電氣工程專升本2025年電力系統(tǒng)模擬試卷（含答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填入括號內(nèi)）1.電力系統(tǒng)的主要功能是將發(fā)電廠產(chǎn)生的電能經(jīng)濟(jì)、可靠、優(yōu)質(zhì)地輸送到用戶。(A)正確(B)錯誤2.在三相交流系統(tǒng)中，線電壓有效值是相電壓有效值的根號3倍。(A)正確(B)錯誤3.變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的靜止設(shè)備。(A)正確(B)錯誤4.發(fā)電機發(fā)出的電壓相位總是領(lǐng)先于系統(tǒng)電壓相位。(A)正確(B)錯誤5.輸電線路的電阻主要是由導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)引起的。(A)正確(B)錯誤6.在電力系統(tǒng)中，電容器主要用于提高功率因數(shù)。(A)正確(B)錯誤7.短路電流是指電力系統(tǒng)正常運行時流過電氣設(shè)備的電流。(A)正確(B)錯誤8.電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，故障點的短路電流最大。(A)正確(B)錯誤9.繼電保護(hù)裝置的作用是自動、迅速地切除故障部分，保證系統(tǒng)安全運行。(A)正確(B)錯誤10.功角穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到擾動后，發(fā)電機保持同步運行的能力。(A)正確(B)錯誤二、填空題（每空1分，共15分）1.電力系統(tǒng)由發(fā)電、______、______、______和用電五個部分組成。2.基爾霍夫電流定律指出，任一節(jié)點上，所有支路電流的代數(shù)和______。3.變壓器銘牌上的額定電壓是指______電壓，額定電流是指______電流。4.輸電線路的阻抗由______和______兩部分組成。5.電力系統(tǒng)中常用的無功補償設(shè)備有______、______和靜止無功補償器等。6.潮流計算的主要目的是確定電力系統(tǒng)在給定運行方式下各元件的______和______。7.電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，系統(tǒng)中的______和______會顯著增加。8.常用的短路計算方法有______法、______法和______法。9.繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足選擇性、______、______和靈敏性四個基本要求。10.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題主要包括______穩(wěn)定性和______穩(wěn)定性。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述電力系統(tǒng)運行的基本要求。2.變壓器有哪些主要參數(shù)？分別說明其意義。3.簡述電力系統(tǒng)進(jìn)行無功補償?shù)哪康摹?.簡述電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本原理。四、計算題（每題10分，共30分）1.有一臺單相變壓器，其額定電壓為220/110V，額定容量為2kVA。試求一次側(cè)和二次側(cè)的額定電流。2.有一條長度為100km的輸電線路，其參數(shù)為：電阻R=0.21Ω/km，電抗X=0.415Ω/km，電導(dǎo)G=0，容納B=2.85×10^-6S/km。線路末端接一臺額定電壓為110kV、功率因數(shù)為0.8（滯后）的負(fù)載，消耗功率為50MW。試計算線路末端的電壓。（假設(shè)忽略線路損耗）3.有一臺同步發(fā)電機，其額定電壓為U_N=10.5kV，額定功率P_N=500kW，額定功率因數(shù)cosφ_N=0.8（滯后）。試計算該發(fā)電機在額定運行狀態(tài)下的額定電流和額定輸入的有功功率和無功功率。五、分析題（10分）簡述電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，短路電流隨時間變化的規(guī)律，并說明短路電流中各分量物理意義。試卷答案一、選擇題1.(A)2.(A)3.(A)4.(B)（發(fā)電機電壓相位相對系統(tǒng)電壓有功角差，但不一定是領(lǐng)先）5.(A)6.(A)7.(B)（短路電流是指故障時出現(xiàn)的異常大電流）8.