2025年電工中級職業(yè)技能考試真題模擬：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與應(yīng)用技能測試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析主要是研究電力系統(tǒng)在受到（）擾動后，恢復(fù)到（）運行狀態(tài)的能力。A.大；穩(wěn)定B.??；穩(wěn)定C.大；穩(wěn)定或新的運行狀態(tài)D.小；穩(wěn)定或新的運行狀態(tài)2.根據(jù)等面積法則判斷簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性時，如果故障后最大功角（δ_max）小于臨界功角（δ_c），則系統(tǒng)（）。A.暫態(tài)穩(wěn)定B.暫態(tài)不穩(wěn)定C.小干擾穩(wěn)定D.無法判斷3.提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的有效措施之一是快速切除故障，這主要是為了（）。A.減小系統(tǒng)總阻抗B.增大發(fā)電機勵磁電流C.縮短擾動持續(xù)時間，使發(fā)電機有足夠時間恢復(fù)同步D.提高系統(tǒng)運行電壓水平4.電力系統(tǒng)自動勵磁裝置（AVR）的主要作用是（）。A.提高系統(tǒng)功率因數(shù)B.穩(wěn)定系統(tǒng)頻率C.在發(fā)電機電壓或功角變化時，自動調(diào)整勵磁電流，以維持發(fā)電機端電壓和系統(tǒng)穩(wěn)定性D.減小系統(tǒng)損耗5.電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（SS）主要用于改善系統(tǒng)的（）。A.小干擾穩(wěn)定性B.暫態(tài)穩(wěn)定性C.靜態(tài)穩(wěn)定性D.輸電能力6.對于兩端受端系統(tǒng)，在輸送功率達到（）時，系統(tǒng)功角特性曲線會出現(xiàn)極小值點，此時系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性最差。A.功率極限B.臨界功率C.空載功率D.功率圓點7.線路發(fā)生三相短路時，對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響（）線路發(fā)生單相接地短路時的影響。A.大于B.小于C.等于D.取決于系統(tǒng)具體參數(shù)8.聯(lián)絡(luò)線自動重合閘的應(yīng)用，對提高（）穩(wěn)定性有顯著作用。A.暫態(tài)B.小干擾C.靜態(tài)D.動態(tài)9.在功角特性分析中，若系統(tǒng)運行點處的功角特性曲線切線斜率為負，則該運行點（）。A.暫態(tài)穩(wěn)定B.小干擾穩(wěn)定C.小干擾不穩(wěn)定D.暫態(tài)不穩(wěn)定10.影響電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的主要因素包括（）。A.系統(tǒng)運行方式、短路類型、系統(tǒng)阻抗、發(fā)電機勵磁特性、原動機調(diào)速特性B.系統(tǒng)功率因數(shù)、線路長度、負荷大小、電壓等級C.系統(tǒng)頻率、諧波含量、雷電活動、地質(zhì)條件D.發(fā)電機類型、變壓器接線組別、線路接地方式二、判斷題（每題1分，共10分）1.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題只與發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)有關(guān)。（）2.根據(jù)功角特性分析，系統(tǒng)運行點位于不穩(wěn)定區(qū)域（功角特性極小值點右側(cè)），則系統(tǒng)會自發(fā)地失去同步。（）3.提高系統(tǒng)電壓水平有助于提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。（）4.小干擾穩(wěn)定性分析是研究電力系統(tǒng)在受到微小擾動后，能否恢復(fù)到原始運行狀態(tài)的能力。（）5.等面積法則適用于分析任何類型的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。