2025年一建《機(jī)電工程管理與實(shí)務(wù)》考試模擬沖刺題庫(kù)：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（下列選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題意）1.電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到微小擾動(dòng)后，各同步發(fā)電機(jī)保持（）的能力。A.電壓恒定B.相位角穩(wěn)定C.負(fù)荷恒定D.頻率恒定2.根據(jù)等面積法則判斷暫態(tài)穩(wěn)定性時(shí)，若初始功角特性曲線與臨界功角特性曲線所圍的有功功率面積（）時(shí)，系統(tǒng)是暫態(tài)穩(wěn)定的。A.小于臨界切除角對(duì)應(yīng)的面積B.大于臨界切除角對(duì)應(yīng)的面積C.等于臨界切除角對(duì)應(yīng)的面積D.為零3.當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，故障點(diǎn)離系統(tǒng)母線越遠(yuǎn)，對(duì)系統(tǒng)功角穩(wěn)定性的影響（）。A.越小B.越大C.不變D.無(wú)法確定4.提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的主要措施是保證功角特性曲線在運(yùn)行點(diǎn)處具有（）。A.負(fù)斜率B.正斜率C.零斜率D.負(fù)值5.電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性問題主要是指系統(tǒng)在擾動(dòng)下，部分或整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生（）而無(wú)法恢復(fù)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的現(xiàn)象。A.頻率崩潰B.電壓崩潰C.功角失步D.電網(wǎng)癱瘓6.V-C曲線分析主要用于研究電力系統(tǒng)的（）。A.暫態(tài)穩(wěn)定性B.靜態(tài)穩(wěn)定性C.電壓穩(wěn)定性D.功角穩(wěn)定性7.在電力系統(tǒng)中，快速切除故障可以（）。A.直接提高靜態(tài)穩(wěn)定性B.直接提高暫態(tài)穩(wěn)定性C.降低系統(tǒng)對(duì)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的要求D.A和B均正確8.電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（STABILIZER）主要用于改善同步發(fā)電機(jī)的（）。A.慣性B.換流能力C.調(diào)節(jié)性能D.輸出功率9.在電力系統(tǒng)中，安裝電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，其主要目的是（）。A.提高系統(tǒng)有功功率B.提高系統(tǒng)電壓水平C.降低線路損耗D.B和C均正確10.導(dǎo)致電力系統(tǒng)電壓崩潰的主要原因是（）。A.系統(tǒng)頻率過(guò)高B.系統(tǒng)頻率過(guò)低C.負(fù)荷的有功功率過(guò)度增加D.系統(tǒng)無(wú)功功率供應(yīng)嚴(yán)重不足二、多項(xiàng)選擇題（下列選項(xiàng)中，至少有兩項(xiàng)符合題意）1.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析常用的方法包括（）。A.等面積法則B.描繪功率特性曲線C.小干擾法D.搖擺曲線法E.電壓曲線法2.電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響因素主要有（）。A.系統(tǒng)有功功率負(fù)荷的大小B.系統(tǒng)無(wú)功功率負(fù)荷的大小C.輸電線路的長(zhǎng)度和參數(shù)D.變壓器的變比和阻抗E.發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)特性3.提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的技術(shù)措施可以包括（）。A.采用快速保護(hù)裝置B.加強(qiáng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，增加輸電網(wǎng)絡(luò)冗余度C.安裝靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）或同步調(diào)相機(jī)D.改進(jìn)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)E.限制系統(tǒng)有功負(fù)荷增長(zhǎng)速率4.以下關(guān)于功角穩(wěn)定性的說(shuō)法正確的有（）。A.功角穩(wěn)定性是指系統(tǒng)抵抗小擾動(dòng)的能力B.功角穩(wěn)定性與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)C.功角特性曲線的形狀決定了靜態(tài)穩(wěn)定性D.提高同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有助于提高暫態(tài)穩(wěn)定性E.功角穩(wěn)定性問題主要發(fā)生在輸電網(wǎng)絡(luò)末端5.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與機(jī)電工程實(shí)踐相關(guān)的方面包括（）。A.大型機(jī)電設(shè)備的啟動(dòng)和并網(wǎng)操作B.電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障保護(hù)與控制C.機(jī)電安裝工程中臨時(shí)用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)D.對(duì)有特殊電力需求的設(shè)備進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估E.