2025年電氣工程師《發(fā)輸變電》專項卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（下列選項中，只有一項符合題意）1.在電力系統(tǒng)中，用于衡量電能傳輸效率的物理量是（）。A.電流強度B.電壓等級C.功率因數(shù)D.頻率偏差2.一條500kV輸電線路，其自然功率角（β）通常接近（）。A.0°B.30°C.60°D.90°3.電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，離故障點最近的保護裝置，按原理分類，最可能采用（）。A.電流速斷保護B.限時電流速斷保護C.過電流保護D.差動保護4.在中性點不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時，非故障相的電壓會（）。A.等于零B.略有升高C.升高至線電壓D.保持不變5.變壓器差動保護中，為消除勵磁涌流影響，常采用（）方法。A.速飽和繼電器B.差動繼電器帶制動環(huán)節(jié)C.電壓閉鎖D.電流互感器二次諧波制動6.光纖通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，其主要優(yōu)勢在于（）。A.傳輸容量大，抗電磁干擾能力強B.成本低，安裝簡單C.傳輸距離短，維護方便D.傳輸速率低，穩(wěn)定性差7.直流輸電系統(tǒng)與交流輸電系統(tǒng)相比，其主要優(yōu)點之一是（）。A.輸電容量大，線路損耗小B.架設(shè)簡單，投資成本低C.運行靈活，易于實現(xiàn)異步互聯(lián)D.繼電保護配置簡單8.風(fēng)力發(fā)電機組中，用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能的核心部件是（）。A.發(fā)電機B.變壓器C.逆變器D.風(fēng)輪機9.電力系統(tǒng)中，提高功率因數(shù)的主要目的是（）。A.降低線路電流B.增加系統(tǒng)有功功率C.提高發(fā)電機出力D.減少線路無功損耗10.在變電站中，GIS（氣體絕緣組合電器）的主要優(yōu)點是（）。A.結(jié)構(gòu)簡單，維護方便B.占地面積小，可靠性高C.電壓等級低，成本較低D.適用于戶外環(huán)境二、多項選擇題（下列選項中，至少有兩項符合題意）1.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本類型包括（）。A.功角穩(wěn)定性B.靜態(tài)穩(wěn)定性C.動態(tài)穩(wěn)定性D.調(diào)壓穩(wěn)定性E.距離穩(wěn)定性2.影響輸電線路電抗的主要因素有（）。A.導(dǎo)線材料B.導(dǎo)線截面面積C.導(dǎo)線排列方式D.線路長度E.相間距離3.變壓器運行中需要監(jiān)視的關(guān)鍵運行參數(shù)通常包括（）。A.繞組溫度B.油位和油色C.絕緣油介質(zhì)損耗角正切值（tanδ）D.空載電流E.系統(tǒng)頻率4.架空輸電線路防雷措施中，屬于線路自身防雷的有（）。A.避雷線B.雷電流分流器C.線路接地D.閥型避雷器E.架空地線5.新能源（如風(fēng)電、光伏）并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響可能包括（）。A.引起系統(tǒng)電壓波動B.增加系統(tǒng)運行和控制復(fù)雜度C.提高系統(tǒng)有功功率備用容量需求D.改善系統(tǒng)功率因數(shù)E.增加系統(tǒng)短路電流水平6.繼電保護裝置“四性”原則是指（）。A.快速性B.可靠性C.靈敏性D.經(jīng)濟性E.準確性7.變電站中，常用的電氣設(shè)備有（）。A.斷路器B.隔離開關(guān)C.電流互感器D.電壓互感器E.避雷器8.柔性直流輸電（VSC-HVDC）相較于傳統(tǒng)直流輸電，其特點有（）。A.可以獨立控制有功和無功功率B.功率傳輸方向可靈活雙向C.對交流系統(tǒng)諧波影響較小D.系統(tǒng)穩(wěn)定性較好E.不需要換流變壓器三、計算題1.某電力系統(tǒng)簡化為一臺發(fā)電機通過一條輸電線路連接到無限大容量系統(tǒng)。已知發(fā)電機額定電壓為10kV，系統(tǒng)額定電壓為220kV，輸電線路阻抗為0.4+j16Ω/km，線路長度為100km。試計算該輸電線路末端在空載時的電壓是多少？假設(shè)忽略線路電阻。2.有一臺Yd11接線三相變壓器，額定容量為S?=31500kVA，額定電壓為U??/U??=220kV/11kV，連接組別為Yd11。試求該變壓器額定運行時的線電流、相電流、一二次側(cè)額定功率（忽略損耗）。3.某線路發(fā)生A相接地故障，系統(tǒng)參數(shù)及保護整定值如下：系統(tǒng)正序阻抗Z?=0.4Ω，負序阻抗Z?=0.5Ω，零序阻抗Z?=4Ω。保護安裝處至故障點的正序阻抗X?f=10Ω。保護1的整定動作電流為15A，返回系數(shù)為0.85。試計算流過保護1的故障相電流是多少？并判斷該保護能否可靠動作？4.一條330kV輸電線路，采用水平排列，相間距離為4m，導(dǎo)線半徑為0.0175m。試計算該輸電線路每相的自感抗近似值（忽略導(dǎo)線自身電阻和鄰近效應(yīng)，采用簡化公式）。四、簡答題1.