（）6.線路自動重合閘成功后，原來因故障跳閘的線路會恢復(fù)送電，有助于系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定運行。（）7.功角穩(wěn)定性分析表明，增加發(fā)電機之間的電氣聯(lián)系（如增加聯(lián)絡(luò)線）可以提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。（）8.在小干擾穩(wěn)定性分析中，系統(tǒng)特征值的實部為正時，系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定。（）9.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到緩慢變化（如負荷漸變）時，保持運行狀態(tài)的能力。（）10.暫態(tài)穩(wěn)定性問題和功角穩(wěn)定性問題是完全相同的概念，只是叫法不同。（）三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和小干擾穩(wěn)定性的主要區(qū)別。2.簡述提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的主要措施及其原理。3.什么是電力系統(tǒng)的功角特性？它反映了哪些物理意義？四、計算題（每題10分，共20分）1.某簡單電力系統(tǒng)如圖所示（此處無圖，請想象一個兩機系統(tǒng)），正常時運行在P1=0.8Pmax處（Pmax為最大功角功率）。線路發(fā)生三相短路，短路發(fā)生后0.1s切除。試定性分析系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性（要求說明理由，不必進行精確計算）。已知：Xd=1.0p.u.,X'д=0.3p.u.,X_line=0.4p.u.,X_Δ=0.1p.u.（提示：可先計算故障后功角特性，并與正常功角特性比較）。2.電力系統(tǒng)在正常運行方式和極限運行方式下，功角特性曲線的形狀有何不同？分別對應(yīng)什么穩(wěn)定性裕度？如何通過改變運行方式來提高穩(wěn)定性裕度？五、案例分析題（10分）某發(fā)電廠通過雙回輸電線路向負荷中心供電。正常運行時，系統(tǒng)運行穩(wěn)定?，F(xiàn)因外部原因?qū)е缕渲幸换鼐€路發(fā)生A相接地故障，保護動作，線路跳閘。試分析此次故障對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響，并說明采用自動重合閘措施可能帶來的效果及潛在風險。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.C5.A6.B7.A8.A9.B10.A二、判斷題1.×2.√3.√4.√5.×6.√7.√8.×9.√10.×三、簡答題1.解析思路：區(qū)分兩種穩(wěn)定性的擾動類型、持續(xù)時間、分析方法和研究重點。答案：暫態(tài)穩(wěn)定性研究的是電力系統(tǒng)受到大擾動（如短路故障）后，能否在較短時間內(nèi)（秒級）恢復(fù)同步運行的能力；小干擾穩(wěn)定性研究的是系統(tǒng)在受到微小擾動（如負荷輕微波動）后，能否自動恢復(fù)到原始運行狀態(tài)的能力。暫態(tài)穩(wěn)定性分析通常采用功角法，側(cè)重功角變化過程；小干擾穩(wěn)定性分析通常采用線性化方法，側(cè)重系統(tǒng)特征值的實部。2.解析思路：列舉主要措施，并說明其作用原理（通常與功率、功角特性、阻尼有關(guān)）。答案：主要措施包括：快速切除故障和自動重合閘、提高系統(tǒng)電壓水平、減小系統(tǒng)總阻抗（如采用串聯(lián)補償）、采用強行勵磁裝置（AVR）、采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（SS）等。原理：快速切除故障和重合閘能縮短擾動時間，增加恢復(fù)同步機會；提高電壓水平能提高功角特性最大值Pmax；減小阻抗能減小功角特性曲線斜率，提高穩(wěn)定性裕度；AVR能維持發(fā)電機電壓恒定，有助于維持功角穩(wěn)定；SS能提供附加阻尼，改善系統(tǒng)阻尼特性。3.