国家题库电气试验高级工理论试题及答案三简答题DOC.docx

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国家题库电气试验高级工理论试题及答案三简答题DOC

国家题库电气试验高级工理论试题及答案

三、简答题（每题5分,共25题）

1.电压谐振发生的条件是什么?

电流谐振发生的条件是什么?

答案:

由电感线圈（可用电感L串电阻R模拟）和电容元件（电容量为C）串联组成的电路中，当感抗等于容抗时会产生电压谐振，深入分析如下：

（1）当L、C一定时，电源的频率f恰好等于电路的固有振荡频率，即

。

（2）当电源频率一定时，调整电感量L，使L＝1／［（2πf）2C］。

（3）当电源频率一定时，调整电容量C，使C＝1／［（2πf）2L］。

在电感线圈（可用电感L串电阻R模拟）和电容元件（电容量为C）并联组成的电路中，满足下列条件之一，就会发生电流谐振。

（1）电源频率

。

（2）调整电容量，使

。

（3）当2πfCR≤1时，调节电感L也可能产生电流谐振。

2.戴维南定理的内容是什么?

答案:

任何一个线性含源二端网络，对外电路来说，可以用一条有源支路来等效替代，该有源支路的电动势等于含源二端网络的开路电压，其阻抗等于含源二端网络化成无源网络后的入端阻抗。

3.写出用QS1型西林电桥测量－tgδ的换算公式（分流器在0.01档时）。

答案:

电桥转换开关在“－tgδ”位置测量时，tgδx的值按下式计算：

－tgδx＝ω·（R3+ρ）·tgδ·10－6

或tgδx＝－ω·（R3＋ρ）·tgδ·10－6

式中ω--等于2πf＝314；

tgδ、R3及ρ--电桥转换开关在“－tgδ”位置测量时，各对应桥臂旋钮的测量读数。

4.变压器空载试验为什么最好在额定电压下进行?

答案:

变压器的空载试验是用来测量空载损耗的。

空载损耗主要是铁耗。

铁耗的大小可以认为与负载的大小无关，即空载时的损耗等于负载时的铁损耗，但这是指额定电压时的情况。

如果电压偏离额定值，由于变压器铁芯中的磁感应强度处在磁化曲线的饱和段，空载损耗和空载电流都会急剧变化，所以空载试验应在额定电压下进行。

5.对变压器进行联结组别试验有何意义?

答案:

变压器联结组别必须相同是变压器并列运行的重要条件之一。

若参加并列运行的变压器联结组别不一致，将出现不能允许的环流；同时由于运行，继电保护接线也必须知晓变压器的联结组别；联结组别是变压器的重要特性指标。

因此在出厂、交接和绕组大修后都应测量绕组的联结组别。

6.测量变压器局部放电有何意义?

答案:

许多变压器的损坏，不仅是由于大气过电压和操作过电压作用的结果，也是由于多次短路冲击的积累效应和长期工频电压下局部放电造成的。

绝缘介质的局部放电虽然放电能量小，但由于它长时间存在，对绝缘材料产生破坏作用，最终会导致绝缘击穿。

为了能使110kV及以上电压等级的变压器安全运行，进行局部放电试验是必要的。

7.简述应用串并联谐振原理进行交流耐压试验方法?

答案:

对于长电缆线路、电容器、大型发电机和变压器等电容量较大的被试品的交流耐压试验，需要较大容量的试验设备和电源，现场往往难以办到。

在此情况下，可根据具体情况，分别采用串联、并联谐振或串并联谐振（也称串并联补偿）的方法解决试验设备容量不足的问题。

（1）串联谐振（电压谐振）法，当试验变压器的额定电压不能满足所需试验电压，但电流能满足被试品试验电流的情况下，可用串联谐振的方法来解决试验电压的不足。

其原理接线如图C-2所示。

图C-2

（2）并联谐振（电流谐振）法，当试验变压器的额定电压能满足试验电压的要求，但电流达不到被试品所需的试验电流时，可采用并联谐振对电流加以补偿，以解决试验电源容量不足的问题。

其原理接线如图C-3所示。

图C-3

（3）串并联谐振法，除了以上的串联、并联谐振外，当试验变压器的额定电压和额定电流都不能满足试验要求时，可同时运用串、并联谐振线路，亦称为串并联补偿法。

8.发电机在运行和检修中，一般要进行哪些电气试验?

答案:

一般发电机电气试验项目有：

检修时绝缘的预防性试验（其中包括测量绝缘电阻、吸收比或极化指数，直流耐压及泄漏试验，工频交流耐压试验）；定、转子绕组直流电阻的测量；转子交流阻抗和功率损耗试验；发电机运行中的试验（空载试验，负载试验，温升试验）。

励磁机的试验项目一般包括：

绝缘试验，直流电阻测定，空载特性和负载特性试验，无火花换向区域的确定等。

9.示波器是由哪几部分组成的?

