2025年國家電網(wǎng)《電力系統(tǒng)基礎(chǔ)》知識試題庫及答案一、單項選擇題（每題2分，共30題）1.電力系統(tǒng)的額定電壓等級中，220kV通常指的是（）的額定電壓。A.發(fā)電機B.變壓器一次側(cè)C.輸電線路D.用電設(shè)備答案：C2.中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時，故障電流主要為（）。A.電容電流B.電感電流C.電阻電流D.零序電流答案：B（消弧線圈補償電容電流，故障電流為電感電流與電容電流的差值）3.潮流計算的主要目的是（）。A.確定系統(tǒng)短路電流B.分析系統(tǒng)穩(wěn)定性C.計算各節(jié)點電壓和支路功率分布D.設(shè)計繼電保護定值答案：C4.電力系統(tǒng)中，三相短路電流最大的情況通常發(fā)生在（）。A.發(fā)電機出口B.變壓器低壓側(cè)C.長輸電線路中點D.負荷中心答案：A（發(fā)電機出口阻抗最小，短路電流最大）5.變壓器分接頭調(diào)整主要影響（）。A.有功功率分布B.無功功率分布C.系統(tǒng)頻率D.短路電流大小答案：B（分接頭調(diào)整改變變壓器變比，主要影響電壓和無功分布）6.電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整由（）實現(xiàn)。A.發(fā)電機調(diào)速器自動動作B.調(diào)度中心手動調(diào)整C.負荷側(cè)自動減載D.靜止無功發(fā)生器（SVG）答案：A7.下列設(shè)備中，屬于無功補償設(shè)備的是（）。A.同步發(fā)電機B.電力變壓器C.輸電線路D.靜止同步補償器（STATCOM）答案：D8.自動重合閘裝置主要用于（）。A.電纜線路B.架空線路C.母線D.變壓器答案：B（架空線路瞬時性故障多，重合閘效果顯著）9.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指（）。A.大干擾下保持同步運行的能力B.小干擾下保持同步運行的能力C.頻率穩(wěn)定的能力D.電壓穩(wěn)定的能力答案：B10.新能源（如風電、光伏）接入電力系統(tǒng)后，對系統(tǒng)影響最顯著的是（）。A.有功平衡B.無功平衡C.頻率穩(wěn)定性D.短路電流水平答案：C（新能源出力間歇性強，影響頻率調(diào)節(jié)）11.電力系統(tǒng)中性點直接接地方式的主要優(yōu)點是（）。A.單相接地時不跳閘B.過電壓水平低C.絕緣成本低D.適用于35kV及以下系統(tǒng)答案：B（直接接地系統(tǒng)單相接地短路電流大，過電壓水平低）12.潮流計算中，PQ節(jié)點是指（）。A.有功、無功給定的節(jié)點B.有功、電壓給定的節(jié)點C.電壓、相位給定的節(jié)點D.無功、電壓給定的節(jié)點答案：A13.計算短路電流時，通常采用（）。A.標幺值法B.有名值法C.歐姆法D.基爾霍夫定律直接計算答案：A（標幺值法便于不同電壓等級網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一計算）14.繼電保護的“選擇性”是指（）。A.僅切除故障設(shè)備B.快速切除故障C.對所有故障都能反應(yīng)D.動作時間最短答案：A15.提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的關(guān)鍵措施是（）。A.增加發(fā)電機勵磁B.快速切除故障C.調(diào)整變壓器分接頭D.安裝電抗器答案：B（快速切除故障可減小功率差額，提高暫態(tài)穩(wěn)定）16.特高壓直流輸電（UHVDC）的主要優(yōu)勢是（）。A.適合多電源聯(lián)網(wǎng)B.不存在穩(wěn)定問題C.損耗低、輸送容量大D.無需換流站答案：C17.電力系統(tǒng)頻率偏移的主要原因是（）。A.無功功率不平衡B.有功功率不平衡C.電壓波動D.