电力系统分析及系统基本知识竞赛试题(附含答案)

电力系统分析及系统基本知识竞赛试题(附含答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.以下哪种设备不属于电力系统的一次设备（）A.发电机B.变压器C.测量仪表D.断路器答案：C。一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备，如发电机、变压器、断路器等；测量仪表属于二次设备，用于对一次设备的运行状态进行监测和控制。2.电力系统的中性点运行方式不包括（）A.中性点直接接地B.中性点不接地C.中性点经消弧线圈接地D.中性点经电容器接地答案：D。电力系统中性点运行方式主要有中性点直接接地、中性点不接地和中性点经消弧线圈接地三种。3.同步发电机的额定电压比同级电网电压（）A.高5%B.低5%C.高10%D.低10%答案：A。为了补偿线路上的电压损失，同步发电机的额定电压比同级电网电压高5%。4.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比（）A.正序阻抗大于负序阻抗B.正序阻抗小于负序阻抗C.正序阻抗等于负序阻抗D.无法确定答案：C。对于静止元件（如输电线路、变压器等），正序阻抗和负序阻抗是相等的。5.电力系统发生短路时，短路电流（）A.由负荷电流和短路电流分量组成B.只有短路电流分量C.由电源电势和短路回路总阻抗决定D.以上都不对答案：C。电力系统发生短路时，短路电流由电源电势和短路回路总阻抗决定，可根据欧姆定律计算。6.潮流计算中，已知节点注入功率和节点电压幅值的节点是（）A.PQ节点B.PV节点C.平衡节点D.以上都不是答案：B。PV节点是已知节点注入有功功率P和节点电压幅值V的节点；PQ节点是已知节点注入有功功率P和无功功率Q的节点；平衡节点是已知节点电压幅值和相角的节点。7.采用分裂导线的目的是（）A.减小导线电阻B.增大导线电容C.减小电晕损耗和线路电抗D.提高导线的机械强度答案：C。采用分裂导线可以增大导线的等效半径，从而减小电晕损耗和线路电抗。8.电力系统的频率主要取决于（）A.有功功率的平衡B.无功功率的平衡C.电压的高低D.网络的结构答案：A。电力系统的频率主要取决于有功功率的平衡，当有功功率不平衡时，系统频率会发生变化。9.以下哪种调压方式属于逆调压（）A.高峰负荷时降低电压，低谷负荷时升高电压B.高峰负荷时升高电压，低谷负荷时降低电压C.高峰负荷和低谷负荷时电压保持不变D.以上都不对答案：B。逆调压是指在高峰负荷时升高电压，低谷负荷时降低电压，以保证用户端电压的质量。10.电力系统中，备用容量按其作用可分为（）A.热备用和冷备用B.负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用C.有功备用和无功备用D.以上都不对答案：B。电力系统中的备用容量按其作用可分为负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用。11.同步发电机并列的理想条件是（）A.电压幅值相等、频率相等、相角差为零B.电压幅值相等、频率相等、相序相同C.电压幅值相等、相角差为零、相序相同D.频率相等、相角差为零、相序相同答案：A。同步发电机并列的理想条件是电压幅值相等、频率相等、相角差为零。12.电力系统发生不对称短路时，系统中（）A.只有正序分量B.只有负序分量C.只有零序分量D.同时存在正序、负序和零序分量答案：D。电力系统发生不对称短路时，系统中会同时存在正序、负序和零序分量。13.变压器的参数中，反映变压器铜损耗的是（）A.电阻B.电抗C.电导D.电纳答案：A。变压器的电阻反映了变压器绕组的铜损耗。14.以下哪种故障属于电力系统的横向故障（）A.单相接地短路B.两相接地短路C.三相短路D.以上都是答案：D。电力系统的横向故障是指各种类型的短路故障，包括单相接地短路、两相接地短路、三相短路等。15.电力系统的暂态过程不包括（）A.波过程B.电磁暂态过程C.机电暂态过程D.热暂态过程答案：D。电力系统的暂态过程包括波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。16.