2025年高職（電力系統(tǒng)分析）系統(tǒng)計(jì)算專項(xiàng)測(cè)試試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本卷共8題，每題5分。每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確答案填寫在相應(yīng)位置。1.電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式不包括以下哪種？（）A.直接接地B.經(jīng)消弧線圈接地C.不接地D.經(jīng)電阻接地答案：D2.電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的目的不包括（）A.確定電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)B.計(jì)算功率損耗C.分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.確定電壓分布答案：C3.以下關(guān)于電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算的說法，錯(cuò)誤的是（）A.短路電流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析的重要內(nèi)容B.短路電流大小與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有關(guān)C.短路電流計(jì)算只需要考慮電阻的影響D.短路電流計(jì)算可用于電氣設(shè)備的選擇答案：C4.電力系統(tǒng)無功功率平衡的目的是（）A.保證系統(tǒng)電壓水平B.降低系統(tǒng)有功損耗C.提高系統(tǒng)功率因數(shù)D.以上都是答案：D5.變壓器的變比是指（）A.一次側(cè)電壓與二次側(cè)電壓之比B.一次側(cè)電流與二次側(cè)電流之比C.一次側(cè)功率與二次側(cè)功率之比D.以上都不對(duì)答案：A6.電力系統(tǒng)的有功功率電源是（）A.發(fā)電機(jī)B.變壓器C.電動(dòng)機(jī)D.電容器答案：A7.電力系統(tǒng)的無功功率電源不包括（）A.發(fā)電機(jī)B.調(diào)相機(jī)C.電容器D.電阻器答案：D8.電力系統(tǒng)的頻率主要取決于（）A.有功功率平衡B.無功功率平衡C.電壓水平D.短路電流大小答案：A第II卷（非選擇題，共60分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5空，每空2分。請(qǐng)將答案填寫在橫線上。1.電力系統(tǒng)的基本組成部分包括發(fā)電、輸電、變電、______和用電。答案：配電2.電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中，節(jié)點(diǎn)可分為PQ節(jié)點(diǎn)、PV節(jié)點(diǎn)和______節(jié)點(diǎn)。答案：平衡3.短路電流計(jì)算中，短路類型包括三相短路、兩相短路、單相接地短路和______。答案：兩相接地短路4.在電力系統(tǒng)中，無功功率的傳輸會(huì)產(chǎn)生______。答案：有功損耗5.電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整方法有改變發(fā)電機(jī)端電壓、改變變壓器變比、______和并聯(lián)補(bǔ)償。答案：串聯(lián)補(bǔ)償三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4題，每題5分。簡(jiǎn)要回答問題。1.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：優(yōu)點(diǎn)：發(fā)生單相接地時(shí)，接地短路電流大，可使保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切除故障線路，保障安全。缺點(diǎn)：故障時(shí)短路電流大，對(duì)電氣設(shè)備的絕緣要求高，投資大。2.電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的基本步驟是什么？答案：首先確定電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，然后根據(jù)給定的運(yùn)行條件列出節(jié)點(diǎn)電壓方程，再采用合適的算法求解方程，得到各節(jié)點(diǎn)的電壓、功率等潮流分布。3.說明電力系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x。答案：可提高系統(tǒng)電壓水平，改善電能質(zhì)量，降低線路和變壓器的有功損耗，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。4.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)頻率調(diào)整的方法。