短路故障答案：B18.下列屬于一次設(shè)備的是（）。A.繼電器B.隔離開關(guān)C.監(jiān)控系統(tǒng)D.微機保護裝置答案：B（一次設(shè)備直接參與電能傳輸，如開關(guān)、變壓器）19.變壓器的短路損耗主要由（）產(chǎn)生。A.鐵芯渦流B.繞組電阻C.漏磁通D.勵磁電流答案：B20.電力系統(tǒng)中，電壓中樞點通常選擇在（）。A.發(fā)電機出口B.負荷中心母線C.輸電線路中點D.變壓器低壓側(cè)答案：B（負荷中心母線電壓直接影響用戶）21.同步發(fā)電機的功角特性曲線中，最大電磁功率與（）成正比。A.端電壓平方B.勵磁電流C.系統(tǒng)電抗D.原動機功率答案：A（功角特性P=（EU/X）sinδ，E為電勢，U為系統(tǒng)電壓，X為電抗）22.電力系統(tǒng)無功不足會導(dǎo)致（）。A.頻率降低B.電壓降低C.有功損耗減小D.短路電流增大答案：B23.距離保護的主要優(yōu)點是（）。A.不受運行方式影響B(tài).能反應(yīng)各種短路故障C.動作時間短D.保護范圍固定答案：B（距離保護反應(yīng)故障點到保護安裝處的阻抗，可反應(yīng)各種短路）24.電力系統(tǒng)黑啟動是指（）。A.系統(tǒng)全停后的自啟動B.發(fā)電機緊急停機C.負荷快速恢復(fù)D.變壓器空投答案：A25.新能源發(fā)電的“棄風棄光”現(xiàn)象主要是由于（）。A.發(fā)電成本高B.電網(wǎng)消納能力不足C.設(shè)備故障多D.政策限制答案：B26.電力系統(tǒng)的最大運行方式是指（）。A.系統(tǒng)阻抗最小B.系統(tǒng)阻抗最大C.發(fā)電機出力最小D.負荷最重答案：A（最大運行方式下短路電流最大）27.變壓器的聯(lián)結(jié)組別Yd11表示（）。A.一次側(cè)Y接，二次側(cè)d接，二次電壓滯后一次30°B.一次側(cè)d接，二次側(cè)Y接，二次電壓超前一次30°C.一次側(cè)Y接，二次側(cè)d接，二次電壓超前一次30°D.一次側(cè)d接，二次側(cè)Y接，二次電壓滯后一次30°答案：C28.電力系統(tǒng)的備用容量不包括（）。A.負荷備用B.事故備用C.檢修備用D.無功備用答案：D（備用容量指有功備用）29.同步發(fā)電機的調(diào)差系數(shù)越小，其（）。A.頻率調(diào)節(jié)能力越強B.電壓調(diào)節(jié)能力越強C.有功分配能力越弱D.無功分配能力越弱答案：A（調(diào)差系數(shù)小，發(fā)電機隨頻率變化的有功調(diào)整量更大）30.智能電網(wǎng)的核心特征是（）。A.高電壓等級B.信息化、自動化、互動化C.大機組集中發(fā)電D.完全依賴新能源答案：B二、多項選擇題（每題3分，共10題）1.電力系統(tǒng)的基本組成包括（）。A.發(fā)電系統(tǒng)B.輸電系統(tǒng)C.變電系統(tǒng)D.配電系統(tǒng)E.用電系統(tǒng)答案：ABCDE2.影響電力系統(tǒng)電壓水平的主要因素有（）。A.無功功率分布B.變壓器分接頭調(diào)整C.負荷有功變化D.線路參數(shù)E.發(fā)電機勵磁電流答案：ABDE（有功變化主要影響頻率）3.短路電流計算的主要步驟包括（）。A.繪制等值網(wǎng)絡(luò)B.計算各元件序阻抗C.確定短路點類型（三相、單相等）D.化簡網(wǎng)絡(luò)求短路點總阻抗E.計算短路電流周期分量和非周期分量答案：ABCDE4.繼電保護裝置的基本要求包括（）。A.選擇性B.速動性C.靈敏性D.可靠性E.經(jīng)濟性答案：ABCD5.提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施有（）。A.采用自動勵磁調(diào)節(jié)裝置B.減小輸電線路電抗C.提高系統(tǒng)運行電壓D.快速切除故障E.