答案:

示波器主要由下列几部分组成：

（1）Y轴系统，这是对被测信号进行处理，供给示波管Y偏转电压，以形成垂直扫描的系统。

它包括输入探头、衰减器、放大器等部分。

（2）X轴系统，这是产生锯齿波电压，供给示波管X偏转电压，以形成水平线性扫描的系统。

它包括振荡，锯齿波形成、放大、触发等部分。

它的扫描频率可以在相当宽的范围内调整，以配合Y轴的需要。

（3）显示部分，一般用示波管作为显示器，也有少量用显像管作显示器的，其用途是把被测信号的波形由屏幕上显示出来。

（4）电源部分，是供给各部分电路需要的多种电压的电路，其中包括显像管需要的直流高压电源。

10.试根据直流泄漏试验的结果，对电气设备的绝缘状况进行分析。

答案:

现行标准中，对泄漏电流有规定的设备，应按是否符合规定值来判断。

对标准中无明确规定的设备，将同一设备各相互相进行比较，与历年试验结果进行比较，同型号的设备互相进行比较，视其变化情况来分析判断，无明显差别，视为合格。

对于重要设备（如主变压器、发电机等），可作出电流随时间变化的曲线I＝f（t）和电流随电压变化的关系曲线I＝f（U）进行分析，无明显差别或不成比例的明显变化时，视为合格。

11.变压器空载试验，试验施加电压不等于变压器额定电压时，怎样对空载损耗进行计算?

答案:

设试验施加电压U下测得的空载损耗为P′0，则换算至额定电压UN下的空载损耗：

。

其中指数n决定于铁芯硅钢片的种类，热轧硅钢片n≈1.8；冷轧硅钢片n≈1.9～2.0。

12.充油设备进行交流耐压试验，如何分析判断其试验结果?

答案:

按规定的操作方法，当试验电压达到规定值时，若试验电流与电压不发生突然变化，产品内部没有放电声，试验无异常，即可认为试验合格。

对放电部位的确定，可通过放电声音和仪表的指示分析，作出如下分析判断：

（1）悬浮电位放电，仪表指示无变化，若属试品内部金属部件或铁芯没接地，出现的声音是“啪”声，这种声音的音量不大，且电压升高时，声音不增大。

（2）气泡放电，这种放电可分为贯穿性放电和局部放电两种。

这种放电的声音很清脆，“NFDC1”、“NFDC1”像铁锤击打油箱的声音伴随放电声，仪表有稍微摆动的现象。

产生这类放电的原因，多是引线包扎不紧或注油后抽真空或静放时间不够。

这类放电是最常见的。

（3）内部固体绝缘的击穿或沿面放电，这种情况下，产生的放电声音多数是“嘭”、“嘭”的低沉声或者是“咝咝”的声音，伴随有电流表指示突然增大。

另外，有些情况下，虽然试品击穿了，但电流表的指示也可能不变，造成这种情况的原因是回路的总电抗为X＝｜XC－XL｜，而试品短路时XC＝0，若原来试品的容抗XC与试验变压器漏抗之比等于2，那么XC虽然为零，但回路的X仍为XL，即电抗没变，所以电流表指示不变。

13.变压器在运行中产生气泡的原因有哪些?

答案:

变压器在运行中产生气泡的原因有：

（1）固体绝缘浸渍过程不完善，残留气泡。

（2）油在高电压作用下析出气体。

（3）局部过热引起绝缘材料分解产生气体。

（4）油中杂质水分在高电场作用下电解。

（5）密封不严、潮气反透、温度骤变、油中气体析出。

（6）局部放电会使油和纸绝缘分解出气体，产生新的气泡。

（7）变压器抽真空时，真空度达不到要求，保持时间不够；或者是抽真空时散热器阀门未打开，散热器中空气未抽尽。

真空注油后，油中残留气体仍会形成气泡。

14.通过空载特性试验，可发现变压器的哪些缺陷?

答案:

通过空载试验可以发现变压器的以下缺陷：

（1）硅钢片间绝缘不良。

（2）铁芯极间、片间局部短路烧损。

（3）穿心螺栓或绑扎钢带、压板、上轭铁等的绝缘部分损坏，形成短路。

（4）磁路中硅钢片松动、错位、气隙太大。

（5）铁芯多点接地。

（6）线圈有匝、层间短路或并联支路匝数不等，安匝不平衡等。

（7）误用了高耗劣质硅钢片或设计计算有误。

15.测量接地电阻时应注意什么?

