2025年電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識競賽試題庫及答案一、單項選擇題1.電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz，我國規(guī)定頻率偏差允許范圍為（）。A.±0.1HzB.±0.2HzC.±0.5HzD.±1.0Hz答案：B2.下列哪種設(shè)備屬于電力系統(tǒng)的一次設(shè)備？（）A.繼電器B.隔離開關(guān)C.電度表D.監(jiān)控主機答案：B3.變壓器的分接開關(guān)調(diào)整電壓的原理是改變（）。A.原邊匝數(shù)B.副邊匝數(shù)C.原副邊匝數(shù)比D.鐵芯磁導(dǎo)率答案：C4.架空輸電線路的導(dǎo)線換位主要是為了（）。A.減少電暈損耗B.平衡三相參數(shù)C.提高機械強度D.降低線路電抗答案：B5.電力系統(tǒng)中，無功功率的主要作用是（）。A.維持電壓穩(wěn)定B.傳輸有功功率C.提高頻率質(zhì)量D.降低線路電阻答案：A6.同步發(fā)電機的功角特性中，功角δ是指（）。A.轉(zhuǎn)子磁極軸線與定子等效磁極軸線的夾角B.定子電壓與電流的相位差C.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速的差值D.發(fā)電機端電壓與系統(tǒng)電壓的相位差答案：A7.中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，非故障相電壓會（）。A.升高為線電壓B.降低為相電壓C.保持不變D.升高為相電壓的√3倍答案：D8.下列哪種保護屬于主保護？（）A.變壓器的過流保護B.線路的零序過流保護C.發(fā)電機的縱聯(lián)差動保護D.母線的后備保護答案：C9.電力系統(tǒng)的最大運行方式是指（）。A.系統(tǒng)等值阻抗最小，短路電流最大B.系統(tǒng)等值阻抗最大，短路電流最小C.系統(tǒng)負荷最重的方式D.系統(tǒng)備用容量最大的方式答案：A10.微電網(wǎng)的“孤島運行”是指（）。A.微電網(wǎng)與主網(wǎng)斷開，僅由內(nèi)部電源供電B.微電網(wǎng)僅包含單一類型電源C.微電網(wǎng)位于偏遠島嶼D.微電網(wǎng)容量小于1MW答案：A11.高壓輸電線路的耐雷水平是指（）。A.線路能承受的最大雷電流幅值B.線路絕緣的沖擊耐壓值C.線路遭受雷擊的概率D.雷電流通過線路時的電壓降答案：A12.電力系統(tǒng)頻率調(diào)整中，一次調(diào)整是通過（）實現(xiàn)的。A.發(fā)電機調(diào)速器的自動調(diào)節(jié)B.調(diào)度員手動調(diào)整發(fā)電機出力C.改變變壓器分接頭D.投入/切除無功補償裝置答案：A13.變壓器的空載損耗主要是（）。A.銅損B.鐵損C.機械損耗D.附加損耗答案：B14.下列哪種設(shè)備屬于無功補償裝置？（）A.靜止同步補償器（STATCOM）B.串聯(lián)電容器C.并聯(lián)電抗器D.以上都是答案：D15.電力系統(tǒng)穩(wěn)定中，暫態(tài)穩(wěn)定是指（）。A.系統(tǒng)受到小干擾后恢復(fù)同步運行的能力B.系統(tǒng)受到大干擾后保持同步運行的能力C.系統(tǒng)電壓保持在允許范圍內(nèi)的能力D.系統(tǒng)頻率保持穩(wěn)定的能力答案：B16.架空線路的電導(dǎo)參數(shù)主要由（）決定。A.導(dǎo)線材料B.電暈損耗和泄漏電流C.線路長度D.相間距離答案：B17.高壓斷路器的額定開斷電流是指（）。A.斷路器能安全斷開的最大短路電流有效值B.斷路器能安全閉合的最大電流C.斷路器正常運行時的額定電流D.斷路器的熱穩(wěn)定電流答案：A18.新能源發(fā)電中，光伏發(fā)電的輸出功率主要受（）影響。A.風(fēng)速B.光照強度C.溫度D.大氣濕度答案：B19.電力系統(tǒng)的接線方式中，無備用接線的優(yōu)點是（）。A.供電可靠性高B.投資少、結(jié)構(gòu)簡單C.運行靈活D.故障時可自動切換答案：B20.變壓器的聯(lián)結(jié)組別Yd11表示（）。A.高壓側(cè)星形接線，低壓側(cè)三角形接線，低壓側(cè)線電壓滯后高壓側(cè)330°B.高壓側(cè)三角形接線，低壓側(cè)星形接線，低壓側(cè)線電壓超前高壓側(cè)30°C.高壓側(cè)星形接線，低壓側(cè)三角形接線，低壓側(cè)線電壓超前高壓側(cè)30°D.高壓側(cè)三角形接線，低壓側(cè)星形接線，低壓側(cè)線電壓滯后高壓側(cè)30°答案：C二、多項選擇題1.電力系統(tǒng)的組成包括（）。A.發(fā)電廠B.變電所C.輸電線路D.用電設(shè)備答案：ABCD2.同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)作用包括（）。