2025年度勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)電氣工程師資格考試[發(fā)輸變電]練習(xí)題及答案（網(wǎng)頁(yè)版）一、單項(xiàng)選擇題1.某架空輸電線路采用LGJ-300/40導(dǎo)線，已知導(dǎo)線的計(jì)算拉斷力$T_p=87000N$，導(dǎo)線的安全系數(shù)$K=2.5$，則導(dǎo)線的最大使用應(yīng)力$\sigma_{max}$為（）。A.$34.8N/mm^2$B.$43.5N/mm^2$C.$52.2N/mm^2$D.$69.6N/mm^2$答案：A解析：首先明確導(dǎo)線的計(jì)算截面積$S$，對(duì)于LGJ-300/40導(dǎo)線，鋁部分截面積$S_{Al}=300mm^2$，鋼部分截面積$S_{St}=40mm^2$，則導(dǎo)線計(jì)算截面積$S=S_{Al}+S_{St}=300+40=340mm^2$。根據(jù)最大使用應(yīng)力公式$\sigma_{max}=\frac{T_p}{KS}$，將$T_p=87000N$，$K=2.5$，$S=340mm^2$代入可得：$\sigma_{max}=\frac{87000}{2.5\times340}=\frac{87000}{850}\approx34.8N/mm^2$2.在高壓輸電線路的絕緣配合中，對(duì)于操作過(guò)電壓的絕緣配合系數(shù)，一般取值為（）。A.1.1～1.15B.1.2～1.25C.1.3～1.4D.1.5～1.6答案：B解析：在高壓輸電線路的絕緣配合中，操作過(guò)電壓的絕緣配合系數(shù)一般取值為1.2～1.25。這是基于大量的試驗(yàn)研究和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定的，以確保在操作過(guò)電壓作用下，線路絕緣能夠可靠運(yùn)行，避免發(fā)生絕緣擊穿等事故。3.某變電站的接地網(wǎng)采用水平接地極為主的復(fù)合接地網(wǎng)，已知水平接地極的總長(zhǎng)度$L=1000m$，垂直接地極的總長(zhǎng)度$l=200m$，土壤電阻率$\rho=100\Omega\cdotm$，則該接地網(wǎng)的接地電阻$R$約為（）。A.$0.5\Omega$B.$1\Omega$C.$1.5\Omega$D.$2\Omega$答案：B解析：對(duì)于以水平接地極為主的復(fù)合接地網(wǎng)，可采用經(jīng)驗(yàn)公式$R\approx\frac{\rho}{2\piL}(\ln\frac{8L}z3jilz61osys+\frac{l}{L})$進(jìn)行估算（這里假設(shè)水平接地極直徑$d$等因素已在經(jīng)驗(yàn)系數(shù)中考慮）。簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)，也可采用近似公式$R=\frac{\rho}{\sqrt{S}}$（$S$為接地網(wǎng)面積），本題我們采用經(jīng)驗(yàn)公式，先不考慮垂直接地極對(duì)公式的復(fù)雜影響，近似認(rèn)為$R\approx\frac{\rho}{2\piL}\ln\frac{8L}z3jilz61osys$，在本題中，我們可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)$L=1000m$，$\rho=100\Omega\cdotm$時(shí)，$R=\frac{\rho}{2\piL}\ln\frac{8L}z3jilz61osys\approx\frac{100}{2\pi\times1000}\ln\frac{8\times1000}z3jilz61osys$，由于$d$相對(duì)$L$很小，$\ln\frac{8\times1000}z3jilz61osys$是一個(gè)相對(duì)固定的值，經(jīng)過(guò)計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)判斷，$R\approx1\Omega$4.一臺(tái)容量為$S=100MVA$，電壓比為$220/110kV$的三相雙繞組變壓器，其空載損耗$P_0=100kW$，短路損耗$P_{k}=600kW$，則該變壓器的效率$\eta$在額定負(fù)載且功率因數(shù)$\cos\varphi=0.8$時(shí)為（）。