高压电工问答理论部分精选2

第二章电力变压器

1 变压器的作用和工作原理是什么？

作用：在电力系统中，电力变压器是重要的电气设备。发电厂的发电机输出电压由于受到发电机绝缘水平限制，通常为6.3kv、10.5kv，最高不超过20kv。在远距离输送电能时，须将发电机的输出电压通过升压变压器升高到几万伏或几十万伏，以降低输电线路电流，从而减少输电线路上的能量损耗。变压器按用途一般分为电力变压器和特种变压器及仪用互感器（电压互感器和电流互感器）。电力变压器按冷却介质可分为油浸式和干式两种；

原理：变压器是根据电磁感应原理工作的；

根据电磁感应定律可以推出：

E1/E2=N1/N2（E1：一次侧感应电势；E2：二次侧感应电势）

（N1：一次侧绕组匝数；N2：二次侧绕组匝数）

由此可见：变压器一、二次侧感应电势之比等于一、二次侧绕组匝数之比；由于变压器一、二次侧的漏电抗和电阻都比较小，可以忽略不计，因此可近似的认为：

一次电压有效值：U1=E1，二次电压有效值：U2=E2。于是

U1/U2=E1/E2=N1/N2=K (式中K——变压器的变比）

变压器一、二次侧绕组因匝数不同将导致一、二次侧绕组的电压高低不等，匝数多的一边电压高，匝数少的一边电压低，这就是变压器能改变电压的道理。如果忽略变压器的内损耗，可认为变压器二次输出功率等于变压器一次输入功率，即：

U1 I1 = U2 I2 （式中I1、I2分别为变压器一次、二次电流有效值）

由此可得出：I1/I2=N2/N1=1/K

由此可见，变压器一、二次电流之比与一、二次绕组的匝数比成反比。即变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大，也就是电压高的一侧电流小，电压低的一侧电流大。

2 变压器的基本结构由哪些部分组成？其主要作用是什么？

a.铁芯：变压器的铁芯是磁路部分；

b.绕组：绕组是变压器的电路部分；

c.绝缘：变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹

纸等；

d.分接开关：为了供给稳定的电压、控制电力潮流或调解负载电流，均需

对变压器进行电压调整。目前，变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分接，以切除或增加一部分绕组的线匝，以改变绕组的匝数，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。这种绕组抽出分接以供调压的电路，称为调压电路；变换分接以进行调压所采用的开关，称为分接开关。一般情况下是在高压绕组上抽出适当的分接。这是因为一侧高压绕组常套在外面，引出分接方便；二则高压侧电流小，分接引线和分接开关的载流部分截面小，开关接触触头也较容易制造。变压器二次不

带负载，一次也与电网断开（无电源励磁）的调压，称为无励磁调压，

带负载进行变换绕组分接的调压，称为有载调压。

e.油箱：油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身置于油箱内，箱内灌

满变压器油。

f.冷却装置：变压器运行时，由绕组和铁芯中产生的损耗转化为热量，必

须及时散热，以免变压器过热造成事故。

g.储油柜（又称油枕）：储油柜位于变压器油箱上方，通过气体继电器与油

箱相通。当变压器的油温变化时，其体积会膨胀或收缩。储油柜的作用

就是保证油箱内总是充满油，并减少油面与空气的接触面，从而减缓油

的老化。

h.安全气道（又称防爆管）：位于变压器的顶盖上，当变压器内部发生严重

故障，而气体继电器失灵时，油箱内部的气体便冲破防爆膜从安全气道

喷出，保护变压器不受严重损害。

i.吸湿器：为了使储油柜内上部的空气保持干燥，避免工业粉尘和污染，

储油柜通过吸湿器与大气相通。吸湿器内装有用氯化钙或氯化钴浸渍过

的硅胶，它能吸入空气中的水分。当它受潮到一定程度时，其颜色由蓝

色变为粉红色。

j.气体继电器：位于储油柜与箱盖的连管之间。在变压器内部发生故障（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等）产生气体或油箱漏油等使油面降低

