2025年注冊電氣工程師考試電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制全真模擬試卷考試時(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)中，理想變壓器模型忽略了哪些參數(shù)？（）A.空載損耗和勵(lì)磁電流B.連接導(dǎo)線的電阻和電抗C.銅損和漏抗D.鐵損和短路阻抗2.電力系統(tǒng)運(yùn)行中，維持電網(wǎng)電壓水平的主要措施是？（）A.調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)出力B.改變輸電線路阻抗C.使用并聯(lián)電容器或調(diào)壓變壓器D.調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率3.當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障時(shí)，故障點(diǎn)的短路電流（周期分量）主要由什么決定？（）A.系統(tǒng)電源容量和故障點(diǎn)距離B.故障點(diǎn)附近的線路阻抗C.保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間D.故障線路的額定電流4.功角穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后，同步發(fā)電機(jī)能否？（）A.迅速恢復(fù)正常頻率B.保持同步運(yùn)行并最終恢復(fù)穩(wěn)定C.立即恢復(fù)正常電壓D.自動(dòng)解除負(fù)荷5.在電力系統(tǒng)中，采用自動(dòng)重合閘裝置的主要目的是？（）A.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性B.減少短路電流C.恢復(fù)因瞬時(shí)性故障而斷開的線路或設(shè)備D.增加系統(tǒng)有功功率6.當(dāng)電力系統(tǒng)頻率降低時(shí)，以下哪種措施有助于提高系統(tǒng)頻率？（）A.減少發(fā)電機(jī)出力B.投入更多的調(diào)相機(jī)C.減少系統(tǒng)負(fù)荷D.減少系統(tǒng)中有功負(fù)荷7.在電力系統(tǒng)中，同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流主要作用是？（）A.建立轉(zhuǎn)子磁場B.提供轉(zhuǎn)子冷卻C.增加發(fā)電機(jī)銅損D.降低發(fā)電機(jī)出力8.靜止無功補(bǔ)償器（SVC）的主要作用是？（）A.提供有功功率B.提高系統(tǒng)功率因數(shù)C.穩(wěn)定系統(tǒng)頻率D.直接改變系統(tǒng)電壓等級(jí)9.電力系統(tǒng)運(yùn)行中，潮流分布不合理可能導(dǎo)致什么后果？（）A.系統(tǒng)頻率偏高B.線路或變壓器過載C.系統(tǒng)電壓水平普遍提高D.發(fā)電機(jī)出力不足10.根據(jù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則，通常將電力系統(tǒng)穩(wěn)定分為幾個(gè)等級(jí)？（）A.兩級(jí)B.三級(jí)C.四級(jí)D.五級(jí)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.電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視需要關(guān)注的主要指標(biāo)包括？（）A.系統(tǒng)總發(fā)電量B.各節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角C.系統(tǒng)總負(fù)荷功率D.主要輸電線路和變壓器負(fù)載率E.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓2.影響電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的主要因素有？（）A.系統(tǒng)電源容量B.輸電線路電抗C.負(fù)荷變化速度D.繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間E.發(fā)電機(jī)調(diào)速器特性3.電力系統(tǒng)中常用的調(diào)壓措施包括？（）A.改變發(fā)電機(jī)端電壓B.使用有載調(diào)壓變壓器C.投切并聯(lián)電抗器D.使用靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）E.調(diào)整系統(tǒng)頻率4.繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足的基本要求有哪些？（）A.選擇性B.可靠性C.快速性D.經(jīng)濟(jì)性E.通用性5.并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)進(jìn)行同步并列操作的基本條件是？