A.99.2%B.99.4%C.99.6%D.99.8%答案：C解析：變壓器的輸出功率$P_2=S\cos\varphi=100\times10^6\times0.8=80\times10^6W$。變壓器的總損耗$\DeltaP=P_0+P_{k}=100\times10^3+600\times10^3=700\times10^3W$。變壓器的輸入功率$P_1=P_2+\DeltaP=80\times10^6+700\times10^3=80.7\times10^6W$。則變壓器的效率$\eta=\frac{P_2}{P_1}\times100\%=\frac{80\times10^6}{80.7\times10^6}\times100\%\approx99.6\%$5.在電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算中，對(duì)于$PQ$節(jié)點(diǎn)，已知的量是（）。A.節(jié)點(diǎn)有功功率$P$和節(jié)點(diǎn)電壓幅值$V$B.節(jié)點(diǎn)有功功率$P$和節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率$Q$C.節(jié)點(diǎn)電壓幅值$V$和節(jié)點(diǎn)電壓相角$\delta$D.節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率$Q$和節(jié)點(diǎn)電壓相角$\delta$答案：B解析：在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中，$PQ$節(jié)點(diǎn)是指已知節(jié)點(diǎn)的有功功率$P$和無(wú)功功率$Q$的節(jié)點(diǎn)。這類節(jié)點(diǎn)一般是負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，其有功和無(wú)功功率是根據(jù)用戶的用電需求確定的。而節(jié)點(diǎn)電壓幅值$V$和相角$\delta$是待求量。二、多項(xiàng)選擇題1.以下哪些措施可以提高架空輸電線路的輸電能力（）。A.采用分裂導(dǎo)線B.增加導(dǎo)線截面積C.提高輸電線路的電壓等級(jí)D.減少線路的檔距答案：ABC解析：-采用分裂導(dǎo)線：可以增大導(dǎo)線的等效半徑，減小線路的電抗，從而提高輸電能力。同時(shí)，分裂導(dǎo)線還可以改善導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)分布，減少電暈損耗。-增加導(dǎo)線截面積：可以降低導(dǎo)線的電阻，減少線路的有功損耗，提高輸電效率，進(jìn)而提高輸電能力。-提高輸電線路的電壓等級(jí)：根據(jù)功率公式$P=UI\cos\varphi$，在輸送功率一定的情況下，提高電壓等級(jí)可以降低輸電電流，從而減少線路的損耗，提高輸電能力。-減少線路的檔距：主要是影響線路的機(jī)械強(qiáng)度和桿塔的受力情況，對(duì)輸電能力的提高沒(méi)有直接影響。2.變電站的直流系統(tǒng)應(yīng)滿足以下哪些要求（）。A.可靠性高B.電壓穩(wěn)定C.具有足夠的容量D.便于維護(hù)答案：ABCD解析：-可靠性高：變電站的直流系統(tǒng)為控制、保護(hù)、信號(hào)等設(shè)備提供電源，一旦直流系統(tǒng)故障，可能導(dǎo)致這些設(shè)備無(wú)法正常工作，影響變電站的安全運(yùn)行，所以可靠性是首要要求。-電壓穩(wěn)定：穩(wěn)定的電壓是保證直流設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵，電壓過(guò)高或過(guò)低都可能損壞設(shè)備或?qū)е略O(shè)備誤動(dòng)作。-具有足夠的容量：要能夠滿足變電站內(nèi)所有直流負(fù)荷在正常和事故情況下的用電需求，確保在事故時(shí)仍能可靠供電。-便于維護(hù)：方便日常的檢查、檢修和故障處理，以保證直流系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。3.電力系統(tǒng)的無(wú)功電源包括（）。A.同步發(fā)電機(jī)B.同步調(diào)相機(jī)C.并聯(lián)電容器D.靜止無(wú)功補(bǔ)償器答案：ABCD解析：-同步發(fā)電機(jī)：是電力系統(tǒng)中最基本的無(wú)功電源，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，可以發(fā)出或吸收無(wú)功功率，以滿足系統(tǒng)的無(wú)功需求。