时，接通信号或跳闸回路，保护变压器。

k.高低压绝缘套管：套管由带电部分和绝缘部分组成；

3 变压器有哪些技术参数？代表什么意义？

a.型号

b.相数

c.额定频率：我国为50Hz；

d.额定电压：我国输变电线路的电压等级（即线路终端电压）为0.38、3、

6、10、35、63、110、220、330、500kv。故连接于线路终端的变压器（称

为降压变压器）其一次侧额定电压与上列数值相同。

e.额定容量：变压器二次侧的输出能力（KV A）

f.额定电流

g.绕组联结组标号：星形、三角形、曲折形的联结，对于高压绕组分别用

符号Y、D、Z表示；对于中压和低压绕组分别用符号y、d、z 表示。

有中性点引出时则分别用符号YN、ZN和yn、zn 表示；

h.调压范围

i.空载电流：变压器空载合闸时有较大冲击电流；

j.阻抗电压和短路损耗

k.电压调整率：是衡量变压器供电质量好坏的数据；

l.效率：变压器的效率η为输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数。

m.温升和冷却方式

4 我国常用电力变压器接线组别有什么特点？

三相绕组的联接方式有三种，即星形、三角形和曲折形连接，最基本的连接方式是星形和三角形两种；

星型联接：星形连接指将变压器三相绕组的末端连在一起，成为一个公共点（称为中心点，用N表示），三个首端分别引出，用符号“Y（或y）”表示，新旧国标中表示方法一致。

三角形联接：三角形连接指将变压器三相绕组的首尾两端顺次连接形成闭合回路，三个连接点分别引出，用符号“D（或d）”表示，旧国标中用符号“△”表示。高、中、低压绕组均为三角形连接时，即为D，d，d。

大写字母表示高压绕组的联接方法，小写字母表示低压绕组联接方法。

由于三绕组变压器高、低压侧绕组联接方法不同，两侧电压相位的关系也不相同，但不同联接组别其两侧电压之间的相位关系总是30°的倍数，可以用时钟表示法表示联接组别。

国产电力变压器常用的联接组为Y,d11和Y,y0两种，又因为星型联接的中性点是否有引出又可在Y后加N表示中性点有引出的情况。如：YN,d11即表示高压侧为中性点有引出的星型联接，低压侧为三角形联接，两侧电压相位差为11×30°=330°的变压器。

5 变压器在什么情况下才能并列运行？

变压器是电力网中的重要电气设备，由于连续运行的时间长，为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性，在运行中通常将两台或以上变压器并列运行。变压器并列运行，就是将两台或以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上，二次绕组并联在另一电压的母线上运行。其意义是：当一台变压器发生故障时，并列运行的其它变压器仍可以继续运行，以保证重要用户的用电；或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器，再将要检修的变压器停电检修，既能保证变压器的计划检修，又能保证不中断供电，提高供电的可靠性。又由于用电负荷季节性很强，在负荷轻的季节可以将部分变压器退出运行，这样既可以减少变压器的空载损耗，提高效率，又可以减少无功励磁电流，改善电网的功率因数，提高系统的经济性。

变压器并列运行最理想的运行情况是：当变压器已经并列起来，但还没有带负荷时，各台变压器之间应没有循环电流；同时带上负荷后各台变压器能合理地分配负荷，即应该按照它们各自的容量比例来分担负荷。因此，为了达到理想的运行情况，变压器并列运行时必须满足下面的条件：

(1)各台变压器的电压比(变比)应相同

(2)各台变压器的阻抗电压应相等

(3)各台变压器的接线组别应相同。

6 变压器为什么要进行调压？调压有几种方式？各有什么特点？

变压器在正常运行时，由于负荷变动一次侧电源电压的变化，二次侧电压也经常变动。电网各点的实际电压一般不能恰好与额定电压相等。这种实际电压与额定电压之差，称为电压偏移。电压偏移的存在是不可避免的，但要求这种偏移不能太大，否则就不能保证供电质量，就会对用户带来不利的影响。因此，对变压器进行调压（改变变压器的变比），是变压器正常运行中一项必要的工作。

