2025年电源基础考试题及答案

2025年电源基础考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.电力系统中，以下哪种设备属于一次设备？A.继电器B.隔离开关C.监控计算机D.故障录波器答案：B2.某变压器铭牌标注“110kV/10kV，容量50MVA”，其高压侧额定电流约为（）（√3≈1.732）A.262.4AB.314.8AC.418.9AD.525.6A答案：A（计算：I=S/(√3U)=50×10⁶/(1.732×110×10³)≈262.4A）3.同步发电机的功角特性中，功角δ是指（）A.转子磁极轴线与定子磁极轴线的夹角B.端电压与电枢电流的相位差C.励磁电流与电枢电流的相位差D.原动机输入功率与电磁功率的比值答案：A4.以下哪种电力电子器件属于全控型器件？A.晶闸管（SCR）B.二极管（VD）C.绝缘栅双极晶体管（IGBT）D.门极可关断晶闸管（GTO）答案：C（GTO虽为半控，但IGBT是全控；注：严格区分半控与全控，GTO需门极关断，属半控，IGBT为全控）5.中性点不接地系统发生单相接地故障时，非故障相电压会（）A.升高为线电压B.降低为相电压的一半C.保持不变D.升高为相电压的√2倍答案：A6.电力系统频率调整中，一次调频的特点是（）A.由调度中心指令实现，调整速度慢B.依赖发电机调速器自动响应，调整范围有限C.仅通过切除负荷实现，属于紧急控制D.主要针对长期频率偏差，需调整发电机出力答案：B7.变压器的铁损主要包括（）A.涡流损耗和磁滞损耗B.绕组电阻损耗和漏磁损耗C.励磁电流引起的铜损D.杂散损耗和机械损耗答案：A8.以下哪项不是无功补偿装置的作用？A.提高系统电压稳定性B.降低线路有功损耗C.增加系统短路容量D.改善功率因数答案：C（无功补偿不直接增加短路容量，短路容量主要与系统阻抗有关）9.微电网中，储能装置的主要功能不包括（）A.平抑可再生能源出力波动B.提供黑启动能力C.替代传统发电机承担基荷D.参与电网频率调节答案：C（储能通常用于调峰、备用，而非长期承担基荷）10.某三相异步电动机铭牌标注“额定电压380V，额定电流15A，功率因数0.85，效率90%”，其额定功率约为（）A.7.5kWB.8.2kWC.9.4kWD.10.1kW答案：C（计算：P=√3UIηcosφ=1.732×380×15×0.9×0.85≈9400W≈9.4kW）二、填空题（每题2分，共20分）1.我国电力系统的额定频率为____Hz，允许偏差一般不超过±0.2Hz（特殊情况±0.5Hz）。答案：502.变压器的变比k定义为一次侧与二次侧____（选填“电压”“电流”或“匝数”）的比值。答案：匝数（或线电压）3.同步发电机的励磁方式中，自并励系统的励磁电源取自____。答案：发电机机端（或发电机出口母线）4.电力系统短路故障中，____故障占比最高（约60%-70%）。答案：单相接地5.高压输电线路的等值参数中，电纳B主要反映导线间的____效应。答案：电容6.直流输电的主要优点包括____小、不存在同步问题、可实现非同步联网等。答案：线路有功损耗（或线路电阻损耗）7.电力电子变换器中，AC-DC变换称为____，DC-AC变换称为逆变。答案：整流8.衡量电能质量的主要指标包括电压偏差、频率偏差、____和电压波动与闪变。答案：谐波畸变率（或三相电压不平衡度）9.变压器并列运行的基本条件是变比相同、____相同、接线组别相同。答案：短路阻抗（或阻抗电压）10.微电网的运行模式分为孤岛模式和____模式。答案：并网三、简答题（每题8分，共40分）1.简述电力系统中性点接地方式的分类及其特点。答案：中性点接地方式主要分为有效接地（包括直接接地、经小电阻接地）和非有效接地（包括不接地、经消弧线圈接地）。有效接地：发生单相接地时，故障相电压接近0，非故障相电压基本不变（接近相电压），但故障电流大，需快速切除故障；适用于110kV及以上系统，提高供电可靠性。