-同步調(diào)相機(jī)：實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，它可以根據(jù)系統(tǒng)的需要調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，發(fā)出或吸收無(wú)功功率，起到無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?并聯(lián)電容器：是一種常用的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，它可以向系統(tǒng)提供感性無(wú)功功率，提高功率因數(shù)，降低線路損耗。-靜止無(wú)功補(bǔ)償器：是一種新型的無(wú)功補(bǔ)償裝置，它可以快速、連續(xù)地調(diào)節(jié)無(wú)功功率，具有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。4.在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中，以下哪些屬于主保護(hù)（）。A.線路的縱聯(lián)保護(hù)B.變壓器的差動(dòng)保護(hù)C.母線的差動(dòng)保護(hù)D.線路的過(guò)流保護(hù)答案：ABC解析：-線路的縱聯(lián)保護(hù)：通過(guò)比較線路兩端的電氣量，能夠快速、準(zhǔn)確地切除線路上的故障，是線路的主保護(hù)。-變壓器的差動(dòng)保護(hù)：通過(guò)比較變壓器兩側(cè)的電流大小和相位，能夠靈敏、快速地切除變壓器內(nèi)部的故障，是變壓器的主保護(hù)。-母線的差動(dòng)保護(hù)：通過(guò)比較母線各連接元件的電流，能夠快速切除母線故障，是母線的主保護(hù)。-線路的過(guò)流保護(hù)：一般作為后備保護(hù)，當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，過(guò)流保護(hù)可以動(dòng)作切除故障，它的動(dòng)作時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。5.以下關(guān)于變電站防雷保護(hù)的說(shuō)法，正確的是（）。A.變電站應(yīng)設(shè)置避雷針或避雷線進(jìn)行直擊雷保護(hù)B.變電站的母線應(yīng)設(shè)置避雷器進(jìn)行侵入波保護(hù)C.變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)根據(jù)其運(yùn)行方式采取相應(yīng)的防雷保護(hù)措施D.變電站的接地網(wǎng)應(yīng)可靠接地，以降低雷擊時(shí)的地電位升高答案：ABCD解析：-變電站應(yīng)設(shè)置避雷針或避雷線進(jìn)行直擊雷保護(hù)：可以防止雷電直接擊中變電站的設(shè)備，保護(hù)設(shè)備免受雷擊損壞。-變電站的母線應(yīng)設(shè)置避雷器進(jìn)行侵入波保護(hù)：當(dāng)雷電波沿輸電線路侵入變電站時(shí)，避雷器可以限制過(guò)電壓，保護(hù)母線及連接在母線上的設(shè)備。-變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)根據(jù)其運(yùn)行方式采取相應(yīng)的防雷保護(hù)措施：例如，中性點(diǎn)直接接地的變壓器，中性點(diǎn)應(yīng)設(shè)置放電間隙或避雷器；中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的變壓器，中性點(diǎn)也需要采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。-變電站的接地網(wǎng)應(yīng)可靠接地，以降低雷擊時(shí)的地電位升高：良好的接地可以將雷電流迅速引入大地，減少地電位升高對(duì)設(shè)備和人員的危害。三、案例分析題某新建的220kV變電站，主變壓器容量為$2\times180MVA$，電壓比為$220/110/35kV$，采用雙繞組變壓器。220kV側(cè)采用雙母線接線，110kV側(cè)采用單母線分段接線，35kV側(cè)采用單母線接線。1.計(jì)算220kV側(cè)母線的短路電流。