A.調(diào)節(jié)發(fā)電機端電壓B.控制無功功率C.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D.減少有功損耗答案：ABC3.影響輸電線路電抗參數(shù)的因素有（）。A.導(dǎo)線半徑B.相間距離C.線路長度D.導(dǎo)線材料答案：ABC4.電力系統(tǒng)中性點接地方式包括（）。A.中性點直接接地B.中性點經(jīng)消弧線圈接地C.中性點不接地D.中性點經(jīng)電阻接地答案：ABCD5.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.可靠性答案：ABCD6.智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)包括（）。A.先進量測系統(tǒng)（AMI）B.分布式能源接入技術(shù)C.柔性交流輸電技術(shù)（FACTS）D.廣域測量系統(tǒng)（WAMS）答案：ABCD7.提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施有（）。A.快速切除故障B.采用自動重合閘C.裝設(shè)強行勵磁裝置D.減少原動機出力答案：ABCD8.電力變壓器的主要參數(shù)包括（）。A.額定容量B.額定電壓C.阻抗電壓D.連接組別答案：ABCD9.新能源發(fā)電的特點包括（）。A.出力具有間歇性和波動性B.能量密度低C.環(huán)境友好D.可調(diào)度性差答案：ABCD10.高壓輸電線路的防雷措施包括（）。A.架設(shè)避雷線B.降低桿塔接地電阻C.裝設(shè)耦合地線D.采用不平衡絕緣答案：ABCD三、判斷題1.電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整主要通過調(diào)整無功功率分布實現(xiàn)。（）答案：√2.變壓器的變比等于原副邊繞組的匝數(shù)比。（）答案：√3.中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，非故障相電壓會升高。（）答案：×（中性點直接接地系統(tǒng)單相接地時，非故障相電壓基本不變）4.電力線路的有功功率損耗與電流的平方成正比。（）答案：√5.發(fā)電機的功角δ超過90°時，系統(tǒng)進入靜態(tài)不穩(wěn)定區(qū)域。（）答案：√6.繼電保護的“選擇性”要求保護僅切除故障設(shè)備，不影響非故障部分。（）答案：√7.架空線路的電暈損耗與導(dǎo)線表面電場強度有關(guān)，電壓等級越高，電暈損耗越大。（）答案：√8.微電網(wǎng)可以實現(xiàn)“即插即用”，與主網(wǎng)無縫切換。（）答案：√9.電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整主要通過調(diào)整有功功率平衡實現(xiàn)。（）答案：√10.串聯(lián)電容器補償可以提高線路的輸送容量，降低電壓損耗。（）答案：√四、簡答題1.簡述電力系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其各部分的作用。答案：電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、變電所、輸電線路、配電系統(tǒng)和用電設(shè)備組成。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)化為電能；變電所通過變壓器實現(xiàn)電壓變換，匯集和分配電能；輸電線路將電能從發(fā)電廠輸送到負荷中心；配電系統(tǒng)將電能分配到各類用戶；用電設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。2.說明變壓器瓦斯保護的工作原理及適用范圍。答案：瓦斯保護是利用變壓器內(nèi)部故障時產(chǎn)生的氣體來動作的保護。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障（如匝間短路）時，油分解產(chǎn)生氣體，氣體聚集到瓦斯繼電器，輕瓦斯動作發(fā)出信號；嚴重故障時，油流沖擊擋板，重瓦斯動作跳閘。瓦斯保護主要用于容量較大的變壓器（如800kVA及以上的油浸式變壓器），是變壓器內(nèi)部故障的主保護。3.分析新能源（如風(fēng)電、光伏）接入對電力系統(tǒng)的影響。答案：（1）出力波動性：風(fēng)電、光伏受自然條件影響，出力隨機變化，增加系統(tǒng)有功平衡難度；（2）電壓波動：分布式新能源接入配電網(wǎng)，可能導(dǎo)致局部電壓越限；（3）慣性降低：新能源多通過電力電子設(shè)備并網(wǎng)，缺乏旋轉(zhuǎn)慣性，影響系統(tǒng)頻率穩(wěn)定；（4）保護配置復(fù)雜：反向潮流可能導(dǎo)致傳統(tǒng)繼電保護誤動或拒動；（5）調(diào)度難度增加：需要更精準的預(yù)測技術(shù)和靈活的調(diào)節(jié)手段（如儲能、需求響應(yīng)）。