2025年電源基礎考試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)中，以下哪種設備屬于一次設備？A.繼電器B.隔離開關C.監(jiān)控計算機D.故障錄波器答案：B2.某變壓器銘牌標注“110kV/10kV，容量50MVA”，其高壓側額定電流約為（）（√3≈1.732）A.262.4AB.314.8AC.418.9AD.525.6A答案：A（計算：I=S/(√3U)=50×10?/(1.732×110×103)≈262.4A）3.同步發(fā)電機的功角特性中，功角δ是指（）A.轉子磁極軸線與定子磁極軸線的夾角B.端電壓與電樞電流的相位差C.勵磁電流與電樞電流的相位差D.原動機輸入功率與電磁功率的比值答案：A4.以下哪種電力電子器件屬于全控型器件？A.晶閘管（SCR）B.二極管（VD）C.絕緣柵雙極晶體管（IGBT）D.門極可關斷晶閘管（GTO）答案：C（GTO雖為半控，但IGBT是全控；注：嚴格區(qū)分半控與全控，GTO需門極關斷，屬半控，IGBT為全控）5.中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，非故障相電壓會（）A.升高為線電壓B.降低為相電壓的一半C.保持不變D.升高為相電壓的√2倍答案：A6.電力系統(tǒng)頻率調整中，一次調頻的特點是（）A.由調度中心指令實現(xiàn)，調整速度慢B.依賴發(fā)電機調速器自動響應，調整范圍有限C.僅通過切除負荷實現(xiàn)，屬于緊急控制D.主要針對長期頻率偏差，需調整發(fā)電機出力答案：B7.變壓器的鐵損主要包括（）A.渦流損耗和磁滯損耗B.繞組電阻損耗和漏磁損耗C.勵磁電流引起的銅損D.雜散損耗和機械損耗答案：A8.以下哪項不是無功補償裝置的作用？A.提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性B.降低線路有功損耗C.增加系統(tǒng)短路容量D.改善功率因數(shù)答案：C（無功補償不直接增加短路容量，短路容量主要與系統(tǒng)阻抗有關）9.微電網中，儲能裝置的主要功能不包括（）A.平抑可再生能源出力波動B.提供黑啟動能力C.替代傳統(tǒng)發(fā)電機承擔基荷D.參與電網頻率調節(jié)答案：C（儲能通常用于調峰、備用，而非長期承擔基荷）10.某三相異步電動機銘牌標注“額定電壓380V，額定電流15A，功率因數(shù)0.85，效率90%”，其額定功率約為（）A.7.5kWB.8.2kWC.9.4kWD.10.1kW答案：C（計算：P=√3UIηcosφ=1.732×380×15×0.9×0.85≈9400W≈9.4kW）二、填空題（每題2分，共20分）1.我國電力系統(tǒng)的額定頻率為____Hz，允許偏差一般不超過±0.2Hz（特殊情況±0.5Hz）。答案：502.變壓器的變比k定義為一次側與二次側____（選填“電壓”“電流”或“匝數(shù)”）的比值。答案：匝數(shù)（或線電壓）3.同步發(fā)電機的勵磁方式中，自并勵系統(tǒng)的勵磁電源取自____。答案：發(fā)電機機端（或發(fā)電機出口母線）4.電力系統(tǒng)短路故障中，____故障占比最高（約60%-70%）。答案：單相接地5.高壓輸電線路的等值參數(shù)中，電納B主要反映導線間的____效應。答案：電容6.直流輸電的主要優(yōu)點包括____小、不存在同步問題、可實現(xiàn)非同步聯(lián)網等。答案：線路有功損耗（或線路電阻損耗）7.電力電子變換器中，AC-DC變換稱為____，DC-AC變換稱為逆變。答案：整流8.衡量電能質量的主要指標包括電壓偏差、頻率偏差、____和電壓波動與閃變。答案：諧波畸變率（或三相電壓不平衡度）9.變壓器并列運行的基本條件是變比相同、____相同、接線組別相同。答案：短路阻抗（或阻抗電壓）10.微電網的運行模式分為孤島模式和____模式。答案：并網三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述電力系統(tǒng)中性點接地方式的分類及其特點。答案：中性點接地方式主要分為有效接地（包括直接接地、經小電阻接地）和非有效接地（包括不接地、經消弧線圈接地）。有效接地：發(fā)生單相接地時，故障相電壓接近0，非故障相電壓基本不變（接近相電壓），但故障電流大，需快速切除故障；適用于110kV及以上系統(tǒng)，提高供電可靠性。