2026年电气工程师电力系统设计方向进阶练习题

2026年电气工程师电力系统设计方向进阶练习题一、单选题（共5题，每题2分）1.某沿海地区新建110kV变电站，变电站所在地的雷电活动频繁，土壤电阻率约为100Ω·m。根据GB/T50064—2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》，该变电站110kV架空进线应采用的防雷措施是（）。A.安装一组独立避雷针B.在进线段加装线路避雷器C.进线段采用架空地线保护D.进线段加装限制器2.某城市电网采用双回路放射式接线，负荷功率因数为0.85，线路自然功率因数为0.95。为提高系统功率因数至0.95，每相应补偿的无功功率为（）。（已知线路总长度为100km，线路基准容量为100MVA，基准电压为110kV）A.10MvarB.15MvarC.20MvarD.25Mvar3.某区域电网中，某110kV变电站的变压器容量为50MVA，短路电压百分数为10%，系统阻抗为0.1Ω。当变电站母线电压为105kV时，若流过变压器的负荷功率为40MW，功率因数为0.8，则变压器实际电压损失为（）。A.2.5kVB.3.0kVC.3.5kVD.4.0kV4.根据DL/T5222—2015《110kV～750kV架空输电线路设计规范》，某山区220kV输电线路的设计风速为30m/s，覆冰厚度为10mm，导线采用LGJ-400/50型，其风偏计算时导线比载应考虑（）。A.冰重比载B.风压比载C.冰重+风压联合比载D.振动比载5.某工业园区新建35kV配电系统，采用环网柜接线。为满足N-1安全要求，系统应配置的备用电源容量应为负荷总容量的（）。A.20%B.30%C.40%D.50%二、多选题（共5题，每题3分）1.某水电站输电线路采用单回路架设，线路长度为150km，末端接有大型水轮发电机。为减少线路损耗，应采取的措施包括（）。A.提高线路电压等级B.采用分裂导线C.减少线路长度D.提高系统功率因数E.增加线路导线截面积2.根据GB50052—2009《供配电系统设计规范》，某商业综合体配电系统应满足的可靠性要求包括（）。A.供电电源应采用双路独立电源B.重要负荷应设置自动切换装置C.应配置UPS不间断电源D.应设置备用发电机E.应采用环形接线3.某火电厂330kV升压站，主变压器采用YNd11接线，系统发生单相接地故障时，变压器中性点应采取的措施包括（）。A.接地电阻不宜小于4ΩB.安装消弧线圈C.中性点直接接地D.限制故障电流E.采用零序电压保护4.根据DL/T5442—2009《电力系统设计技术规程》，某地区电网规划中，应重点考虑的因素包括（）。A.负荷密度B.系统短路容量C.线路走廊资源D.电网损耗水平E.用户电压质量要求5.某农村地区新建10kV配电线路，线路长度为50km，末端接有大量感性负荷。为提高系统稳定性，应采取的措施包括（）。A.采用自动重合闸B.增加线路无功补偿C.采用高频阻波器D.提高线路导线截面积E.设置线路故障指示器三、计算题（共3题，每题10分）1.某220kV输电线路采用LGJ-500/2×300型导线，档距为500m，代表档距为400m，气象条件如下：风速10m/s，覆冰厚度5mm，温度-5℃。试计算导线的比载（风压比载和冰重比载）。（已知导线单位长度质量为7.83kg/m，冰重比载系数为0.5kN/m）2.某城市110kV变电站，主变压器为2×50MVA，YNd11接线，系统短路容量为3000MVA。变电站母线电压为115kV，负荷功率为80MW，功率因数为0.85。试计算变压器实际电压损失和母线实际电压。3.某工业园区新建10kV配电系统，采用放射式接线，线路长度为10km，末端接有感性负荷，功率因数为0.7。为提高功率因数至0.95，需补偿无功功率。试计算补偿容量，并说明补偿方式。四、简答题（共3题，每题10分）1.简述110kV变电站防雷设计的主要措施及其作用。2.说明电力系统设计中进行短路电流计算的目的和主要步骤。3.分析农村地区10kV配电线路设计应注意的关键问题，并提出优化建议。五、论述题（1题，20分）某沿海城市新建一座500kV枢纽变电站，变电站位于人口密集区域，周边环境复杂。试从系统规划、设备选型、安全防护、经济性等方面，论述该变电站设计应重点考虑的问题及解决方案。答案与解析一、单选题1.D解析：沿海地区雷电活动频繁，架空进线应加装线路避雷器，以限制雷电过电压沿线路侵入变电站。2.C解析：功率因数补偿公式为ΔQ=P(tanφ1-tanφ2)，其中P=40MW，tanφ1≈0.62，tanφ2≈0.33，ΔQ≈20Mvar。3.B解析：电压损失ΔU=P(rcosφ+xsinφ)/U=40×(0.1×0.8+0.1×0.6)/105≈3.0kV。4.C解析：山区输电线路需考虑覆冰和风压联合作用，比载计算应同时计入冰重和风压。5.B解析：根据DL/T5153—2015，环网柜N-1要求备用电源容量不低于负荷总容量的30%。二、多选题1.A、B、D、E解析：减少损耗可通过提高电压、分裂导线、提高功率因数、增加截面积实现。2.A、B、D解析：商业综合体配电系统需双电源、自动切换、备用发电机，环形接线非必需。3.B、C、D解析：单相接地时消弧线圈可补偿感性无功，中性点可经电阻或直接接地，需限制故障电流。4.A、B、C、D、E解析：电网规划需综合考虑负荷、短路容量、走廊、损耗、电压质量等因素。5.B、D、E解析：感性负荷需无功补偿、大截面积导线、故障指示器，自动重合闸适用于瞬时故障。三、计算题1.解：-风压比载：αf=0.064ρv^2=0.064×0.5×10^2=3.2N/m；-冰重比载：αi=γice=0.5kN/m。2.解：-短路电压百分数Uk%=10%，Xc=Uk%×Xs=0.1×3000=0.3Ω；-电压损失ΔU=P(rcosφ+xsinφ)/U=80×(0.1×0.85+0.3×0.52)/115≈2.8kV；-母线电压U=115-2.8=112.2kV。3.解：-补偿前tanφ1≈1.02，tanφ2≈0.33，ΔQ=80×(1.02-0.33)≈56Mvar；-补偿方式：采用电容器组补偿，分相安装。四、简答题1.防雷措施：-架空进线加装避雷器；-变电站安装独立避雷针或避雷线；-变压器中性点接地或装消弧线圈；-电缆进线加装氧化锌避雷器。2.短路电流计算目的：-评估系统稳定性，校验设备动热稳定；-确定保护整定值，校验继电保护可靠性。3.农村线路设计关键问题：-负荷分散、电压质量差；-解决方案：采用无功补偿、优化导线截面、加强巡检。五、论述题重点问题及方案：-系统