增加發(fā)電機有功出力答案：ABC（快速切除故障是提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施）6.新能源（風電、光伏）接入對電力系統(tǒng)的影響包括（）。A.出力間歇性導(dǎo)致頻率波動B.電力電子設(shè)備引入諧波C.降低系統(tǒng)短路容量D.增加無功補償需求E.提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定水平答案：ABCD（新能源出力波動可能降低穩(wěn)定水平）7.電力系統(tǒng)無功平衡的重要性體現(xiàn)在（）。A.保證電壓質(zhì)量B.減少有功損耗C.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D.降低頻率偏移E.增大短路電流答案：ABC8.電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)包括（）。A.保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行B.優(yōu)化電力資源配置C.控制頻率和電壓在允許范圍D.執(zhí)行設(shè)備檢修計劃E.計算短路電流答案：ABCD9.變壓器并列運行的條件包括（）。A.額定電壓比相同（允許±0.5%偏差）B.聯(lián)結(jié)組別相同C.短路阻抗標幺值相同（允許±10%偏差）D.額定容量相同E.生產(chǎn)廠家相同答案：ABC10.特高壓交流輸電（UHVAC）的技術(shù)優(yōu)勢有（）。A.輸送容量大（是500kV的2-3倍）B.線路損耗低（約為500kV的1/4）C.提升系統(tǒng)穩(wěn)定性D.無需無功補償E.適合遠距離點對點輸電答案：ABC（特高壓仍需無功補償，點對點輸電更適合直流）三、判斷題（每題1分，共20題）1.電力系統(tǒng)的額定電壓等于電氣設(shè)備的額定電壓。（）答案：×（設(shè)備額定電壓允許有±5%偏差，系統(tǒng)額定電壓是線路的額定電壓）2.中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，故障相電壓為0，非故障相電壓升高為線電壓。（）答案：√3.潮流計算中，平衡節(jié)點通常選擇為發(fā)電機節(jié)點，用于平衡有功和無功。（）答案：√4.三相短路是對稱短路，單相短路是不對稱短路。（）答案：√5.變壓器分接頭調(diào)整可以同時調(diào)節(jié)有功和無功分布。（）答案：×（主要調(diào)節(jié)無功和電壓，有功分布由系統(tǒng)阻抗和電源出力決定）6.電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整是由發(fā)電機調(diào)速器自動完成的。（）答案：×（一次調(diào)整由調(diào)速器，二次調(diào)整由調(diào)頻器手動或自動）7.無功補償裝置應(yīng)盡量安裝在負荷中心，以減少線路無功損耗。（）答案：√8.自動重合閘裝置在電纜線路上的應(yīng)用效果優(yōu)于架空線路。（）答案：×（電纜線路故障多為永久性，重合閘效果差）9.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)是功角特性曲線的斜率大于0。（）答案：√（dP/dδ>0時靜態(tài)穩(wěn)定）10.新能源發(fā)電可以完全替代傳統(tǒng)火電成為主力電源。（）答案：×（新能源出力間歇性強，需傳統(tǒng)電源調(diào)峰）11.中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，必須立即跳閘。（）答案：√（故障電流大，不跳閘會損壞設(shè)備）12.潮流計算中的PV節(jié)點是指有功和電壓給定的節(jié)點，通常為發(fā)電機節(jié)點。（）答案：√13.短路電流的非周期分量是由電感元件的電流不能突變引起的。（）答案：√14.