選擇合適的電力電纜和變壓器三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)功角靜態(tài)穩(wěn)定性的定義及其判據(jù)。2.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，為提高暫態(tài)穩(wěn)定性應(yīng)采取的主要措施。3.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的概念及其與無(wú)功功率的關(guān)系。4.簡(jiǎn)述提高電力系統(tǒng)功率傳輸能力的穩(wěn)定技術(shù)措施有哪些？四、計(jì)算題1.某電力系統(tǒng)簡(jiǎn)化為一臺(tái)發(fā)電機(jī)經(jīng)輸電線路連接到無(wú)窮大系統(tǒng)，在功角坐標(biāo)系下，正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的電磁功率Pem=1.0sinδ，其中δ為功角。系統(tǒng)臨界功率Pcr=2.0MW。若系統(tǒng)發(fā)生故障，故障后發(fā)電機(jī)的電磁功率變?yōu)镻em'=-0.5+1.5sinδ。假設(shè)故障持續(xù)時(shí)間為0.1秒，要求計(jì)算為保持系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定，發(fā)電機(jī)應(yīng)切除的最小功角δcr（以弧度表示）。2.某變電站母線最大負(fù)荷為Smax=(80+j60)MVA，最小負(fù)荷為Smin=(40+j30)MVA。輸電線路阻抗為Z=0.1+j0.3Ω/km，線路長(zhǎng)度為100km。忽略線路電阻，試?yán)煤?jiǎn)化P-Q極限曲線方法定性分析該母線是否存在電壓穩(wěn)定性問題？并簡(jiǎn)述原因。（提示：計(jì)算線路送端電壓變化范圍）五、案例分析題某大型工業(yè)項(xiàng)目安裝了一套大型交流異步電動(dòng)機(jī)，由電網(wǎng)直接供電。電動(dòng)機(jī)額定功率為1000kW，額定電壓為6kV。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)初期，系統(tǒng)電壓出現(xiàn)明顯波動(dòng)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，甚至出現(xiàn)啟動(dòng)失敗的情況。項(xiàng)目管理人員懷疑可能與電力系統(tǒng)穩(wěn)定性有關(guān)。請(qǐng)分析可能導(dǎo)致該現(xiàn)象的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題有哪些？并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施建議。---試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.A4.B5.B6.C7.B8.C9.D10.D二、多項(xiàng)選擇題1.A,B,D2.A,B,C,D,E3.A,B,C,D,E4.B,C,D5.A,B,C,D,E三、簡(jiǎn)答題1.答：功角靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到小擾動(dòng)后，不經(jīng)任何自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的作用，能從原來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)恢復(fù)到原始運(yùn)行狀態(tài)的能力。其判據(jù)是功角特性曲線在運(yùn)行點(diǎn)處必須具有正的功角特性微增率，即功率曲線的切線斜率為正。2.答：主要措施包括：快速切除故障線路或設(shè)備；快速調(diào)整發(fā)電機(jī)出力（如快速減磁）；采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置和調(diào)速器，快速恢復(fù)系統(tǒng)電壓和頻率。3.答：電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后，能夠維持所有母線電壓在可接受范圍內(nèi)運(yùn)行，并最終恢復(fù)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)或進(jìn)入一個(gè)新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。電壓穩(wěn)定性與系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡密切相關(guān)。系統(tǒng)無(wú)功功率供應(yīng)不足或無(wú)功負(fù)荷增長(zhǎng)過(guò)快是導(dǎo)致電壓失穩(wěn)的主要原因。4.答：主要措施包括：合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，增加輸電網(wǎng)絡(luò)冗余度；采用先進(jìn)的穩(wěn)定技術(shù)，如同步調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC/SVG）、柔性直流輸電（HVDC）等；加強(qiáng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)的性能；采用快速保護(hù)裝置和靈活的電力控制策略。四、計(jì)算題1.解思路：運(yùn)用等面積法則。故障后功率曲線與臨界功率曲線（Pcr=2.0MW）所圍的有功面積必須小于或等于正常運(yùn)行時(shí)功率曲線與臨界功率曲線所圍的有功面積。*設(shè)切除角為δcr。正常運(yùn)行時(shí)，從0到δcr，Pem=1.0sinδ，臨界功率線P=2.0。圍成的面積A1=∫(2.0-1.0sinδ)dδfrom0toδcr=[2δ-(-cosδ)]from0toδcr=2δcr-1+1=2δcr。*故障時(shí)，從0到δcr，Pem'=-0.5+1.5sinδ，臨界功率線P=2.0。圍成的面積A2=∫(2.0-(-0.5+1.5sinδ))dδfrom0toδcr=∫(2.5-1.5sinδ)dδfrom0toδcr=[2.5δ-(-1.5cosδ)]from0toδcr=(2.5δcr-(-1.5cosδcr))-(0-(-1.5cos0))=2.5δcr+1.5cosδcr-1.5。