簡述電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，短路電流中不同分量（次暫態(tài)電流、暫態(tài)電流、穩(wěn)態(tài)電流）的物理意義及其衰減特性。2.簡述智能電網(wǎng)的主要特征及其對發(fā)輸變電領(lǐng)域帶來的變革。3.在電力系統(tǒng)中，為什么要進行電壓調(diào)整？常用哪些措施來提高或降低系統(tǒng)電壓？4.簡述風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)繼電保護提出的主要挑戰(zhàn)，并說明相應(yīng)的應(yīng)對措施。5.什么是電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定性？簡述導(dǎo)致電力系統(tǒng)失去功角穩(wěn)定性的主要原因。試卷答案一、單項選擇題1.C2.C3.A4.B5.B6.A7.A8.D9.A10.B二、多項選擇題1.A,B,C2.C,D,E3.A,B,C,D4.A,C,E5.A,B,C,E6.A,B,C,E7.A,B,C,D,E8.A,B,C,D三、計算題1.解析思路：將系統(tǒng)簡化為發(fā)電機與線路的串聯(lián)電路?？蛰d時，線路末端電壓等于發(fā)電機端電壓加上線路電抗壓降。由于線路末端電流為零，電抗壓降也為零。因此，末端電壓等于發(fā)電機額定電壓（需換算到系統(tǒng)側(cè)電壓水平）。這里假設(shè)發(fā)電機額定電壓指的就是其輸出端電壓，且與系統(tǒng)電壓同電位。答案：220kV2.解析思路：Yd11接線，一次側(cè)接Y形，線電流等于相電流；二次側(cè)接d形（三角形），相電流等于線電流。根據(jù)變壓器容量公式S=√3*U線*I線，計算一次側(cè)線電流，再計算相電流。一二次側(cè)額定功率根據(jù)電壓和電流關(guān)系計算（P=√3*U線*I線*cosφ，這里cosφ取1代表額定滿載忽略損耗）。答案：一次側(cè)線電流I??=141.1A，相電流I??=141.1A；二次側(cè)線電流I??=2272.7A，相電流I??=2272.7A。一次側(cè)額定功率S??=31500kW，二次側(cè)額定功率S??=31500kW。3.解析思路：計算故障點的總零序阻抗Zf?=Z?f+3*Z?*(X?f/Z?f)。計算流過保護1的故障相（A相）電流，使用對稱分量法，A相故障電流Ia=Ia?（假設(shè)不考慮零序電流互感器影響或按保護安裝處正序等效電路計算）=If?/2=1/Z?f*(3*Uf?/|Zf?|)。其中Uf?為故障點零序電壓，可近似認為系統(tǒng)零序阻抗無窮大時，Uf?接近系統(tǒng)額定電壓。計算出的電流與整定電流比較，判斷能否返回。答案：故障相電流Ia≈45.45A。由于45.45A>15A，且返回系數(shù)為0.85，實際返回電流為45.45*0.85=38.68A，小于整定電流15A，故保護可靠動作。4.解析思路：利用平行導(dǎo)線間互感抗的公式計算每相導(dǎo)線受到其他兩相導(dǎo)線在單位長度上產(chǎn)生的互感抗。水平排列時，相鄰兩相互感抗最大。每相自感抗可近似看作是自身回路中電流產(chǎn)生的磁場所感生的電抗。L≈μ?λ/8πl(wèi)n(D/r)，其中λ為導(dǎo)線長度單位，D為相間距離，r為導(dǎo)線半徑。計算得到單位長度自感抗X?≈ωL。對于三相系統(tǒng)，自感抗X?=X?。答案：X?≈0.144Ω/km四、簡答題1.解析思路：次暫態(tài)電流（ish）是短路初始直流分量，對應(yīng)發(fā)電機暫態(tài)電抗X''d，衰減快（時間常數(shù)st）；暫態(tài)電流（Itp）是次暫態(tài)電流衰減后加上非周期分量，對應(yīng)發(fā)電機暫態(tài)電抗X'd，衰減較慢（時間常數(shù)td）；穩(wěn)態(tài)電流（Isc）是短路電流非周期分量衰減完畢后的交流穩(wěn)態(tài)分量，對應(yīng)發(fā)電機同步電抗Xd，不衰減。物理意義是反映故障點不同時刻短路點的短路磁場強度和相應(yīng)的短路電流水平。2.解析思路：智能電網(wǎng)特征：信息通信技術(shù)融合、自愈能力、互動服務(wù)、電源多樣化、可靠性高。變革：發(fā)輸變電環(huán)節(jié)需要集成傳感器、通信單元，實現(xiàn)狀態(tài)全面感知、信息高效共享、故障快速自愈、需求側(cè)互動響應(yīng)、新能源友好接入和高效控制。3.解析思路：電壓調(diào)整目的：保證各級電氣設(shè)備運行在允許的電壓范圍內(nèi)，滿足用戶用電質(zhì)量要求（電壓偏差在規(guī)定范圍內(nèi)），維持系統(tǒng)功率平衡和穩(wěn)定。措施：改變無功功率補償（調(diào)相機、電容器組），改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（調(diào)壓變壓器分接頭），改變系統(tǒng)運行方式。4.解析思路：挑戰(zhàn)：風(fēng)電出力波動性和間歇性導(dǎo)致系統(tǒng)電壓、頻率波動，沖擊性負荷影響電網(wǎng)穩(wěn)定性，分布式電源接入增加保護配置和電網(wǎng)運行復(fù)雜度，故障定位和隔離難度增大。應(yīng)