场绕组具有很大的电感,突然断流会在其两端产生很高感应电动势,因此需快速灭磁,才能降低由磁场电流产生的发电机感应电动势,防止故障扩大损害发电机。10、过励磁指铁心的磁通密度过大而使铁心饱和,励磁电流急剧增加,对变压器则使铁损增加,铁心温度上升,引起变压器严重过热,加速绝缘老化,甚至造成绝缘损坏;对发电机则铁心饱和后谐波磁通密度增强,附加损耗加大,引起局部过热。11、局域网络常见的拓扑结构有星形结构、环形结构、总线形结构，传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光缆。12、某微机保护装置一项定值控制字KG=C53AH，将其转化为二进制为11010。13、发电机定子单相接地故障引起的是电容电流,其危害主要表现在持续的接地电流会产生电弧烧坏定子铁心。14、过程数字量输入／输出通道中，为抑止因共阻抗耦合所产生的干扰，采取的主要措施是光电隔离。15、在系统振荡过程中,系统电压最低点叫振荡中心,位于系统综合阻抗的1/2处。16、通常可编程控制器模拟量采用国际标准模拟信号，即电压范围1～5V，电流范围4～20mA17、现场预试中,使用电桥测tgδ%,变压器本体用反接法接线，变压器的电容套管用正接法接线。18、工频交流耐压试验是考核试品承受过电压能力的有效方法,对保证设备的安全运行具有重大意义。19、测量变压器直流电组时,回路电流趋于稳定的时间长短取决于绕组的电感与电阻比值,该比值称为电路的时间常数。20、某线路距离保护Ⅰ段二次定值整定1欧，由于线路电流互感器由原来的600/5改为750/5,其距离保护Ⅰ段二次定值应整定为　1.25　欧。二、选择填空题。(单项选择，请将正确答案的代号填入括号内,每题0.5分,共20题)1、把空载变压器从电网切除，将引起（B）。A、激磁涌流B、过电压C、电压降低；D、过电流2、变压器中性点接地叫（C）。 A、保护接地B、防雷接地C、工作接地D、保护接零3、将电阻、电感、电容并联到正弦交流电源上，电压不变电源频率增加时，电容器上的电流将（C）。A、不变B、减少C、增加D、增减都可能4、某高压电气设备测量的介质损耗因数tgδ结果如下：有缺陷部分C1=250PF，tgδ1=5%；良好部分C2=10000PF，tgδ2=0.4%。两部分并联后，整体的tgδ与（C）接近。A、4%B、2%C、0.5%D、0.25%5、对于三相变压器，无论在任何瞬间合闸，至少有(A)相出现程度不等的励磁涌流。A、一B、两C、三6、一般对于PLC而言，冗余系统的范围主要是CPU、存贮单元、（B）、通信系统。A、输入单元B、电源系统C、输出单元D、功能单元7、在图示梯形图线圈G的4条励磁路径中，哪一条是不可行的？（D）ABCGDEFA、A->B->CB、A->D->EC、F->ED、F->D->B->C8、发电机的负序过流保护主要是为了防止（B）A、损坏发电机的定子线圈B、损坏发电机的转子C、损坏发电机的励磁系统9、当系统发生故障时，把故障设备与系统隔离，是继电保护的（B）的体现。A、快速性B、选择性C、灵敏性10、距离保护（或零序方向电流保护）的第Ⅰ段按躲本线路末端短路整定是为了（B）A、在本线路出口短路保证本保护瞬时动作跳闸B、在相邻线路出口短路防止本保护瞬时动作而误动C、在本线路末端短路只让本侧的纵联保护瞬时动作跳闸11、为防止由瓦斯保护起动的中间继电器在直流电源正极接地时误动，应（A）。A、采用动作功率较大的中间继电器，而不要求快速动作B、对中间继电器增加0.5秒的延时C、在中间继电器起动线圈上并联电容12、现场工作过程中遇到异常情况或断路器跳闸时，（C）。