2025年注冊電氣工程師考試電力系統(tǒng)自動化沖刺押題試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、1.在電力系統(tǒng)中，反映電力網(wǎng)絡各點電壓相量之間相位差和幅值差異的物理量是（）。A.電流B.電壓C.功率D.相位差2.無功補償?shù)闹饕康氖牵ǎ?。A.提高線路載流量B.降低線路損耗C.提高功率因數(shù)D.增加系統(tǒng)容量3.對于輸電線路的縱聯(lián)保護，其主要作用是（）。A.切除線路始端故障B.保護線路內部故障C.實現(xiàn)線路兩側保護動作的同步D.防止系統(tǒng)振蕩4.在電力系統(tǒng)中，頻率的波動主要取決于（）的平衡。A.有功功率負荷與發(fā)電機出力B.無功功率負荷與無功電源C.線路阻抗與線路長度D.變壓器容量與變壓器連接方式5.自動重合閘裝置在以下哪種情況下應禁止使用？（）A.單相接地故障B.線路區(qū)外故障C.線路區(qū)內故障D.三相短路故障6.提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的主要措施包括（）。A.減小系統(tǒng)阻抗B.增加系統(tǒng)轉動慣量C.采用快速勵磁系統(tǒng)D.以上都是7.電力系統(tǒng)中，采用發(fā)電機自動調節(jié)勵磁裝置的主要目的是（）。A.穩(wěn)定系統(tǒng)電壓B.提高系統(tǒng)功率因數(shù)C.減少系統(tǒng)損耗D.以上都是8.IEC61850標準在電力系統(tǒng)自動化中的主要優(yōu)勢在于（）。A.提高數(shù)據(jù)傳輸速率B.實現(xiàn)信息共享與互操作性C.降低通信成本D.增強系統(tǒng)安全性9.電力系統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)（SCADA）的核心功能不包括（）。A.數(shù)據(jù)采集B.遠程控制C.負荷預測D.電力市場交易10.電力線載波通信（PLC）的主要缺點是（）。A.傳輸速率低B.易受干擾C.設備成本高D.無法適應復雜電磁環(huán)境二、11.簡述電力系統(tǒng)繼電保護的基本原理及其對保護裝置的基本要求。12.說明發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的主要功能及其基本類型。13.分析電力系統(tǒng)頻率波動的原因及其對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的影響。14.比較自動重合閘裝置中“前加速”和“后加速”兩種方式的區(qū)別及其適用場合。15.闡述提高電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的主要措施及其原理。三、16.某輸電線路采用雙回線運行，線路參數(shù)相同，每回線阻抗為Z。線路末端發(fā)生單相接地故障，試分析采用單相自動重合閘裝置時，對系統(tǒng)短路電流和系統(tǒng)電壓的影響。17.有一臺發(fā)電機，其同步電抗為Xd，暫態(tài)電抗為X'd，次暫態(tài)電抗為X''d。試解釋這些電抗在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中各自的作用。18.簡述電力系統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)（SCADA）的主要組成部分及其功能。19.在電力系統(tǒng)中，為什么需要無功補償？常見的無功補償設備有哪些？試分析其在提高功率因數(shù)方面的作用原理。20.設有一臺變壓器，其變比為110/11kV，額定容量為31.5MVA。若該變壓器在額定電壓下運行，其空載損耗為15kW，短路損耗為60kW。試計算該變壓器在滿載且功率因數(shù)為0.8（滯后）時的有功損耗和無功損耗。四、21.某電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障，短路點的短路電流周期分量有效值為20kA。已知系統(tǒng)基準功率為100MVA，基準電壓為115kV。試計算短路點處的短路容量，并說明短路容量的物理意義。22.試述電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）的基本原理及其在提高系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的作用。23.解釋什么是電力系統(tǒng)通信規(guī)約？為什么在電力系統(tǒng)自動化中需要統(tǒng)一的通信規(guī)約？24.分析在電力系統(tǒng)中應用微機繼電保護裝置相比傳統(tǒng)繼電保護裝置的主要優(yōu)點。25.隨著電力電子技術的發(fā)展，對電力系統(tǒng)自動化提出了哪些新的要求或挑戰(zhàn)？試卷答案1.D2.C3.C4.A5.B6.D7.D8.B9.D10.B11.繼電保護的基本原理是利用電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時，電流、電壓、頻率等電氣量發(fā)生的變化，與正常運行時不同，基于這種差異構成繼電保護裝置的動作邏輯，在故障發(fā)生后迅速、有選擇地切除故障部分，保證無故障部分繼續(xù)運行。對保護裝置的基本要求有：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。12.發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的主要功能是提供發(fā)電機轉子所需的直流勵磁電流，用以建立發(fā)電機磁場?；绢愋椭饕兴麆钍剑ㄓ赏獠恐绷麟娫垂╇姡┖妥詣钍剑ㄓ砂l(fā)電機自身發(fā)出的交流經整流后供電），自勵式又可分為他勵自勵（先經勵磁機，再經整流）、自勵自復式（交流勵磁機經整流）和靜止整流自勵式（發(fā)電機發(fā)出的交流經靜止整流器）。