2025年注冊(cè)電氣工程師考試電力系統(tǒng)自動(dòng)化專項(xiàng)訓(xùn)練試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，共20分。下列選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題意）1.在電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，故障點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)零序電壓和零序電流，這是因?yàn)椋ǎ?。A.系統(tǒng)產(chǎn)生了額外的電源B.故障破壞了系統(tǒng)的對(duì)稱性，使得中性點(diǎn)電位發(fā)生偏移C.保護(hù)裝置自動(dòng)投入了零序電路D.故障線路的阻抗變?yōu)榱?.對(duì)于反應(yīng)故障點(diǎn)距離的阻抗繼電器，當(dāng)測(cè)量阻抗偏離整定阻抗時(shí)，其動(dòng)作區(qū)通常表現(xiàn)為（）。A.以整定阻抗為圓心的圓形區(qū)域B.以整定阻抗為焦點(diǎn)的橢圓形區(qū)域C.通過整定阻抗點(diǎn)且平行于故障線段的直線D.不確定的扇形區(qū)域3.在電力系統(tǒng)中，限時(shí)電流速斷保護(hù)通常作為電流速斷保護(hù)的補(bǔ)充，其動(dòng)作時(shí)限（）。A.總是長(zhǎng)于電流速斷保護(hù)B.總是短于電流速斷保護(hù)C.取決于系統(tǒng)運(yùn)行方式和保護(hù)安裝處離電源的距離D.與電流速斷保護(hù)無(wú)關(guān)4.架空線路發(fā)生相間短路時(shí)，故障點(diǎn)的短路電流大小主要取決于（）。A.系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式B.故障點(diǎn)到電源的電氣距離C.線路對(duì)地的絕緣水平D.保護(hù)裝置的整定時(shí)間5.為了防止發(fā)電機(jī)組在負(fù)荷突變時(shí)失步，通常在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中加入（）。A.電壓調(diào)節(jié)器（AVR）B.自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置C.電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）D.強(qiáng)行勵(lì)磁裝置6.在雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制中，通常采用（）來控制發(fā)電機(jī)的有功和無(wú)功功率。A.交流勵(lì)磁系統(tǒng)B.直流斬波控制C.雙饋感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子變流器D.同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組7.電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)之間的功角會(huì)（）。A.保持不變B.周期性變化C.單調(diào)增加D.單調(diào)減小8.提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的有效措施之一是（）。A.增加系統(tǒng)負(fù)荷B.減小系統(tǒng)線路電抗C.減小發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量D.延長(zhǎng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間9.在電力系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)的“A”代表（）。A.數(shù)據(jù)采集（DataAcquisition）B.監(jiān)控和控制（MonitoringandControl）C.遠(yuǎn)程傳輸（RemoteTransmission）D.自動(dòng)化（Automation）10.下列哪項(xiàng)技術(shù)屬于柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）的范疇？（）A.傳統(tǒng)的高壓輸電線路B.靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）C.機(jī)械式調(diào)壓變壓器D.傳統(tǒng)的同步調(diào)相機(jī)二、多項(xiàng)選擇題（共5題，每題3分，共15分。下列選項(xiàng)中，至少有兩項(xiàng)符合題意）1.影響電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的主要因素包括（）。A.電網(wǎng)的強(qiáng)條度B.發(fā)電機(jī)的類型和參數(shù)C.負(fù)荷的性質(zhì)和大小D.線路參數(shù)和系統(tǒng)運(yùn)行方式E.保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間2.