2025年注冊(cè)電氣工程師考試電氣工程電力系統(tǒng)諧波分析試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（本大題共20小題，每小題2分，共40分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.在電力系統(tǒng)中，諧波的產(chǎn)生主要是由下列哪一種因素引起的？（）A.變壓器飽和B.整流設(shè)備C.發(fā)電機(jī)故障D.輸電線路老化2.諧波次數(shù)是指什么？（）A.諧波頻率與基波頻率的比值B.諧波頻率的整數(shù)倍C.諧波電壓與基波電壓的比值D.諧波電流與基波電流的比值3.在電力系統(tǒng)中，諧波源主要有哪些類型？（）A.整流設(shè)備、變頻設(shè)備B.電動(dòng)機(jī)、變壓器C.發(fā)電機(jī)、輸電線路D.電力電子設(shè)備、照明設(shè)備4.諧波對(duì)電力系統(tǒng)有哪些危害？（）A.增加線路損耗、降低設(shè)備效率B.引起電壓波動(dòng)、保護(hù)誤動(dòng)C.產(chǎn)生噪聲、干擾通信D.以上都是5.諧波電壓的總有效值如何計(jì)算？（）A.諧波電壓的算術(shù)平均值B.諧波電壓的均方根值C.諧波電壓的最大值D.諧波電壓的平均值6.諧波電流的總有效值如何計(jì)算？（）A.諧波電流的算術(shù)平均值B.諧波電流的均方根值C.諧波電流的最大值D.諧波電流的平均值7.諧波抑制措施有哪些？（）A.使用濾波器、無功補(bǔ)償B.改進(jìn)電力電子設(shè)備、合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)C.增加線路容量、提高系統(tǒng)電壓D.以上都是8.諧波電壓的總諧波畸變率（THD）如何計(jì)算？（）A.各次諧波電壓有效值的均方根值除以基波電壓有效值B.各次諧波電壓最大值除以基波電壓最大值C.各次諧波電壓平均值除以基波電壓平均值D.各次諧波電壓均方根值之和除以基波電壓均方根值9.諧波電流的總諧波畸變率（THD）如何計(jì)算？（）A.各次諧波電流有效值的均方根值除以基波電流有效值B.各次諧波電流最大值除以基波電流最大值C.各次諧波電流平均值除以基波電流平均值D.各次諧波電流均方根值之和除以基波電流均方根值10.諧波源的分類有哪些？（）A.線性諧波源、非線性諧波源B.整流設(shè)備、變頻設(shè)備C.電動(dòng)機(jī)、變壓器D.發(fā)電機(jī)、輸電線路11.諧波濾波器的類型有哪些？（）A.無源濾波器、有源濾波器B.LC濾波器、RC濾波器C.電力電子濾波器、機(jī)械濾波器D.高通濾波器、低通濾波器12.諧波對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備有哪些影響？（）A.變壓器過熱、電纜損壞B.電動(dòng)機(jī)效率降低、保護(hù)誤動(dòng)C.發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇、輸電線路損耗增加D.以上都是13.諧波測(cè)量方法有哪些？（）A.波形分析法、頻譜分析法B.儀器測(cè)量法、計(jì)算機(jī)模擬法C.現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量法、實(shí)驗(yàn)室測(cè)量法D.以上都是14.諧波標(biāo)準(zhǔn)有哪些？（）A.IEEE519、GB/T15543B.IEC61000、CIGRé369C.DL/T645、IEC62053D.以上都是15.諧波治理方案設(shè)計(jì)需要考慮哪些因素？（）A.諧波源特性、系統(tǒng)阻抗B.濾波器參數(shù)、投資成本C.運(yùn)行可靠性、環(huán)境要求D.以上都是16.諧波治理效果評(píng)估方法有哪些？（）A.電壓總諧波畸變率（THD）測(cè)量B.電流總諧波畸變率（THD）測(cè)量C.設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)D.以上都是17.諧波對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)有哪些影響？（）A.保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)B.保護(hù)定值整定困難C.保護(hù)裝置過熱、損壞D.以上都是18.諧波治理技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景如何？（）A.智能電網(wǎng)建設(shè)、新能源接入B.節(jié)能減排、提高電能質(zhì)量C.技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)D.以上都是19.諧波治理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有哪些？（）A.高效濾波技術(shù)、智能控制技術(shù)B.新材料應(yīng)用、新型諧波源C.系統(tǒng)集成、協(xié)同治理D.以上都是20.諧波治理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性如何？（）A.投資成本、運(yùn)行成本B.治理效果、社會(huì)效益C.技術(shù)可靠性、環(huán)境效益D.以上都是二、簡(jiǎn)答題（本大題共10小題，每小題3分，共30分。請(qǐng)將答案寫在答題紙上。）1.簡(jiǎn)述諧波的產(chǎn)生原因及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響。