2025电气工程师《发输变电》真题练习卷

2025电气工程师《发输变电》真题练习卷考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每题1分，共30分。下列选项中，只有一项符合题意）1.在电力系统中，用于限制短路电流大小的主要设备是（）。2.三相交流电系统中，线电压与相电压的有效值关系为（）。3.架空输电线路产生电晕现象的主要条件是（）。4.电力系统中，同步发电机的励磁方式主要分为（）。5.下列哪一种继电保护动作后，断路器合闸？（）6.电力系统中，频率的主要调节手段是（）。7.提高电力系统电压稳定性的主要措施之一是（）。8.在直流输电系统中，换流站通常采用（）控制方式来维持稳定运行。9.变电站中，用于汇集和分配电能的主要设备是（）。10.电力系统中，负荷的功率因数低将导致（）。11.下列关于电力系统故障的说法，正确的是（）。12.电力系统发生三相短路时，故障点的短路电流有效值最大，发生在（）。13.电力系统中，限制系统电压水平的主要设备是（）。14.交流滤波器在电力系统中的作用主要是（）。15.下列哪种继电保护是按故障类型和测距原理构成的？（）16.电力系统中，非同期并网可能引起（）。17.电力系统中，输电线路输送功率的能力主要受（）限制。18.下列关于变压器连接组别的说法，正确的是（）。19.电力系统中，用于检测设备绝缘状况的常用方法有（）。20.交流输电线路中的电纳（B）对电压分布的影响是（）。21.电力系统中，自动调节励磁装置（AVR）的主要作用是（）。22.下列哪种保护是发电机的主保护？（）23.电力系统中，使用电容器进行无功补偿的主要目的是（）。24.电力系统中，线路阻抗角增大时，线路末端电压（）。25.下列关于电力系统安全自动装置的说法，正确的是（）。26.电力系统中，采用分裂导线的主要目的是（）。27.下列哪种继电保护属于按相电流差原理构成？（）28.电力系统中，提高系统功率因数的主要意义在于（）。29.电力系统中，短路电流中的非周期分量主要是由（）引起的。30.下列关于电力系统稳定性的说法，正确的是（）。二、多项选择题（每题2分，共20分。下列选项中，至少有两项符合题意）1.电力系统运行的基本要求包括（）。2.电力系统中，可能引起电压波动的因素有（）。3.变压器的主要技术参数包括（）。4.继电保护装置应满足的基本要求有（）。5.电力系统中，无功电源的作用包括（）。6.架空输电线路的损耗主要包括（）。7.电力系统中，可能发生的不对称故障包括（）。8.提高电力系统稳定性措施中，属于提高静态稳定性的有（）。9.电力系统中，常见的谐波源包括（）。10.电力系统中，实现电力电子变流器的控制方式主要有（）。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述电力系统频率偏差的原因及调节方法。2.简述电力系统中距离保护的基本原理及其应用。3.简述电力系统中无功补偿的意义及主要方式。4.简述提高电力系统电压稳定性的主要措施。四、计算题（每题10分，共40分）1.有一台三相变压器，额定电压为10000/6300V，连接组别为YNd11，额定容量为1000kVA，试求其额定变比、额定电流（一次侧和二次侧）。2.有一输电线路，长度为200km，线路参数为R=0.4Ω/km，X=0.3Ω/km，B=2.1×10^-6S/km。线路末端接有负荷，P=150MW，Q=75MVar。试求线路空载时末端电压偏移（设首端电压为1.0p.u.）。3.有一台同步发电机，额定容量为50MVA，额定电压为10kV，额定功率因数为0.8（滞后），试求其额定视在功率、额定有功功率和额定无功功率。4.有一输电线路发生单相接地故障，故障点距离电源为80km，系统相电压为U_p=115kV。试估算故障点的故障电流（不考虑故障前负荷电流和系统阻抗的变化）。五、论述题（每题10分，共20分）1.论述电力系统中短路电流对设备和系统的危害，并简述限制短路电流的主要措施。2.论述电力系统中采用柔性直流输电技术的优势和挑战。