繼電保護的靈敏性是指保護裝置對其保護范圍內(nèi)故障的反應(yīng)能力。（）答案：√15.提高暫態(tài)穩(wěn)定的最有效措施是快速切除故障和采用自動重合閘。（）答案：√16.特高壓直流輸電（UHVDC）適合多落點、多電源聯(lián)網(wǎng)。（）答案：×（直流適合點對點輸電，交流適合多電源聯(lián)網(wǎng)）17.電力系統(tǒng)頻率降低時，負荷的有功功率會自動減少（負荷的頻率特性）。（）答案：√（多數(shù)負荷有功隨頻率降低而減?。?8.電壓互感器（PT）二次側(cè)不能短路，電流互感器（CT）二次側(cè)不能開路。（）答案：√19.變壓器的空載損耗主要是鐵芯損耗，與負荷無關(guān)。（）答案：√20.智能電網(wǎng)的“互動化”是指用戶與電網(wǎng)之間的雙向通信和需求響應(yīng)。（）答案：√四、簡答題（每題6分，共10題）1.簡述電力系統(tǒng)的基本組成及各部分的作用。答：電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電五部分組成。發(fā)電系統(tǒng)（如發(fā)電機、電廠）將一次能源轉(zhuǎn)化為電能；輸電系統(tǒng)（高壓線路）將電能從電廠輸送到負荷中心；變電系統(tǒng)（變壓器）實現(xiàn)電壓升降，滿足不同電壓等級需求；配電系統(tǒng)（中低壓線路）將電能分配到用戶；用電系統(tǒng)（各類負荷）消耗電能完成生產(chǎn)生活任務(wù)。2.中性點接地方式有哪幾類？各有什么特點？答：中性點接地方式分為：①直接接地（大電流接地）：單相接地短路電流大，過電壓水平低，需立即跳閘，適用于110kV及以上系統(tǒng)；②不接地（小電流接地）：單相接地電流?。娙蓦娏鳎试S短時運行（1-2小時），過電壓水平高，適用于35kV及以下系統(tǒng)；③經(jīng)消弧線圈接地（小電流接地）：消弧線圈補償電容電流，減少電弧重燃，適用于6-35kV架空線路較多的系統(tǒng)。3.潮流計算的主要目的和常用方法有哪些？答：潮流計算的目的是確定電力系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運行時各節(jié)點的電壓（幅值、相位）和各支路的功率分布，為系統(tǒng)規(guī)劃、運行調(diào)度和設(shè)備選型提供依據(jù)。常用方法包括牛頓-拉夫遜法（收斂性好，適用于復(fù)雜系統(tǒng)）、PQ分解法（計算速度快，適用于高壓電網(wǎng)）和高斯-賽德爾法（簡單但收斂慢，適用于小型系統(tǒng)）。4.短路電流計算的主要步驟和關(guān)鍵參數(shù)是什么？答：步驟：①繪制等值網(wǎng)絡(luò)，將各元件（發(fā)電機、變壓器、線路）用阻抗表示；②計算各元件的正序、負序、零序阻抗；③根據(jù)短路類型（三相、單相、兩相）確定序網(wǎng)絡(luò)連接方式；④化簡序網(wǎng)絡(luò)，求短路點的總阻抗；⑤計算短路電流周期分量（I=U/(√3×ZΣ)）和非周期分量（與初始相位有關(guān)）。關(guān)鍵參數(shù)是各元件的序阻抗和短路點的總阻抗。5.繼電保護的基本要求及實現(xiàn)方式是什么？答：基本要求：①選擇性：僅切除故障設(shè)備，由保護裝置的動作時限和定值配合實現(xiàn)；②速動性：快速切除故障（一般0.1-0.5秒），通過高速斷路器和快速保護算法實現(xiàn)；③靈敏性：對保護范圍內(nèi)的故障有足夠反應(yīng)能力（用靈敏系數(shù)衡量，一般≥1.3），通過優(yōu)化定值和提高保護裝置精度實現(xiàn)；④可靠性：不拒動、不誤動，通過冗余設(shè)計、高質(zhì)量設(shè)備和定期校驗實現(xiàn)。6.提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的主要措施有哪些？