電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識題庫及答案一、選擇題1.電力系統(tǒng)是由（）組成的統(tǒng)一整體。A.發(fā)電廠、變電所、電力線路和用戶B.發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶C.發(fā)電機、變壓器、電力線路和用戶D.發(fā)電機、電力網(wǎng)和用戶答案：B解析：電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶組成的統(tǒng)一整體。發(fā)電廠將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能，電力網(wǎng)負(fù)責(zé)電能的輸送和分配，用戶則是消耗電能的終端。選項A中變電所只是電力網(wǎng)的一部分；選項C發(fā)電機是發(fā)電廠的關(guān)鍵設(shè)備，表述不夠全面；選項D同理，發(fā)電機只是發(fā)電廠的一部分。所以選B。2.我國規(guī)定的交流安全電壓為（）。A.220V、42V、36V、12VB.380V、42V、36V、12VC.42V、36V、24V、12V、6VD.220V、36V、12V、6V答案：C解析：我國規(guī)定的交流安全電壓等級有42V、36V、24V、12V、6V。220V和380V是常見的市電電壓，并非安全電壓。所以選C。3.電力系統(tǒng)中性點運行方式有（）。A.中性點直接接地、中性點不接地B.中性點直接接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地C.中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地D.中性點直接接地、中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地答案：D解析：電力系統(tǒng)中性點運行方式主要有中性點直接接地、中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地三種。中性點直接接地系統(tǒng)供電可靠性相對較低，但發(fā)生單相接地時非故障相電壓不升高；中性點不接地系統(tǒng)供電可靠性較高，但發(fā)生單相接地時非故障相電壓會升高為線電壓；中性點經(jīng)消弧線圈接地可以補償接地電容電流。所以選D。4.衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)有（）。A.電壓和頻率B.電壓、頻率和波形C.電壓、頻率和可靠性D.電壓、頻率、波形和可靠性答案：B解析：衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)主要有電壓、頻率和波形。電壓的大小和穩(wěn)定性、頻率的準(zhǔn)確性以及波形的正弦性都會影響用電設(shè)備的正常運行?？煽啃允请娏ο到y(tǒng)運行的一個重要方面，但不是衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)。所以選B。5.變壓器的主要功能是（）。A.變換電壓B.變換電流C.變換阻抗D.以上都是答案：D解析：變壓器可以根據(jù)電磁感應(yīng)原理變換電壓，實現(xiàn)不同電壓等級之間的轉(zhuǎn)換；同時也能變換電流，滿足不同負(fù)載的電流需求；還可以變換阻抗，使負(fù)載與電源更好地匹配。所以選D。6.架空線路的主要組成部分有（）。A.導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具B.導(dǎo)線、桿塔、絕緣子和金具C.導(dǎo)線、避雷線、桿塔和絕緣子D.導(dǎo)線、桿塔、絕緣子答案：A解析：架空線路主要由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具組成。導(dǎo)線用于傳輸電能；避雷線用于防止雷擊；桿塔起支撐作用；絕緣子用于絕緣；金具用于連接和固定各部件。所以選A。7.電力電纜的主要結(jié)構(gòu)包括（）。A.導(dǎo)體、絕緣層和保護層B.導(dǎo)體、絕緣層和屏蔽層C.導(dǎo)體、屏蔽層和保護層D.絕緣層、屏蔽層和保護層答案：A解析：電力電纜的主要結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)體、絕緣層和保護層。導(dǎo)體用于傳導(dǎo)電流；絕緣層保證電纜的電氣絕緣性能；保護層則保護電纜不受外界環(huán)境的影響，如機械損傷、化學(xué)腐蝕等。