2025年电力系统工程师考试试卷及答案

2025年电力系统工程师考试试卷及答案一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.电力系统中性点经消弧线圈接地的主要目的是（）A.提高系统电压水平

B.限制单相接地故障电流

C.增强系统短路容量

D.简化继电保护配置答案：B解析：中性点经消弧线圈接地时，消弧线圈产生的感性电流可补偿接地故障时的容性电流，从而限制故障电流，避免电弧持续燃烧，降低故障扩大风险。2.以下不属于电力系统暂态稳定分析范围的是（）A.三相短路故障切除后系统恢复同步

B.大容量发电机突然跳闸后的系统稳定性

C.电力系统频率的长期调整过程

D.双回线路单相瞬时性故障重合闸成功答案：C解析：暂态稳定关注的是大干扰（如短路、跳闸）后系统在几秒内保持同步的能力；频率长期调整属于动态稳定或电压稳定范畴。3.高压直流输电（HVDC）与交流输电相比，其主要优势是（）A.无需考虑同步问题，便于跨区域联网

B.线路造价更低

C.可传输更高频率的电能

D.换流站设备维护更简单答案：A解析：直流输电通过换流器实现异步联网，避免了交流系统的同步稳定性问题，适合远距离大容量输电及异步电网互联。4.新能源电站并网点的电能质量指标中，最能反映间歇性电源波动特性的是（）A.电压偏差

B.谐波畸变率

C.电压闪变

D.三相不平衡度答案：C解析：新能源（如风电、光伏）出力的随机波动会引起并网点电压快速变化，导致电压闪变，是衡量其波动性对电网影响的关键指标。5.电力系统短路电流计算中，标幺值法的基准值通常选择（）A.基准功率（SB）和基准电流（IB）

B.基准功率（SB）和基准电压（UB）

C.基准电压（UB）和基准阻抗（ZB）

D.基准电流（IB）和基准阻抗（ZB）答案：B解析：标幺值法以基准功率（通常取100MVA）和基准电压（各电压等级的平均额定电压）为基准，通过公式推导得到其他量的标幺值，简化计算。6.变压器的联结组别YNd11表示（）A.高压侧星形接地，低压侧三角形，低压侧线电压滞后高压侧330°

B.高压侧星形不接地，低压侧三角形，低压侧线电压超前高压侧30°

C.高压侧星形接地，低压侧三角形，低压侧线电压超前高压侧30°

D.高压侧星形不接地，低压侧三角形，低压侧线电压滞后高压侧30°答案：C解析：YNd11中“Y”表示高压侧星形联结（中性点接地），“d”表示低压侧三角形联结，“11”表示低压侧线电压超前高压侧30°（11×30°=330°，对应滞后30°的反方向即超前30°）。7.距离保护中，第Ⅰ段保护的动作范围通常为被保护线路全长的（）A.80%-85%

B.100%

C.150%

D.50%-60%答案：A解析：距离Ⅰ段为无延时速动段，为避免出口短路时邻线出口故障的超越，动作范围一般整定为线路全长的80%-85%。8.电力系统频率的一次调整由（）完成A.发电机调速器自动调节

B.调度中心手动调整发电机出力

C.负荷侧自动减载装置

D.静止无功发生器（SVG）补偿答案：A解析：一次调整是通过发电机调速器的自动调节，响应频率偏差，属于有差调节；二次调整由调频器（AGC）实现无差调节。9.以下不属于新型电力系统特征的是（）A.高比例可再生能源

B.高比例电力电子设备

C.强电磁耦合的传统同步电网

D.源网荷储多向互动答案：C解析：新型电力系统以“双高”（高比例可再生能源、高比例电力电子设备）为特征，传统同步电网的强电磁耦合特性逐渐弱化，转向多时间尺度的灵活互动。10.微电网孤岛运行时，其电压和频率的控制主要依靠（）A.储能装置的下垂控制

B.主网的同步支撑

C.负荷侧的自动调节

D.光伏逆变器的MPPT控制答案：A解析：孤岛微电网无主网支撑，需通过储能变流器的下垂控制（P-f、Q-V特性）实现电压和频率的自主调节。11.电力系统静态安全分析的核心是（）A.验证系统在N-1故障下的运行可行性

