2025年電力工程師資格認(rèn)證考試試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，共20分。每題只有一個(gè)正確選項(xiàng)）1.電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中，PQ節(jié)點(diǎn)的已知量是（）。A.有功功率、無功功率B.有功功率、電壓幅值C.電壓幅值、電壓相位D.無功功率、電壓相位2.電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流最大的相是（）。A.周期分量初始值最大的相B.非周期分量衰減最慢的相C.周期分量與非周期分量疊加后瞬時(shí)值最大的相D.零序分量最大的相3.某110kV變壓器采用YNd11接線組別，其高壓側(cè)線電壓與低壓側(cè)線電壓的相位差為（）。A.30°B.60°C.90°D.180°4.繼電保護(hù)裝置的“選擇性”主要通過（）實(shí)現(xiàn)。A.提高保護(hù)動(dòng)作速度B.合理設(shè)置動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限C.增加保護(hù)裝置冗余度D.采用差動(dòng)保護(hù)原理5.高壓電氣設(shè)備進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓應(yīng)施加（）。A.設(shè)備額定電壓的1.5倍，持續(xù)1分鐘B.設(shè)備最高工作電壓的1.5倍，持續(xù)1分鐘C.設(shè)備額定電壓的2倍，持續(xù)5分鐘D.設(shè)備最高工作電壓的2倍，持續(xù)5分鐘6.新能源發(fā)電（如風(fēng)電、光伏）并網(wǎng)時(shí)，要求其逆變器需具備（）能力，以支撐電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。A.低電壓穿越B.高頻率耐受C.有功功率階躍D.無功功率閉鎖7.某10kV配電網(wǎng)感性負(fù)荷的功率因數(shù)為0.7，若需將其提高至0.95，應(yīng)采用（）補(bǔ)償方式。A.串聯(lián)電容B.并聯(lián)電感C.并聯(lián)電容D.串聯(lián)電感8.電力市場(chǎng)中，“日前交易”的主要目的是（）。A.平衡日內(nèi)實(shí)時(shí)負(fù)荷波動(dòng)B.確定次日發(fā)電計(jì)劃和電價(jià)C.處理緊急功率缺額D.優(yōu)化跨區(qū)域電力交換9.高壓直流輸電（HVDC）中，換流閥采用晶閘管的主要原因是（）。A.可關(guān)斷能力強(qiáng)B.耐高壓、通流大C.開關(guān)頻率高D.成本低且無需冷卻10.電力設(shè)備接地電阻的測(cè)量應(yīng)在（）進(jìn)行。A.雷雨天氣后B.土壤干燥季節(jié)C.設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)D.設(shè)備停運(yùn)且接地體無電流時(shí)二、多項(xiàng)選擇題（共5題，每題3分，共15分。每題有2個(gè)或以上正確選項(xiàng)，錯(cuò)選、漏選均不得分）1.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的影響因素包括（）。A.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)特性B.輸電線路電抗C.負(fù)荷特性D.自動(dòng)重合閘動(dòng)作時(shí)間2.變壓器的主保護(hù)應(yīng)包括（）。A.縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)B.瓦斯保護(hù)C.過負(fù)荷保護(hù)D.零序過流保護(hù)3.高電壓絕緣材料中，屬于氣體絕緣介質(zhì)的有（）。A.SF?B.交聯(lián)聚乙烯（XLPE）C.變壓器油D.壓縮空氣4.新型電力系統(tǒng)中，分布式新能源并網(wǎng)的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括（）。A.電網(wǎng)潮流雙向流動(dòng)B.電能質(zhì)量波動(dòng)C.傳統(tǒng)保護(hù)裝置誤動(dòng)D.系統(tǒng)慣量提升5.電力市場(chǎng)輔助服務(wù)中，屬于“調(diào)節(jié)服務(wù)”的有（）。A.一次調(diào)頻B.旋轉(zhuǎn)備用C.黑啟動(dòng)D.無功支撐三、案例分析題（共2題，每題20分，共40分）案例1：某220kV變電站主接線設(shè)計(jì)問題某地區(qū)規(guī)劃建設(shè)一座220kV變電站，承擔(dān)1000MW負(fù)荷供電任務(wù)，進(jìn)線為2回220kV線路（來自區(qū)域電網(wǎng)），出線為6回110kV線路（供周邊工業(yè)區(qū)）。