2.簡(jiǎn)述諧波電壓和電流的總有效值計(jì)算方法。3.簡(jiǎn)述諧波濾波器的類型及其工作原理。4.簡(jiǎn)述諧波對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的影響。5.簡(jiǎn)述諧波測(cè)量方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。6.簡(jiǎn)述諧波標(biāo)準(zhǔn)及其主要內(nèi)容。7.簡(jiǎn)述諧波治理方案設(shè)計(jì)需要考慮的因素。8.簡(jiǎn)述諧波治理效果評(píng)估方法及其意義。9.簡(jiǎn)述諧波對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)的影響及其對(duì)策。10.簡(jiǎn)述諧波治理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及其應(yīng)用前景。三、判斷題（本大題共10小題，每小題2分，共20分。請(qǐng)將判斷結(jié)果（正確填“√”，錯(cuò)誤填“×”）寫在答題紙上。）1.諧波頻率是基波頻率的整數(shù)倍。（）2.諧波只會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)電壓產(chǎn)生影響，不會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生影響。（）3.諧波濾波器可以完全消除諧波。（）4.諧波治理的主要目的是降低諧波對(duì)電力系統(tǒng)的危害。（）5.諧波測(cè)量只需要測(cè)量基波頻率的電壓和電流。（）6.諧波標(biāo)準(zhǔn)是指諧波允許的最大值。（）7.諧波治理方案設(shè)計(jì)只需要考慮技術(shù)因素，不需要考慮經(jīng)濟(jì)因素。（）8.諧波治理效果評(píng)估只需要測(cè)量治理前后的諧波電壓總有效值。（）9.諧波會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)裝置造成影響，可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。（）10.諧波治理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是更加高效、智能和經(jīng)濟(jì)。（）四、論述題（本大題共3小題，每小題10分，共30分。請(qǐng)將答案寫在答題紙上。）1.論述諧波對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的影響及其防護(hù)措施。2.論述諧波治理技術(shù)的類型及其優(yōu)缺點(diǎn)。3.論述諧波治理技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用及其意義。五、計(jì)算題（本大題共5小題，每小題6分，共30分。請(qǐng)將答案寫在答題紙上。）1.某電力系統(tǒng)中的諧波電壓總有效值為10%，基波電壓有效值為100V，求諧波電壓有效值是多少？2.某電力系統(tǒng)中的諧波電流總諧波畸變率（THD）為20%，基波電流有效值為10A，求諧波電流有效值是多少？3.某諧波治理方案采用了LC濾波器，濾波器的諧振頻率為500Hz，基波頻率為50Hz，求濾波器的諧波次數(shù)是多少？4.某電力系統(tǒng)中的諧波源產(chǎn)生了3次、5次、7次諧波，各次諧波電壓有效值分別為5V、3V、2V，基波電壓有效值為100V，求諧波電壓總諧波畸變率（THD）是多少？5.某諧波治理方案采用了有源濾波器，治理前的諧波電流總諧波畸變率（THD）為30%，治理后的諧波電流總諧波畸變率（THD）為5%，求諧波治理效果是多少？本次試卷答案如下一、選擇題答案及解析1.B諧波的產(chǎn)生主要是由非線性設(shè)備引起的，整流設(shè)備是最典型的諧波源，通過分析可以發(fā)現(xiàn)，在電力系統(tǒng)中，諧波的產(chǎn)生主要是由整流設(shè)備引起的。變壓器飽和雖然會(huì)產(chǎn)生諧波，但不是主要原因。發(fā)電機(jī)故障和輸電線路老化與諧波的產(chǎn)生沒有直接關(guān)系。2.A諧波次數(shù)是指諧波頻率與基波頻率的比值，諧波頻率是基波頻率的整數(shù)倍，所以諧波次數(shù)是一個(gè)整數(shù)。3.A諧波源主要分為線性諧波源和非線性諧波源，整流設(shè)備和變頻設(shè)備屬于非線性諧波源，而電動(dòng)機(jī)、變壓器屬于線性諧波源。電力電子設(shè)備和照明設(shè)備也屬于非線性諧波源。4.D諧波對(duì)電力系統(tǒng)的危害包括增加線路損耗、降低設(shè)備效率、引起電壓波動(dòng)、保護(hù)誤動(dòng)、產(chǎn)生噪聲、干擾通信等。5.B諧波電壓的總有效值是指各次諧波電壓有效值的均方根值。6.B諧波電流的總有效值是指各次諧波電流有效值的均方根值。7.D諧波抑制措施包括使用濾波器、無功補(bǔ)償、改進(jìn)電力電子設(shè)備、合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)等。8.A諧波電壓的總諧波畸變率（THD）是指各次諧波電壓有效值的均方根值除以基波電壓有效值。9.A諧波電流的總諧波畸變率（THD）是指各次諧波電流有效值的均方根值除以基波電流有效值。10.A諧波源可以分為線性諧波源和非線性諧波源，其他選項(xiàng)中的設(shè)備都屬于非線性諧波源的具體例子。