屏蔽層不是電力電纜的必要結(jié)構(gòu)部分。所以選A。8.同步發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)包括（）。A.定子和轉(zhuǎn)子B.定子、轉(zhuǎn)子和勵磁系統(tǒng)C.定子、轉(zhuǎn)子和冷卻系統(tǒng)D.定子、轉(zhuǎn)子、勵磁系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)答案：D解析：同步發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)包括定子、轉(zhuǎn)子、勵磁系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。定子是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的部分；轉(zhuǎn)子提供主磁場；勵磁系統(tǒng)為轉(zhuǎn)子提供直流勵磁電流；冷卻系統(tǒng)用于散發(fā)發(fā)電機運行時產(chǎn)生的熱量，保證發(fā)電機的正常運行。所以選D。9.繼電保護裝置的基本要求是（）。A.選擇性、快速性、靈敏性和可靠性B.選擇性、快速性、靈敏性和準(zhǔn)確性C.選擇性、快速性、可靠性和準(zhǔn)確性D.快速性、靈敏性、可靠性和準(zhǔn)確性答案：A解析：繼電保護裝置的基本要求是選擇性、快速性、靈敏性和可靠性。選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小；快速性是指能盡快切除故障，減少故障對設(shè)備和系統(tǒng)的損害；靈敏性是指保護裝置對其保護范圍內(nèi)的故障或異常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力；可靠性是指保護裝置在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。所以選A。10.電力系統(tǒng)的無功功率平衡主要是為了（）。A.提高電壓質(zhì)量B.提高功率因數(shù)C.降低線損D.以上都是答案：D解析：電力系統(tǒng)的無功功率平衡具有多方面的重要意義。保持無功功率平衡可以提高電壓質(zhì)量，因為無功功率不足會導(dǎo)致電壓下降；提高功率因數(shù)，減少無功功率的傳輸，提高設(shè)備的利用率；降低線損，因為無功功率在傳輸過程中也會產(chǎn)生能量損耗。所以選D。二、填空題1.電力系統(tǒng)的額定電壓等級有_、_、_、_等。答案：10kV、35kV、110kV、220kV（答案不唯一，常見的額定電壓等級還有3kV、6kV、500kV等）2.變壓器按用途可分為_、_、___等。答案：電力變壓器、儀用變壓器、特種變壓器3.電力系統(tǒng)的負(fù)荷按性質(zhì)可分為_、_和___。答案：一類負(fù)荷、二類負(fù)荷、三類負(fù)荷4.架空線路的檔距是指___。答案：相鄰兩桿塔中心線之間的水平距離5.電力電纜的敷設(shè)方式有_、_、_和_等。答案：直埋敷設(shè)、排管敷設(shè)、電纜溝敷設(shè)、電纜隧道敷設(shè)6.同步發(fā)電機的運行特性主要有_、_、和。答案：空載特性、短路特性、負(fù)載特性、外特性7.繼電保護裝置的動作電流是指___。答案：能使保護裝置動作的最小電流8.電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施主要有_、_、_和_等。答案：調(diào)節(jié)發(fā)電機端電壓、改變變壓器變比、利用無功補償裝置調(diào)壓、改變線路參數(shù)調(diào)壓9.電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括_和_。答案：靜態(tài)穩(wěn)定性、動態(tài)穩(wěn)定性10.高壓斷路器的主要作用是_和_。答案：控制作用、保護作用三、判斷題1.電力系統(tǒng)的中性點直接接地方式適用于380/220V低壓配電系統(tǒng)和110kV及以上的高壓系統(tǒng)。（）答案：√解析：在380/220V低壓配電系統(tǒng)中，中性點直接接地可以使單相接地故障變?yōu)閱蜗喽搪饭收希芸焖偾袛喙收想娐?，保障安全；?10kV及以上的高壓系統(tǒng)中，中性點直接接地可以降低絕緣成本。所以該說法正確。2.變壓器的變比等于一次側(cè)繞組匝數(shù)與二次側(cè)繞組匝數(shù)之比。（）答案：√解析：根據(jù)變壓器的工作原理，變比K=U1/U2=N1/N2，其中U1、U2分別為一次側(cè)和二次側(cè)電壓，N1、N2分別為一次側(cè)和二次側(cè)繞組匝數(shù)。