2024年電氣工程師《發(fā)輸變電》練習(xí)題(附答案)一、單項(xiàng)選擇題1.下列哪種發(fā)電機(jī)的效率通常較高？()A.水輪發(fā)電機(jī)B.汽輪發(fā)電機(jī)C.柴油發(fā)電機(jī)D.風(fēng)力發(fā)電機(jī)答案：B解析：汽輪發(fā)電機(jī)通常具有較高的效率。水輪發(fā)電機(jī)效率也較高，但受水頭、流量等因素影響；柴油發(fā)電機(jī)效率相對較低，且運(yùn)行成本高；風(fēng)力發(fā)電機(jī)效率受風(fēng)速等自然條件影響較大且整體效率不如汽輪發(fā)電機(jī)穩(wěn)定。汽輪發(fā)電機(jī)單機(jī)容量大，技術(shù)成熟，在設(shè)計(jì)和制造上能更好地實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行，故答案選B。2.在電力系統(tǒng)中，下列哪種設(shè)備用于限制短路電流？()A.電容器B.電抗器C.避雷器D.電壓互感器答案：B解析：電抗器主要用于限制短路電流。電容器主要用于無功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)；避雷器用于保護(hù)電氣設(shè)備免受雷擊過電壓和操作過電壓的損害；電壓互感器用于將高電壓按比例變換成低電壓，供測量、保護(hù)等使用。所以答案是B。3.輸電線路采用分裂導(dǎo)線的主要目的是()。A.減小線路電阻B.增大線路電容C.減小線路電抗D.提高線路電暈臨界電壓答案：C解析：輸電線路采用分裂導(dǎo)線主要是為了減小線路電抗。分裂導(dǎo)線將每相導(dǎo)線分裂成若干根，增大了導(dǎo)線的等效半徑，從而減小了線路的電抗。雖然分裂導(dǎo)線也會在一定程度上增大線路電容，但這不是主要目的。分裂導(dǎo)線對線路電阻影響較小，且提高線路電暈臨界電壓只是其附帶的一個效果，并非主要目的。所以選C。4.下列哪種保護(hù)屬于變壓器的主保護(hù)？()A.過流保護(hù)B.過負(fù)荷保護(hù)C.差動保護(hù)D.零序保護(hù)答案：C解析：變壓器的主保護(hù)是能夠快速、靈敏地切除變壓器內(nèi)部故障的保護(hù)。差動保護(hù)能夠比較變壓器兩側(cè)電流的大小和相位，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，能迅速動作，是變壓器的主保護(hù)。過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)主要用于后備保護(hù)；零序保護(hù)主要用于接地故障保護(hù)，但不是主保護(hù)。故答案為C。5.在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時，非故障相的對地電壓()。A.不變B.升高為線電壓C.降低D.變?yōu)榱愦鸢福築解析：在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時，故障相接地，非故障相的對地電壓升高為線電壓。因?yàn)橹行渣c(diǎn)不接地，系統(tǒng)的線電壓仍然保持對稱，故障相電壓為零，非故障相電壓就會升高到線電壓的數(shù)值。所以答案是B。6.電力系統(tǒng)的頻率主要取決于()。A.有功功率的平衡B.無功功率的平衡C.電壓的高低D.電流的大小答案：A解析：電力系統(tǒng)的頻率主要取決于有功功率的平衡。當(dāng)系統(tǒng)中有功功率過剩時，頻率升高；當(dāng)有功功率不足時，頻率降低。無功功率的平衡主要影響電壓的質(zhì)量；電壓的高低和電流的大小與頻率沒有直接的決定關(guān)系。所以選A。7.下列哪種接線方式的可靠性最高？()A.單母線接線B.雙母線接線C.橋形接線D.角形接線答案：D解析：角形接線的可靠性最高。單母線接線簡單，但可靠性較低，當(dāng)母線故障或檢修時，會造成全部停電；雙母線接線可靠性有所提高，但存在母線故障的風(fēng)險(xiǎn)；橋形接線適用于小型變電站，可靠性相對有限。角形接線中，每一個斷路器都連接著兩個電源或負(fù)荷，任意一個元件故障或檢修都不會影響其他元件的正常運(yùn)行，具有較高的可靠性。故答案為D。8.高壓斷路器的主要作用是()。A.隔離電源B.倒閘操作C.切斷和接通負(fù)荷電流及故障電流D.調(diào)節(jié)電壓答案：C解析：高壓斷路器的主要作用是切斷和接通負(fù)荷電流及故障電流。隔離電源是隔離開關(guān)的主要作用；倒閘操作是多種開關(guān)設(shè)備配合完成的操作；調(diào)節(jié)電壓主要通過變壓器等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。所以選C。9.同步發(fā)電機(jī)的功角特性曲線反映了()之間的關(guān)系。A.