答：①提高系統(tǒng)運行電壓（增大功角特性中的U）；②減小輸電線路電抗（采用分裂導(dǎo)線、串聯(lián)電容補償）；③采用自動勵磁調(diào)節(jié)裝置（增大發(fā)電機電勢E）；④減少發(fā)電機和變壓器的電抗（選用低電抗設(shè)備）；⑤優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（增加平行線路、縮短電氣距離）。7.新能源（風電、光伏）接入對電力系統(tǒng)的影響及應(yīng)對策略。答：影響：①出力間歇性導(dǎo)致頻率波動；②電力電子接口引入諧波和電壓閃變；③低慣量特性降低系統(tǒng)抗干擾能力；④局部地區(qū)無功需求增加。應(yīng)對策略：①配置儲能系統(tǒng)（如鋰電池、抽水蓄能）平抑出力波動；②提升功率預(yù)測精度（基于氣象數(shù)據(jù)和AI算法）；③改進控制技術(shù)（虛擬同步機技術(shù)模擬同步發(fā)電機慣量）；④加強無功補償（安裝SVG、電容器）；⑤優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)（構(gòu)建堅強智能電網(wǎng)）。8.電力系統(tǒng)頻率調(diào)整的分層控制機制是怎樣的？答：頻率調(diào)整分為三層：①一次調(diào)整（有差調(diào)節(jié)）：由發(fā)電機調(diào)速器自動響應(yīng)頻率偏差，調(diào)整有功出力，響應(yīng)時間秒級，用于小負荷波動；②二次調(diào)整（無差調(diào)節(jié)）：由自動發(fā)電控制（AGC）系統(tǒng)手動或自動調(diào)整調(diào)頻機組出力，消除頻率偏差，響應(yīng)時間分鐘級，用于較大負荷波動；③三次調(diào)整（經(jīng)濟調(diào)度）：根據(jù)負荷預(yù)測和能源價格，優(yōu)化機組出力分配，實現(xiàn)經(jīng)濟運行，響應(yīng)時間小時級。9.無功補償?shù)闹饕O(shè)備及配置原則是什么？答：主要設(shè)備：①電容器（并聯(lián)電容器、串聯(lián)電容器）；②電抗器（并聯(lián)電抗器限制過電壓，串聯(lián)電抗器限制短路電流）；③靜止無功發(fā)生器（SVG/STATCOM，快速動態(tài)補償）；④同步調(diào)相機（旋轉(zhuǎn)設(shè)備，提供無功支撐）。配置原則：①分層分區(qū)：按電壓等級分層補償，避免無功長距離傳輸；②就地平衡：在負荷中心配置，減少線路無功損耗；③動態(tài)與靜態(tài)結(jié)合：負荷波動大的區(qū)域配置動態(tài)補償設(shè)備（如SVG）；④滿足電壓約束：補償后各節(jié)點電壓在允許范圍內(nèi)（±5%）。10.特高壓輸電的技術(shù)優(yōu)勢及主要應(yīng)用場景。答：技術(shù)優(yōu)勢：①輸送容量大（1000kV交流輸電容量約為500kV的4倍）；②線路損耗低（損耗與電壓平方成反比，1000kV損耗約為500kV的1/4）；③走廊利用率高（單位走廊寬度輸送容量大，減少土地占用）；④提升系統(tǒng)穩(wěn)定性（增強區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，減少功率振蕩）。應(yīng)用場景：①遠距離大容量輸電（如“西電東送”工程）；②跨區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)（連接大型能源基地與負荷中心）；③替代多回超高壓線路（減少線路走廊需求）。五、計算題（每題10分，共5題）1.某簡單電力系統(tǒng)接線如圖所示（略），發(fā)電機G額定容量100MVA，次暫態(tài)電抗X''d=0.15（標幺值，以100MVA為基準）；變壓器T額定容量100MVA，變比10.5/115kV，短路電抗Uk%=10；線路L長度100km，電抗0.4Ω/km，基準容量100MVA，基準電壓115kV。計算發(fā)電機出口（f1點）三相短路時的短路電流周期分量有名值。