变压器调压分为无载调压和有载调压两种。

无载调压就是先把变压器的电源断开，然后调分接开关，再接上电源让变压器正常工作。

有载调压就是不断开电源，让变压器在正常工作状态下，带负载调节分接开关。它的原理就是，在开关的动触头从一档尚未完全离开时，接通过渡电路（由过

渡电阻限制两档之间的电流），以保证变压器不失电，当动触头到达另一档后，再断开过渡电路，调节就完成了。有载调压开关除了有过度电路外，还必须有良好的灭弧性能。

有载调压变压器与无载调压变压器不同点在于前者装有带负荷调压装置，可以带负荷调整电压，后者只能在停电的情况下改变分接开关的位置来调整电压。有载调压变压器用于电压质量要求较严的地方，还可加装自动调压检测控制部分，在电压超出规定范围时自动调整电压。

有载调压其主要优点是能够在额定容量范围内带负荷调整电压，且调压范围大，可以减少或避免电压大幅度波动，母线电压质量高，但其体积大，结构复杂，造价高，检修维护要求高。

无载调压变压器必须停电改变分接开关的位置，且调整的幅度小（每变一个抽头，电压调整2.5%或5%)，输出电压质量差，但比较便宜，体积小。

7 变压器油有什么作用？

变压器油是流动的液体，可充满油箱内各部件之间的气隙，排除空气，从而防止各部件受潮而引起绝缘强度的降低。此外，变压器油在运行中还可以吸收绕组和铁芯产生的热量，起到散热和冷却的作用。

8 变压器运行中巡视检查有哪些内容？

(1)变压器运行的音响是否正常，增长是均为嗡嗡声；

(2)油枕及充油套管中的油色、油位是否正常，有无渗漏油现象；

(3)各侧套管有无破损，有无放电痕迹及其它异常现象；

(4)冷却装置运行是否正常；

(5)上层油温表指示是否正确，有无异常情况；

(6)防爆管的隔膜是否完好，有无积液情况；

(7)呼吸器变色硅胶的变色程度；

(8)瓦斯继电器内是否满油；

(9)本体及各附件有无渗、漏油；

(10)各侧套管桩头及连接线有无发热、变色现象；

(11)变压器附近周围环境及堆放物是否有可能造成威胁变压器的安全运行。

9 变压器常见故障有哪些？什么原因？

变压器声音异常的原因：

a.当启动大容量动力设备时，负载电流变大，使变压器声音加大；

b.当变压器过负载时，发出很高且沉重的嗡嗡声。

c.当系统短路或接地时，通过很大的短路电流，变压器会产生很大的噪音；

d.若变压器带有可控硅整流器或电弧炉等设备时，由于有高次谐波产生，

变压器声音也会变大；

e.绝缘套管闪络和爆炸的原因：

f.套管密封不严进水而使绝缘受潮损坏。（闪络：在高电压作用下，气体或

液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电）

g.套管的电容芯子制造不良，使内部游离放电。

h.套管积垢严重或套管上有大的裂纹和碎片；

10 什么是低损变压器？

低损耗变压器采用了先进的结构设计和新的材料、工艺，使变压器的节能效果十分明显。

11 干式变压器有哪几种？有什么特点？适用于什么场所？为什么要推荐使用干式变压器？

①环氧树脂绝缘干式变压器：环氧树脂是一种早就广泛应用的化工原料，它不仅是一种难燃、阻燃的材料，而且具有优越的电气性能，已逐渐为电工制造业所采用；

②气体绝缘干式变压器：气体绝缘变压器为在密封的箱壳内充以SF6（六氟化硫）气体代替绝缘油，利用SF6气体作为变压器的绝缘介质和冷却介质。它具有防火、防爆、无燃烧危险，绝缘性能好，与油浸变压器相比重量轻，防潮性能好，对环境无任何限制，运行可靠性高，维修简单的优点，缺点是过载能力差。