以下哪些是電力系統(tǒng)中常見的繼電保護(hù)配合方式？（）A.上下級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限配合B.不同類型保護(hù)的動(dòng)作特性配合C.相鄰線路保護(hù)的動(dòng)作電壓配合D.保護(hù)與自動(dòng)裝置的動(dòng)作邏輯配合E.不同電壓等級(jí)保護(hù)的動(dòng)作電流配合3.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的主要功能包括（）。A.提供發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流B.維持發(fā)電機(jī)端電壓穩(wěn)定C.提高電力系統(tǒng)功率因數(shù)D.穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸出功率E.實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并網(wǎng)4.電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)包括但不限于（）。A.繼電保護(hù)自動(dòng)化B.發(fā)電自動(dòng)化C.電力市場(chǎng)自動(dòng)化D.調(diào)度自動(dòng)化E.配電自動(dòng)化5.高壓直流輸電（HVDC）系統(tǒng)相比交流輸電系統(tǒng)具有的一些特點(diǎn)包括（）。A.輸電容量較大B.輸電距離不受限制C.可以實(shí)現(xiàn)交流系統(tǒng)的非同期聯(lián)網(wǎng)D.控制靈活，易于實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)E.系統(tǒng)故障影響范圍較小三、計(jì)算題（共3題，每題10分，共30分）1.某輸電線路采用BCH-2型電壓互感器構(gòu)成的零序電壓濾序器，線路正常運(yùn)行時(shí)母線電壓為Uφ=100∠0°kV，發(fā)生接地故障時(shí)，母線零序電壓U0=10kV。已知線路每公里零序阻抗Z0=0.4+j10Ω/km，線路長(zhǎng)L=100km。試計(jì)算故障點(diǎn)距離（以公里為單位）。（要求列出計(jì)算公式和主要步驟）2.某發(fā)電機(jī)額定電壓Ue=10kV，額定功率Pe=50MW，采用簡(jiǎn)單的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為G(s)=K/(T1s+1)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路時(shí)間常數(shù)T1=0.5s。為提高發(fā)電機(jī)在小干擾下的穩(wěn)定性，希望加入電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS），其傳遞函數(shù)為Gp(s)=M(s)/(s+α)，其中M(s)為超前環(huán)節(jié)，α為阻尼系數(shù)。若系統(tǒng)阻尼比ζ=0.2，試簡(jiǎn)述PSS的設(shè)計(jì)原則，并說明選擇合適的阻尼系數(shù)α對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。（不要求具體計(jì)算α值）3.某電網(wǎng)某一點(diǎn)發(fā)生三相短路，短路前系統(tǒng)電壓為Ue=110kV，短路電流周期分量初始值為I''=12kA。已知系統(tǒng)短路容量Ssc=1000MVA。試計(jì)算短路點(diǎn)的沖擊系數(shù)kh，并估算短路電流的最大有效值Im。（要求列出計(jì)算公式和主要步驟）四、分析題（共2題，每題17.5分，共35分）1.簡(jiǎn)述發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的基本原理，并說明其與發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)在保護(hù)范圍、反應(yīng)故障類型及動(dòng)作邏輯上的主要區(qū)別。在實(shí)際工程中，如何配置和整定發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)以避免誤動(dòng)和拒動(dòng)？2.電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題主要包括哪些方面？請(qǐng)分別解釋暫態(tài)穩(wěn)定性、次同步/超同步振蕩的概念，并各提出一種提高相應(yīng)穩(wěn)定性的主要技術(shù)措施，說明其基本原理。在分析系統(tǒng)穩(wěn)定性問題時(shí)，需要考慮哪些關(guān)鍵因素？---試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.A3.C4.B5.C6.C7.B8.B9.A10.B二、多項(xiàng)選擇題1.A,B,D,E2.A,B,D,E3.A,B,D,E4.A,B,D,E5.A,C,D三、計(jì)算題1.