發(fā)電機(jī)的電磁功率和功角B.發(fā)電機(jī)的端電壓和功角C.發(fā)電機(jī)的頻率和功角D.發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功角答案：A解析：同步發(fā)電機(jī)的功角特性曲線反映了發(fā)電機(jī)的電磁功率和功角之間的關(guān)系。功角是同步發(fā)電機(jī)的一個重要參數(shù)，它與發(fā)電機(jī)的電磁功率密切相關(guān)。端電壓、頻率和轉(zhuǎn)速與功角有一定的關(guān)聯(lián)，但功角特性曲線主要體現(xiàn)的是電磁功率和功角的關(guān)系。所以答案是A。10.下列哪種設(shè)備不屬于二次設(shè)備？()A.繼電器B.測量儀表C.斷路器D.控制電纜答案：C解析：二次設(shè)備是對一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)等的設(shè)備。繼電器、測量儀表和控制電纜都屬于二次設(shè)備。斷路器是一次設(shè)備，用于直接通斷電路，控制和保護(hù)一次系統(tǒng)。所以選C。二、多項(xiàng)選擇題1.電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施有()。A.調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流B.改變變壓器的分接頭C.利用無功補(bǔ)償設(shè)備D.改變輸電線路的參數(shù)答案：ABCD解析：在電力系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流可以改變發(fā)電機(jī)的端電壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓；改變變壓器的分接頭可以改變變壓器的變比，進(jìn)而調(diào)整電壓；利用無功補(bǔ)償設(shè)備，如電容器、電抗器等，可以改善系統(tǒng)的無功功率分布，達(dá)到調(diào)壓的目的；改變輸電線路的參數(shù)，如采用分裂導(dǎo)線減小電抗等，也能對電壓產(chǎn)生影響。所以ABCD選項(xiàng)均正確。2.變壓器的損耗包括()。A.銅損耗B.鐵損耗C.介質(zhì)損耗D.機(jī)械損耗答案：AB解析：變壓器的損耗主要包括銅損耗和鐵損耗。銅損耗是指變壓器繞組中的電阻損耗，與繞組中的電流大小有關(guān)；鐵損耗是指變壓器鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗，與鐵芯中的磁通密度和頻率有關(guān)。介質(zhì)損耗主要存在于電容器等設(shè)備中；機(jī)械損耗一般在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中較為明顯，變壓器不存在機(jī)械損耗。所以答案是AB。3.電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括()。A.靜態(tài)穩(wěn)定性B.暫態(tài)穩(wěn)定性C.動態(tài)穩(wěn)定性D.電壓穩(wěn)定性答案：ABC解析：電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括靜態(tài)穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性。靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到小干擾后，能夠自動恢復(fù)到原來運(yùn)行狀態(tài)的能力；暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到大干擾后，能夠保持同步運(yùn)行的能力；動態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到干擾后，經(jīng)過一段時間的動態(tài)過程，能夠達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。電壓穩(wěn)定性主要是指系統(tǒng)維持電壓在一定范圍內(nèi)的能力，它不屬于傳統(tǒng)意義上的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分類。所以選ABC。4.下列哪些屬于電力系統(tǒng)的一次設(shè)備？()A.發(fā)電機(jī)B.變壓器C.斷路器D.電流互感器答案：ABC解析：一次設(shè)備是直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的設(shè)備。