13.電力系統(tǒng)頻率波動的主要原因是負荷功率與發(fā)電機出力之間的不平衡。當負荷增加或發(fā)電機出力減少時，系統(tǒng)頻率下降；反之，頻率上升。頻率的波動會影響許多依賴頻率運行的設備（如發(fā)電機、電動機）的性能和壽命，嚴重時可能導致系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至崩潰。14.自動重合閘裝置中的“前加速”是指在發(fā)生故障時，靠近故障點的保護裝置無選擇性地快速動作切除故障，同時啟動重合閘裝置，待故障切除后進行重合。適用于故障率高、但故障多為暫時性故障的線路?！昂蠹铀佟笔侵冈诠收嫌蛇h端保護有選擇地切除后，再經一定時限加速近端保護動作，實現(xiàn)快速重合。適用于故障率較低，但發(fā)生故障后不允許長期斷電的線路。15.提高電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的主要措施包括：采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）來抑制系統(tǒng)中的低頻振蕩；合理配置和參數(shù)整定自動調節(jié)勵磁系統(tǒng)，限制發(fā)電機電壓和功角的波動；采用靜態(tài)補償裝置（如SVG、STATCOM）來快速吸收或發(fā)出無功功率，提高系統(tǒng)阻尼。16.采用單相自動重合閘裝置時，發(fā)生單相接地故障，故障相被切除，非故障相繼續(xù)運行。這會使得非故障相的電壓升高（√3倍），導致通過線路對地電容的接地電流增大。同時，故障相的電流可能因系統(tǒng)參數(shù)變化而有所改變。重合閘成功后，系統(tǒng)恢復正常運行；若重合于永久性故障，將再次經歷單相接地過程，此時短路電流可能更大，對系統(tǒng)沖擊更大。17.同步電抗(Xd)反映發(fā)電機短路故障時的電磁暫態(tài)過程，主要與定子漏抗和轉子直軸磁路有關，用于計算短路電流的周期分量。暫態(tài)電抗(X'd)反映發(fā)電機內部電壓變化，考慮了轉子勵磁繞組的暫態(tài)電勢，比Xd小，用于計算次暫態(tài)電流。次暫態(tài)電抗(X''d)反映發(fā)電機次暫態(tài)過程中的電磁過程，考慮了定子漏抗和轉子各繞組（包括勵磁繞組）的暫態(tài)電勢，比X'd更小，用于計算沖擊電流的幅值。這些電抗用于分析發(fā)電機在故障后的電磁暫態(tài)過程和系統(tǒng)穩(wěn)定性。18.電力系統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)（SCADA）的主要組成部分包括：遠程終端單元（RTU）負責數(shù)據(jù)采集和本地控制；通信網(wǎng)絡負責將RTU采集的數(shù)據(jù)和調度中心的指令傳輸；主站系統(tǒng)（包括數(shù)據(jù)服務器、應用服務器、數(shù)據(jù)庫、人機界面等）負責數(shù)據(jù)接收、處理、存儲、分析，并提供操作和控制功能；操作員工作站和調度員提供人機交互界面，實現(xiàn)監(jiān)控、操作和管理。19.需要無功補償是為了提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少線路中的無功電流，從而降低線路的功率損耗（I2R損耗），提高輸電效率；改善電壓質量，使系統(tǒng)各點的電壓接近標稱電壓；減輕發(fā)電機的負擔，提高設備利用率。常見的無功補償設備有電容器組、電感器、靜止無功補償器（SVC）、同步調相機、有載調壓變壓器等。其作用原理主要是通過提供或吸收無功功率，使系統(tǒng)的無功功率流動更加合理，減少線路損耗，穩(wěn)定電壓。20.首先計算變壓器額定電流：I_n=S/(√3*U_n)=31.5MVA/(√3*110kV)≈165.5kA。滿載時，總銅耗P_cu=I_n2*R=(165.5kA)2*(60kW/(165.5kA)2)=60kW。有功損耗P_total=P_no+P_cu=15kW+60kW=75kW。計算無功損耗Q=√(S2-P2)=√((31.5MVA)2-(31.5MVA*0.8)2)=√(99.025-79.2)MVA≈9.88MVar。注意：此處短路損耗的計算是基于其額定銅耗的百分比，實際變壓器參數(shù)需查閱產品手冊。21.短路容量S_c=I_p*U_ref=20kA*115kV/115kV=20MVA。短路容量的物理意義表示在短路點發(fā)生短路故障時，系統(tǒng)能提供的總視在功率，它反映了系統(tǒng)的短路故障承受能力，是系統(tǒng)設計和繼電保護整定的重要參數(shù)。22.電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）的基本原理是檢測發(fā)電機功角或頻率的微小偏差和變化率，產生一個附加的勵磁信號（或電壓信號），用于阻尼發(fā)電機轉子的搖擺，抑制低頻振蕩。它通過負反饋作用，增加系統(tǒng)的阻尼，提高電力系統(tǒng)在小干擾擾動下的穩(wěn)定性。23.電力系統(tǒng)通信規(guī)約是在電力系統(tǒng)自動化設備和系統(tǒng)之間交換信息時，關于信息內容、格式、順序和傳輸方式等約定的標準。電力系統(tǒng)自動化涉及眾多設備（如保護、測控、調度系統(tǒng)等）和不同廠商的產品，需要統(tǒng)一的通信規(guī)約才能實現(xiàn)設備間的互操作性，即不同廠商、不同類型的設備能夠相互理解、相互通信，實現(xiàn)信息的共享和系統(tǒng)的集成。24.微機繼電保護裝置相比傳統(tǒng)繼電保護裝置的主要優(yōu)點包括：精度高、速度快、功能強大（可實現(xiàn)多種保護功能、自檢、事件記錄、通信等）；可靠性高、不易受環(huán)境因素影響；易于實現(xiàn)標準化和模塊化，便于維護和擴展；成本相對較低（隨著技術成熟，成本不斷下降）；具有自學習能力，可優(yōu)化保護定值；便于實現(xiàn)系統(tǒng)級保護和信息共享。25.