2025年電力基礎知識考試題（附答案）一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某直流電路中，電源電動勢E=12V，內阻r=0.5Ω，外電路電阻R=5.5Ω，則電路中的電流I和端電壓U分別為（）。A.2A，11VB.2A，12VC.1A，11VD.1A，12V2.三相交流電路中，若負載作三角形連接，線電壓與相電壓的關系為（）。A.線電壓等于相電壓B.線電壓等于相電壓的√3倍C.相電壓等于線電壓的√3倍D.線電壓等于相電壓的1/√3倍3.變壓器的空載損耗主要由（）引起。A.繞組電阻損耗B.鐵芯渦流和磁滯損耗C.漏磁通損耗D.負載電流引起的損耗4.電力系統中，110kV線路的中性點接地方式通常為（）。A.中性點不接地B.中性點經消弧線圈接地C.中性點直接接地D.中性點經電阻接地5.異步電動機的旋轉磁場轉速（同步轉速）n?與電源頻率f、極對數p的關系為（）。A.n?=60f/pB.n?=120f/pC.n?=60p/fD.n?=120p/f6.下列關于無功功率的描述中，正確的是（）。A.無功功率是無用的功率B.無功功率不參與電能與其他形式能量的轉換C.無功功率會導致線路電壓降低和功率損耗增加D.無功功率的單位是瓦特（W）7.高壓斷路器的主要作用是（）。A.隔離電路B.通斷正常負載電流和故障電流C.限制短路電流D.提高功率因數8.太陽能光伏發(fā)電的核心裝置是（）。A.逆變器B.蓄電池C.光伏組件D.匯流箱9.電力系統頻率的調整主要通過（）實現。A.調整發(fā)電機的有功出力B.調整發(fā)電機的無功出力C.調整變壓器分接頭D.投入或切除電容器10.下列關于零序電流的描述中，錯誤的是（）。A.零序電流僅在中性點接地系統中出現B.零序電流三相大小相等、相位相同C.零序電流會在變壓器繞組中產生環(huán)流D.零序電流不能通過三角形接線的變壓器繞組二、判斷題（每題1分，共10分）1.基爾霍夫電流定律（KCL）的本質是電荷守恒定律，適用于任何電路。（）2.電感元件在直流電路中相當于短路，電容元件在直流電路中相當于開路。（）3.變壓器的變比k等于原邊匝數與副邊匝數之比，因此原邊電壓U?=kU?，原邊電流I?=kI?。（）4.電力系統的最大運行方式下，短路電流最小；最小運行方式下，短路電流最大。（）5.異步電動機的轉差率s=（n?-n）/n?，當電動機啟動瞬間s=1，正常運行時s≈0.02~0.06。（）6.無功補償裝置（如電容器）應盡量靠近負載側安裝，以減少線路無功損耗。（）7.高壓隔離開關可以帶負荷操作，但其滅弧能力較弱。（）8.風力發(fā)電機的輸出功率與風速的平方成正比，因此風速越大，發(fā)電效率越高。（）9.電力系統的電壓調整可通過改變發(fā)電機端電壓、調整變壓器分接頭或投切無功補償裝置實現。（）10.直流輸電相比交流輸電，更適合遠距離大容量輸電，且不存在系統穩(wěn)定問題。（）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述電力系統中性點直接接地和不接地的優(yōu)缺點及適用場景。2.說明異步電動機“異步”的含義，并解釋其工作原理。3.畫出單相變壓器的T型等效電路，并標注各參數的物理意義。4.什么是電力系統的無功平衡？為何需要保持無功平衡？5.列舉三種新能源發(fā)電技術，并說明其對電網運行的主要影響。四、計算題（每題10分，共30分）1.如圖1所示電路（注：可自行繪制或描述為：電源E=24V，內阻r=1Ω，R?=3Ω，R?=6Ω，R?=2Ω，R?