（）A.發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓幅值相等B.發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓相位一致C.發(fā)電機(jī)頻率與系統(tǒng)頻率相等D.發(fā)電機(jī)電壓相角差不超過一定允許值E.發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間無相角差三、計(jì)算題（共3題，共65分）1.（20分）某電力系統(tǒng)簡化為一臺(tái)發(fā)電機(jī)通過一條輸電線路連接到無限大容量系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)額定電壓為11kV，系統(tǒng)側(cè)電壓為110kV，線路長度為100km，線路參數(shù)為：電阻R=0.4Ω/km，電抗X=0.32Ω/km，電納B=2.1×10??S/km。系統(tǒng)側(cè)發(fā)生三相對(duì)稱短路故障，短路總阻抗為0.1+j0.2Ω。試求：（1）短路點(diǎn)的總短路電流（周期分量有效值）；（2）發(fā)電機(jī)出口處的短路電流（周期分量有效值），假設(shè)不考慮阻抗折算。2.（25分）某雙回線路組成的簡單環(huán)網(wǎng)，線路參數(shù)相同，正序阻抗Z?=0.105+j0.21Ω，零序阻抗Z?=0.6+j1.2Ω。環(huán)網(wǎng)中A、B、C三點(diǎn)電壓分別為U_A=115∠0°kV，U_B=112∠-5°kV，U_C=110∠-10°kV。流過AB線路的功率為100MW（滯后），功率因數(shù)為0.9。試計(jì)算：（1）AB線路中的電流；（2）流過BC線路的功率（有功和無功）；（3）若要使C點(diǎn)電壓恢復(fù)到110∠0°kV，可在C點(diǎn)接入多大的并聯(lián)電容器（容抗Xc=10Ω）？3.（20分）某發(fā)電廠有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)G?和G?并聯(lián)運(yùn)行，總負(fù)荷為1000MW，頻率為50Hz。G?的額定功率為500MW，單位調(diào)節(jié)功率（R?）為2Hz/MW；G?的額定功率為500MW，單位調(diào)節(jié)功率（R?）為3Hz/MW。系統(tǒng)總負(fù)荷突然增加200MW，假設(shè)調(diào)速器已動(dòng)作，原運(yùn)行頻率為50Hz。試求：（1）增加負(fù)荷后，系統(tǒng)的暫態(tài)頻率（假設(shè)不考慮發(fā)電機(jī)慣量影響）；（2）為使頻率盡快恢復(fù)到50Hz，應(yīng)增加兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的總出力各多少？---試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.C3.A4.B5.C6.C7.A8.B9.B10.B二、多項(xiàng)選擇題1.B,C,D2.A,B,D,E3.A,B,D4.A,B,C5.A,B,C,D三、計(jì)算題1.解析思路：（1）計(jì)算短路點(diǎn)總阻抗。由于故障點(diǎn)與發(fā)電機(jī)之間有線路，需計(jì)算線路阻抗并折算到故障點(diǎn)電壓等級(jí)。通常計(jì)算短路電流時(shí)，將發(fā)電機(jī)額定電壓側(cè)視為基準(zhǔn)，線路阻抗無需折算。短路點(diǎn)總阻抗Z_k=Z_fault+Z_line=(0.1+j0.2)+(0.4+j0.32)=0.5+j0.52Ω。（2）計(jì)算短路電流。使用歐姆定律，I_k=U/Z_k。注意U應(yīng)為發(fā)電機(jī)額定電壓，但題目已給出短路總阻抗為給定的0.1+j0.2Ω，這暗示可直接用該阻抗計(jì)算短路電流，或者理解為題目意圖是已知總阻抗求電流。更合理的理解是：題目給出短路總阻抗Z_k=0.1+j0.2Ω，發(fā)電機(jī)出口電壓U_g=11kV。則發(fā)電機(jī)出口短路電流I_k'=U_g/Z_k=11kV/(0.1+j0.2)Ω。計(jì)算其有效值I_k'=11×103/√(0.12+0.22)=11×103/√0.05=11×103/0.2236≈49450A≈49.45kA。*（注：如果題目意圖是使用給定的Z_fault直接計(jì)算流過發(fā)電機(jī)的短路電流，則I_g_fault=U_g/Z_fault=49.45kA。但通常計(jì)算點(diǎn)總阻抗后計(jì)算總電流更符合題意，此處按后者理解）。*修正解析思路：題目描述可能引起歧義。更標(biāo)準(zhǔn)的做法是計(jì)算流過發(fā)電機(jī)的短路電流。Z_total=Z_fault+Z_line=0.1+j0.2+0.4+j0.32=0.5+j0.52Ω。I_g_fault=U_g/Z_total=11kV/(0.5+j0.52)Ω。計(jì)算其有效值I_g_fault=11×103/√(0.52+0.522)=11×103/√0.51≈11×103/0.714≈15415A≈15.42kA。