输电线路的波阻抗与（）有关A.线路长度B.线路的几何结构和材料C.线路的运行电压D.以上都不对答案：B。输电线路的波阻抗只与线路的几何结构和材料有关，与线路长度和运行电压无关。17.电力系统的无功功率平衡主要影响（）A.系统频率B.系统电压C.系统的稳定性D.以上都不对答案：B。电力系统的无功功率平衡主要影响系统电压，无功功率不足会导致电压下降。18.同步发电机的功角特性是指（）A.发电机输出有功功率与功角的关系B.发电机输出无功功率与功角的关系C.发电机端电压与功角的关系D.以上都不对答案：A。同步发电机的功角特性是指发电机输出有功功率与功角的关系。19.电力系统的静态稳定性是指（）A.系统在受到小干扰后，能恢复到原来运行状态的能力B.系统在受到大干扰后，能保持同步运行的能力C.系统在受到小干扰后，能保持电压稳定的能力D.以上都不对答案：A。电力系统的静态稳定性是指系统在受到小干扰后，能恢复到原来运行状态的能力。20.以下哪种设备可以用于提高电力系统的功率因数（）A.同步调相机B.电容器C.静止无功补偿器D.以上都是答案：D。同步调相机、电容器和静止无功补偿器都可以用于提高电力系统的功率因数。二、多项选择题（每题3分，共30分）1.电力系统的组成部分包括（）A.发电厂B.变电站C.输电线路D.负荷答案：ABCD。电力系统由发电厂、变电站、输电线路和负荷组成。2.电力系统的运行要求包括（）A.保证可靠的持续供电B.保证良好的电能质量C.保证系统运行的经济性D.以上都不对答案：ABC。电力系统的运行要求包括保证可靠的持续供电、保证良好的电能质量和保证系统运行的经济性。3.以下哪些是电力系统的调压措施（）A.改变发电机端电压B.改变变压器变比C.改变线路参数D.无功补偿答案：ABCD。电力系统的调压措施包括改变发电机端电压、改变变压器变比、改变线路参数和无功补偿等。4.电力系统的短路故障类型有（）A.三相短路B.两相短路C.两相接地短路D.单相接地短路答案：ABCD。电力系统的短路故障类型包括三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路。5.同步发电机的并列方法有（）A.准同期并列B.自同期并列C.非同期并列D.以上都不对答案：AB。同步发电机的并列方法有准同期并列和自同期并列两种。6.电力系统的备用容量包括（）A.负荷备用B.事故备用C.检修备用D.国民经济备用答案：ABCD。电力系统的备用容量包括负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用。7.影响电力系统静态稳定性的因素有（）A.发电机的电势B.系统的电抗C.负荷的特性D.系统的运行方式答案：ABCD。影响电力系统静态稳定性的因素有发电机的电势、系统的电抗、负荷的特性和系统的运行方式等。8.以下哪些设备属于电力系统的二次设备（）A.测量仪表B.保护装置C.控制装置D.自动装置答案：ABCD。电力系统的二次设备包括测量仪表、保护装置、控制装置和自动装置等。9.输电线路的参数包括（）A.电阻B.电抗C.电导D.电纳答案：ABCD。输电线路的参数包括电阻、电抗、电导和电纳。10.电力系统的暂态过程包括（）A.波过程B.电磁暂态过程C.机电暂态过程D.热暂态过程答案：ABC。电力系统的暂态过程包括波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。三、判断题（每题2分，共20分）1.电力系统的中性点直接接地方式适用于110kV及以上的高压电网。（）答案：正确。110kV及以上的高压电网一般采用中性点直接接地方式，以降低绝缘成本。2.同步发电机的短路比越大，其静态稳定性越好。（）答案：正确。短路比越大，说明发电机的直轴同步电抗越小，静态稳定性越好。3.电力系统的频率调整分为一次调频、二次调频和三次调频。（）答案：正确。一次调频是由调速器自动调节实现的；二次调频是由调频器手动或自动调节实现的；三次调频是根据负荷预测安排发电计划。4.变压器的变比等于一次侧绕组匝数与二次侧绕组匝数之比。（）答案：正确。变压器的变比定义为一次侧绕组匝数与二次侧绕组匝数之比。5.电力系统发生三相短路时，短路电流中只有正序分量。（）答案：正确。三相短路是对称短路，短路电流中只有正序分量。6.