A、只要不是本身工作的设备异常或跳闸，就可以继续工作，由运行值班人员处理B、可将人员分成两组，一组继续工作，一组协助运行值班人员查找原因C、应立即停止工作，保持现状，待找出原因或确定与本工作无关后，方可继续工作13、方向阻抗继电器采用了记忆技术，它们所记忆的是（B）A、故障前电流的相位B、故障前电压的相位C、故障前功率方向14、一支220kv套管运行一年后，其介损tgδ值由0.37%上升至3.2%，可能的原因是（C）。A、电容屏产生悬浮电位 B、油纸中有气泡C、严重受潮15、利用发电机三次谐波电压构成的定子接地保护的动作条件是（A）。A、发电机机端三次谐波电压大于中性点三次谐波电压B、发电机机端三次谐波电压小于中性点三次谐波电压C、发电机机端三次谐波电压等于中性点三次谐波电压D、三次谐波电压大于整定值。16、A电容器电容CA＝200μF、耐压为500V，B电容器的电容CB＝300μF、耐压为900V。两只电容器串联以后在两端加1000V的电压，结果是（D）。A、A和B均不会被击穿B、A被击穿，B不会击穿C、B被击穿，A不会击穿D、A和B均会被击穿17、测量介质损耗数,通常不能发现的设备绝缘缺陷是(D)A、整体受潮B、整体劣化C、小体积试品的局部缺陷D、大体积试品的局部缺陷18、试品绝缘表面脏污,受潮,在试验电压下产生表面泄漏电流,对试品介损和电容量测量结果的影响程度是(C)A、试品电容量越大,影响越大B、试品电容量越小,影响越小C、试品电容量越小,影响越大D、与试品电容量的大小无关19、Pt100铂电阻在0度时的电阻值为（C）。A、0欧姆B、0.1欧姆C、100欧姆D、10欧姆20、下列各项中对变压器绕组直流电组的测量有影响的是(A)A、变压器上层油温及绕组温度B、变压器油质状况C、变压器绕组受潮D、环境空气温度三、判断题。(正确的请在括号内打"√",错误的打"×",每题0.5分,共10分)1、在设计一套新的PLC系统时，根据被控对象的输入信号和输出信号的总点数，并考虑到今后调整和扩充，I/O点数一般应加上10%-15%的预留量。(√)2、变压器负载损耗中，绕组电阻损耗与温度成正比；附加损耗与温度成反比。(√)3、PLC适用于大多数工业现场，对使用场合、环境温度都没有要求限制.（　×　）4、继电保护用光纤通道信号传输时间应不大于10ms。（√）5、在外施交流耐压试验中，存在着发生串联谐振过电压的可能，它是由试验变压器漏抗与试品电容串联构成的。（√）6、现场测量直流泄漏电流，微安表的接线方式有三种：①串联在试品的高电位端；②串接在试品绝缘的低电位端；③串接在直流试验装置输出侧的低电位端。其中，方式③的测量误差最小。(×)7、大电流接地系统中线路空载发生A相接地短路时，B相和C相的零序电流为零。(×)8、当变压器有受潮、局部放电或过热故障时，一般油中溶解气体分析都会出现氢含量增加。(√)9、变压器进水受潮后，其绝缘的等值相对电容率εr变小，使测得的电容量Cx变小。(×) 10、由于系统振荡会造成距离保护误动，工频变化量距离继电器需要经振荡闭锁。（√）11、仪表的精度级别是仪表的基本误差的最大允许值。（√）12、变压器纵差保护经星-角相位补偿后，滤去了故障电流中的零序电流，因此，不能反映变压器YN侧内部单相接地故障。(×)13、一般情况下用热电阻测温度较低的介质，而热电偶测温度较高的介质。（√）14、在一个电气连接部分同时有检修和试验时，可填写一张工作票，但在试验前应得到检修工作负责人的许可。