非有效接地：單相接地時故障電流?。ㄈ菪噪娏鳎试S帶故障運行1-2小時，但非故障相電壓升高為線電壓，對絕緣要求高；適用于35kV及以下系統(tǒng)，減少停電次數(shù)。2.說明變壓器空載試驗和短路試驗的目的及測量參數(shù)。答案：空載試驗：在低壓側施加額定電壓，高壓側開路，測量空載電流I?、空載損耗P?；目的是獲取勵磁參數(shù)（勵磁阻抗Z?=U?/I?，勵磁電阻R?=P?/I?2，勵磁電抗X?=√(Z?2-R?2)），反映變壓器的鐵損。短路試驗：在高壓側施加低電壓（使低壓側電流達額定值），低壓側短路，測量短路電壓U?、短路電流I?、短路損耗P?；目的是獲取繞組參數(shù)（短路阻抗Z?=U?/I?，短路電阻R?=P?/I?2，短路電抗X?=√(Z?2-R?2)），反映變壓器的銅損。3.分析電力系統(tǒng)電壓調整的主要措施。答案：發(fā)電機調壓：通過調節(jié)勵磁電流改變端電壓，適用于無功充足的局部電網。變壓器分接頭調壓：改變變壓器變比，調整二次側電壓；有載分接開關可帶負荷調節(jié)，無載需停電調整。無功補償調壓：安裝電容器、電抗器或靜止無功發(fā)生器（SVG），補償無功缺額，提高電壓水平；電容器提供容性無功（升壓），電抗器吸收感性無功（降壓）。線路調壓：減小線路阻抗（如增大導線截面積）或采用串聯(lián)電容補償，降低電壓損耗；適用于長距離重負荷線路。4.簡述同步發(fā)電機的功角穩(wěn)定性及其影響因素。答案：功角穩(wěn)定性指發(fā)電機在擾動后能否保持轉子同步運行的能力，核心是功角δ（轉子磁極與氣隙合成磁場的夾角）的動態(tài)平衡。影響因素：發(fā)電機參數(shù)：同步電抗X?越小，最大電磁功率P???=EU/X?越大，穩(wěn)定性越好。電網結構：聯(lián)系電抗（如輸電線路電抗）越小，P???越大，穩(wěn)定性越高。勵磁系統(tǒng)：快速強勵可提高故障期間的電動勢E，增加P???。原動機調速：及時調整輸入功率，減少功角振蕩幅度。5.說明電力電子技術在智能電網中的應用場景（列舉4項）。答案：新能源并網：通過逆變器將光伏、風電的直流電/頻率不穩(wěn)定交流電轉換為符合電網要求的交流電，實現(xiàn)最大功率跟蹤（MPPT）。柔性直流輸電（VSC-HVDC）：采用全控器件（如IGBT）實現(xiàn)快速無功/有功獨立控制，支持弱電網接入和多端聯(lián)網。動態(tài)無功補償（SVG）：實時跟蹤電網電壓波動，快速輸出容性或感性無功，提升電壓穩(wěn)定性。電能質量治理：有源濾波器（APF）可檢測并補償諧波電流，統(tǒng)一電能質量控制器（UPQC）同時改善電壓/電流質量。四、計算題（每題10分，共30分）1.某三相雙繞組變壓器，型號為SFSZ11-120000/220，額定電壓220kV/110kV，短路阻抗標幺值Z?=0.12（以變壓器額定容量為基準）。若系統(tǒng)基準容量S_b=100MVA，基準電壓U_b=220kV（高壓側），求該變壓器在系統(tǒng)中的短路阻抗標幺值（保留3位小數(shù)）。答案：變壓器額定容量S_N=120000kVA=120MVA，系統(tǒng)基準容量S_b=100MVA。標幺值換算公式：Z?(系統(tǒng))=Z?(變壓器)×(S_b/S_N)代入數(shù)據：Z?(系統(tǒng))=0.12×(100/120)=0.1002.某10kV線路，長度L=15km，導線型號為LGJ-120（單位長度電阻r?=0.27Ω/km，電抗x?=0.38Ω/km），末端負荷為P=8MW，Q=6Mvar。計算線路的電壓損耗ΔU（保留2位小數(shù)）。答案：線路總電阻R=r?L=0.27×15=4.05Ω，總電抗X=x?L=0.38×15=5.7Ω。末端功率S=√(P2+Q2)=√(82+62)=10MVA，功率因數(shù)cosφ=P/S=0.8。電壓損耗公式：ΔU=(PR+QX)/U_N（U_N=10kV=10×103V）代入數(shù)據：ΔU=(8×10?×4.05+6×10?×5.7)/(10×103)=(32.4×10?+34.2×10?)/10?=66.6×10?/10?=6660V=6.66kV3.某光伏逆變器輸入直流電壓U_dc=600V，輸出三相交流電壓U_ac=380V（線電壓），額定輸出功率P_out=50kW，效率η=97%。求：（1）逆變器輸入直流電流I_dc；（2）輸出交流電流I_ac（三相平衡，功率因數(shù)cosφ=0.95）。答案：（1）輸入功率P_in