2025年電能的輸送試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）1.某10kV架空輸電線路采用鋼芯鋁絞線，若導(dǎo)線允許的最高運(yùn)行溫度為90℃，環(huán)境溫度為30℃，則導(dǎo)線的允許載流量主要由以下哪項(xiàng)因素決定？（）A.導(dǎo)線材料的電阻率B.導(dǎo)線的散熱條件C.導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度D.系統(tǒng)的短路容量2.特高壓直流輸電（UHVDC）的典型電壓等級(jí)為（）A.±500kVB.±800kVC.1000kVD.1500kV3.輸電線路的電能損耗計(jì)算公式為ΔP=3I2R，其中R為（）A.導(dǎo)線的直流電阻B.導(dǎo)線的交流電阻（考慮趨膚效應(yīng)）C.導(dǎo)線的零序電阻D.導(dǎo)線的正序電阻4.為降低長(zhǎng)距離交流輸電線路的電容電流，通常采用的措施是（）A.增加導(dǎo)線截面積B.采用分裂導(dǎo)線C.加裝串聯(lián)電抗器D.提高輸電電壓5.某220kV輸電線路輸送有功功率P=150MW，功率因數(shù)cosφ=0.9，則線路傳輸?shù)臒o(wú)功功率Q為（）A.72.3MvarB.81.6MvarC.95.4MvarD.102.5Mvar6.以下哪種輸電方式更適合用于跨區(qū)域異步聯(lián)網(wǎng)？（）A.特高壓交流輸電（UHVAC）B.特高壓直流輸電（UHVDC）C.中壓配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線D.低壓配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線7.經(jīng)濟(jì)電流密度是指（）A.導(dǎo)線單位截面積允許的最大電流B.使輸電線路年費(fèi)用最小的電流密度C.導(dǎo)線在額定溫度下的載流量D.系統(tǒng)短路時(shí)的最大電流密度8.高溫超導(dǎo)輸電電纜的主要優(yōu)勢(shì)是（）A.無(wú)需冷卻系統(tǒng)B.損耗極低且傳輸容量大C.機(jī)械強(qiáng)度高D.成本低于常規(guī)電纜9.某35kV輸電線路長(zhǎng)度為50km，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-185（單位長(zhǎng)度電阻r0=0.17Ω/km），當(dāng)輸送電流I=200A時(shí)，線路的有功損耗為（）A.102kWB.204kWC.306kWD.408kW10.柔性直流輸電（VSC-HVDC）與傳統(tǒng)直流輸電（LCC-HVDC）的主要區(qū)別是（）A.換流站是否需要交流側(cè)提供無(wú)功支撐B.輸電電壓等級(jí)不同C.導(dǎo)線材料不同D.對(duì)受端電網(wǎng)的短路容量要求不同二、填空題（每空2分，共20分）1.輸電線路的電壓損耗是指線路首末端電壓的________差；電壓偏移是指線路末端電壓與________電壓的偏差百分比。2.分裂導(dǎo)線通過(guò)增加導(dǎo)線的________，可有效降低電暈損耗和________效應(yīng)。3.特高壓交流輸電的典型電壓等級(jí)為_(kāi)_______kV，其主要優(yōu)勢(shì)是________和聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng)。4.無(wú)功補(bǔ)償裝置中，電容器提供________無(wú)功，電抗器吸收________無(wú)功。5.輸電線路的耐雷水平是指線路能承受的________而不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值，提高耐雷水平的主要措施包括降低接地電阻和增加________。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共32分）1.簡(jiǎn)述提高輸電線路輸電能力的主要技術(shù)措施。2.對(duì)比特高壓交流輸電（UHVAC）與特高壓直流輸電（UHVDC）的適用場(chǎng)景。3.分析輸電線路中導(dǎo)線截面積選擇的基本原則，并說(shuō)明經(jīng)濟(jì)電流密度法的核心思想。