答案:

应注意以下几点：

（1）测量时，被测的接地装置应与避雷线断开；

（2）电流极、电压极应布置在与线路或地下金属管道垂直的方向上；

（3）应避免在雨后立即测量接地电阻；

（4）采用交流电流表、电压表法时，电极的布置宜用三角形布置法，电压表应使用高内阻电压表。

（5）被测接地体E、电压极P及电流极C之间的距离应符合测量方法的要求；

（6）所用连接线截面电压回路不小于1.5mm2，电流回路应适合所测电流数值；与被测接地体E相连的导线电阻不应大于Rx的2%～3%。

试验引线应与接地体绝缘；

（7）仪器的电压极引线与电流极引线间应保持1m以上距离，以免使自身发生干扰；

（8）应反复测量3～4次，取其平均值；

（9）使用地阻表时发现干扰，可改变地阻表转动速度；

（10）测量中当仪表的灵敏度过高时，可将电极的位置提高，使其插入土中浅些。

当仪表灵敏度不够时，可给电压极和电流极插入点注入水而使其湿润，以降低辅助接地棒的电阻。

16.变压器正式投入运行前做冲击合闸试验的目的是什么?

答案:

变压器正式投入运行前做冲击合闸试验的目的有：

（1）带电投入空载变压器时，会产生励磁涌流，其值可超过额定电流，且衰减时间较长，甚至可达几十秒。

由于励磁涌流产生很大的电动力，为了考核变压器各部的机械强度，需做冲击合闸试验，即在额定电压下合闸若干次。

（2）切空载变压器时，有可能产生操作过电压。

对不接地绕组此电压可达4倍相电压；对中性点直接接地绕组，此电压仍可达2倍相电压。

为了考核变压器绝缘强度能否承受须做开断试验，有切就要合，亦即需多次切合。

（3）由于合闸时可能出现相当大的励磁涌流，为了校核励磁涌流是否会引起继电保护误动作，需做冲击合闸试验若干次。

每次冲击合闸试验后，要检查变压器有无异音异状。

一般规定，新变压器投入，冲击合闸5次；大修后投入，冲击合闸3次。

17.金属氧化物避雷器运行中劣化的征兆有哪几种?

答案:

金属氧化物在运行中劣化主要是指电气特性和物理状态发生变化，这些变化使其伏安特性漂移，热稳定性破坏，非线性系数改变，电阻局部劣化等。

一般情况下这些变化都可以从避雷器的如下几种电气参数的变化上反映出来：

（1）在运行电压下，泄漏电流阻性分量峰值的绝对值增大；

（2）在运行电压下，泄漏电流谐波分量明显增大；

（3）运行电压下的有功损耗绝对值增大；

（4）运行电压下的总泄漏电流的绝对值增大，但不一定明显。

18.为什么新的国标GB11032-1989中将耦合电容器电容量的允许负偏差由原来－10%修改为－5%?

答案:

因为耦合电容器由多个元件串联组成，测量时，电容量的负偏差主要原因是渗漏油而使上部缺油，当油量减少时，上部高压端易于放电而造成爆炸事故，同时电容量减少5%时，其油量下降并非总油量的5%，而还要大得多，因此为提高监测有效性将电容量的负偏差由原来的一机部标准－10%改到新国标GB11032-1989中规定的－5%。

19.发电机为什么要做直流耐压试验并测泄漏电流?

答案:

在直流耐压的试验过程中，可以从电压和电流的对应关系中观察绝缘状态，大多数情况下，可以在绝缘尚未击穿之前就能发现缺陷，因直流电压是按照电阻分布的，因而对发电机定子绕组做高压直流试验能比交流更有效地发现端部缺陷和间隙性缺陷。

20.发电机的空载特性试验有什么意义?

做发电机空载特性试验应注意哪些事项?

答案:

发电机的空载特性试验，也是发电机的基本试验项目。

发电机空载特性是指发电机在额定转速下，定子绕组中电流为零时，绕组端电压U0和转子激磁电流IL之间的关系曲线。

发电机的空载特性试验就是实测这条特性曲线。

从0到1.3倍额定电压，一般取10～12点。

在做发电机空载特性试验时应注意，发电机已处在运行状态，所以它的继电保护装置除强行激磁及自动电压调整装置外应全部投入运行。

试验中三相线电压值应接近相等，相互之间的不对称应不大于3%，发电机的端电压超过额定值时，铁芯温度上升很快，所以此时应尽量缩短试验时间，在1.3倍额定电压下不得超过5min。

试验中还应注意，当将激磁电流由大到小逐级递减或由小到大递升时，只能一个方向调节，中途不得有反方向来回升降。

否则，由于铁芯的磁滞现象，会影响测量的准确性。

21.变压器铁芯多点接地的主要原因及表现特征是什么?