采用并联电容器进行无功补偿时，电容器应安装在靠近负荷的地方。（）答案：正确。将电容器安装在靠近负荷的地方可以减少无功功率的传输，降低线路损耗。7.电力系统的静态稳定性是指系统在受到大干扰后，能保持同步运行的能力。（）答案：错误。电力系统的静态稳定性是指系统在受到小干扰后，能恢复到原来运行状态的能力。8.输电线路的波阻抗是一个纯电阻。（）答案：正确。输电线路的波阻抗是一个纯电阻，其值只与线路的几何结构和材料有关。9.同步发电机的功角特性曲线是一条正弦曲线。（）答案：正确。在忽略发电机定子电阻的情况下，同步发电机的功角特性曲线是一条正弦曲线。10.电力系统的无功功率平衡主要影响系统的频率。（）答案：错误。电力系统的无功功率平衡主要影响系统电压，有功功率平衡主要影响系统频率。四、简答题（每题10分，共20分）1.简述电力系统短路的危害。答案：电力系统短路会带来以下危害：-短路电流大幅增加，会使电气设备过热，绝缘老化加速，甚至损坏设备。例如，短路电流产生的巨大热量可能使发电机、变压器等设备的绕组烧毁。-短路电流产生的电动力会对电气设备的机械结构造成破坏。像母线在短路电动力作用下可能发生变形、断裂。-短路会导致系统电压大幅下降，影响用户的正常用电。如电压过低会使电动机转速下降甚至停转，影响工业生产。-短路可能破坏系统的稳定性，使并列运行的发电机失去同步，导致系统解列，造成大面积停电。-不对称短路产生的不平衡电流会对附近的通信线路产生干扰，影响通信质量。2.简述提高电力系统静态稳定性的措施。答案：提高电力系统静态稳定性的措施主要有以下几种：-采用自动调节励磁装置：可以增大发电机的等效电势，提高发电机的功率极限，从而增强系统的静态稳定性。例如现代大型发电机普遍配备先进的自动励磁调节系统。-减小系统电抗：通过采用分裂导线、增加输电线路的回路数等方法减小线路电抗；采用串联电容补偿可以减小输电线路的等效电抗。-改善系统的运行方式：合理安排发电机的出力和负荷分布，避免某些线路或设备过载；采用多回线路并列运行等方式增加系统的联系强度。-提高系统的电压水平：保持较高的系统电压可以提高发电机的功率极限，增强系统的静态稳定性。例如通过调节变压器的分接头、投入无功补偿装置等措施来维持电压。五、计算题（每题15分，共30分）1.某电力系统有一台额定容量为100MVA、额定电压为110kV的变压器，其短路损耗为620kW，短路电压百分比为10.5%。试求该变压器归算到高压侧的电阻和电抗。解：已知：\(S_N=100MVA\)，\(U_N=110kV\)，\(\DeltaP_{k}=620kW\)，\(U_{k}\%=10.5\)（1）计算变压器归算到高压侧的电阻\(R_T\)根据公式\(R_T=\frac{\DeltaP_{k}U_{N}^{2}}{S_{N}^{2}}\)将数值代入可得：\(R_T=\frac{620\times110^{2}}{100^{2}}=\frac{620\times12100}{10000}=75.02\Omega\)（2）计算变压器归算到高压侧的电抗\(X_T\)根据公式\(X_T=\frac{U_{k}\%}{100}\times\frac{U_{N}^{2}}{S_{N}}\)将数值代入可得：\(X_T=\frac{10.5}{100}\times\frac{110^{2}}{100}=\frac{10.5\times12100}{10000}=12.705\Omega\)答：该变压器归算到高压侧的电阻为\(75.02\Omega\)，电抗为\(12.705\Omega\)。2.一条110kV输电线路，长度为100km，采用LGJ-150型导线，其参数为\(r_1=0.21\Omega/km\)，\(x_1=0.409\Omega/km\)，\(b_1=2.82\times10^{-6}S/km\)。试计算该线路的等值参数（忽略电导）。解：（1）计算线路电阻\(R\)\(R=r_1l\)，其中\(r_1=0.21\Omega/km\)，\(l=100km\)\(R=0.21\times100=21\Omega\)（2）计算线路电抗\(X\)\(X=x_1l\)，其中\(x_1=0.409\Omega/km\)，\(l=100km\)\(X=0.409\times100=40.9\Omeg