2026年電氣工程師考試電力系統(tǒng)分析與設計試題一、單項選擇題（共10題，每題2分，合計20分）1.在電力系統(tǒng)中，短路電流計算中，______是決定系統(tǒng)短路電流大小的主要因素。A.系統(tǒng)電壓等級B.系統(tǒng)阻抗C.短路類型D.變壓器容量2.我國《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》規(guī)定，大型電力系統(tǒng)中，二級負荷的供電可靠性應達到______。A.99.9%B.99.99%C.99.999%D.99.9999%3.在電力系統(tǒng)潮流計算中，______方法適用于大規(guī)模、復雜網絡的快速求解。A.牛頓-拉夫遜法B.香農算法C.高斯消元法D.迭代法4.我國某地區(qū)電網，110kV主干線路采用π型等值電路，其線路參數為：正序阻抗Z?=0.4+0.8jΩ/km，線路長度100km，則該線路的B型等值電路中的電納B為______。A.1.25jMvar/kmB.2.5jMvar/kmC.5jMvar/kmD.10jMvar/km5.在電力系統(tǒng)中，______是防止電壓崩潰的重要措施。A.快速切除故障B.裝設靜止無功補償器（SVC）C.提高系統(tǒng)阻抗D.減少負載6.我國某地區(qū)電網采用自動電壓調節(jié)器（AVR），其調節(jié)范圍為______。A.±5%B.±10%C.±15%D.±20%7.在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中，______是指系統(tǒng)在遭受擾動后，各同步發(fā)電機保持同步運行的能力。A.小干擾穩(wěn)定性B.大干擾穩(wěn)定性C.動態(tài)穩(wěn)定性D.靜態(tài)穩(wěn)定性8.我國某地區(qū)電網，220kV系統(tǒng)發(fā)生三相短路，短路電流周期分量有效值為20kA，則短路容量為______。A.440MVAB.880MVAC.1320MVAD.1760MVA9.在電力系統(tǒng)設計時，______是確定變電所位置和容量的主要依據。A.負荷密度B.線路損耗C.系統(tǒng)電壓D.短路電流10.我國某地區(qū)電網采用分布式電源（DG），其并網方式一般為______。A.串聯(lián)并網B.并聯(lián)并網C.串并聯(lián)混合并網D.星形并網二、多項選擇題（共5題，每題3分，合計15分）1.電力系統(tǒng)短路故障的類型包括______。A.三相短路B.單相接地故障C.兩相短路D.兩相接地故障E.直流短路2.在電力系統(tǒng)潮流計算中，影響電壓分布的主要因素包括______。A.線路阻抗B.變壓器變比C.負荷功率因數D.發(fā)電機出力E.系統(tǒng)頻率3.我國電力系統(tǒng)中的無功補償設備包括______。A.電容器組B.靜止無功補償器（SVC）C.同步調相機D.有載調壓變壓器E.高壓斷路器4.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的內容包括______。A.小干擾穩(wěn)定性分析B.大干擾穩(wěn)定性分析C.靜態(tài)穩(wěn)定性分析D.動態(tài)穩(wěn)定性分析E.短路穩(wěn)定性分析5.我國某地區(qū)電網采用智能調度系統(tǒng)，其主要功能包括______。A.潮流計算B.負荷預測C.故障診斷D.自動電壓調節(jié)E.系統(tǒng)保護三、簡答題（共5題，每題5分，合計25分）1.簡述電力系統(tǒng)短路電流計算的意義和主要方法。2.簡述電力系統(tǒng)電壓崩潰的現(xiàn)象、原因及預防措施。3.簡述電力系統(tǒng)潮流計算的基本原理和常用方法。4.簡述電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的主要內容和方法。5.簡述電力系統(tǒng)無功補償的作用及主要設備類型。四、計算題（共5題，每題10分，合計50分）1.我國某地區(qū)電網，110kV線路參數為：正序阻抗Z?=0.4+0.8jΩ/km，線路長度100km，末端負荷S=100MVA，功率因數cosφ=0.8（滯后），系統(tǒng)電壓為110kV。試計算線路末端電壓及線路損耗。2.