所以該說法正確。3.架空線路的檔距越大，導(dǎo)線的弧垂越小。（）答案：×解析：在其他條件相同的情況下，架空線路的檔距越大，導(dǎo)線的弧垂越大。因為檔距增大，導(dǎo)線在自身重力作用下的下垂程度會增加。所以該說法錯誤。4.電力電纜的絕緣電阻越大，說明電纜的絕緣性能越好。（）答案：√解析：絕緣電阻是衡量電纜絕緣性能的重要指標(biāo)，絕緣電阻越大，說明電纜的絕緣材料對電流的阻礙作用越大，漏電現(xiàn)象越少，絕緣性能越好。所以該說法正確。5.同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率成正比。（）答案：√解析：根據(jù)同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速公式n=60f/p（其中n為轉(zhuǎn)速，f為電網(wǎng)頻率，p為磁極對數(shù)），在磁極對數(shù)一定的情況下，同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率成正比。所以該說法正確。6.繼電保護裝置的靈敏系數(shù)越大，說明保護裝置越靈敏。（）答案：√解析：靈敏系數(shù)是衡量繼電保護裝置對故障或異常運行狀態(tài)反應(yīng)能力的指標(biāo)，靈敏系數(shù)越大，表明保護裝置在故障發(fā)生時越容易動作，即越靈敏。所以該說法正確。7.電力系統(tǒng)的無功功率不足會導(dǎo)致電壓降低。（）答案：√解析：當(dāng)電力系統(tǒng)無功功率不足時，會引起系統(tǒng)電壓下降。因為無功功率的缺乏會使線路和變壓器的電壓損耗增加，導(dǎo)致用戶端電壓降低。所以該說法正確。8.高壓斷路器在合閘狀態(tài)下，其動、靜觸頭是分開的。（）答案：×解析：高壓斷路器在合閘狀態(tài)下，動、靜觸頭是閉合的，以保證電路的導(dǎo)通；在分閘狀態(tài)下，動、靜觸頭才分開。所以該說法錯誤。9.電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到小干擾后，能自動恢復(fù)到原來運行狀態(tài)的能力。（）答案：√解析：這是電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的定義，所以該說法正確。10.電力系統(tǒng)的短路故障主要有三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。（）答案：√解析：這幾種短路故障是電力系統(tǒng)中常見的短路形式，所以該說法正確。四、簡答題1.簡述電力系統(tǒng)的組成和各部分的作用。(1).電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶組成。(2).發(fā)電廠的作用是將其他形式的能量（如熱能、水能、風(fēng)能、核能等）轉(zhuǎn)換為電能。例如火力發(fā)電廠通過燃燒煤炭等燃料將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，再通過蒸汽輪機將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，最后通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能。(3).電力網(wǎng)的作用是輸送和分配電能。它包括輸電線路和配電線路，輸電線路將發(fā)電廠發(fā)出的電能輸送到遠(yuǎn)方的負(fù)荷中心，配電線路則將電能分配到各個用戶。(4).用戶的作用是消耗電能，滿足生產(chǎn)和生活的需要，如工業(yè)用戶使用電能驅(qū)動機器設(shè)備進行生產(chǎn)，居民用戶使用電能照明、家電等。2.說明變壓器的工作原理。(1).變壓器是基于電磁感應(yīng)原理工作的。它主要由鐵芯和繞在鐵芯上的兩個或多個繞組組成，分別稱為一次繞組和二次繞組。(2).當(dāng)一次繞組接入交流電源時，在一次繞組中會產(chǎn)生交變電流，交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通。(3).這個交變磁通同時穿過一次繞組和二次繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在二次繞組中會感應(yīng)出電動勢。(4).如果二次繞組接有負(fù)載，就會有電流通過負(fù)載，從而實現(xiàn)了電能從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞，同時也實現(xiàn)了電壓的變換，變比等于一次側(cè)繞組匝數(shù)與二次側(cè)繞組匝數(shù)之比。