發(fā)電機(jī)是產(chǎn)生電能的設(shè)備；變壓器用于改變電壓等級；斷路器用于切斷和接通電路。電流互感器屬于二次設(shè)備，它的作用是將大電流按比例變換成小電流，供測量、保護(hù)等使用。所以答案是ABC。5.提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施有()。A.快速切除故障B.采用自動重合閘裝置C.增加發(fā)電機(jī)的勵磁D.采用電氣制動答案：ABCD解析：快速切除故障可以減少故障對系統(tǒng)的影響時間，提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性；自動重合閘裝置可以在故障切除后，迅速恢復(fù)供電，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；增加發(fā)電機(jī)的勵磁可以提高發(fā)電機(jī)的電磁功率，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；采用電氣制動可以在故障發(fā)生時，快速消耗發(fā)電機(jī)的過剩功率，使系統(tǒng)盡快恢復(fù)穩(wěn)定。所以ABCD選項(xiàng)均正確。三、判斷題1.電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)直接接地方式適用于110kV及以上的高壓系統(tǒng)。()答案：√解析：在110kV及以上的高壓系統(tǒng)中，采用中性點(diǎn)直接接地方式可以降低電氣設(shè)備的絕緣水平，減少設(shè)備投資。同時，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，能迅速切除故障線路，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。所以該說法正確。2.同步發(fā)電機(jī)的并列運(yùn)行條件是發(fā)電機(jī)的電壓、頻率、相位和相序與電網(wǎng)相同。()答案：√解析：同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時，必須滿足電壓、頻率、相位和相序與電網(wǎng)相同的條件。如果電壓不同，會在并列瞬間產(chǎn)生很大的沖擊電流；頻率不同會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間產(chǎn)生拍振；相位不同會引起很大的環(huán)流；相序不同則會使發(fā)電機(jī)無法正常運(yùn)行。所以該說法正確。3.輸電線路的電阻主要取決于導(dǎo)線的材料和截面面積，與長度無關(guān)。()答案：×解析：輸電線路的電阻計(jì)算公式為(R=ρlS)，其中(ρ4.電力系統(tǒng)的無功功率平衡對電壓質(zhì)量有重要影響。()答案：√解析：當(dāng)系統(tǒng)中無功功率不足時，電壓會降低；當(dāng)無功功率過剩時，電壓會升高。因此，保持電力系統(tǒng)的無功功率平衡對于維持電壓質(zhì)量在允許范圍內(nèi)至關(guān)重要。所以該說法正確。5.變壓器的空載損耗主要是鐵損耗。()答案：√解析：變壓器空載時，一次繞組加額定電壓，二次繞組開路。此時，變壓器的損耗主要是鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗，即鐵損耗。因?yàn)榭蛰d電流很小，繞組中的銅損耗可以忽略不計(jì)。所以該說法正確。四、填空題1.電力系統(tǒng)的負(fù)荷按用電設(shè)備的特性可分為______、______和______。答案：有功負(fù)荷、無功負(fù)荷、視在負(fù)荷2.輸電線路的參數(shù)包括______、______、______和______。答案：電阻、電抗、電導(dǎo)、電納3.同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)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4.電力系統(tǒng)的故障主要有______和______兩種類型。答案：短路故障、斷線故障5.高壓斷路器的滅弧方式主要有______、______和______。答案：油滅弧、氣吹滅弧、真空滅弧五、簡答題1.簡述電力系統(tǒng)的組成及其各部分的作用。(1).電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、輸電線路、變電站、配電線路和用戶等部分組成。(2).發(fā)電廠的作用是將各種一次能源（如煤炭、水能、風(fēng)能、核能等）轉(zhuǎn)換為電能。(3).輸電線路的作用是將發(fā)電廠發(fā)出的電能輸送到遠(yuǎn)方的變電站，具有大容量、遠(yuǎn)距離輸送的特點(diǎn)。