我國某地區(qū)電網，220kV系統(tǒng)發(fā)生三相短路，系統(tǒng)等效阻抗為Z=0.1+0.2jΩ，試計算短路電流周期分量有效值及短路容量。3.我國某地區(qū)電網，220kV變電所采用雙母線接線，母線電壓為220kV，負荷S=200MVA，功率因數cosφ=0.9（滯后），試計算母線電壓偏移及功率因數角。4.我國某地區(qū)電網，110kV線路采用π型等值電路，線路參數為：正序阻抗Z?=0.3+0.6jΩ/km，線路長度50km，試計算線路的B型等值電路參數。5.我國某地區(qū)電網，采用分布式電源（DG）并網，DG容量為20MW，功率因數cosφ=0.95（超前），系統(tǒng)電壓為10kV，試計算DG注入系統(tǒng)的無功功率及對系統(tǒng)電壓的影響。答案與解析一、單項選擇題答案1.B2.B3.A4.B5.B6.C7.A8.B9.A10.B解析：1.短路電流計算中，系統(tǒng)阻抗是主要因素，直接影響電流大小。2.我國《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》規(guī)定，二級負荷供電可靠性為99.99%。3.牛頓-拉夫遜法適用于大規(guī)模電力系統(tǒng)潮流計算。4.110kV線路B型等值電路電納B=2.5jMvar/km（π型等值電路電納為線路電納的一半）。5.SVC是防止電壓崩潰的重要措施。6.我國電網AVR調節(jié)范圍為±15%。7.小干擾穩(wěn)定性指系統(tǒng)在微小擾動下的穩(wěn)定性。8.短路容量S=I2Z=202×0.1=880MVA。9.負荷密度是確定變電所位置和容量的主要依據。10.分布式電源并網方式一般為并聯(lián)并網。二、多項選擇題答案1.A,B,C,D2.A,B,C,D3.A,B,C4.A,B,C,D5.A,B,C,D解析：1.短路故障類型包括三相、單相接地、兩相、兩相接地故障。2.潮流計算受線路阻抗、變壓器變比、負荷功率因數、發(fā)電機出力影響。3.無功補償設備包括電容器組、SVC、同步調相機。4.穩(wěn)定性分析包括小干擾、大干擾、靜態(tài)、動態(tài)穩(wěn)定性分析。5.智能調度系統(tǒng)功能包括潮流計算、負荷預測、故障診斷、自動電壓調節(jié)。三、簡答題答案1.電力系統(tǒng)短路電流計算的意義：-確定系統(tǒng)設備（如斷路器、隔離開關）的額定參數。-評估系統(tǒng)穩(wěn)定性。-設計繼電保護裝置。主要方法：-電路分析法（如戴維南定理）。-短路電流計算程序（如PSASP、MATLAB）。2.電壓崩潰現(xiàn)象、原因及預防措施：現(xiàn)象：系統(tǒng)電壓急劇下降至無法正常供電。原因：負荷增長過快、無功不足、系統(tǒng)阻抗過大。預防措施：-裝設SVC或靜止同步補償器（STATCOM）。-優(yōu)化系統(tǒng)無功補償配置。-限制負荷增長。3.電力系統(tǒng)潮流計算原理及方法：原理：計算網絡中各節(jié)點電壓、線路功率分布。方法：-牛頓-拉夫遜法（適用于大型系統(tǒng)）。-快速解耦法（適用于弱耦合系統(tǒng)）。4.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析內容及方法：內容：小干擾穩(wěn)定性（如功角穩(wěn)定性）、大干擾穩(wěn)定性（如短路后穩(wěn)定性）。方法：-小干擾分析：特征值分析。-大干擾分析：暫態(tài)穩(wěn)定性仿真。5.電力系統(tǒng)無功補償作用及設備：作用：維持電壓水平、減少線路損耗、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。設備類型：電容器組、SVC、同步調相機。四、計算題答案1.線路末端電壓及損耗計算：-線路阻抗Z=0.4+0.8jΩ/km，100km線路總阻抗Z_total=40+80jΩ。-末端電壓U?=U?cosθ-I_totalX_total（假設末端電壓為U?，首端電壓U?=110kV）。-線路損耗P_loss=I2R=1002×0.4=4MW。2.短路電流及短路容量計算：-短路電流I=U/Z=110/0.1=1100A。-短路容量S=I2Z=11002×0.1=1210MVA。3.母線電壓偏移及功率因數角計算：-電壓偏移ΔU=I_totalZ_total（假設I_total=1A）。-功率因數角φ=arccos(0.9)。4.B型等值電路參數計算：-B型參數：B=2πf