當(dāng)?shù)啬曜畲筘?fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5500h，系統(tǒng)短路容量為5000MVA（220kV母線）。設(shè)計(jì)單位提出主接線方案：220kV側(cè)采用雙母線接線，110kV側(cè)采用單母線分段接線，主變壓器選擇3臺(tái)180MVA（220/110/10kV）有載調(diào)壓變壓器，阻抗電壓Uk=10.5%（高中壓側(cè)）。問題：1.主變壓器容量選擇是否合理？說明依據(jù)（需計(jì)算）。2.220kV側(cè)采用雙母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？可能存在的缺點(diǎn)是什么？3.若110kV出線發(fā)生三相短路，計(jì)算短路電流周期分量有效值（結(jié)果保留2位小數(shù)）。案例2：新能源電站并網(wǎng)故障分析某200MW光伏電站通過35kV線路接入110kV變電站（110kV母線短路容量為3000MVA）。某日，電網(wǎng)發(fā)生瞬時(shí)性單相接地故障，光伏電站逆變器因檢測(cè)到電壓波動(dòng)觸發(fā)“低電壓穿越”保護(hù)，但仍出現(xiàn)脫網(wǎng)現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：逆變器電壓耐受能力為0.2p.u.（持續(xù)0.5s），而故障期間并網(wǎng)點(diǎn)電壓最低降至0.15p.u.（持續(xù)0.6s）。問題：1.分析光伏電站脫網(wǎng)的直接原因。2.依據(jù)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》（GB/T19964-2021），說明光伏電站應(yīng)滿足的低電壓穿越要求（需具體參數(shù)）。3.提出2項(xiàng)提升該光伏電站低電壓穿越能力的技術(shù)措施。四、計(jì)算題（共1題，15分）某10kV配電線路供電給3個(gè)工業(yè)用戶，負(fù)荷數(shù)據(jù)如下：用戶A（有功P?=2000kW，功率因數(shù)cosφ?=0.7），用戶B（P?=1500kW，cosφ?=0.75），用戶C（P?=1000kW，cosφ?=0.8）。線路總阻抗Z=（0.15+j0.3）Ω/km，長(zhǎng)度5km，系統(tǒng)電壓10kV（線電壓）。要求：1.計(jì)算線路總有功功率損耗（結(jié)果保留2位小數(shù)）。2.若需將功率因數(shù)提高至0.95，計(jì)算所需并聯(lián)電容器的總?cè)萘浚ńY(jié)果保留整數(shù)）。五、論述題（共1題，10分）結(jié)合“雙碳”目標(biāo)，論述新型電力系統(tǒng)的核心特征及關(guān)鍵技術(shù)支撐。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.A（PQ節(jié)點(diǎn)已知有功、無功，未知電壓幅值和相位）2.C（短路電流瞬時(shí)值為周期分量與非周期分量疊加，最大值取決于兩者初始相位差）3.A（YNd11接線中，低壓側(cè)線電壓超前高壓側(cè)30°）4.B（選擇性通過動(dòng)作電流和時(shí)限的階梯配合實(shí)現(xiàn)）5.B（工頻耐壓試驗(yàn)電壓為設(shè)備最高工作電壓的1.5倍，持續(xù)1分鐘）6.A（低電壓穿越能力是新能源并網(wǎng)的基本要求，確保故障時(shí)不脫網(wǎng)）7.C（并聯(lián)電容可補(bǔ)償感性無功，提高功率因數(shù)）8.B（日前交易主要確定次日發(fā)電計(jì)劃和電價(jià)，平衡預(yù)測(cè)偏差）9.B（晶閘管耐高壓、通流能力強(qiáng)，適合HVDC換流閥）10.D（接地電阻測(cè)量需在無電流干擾時(shí)進(jìn)行，避免誤差）二、多項(xiàng)選擇題1.ABC（靜態(tài)穩(wěn)定與系統(tǒng)電抗、勵(lì)磁特性、負(fù)荷特性相關(guān)，自動(dòng)重合閘影響暫態(tài)穩(wěn)定）2.AB（主保護(hù)為差動(dòng)和瓦斯保護(hù)，過負(fù)荷、零序?yàn)楹髠浔Ｗo(hù)）3.AD（SF?、壓縮空氣為氣體絕緣介質(zhì)，XLPE為固體，變壓器油為液體）4.ABC（分布式新能源導(dǎo)致潮流雙向、電能質(zhì)量波動(dòng)，傳統(tǒng)保護(hù)可能因反向電流誤動(dòng)；系統(tǒng)慣量降低）5.ABD（調(diào)節(jié)服務(wù)包括一次調(diào)頻、旋轉(zhuǎn)備用、無功支撐；黑啟動(dòng)為恢復(fù)服務(wù)）三、案例分析題案例1答案：1.主變壓器容量合理性分析：變電站最大負(fù)荷S_max=1000MW/0.9（假設(shè)功率因數(shù)0.9）≈1111MVA。