4.解釋“無(wú)功就地平衡”原則在輸電系統(tǒng)中的意義，并舉例說(shuō)明常見(jiàn)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。四、計(jì)算題（共18分）某500kV架空輸電線路長(zhǎng)度L=300km，導(dǎo)線采用4×LGJ-630型分裂導(dǎo)線（每根子導(dǎo)線截面積630mm2，單位長(zhǎng)度電阻r0=0.048Ω/km，分裂間距d=400mm，三相水平排列，相間距離D=12m）。已知輸送有功功率P=3000MW，功率因數(shù)cosφ=0.95，系統(tǒng)額定電壓Un=500kV。（1）計(jì)算線路的總電阻R（2分）；（2）計(jì)算線路的傳輸電流I（4分）；（3）計(jì)算線路的有功損耗ΔP（4分）；（4）若將輸電電壓提升至1000kV（保持輸送功率和功率因數(shù)不變），計(jì)算此時(shí)的有功損耗ΔP’（4分）；（5）分析電壓提升對(duì)輸電效率的影響（4分）。五、綜合分析題（共20分）我國(guó)某西北新能源基地（風(fēng)電+光伏）規(guī)劃外送容量為8000MW，距離負(fù)荷中心約2000km。假設(shè)你是輸電方案設(shè)計(jì)師，需從以下角度完成方案論證：（1）選擇直流輸電（UHVDC）還是交流輸電（UHVAC）作為主送電路徑，并說(shuō)明理由（8分）；（2）提出降低長(zhǎng)距離輸電損耗的技術(shù)措施（6分）；（3）分析新能源波動(dòng)性對(duì)輸電系統(tǒng)的影響及應(yīng)對(duì)策略（6分）。電能的輸送試題答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.B4.C5.A6.B7.B8.B9.B10.A二、填空題1.幅值；額定2.等效半徑；電暈3.1000；輸電容量大（或走廊利用率高）4.容性；感性5.雷擊；耦合地線（或避雷線根數(shù)）三、簡(jiǎn)答題1.提高輸電線路輸電能力的主要技術(shù)措施包括：（1）提升輸電電壓等級(jí)（如從500kV升級(jí)至1000kV），降低電流和損耗；（2）采用分裂導(dǎo)線，增加導(dǎo)線等效半徑，減少電暈損耗并提高載流量；（3）加裝串聯(lián)電容器補(bǔ)償線路感抗，縮短電氣距離；（4）應(yīng)用高溫超導(dǎo)電纜，降低電阻損耗并提升容量；（5）優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償（如靜止無(wú)功發(fā)生器SVG），提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性；（6）加強(qiáng)導(dǎo)線散熱設(shè)計(jì)（如采用自冷卻導(dǎo)線），提高允許運(yùn)行溫度。2.特高壓交直流輸電的適用場(chǎng)景對(duì)比如下：（1）UHVAC：適合電網(wǎng)互聯(lián)（如區(qū)域電網(wǎng)同步聯(lián)網(wǎng)）、短至中距離（<800km）大容量輸電，支持多電源落點(diǎn)；（2）UHVDC：適合長(zhǎng)距離（>800km）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)大容量輸電（如新能源基地外送）、異步電網(wǎng)互聯(lián)（避免同步穩(wěn)定性問(wèn)題），且線路損耗更低（與交流相比，直流線路無(wú)電容電流，損耗隨距離增加更緩慢）。3.導(dǎo)線截面積選擇的基本原則：（1）滿足載流量要求（導(dǎo)線允許電流≥最大工作電流）；（2）滿足機(jī)械強(qiáng)度要求（避免斷線風(fēng)險(xiǎn)）；（3）滿足電壓損耗要求（末端電壓偏移在允許范圍內(nèi)）；（4）經(jīng)濟(jì)合理（年費(fèi)用最?。?。經(jīng)濟(jì)電流密度法的核心思想：通過(guò)綜合考慮導(dǎo)線投資、電能損耗費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，找到使年總費(fèi)用（初始投資折舊+年損耗電費(fèi)）最小的電流密度，進(jìn)而確定導(dǎo)線截面積（S=I/J，J為經(jīng)濟(jì)電流密度）。