答案：有一次調(diào)頻，由發(fā)電機(jī)調(diào)速器自動(dòng)調(diào)整；二次調(diào)頻，由調(diào)頻器手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)整；還有通過調(diào)整發(fā)電機(jī)出力、切除負(fù)荷等方式進(jìn)行頻率調(diào)整。四、分析題（共15分）材料：某電力系統(tǒng)有一臺(tái)發(fā)電機(jī)，額定功率為100MW，額定電壓為10.5kV，變壓器變比為10.5/242kV，線路阻抗為（5+j30）Ω。已知系統(tǒng)在某一運(yùn)行方式下，發(fā)電機(jī)輸出功率為80MW，功率因數(shù)為0.8。答題要求：本大題共3題，每題5分。根據(jù)材料進(jìn)行分析計(jì)算。1.計(jì)算發(fā)電機(jī)的輸出電流。答案：發(fā)電機(jī)額定電流$I_{N}=\frac{S_{N}}{\sqrt{3}U_{N}}=\frac{100\times10^{3}}{\sqrt{3}\times10.5\times10^{3}}\approx550$A。實(shí)際輸出電流$I=\frac{P}{\sqrt{3}U\cos\varphi}=\frac{80\times10^{3}}{\sqrt{3}\times10.5\times10^{3}\times0.8}\approx524$A。2.計(jì)算變壓器的變比。答案：已知變壓器變比為10.5/242kV，題目中已給出。3.計(jì)算線路的功率損耗。答案：線路電流$I=\frac{P}{\sqrt{3}U\cos\varphi}=\frac{80\times10^{3}}{\sqrt{3}\times10.5\times10^{3}\times0.8}\approx524$A。線路功率損耗$\DeltaP=I^{2}R=524^{2}\times5\approx1.37\times10^{6}$W=1.37MW，$\DeltaQ=I^{2}X=524^{2}\times30\approx8.21\times10^{6}$var=8.21Mvar。五、綜合題（共15分）材料：某電力系統(tǒng)在某一時(shí)刻的潮流分布如下：節(jié)點(diǎn)1為平衡節(jié)點(diǎn)，電壓為1.05∠0°；節(jié)點(diǎn)2為PQ節(jié)點(diǎn)，注入功率為P2+jQ2=0.5+j0.2；節(jié)點(diǎn)3為PV節(jié)點(diǎn)，注入功率為P3+jQ3=0.3-j0.1，已知節(jié)點(diǎn)2的電壓幅值為0.98，節(jié)點(diǎn)3的電壓幅值為設(shè)定值1.02。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如下：節(jié)點(diǎn)1與節(jié)點(diǎn)2之間的導(dǎo)納為Y12=0.01-j0.05，節(jié)點(diǎn)1與節(jié)點(diǎn)3之間的導(dǎo)納為Y13=0.02-j0.1，節(jié)點(diǎn)2與節(jié)點(diǎn)3之間的導(dǎo)納為Y23=0.01+j0.03。答題要求：本大題共3題，每題5分。根據(jù)材料進(jìn)行綜合分析計(jì)算。1.計(jì)算節(jié)點(diǎn)2的電壓相位。答案：設(shè)節(jié)點(diǎn)2電壓$U_{2}=0.98∠\theta_{2}$，根據(jù)潮流方程列出關(guān)于$\theta_{2}$的方程，通過迭代計(jì)算求解。具體過程：由節(jié)點(diǎn)2的功率方程$P_{2}=U_{1}U_{2}(G_{12}\cos\theta_{12}+B_{12}\sin\theta_{12})+U_{2}U_{3}(G_{23}\cos\theta_{23}+B_{23}\sin\theta_{23})$，$Q_{2}=-U_{1}U_{2}(B_{12}\cos\theta_{12}-G_{12}\sin\theta_{12})-U_{2}U_{3}(B_{23}\cos\theta_{23}-G_{23}\sin\theta_{23})$，代入已知數(shù)據(jù)，經(jīng)過多次迭代計(jì)算可得$\theta_{2}\approx-10.5°$。2.計(jì)算節(jié)點(diǎn)3的無功功率調(diào)整量。答案：設(shè)節(jié)點(diǎn)3無功功率調(diào)整量為$\DeltaQ_{3}$，根據(jù)PV節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，通過調(diào)整無功功率使電壓幅值達(dá)到設(shè)定值。由節(jié)點(diǎn)3的電壓方程$U_{3}^{2}=U_{1}^{2}(G_{13}^{2}+B_{13}^{2})+U_{2}^{2}(G_{23}^{2}+B_{23}^{2})+2U_{1}U_{2}(G_{13}G_{23}+B_{13}B_{,23})\cos(\theta_{13}-\theta_{23})+2U_{1}U_{3}(G_{13}^{2}+B_{13}^{2})\cos(\theta_{13}-\theta_{1})+2U_{2}U_{3}(G_{23}^{2}+B_{23}^{2})\cos(\theta_{23}-\theta_{2})+2\DeltaQ_{3}B_{13}$，代入已知數(shù)據(jù)，求解可得$\DeltaQ_{3}\appr