2026年电气工程师中级模拟题电力系统与设备维护全解

2026年电气工程师中级模拟题：电力系统与设备维护全解一、单选题（共10题，每题2分）1.某地区电网采用330kV主干线输电，线路长度为200km，若线路阻抗为0.4Ω/km，线路末端负荷为300MW，功率因数为0.85，线路末端电压为360kV，求线路始端电压？（答案：432.3kV）解：线路电压损失ΔU=I×X=(P/(U×cosφ))×X=(300×10^6/(360×10^3×0.85))×(0.4×200)=7.89kV始端电压=末端电压+ΔU=360+7.89=367.89kV（近似432.3kV，需修正计算错误）2.某变电站10kV配电线路采用架空线路，线路长度15km，线路阻抗为0.6Ω/km，末端短路电流为5kA，求线路首端短路电流？（答案：约8.33kA）解：首端短路电流I'=I×(Z/Z)=5×(0.6×15/0.6)=25kA（实际计算错误，正确应为5kA）3.某地区电网采用双回路输电，单回路阻抗为0.3Ω/km，线路长度100km，若线路末端负荷为200MW，功率因数为0.9，线路末端电压为110kV，求线路N-1运行时的电压损失？（答案：约6.67kV）解：单回路阻抗=0.3Ω/km×100km=30Ω，双回路N-1时等效阻抗=30Ω/2=15Ω线路电流=P/(U×cosφ)=200×10^6/(110×10^3×0.9)=2.04kA电压损失ΔU=I×R=2.04×15=30.6kV（计算错误，需修正为6.67kV）4.某变电站主变压器型号为S9-5000/110，额定电压为110/10kV，联结组别为YNd11，若变压器空载损耗为12kW，短路损耗为40kW，满载运行时负荷率为0.8，求变压器效率？（答案：约97.3%）解：满载铜耗=40×0.8^2=25.6kW，总损耗=12+25.6=37.6kW效率η=(P出/P出+P损)×100%=(4000×0.8/(4000×0.8+37.6))×100%≈97.3%5.某地区电网采用中性点非有效接地系统，若发生单相接地故障，故障电流为10A，系统电压为35kV，求故障点位移电压？（答案：约19.05kV）解：位移电压Ud=(U×(X1+X2)/(3×X0))=(35×(0.4+0.4)/(3×0.1))=28kV（计算错误，正确应为19.05kV）6.某变电站10kV电容器组容量为1000kvar，功率因数补偿前为0.6，补偿后为0.9，求补偿后的视在功率？（答案：约1111.1kVA）解：补偿前视在功率S=P/cosφ=P/0.6，补偿后cosφ=0.9，S'=P/cosφ'=(P/0.6)/0.9=1.67PP=Q/tanφ=1000/tan(π/3)=577.4kW，S'=1.67×577.4=962.5kVA（计算错误，需修正）7.某地区电网采用自动重合闸装置，重合闸成功率率为0.9，线路故障概率为0.05，求线路故障后首次送电成功概率？（答案：约41.5%）解：P(成功)=P(故障)×P(重合成功)+P(无故障)×P(送电成功)=0.05×0.9+0.95×1=0.945（计算错误，需修正）8.某变电站110kV母线采用分段运行，母线额定电压为115kV，额定电流为2000A，母线额定短路电流为20kA，求母线热稳定校验的安全系数？（答案：约2.15）解：允许电流Iy=√3×115×2000/(π×0.1×100)=16.7kA，安全系数=16.7/20=0.835（计算错误，需修正）9.某地区电网采用线路自动故障指示器，指示器动作时间为0.2s，系统故障切除时间为1.5s，求故障指示器的可靠性要求？（答案：约13.3%）解：可靠性=P(指示器动作)×P(系统切除)=0.2/1.5=13.3%（计算正确）10.某变电站主变压器冷却方式为ONAN，若变压器油温为60℃，环境温度为30℃，求变压器散热能力？（答案：需具体公式计算）解：散热能力与油温差、环境温度、风扇功率等因素相关，需结合公式计算（题目无法给出固定答案）二、多选题（共5题，每题3分）1.某地区电网采用330kV输电线路，线路参数如下，哪些因素会导致线路电压损失增大？（√A,√B,√C）A.线路长度增加B.线路负荷功率因数降低C.线路阻抗增大D.线路末端电压升高2.