4.“無(wú)功就地平衡”原則的意義：減少無(wú)功功率在輸電線路中的遠(yuǎn)距離傳輸，降低線路損耗和電壓波動(dòng)，提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性和輸電效率。常見(jiàn)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備：（1）并聯(lián)電容器（提供容性無(wú)功，用于負(fù)荷側(cè)或變電站）；（2）靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)功，響應(yīng)速度快）；（3）同步調(diào)相機(jī)（旋轉(zhuǎn)設(shè)備，可提供或吸收無(wú)功，適合大容量補(bǔ)償）；（4）串聯(lián)電容器（補(bǔ)償線路感抗，提高輸電能力）。四、計(jì)算題（1）總電阻R=r0×L×(1/分裂根數(shù))？不，分裂導(dǎo)線的總電阻是單根導(dǎo)線電阻的1/分裂數(shù)嗎？注：分裂導(dǎo)線中，每相由多根并聯(lián)，故每相總電阻R=r0×L/n（n為分裂根數(shù)）。本題中n=4，r0=0.048Ω/km（單根單位長(zhǎng)度電阻），L=300km。R=(0.048Ω/km×300km)/4=14.4Ω/4=3.6Ω（2）傳輸電流I=P/(√3×Un×cosφ)=3000×10?W/(√3×500×103V×0.95)≈3000×10?/(822702)≈3646A（3）有功損耗ΔP=3I2R=3×(3646A)2×3.6Ω≈3×13.3×10?×3.6≈143.6×10?W=143.6MW（4）電壓提升至1000kV時(shí)，電流I’=P/(√3×1000×103V×0.95)≈3000×10?/(1,645,404)≈1823AΔP’=3×(1823)2×3.6≈3×3.32×10?×3.6≈35.9×10?W=35.9MW（5）電壓提升后，電流降至原1/2，損耗與電流平方成正比，故損耗降至原1/4（143.6MW→35.9MW），輸電效率（η=P/(P+ΔP)）從3000/(3000+143.6)≈95.4%提升至3000/(3000+35.9)≈98.8%，顯著提高了電能利用率。五、綜合分析題（1）應(yīng)選擇特高壓直流輸電（UHVDC），理由如下：①距離遠(yuǎn)（2000km）：直流輸電無(wú)交流線路的電容電流問(wèn)題，損耗隨距離增加更緩慢；②大容量外送（8000MW）：UHVDC單回輸送容量可達(dá)800-10000MW，滿足需求；③異步聯(lián)網(wǎng)：新能源基地與負(fù)荷中心電網(wǎng)可能頻率不同步，直流可隔離兩側(cè)系統(tǒng)，避免同步穩(wěn)定性問(wèn)題；④損耗優(yōu)勢(shì)：直流線路僅存在電阻損耗（無(wú)電抗損耗），長(zhǎng)距離下總損耗低于交流。（2）降低長(zhǎng)距離輸電損耗的技術(shù)措施：①采用更高電壓等級(jí)（如±1100kVUHVDC），降低電流和電阻損耗；②使用大截面導(dǎo)線（如8×JL1/G3A-1250型導(dǎo)線），減少單位長(zhǎng)度電阻；③優(yōu)化導(dǎo)線分裂結(jié)構(gòu)（增加分裂根數(shù)或間距），降低電暈損耗；④應(yīng)用柔性直流技術(shù)（VSC-HVDC），減少換流站損耗（相比傳統(tǒng)LCC-HVDC，VSC換流閥損耗更低）；⑤采用高溫超導(dǎo)電纜（若技術(shù)成熟），理論損耗接近零；⑥加強(qiáng)線路運(yùn)維（如定期清潔絕緣子、檢測(cè)導(dǎo)線連接點(diǎn)），避免接觸電阻增大。（3）新能源波動(dòng)性的影響及應(yīng)對(duì)：影響：①功率波動(dòng)導(dǎo)致輸電線路電流頻繁變化，可能引起電壓波動(dòng)和設(shè)備熱應(yīng)力循環(huán)；②間歇性停電（如夜間光伏停運(yùn)、無(wú)風(fēng)時(shí)風(fēng)電出力下降）可能造成輸電容量閑置或過(guò)載；③低慣量特性（新能源多通過(guò)逆變器并網(wǎng)，無(wú)旋轉(zhuǎn)慣量）可能降低系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性。應(yīng)對(duì)策略：