2024年南京工程學(xué)院電氣工程計劃（電力系統(tǒng)）專業(yè)考試真題及答案考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，三相電壓的相角差應(yīng)為（）。A.0°B.120°C.180°D.360°2.在電力系統(tǒng)中，同步發(fā)電機(jī)勵磁的主要目的是（）。A.提高系統(tǒng)功率因數(shù)B.維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定C.增加系統(tǒng)有功功率D.增加系統(tǒng)無功功率3.電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，故障點的短路電流有效值一般為系統(tǒng)正常工作電流的（）。A.1倍B.3倍C.5倍D.10倍4.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足的基本要求不包括（）。A.選擇性B.可靠性C.快速性D.經(jīng)濟(jì)性5.電力系統(tǒng)中有功功率缺額將導(dǎo)致（）。A.電壓下降B.頻率下降C.電流增加D.功率因數(shù)下降6.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到擾動后（）的能力。A.迅速恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行B.保持長時間不平衡狀態(tài)C.逐漸減小功率振蕩D.自動改變運(yùn)行方式7.電力系統(tǒng)中有功功率負(fù)荷增加時，發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率（）。A.減小B.增大C.不變D.無法確定8.電力系統(tǒng)中，提高功率因數(shù)的目的是（）。A.減少線路損耗B.增加線路損耗C.減少發(fā)電機(jī)容量D.增加發(fā)電機(jī)容量9.電力系統(tǒng)故障中，對系統(tǒng)危害最大的是（）。A.單相接地故障B.兩相接地故障C.三相短路故障D.兩相短路故障10.電力系統(tǒng)自動化的主要目的是（）。A.提高系統(tǒng)運(yùn)行效率B.降低系統(tǒng)運(yùn)行成本C.提高系統(tǒng)安全性D.以上都是二、填空題1.電力系統(tǒng)是由發(fā)電、______、輸電、配電和用電五個部分組成的。2.電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是保證______和______。3.電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)盡快切除故障，以______對系統(tǒng)的沖擊。4.電力系統(tǒng)中有功功率和無功功率的平衡是保證______和______的基礎(chǔ)。5.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分為______穩(wěn)定性和______穩(wěn)定性。6.電力系統(tǒng)中的電壓損失是指線路首端電壓與末端電壓的______。7.電力系統(tǒng)中，同步發(fā)電機(jī)的功角特性是指______與______之間的關(guān)系曲線。8.電力系統(tǒng)中的短路故障包括______短路、______短路和______短路。9.電力系統(tǒng)中有功功率負(fù)荷的突然增加，將導(dǎo)致系統(tǒng)頻率______。10.電力系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償裝置主要用來______系統(tǒng)的無功功率，以提高功率因數(shù)。三、計算題1.有一臺額定電壓為110kV，額定容量為100MVA的同步發(fā)電機(jī)，其額定功率因數(shù)為0.8（滯后），試求該發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時的有功功率和無功功率。2.有一條長度為100km的輸電線路，線路參數(shù)為：電阻R=0.1Ω/km，電抗X=0.4Ω/km，試求該線路末端電壓為110kV時，線路首端電壓是多少？假設(shè)線路末端功率因數(shù)為0.9（滯后）。3.有一臺額定電壓為220V，額定電流為10A的單相變壓器，試求該變壓器的額定容量是多少？四、分析題1.試分析電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障時，系統(tǒng)中的電流、電壓和功率將發(fā)生怎樣的變化？2.試述電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念，并簡述提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要措施。試卷答案一、選擇題1.B解析：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，三相電源的相位互差120度。2.B解析：同步發(fā)電機(jī)勵磁的主要作用是產(chǎn)生主磁場，維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。3.D解析：三相短路是電力系統(tǒng)中最嚴(yán)重的故障，短路電流可能達(dá)到正常工作電流的數(shù)倍甚至10倍以上。4.D解析：繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足選擇性、可靠性、快速性、靈敏性四個基本要求，經(jīng)濟(jì)性不是基本要求。5.B解析：電力系統(tǒng)中有功功率缺額會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的電磁功率小于原動機(jī)的輸入功率，引起轉(zhuǎn)子加速，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率下降。6.A解析：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到擾動后，能夠恢復(fù)并維持同步運(yùn)行的能力。7.B解析：有功功率負(fù)荷增加，發(fā)電機(jī)需要輸出更大的電磁功率來維持功率平衡，電磁功率增大。8.A解析：提高功率因數(shù)可以減少線路中的無功電流，從而降低線路損耗。9.C解析：三相短路故障時，短路電流最大，對電力系統(tǒng)的沖擊也最大。10.D解析：電力系統(tǒng)自動化的目的是提高系統(tǒng)運(yùn)行效率、降低系統(tǒng)運(yùn)行成本、提高系統(tǒng)安全性，以上都是其目的。二、填空題1.輸電2.安全可靠；優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)3.減小4.電壓；頻率5.功率；靜態(tài)6.差值7.發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子偏離同步位置的角度（功角）8.單相；兩相；三相9.下降10.補(bǔ)充三、計算題1.解：有功功率P=S*cosφ=100MVA*0.8=80MW無功功率Q=S*sinφ=100MVA*sin(acos(0.8))=60MVAR答：有功功率為80MW，無功功率為60MVAR。2.解：線路阻抗Z=R+jX=0.1+j0.4Ω/km線路總阻抗Z_total=100*(0.1+j0.4)=10+j40Ω設(shè)線路末端電壓相量為U2=110kV∠0°線路首端電壓相量U1=U2*(1+Z_total*I2/U2)線路末端電流相量I2=U2/Z_load=110kV/(R_load+jX_load)其中R_load=1/(|I2|*cosφ)=1/(110000/sqrt(3)*0.9)=1.82ΩX_load=1/(|I2|*sinφ)=1/(110000/sqrt(3)*0.416)=4.37ΩI2=110kV/(1.82+j4.37)=110000/(1.82*1.82+4.37*4.37)∠-arctan(4.37/1.82)I2≈110000/21.18∠-67.98°≈5217.39∠-67.98°AU1=110kV∠0°*(1+(10+j40)*5217.39∠-67.98°/110000)U1≈110000*(1+(10+j40)*0.04744∠-67.98°)U1≈110000*(1+0.4744+j1.8976-0.4471j)U1≈110000*(1.4744+j0.4505)U1≈110000*1.5455∠17.76°U1≈169999.5∠17.76°VU1≈170kV答：線路首端電壓約為170kV。3.解：額定容量S=U*I=220V*10A=2200VA=2.2kVA答：該變壓器的額定容量為2.2kVA。四、分析題1.解：電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障時：*故障點電壓突然降至接近零，而線路其他部分的電壓基本不變。*故障點電流突然增大到正常值的數(shù)倍甚至十幾倍，非故障線路電流也相應(yīng)增大。*系統(tǒng)功率平衡被破壞，發(fā)電機(jī)輸出功率突然減小，可能導(dǎo)致系統(tǒng)頻率下降。*故障線路的保護(hù)裝置會動作，迅速切斷故障，以減小故障對系統(tǒng)的沖擊和損壞。2.解：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到擾動（如負(fù)荷變化、故障等）后，能夠保持同步運(yùn)行，并最終恢復(fù)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要措施包括：*減小系統(tǒng)阻抗：采用更短的線路、更大截面的導(dǎo)線等。*提高發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)