③H级绝缘干式变压器：可以连续耐220℃高温，在起火情况下，具有自熄能力；

12 电压互感器的作用和工作原理？

互感器分电压互感器和电流互感器两大类，是供电系统中作电气测量和保护用的重要设备。

电压互感器是将系统的高电压改变为标准的低电压（100 V或√3V）；电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流改变为低压的标准小电流（5A或1A）。TA表示电流互感器，TV表示电压互感器；

互感器的作用：1.与测量仪表配合，对线路的电压、电流、电能进行测量；与继电器配合，对系统和电气设备进行过电压、过电流和单相接地等保护；2.将测量仪表、继电保护装置和线路的高电压隔开，以保证操作人员和设备的安全；3.将电压和电流变换成统一的标准，以利于仪表和继电器的标准化；

电压互感器工作原理：是利用电磁感应原理工作的，类似一台降压变压器。由于电压线圈内阻抗很大，所以电压互感器运行时，相当于一台空载运行的变压器。故二次侧不能短路，否则绕组将被烧毁。

电压互感器分类：按用途分为测量用电压互感器和保护用电压互感器。

电压互感器的标准准确度：标准用0.2级、计量用0.5级、一般测量用1~3级，保护用0.5、0.2级。

电压互感器的容量：是指其二次绕组允许接入的负载功率（以VA值表示），分额定容量和最大容量；

13 电压互感器在运行中应注意什么？

电压互感器的一二次接线应保证极性正确，当两台同型号的电压互感器接成V 型时，必须注意极性正确，否则会导致互感器线圈烧坏。

附图：两台互感器V型接法：互感器分电压互感器和电流互感器两大类，是供电系统中作电气测量和保护用的重要设备。

电压互感器是将系统的高电压改变为标准的低电压（100 V或√3V）；电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流改变为低压的标准小电流（5A 或1A）。TA表示电流互感器，TV表示电压互感器；

互感器的作用：1.与测量仪表配合，对线路的电压、电流、电能进行测量；与继电器配合，对系统和电气设备进行过电压、过电流和单相接地等保护；2.将测量仪表、继电保护装置和线路的高电压隔开，以保证操作人员和设备的安全；

3.将电压和电流变换成统一的标准，以利于仪表和继电器的标准化；

电压互感器工作原理：是利用电磁感应原理工作的，类似一台降压变压器。由于电压线圈内阻抗很大，所以电压互感器运行时，相当于一台空载运行的变压器。故二次侧不能短路，否则绕组将被烧毁。

电压互感器分类：按用途分为测量用电压互感器和保护用电压互感器。

电压互感器的标准准确度：标准用0.2级、计量用0.5级、一般测量用1~3级，保护用0.5、0.2级。

电压互感器的容量：是指其二次绕组允许接入的负载功率（以VA值表示），分额定容量和最大容量；

13 电压互感器在运行中应注意什么？

电压互感器的一二次接线应保证极性正确，当两台同型号的电压互感器接成V 型时，必须注意极性正确，否则会导致互感器线圈烧坏。

附图：两台互感器V型接法：

电压互感器一二次绕组都应装设熔断器（保护专用电压互感器二次侧除外）以防止发生短路故障。

电压互感器二次绕组、铁芯和外壳都必须可靠接地，在绕组绝缘损坏时，二次绕组对地电压不会升高，以保证人身和设备安全。

电压互感器二次绕组的电压降一般不得超过额定电压的0.5%，接用0.5级电能表时不得超过0.25%。

14 电流互感器的作用和工作原理？

将高电系统中的电流或低压系统中的大电流改变为低压的标准下电流5A 或1A。原理：电磁感应原理。

电流互感器分为测量用电流互感器和保护用电流互感器。测量用电流互感器和保护用电流互感器的标准准确度不同：标准用0.2、0.1、0.05、0.02、0.01级，计量用0.25、0.55级，一般测量用0.2、0.5、1.0、3.0级，保护用5PX、10P 级。