(4).變電站的作用是對電壓進(jìn)行變換和分配，同時還具有控制、保護(hù)和監(jiān)測等功能。(5).配電線路的作用是將變電站的電能分配到各個用戶，具有電壓等級較低、分布范圍廣的特點(diǎn)。(6).用戶是電力系統(tǒng)的終端，消耗電能以滿足生產(chǎn)和生活的需要。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。(2).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。(3).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。(4).由于鐵芯的磁導(dǎo)率很高，大部分磁通會通過鐵芯閉合，這個磁通稱為主磁通。(5).主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。(6).如果二次繞組接有負(fù)載，就會有電流流過負(fù)載，從而實(shí)現(xiàn)了電能從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞。變壓器通過改變一次繞組和二次繞組的匝數(shù)比，可以改變電壓的大小。3.分析電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障的原因及危害。(1).發(fā)生短路故障的原因：(1).電氣設(shè)備絕緣損壞，如絕緣老化、受潮、過電壓等原因?qū)е陆^緣性能下降，從而引發(fā)短路。(2).外力破壞，如雷擊、大風(fēng)、地震等自然災(zāi)害，以及人為的誤操作、施工破壞等，都可能導(dǎo)致輸電線路或電氣設(shè)備受損，引發(fā)短路。(3).鳥獸跨接在裸露的載流部分，也會造成短路故障。(2).短路故障的危害：(1).短路時會產(chǎn)生很大的短路電流，短路電流會使電氣設(shè)備過熱，損壞設(shè)備的絕緣，甚至燒毀設(shè)備。(2).短路電流產(chǎn)生的電動力會使電氣設(shè)備的部件變形、損壞，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。(3).短路會導(dǎo)致系統(tǒng)電壓急劇下降，影響用戶的正常用電，甚至可能使一些對電壓敏感的設(shè)備損壞。(4).短路故障可能會引起系統(tǒng)的穩(wěn)定性破壞，導(dǎo)致系統(tǒng)解列，造成大面積停電。(5).短路產(chǎn)生的電弧可能會引發(fā)火災(zāi)，危及人員和設(shè)備的安全。4.闡述提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施。(1).采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置：自動調(diào)節(jié)勵磁裝置可以在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化時，快速調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流，從而提高發(fā)電機(jī)的電磁功率，增強(qiáng)系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。(2).減小系統(tǒng)的電抗：可以通過采用分裂導(dǎo)線、增加輸電線路的回路數(shù)等方式減小系統(tǒng)的電抗，使發(fā)電機(jī)的電磁功率特性曲線向上移動，提高靜態(tài)穩(wěn)定極限。(3).提高系統(tǒng)的運(yùn)行電壓：適當(dāng)提高系統(tǒng)的運(yùn)行電壓可以提高發(fā)電機(jī)的電磁功率，增強(qiáng)系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。(4).改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式：合理規(guī)劃電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，增加輸電線路的聯(lián)系，采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)等方式，可以提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。同時，在運(yùn)行中合理安排發(fā)電機(jī)的出力和負(fù)荷的分布，也有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。5.簡述繼電保護(hù)裝置的基本要求。(1).