4.簡述電力系統(tǒng)無功平衡的重要性及無功補償?shù)闹饕绞?。答案：無功平衡是維持電壓穩(wěn)定的關(guān)鍵。無功不足會導(dǎo)致電壓降低，嚴重時引發(fā)電壓崩潰；無功過剩會導(dǎo)致電壓升高，損壞設(shè)備。無功補償方式包括：（1）發(fā)電機自帶無功調(diào)節(jié)（主要無功源）；（2）同步調(diào)相機；（3）并聯(lián)電容器/電抗器；（4）靜止無功補償器（SVC）、靜止同步補償器（STATCOM）；（5）分布式電源（如新能源逆變器的無功支撐能力）。5.解釋電力系統(tǒng)“黑啟動”的概念及實現(xiàn)條件。答案：黑啟動是指電力系統(tǒng)因故障全停后，利用系統(tǒng)內(nèi)具備自啟動能力的機組（如水電、燃氣輪機）逐步恢復(fù)發(fā)電，帶動其他機組和負荷的過程。實現(xiàn)條件包括：（1）存在黑啟動電源（無需外部電源即可啟動）；（2）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具備分層分區(qū)恢復(fù)能力；（3）制定黑啟動預(yù)案，明確恢復(fù)順序；（4）通信、監(jiān)控系統(tǒng)在停電后能快速恢復(fù)。五、計算題1.某110kV輸電線路，長度為100km，導(dǎo)線參數(shù)為r1=0.17Ω/km，x1=0.4Ω/km，b1=2.85×10??S/km。當(dāng)線路輸送有功功率P=50MW，功率因數(shù)cosφ=0.9（滯后）時，計算線路的有功功率損耗和無功功率損耗（忽略電導(dǎo)）。解：線路電阻R=r1×L=0.17×100=17Ω線路電抗X=x1×L=0.4×100=40Ω線路輸送的視在功率S=P/cosφ=50/0.9≈55.56MVA電流I=S/(√3×U)=55.56×103/(√3×110)≈291.5A有功損耗ΔP=3I2R=3×(291.5)2×17≈3×84972.25×17≈4,333,584W≈4.33MW無功損耗ΔQ=3I2X=3×(291.5)2×40≈3×84972.25×40≈10,196,200var≈10.20Mvar答案：有功損耗約4.33MW，無功損耗約10.20Mvar。2.一臺SFL1-20000/110型變壓器，額定電壓為110±2×2.5%/11kV，聯(lián)結(jié)組別YNd11。當(dāng)高壓側(cè)電壓為115kV時，若要將低壓側(cè)電壓調(diào)整為10.5kV，應(yīng)選擇哪個分接頭？解：變壓器額定變比kN=110/11=10低壓側(cè)目標電壓U2=10.5kV，高壓側(cè)實際電壓U1=115kV需要的變比k=U1/U2=115/10.5≈10.95分接頭調(diào)整范圍為±2×2.5%，即分接頭電壓為110×(1±2×2.5%)=110×1.05=115.5kV或110×0.95=104.5kV等。計算各分接頭對應(yīng)的變比：-主分接頭（0%）：k=110/11=10，低壓側(cè)電壓=115/10=11.5kV（過高）-+2.5%分接頭：電壓=110×1.025=112.75kV，變比=112.75/11≈10.25，低壓側(cè)電壓=115/10.25≈11.22kV（仍高）-+5%分接頭：電壓=110×1.05=115.5kV，變比=115.5/11=10.5，低壓側(cè)電壓=115/10.5≈10.95kV（接近10.5kV）-若選擇-2.5%分接頭：電壓=110×0.975=107.25kV，變比=107.25/11≈9.75，低壓側(cè)電壓=115/9.75≈11.79kV（過高）因此，應(yīng)選擇+5%分接頭（115.5kV），此時低壓側(cè)電壓≈10.95kV，最接近10.5kV。答案：選擇+5%分接頭（115.5kV）。3.某35kV母線發(fā)生三相短路，系統(tǒng)等值電抗Xs=0.2（以100MVA為基準值），變壓器電抗XT=0.1（同基準），計算短路電流周期分量的有效值（基準電壓取37kV）。解：總電抗XΣ=Xs+XT=0.2+0.1=0.3（標幺值）基準電流IB=SB/(√3×UB)=100/(√3×37)≈1.56kA短路電流周期分量有效值Ik=1/XΣ=1/0.3≈3.33（標幺值）實際短路電流Ik=Ik×IB≈3.33×1.56≈5.19kA答案：約5.19kA。4.一臺同步發(fā)電機的額定容量為100MVA，額定電壓10.5kV，次暫態(tài)電抗X"d=0.15（標幺值）。當(dāng)機端發(fā)生三相短路時，計算短路電流初始值（周期分量）。解：以發(fā)電機額定容量和額定電壓為基準，SB=100MVA，UB=10.5kV基準電流IB=SB/(√3×UB)=100/(√3×10.5)≈5.498kA短路電流標幺值Ik=1/X"d=1/0.15≈6.667實際短路電