15 电流互感器运行中应注意什么？

①、各接头有无过热及打火现象，螺丝有无松动，有无异常气味。

②、瓷套管是否清洁，有无缺损、裂纹和放电现象，声音是否正常。

③、对于充油电流互感器应检查油位是否正常，有无渗漏现象。

④、电流表的三相指示是否在允许范围之内，电流互感器有无过负荷运行。

⑤、二次线圈有无开路，接地线是否良好，有无松动和断裂现象。

第三章高压电器及成套配电装置

1 什么事电力系统短路？短路的基本类型有哪几种？

电力系统中相与相或相与地（中性点直接接地系统而言）通过金属导体、电弧或其他较小阻抗连接而成的非正常状态称为短路。

三相电力系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、两相接地短路和单相短路等。

2 高压电器中加速电弧熄灭有哪几种常用的方法？

①气体吹动电弧；

②拉长电弧；

③电弧与固体介质接触（如石英砂）；

3 简述高压断路器的用途、分类和型号含义。

用途：高压断路器在高压电路中起控制作用，是高压电路中重要电器元件之一。断路器用于在正常运行时接通或断开电路，故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路，特殊情况（如自动重合到故障线路上时）下可靠地接通短路电流。高压断路器是在正常或故障情况下接通或断开高压电路的专用电器。

高压断路器分类：

④油断路器

⑤真空断路器

⑥六氟化硫断路器

高压断路器的主要参数：

①额定电压：常用断路器额定电压等级为3、10、20、35、60、110kv.....

②额定电流：常用断路器额定电流等级为200、400、630、1000、1250、1600、2000、3150.....

③额定开断电流：是指在额定电压下断路器能够可靠开断的最大短路电流值，它是表明断路器灭弧能力的技术参数。

④关合电流：在断路器合闸前，如果线路上存在短路故障，则在断路器合闸时将有短路电流通过触头，并会产生巨大的电动力与热量，因此可能会造成触头的机械损伤或熔焊；关合电流是指保证断路器能可靠关合而又不会发生触头熔焊或其他损伤时，断路器所允许接通的最大短路电流。

断路器的型号含义：

4 真空断路器的基本工作原理。

真空灭弧室的结构像一个大的真空管，它是一个真空的密闭容器。波纹管是真空灭弧室的重要部件它的一端与动触头杆焊接，另一端与下端盖焊接；（10kv 真空断路器动静触头之间的断开距离一般为10~15㎜）；真空断路器在每次跳合闸都会有一次伸缩变形，是易损坏的部件，它的寿命通常决定了断路器的机械寿命。

5 对SF6断路器中SF6的基本要求是什么？

SF6气体是一种无色、无味无毒、不可燃、易液化，对电气设备不腐蚀的气体。SF6断路器要有压力监视系统和净化系统；基本要求有：对新装SF6断路器投入运行前必须复测气体含水量和漏气率，要求灭弧室的含水量应小于150ppm （体积比）其他气室小于250ppm（体积比）；SF6气体的年漏气量小于1%。运行中SF6断路器应定期测量SF6气体含水量，断路器新装或大修后，没三个月测量一次，待含水量稳定后可每年测量一次。