3臺(tái)主變總?cè)萘?3×180=540MVA＜1111MVA，不滿足N-1要求（單臺(tái)故障時(shí)，剩余2臺(tái)需承擔(dān)80%負(fù)荷，即1111×0.8=889MVA，2×180=360MVA＜889MVA）。因此容量選擇不合理，應(yīng)至少選擇3臺(tái)315MVA變壓器（3×315=945MVA，滿足N-1后2×315=630MVA，仍需校核）。2.雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：檢修母線時(shí)不中斷供電；調(diào)度靈活，可分列運(yùn)行；便于擴(kuò)建。缺點(diǎn)：倒閘操作復(fù)雜，易誤操作；設(shè)備多，投資高。3.110kV短路電流計(jì)算：220kV系統(tǒng)電抗Xs=（2202）/5000≈9.68Ω（基準(zhǔn)容量Sb=100MVA時(shí)，Xs=100/5000=0.02）；主變電抗Xt=Uk%×Sb/(100×Sn)=10.5×100/(100×180)=0.0583（標(biāo)幺值）；110kV母線短路總電抗X=0.02+0.0583=0.0783；短路電流周期分量有效值I=Sb/(√3×Un×X)=100/(√3×110×0.0783)≈6.74kA。案例2答案：1.脫網(wǎng)直接原因：故障期間并網(wǎng)點(diǎn)電壓最低降至0.15p.u.（低于逆變器耐受的0.2p.u.），且持續(xù)時(shí)間0.6s（超過耐受的0.5s），觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作脫網(wǎng)。2.低電壓穿越要求（GB/T19964-2021）：并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至0.2p.u.時(shí)，光伏電站應(yīng)不脫網(wǎng)持續(xù)運(yùn)行至少1.0s；電壓在0.2p.u.~0.9p.u.時(shí)，應(yīng)保持并網(wǎng)；電壓恢復(fù)后，應(yīng)快速恢復(fù)出力。3.技術(shù)措施：①增加逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能（如超級(jí)電容），提升低電壓期間能量支撐能力；②優(yōu)化低電壓穿越控制策略，延長(zhǎng)耐受時(shí)間至1.0s以上；③加裝動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVG），故障時(shí)提供無功支撐，提升并網(wǎng)點(diǎn)電壓。四、計(jì)算題1.線路有功損耗計(jì)算：總有功P=2000+1500+1000=4500kW；總無功Q=2000×tan(acos0.7)+1500×tan(acos0.75)+1000×tan(acos0.8)=2000×1.020+1500×0.882+1000×0.750≈2040+1323+750=4113kvar；視在功率S=√(45002+41132)≈6095kVA；線路電流I=S/(√3×10)=6095/(√3×10)≈352.0A；線路電阻R=0.15×5=0.75Ω；有功損耗ΔP=3I2R=3×(352.0)2×0.75≈3×123904×0.75≈278,784W≈278.78kW。2.無功補(bǔ)償容量計(jì)算：補(bǔ)償前功率因數(shù)cosφ?=4500/6095≈0.74；補(bǔ)償后cosφ?=0.95，tanφ?=tan(acos0.95)=0.328；需補(bǔ)償無功Qc=P(tanφ?-tanφ?)=4500×(1.020-0.328)=4500×0.692≈3114kvar。五、論述題新型電力系統(tǒng)以“雙碳”目標(biāo)為導(dǎo)向，核心特征包括：1.高比例清潔能源：風(fēng)電、光伏等可再生能源占比顯著提升（預(yù)計(jì)2030年非化石能源消費(fèi)占比25%以上），成為主力電源。2.高比例電力電子設(shè)備：新能源通過逆變器并網(wǎng)，傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)占比下降，系統(tǒng)慣量降低，動(dòng)態(tài)特性復(fù)雜。3.源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)：負(fù)荷側(cè)（如電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能）參與調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)“源隨荷動(dòng)”向“源荷互動(dòng)”轉(zhuǎn)變。4.多能互補(bǔ)與綜合能源：電、熱、氣等多種能源系統(tǒng)耦合，提升整體效率。關(guān)鍵技術(shù)支撐：1.新能源友好并網(wǎng)技術(shù)：