（√）15、负载运行的凸极同步发电机，励磁绕组突然断线，则电磁功率为零。(×)16、绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩；笼型感应电动机定子串电阻亦可以增大起动转矩。（√）17、在电压互感器开口三角绕组输出端不应装熔断器，而应装设自动开关，以便开关跳开时发信号。(×)18、YN,d11接线的变压器低压侧发生bc两相短路时，高压侧B相电流是其它两相电流的2倍。(×)19、气体间隙的击穿电压与多种因素有关，但当间隙距离一定时，击穿电压与电场分布、电压种类及棒电极极性无关。(×)20、变压器铁芯穿芯螺栓绝缘过低会引起整体绝缘电阻试验不合格。(×)四、简答题(每题4分,共5题、共20分)1、同步发电机电枢绕组为什么一般不接成△形，而变压器却希望有一侧接成△接线？答：同步发电机无论采用Y接线还是△接线，都能改善线电动势波形，而问题是接△接线后，△接的三相线圈中，会产生3次及3的奇次倍谐波环流，引起附加损耗，使电机效率降低，温升升高，所以同步发电机一般不采用△接来改善电动势波形。而变压器无论在哪一侧接成△接，都可提供3次谐波励磁电流通路，使主磁通波形为正弦波，感应的相电动势为正弦波，改善变压器相电动势的波形。2、涡流是怎样产生的？什么叫涡流损耗？答：在有铁芯的线圈中通入交流电流，铁芯中便产生交变磁通，同时也要产生感应电势。在这个电势的作用下，铁芯中便形成自感回路的电流，称为涡流。由涡流引起的能量损耗叫涡流损耗。3、工频交流耐压试验的意义是什么？答:工频交流耐压试验是考核被试品绝缘承受工频过电压能力的有效方法,对保证设备安全运行具有重要意义.交流耐压试验时的电压,波形,频率和被试品绝缘内部中的电压的分布,均符合实际运行情况,因此能有效地发现绝缘缺陷。4、监控系统现地控制单元的维护应包含哪些内容？答：1）应每年进行停电除尘一次2）定期备份现地控制单元软件，无软件修改的备份一年一次，有软件修改的，修改前后备份一次。3）冗余配置的现地控制单元（含冗余配置的CPU模件）应每半年进行一次主备切换。5、用兆欧表测量大容量试品的绝缘电阻时,测量完毕为什么兆欧表不能骤然停止,而必须先从试品上取下测量引线后再停止？答:在测量过程中,兆欧表电压始终高于被试品的电压,被试品的电容逐渐被充电,而当测量结束前,被试品电容已储存有足够的能量;若此时骤然停止,则因被试品电压高于兆欧表电压,势必对兆欧表放电,有可能烧坏兆欧表。五、论述题（每题4分,共5题、共20分）1、为什么变压器绝缘受潮后电容值随温度升高而增大？答:水分子是种极强的偶极子,它能改变变压器中吸收电容电流的大小.在一定频率下,温度较低时,水分呈现出悬浮状或脂状,存在油中或纸中,此时水分子偶极子不易充分极化,变压器吸收电容电流较小,则变压器电容值较小。 温度升高时,分子热运动使黏度降低,水分扩散并显溶解状态分布在油中,油中的水分子被充分极化,使电容电流增大,故变压器电容电流增大。2、试说明绝缘试验中的综合分析包括哪些内容答:1）把试验数据与同类型,同时间的设备试验数据进行比较；2）把试验数据与历年来的数据进行比较；3）把试验数据与标准相对照,既要看绝对值大小,又要看变化趋势与变化速度；4）要把设备自身状况,试验条件,以及与设备有关的其他方面测试数据均考虑在内进行分析。3、监控系统模拟量测点异常时应如何检查处理？答：1）退出与该测点相关的控制与调节功能；2）采用标准信号源检测对应现地控制单元模拟量采集通道是否正常；3）检查相关电量变送器或非电量传感器是否正常；4）检查数据库中相关模拟量组态参数（如工程值范围、死区值等）是否正确。