---试卷答案一、单项选择题1.B2.C3.A4.D5.C6.B7.A8.A9.B10.C11.D12.A13.C14.B15.A16.C17.B18.B19.B20.C21.A22.A23.A24.B25.A26.B27.B28.A29.B30.C二、多项选择题1.ABDE2.ABCDE3.ABCDE4.ABCDE5.ABDE6.AB7.ABCD8.ABCDE9.ABCDE10.ABCDE三、简答题1.解析：频率偏差主要由负荷变化与发电功率不平衡引起。调节方法主要靠发电机的调速器进行一次调频，通过改变发电机输入汽门或燃料供应进行功率调整；当偏差较大或持续时间较长时，由中央调度中心调整各发电厂的出力进行二次调频；长期频率调整则通过改变发电机组同步发电机的励磁电流来改变系统的总无功功率，实现频率的长期平衡。2.解析：距离保护利用故障点至保护安装点的距离（阻抗）与线路阻抗成正比的关系，通过测量故障点到保护安装点的阻抗，并与预定的整定值进行比较来判定是否动作。其基本原理是：当线路发生故障时，保护安装点到故障点的阻抗小于线路阻抗，保护根据测量到的阻抗值判断为区内故障而快速动作；当故障点远离保护安装点时，测量到的阻抗接近线路阻抗，保护根据整定值判断为区外故障，不动作。广泛应用于输电线路的主保护。3.解析：无功补偿的意义在于提高电力系统的功率因数，减少线路和变压器中的功率损耗（I²R损耗），提高输电效率和电压水平，改善电能质量，缓解线路和变压器的负荷压力，使发电设备得到充分利用。主要方式包括：安装电力电容器进行静态补偿；采用同步调相机进行动态补偿；利用静止无功补偿器（SVC）或静止同步补偿器（STATCOM）进行快速动态补偿。4.解析：提高电力系统电压稳定性的主要措施包括：限制系统有功功率缺额；提高系统等效阻抗（如采用串联电抗器）；采用静止无功补偿器（SVC）或同步调相机进行动态无功支持；改善系统网络结构（如增加联络线）；采用先进的电压控制技术（如数字调节器）；合理配置系统中的无功电源等。四、计算题1.解析：额定变比K=U1/U2=10000/6300=1.587。额定电流I1=SN/(√3*U1)=1000*10^3/(√3*10000)=57.74A。额定电流I2=SN/(√3*U2)=1000*10^3/(√3*6300)=91.35A。2.解析：线路阻抗Z=0.4+j0.3=0.5∠36.87°Ω/km。线路总阻抗Z_line=200*Z=100+j60Ω。线路末端功率S=150+j75MVA。设末端电压为U2，首端电压为U1=1.0p.u.。U1/Z_line=S/(√3*U2)=1∠0°/(100+j60)=0.714∠-31.04°=0.612-j0.377。U2/U1=1/(0.714∠-31.04°)=1.401∠31.04°。U2=1.0*1.401∠31.04°=1.401∠31.04°p.u.。末端电压偏移δ=31.04°。空载时末端电压偏移为31.04°。3.解析：额定视在功率S_N=P_N/Q_N=150/0.8=187.5MVA。额定有功功率P_N=150MW。额定无功功率Q_N=P_N*tan(acos(0.8))=150*tan(acos(0.8))=150*0.75=112.5MVar。4.解析：假设系统对地总电导为G=0（不计对地导纳），则单相接地故障时，故障相电压为零，非故障相电压升高为线电压。故障点故障电流（不考虑衰减）主要受系统等效阻抗限制。估算方法：取系统总阻抗为X_system=1/X_line=1/(0.3*200)=1.67Ω（简化估算，实际应考虑系统总阻抗）。故障相电流I_fault=U_line/X_system=115*10^3/1.67=68864A≈68.9kA。五、论述题1.解析：短路电流对设备和系统的危害主要包括：巨大的短路电流流过导体时产生强烈的热效应，导致导体发热、熔化，损坏绝缘；产生巨大的电动力，可能使导体变形、位移甚至损坏支撑结构；引起系统电压大幅度下降，可能导致重要负荷中断；可能造成系统失去稳定，引发连锁故障，扩大事故范围。限制短路电流的主要措施包括：在系统中合理设置限流电抗器或采用具有限流特性的变压器（如环形变压器）；采用高压、超高压输电，利用线路本身的阻抗限制短路电流；在用户端或重要负荷侧采用专线供电或设置断路器分段；合理设计系统接线，避免形成短路电流易于积聚的网络结构。2.解析：柔性直流输电（HVDC）技术的优势在于：可以实现功率的双向灵活输送，便于连接不同频率或