已知系統(tǒng)的短路容量$S_{k}=20000MVA$，220kV母線的等值阻抗$Z=j0.1\Omega$。答案：首先，根據(jù)短路容量公式$S_{k}=\frac{U_{N}^{2}}{X_{}}$（這里假設(shè)系統(tǒng)為純感性，$Z=jX$），其中$U_{N}=220kV$為額定電壓。由$S_{k}=\frac{U_{N}^{2}}{X_{}}$可得系統(tǒng)的等值電抗標(biāo)幺值$X_{}=\frac{U_{N}^{2}}{S_{k}}=\frac{220^{2}}{20000}=2.42$（以$S_{B}=100MVA$，$U_{B}=220kV$為基準(zhǔn)）。母線的等值阻抗標(biāo)幺值$Z_{}=\frac{Z}{Z_{B}}$，其中$Z_{B}=\frac{U_{B}^{2}}{S_{B}}=\frac{220^{2}}{100}=484\Omega$，則$Z_{}=\frac{j0.1}{484}\times100=j0.0207$總的等值電抗標(biāo)幺值$X_{\sum}=X_{}+Z_{}=2.42+0.0207=2.4407$短路電流標(biāo)幺值$I_{}=\frac{1}{X_{\sum}}=\frac{1}{2.4407}\approx0.41$基準(zhǔn)電流$I_{B}=\frac{S_{B}}{\sqrt{3}U_{B}}=\frac{100\times10^{6}}{\sqrt{3}\times220\times10^{3}}\approx262.4A$則短路電流$I=I_{}I_{B}=0.41\times262.4\approx107.6A$2.確定220kV側(cè)斷路器的額定電流和開(kāi)斷電流。答案：-額定電流：主變壓器容量為$2\times180MVA$，220kV側(cè)的最大工作電流$I_{max}=\frac{S}{\sqrt{3}U}=\frac{2\times180\times10^{6}}{\sqrt{3}\times220\times10^{3}}\approx944.2A$考慮一定的裕度，220kV側(cè)斷路器的額定電流一般選擇1250A或1600A。-開(kāi)斷電流：由前面計(jì)算得到短路電流$I=107.6A$（這里是計(jì)算的標(biāo)幺值下的短路電流，實(shí)際短路電流還需要根據(jù)準(zhǔn)確的計(jì)算方法重新計(jì)算），開(kāi)斷電流應(yīng)按短路電流的周期分量有效值來(lái)選擇。一般來(lái)說(shuō)，220kV系統(tǒng)的短路電流較大，假設(shè)實(shí)際計(jì)算得到的短路電流周期分量有效值為$I_{k}=31.5kA$，則斷路器的開(kāi)斷電流應(yīng)不小于該值，可選擇開(kāi)斷電流為31.5kA或40kA的斷路器。3.設(shè)計(jì)35kV側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量。已知35kV側(cè)的最大負(fù)荷$P=50MW$，功率因數(shù)$\cos\varphi_1=0.7$，要求將功率因數(shù)提高到$\cos\varphi_2=0.9$。答案：根據(jù)無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算公式$Q_{C}=P(\tan\varphi_1-\tan\varphi_2)$已知$\cos\varphi_1=0.7$，則$\tan\varphi_1=\sqrt{\frac{1}{\cos^{2}\varphi_1}-1}=\sqrt{\frac{1}{0.7^{2}}-1}\approx1.02$已知$\cos\varphi_2=0.9$，則$\tan\varphi_2=\sqrt{\frac{1}{\cos^{2}\varphi_2}-1}=\sqrt{\frac{1}{0.9^{2}}-1}\approx0.48$$P=50MW$，則無(wú)功補(bǔ)償容量$Q_{C}=50\times(1.02-0.48)=27Mvar$所以35kV側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量可選擇27Mvar左右。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述架空輸電線路的防雷措施。答案：架空輸電線路的防雷措施主要有以下幾種：-架設(shè)避雷線：這是最基本的防雷措施，避雷線可以將雷電引向自身，避免雷電直接擊中導(dǎo)線，同時(shí)還可以對(duì)導(dǎo)線起到屏蔽作用，降低導(dǎo)