選擇性：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇地將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，盡量縮小停電范圍，保證非故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行。(2).速動性：繼電保護(hù)裝置應(yīng)能快速地切除故障，以減少故障對設(shè)備和系統(tǒng)的損害，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(3).靈敏性：繼電保護(hù)裝置應(yīng)能對保護(hù)范圍內(nèi)的各種故障和異常運(yùn)行狀態(tài)有足夠的反應(yīng)能力，即具有較高的靈敏度。(4).可靠性：繼電保護(hù)裝置應(yīng)能在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成預(yù)定的保護(hù)功能，不發(fā)生誤動作和拒動作。六、計(jì)算題1.已知一臺三相變壓器的額定容量(S_N=1000kVA)，額定電壓(U_{1N}/U_{2N}=10kV/0.4kV)，求該變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)的額定電流。(1).首先明確三相變壓器額定電流的計(jì)算公式：(I_N=SN(2).計(jì)算一次側(cè)額定電流(I_{1N})：已知(S_N=1000kVA)，(U_{1N}=10kV)，代入公式可得(I_{1N}=SN3U1(3).計(jì)算二次側(cè)額定電流(I_{2N})：已知(S_N=1000kVA)，(U_{2N}=0.4kV)，代入公式可得(I_{2N}=SN3U22.某輸電線路的電阻(R=10Ω)，電抗(X=20Ω)，輸送功率(P=100MW)，功率因數(shù)(cosφ=0.8)，線路首端電壓(U_1=220kV)，求線路末端電壓(U_2)。(1).首先計(jì)算輸送的無功功率(Q)：已知(P=100MW)，(cosφ=0.8)，根據(jù)(sinφ=1?cos2φ=1?0.82=(2).計(jì)算線路的電壓降落(ΔU)和(δU)：電壓降落的縱分量(ΔU=PR+QXU1=100電壓降落的橫分量(δU=PX?QRU1=100(3).計(jì)算線路末端電壓(U_2)：根據(jù)(U_2=(U1?ΔU)2+δU3.一臺同步發(fā)電機(jī)的額定容量(S_N=50MVA)，額定電壓(U_N=10.5kV)，同步電抗(X_d=1.2Ω)，發(fā)電機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行，功率因數(shù)(cosφ=0.8)（滯后），求發(fā)電機(jī)的空載電動勢(E_0)。(1).首先計(jì)算額定電流(I_N)：根據(jù)(I_N=SN3UN(2).已知(cosφ=0.8)（滯后），則(sinφ=0.6)。(3).以電壓(U)為參考相量，(U=U_N∠0{°}=10.5×103∠0^{°}V)，(I=I_N∠-φ=2749.3∠(4).計(jì)算(jX_dI)：(jX_dI=j1.2×2749.3∠-36.87{°}=1.2×2749.3∠90{°}-36.87{°}=3299.16∠53.13{°}=3299.16(cos53.13{°(5).計(jì)算空載電動勢(E_0)：(E_0=U+jX_dI=10500+1979.5+j2639.3=(12479.5+j2639.3)V)。(E_0=12479.52+2639.32=155737002.254.某電力系統(tǒng)有兩臺發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行，發(fā)電機(jī)1的額定容量(S_{N1}=100MVA)，調(diào)差系數(shù)(δ1=0.05)；發(fā)電機(jī)2的額定容量(S{N2}=200MVA)，調(diào)差系數(shù)(δ_2=0.04)。系統(tǒng)總負(fù)荷(P_L=250MW)，求兩臺發(fā)電機(jī)的有功功率分配。(1).設(shè)發(fā)電機(jī)1的有功功率為(P_1)，發(fā)電機(jī)2的有功功率為(P_2)，則(P_1+P_2=P_L=250MW)。(2).根據(jù)調(diào)差系數(shù)的定義，在并列運(yùn)行時，兩臺發(fā)電機(jī)的頻率偏差相同，即(P1SN(3).將(S_{N1}=100MVA)，(δ1=0.05)，(S{N2}=200MVA)，(δ_2=0.04)代入(P1SN1δ1=P2SN2δ(4).將(P_2=85P_1)代入(P_1+P_2=250)中，可得(P_1+8(5).合并同類項(xiàng)得(5P1+8P1(6).則(P_2=250-P_1=250-96.15=153.85MW)。5.某110kV輸電線路，長度(l=1