11.A諧波濾波器分為無源濾波器和有源濾波器，其他選項(xiàng)中的濾波器類型不是諧波濾波器的分類標(biāo)準(zhǔn)。12.D諧波對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的影響包括變壓器過熱、電纜損壞、電動(dòng)機(jī)效率降低、保護(hù)誤動(dòng)、發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇、輸電線路損耗增加等。13.D諧波測(cè)量方法包括波形分析法、頻譜分析法、儀器測(cè)量法、計(jì)算機(jī)模擬法、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量法、實(shí)驗(yàn)室測(cè)量法等。14.D諧波標(biāo)準(zhǔn)包括IEEE519、GB/T15543、IEC61000、CIGRé369、DL/T645、IEC62053等。15.D諧波治理方案設(shè)計(jì)需要考慮諧波源特性、系統(tǒng)阻抗、濾波器參數(shù)、投資成本、運(yùn)行可靠性、環(huán)境要求等因素。16.D諧波治理效果評(píng)估方法包括電壓總諧波畸變率（THD）測(cè)量、電流總諧波畸變率（THD）測(cè)量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等。17.D諧波對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)的影響包括保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)、保護(hù)定值整定困難、保護(hù)裝置過熱、損壞等。18.D諧波治理技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景包括智能電網(wǎng)建設(shè)、新能源接入、節(jié)能減排、提高電能質(zhì)量、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)等。19.D諧波治理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)包括高效濾波技術(shù)、智能控制技術(shù)、新材料應(yīng)用、新型諧波源、系統(tǒng)集成、協(xié)同治理等。20.D諧波治理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性包括投資成本、運(yùn)行成本、治理效果、社會(huì)效益、技術(shù)可靠性、環(huán)境效益等。二、簡(jiǎn)答題答案及解析1.諧波的產(chǎn)生主要是由非線性設(shè)備引起的，如整流設(shè)備、變頻設(shè)備等，這些設(shè)備會(huì)導(dǎo)致電流或電壓波形偏離正弦波形。諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響包括增加線路損耗、降低設(shè)備效率、引起電壓波動(dòng)、保護(hù)誤動(dòng)、產(chǎn)生噪聲、干擾通信等。2.諧波電壓和電流的總有效值計(jì)算方法是通過將各次諧波電壓或電流的有效值進(jìn)行平方，然后求和，再開平方根得到。3.諧波濾波器的類型分為無源濾波器和有源濾波器，無源濾波器通常由電感和電容組成，通過選擇合適的參數(shù)可以濾除特定次諧波。有源濾波器則通過電力電子設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)與諧波相反的波形，從而抵消諧波。4.諧波對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的影響包括變壓器過熱、電纜損壞、電動(dòng)機(jī)效率降低、保護(hù)誤動(dòng)、發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇、輸電線路損耗增加等。5.諧波測(cè)量方法包括波形分析法、頻譜分析法、儀器測(cè)量法、計(jì)算機(jī)模擬法、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量法、實(shí)驗(yàn)室測(cè)量法等。波形分析法是通過觀察波形來判斷諧波的存在和大小，頻譜分析法是通過分析頻譜來識(shí)別諧波成分，儀器測(cè)量法是通過使用諧波分析儀等設(shè)備來測(cè)量諧波，計(jì)算機(jī)模擬法是通過建立數(shù)學(xué)模型來模擬諧波的產(chǎn)生和傳播，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量法是在實(shí)際電力系統(tǒng)中進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)室測(cè)量法是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行測(cè)量。6.諧波標(biāo)準(zhǔn)是指對(duì)諧波的限制和要求，包括諧波電壓和電流的允許最大值，以及諧波次數(shù)和幅度的限制。諧波標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容包括諧波源的分類、諧波允許的最大值、諧波測(cè)量方法等。7.諧波治理方案設(shè)計(jì)需要考慮諧波源特性、系統(tǒng)阻抗、濾波器參數(shù)、投資成本、運(yùn)行可靠性、環(huán)境要求等因素。