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电气专业运行考试题库及答案(简答题)

1.什么是电力系统？

电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。

2.简述发电机并网的条件。

发电机并网需要满足以下几个条件：

电压相等：发电机的输出电压与电网电压大小相等，一般要求电压偏差在±5%以内。如果电压不相等，在并网瞬间会产生很大的冲击电流，可能损坏发电机绕组和其他电气设备。

频率相等：发电机的频率与电网频率相同，我国电网的标准频率是50Hz，通常要求发电机频率与电网频率偏差不超过±0.2±0.5Hz。频率不一致会导致发电机与电网之间出现功率振荡，影响电力系统的稳定运行。

相位一致：发电机的电压相位与电网电压相位必须相同。相位差过大时，同样会产生巨大的冲击电流和转矩，危及发电机和电网的安全。

相序相同：发电机的相序必须与电网的相序一致。相序不同时，发电机无法正常并网运行，会导致电机反转等异常情况。

3.什么是变压器的空载损耗和负载损耗？

空载损耗：变压器空载运行时，一次绕组中通过的电流称为空载电流。空载电流主要用于建立变压器的磁场，此时变压器的损耗主要是铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，以及少量的铜损耗（空载电流在一次绕组电阻上产生的损耗），这些损耗统称为空载损耗，也叫铁损。空载损耗与变压器的容量、铁心材料和制造工艺等有关，一般情况下，空载损耗是一个相对固定的值，不随负载的变化而显著变化。

负载损耗：当变压器带上负载后，二次绕组中有电流通过，同时一次绕组的电流也会相应增加。此时，电流在变压器绕组电阻上产生的损耗称为负载损耗，也叫铜损。负载损耗与负载电流的平方成正比，即负载电流越大，负载损耗越大。此外，负载损耗还与绕组的电阻有关，而绕组电阻又与温度有关，温度升高时，电阻增大，负载损耗也会相应增加。

4.简述高压断路器的作用。

高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备之一，其作用主要包括以下两个方面：

控制作用：在正常运行时，高压断路器可以根据电力系统的运行需要，手动或自动地接通或断开电路，从而实现对电力设备的投入或退出运行。例如，当需要对某条输电线路进行检修时，可以通过操作高压断路器将该线路从电网中隔离出来；当需要向某一地区供电时，又可以通过断路器将电源与该地区的电网接通。

保护作用：当电力系统发生故障（如短路、过载等）时，高压断路器能够迅速自动地切断故障电路，将故障设备或线路从电网中隔离出来，以防止故障的扩大，保护其他电气设备免受损坏，保证电力系统的安全稳定运行。高压断路器具有很强的灭弧能力，能够在极短的时间内（一般为几十毫秒）熄灭电弧，切断故障电流。

5.什么是继电保护装置？它的基本要求有哪些？

继电保护装置是指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本要求主要包括以下四个方面：

选择性：当电力系统发生故障时，继电保护装置应能有选择地将故障设备或线路从电网中切除，尽量缩小停电范围，保证非故障部分继续正常运行。例如，当某条输电线路发生故障时，应只切除该线路的断路器，而不影响其他正常线路的运行。

速动性：继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少故障对电气设备的损坏程度，提高电力系统的稳定性。一般来说，对于高压输电线路的故障，要求继电保护装置能在几十毫秒内动作。

灵敏性：继电保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常运行状态应具有足够的反应能力，即能够准确地检测到故障并可靠动作。灵敏性通常用灵敏系数来衡量，灵敏系数越大，说明继电保护装置的灵敏性越好。

可靠性：继电保护装置应能在规定的条件下和规定的时间内，可靠地完成其保护任务。可靠性包括安全性和信赖性两个方面，安全性是指继电保护装置不应发生误动作，信赖性是指继电保护装置在规定的保护范围内发生故障时不应拒动作。

6.简述电力系统中无功功率的作用及无功补偿的意义。

无功功率的作用：在电力系统中，许多电气设备（如电动机、变压器等）都是根据电磁感应原理工作的，它们在运行过程中需要建立交变磁场，这就需要一定的无功功率。无功功率虽然不直接做功，但它是建立和维持磁场的必要条件。没有无功功率，电动机就无法转动，变压器也无法正常工作。此外，无功功率还会影响电力系统的电压水平，合理的无功功率分布有助于维持电力系统的电压稳定。

无功补偿的意义：

提高功率因数：无功补偿可以减少电力系统中的无功功率流动，从而提高功率因数。功率因数的提高可以降低线路和变压器的损