3.分析電力系統(tǒng)中性點不同運行方式的特點。(1).中性點直接接地：(a).優(yōu)點：發(fā)生單相接地時，非故障相電壓不升高，仍為相電壓，電氣設(shè)備的絕緣水平可以按相電壓設(shè)計，降低了絕緣成本；故障電流大，能使保護裝置迅速動作，切除故障線路，提高了供電的可靠性。(b).缺點：單相接地短路電流大，可能會對系統(tǒng)造成較大的沖擊，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；需要設(shè)置專門的接地保護裝置。(2).中性點不接地：(a).優(yōu)點：發(fā)生單相接地時，三相系統(tǒng)的線電壓仍然保持對稱，不影響用戶的正常供電，供電可靠性較高；接地電流較小，不會產(chǎn)生很大的電弧，減少了對設(shè)備的損壞。(b).缺點：發(fā)生單相接地時，非故障相電壓升高為線電壓，對電氣設(shè)備的絕緣要求較高；長時間運行可能會導(dǎo)致絕緣損壞，引發(fā)其他故障。(3).中性點經(jīng)消弧線圈接地：(a).優(yōu)點：可以補償接地電容電流，使接地電流減小，電弧容易熄滅，減少了接地故障發(fā)展為相間短路的可能性，提高了供電的可靠性；在一定程度上降低了非故障相電壓的升高程度。(b).缺點：消弧線圈的參數(shù)需要根據(jù)系統(tǒng)的運行情況進行調(diào)整，增加了運行管理的難度；投資成本相對較高。4.簡述架空線路和電力電纜的優(yōu)缺點。(1).架空線路：(a).優(yōu)點：建設(shè)成本低，施工方便，易于維護和檢修；散熱條件好，輸送容量較大；線路故障時容易查找和修復(fù)。(b).缺點：占用土地資源較多；受氣象條件影響較大，如雷擊、大風(fēng)、冰雪等可能會導(dǎo)致線路故障；對城市景觀有一定的影響。(2).電力電纜：(a).優(yōu)點：不占用地面空間，有利于城市規(guī)劃和美觀；受氣象條件影響小，供電可靠性高；電磁輻射小，對周圍環(huán)境影響小。(b).缺點：建設(shè)成本高，施工難度大，維護和檢修較為復(fù)雜；散熱條件較差，輸送容量相對較??；電纜故障時查找和修復(fù)困難。5.說明同步發(fā)電機的并列運行條件和方法。(1).并列運行條件：(a).發(fā)電機的頻率與電網(wǎng)頻率相等，相差不超過±0.2%-±0.5%。如果頻率不相等，并列后會產(chǎn)生較大的沖擊電流和功率振蕩，影響發(fā)電機和電網(wǎng)的安全運行。(b).發(fā)電機的電壓幅值與電網(wǎng)電壓幅值相等，相差不超過±5%-±10%。電壓幅值不等會導(dǎo)致并列瞬間產(chǎn)生無功功率沖擊。(c).發(fā)電機的電壓相位與電網(wǎng)電壓相位相同。相位不同會在并列瞬間產(chǎn)生很大的沖擊電流，可能損壞發(fā)電機。(d).發(fā)電機的相序與電網(wǎng)相序一致。相序不一致會導(dǎo)致發(fā)電機無法正常運行，甚至損壞設(shè)備。(2).并列運行方法：(a).準(zhǔn)同期并列：在發(fā)電機并列前，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、勵磁電流等參數(shù)，使發(fā)電機滿足并列運行條件，然后在合適的時機將發(fā)電機投入電網(wǎng)。準(zhǔn)同期并列的優(yōu)點是并列時沖擊電流小，對系統(tǒng)的影響??；缺點是操作復(fù)雜，并列時間長。(b).自同期并列：先將發(fā)電機的轉(zhuǎn)子拖動到接近同步轉(zhuǎn)速，然后在發(fā)電機的定子繞組中通入勵磁電流，再將發(fā)電機投入電網(wǎng)。自同期并列的優(yōu)點是并列速度快，操作簡單；缺點是并列時沖擊電流較大，對系統(tǒng)有一定的影響，一般只在系統(tǒng)故障等緊急情況下使用。6.闡述繼電保護裝置的基本原理和組成部分。(1).基本原理：繼電保護裝置是根據(jù)電力系統(tǒng)中元件發(fā)生故障或異常運行時的電氣量（如電流、電壓、功率等）變化，與正常運行時的電氣量進行比較，當(dāng)電氣量的變化超過一定的整定值時，保護裝置動作，發(fā)出跳閘信號或報警信號。例如，當(dāng)發(fā)生短路故障時，故障線路中的電流會急劇增大，超過保護裝置的動作電流，保護裝置就會動作。(2).組成部分：(a).測量部分：用于測量被保護元件的電氣量，如電流互感器和電壓互感器將一次側(cè)的大電流和高電壓轉(zhuǎn)換為二次側(cè)的小電流和低電壓，供保護裝置測量。(b).