解：Z0*I0=U0I0=U0/Z0=10kV/(0.4+j10Ω/km*100km)=10kV/(40+j1000)Ω=10kV/(40.01∠1.46°)Ω≈249.9∠-1.46°AZL=I0*Z0=249.9∠-1.46°A*(0.4+j10)Ω/km=99.96+j2499Ω=2500∠89.4°Ω故障點(diǎn)距離s=ZL/(Z0*2)=2500∠89.4°Ω/(0.4+j10Ω/km*2)=2500∠89.4°Ω/(0.8+j20)Ω≈124.99∠79.98°km≈125km2.解：PSS設(shè)計(jì)原則：旨在提供額外的阻尼信號(hào)，補(bǔ)償系統(tǒng)固有阻尼不足，防止或抑制低頻振蕩，提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。其阻尼信號(hào)通常與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、功率偏差或轉(zhuǎn)子角度偏差有關(guān)。合適的阻尼系數(shù)α可以使系統(tǒng)總阻尼比增加，進(jìn)入穩(wěn)定工作區(qū)域。阻尼系數(shù)過大可能導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩加劇或分岔，過小則抑制效果不佳。3.解：X''=Ssc/I''2=1000MVA/(12kA)2=1000*10^6VA/(12*10^3A)2=694.44Ωkh=1+e^(-X''/(X''+Xc))=1+e^(-694.44/(694.44+100))=1+e^(-6.94/794.44)≈1+e^(-0.0087)≈1+0.9913=1.9913Im=kh*I''=1.9913*12kA=23.89kA（注：Xc通常取100Ω，計(jì)算中代入）四、分析題1.解：發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)原理：當(dāng)發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁電流或勵(lì)磁電流顯著降低時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓急劇下降，功率因數(shù)急劇變化，定子電流可能大幅增加。保護(hù)裝置檢測(cè)到這些特征量（如電壓、電流、功率因數(shù)的變化速率或絕對(duì)值）達(dá)到整定值，并經(jīng)過一定延時(shí)后發(fā)出跳閘信號(hào)，斷開發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的連接，防止設(shè)備損壞和系統(tǒng)穩(wěn)定破壞。與匝間保護(hù)區(qū)別：保護(hù)范圍：失磁保護(hù)反映整個(gè)發(fā)電機(jī)失磁狀態(tài)，保護(hù)范圍是發(fā)電機(jī)本身。匝間保護(hù)（如橫差保護(hù)）反映發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部相間故障，保護(hù)范圍是定子繞組內(nèi)部。反應(yīng)故障類型：失磁保護(hù)針對(duì)失磁故障。匝間保護(hù)針對(duì)定子繞組匝間短路。動(dòng)作邏輯：失磁保護(hù)通常有延時(shí)，且需考慮系統(tǒng)影響。匝間保護(hù)多為瞬時(shí)或短延時(shí)動(dòng)作于跳閘。失磁保護(hù)需防止在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)因誤判發(fā)電機(jī)失磁而誤動(dòng)。工程配置整定：應(yīng)結(jié)合發(fā)電機(jī)類型、系統(tǒng)運(yùn)行方式整定電壓、電流、功率因數(shù)等定值和延時(shí)。需考慮正常運(yùn)行和故障情況下的行為，避免誤動(dòng)（如系統(tǒng)電壓波動(dòng)、非金屬性故障）和拒動(dòng)（如勵(lì)磁回路輕微擾動(dòng)）。2.解：電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題主要包括：暫態(tài)穩(wěn)定性（發(fā)電機(jī)在遭受大的擾動(dòng)后，能否恢復(fù)同步運(yùn)行的能力）、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性（系統(tǒng)在小干擾下，能否保持運(yùn)行狀態(tài)不發(fā)生持續(xù)振蕩的能力）、次同步/超同步振蕩（由系統(tǒng)非線性因素引起，頻率低于/高于系統(tǒng)工頻的振蕩）。暫態(tài)穩(wěn)定性：概念：指電力系統(tǒng)受到大的擾動(dòng)（如短路故障）后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子保持同步運(yùn)行，最終或恢復(fù)同步，或進(jìn)入新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。措施：減小系統(tǒng)阻抗（如采用串聯(lián)電容器）、快速切除故障、采用自動(dòng)重合閘、快關(guān)汽門/發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁等。