4、为什么发电机要装设复合电压闭锁过电流保护？为什么这种保护要使用发电机中性点处的电流互感器？答：这是为了作为发电机的差动保护或下一元件的后备保护而设置的，当出现下列两种故障时起作用：(1)当外部短路，故障元件的保护拒绝动作时。（2）在发电机差动保护范围内故障而差动保护拒绝动作时。为了使这套保护在发电机加压后未并入母线上以前，或从母线上断开以后(电压未降)，发生内部短路时，仍能起作用，所以要选用发电机中性点处的电流互感器。5、简述氧化锌避雷器直流1mA电压及75%U1mA下的泄漏电流的试验步骤和标准是什么？步骤：先通入1mA的直流电流，读取电压值。将电压降至1mA的直流电流时的电压值的75%，读取泄漏电流值。标准：(1)75%U1mA下的泄漏电流不大于50μA。     (2)U1mA与初始值或出厂值比较，变化不大于±5%。六、计算题(每题5分,共2题、共10分)1、一台铭牌为10KV，80Kvar的电力电容器，为测试其电容量，加200V工频电压，此时测得电流为180mA，试求其实测电容量，并判断该电容是否合格？解（1）根据铭牌值计算其标称电容量：（2）根据测试结果求实测电容量：（3）求电容偏差ΔC%：结论：不合格2、某台电力变压器需进行72kV的工频耐压试验，tgδ试验时测得其等值电容Cx=4200pF。现有数台容量不同的100/0.4(kV)工频试验变压器，应选择一台额定容量多少的试验变压器才能满足试验的要求？答：被试品的电容电流Ic=ωcU=0.095(A)≈0.1(A)则变压器的额定电流应不小于0.1（A）因此变压器的容量应不小于S＝100×0.1＝10（kVA）。七、案例分析（每题10分,共2题、共20分）1、这是一台110kV变压器重瓦动作后的试验数据，请对试验数据进行分析并根据试验数据判断变压器可能出现什么性质的故障。　　重瓦动作前试验数据：低压对高压及地：绝缘6000MΩ，tgδ＝0.19％，C＝16500pF　　直流电阻：ab：0.Ω，bc：0.Ω，ca：0.Ω　　重瓦动作后试验数据：低压对高压及地：绝缘5500MΩ，tgδ＝0.2％，C＝17000pF　　直流电阻：ab：0.Ω，bc：0.Ω，ca：0.Ω　　低压侧交流耐压27kV击穿，油色谱检验数据结果发现乙炔很高，CO和CO2数值也较高　　 答：直流电阻不平衡系数大，发生了匝间短路。色谱乙炔很高，发生了放电故障。电容量变大表示线圈发生了移位。交流耐压表明绝缘距离变小或绝缘损坏，因低压线圈在最里面，与铁心间绝缘损坏可能性大。故障性质：低压线圈匝间短路引起电弧放点故障，并使低压线圈与铁心间的绝缘损坏，因CO和CO2数值也较高，所以表明电弧放电涉及在绝缘纸部位。2、发电机经穿墙套管、裸导线与室外主变联接。发电机配置有双频式100%的定子接地保护，其三次谐波电压保护的动作方程为∣K1U1+K2U2∣≥K3U1式中：K1、K2为幅值、相位平衡系数，K3为制动系数；U1、U2分别为机端及中性点三次谐波电压，基波零序电压3U0取自机端TV开口绕组。1）大雨天，基波零序电压保护及三次谐波电压保护同时动作，请指出故障点可能所在的范围。2）简述机端TV及中性点TV的一次侧分别断线时，基波零序电压保护及三次谐波电压保护的可能动作行为。答：1）基波零序电压保护及三次谐波电压保护动作重叠区是由机端部分定子绕组到厂高变高压侧及主变低压接地故障。在大雨天，被雨淋的部分容易发生接地故障，因此从穿墙套管至主变套管之间的三相导线容易经水灰流接地。