B.计算系统短路电流水平

C.分析大干扰后的暂态稳定性

D.评估新能源出力预测误差的影响答案：A解析：静态安全分析主要检查系统在单一元件故障（N-1）后是否存在线路过载、电压越限等问题，确保系统运行在安全范围内。12.特高压交流输电线路的电晕损耗主要与（）相关A.线路长度

B.导线表面电场强度

C.系统频率

D.负荷电流大小答案：B解析：电晕损耗是由于导线表面电场强度超过空气击穿场强引起的放电现象，与导线半径、分裂数及运行电压相关，与负荷电流无直接关系。13.以下设备中，属于一次设备的是（）A.微机保护装置

B.断路器

C.监控系统服务器

D.同步相量测量装置（PMU）答案：B解析：一次设备直接参与电能生产、传输和分配（如发电机、变压器、断路器）；二次设备用于监测、控制和保护（如保护装置、PMU）。14.电力系统无功优化的主要目标是（）A.最小化有功网损

B.最大化系统传输容量

C.维持频率稳定

D.提高发电机有功出力答案：A解析：无功优化通过调整无功补偿设备（如电容器、SVG）和变压器分接头，在满足电压约束的前提下，最小化有功功率损耗。15.新能源电站参与电力系统一次调频的关键是（）A.配置足够容量的储能

B.提高发电预测精度

C.优化最大功率跟踪（MPPT）策略

D.增加有功备用容量答案：A解析：新能源（如光伏、风电）本身无旋转惯量，需通过储能装置存储能量，在频率下降时释放功率，模拟同步发电机的一次调频特性。二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分）16.电力系统稳定可分为以下哪几类（）A.静态稳定

B.暂态稳定

C.动态稳定

D.电压稳定答案：ABCD解析：电力系统稳定通常分为静态稳定（小干扰）、暂态稳定（大干扰短期）、动态稳定（大干扰长期）和电压稳定（电压维持能力）。17.智能变电站的关键技术包括（）A.电子式互感器

B.IEC61850通信标准

C.程序化操作

D.交直流混联接线答案：ABC解析：智能变电站以数字化、网络化、标准化为特征，核心技术包括电子式互感器（替代电磁式）、IEC61850统一通信协议、程序化操作（一键顺控）等。18.高压直流输电的换流站主要设备包括（）A.换流变压器

B.晶闸管阀

C.平波电抗器

D.串联电容器答案：ABC解析：换流站由换流变压器（连接交流电网与换流器）、晶闸管阀（实现交直流转换）、平波电抗器（抑制直流电流波动）等组成；串联电容器属于交流输电补偿设备。19.电力系统中，可能引起电压崩溃的因素有（）A.无功电源不足

B.线路重载

C.大量电动机负荷启动

D.发电机功角稳定答案：ABC解析：电压崩溃是系统无功不足导致电压持续下降的过程，常见于无功电源不足（如电容器退出）、线路重载（无功损耗大）、电动机启动（冲击无功需求）等场景；功角稳定属于同步稳定性问题。20.新能源高渗透率对电网的影响包括（）A.系统惯量降低

B.短路电流水平下降

C.潮流双向流动增加

D.频率调节能力增强答案：ABC解析：新能源（如光伏、风电）通过电力电子设备并网，无旋转惯量，导致系统惯量降低；其提供的短路电流有限，短路容量下降；分布式新能源可能向电网反送电，潮流双向化；但新能源本身调频能力弱，需额外措施补偿。21.电力系统继电保护的基本要求包括（）A.选择性

B.速动性

C.灵敏性

D.可靠性答案：ABCD解析：继电保护需满足“四性”：选择性（仅切除故障元件）、速动性（快速切除故障）、灵敏性（对故障的反应能力）、可靠性（不拒动/误动）。22.以下属于需求侧响应技术的有（）A.可调节负荷聚合

B.电动汽车有序充电

C.分布式储能参与调峰

D.发电机一次调频答案：ABC解析：需求侧响应通过引导用户调整用电行为（如可调节负荷、电动汽车充电、分布式储能充放电）参与电网调节；发电机一次调频属于电源侧响应。23.电力系统黑启动的关键步骤包括（）A.选择黑启动电源（如水电、燃气轮机）