(A)9.(A)10.(A)二、填空題1.輸電變電配電2.等于零3.空載負(fù)載4.電阻電抗5.電容器調(diào)相機6.電壓電流7.電流電壓8.電流網(wǎng)絡(luò)化等效9.快速性可靠性10.功角動態(tài)三、簡答題1.電力系統(tǒng)運行的基本要求是：保證安全可靠運行、保證電能質(zhì)量（電壓和頻率在允許范圍內(nèi)）、保證經(jīng)濟(jì)運行。2.變壓器的主要參數(shù)及其意義：額定電壓指額定運行時各繞組的電壓；額定電流指額定運行時各繞組的電流；額定容量指變壓器能傳輸?shù)淖畲笠曉诠β剩活~定功率因數(shù)指額定運行時功率因數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值；阻抗電壓指變壓器短路電壓的百分比。3.電力系統(tǒng)進(jìn)行無功補償?shù)哪康模禾岣吖β室驍?shù)，減少線路損耗，改善電壓質(zhì)量，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。4.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本原理：利用繼電保護(hù)裝置檢測電力系統(tǒng)中的故障或不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)整定原則發(fā)出信號或指令，切除故障部分或發(fā)出告警，以保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。四、計算題1.解：*一次側(cè)額定電流I_1N=S_N/(U_1N*cosφ_N)=2000VA/(220V*0.8)=11.36A*二次側(cè)額定電流I_2N=S_N/(U_2N*cosφ_N)=2000VA/(110V*0.8)=22.73A（注：cosφ_N為額定功率因數(shù)，題目未明確，通常取0.8）答案：一次側(cè)額定電流為11.36A，二次側(cè)額定電流為22.73A。2.解：*線路總阻抗Z=R+jX=(0.21+j0.415)*100=21+j41.5Ω*負(fù)載電流I=P/(U*cosφ)=500000W/(110000V*0.8)=5.682A*負(fù)載功率角φ=arccos(0.8)≈36.87°*線路電壓降ΔU=I*Z=5.682A*(21+j41.5)Ω=119.33+j235.45V*線路末端電壓U_2'=U_2-ΔU=110000V-(119.33+j235.45)V≈109880.67-j235.45V*末端電壓有效值U_2'=sqrt((109880.67)^2+(-235.45)^2)≈109880.67V答案：線路末端電壓約為109880.67V。3.解：*視在功率S_N=P_N/cosφ_N=500kW/0.8=625kVA*額定電流I_N=S_N/U_N=625000VA/10500V≈59.52A*有功功率P_N=500kW*無功功率Q_N=P_N*tanφ_N=500kW*tan(arccos(0.8))=500kW*0.75=375kVar答案：額定電流為59.52A，額定輸入有功功率為500kW，額定輸入無功功率為375kVar。五、分析題電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，短路電流隨時間變化的規(guī)律可分為三個階段：1.短路初始階段（次暫態(tài)電流）：短路發(fā)生瞬間（t=0+），由于發(fā)電機勵磁電流不能突變，電樞電流具有初始直流分量，同時有衰減直流分量和同步交流分量。次暫態(tài)電流i''是由初始直流分量和同步交流分量組成，其值最大，對于無窮大電源系統(tǒng)，i''=1.8*E/f，其中E為相電壓，f為系統(tǒng)頻率。2.短路暫態(tài)階段（暫態(tài)電流）：衰減直流分量逐漸衰減，次暫態(tài)電流i'隨之減小。此時同步交流分量可能已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定值，形成穩(wěn)定短路電流（對稱短路）或繼續(xù)變化（非對稱短路）。3.短路穩(wěn)定階段（穩(wěn)態(tài)電流）：所有暫態(tài)分量完全衰減，短路電流進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。對于對稱短路，穩(wěn)態(tài)電流即直流分量，其值由歐姆定律決定，i_st=E/R，其中R為短路回路的總電阻。對于非對稱短路，穩(wěn)態(tài)電流為對稱分量。短路電流中各分量物理意義：*直流分量：由短路初始瞬間發(fā)電機中儲存的磁場能量和電場能量轉(zhuǎn)化