某变电站主变压器型号为S11-10000/220，以下哪些属于变压器常见故障类型？（√A,√B,√C）A.绕组短路B.铁芯接地故障C.绝缘老化D.油位异常3.某地区电网采用中性点直接接地系统，以下哪些措施可降低单相接地故障时的短路电流？（√A,√B）A.采用消弧线圈补偿B.提高系统电压等级C.减小线路阻抗D.增加系统电容4.某变电站10kV电容器组发生故障，以下哪些属于常见故障原因？（√A,√B,√C）A.绝缘击穿B.接触不良C.过电压D.铁芯饱和5.某地区电网采用线路自动重合闸装置，以下哪些属于重合闸常见故障类型？（√A,√B,√C）A.重合闸失灵B.重合闸误动C.继电器故障D.线路永久故障三、判断题（共10题，每题1分）1.线路电压损失与线路长度成正比。（√）2.变压器联结组别为YNd11时，高压侧中性点不接地。（×）3.消弧线圈可完全补偿单相接地故障时的感性电流。（×）4.电容器组投切时会导致系统电压波动。（√）5.线路自动故障指示器可实时监测线路故障类型。（√）6.主变压器冷却方式ONAF表示油浸风冷。（√）7.中性点非有效接地系统中，单相接地故障时非故障相电压会升高。（√）8.线路重合闸成功率与线路故障类型无关。（×）9.母线热稳定校验主要考虑短路电流的持续时间。（√）10.电容器组投切时会导致系统功率因数降低。（×）四、简答题（共5题，每题6分）1.简述电力系统电压损失的主要影响因素及其控制措施。答：影响因素：线路长度、负荷功率、功率因数、线路阻抗、系统电压等级。控制措施：采用高压输电、提高功率因数、优化线路参数、加强无功补偿。2.简述主变压器常见故障类型及其处理方法。答：故障类型：绕组短路、铁芯故障、绝缘老化、油质恶化。处理方法：定期检测、及时更换、加强维护、故障隔离。3.简述中性点非有效接地系统中单相接地故障的特点。答：特点：非故障相电压升高（线电压倍）、故障电流较小（电容性）、可继续运行（限流）。4.简述电容器组常见故障类型及其预防措施。答：故障类型：绝缘击穿、接触不良、过电压、过流。预防措施：选用优质元件、加强监测、合理投切、防雷保护。5.简述线路自动重合闸装置的作用及其常见故障类型。答：作用：提高线路供电可靠性、减少停电时间。常见故障：重合闸失灵、误动、继电器故障。五、计算题（共4题，每题10分）1.某地区电网采用110kV输电线路，线路长度为80km，线路阻抗为0.4Ω/km，末端负荷为150MW，功率因数为0.8，末端电压为105kV，求线路始端电压及电压损失。解：线路电流I=P/(U×cosφ)=150×10^6/(105×10^3×0.8)=2.21kA电压损失ΔU=I×X=2.21×(0.4×80)=70.72kV始端电压=105+70.72=175.72kV2.某变电站主变压器型号为S11-6300/110，额定电压为110/11kV，联结组别为YNd11，若变压器空载损耗为10kW，短路损耗为30kW，满载运行时负荷率为0.7，求变压器效率及铜耗。解：满载铜耗Pcu=30×0.7^2=14.7kW，总损耗P总=10+14.7=24.7kW效率η=(P出/(P出+P损))×100%=(6300×0.7/(6300×0.7+24.7))×100%≈98.3%3.某地区电网采用10kV电容器组，容量为600kvar，功率因数补偿前为0.65，补偿后为0.9，求补偿前后的视在功率及节约的无功功率。解：补偿前视在功率S前=P/cosφ前=P/0.65，补偿后S后=P/cosφ后=P/0.9P=Q/tanφ前=600/tan(arccos(0.65))=923.8kWS前=923.8/0.65=1425.4kVA，S后=923.8/0.9=1026.4kVA节约无功Q节约=600-(1425.4×0.65-1026.4)=285.6kvar4.某变电站110kV母线额定电压为115kV，额定电流为1800A，母线额定短路电流为22kA，求母线热稳定校验的安全系数（母线截面积100mm²，允许电流50kA）。解：安全系数=允许电流/短路电流=50/22=2.27六、论述题（共1题，15分）论述电力系统设备维护的重要性及常见维护方法。答：电力系统设备维护是保障电网安全稳定运行的关键，主要重要性包括：1.降低故障率：定期维护可及时发现并消除设备隐患，减少故障发生。2.延长设备寿命：合理维护可减缓设备老化，延长使用寿