B.恢复重要变电站供电

C.逐步并网大型火电机组

D.立即恢复全部负荷答案：ABC解析：黑启动需优先选择自启动能力强的电源（如水电机组），逐步恢复厂用电和关键变电站，再并网大型机组，最后恢复负荷；“立即恢复全部负荷”会导致电网再次崩溃。24.提高电力系统静态稳定的措施有（）A.增加输电线路串联电容补偿

B.采用自动励磁调节装置

C.减少系统联系电抗

D.装设电力系统稳定器（PSS）答案：ABCD解析：静态稳定与系统电抗、发电机电动势有关，串联电容补偿（减小电抗）、自动励磁（维持电动势）、减少联系电抗（如双回线）、PSS（抑制低频振荡）均可提高静态稳定性。25.新型电力系统中，“源网荷储一体化”的核心特征包括（）A.多主体协同互动

B.全环节灵活调节

C.高度依赖传统火电

D.数字技术深度赋能答案：ABD解析：“源网荷储一体化”强调电源、电网、负荷、储能的协同互动，通过灵活调节（如储能充放、负荷响应）平抑新能源波动，同时依赖数字技术（如AI、物联网）实现精准控制；传统火电占比将逐步降低。三、填空题（共10题，每题2分，共20分）26.电力系统的最大运行方式是指系统____最大的运行方式。答案：短路电流27.变压器的空载损耗主要由____损耗决定。答案：铁芯（或铁）28.电力系统频率的额定值为____Hz（我国）。答案：5029.高压输电线路的耐雷水平是指线路能承受的____电流最大值。答案：雷30.微电网的控制模式包括_控制和_控制（按主从关系）。答案：主从；对等31.电力系统电压调整的主要手段包括调节发电机励磁、调整变压器分接头、投切____装置。答案：无功补偿（或电容器/电抗器）32.新能源电站的有功功率控制应满足_和_的要求（从电网调度角度）。答案：计划跟踪；调频33.电力系统动态稳定分析主要关注____干扰后的长期稳定性问题。答案：大34.特高压交流输电线路采用分裂导线的主要目的是降低____损耗和改善电场分布。答案：电晕35.电力市场中，辅助服务主要包括调频、调峰、____和黑启动等。答案：无功支撑（或备用）四、判断题（共10题，每题1分，共10分）36.电力系统中性点直接接地方式适用于110kV及以上高压电网，可提高供电可靠性。（）答案：×解析：中性点直接接地时，单相接地故障电流大，需立即跳闸，供电可靠性较低；但110kV及以上电网绝缘成本高，采用直接接地可降低绝缘要求。37.发电机的功角是指发电机端电压与系统电压之间的相位差。（）答案：√解析：功角δ是发电机电动势Eq与系统电压U之间的相位差，反映发电机与系统的同步运行状态。38.距离保护的Ⅲ段可作为本线路的近后备和相邻线路的远后备保护。（）答案：√解析：距离Ⅲ段动作延时最长，整定值较小，可覆盖本线路全长（近后备）和相邻线路（远后备）。39.电力系统的电压稳定性问题主要与无功功率的平衡有关。（）答案：√解析：电压稳定的本质是系统无功供给与需求的平衡，无功不足会导致电压持续下降甚至崩溃。40.新能源电站的低电压穿越（LVRT）能力是指其在电网电压跌落时保持并网运行的能力。（）答案：√解析：LVRT要求新能源电站在电网电压跌落（如短路故障）时不脱网，继续向电网提供无功支持，帮助系统恢复电压。41.电力系统的暂态稳定计算中，通常忽略发电机的电磁暂态过程。（）答案：√解析：暂态稳定分析关注机电暂态过程（秒级），电磁暂态（微秒级）可通过简化模型（如发电机用次暂态电抗）忽略。42.高压直流输电的双极运行方式下，一极故障时另一极可继续运行。（）答案：√解析：双极HVDC系统中，两极独立运行，一极故障可转为单极运行（大地/金属回线），保持部分功率传输。43.电力系统的频率偏差仅由有功功率不平衡引起。（）答案：√解析：频率是有功功率平衡的标志，有功过剩则频率上升，有功不足则频率下降。44.智能电网的“自愈”特性是指系统在故障后无需人工干预即可恢复正常运行。（）答案：√解析：自愈是智能电网的核心特征，通过实时监测、快速诊断和自动控制实现故障自恢复。45.电力系统的短路容量越大，说明系统的抗干扰能力越强。（）答案：×解析：短路容量越大，系统等值阻抗越小，故障电流越大，对设备开断能力要求更高，与抗干扰能力无直接关系。五、简答题（共5题，每题6分，共30分）46.简述电力系统静态稳定的定义及主要影响因素。(1).定义：静态稳定指电力系统在小干扰（如负荷缓慢变化）下，保持同步运行的能力，本质是系统在平衡点附近的小扰动稳定性。