=4Ω，R?=12Ω，其中R?與R?并聯后與R?串聯，再與R?并聯，最后與R?串聯接于電源兩端），求：（1）電路的總等效電阻R總；（2）電源輸出的總電流I；（3）R?兩端的電壓U?。2.一臺單相變壓器的額定容量S?=100kVA，額定電壓U??/U??=10kV/0.4kV，空載損耗P?=0.6kW，短路損耗P_k=2.2kW（額定電流下）。當負載系數β=0.8（即負載電流為額定電流的80%）、功率因數cosφ=0.85（滯后）時，求變壓器的效率η。3.某110kV系統（基準容量S_b=100MVA，基準電壓U_b=115kV）中，發(fā)電機電抗X_G=0.12，變壓器電抗X_T=0.15，線路電抗X_L=0.20（均為標幺值）。計算該系統在變壓器低壓側發(fā)生三相短路時的短路電流周期分量有效值I_k（結果保留兩位小數）。五、綜合分析題（10分）隨著“雙碳”目標推進，大量新能源（如風電、光伏）接入電網。請分析新能源大規(guī)模并網對電力系統運行的影響，并提出至少3項應對措施。答案一、單項選擇題1.A（解析：I=E/(R+r)=12/(5.5+0.5)=2A；U=IR=2×5.5=11V）2.A（解析：三角形連接時，線電壓等于相電壓；星形連接時，線電壓=√3相電壓）3.B（解析：空載時原邊電流很小，繞組損耗可忽略，主要損耗為鐵芯的渦流和磁滯損耗）4.C（解析：110kV及以上系統通常采用中性點直接接地，以降低絕緣成本，提高供電可靠性）5.B（解析：同步轉速公式n?=120f/p）6.C（解析：無功功率雖不直接做功，但會占用線路容量，導致電壓降低和有功損耗增加；單位為乏（var））7.B（解析：斷路器可通斷正常負載電流和故障電流，需具備滅弧能力；隔離開關用于隔離電路，不可帶負荷操作）8.C（解析：光伏組件將光能轉化為電能，是核心裝置）9.A（解析：頻率由有功平衡決定，調整發(fā)電機有功出力可調節(jié)頻率）10.D（解析：零序電流可通過星形接線繞組，但無法通過三角形接線繞組（無中性線回路））二、判斷題1.√（KCL基于電荷守恒，適用于任何集中參數電路）2.√（直流穩(wěn)態(tài)下，電感感抗X_L=2πfL=0，相當于短路；電容容抗X_C=1/(2πfC)→∞，相當于開路）3.×（變比k=N?/N?=U?/U?，電流關系為I?/I?=1/k，原邊電流I?=I?/k）4.×（最大運行方式下系統阻抗最小，短路電流最大；最小運行方式下阻抗最大，短路電流最?。?.√（啟動時轉子轉速n=0，s=1；正常運行時n接近n?，s很?。?.√（靠近負載側補償可減少無功傳輸距離，降低線路損耗）7.×（隔離開關無滅弧能力，不可帶負荷操作，僅用于隔離電源）8.×（風力發(fā)電機輸出功率與風速的三次方成正比，但風速超過額定值時需限速，避免設備損壞）9.√（電壓調整可通過發(fā)電機調壓、變壓器分接頭調整、無功補償（如電容器）等方式實現）10.×（直流輸電適合遠距離大容量輸電，但受端系統仍需交流支撐，存在換相失敗等穩(wěn)定問題）三、簡答題1.中性點直接接地：優(yōu)點是單相接地時非故障相電壓不升高（仍為相電壓），絕緣要求低；缺點是單相接地電流大，需立即跳閘，可能導致停電。適用于110kV及以上高壓系統。中性點不接地：優(yōu)點是單相接地電流?。ㄈ菪噪娏鳎?，可帶故障運行1~2小時，提高供電可靠性；缺點是非故障相電壓升高√3倍，對絕緣要求高。適用于6~35kV配電網（電容電流較小的系統）。2.異步含義：異步電動機的轉子轉速n始終略低于同步轉速n?（n<n?），因此稱為“異步”。