*根據(jù)等面積法則，A2≤A1，即2.5δcr+1.5cosδcr-1.5≤2δcr。整理得0.5δcr+1.5cosδcr≤1.5。此不等式用于求解δcr。通常需要數(shù)值方法或查表得到δcr的近似值，但題目要求以弧度表示，此處按標(biāo)準(zhǔn)答案形式給出結(jié)果。答：δcr≈0.698rad(約40°)。2.解思路：計(jì)算線路送端電壓變化范圍。由于忽略線路電阻，線路阻抗為純感性ZL=j0.3*100=j30Ω。系統(tǒng)阻抗Zs=ZL=j30Ω。計(jì)算正常運(yùn)行和最小負(fù)荷時(shí)的送端電壓。*正常運(yùn)行時(shí)電壓：U_s=U_m/(1+jX/L)=U_m/(1+j0.3)=U_m/sqrt(1+0.3^2)*angle(-atan(0.3))=U_m/sqrt(1.09)*angle(-16.7°)。設(shè)U_m=1∠0°，則U_s=1/sqrt(1.09)∠-16.7°≈0.953∠-16.7°。母線實(shí)際電壓Um'=U_s*(1+j0.3)=0.953∠-16.7°*(1+j0.3)=0.953*sqrt(1.09)∠(16.7°-16.7°)≈0.953*1.041∠0°≈0.993。*最小負(fù)荷時(shí)電壓：U_s'=U_m/(1+j0.3)=U_m/sqrt(1.09)*angle(-16.7°)。設(shè)U_m=1∠0°，則U_s'=1/sqrt(1.09)∠-16.7°≈0.953∠-16.7°。母線實(shí)際電壓Um''=U_s'*(1+j0.3)=0.953∠-16.7°*(1+j0.3)=0.953*sqrt(1.09)∠(16.7°-16.7°)≈0.953*1.041∠0°≈0.993。*注意：此處計(jì)算結(jié)果正常負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)電壓幾乎相同，與實(shí)際情況可能不符。更準(zhǔn)確的方法應(yīng)考慮負(fù)荷功率因數(shù)角φ，且線路阻抗應(yīng)為復(fù)數(shù)Z=0.1+j0.3。為體現(xiàn)分析過(guò)程，此處按簡(jiǎn)化模型計(jì)算。若結(jié)果相近，則說(shuō)明在該簡(jiǎn)化模型下，電壓穩(wěn)定性裕度較大。若要體現(xiàn)電壓穩(wěn)定性問題，需設(shè)定不同的負(fù)荷功率因數(shù)或線路參數(shù)。*修正思路：假設(shè)負(fù)荷功率因數(shù)角不同，或用P-Q極限曲線定性分析。例如，若最大負(fù)荷功率因數(shù)低（滯后大），最小負(fù)荷功率因數(shù)高（滯后小），則電壓變化范圍可能較大?；蛴?jì)算P-Q極限點(diǎn)，看是否進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)域。*定性分析：簡(jiǎn)化模型下，電壓變化不大。若考慮實(shí)際，負(fù)荷功率因數(shù)變化和線路阻抗，最小負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)角小，線路壓降小，電壓可能更高；最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)角大，線路壓降大，電壓可能更低。若兩者電壓差距顯著，則存在電壓穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)。通常需要計(jì)算具體的P-Q極限曲線。答：按簡(jiǎn)化模型計(jì)算，忽略線路電阻，最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)母線電壓計(jì)算結(jié)果相近（約0.993），似乎無(wú)顯著電壓穩(wěn)定性問題。但此模型過(guò)于簡(jiǎn)化（忽略電阻，阻抗純感性）。實(shí)際情況中，線路電阻和負(fù)荷功率因數(shù)角都會(huì)顯著影響電壓水平，可能導(dǎo)致較大電壓波動(dòng)。因此，需采用更精確模型（復(fù)阻抗）和考慮負(fù)荷特性進(jìn)行P-Q極限分析，以準(zhǔn)確判斷電壓穩(wěn)定性。若題目要求定性，可表述為：由于忽略線路電阻，計(jì)算表明電壓變化不大，但實(shí)際中線路電阻和負(fù)荷功率因數(shù)變化會(huì)引起顯著電壓波動(dòng)，存在電壓穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)，需進(jìn)行詳細(xì)P-Q分析。五、案例分析題答：可能的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題及措施建議：1.電壓暫降/暫升：大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流沖擊可能引起電網(wǎng)電壓暫降，若系統(tǒng)容量不足或電壓水平低，可能導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。措施：對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)；在電源側(cè)或電動(dòng)機(jī)側(cè)安裝靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）或電壓暫降抑制裝置；采用自動(dòng)重合閘等。2.系統(tǒng)頻率波動(dòng)：?jiǎn)?dòng)大型負(fù)荷可能引起系統(tǒng)頻率短暫下降。措施：電網(wǎng)配備足夠的旋轉(zhuǎn)備用容量；采用頻率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置；電動(dòng)機(jī)自身具有一定的阻尼作用，但需評(píng)估是否足夠。3.功率平衡問題：電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間，系統(tǒng)需要補(bǔ)充大量有功和無(wú)功功率。若系統(tǒng)無(wú)功儲(chǔ)備不足，可能導(dǎo)致電壓崩潰。措施：確保電源變電所具有足夠的無(wú)功補(bǔ)償容量；優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方