非有效接地：单相接地时故障电流小（容性电流），允许带故障运行1-2小时，但非故障相电压升高为线电压，对绝缘要求高；适用于35kV及以下系统，减少停电次数。2.说明变压器空载试验和短路试验的目的及测量参数。答案：空载试验：在低压侧施加额定电压，高压侧开路，测量空载电流I₀、空载损耗P₀；目的是获取励磁参数（励磁阻抗Zₘ=U₁/I₀，励磁电阻Rₘ=P₀/I₀²，励磁电抗Xₘ=√(Zₘ²-Rₘ²)），反映变压器的铁损。短路试验：在高压侧施加低电压（使低压侧电流达额定值），低压侧短路，测量短路电压Uₖ、短路电流Iₖ、短路损耗Pₖ；目的是获取绕组参数（短路阻抗Zₖ=Uₖ/Iₖ，短路电阻Rₖ=Pₖ/Iₖ²，短路电抗Xₖ=√(Zₖ²-Rₖ²)），反映变压器的铜损。3.分析电力系统电压调整的主要措施。答案：发电机调压：通过调节励磁电流改变端电压，适用于无功充足的局部电网。变压器分接头调压：改变变压器变比，调整二次侧电压；有载分接开关可带负荷调节，无载需停电调整。无功补偿调压：安装电容器、电抗器或静止无功发生器（SVG），补偿无功缺额，提高电压水平；电容器提供容性无功（升压），电抗器吸收感性无功（降压）。线路调压：减小线路阻抗（如增大导线截面积）或采用串联电容补偿，降低电压损耗；适用于长距离重负荷线路。4.简述同步发电机的功角稳定性及其影响因素。答案：功角稳定性指发电机在扰动后能否保持转子同步运行的能力，核心是功角δ（转子磁极与气隙合成磁场的夹角）的动态平衡。影响因素：发电机参数：同步电抗Xₙ越小，最大电磁功率Pₘₐₓ=EU/Xₙ越大，稳定性越好。电网结构：联系电抗（如输电线路电抗）越小，Pₘₐₓ越大，稳定性越高。励磁系统：快速强励可提高故障期间的电动势E，增加Pₘₐₓ。原动机调速：及时调整输入功率，减少功角振荡幅度。5.说明电力电子技术在智能电网中的应用场景（列举4项）。答案：新能源并网：通过逆变器将光伏、风电的直流电/频率不稳定交流电转换为符合电网要求的交流电，实现最大功率跟踪（MPPT）。柔性直流输电（VSC-HVDC）：采用全控器件（如IGBT）实现快速无功/有功独立控制，支持弱电网接入和多端联网。动态无功补偿（SVG）：实时跟踪电网电压波动，快速输出容性或感性无功，提升电压稳定性。电能质量治理：有源滤波器（APF）可检测并补偿谐波电流，统一电能质量控制器（UPQC）同时改善电压/电流质量。四、计算题（每题10分，共30分）1.某三相双绕组变压器，型号为SFSZ11-120000/220，额定电压220kV/110kV，短路阻抗标幺值Zₖ=0.12（以变压器额定容量为基准）。若系统基准容量S_b=100MVA，基准电压U_b=220kV（高压侧），求该变压器在系统中的短路阻抗标幺值（保留3位小数）。答案：变压器额定容量S_N=120000kVA=120MVA，系统基准容量S_b=100MVA。标幺值换算公式：Zₖ(系统)=Zₖ(变压器)×(S_b/S_N)代入数据：Zₖ(系统)=0.12×(100/120)=0.1002.某10kV线路，长度L=15km，导线型号为LGJ-120（单位长度电阻r₀=0.27Ω/km，电抗x₀=0.38Ω/km），末端负荷为P=8MW，Q=6Mvar。计算线路的电压损耗ΔU（保留2位小数）。答案：线路总电阻R=r₀L=0.27×15=4.05Ω，总电抗X=x₀L=0.38×15=5.7Ω。末端功率S=√(P²+Q²)=√(8²+6²)=10MVA，功率因数cosφ=P/S=0.8。电压损耗公式：ΔU=(PR+QX)/U_N（U_N=10kV=10×10³V）代入数据：ΔU=(8×10⁶×4.05+6×10⁶×5.7)/(10×10³)=(32.4×10⁶+34.2×10⁶)/10⁴=66.6×10⁶/10⁴=6660V=6.66kV3.某光伏逆变器输入直流电压U_dc=600V，输出三相交流电压U_ac=380V（线电压），额定输出功率P_out=50kW，效率η=97%。求：（1）逆变器输入直流电流I_dc；（2）输出交流电流I_ac（三相平衡，功率因数cosφ=0.95）。答案：（1）输入功率P_in