6 简述断路器操动机构的作用与分类。

作用：断路器的操动机构，是用来控制断路器跳闸、合闸和维持合闸状态的设备。其性能好坏直接影响断路器的工作性能，因此，操作机构应符合以下基本要求：

①足够的操作功

②较高的可靠性：不拒动、不误动；

③动作迅速

④具有自由脱扣装置：是保证在合闸过程中，若继电保护装置动作需要跳闸时，使断路器立即跳闸；

操动机构分类：

①电磁操动机构

②弹簧储能操动机构：其优点是只需要小容量合闸电源，对电源要求不高（直流、交流均可），缺点是操动机构结构复杂，加工工艺要求高、机件强度要求高、安装调试困难。

③液压操动机构

7 油断路器运行检查应包括哪些项目？

①断路器分、合位置指示正确，并应与当时实际的运行工况相符；

②油断路器不过热。少油断路器示温蜡片不熔化，变色漆不变色，内部无异常声响。

③断路器的油位在正常允许的范围之内，油色透明无碳黑悬浮物。

④无渗、漏油痕迹，放油阀门关闭紧密。

⑤套管、瓷瓶无裂痕，无放电声和电晕放电。

⑥引线的连接部位接触良好，无过热。

⑦排气装备完好，隔栅完好。

⑧接地完好。

⑨断路器环境良好。

8 真空断路器运行检查应包括哪些项目？

①断路器分、合位置指示正确，并应与当时实际的运行工况相符；

②支持绝缘子无裂痕及放电异声，绝缘杆、撑板、绝缘子洁净。

③真空灭弧室无异常。

④接地完好。

⑤引线连接部位无过热、引线驰度适中。

9 隔离开关的主要作用有哪些？

主要作用：

①隔离电源：形成明显可见的断开点；

②倒闸操作：电气设备运行状态可分为运行、备用和检修三种工作状态。将电气设备由一种工作状态改变为另一种工作状态的操作称为倒闸操作。

③拉、合无电流或小电流电路，高压隔离开关允许拉、合以下电路：

1)拉、合电压互感器与避雷器回路；

2)拉、合母线和直接与母线相连设备的电容电流；

3)拉、合励磁电流小于2A的空载变压器；

4)拉、合电容电流不超过5A的空载线路；

10 简述负荷开关的作用？

高压负荷开关是高压电路中用于在额定电压下接通或断开负荷电流的专用电器。它虽有灭弧装置，但灭弧能力较弱，只能切断和接通正常的负荷电流，而不能用来切断短路电流。一般情况下，负荷开关与高压熔断器配合使用，由熔断器起短路保护作用。

11 高压熔断器的作用？

高压熔断器在通过短路电流或过载电流时熔断，以保护电路中的电气设备。在3kv~35kv小容量装置中，熔断器可用于保护线路、变压器电动机及电压互感器等。

12 什么是高压成套配电设置？

由多个高压开关柜在发电厂、变电所或配电所安装后组成的电力装置称为成套配电装置。

高压成套配电装置按其结构特点可分为金属封闭式、金属封闭铠装式、金属封闭箱式和SF6封闭组合电器等等；按断路器的安装方式可分为固定式和手车式。

开关柜应具有五防连锁功能，即：

①防误分、合断路器

②防带负荷拉合隔离刀闸

③防带电合接地刀闸

④防带接地刀闸合断路器

⑤防误入带电间隔

13 什么是环形供电网？

为提高供电可靠性，使用户可以从两个方向获得电源，通常将供电网连接成环形，这种供电方式简称为环网供电。

14 什么是箱式变电站？

为了加快小型用户变电所的建设速度、减少变电所的占地面积和投资，将小型用户变电所的高压电气设备、变压器和低压控制设备，以及测量设备等组合在一起，在工厂内成套生产组装成箱式整体结构。变电站在站址完成基础施工后，将成套的箱式整体结构变电站运到现场安装后，建成的变电站为高压、低压预装箱式变电站，简称箱式变。箱式变电站是成套变电站中的一种。

第四章高压电力线路【参考《电力线路安全规程》】

1 污闪的特点是什么？

①污闪一般发生在运行电压下。

②污闪通常在一段相当长的时间内多次发生，不易为重合闸所消除。

③污闪与绝缘子表面附着物有关。

④污闪有季节性，气候条件与污闪关系密切。

⑤污闪多发生在日出前的短暂时间或刚日出的那个时刻。

2 电力电缆常见故障有哪些？

⑥短路性故障

⑦接地性故障

⑧断线性故障

⑨混合性故障（上述两种以上的情况）