(2).影响因素：发电机的同步力矩系数（与电动势、系统电抗相关）、系统联系电抗（电抗越小，稳定性越高）、负荷特性（恒阻抗负荷利于稳定，恒功率负荷不利）、自动励磁调节装置（可提高同步力矩）。47.说明智能变电站与传统变电站的主要区别。(1).设备数字化：采用电子式互感器（无磁饱和）、智能一次设备（集成传感器）。

(2).通信标准化：基于IEC61850协议，实现设备间信息共享与互操作。

(3).功能集成化：保护、测控、计量等功能集成于统一平台，减少二次电缆。

(4).操作自动化：支持程序化操作（一键顺控），降低人为误操作风险。48.分析高比例新能源接入对电力系统保护的影响。(1).短路电流特性改变：新能源通过电力电子设备并网，提供的短路电流有限（通常为1-2倍额定电流），传统过流保护可能拒动。

(2).潮流双向化：分布式新能源可能向电网反送电，导致保护方向元件误判。

(3).谐波污染：电力电子变换器产生谐波，影响距离保护、差动保护的测量精度。

(4).弱馈问题：新能源孤岛运行时，故障点两侧电源支撑弱，传统保护灵敏度下降。49.简述电力系统无功补偿的主要方式及适用场景。(1).发电机自补偿：发电机通过调节励磁提供无功，适用于主网无功支撑（基本无功源）。

(2).电容器/电抗器：并联电容器用于变电站或线路末端无功补偿（感性无功不足）；并联电抗器用于超高压线路容性无功过剩场景。

(3).静止无功发生器（SVG）：动态无功补偿，响应速度快（毫秒级），适用于新能源电站、动态负荷（如电弧炉）的无功支撑。

(4).调相机：旋转设备，提供动态无功和惯量支撑，适用于强电磁耦合的传统电网（如特高压受端）。50.说明电力系统黑启动的基本流程。(1).启动黑启动电源：选择具有自启动能力的电源（如水电机组、燃气轮机），优先恢复其厂用电。

(2).恢复关键变电站：通过黑启动电源逐步合闸输电线路，恢复枢纽变电站供电，为其他机组提供厂用电。

(3).并网大型机组：启动火电机组（需外部电源恢复厂用电），逐步并网并带负荷。

(4).恢复重要负荷：按优先级恢复医院、交通枢纽等重要负荷，最后恢复普通负荷。六、论述题（共3题，每题10分，共30分）51.论述大电网安全稳定控制策略的发展趋势。(1).从“离线预决策”到“在线实时决策”：传统稳定控制基于离线计算的稳定极限，新型控制利用广域测量系统（WAMS）实时获取电网状态，结合AI算法在线优化控制策略。

(2).从“单一元件控制”到“多源协调控制”：整合发电机、储能、柔性负荷等多类可控资源，通过协调控制（如切机、切负荷、储能放电）提升系统稳定性。

(3).从“被动防御”到“主动支撑”：利用电力电子设备（如SVG、UPFC）的快速调节能力，主动抑制功率波动（如低频振荡、次同步振荡），增强电网阻尼。

(4).数字孪生技术的应用：构建电网数字孪生体，模拟不同扰动场景下的稳定特性，提前预判风险并优化控制参数，实现“预测-控制-验证”闭环。52.结合“双碳”目标，