2025 年大学电气工程（电力系统基础）试题及答案

2025年大学电气工程（电力系统基础）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.电力系统的组成部分不包括以下哪一项（）A.发电厂B.电力网C.用户D.变电站2.我国电力系统的额定频率是（）A.48HzB.50HzC.52HzD.60Hz3.下列哪种设备不属于一次设备（）A.发电机B.变压器C.继电器D.断路器4.电力系统中性点接地方式中，安全性最高的是（）A.中性点直接接地B.中性点经消弧线圈接地C.中性点不接地D.以上都不对5.短路电流最大的短路类型是（）A.三相短路B.两相短路C.单相接地短路D.两相接地短路6.电力网按其在电力系统中的作用不同分为（）A.输电网和配电网B.高压网和低压网C.内网和外网D.以上都不对7.变压器的变比是指（）A.一、二次侧电压之比B.一、二次侧电流之比C.一、二次侧匝数之比D.以上都对8.电力系统无功功率电源不包括（）A.发电机B.调相机C.电容器D.电阻器9.提高电力系统静态稳定性的措施不包括（）A.采用自动调节励磁装置B.减少线路电抗C.提高系统电压D.增加发电机出力10.电力系统的备用容量按其用途可分为（）A.热备用和冷备用B.事故备用和检修备用C.负荷备用和国民经济备用D.以上都是二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填入括号内）1.电力系统的特点包括（）A.电能不能大量储存B.暂态过程非常迅速C.与国民经济各部门密切相关D.电能生产、输送、分配和消费同时进行2.以下属于二次设备的有（）A.测量仪表B.继电保护装置C.控制和信号设备D.直流电源设备3.电力系统短路的原因有（）A.电气设备绝缘损坏B.运行人员误操作C.鸟兽跨接在裸露的载流部分D.雷击过电压作用4.电力系统电压调整的方法有（）A.改变发电机端电压B.改变变压器变比C.改变无功功率分布D.改变线路参数5.提高电力系统暂态稳定性的措施有（）A.快速切除故障B.采用自动重合闸装置C.发电机电气制动D.变压器中性点经小电阻接地三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的对错，对的打√，错的打×）1.电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的统一整体。（）2.电力系统的额定电压是指系统中电气设备长期运行时所承受的工作电压。（）3.一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。（）4.中性点不接地系统发生单相接地时，接地电流很小，三相线电压仍能保持对称，系统可以长期运行。（）5.短路电流的大小与短路类型、短路点距电源的远近以及系统的运行方式等有关。（）6.电力网的电压等级越高，输送的功率越大，输送的距离越远。（）7.变压器的变比等于一、二次侧电压之比，也等于一、二次侧电流之比。（）8.电力系统无功功率不足会导致电压下降，有功功率不足会导致频率下降。（）9.提高电力系统静态稳定性的关键是提高系统的功率极限。（）10.电力系统的备用容量越大越好，这样可以保证系统的可靠运行。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述电力系统中性点接地方式的分类及其特点。2.什么是短路？短路对电力系统有哪些危害？3.提高电力系统功率因数的意义是什么？有哪些措施可以提高功率因数？五、分析计算题（总共2题，每题15分，请详细解答下列问题）1.已知某电力系统的等值电路如下图所示，各元件参数如下：发电机G：SN=100MVA，x"d=0.2；变压器T1：SN=100MVA，变比110/11kV，uk=10%；变压器T2：SN=100MVA，变比11/0.4kV，uk=10%；线路L：长度l=100km，x=0.4Ω/km。试计算该电力系统在f点发生三相短路时短路电流的周期分量有效值。2.某工厂有一台异步电动机，额定功率Pn=10kW，额定电压Un=380V，额定功率因数cosφn=0.8，效率ηn=0.9。该电动机采用三角形接法，接到线电压为380V的电源上。试求：（1）电动机的额定电流；（2）电动机从电源取用的无功功率；（3）若要将功率因数提高到0.95，需要并联多大的电容器？答案一、选择题1.D2.B3.C4.A5.A6.A7.D8.D9.D10.D二、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABCD三、判断题1.√2.√3.√4.×5.√6.√7.×8.√9.√10.×四、简答题1.电力系统中性点接地方式分为中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和中性点不接地。中性点直接接地系统发生单相接地时，接地电流很大，切断故障线路时间短，但供电可靠性低；中性点经消弧线圈接地系统可减少接地电流，提高供电可靠性；中性点不接地系统接地电流小，三相线电压能保持对称，可运行一段时间，但需及时查找故障。2.短路是指电力系统中相与相之间或相与地之间通过电弧或其他较小阻抗而形成的一种非正常连接。危害有：短路电流会产生很大的电动力，损坏电气设备；短路会引起系统电压大幅下降，影响用户正常用电；短路可能导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统稳定；短路还会造成停电，给国民经济带来损失。3.提高电力系统功率因数的意义：可提高发电设备的利用率，减少线路损耗，提高供电质量。措施有：合理选择电动机等用电设备，使其在额定工况下运行；采用并联电容器进行无功补偿；采用同步电动机进行无功补偿；对电力系统进行无功功率优化调度。五、分析计算题1.（1）计算各元件电抗标幺值：发电机电抗标幺值：$x_{G}=\frac{x_d''}{x_{d}}=\frac{0.2}{1}=0.2$变压器T1电抗标幺值：$x_{T1}=\frac{u_k}{100}\times\frac{S_N}{S_{G}}=\frac{10}{100}\times1=0.1$变压器T2电抗标幺值：$x_{T2}=\frac{u_k}{100}\times\frac{S_N}{S_{G}}=\frac{10}{100}\times1=0.1$线路电抗标幺值：$x_{L}=x\times\frac{S_N}{U_N^2}\timesl=0.4\times\frac{100}{110^2}\times100\approx0.33$（2）计算短路点总电抗标幺值：$x_{f}=x_{G}+x_{T1}+x_{T2}+x_{L}=0.2+0.1+0.1+0.33=0.73$（3）计算短路电流周期分量有效值：$I_{k}=\frac{1}{x_{f}}=\frac{1}{0.73}\approx1.37$，$I_{k}=I_{k}\times\frac{S_N}{\sqrt{3}U_N}=1.37\times\frac{100}{\sqrt{3}\times110}\approx0.72kA$2.（1）电动机额定电流：$I_{n}=\frac{P_n}{\sqrt{3}U_n\cos\varphi_n\eta_n}=\frac{10\times10^3}{\sqrt{3}\times380\times0.8\times0.9}\approx20.9A