解析思路：定義功角特性，說明其橫軸（功角δ）和縱軸（功率P）代表的物理量，以及曲線形狀反映的系統(tǒng)特性。答案：電力系統(tǒng)功角特性是指發(fā)電機輸出功率P與發(fā)電機轉(zhuǎn)子功角δ之間的關(guān)系曲線P=f(δ)。橫軸δ代表發(fā)電機轉(zhuǎn)子之間的相對功角，反映了發(fā)電機之間功率交換的狀態(tài)；縱軸P代表發(fā)電機輸出的電磁功率。功角特性曲線的形狀反映了系統(tǒng)在不同運行方式下的穩(wěn)定性裕度：曲線峰值Pmax越高，對應(yīng)功角δ_max越大，系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性裕度越大；曲線形狀（特別是斜率）反映了系統(tǒng)阻尼和對小干擾的響應(yīng)特性。四、計算題1.解析思路：定性分析要求理解故障和切除對功角特性的影響。思路是：比較故障后（考慮X_Δ影響）的功角特性與正常運行的功角特性。故障后，發(fā)電機輸出功率減小（受短路阻抗影響），功角特性曲線向下偏移且形狀改變。若偏移后的曲線在δ=π處（故障瞬間功角）仍高于原運行功率P1，且恢復(fù)后能達到原Pmax，則可能穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。需結(jié)合X'д和系統(tǒng)接線判斷。這里要求定性，可以基于X'д較小，認為故障后特性變化相對緩和，但仍需快速切除。說明切除后，若原運行點在新的特性曲線下方，則穩(wěn)定；若在上方，則不穩(wěn)定。結(jié)論是快速切除是關(guān)鍵。答案：故障發(fā)生瞬間，由于短路阻抗的存在，發(fā)電機輸出功率顯著下降，功角特性曲線向下偏移。同時，由于是三相短路，故障點電壓為零，發(fā)電機功角迅速增大。若不能快速切除故障，功角將迅速達到或超過臨界功角，系統(tǒng)失去同步。由于故障發(fā)生后0.1s切除，有效縮短了擾動時間。切除故障后，系統(tǒng)恢復(fù)到原來（或接近原來）的運行方式，發(fā)電機有較大的暫態(tài)電勢X'д，輸出功率恢復(fù)到較高水平。比較故障前運行點P1=0.8Pmax處的功率與切除后該功角下（假設(shè)近似恢復(fù)原功角）的功率，由于切除迅速，后者功率遠大于前者。因此，可以認為系統(tǒng)在快速切除故障后能夠恢復(fù)同步，即暫態(tài)穩(wěn)定。關(guān)鍵在于故障切除的快速性。2.解析思路：對比兩種運行方式的功角特性形狀和Pmax。正常運行時，Pmax較高，曲線相對平坦（斜率小），穩(wěn)定性裕度大。極限運行時，Pmax較低，且在δ接近π/2時曲線斜率可能變?yōu)檎担ú环€(wěn)定點），穩(wěn)定性裕度小。提高穩(wěn)定性裕度的方法就是增加Pmax或減小曲線在運行點處的斜率。答案：正常運行方式下，系統(tǒng)負荷較低，發(fā)電機運行在功角特性曲線較平坦的部分，對應(yīng)Pmax較高，穩(wěn)定性裕度較大。極限運行方式下，系統(tǒng)負荷較高，發(fā)電機運行在功角特性曲線接近頂點的部分，此時Pmax較低，且在功角接近π/2時，曲線斜率可能變?yōu)檎?，表示系統(tǒng)小干擾不穩(wěn)定。提高穩(wěn)定性裕度的方法主要有：降低系統(tǒng)負荷水平，使發(fā)電機運行在功角特性曲線更平坦、Pmax更高的區(qū)域；提高系統(tǒng)電壓水平，從而提高功角特性最大值Pmax；減少發(fā)電機與系統(tǒng)之間的總電氣阻抗，使功角特性曲線更陡峭（斜率絕對值更大），在相同功角下輸出更大功率，提高穩(wěn)定性裕度。五、案例分析題解析思路：分析單相接地故障對暫態(tài)穩(wěn)定性的影響，主要看故障是否導(dǎo)致功角快速增大。說明重合閘的作用是消除故障，恢復(fù)線路，可能使系統(tǒng)回到穩(wěn)定狀態(tài)或更好的狀態(tài)。但也存在重合于永久性故障的風險。答案：單相接地故障雖然是非全相運行，但若保護正確配置且能快速切除故障相，故障相電流迅速減小至接近零，非故障相仍可繼續(xù)運行一段時間。此時，故障點相當于斷開，系統(tǒng)可視為兩相運行。但由于存在接地故障，系統(tǒng)電壓和功率平衡發(fā)生擾動，發(fā)電機功角會開始變化。如果故障點為永久性故障，保護會再次動作跳閘，系統(tǒng)失去一半電源或出現(xiàn)非對稱運行，穩(wěn)定性通常較差。如果故障為瞬