答案:

统计资料表明，变压器铁芯多点接地故障在变压器总事故中占第三位，主要原因是变压器在现场装配及安装中不慎遗落金属异物，造成多点接地或铁轭与夹件短路、芯柱与夹件相碰等。

变压器铁芯多点接地故障的表现特征有：

（1）铁芯局部过热，使铁芯损耗增加，甚至烧坏；

（2）过热造成的温升，使变压器油分解，产生的气体溶解于油中，引起变压器油性能下降，油中总烃大大超标；

（3）油中气体不断增加并析出（电弧放电故障时，气体析出量较之更高、更快），可能导致气体继电器动作发信号甚至使变压器跳闸。

在实践中，可以根据上述表现特征进行判断，其中检测油中溶解气体色谱和空载损耗是判断变压器铁芯多点接地的重要依据。

22.进行大容量被试品工频耐压时，当被试品击穿时电流表指示一般是上升，但为什么有时也会下降或不变?

答案:

根据试验接线的等值电路，并由等值电路求得：

当被试品击穿时，相当于XC短路，此时电流为：

比较一下可看出：

当XC－XL＝XL，即XC＝2XL时，击穿前后电流不变；

当XC－XL＞XL，即XC＞2XL时，击穿后电流增大；

当XC－XL＜XL，即XC＜2XL时，击穿后电流减小；

式中XC--试品容抗，Ω；

XL--试验变压器漏抗，Ω；

I--试验回路电流，A；

U--试验电压，V。

一般情况下XC>>XL，因此击穿后电流增大，电流表指示上升，但有时因试品电容量很大或试变漏抗很大时，也可能出现XC≤2XL的情况，这时电流表指示就会不变或下降，这种情况属非正常的，除非有特殊必要（例如用串联谐振法进行耐压试验）一般应避免。

23.大修时对有载调压开关应做哪些试验?

大修后、带电前应做哪些检查调试?

答案:

有载调压开关大修时，应进行以下电气试验：

（1）拍摄开关切换过程的录波图，检查切换是否完好，符合规定程序。

（2）检查过渡电阻的阻值，偏差一般不应超出设计值的±10%。

（3）检查每一档位上，从进到出回路的完好性，其回路接触电阻应不大于出厂标准，一般小于500μΩ。

有载调压开关大修后、带电前，应进行如下检查调试：

（1）档位要一致。

远方指示，开关本体（顶盖上）指示，操动机构箱上的指示，必须指示同一档位。

（2）手摇调整二个完整的调压循环，从听到切换声，到看到档位显示数对中，对摇动的圈数而言，升档和降档都是对称的，例如从6到7档，从听见切换声到档位数7档中的手摇圈数，应当与从7到6档时的相应圈数完全对称，最多不要超过半圈。

（3）电动调整二个完整的调压循环，不应有卡涩、滑档的现象，调到始端或终端时，闭锁装置能有效制动。

（4）进行油压试验，外观无渗漏，有载调压开关储油柜的油位不得有与变压器储油柜趋平的现象。

上述检查调试完好后，再与变压器一起进行有关的试验，如直流电阻、绝缘试验、变比、接线组别等，然后方可投入系统准备带电调试。

24.做GIS交流耐压试验时应特别注意什么?

答案:

做GIS交流耐压试验时应特别注意以下几方面：

（1）规定的试验电压应施加在每一相导体和金属外壳之间，每次只能一相加压，其他相导体和接地金属外壳相连接。

（2）当试验电源容量有限时，可将GIS用其内部的断路器或隔离开关分断成几个部分分别进行试验，同时不试验的部分应接地，并保证断路器断口，断口电容器或隔离开关断口上承受的电压不超过允许值。

（3）GIS内部的避雷器在进行耐压试验时应与被试回路断开，GIS内部的电压互感器、电流互感器的耐压试验应参照相应的试验标准执行。

25.怎样测量CVT主电容C1和分压电容C2的介损?

答案:

测量主电容C1和tgδ1的接线如图C-9所示。

试验时由CVT的中间变压器二次绕组励磁加压。

E点接地，分压电容C2的“δ”点接高压电桥标准电容器的高压端，主电容C1高压端接高压电桥的Cx端，按正接线法测量。

由于“δ”绝缘水平所限，试验时电压不应超过3kV，为此可在“δ”点与地间接入一静电电压表进行电压监视。

此时由C2与Cn串联构成标准支路，由于Cn的tgδ近似于零，而电容量C2远大于Cn，故不影响电压监视及测量结果。

图C-9

测量分压电容C2和tgδ2接线如图C-10所示。

由CVT中间变压器二次绕组励磁加压。

E点接地，分压电容C2的“δ”点接高压电桥的Cx端，主电容C2高压端与标准电容Cn高压端相接，按正接线法测量。

试验电压4～6.5kV应在高压侧测量，此时C1与Cn串联组成标准支路。

为防止加压过程中，绕组过载，最好在回路中串入一个电流表进行电流监视。

图C-10

CVT在测量完毕后，应注意其δ端一定要接地，即把刀闸S合上，以防止CVT带电后二次输出端有异常电压指示。