解：（1）計算各元件標幺電抗：發(fā)電機X''d=0.15（已給定）；變壓器Uk=Uk%/100=10/100=0.1；線路電抗X_L=0.4×100=40Ω，基準電抗Xb=Ub2/Sb=1152/100=132.25Ω，故X_L=40/132.25≈0.302；f1點短路時，線路未接入，總電抗XΣ=X''d+X_T=0.15+0.1=0.25；（2）短路電流標幺值I=1/XΣ=1/0.25=4；（3）基準電流Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×10.5)≈5.5kA（發(fā)電機出口電壓10.5kV）；（4）短路電流有名值I=I×Ib=4×5.5=22kA。答案：22kA。2.某110kV降壓變壓器，變比為110±2×2.5%/10.5kV，低壓側(cè)母線要求電壓為10.2kV。已知變壓器高壓側(cè)實際運行電壓為107kV，低壓側(cè)負荷功率為S=30+j18MVA，變壓器短路阻抗Uk%=10.5（以額定容量31.5MVA為基準）。計算應(yīng)選擇的變壓器分接頭位置。解：（1）變壓器額定容量Sb=31.5MVA，高壓側(cè)基準電壓Ub1=110kV，低壓側(cè)Ub2=10.5kV；（2）計算變壓器阻抗標幺值：Uk=Uk%×Sb/(100×Sn)=10.5×31.5/(100×31.5)=0.105（Sn=31.5MVA）；（3）低壓側(cè)負荷標幺值：S=30/31.5+j18/31.5≈0.952+j0.571；（4）變壓器低壓側(cè)電壓標幺值U2=10.2/10.5≈0.971；（5）高壓側(cè)電壓標幺值U1=107/110≈0.973；（6）根據(jù)電壓降落公式：U1=U2+(PR+QX)/Ub22（簡化為U1≈U2+(PR+QX)/U2），因R<<X，近似為U1≈U2+(PX)/U2；代入數(shù)據(jù)：0.973≈0.971+(0.952×0.105)/0.971→驗證近似成立；（7）實際變比k=U1實際/U2實際=107/10.2≈10.49；（8）變壓器分接頭變比選項：110/(1±2×2.5%)/10.5→分接頭電壓為110×(1+2×0.025)=115.5kV（+5%）、110×(1+0.025)=112.75kV（+2.5%）、110kV（0%）、107.25kV（-2.5%）、104.5kV（-5%）；對應(yīng)變比：115.5/10.5=11，112.75/10.5≈10.74，110/10.5≈10.476，107.25/10.5≈10.21，104.5/10.5≈9.95；（9）實際需要變比≈10.49，最接近110/10.5≈10.476（0%分接頭）。答案：選擇0%分接頭（110kV）。3.某電力系統(tǒng)總負荷為5000MW，系統(tǒng)頻率特性系數(shù)KL=1.5（標幺值，以5000MW為基準）。當突然失去100MW發(fā)電機出力時，假設(shè)所有發(fā)電機調(diào)速器均參與一次調(diào)整，總發(fā)電機調(diào)差系數(shù)δ=0.05（標幺值）。計算系統(tǒng)頻率偏移Δf。解：（1）功率缺額ΔP=100MW，標幺值ΔP=100/5000=0.02；（2）系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率K=KL+KG，其中KG=1/δ=1/0.05=20（標幺值）；（3）K=1.5+20=21.5；（4）頻率偏移Δf=-ΔP/K=-0.02/21.5≈-0.00093；（5）額定頻率fN=50Hz，故Δf=Δf×fN≈-0.00093×50≈-0.0465Hz。答案：頻率降低約0.047Hz。4.某220kV線路，長度200km，電抗0.4Ω/km，電納2.8×10^-6S/km，輸送功率S=200+j100MVA。計算線路首端功率和電壓（末端電壓U2=220kV）。解：（1）線路參數(shù)：電抗X=0.4×200=80Ω，電納B=2.8×10^-6×200=5.6×10^-4S；（2）末端充電功率Qc2=(U22×B)/2