邏輯部分：根據(jù)測量部分測得的電氣量，按照一定的邏輯關(guān)系進行判斷，確定是否發(fā)生故障或異常運行情況，如過電流保護中，當(dāng)測量到的電流超過整定值時，邏輯部分判斷發(fā)生了過電流故障。(c).執(zhí)行部分：當(dāng)邏輯部分判斷需要動作時，執(zhí)行部分發(fā)出跳閘信號或報警信號，如跳閘繼電器動作，使斷路器跳閘，切除故障線路。7.分析電力系統(tǒng)電壓波動的原因和危害。(1).原因：(a).負(fù)荷的變化：當(dāng)系統(tǒng)中的負(fù)荷突然增加或減少時，會引起系統(tǒng)電壓的波動。例如，大型電動機的啟動會導(dǎo)致電壓瞬間下降。(b).無功功率的不平衡：無功功率不足會導(dǎo)致電壓降低，無功功率過剩會導(dǎo)致電壓升高。如大量的感性負(fù)載會消耗大量的無功功率，使系統(tǒng)電壓下降。(c).電網(wǎng)故障：如短路故障會使故障點附近的電壓急劇下降，影響周圍用戶的正常供電。(d).變壓器分接頭調(diào)整不當(dāng)：如果變壓器的分接頭調(diào)整不合適，會導(dǎo)致輸出電壓不符合要求，引起電壓波動。(2).危害：(a).對用電設(shè)備的影響：電壓波動會影響用電設(shè)備的正常運行，降低設(shè)備的使用壽命。例如，電壓過低會使電動機轉(zhuǎn)速下降，甚至無法啟動；電壓過高會使設(shè)備的絕緣損壞。(b).對生產(chǎn)過程的影響：在一些對電壓質(zhì)量要求較高的生產(chǎn)過程中，電壓波動可能會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，甚至造成生產(chǎn)事故。(c).對電力系統(tǒng)的影響：電壓波動會影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可能導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩，甚至引發(fā)大面積停電事故。8.簡述電力系統(tǒng)的無功補償方法。(1).同步調(diào)相機：它是一種專門用于無功補償?shù)耐诫姍C，通過調(diào)節(jié)其勵磁電流，可以發(fā)出或吸收無功功率。當(dāng)系統(tǒng)無功功率不足時，調(diào)相機可以發(fā)出無功功率；當(dāng)系統(tǒng)無功功率過剩時，調(diào)相機可以吸收無功功率。(2).并聯(lián)電容器：并聯(lián)電容器是最常用的無功補償設(shè)備，它可以發(fā)出感性無功功率，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。電容器的安裝和維護簡單，成本較低。可以根據(jù)系統(tǒng)的無功需求，將電容器分組投切，實現(xiàn)動態(tài)補償。(3).靜止無功補償器（SVC）：它是一種新型的無功補償裝置，由晶閘管控制的電抗器和電容器組成?？梢钥焖?、連續(xù)地調(diào)節(jié)無功功率，響應(yīng)速度快，能有效抑制電壓波動和閃變。(4).靜止同步補償器（STATCOM）：它是基于電壓源型逆變器的無功補償裝置，具有更快的響應(yīng)速度和更好的補償效果。它可以在感性和容性范圍內(nèi)快速調(diào)節(jié)無功功率，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。9.說明電力系統(tǒng)短路故障的危害和預(yù)防措施。(1).危害：(a).短路電流大：短路時會產(chǎn)生很大的短路電流，可能會使電氣設(shè)備過熱、損壞，甚至引發(fā)火災(zāi)。(b).電壓降低：短路故障會使故障點附近的電壓急劇下降，影響周圍用戶的正常供電，導(dǎo)致用電設(shè)備無法正常運行。(c).破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性：短路故障可能會引起系統(tǒng)振蕩，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電。(d).產(chǎn)生電動力：短路電流產(chǎn)生的電動力可能會使電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)變形、損壞，影響設(shè)備的正常運行。(2).預(yù)防措施：(a).合理設(shè)計電力系統(tǒng)：選擇合適的電氣設(shè)備和導(dǎo)線截面，保證系統(tǒng)的短路容量在設(shè)備的承受范圍內(nèi)；合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。(b)