接地故障可能在这个范围。3）机端TV一次断线时，如没有TV断线闭锁，基波零序电压保护要误动，三次谐波电压保护也可能误动。当中性点TV一次断线时，基波零序电压保护不会动作，而三次谐波电压保护一定误动。八、实操题1、发电机定子绕组的直流电阻测量（20分）设备清单a)SM333三回路直流电阻测试仪。测试方法a)试验时被试绕组及非被试绕组开路。b)冷态测量，绕组表面温度与周围空气温度之差不应大于±2℃。c)如果各分支的首末端单独引出，则应分别测量各分支的直流电阻。d)试验接线图如下：图1测量发电机直流电阻示意图试验步骤如下;a)记录监控测量的定子绕组温度值并计算平均值作为绕组平均温度。如果温差大于3℃，应找出原因并排除。a)以测量A相直流电阻为例，按图1接好线。b)接好线路后，打开直流电阻测试仪电源开关→按光标键使光标移到电阻测量→按“确定”键进入测量方法选择→光标移到单相测量→按“确定”键开始测量。c)记录绕组电阻值及所加的电流和测量时间。d)按“确定”键存储数据或按“取消”或“复位”退出当前测量状态。仪器自动进入放电状态，屏幕显示“正在放电”，放电结束后仪器自动回到菜单状态，才可以继续进行操作。e)拆开试验接线，人工对被试绕组放电。b)进行下一项目操作。试验结果判断依据a)各相直流电阻值互差不得大于1%b)与初次（出厂或交接时）测量值比较，相差不得大于1%。测量值互差＝×100%其中测量值为换算到同一温度t0（初次值的绕组测量温度）后的值R0，R0=Ra式中ta为测量时绕组平均温度，Ra为测量值。 2、发电机定子绕组泄漏电流和直流耐压（30分）设备清单ASTⅡ直流发生器。测试方法a)尽量在停机后清除污秽前热状态下进行。b)试验前各相绕组短接接地充分预放电15min以上。c)被试绕组首尾短接，非被试绕组首尾短接接地，转子绕组在滑环处接地。发电机出口CT二次绕组短路接地。埋置检温元件在接线端子处电气连接后接地。按接线图准备试验，保证所有试验设备、仪表仪器接线正确、指示正确。d)记录绕组温度、环境温度和湿度。e)按图2接好线。f)确认一切正常后开始试验。先空载分段加压至试验电压以检查试验设备绝缘是否良好、接线是否正确。g)将直流电源输出加在被试相绕组上，从零开始升压，试验电压按0.5Un分阶段升高，每阶段停留1min，并记录每段电压开始和1min时微安表的电流值。h)该相试验完毕，将电压降为零，切断电源，必须等到充分放电后再改变接线对另一绕组进行试验或进行其他操作。试验原理接线图见图3图3直流泄漏试验接线示意图安全措施a)为保证人身和设备安全，要求必须在试验设备周围设围栏并有专人监护，发电机出线侧和中性点侧应派专人把守防止无关人员误入。试验时试验人员与看守人员通讯要通畅，没有试验人员的命令看守人员不能乱动。负责升压的人要随时注意周围的情况，一旦发现异常应立刻断开电源停止试验，查明原因并排除后方可继续试验。b)试验设备的布置应紧凑、连接线短，宜用屏蔽导线，接地线应牢固可靠。c)注意对试验完毕的绕组必须充分放电。d)试验过程中，如发现泄漏电流随时间急剧增长或有绝缘烧焦气味或冒烟或发生响声等异常现象时，应立即降低电压断开电源停止试验，将绕组接地放电后再进行检查。试验结果判断依据a)在规定的试验电压下，各相泄漏电流的差别不应大于最小值的100％；b)最大泄漏电流在20μA以下者，相间与历次试验结果比较，不应有显著的变化。c)泄漏电流不随时间的延长而增大。d)任一级试验电压稳定时，泄漏电流的指示不应有剧烈摆动。a)试验过程中应无异常放电现象。a)