諧波源特性包括諧波源的類型、諧波次數(shù)和幅度的分布等，系統(tǒng)阻抗包括電力系統(tǒng)的電阻、電感和電容等參數(shù)，濾波器參數(shù)包括濾波器的諧振頻率、帶寬等，投資成本包括濾波器設(shè)備、安裝和調(diào)試等費(fèi)用，運(yùn)行可靠性包括濾波器的穩(wěn)定性和可靠性，環(huán)境要求包括濾波器對(duì)環(huán)境的影響等。8.諧波治理效果評(píng)估方法包括電壓總諧波畸變率（THD）測(cè)量、電流總諧波畸變率（THD）測(cè)量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等。電壓總諧波畸變率（THD）測(cè)量是通過測(cè)量治理前后的諧波電壓總有效值來評(píng)估治理效果，電流總諧波畸變率（THD）測(cè)量是通過測(cè)量治理前后的諧波電流總有效值來評(píng)估治理效果，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)是通過監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)來評(píng)估治理效果。9.諧波對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)的影響包括保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)、保護(hù)定值整定困難、保護(hù)裝置過熱、損壞等。保護(hù)誤動(dòng)是指由于諧波的存在導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)作，拒動(dòng)是指由于諧波的存在導(dǎo)致保護(hù)裝置無法動(dòng)作，保護(hù)定值整定困難是指由于諧波的存在導(dǎo)致保護(hù)裝置的定值難以整定，保護(hù)裝置過熱、損壞是指由于諧波的存在導(dǎo)致保護(hù)裝置過熱、損壞。10.諧波治理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及其應(yīng)用前景包括智能電網(wǎng)建設(shè)、新能源接入、節(jié)能減排、提高電能質(zhì)量、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)等。智能電網(wǎng)建設(shè)是指通過諧波治理技術(shù)來提高智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量，新能源接入是指通過諧波治理技術(shù)來提高新能源接入的電能質(zhì)量，節(jié)能減排是指通過諧波治理技術(shù)來減少能源消耗，提高電能質(zhì)量是指通過諧波治理技術(shù)來提高電能質(zhì)量，技術(shù)創(chuàng)新是指通過諧波治理技術(shù)來推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)升級(jí)是指通過諧波治理技術(shù)來推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。三、判斷題答案及解析1.√諧波頻率是基波頻率的整數(shù)倍，這是諧波的基本定義。2.×諧波不僅會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)電壓產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生影響。3.×諧波濾波器可以降低諧波，但不能完全消除諧波。4.√諧波治理的主要目的是降低諧波對(duì)電力系統(tǒng)的危害。5.×諧波測(cè)量需要測(cè)量各次諧波的電壓和電流。6.×諧波標(biāo)準(zhǔn)是指諧波允許的最大值，而不是諧波本身。7.×諧波治理方案設(shè)計(jì)需要考慮技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素。8.×諧波治理效果評(píng)估需要測(cè)量治理前后的諧波電壓和電流總有效值，以及其他指標(biāo)。9.√諧波會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)裝置造成影響，可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。10.√諧波治理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是更加高效、智能和經(jīng)濟(jì)。四、論述題答案及解析1.諧波對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的影響包括變壓器過熱、電纜損壞、電動(dòng)機(jī)效率降低、保護(hù)誤動(dòng)、發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇、輸電線路損耗增加等。防護(hù)措施包括使用濾波器、無功補(bǔ)償、改進(jìn)電力電子設(shè)備、合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)等。濾波器可以濾除諧波，無功補(bǔ)償可以改善功率因數(shù)，改進(jìn)電力電子設(shè)備可以減少諧波產(chǎn)生，合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以降低諧波的影響。2.諧波治理技術(shù)的類型包括無源濾波器、有源濾波器、混合濾波器等。無源濾波器成本低，但體積大，濾波效果有限。有源濾波器成本高，但濾波效果好，體積小?；旌蠟V波器結(jié)合了無源濾波器和有源濾波器的優(yōu)