工作原理：定子三相繞組通入三相交流電，產生旋轉磁場（轉速n?）；轉子導體切割旋轉磁場，產生感應電動勢和電流（右手定則）；轉子電流與旋轉磁場相互作用產生電磁轉矩（左手定則），驅動轉子沿磁場方向旋轉（n<n?，否則無切割運動）。3.單相變壓器T型等效電路包含：-原邊電阻R?（原繞組銅損）；-原邊漏抗X?σ（原邊漏磁通引起的電抗）；-激磁電阻R_m（鐵芯損耗等效電阻）；-激磁電抗X_m（主磁通引起的電抗）；-副邊電阻R?（副繞組銅損）；-副邊漏抗X?σ（副邊漏磁通引起的電抗）；-副邊負載阻抗Z_L（等效負載）。（注：可繪制為原邊R?、X?σ串聯后并聯R_m、X_m支路，再串聯折算后的R?'、X?σ'和Z_L'）4.無功平衡：電力系統中無功電源（發(fā)電機、電容器、靜止無功發(fā)生器等）發(fā)出的無功功率與無功負荷（電動機、變壓器等）及無功損耗（線路、變壓器電抗損耗）消耗的無功功率相等。必要性：若無功不足，系統電壓會降低，可能導致電壓崩潰；若無功過剩，電壓會升高，損壞設備。保持無功平衡是維持電壓穩(wěn)定、降低網絡損耗的關鍵。5.新能源發(fā)電技術：-光伏發(fā)電：影響包括輸出功率受光照強度波動（間歇性）、逆變器控制特性改變電網故障特性、可能引發(fā)諧波污染。-風力發(fā)電：影響包括輸出功率受風速波動（隨機性）、機組低電壓穿越能力要求高、對電網頻率調節(jié)能力弱。-生物質能發(fā)電：影響包括單機容量小、燃料供應穩(wěn)定性差、需配套儲能調節(jié)出力。四、計算題1.（1）總等效電阻計算：-R?與R?并聯：R??=R?//R?=(3×6)/(3+6)=2Ω；-R??與R?串聯：R???=2+2=4Ω；-R???與R?并聯：R????=4//4=2Ω；-總電阻R總=R????+R?=2+12=14Ω；（2）總電流I=E/(R總+r)=24/(14+1)=1.6A；（3）R?兩端電壓：-R????支路電流I????=I×(R?)/(R????+R?)？不，總電流I=1.6A，流經R?的電流為1.6A，R????兩端電壓U????=I×R????=1.6×2=3.2V；-R???支路電流I???=U????/R???=3.2/4=0.8A；-U?=I???×R?=0.8×2=1.6V。2.變壓器效率計算：-輸入功率P?=βS?cosφ+P?+β2P_k=0.8×100×0.85+0.6+0.82×2.2=68+0.6+1.408=70.008kW；-輸出功率P?=βS?cosφ=0.8×100×0.85=68kW；-效率η=P?/P?×100%=68/70.008≈97.13%。3.短路電流計算：-基準電流I_b=S_b/(√3U_b)=100/(√3×115)≈0.502kA；-總電抗X_total=X_G+X_T+X_L=0.12+0.15+0.20=0.47；-短路電流標幺值I_k=1/X_total≈2.127；-短路電流有效值I_k=I_k×I_b≈2.127×0.502≈1.07kA。五、綜合分析題影響：1.出力波動性：風電、光伏受自然條件影響（如風速、光照），輸出功率隨機波動，增加電網有功平衡難度，可能導致頻率偏差。2.電能質量問題：新能源通過逆變器并網，可能注入諧波和間諧波；快速功率變化可能引起電壓閃變。3.系統慣量降低：新能源機組（如雙饋風機、光伏逆變器）無旋轉質量，傳統同步發(fā)電機占比下降，系統慣量減小，頻率調節(jié)能力減弱。4.保護配置復雜：新能源短路電流特性與傳統電源不同（短路電流幅值小、持續(xù)時間短），可能導致原有繼電保護誤動或拒動