*（再修正：考慮到題目可能簡化處理，直接用給定的Z_fault=0.1+j0.2Ω計(jì)算，得到I_g_fault=49.45kA。按此邏輯，答案應(yīng)為49.45kA）。*假設(shè)題目意圖是使用給定的短路總阻抗Z_fault=0.1+j0.2Ω計(jì)算流過發(fā)電機(jī)的短路電流。（1）答案：短路點(diǎn)總短路電流（周期分量有效值）約為49.45kA。（2）答案：發(fā)電機(jī)出口處的短路電流（周期分量有效值）約為49.45kA。2.解析思路：（1）計(jì)算AB線路電流。使用基爾霍夫電壓定律（KVL）或節(jié)點(diǎn)電壓法。節(jié)點(diǎn)A、B間電壓差U_AB=U_A-U_B=115∠0°-112∠-5°=115-112∠-5°=115-(112cos(-5°)+j112sin(-5°))=115-(111.78-j9.81)=3.22+j9.81=10.21∠72.3°kV。線路阻抗Z_AB=Z?=0.105+j0.21Ω。電流I_AB=U_AB/Z_AB=(3.22+j9.81)kV/(0.105+j0.21)Ω。計(jì)算其有效值和相角。模長|I_AB|=10.21kV/√(0.1052+0.212)=10.21/0.231≈44.05A。相角δ_AB=72.3°-arctan(0.21/0.105)=72.3°-63.4°=8.9°。電流為44.05∠8.9°A。（2）計(jì)算BC線路功率。首先需要知道C點(diǎn)電壓U_C和BC線路電壓U_BC。U_BC=U_C-U_B=110∠0°-112∠-5°=-2+j9.81=9.95∠98.1°kV。BC線路阻抗Z_BC=Z?=0.105+j0.21Ω。BC線路電流I_BC=U_BC/Z_BC=(9.81∠98.1°)kV/(0.105+j0.21)Ω。模長|I_BC|=9.95kV/0.231≈43.0A。相角δ_BC=98.1°-63.4°=34.7°。功率P_BC=|I_BC|2*Re(Z_BC)=432*0.105=1881*0.105=197.9W。Q_BC=|I_BC|2*Im(Z_BC)=432*0.21=1881*0.21=394.0VAR。*（此處計(jì)算P似乎有誤，應(yīng)為P=U*I*cos(δ),Q=U*I*sin(δ)）。*更正：P_BC=|I_BC|*|U_BC|*cos(δ_BC-δ_B)=43A*9.95kV*cos(34.7°-(-5°))=43*9.95*cos(39.7°)≈43*9.95*0.767≈328.5kW。Q_BC=43A*9.95kV*sin(39.7°)≈43*9.95*0.642≈270.0kVAR。（3）計(jì)算并聯(lián)電容器容量。接入電容器后，C點(diǎn)電壓U_C'=110∠0°kV。需要計(jì)算電容器前的電壓U_C_before。U_C_before=U_B+I_BC*Z_BC=112∠-5°+(43∠34.7°)*(0.105+j0.21)。計(jì)算I_BC*Z_BC=43*(0.105+j0.21)=4.545+j9.003。U_C_before=112∠-5°+(4.545+j9.003)=(111.78-j9.81)+(4.545+j9.003)=116.325+j(-9.81+9.003)=116.325-j0.807=116.34∠-0.5°kV。電容器提供無功Q_c=(U_C_before2-U_C'2)/Xc=(116.342-1102)kV2/10Ω=(13532-12100)kV2/10Ω=1432kVAR/10Ω=143.2kVAR。所需電容器容抗Xc=1102kV2/143.2kVAR=12100/143.2Ω≈84.3Ω。所需電容容量Q_c=1/(2πfXc)=1/(2π*50*84.3)F=1/(10582.3)F≈94.4μF。*（此處計(jì)算Qc似乎有誤，應(yīng)為Qc=Uc*Ic=Uc2/Xc）。*更正：Q_c=U_C'2/Xc=(110kV)2/10Ω=12100kV2/10Ω=1210kVAR。所需電容器容抗Xc=1102kV2/1210kVAR=12100/1210Ω=10Ω。所需電容容量Q_c=1/(2πfXc)=1/(2π*50*10)F=1/(3141.6)F≈0.318μF。*（再次修正，Qc計(jì)算應(yīng)為Qc=U_C'2/Xc=1102/10=1210kVAR。所需Xc=10Ω。所需電容容量Q_c=1/(2πfXc)=1/(2π*50*10)=1/3141.6=318μF。）（1）答案：AB線路中的電流約為44.05∠8.9°A。（2）答案：流過BC線路的功率（有功約為328.5kW，無功約為270.0kVAR）。（3）答案：需要接入的并聯(lián)電容器容量約為318μF。3.解析思路：（1）計(jì)算系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率R_sys。R_sys=R?+R?=2+3=5Hz/MW。頻率變化量Δf=(ΔP/R_sys)*(-1)。ΔP=-200MW（負(fù)荷增加，頻率下降）。Δf=(-200/5)*(-1)=40/5=8Hz。新頻率f_new=f_old+Δf=50Hz+(-8Hz)=42Hz。（2）計(jì)