电力系统工程基础模拟试卷

一、填空题（本大题共10空，每空1.5分，共15分）

1、应用计算曲线确定任意时刻短路电流周期分量有效值的方法称为__________。 2、无功补偿设备：如_________，_________，_________。

3、我国电力网目前所采用的中性点接地方式主要有4种： ， ， 和经小电阻接地等。 4、对一次设备进行控制、保护、测量、监察、信号、操作、同期等的回路属于 回路。

5、采用 母线可以实现不停电检修出线断路器。 6、我国技术标准规定, 电力系统额定频率为 Hz。

二、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

7、三相系统的一相零序等值网络中，中性点接地阻抗值须乘以（ ） A．一倍 B．二倍 C．三倍 D. 四倍 8、（ ）将一次回路的高电压变为的二次側的低电压。 A. 电流互感器（TA） B.感应电动机

C. SF6断路器 D.电压互感器（TV） 9、变压器的电纳BT是由（ ）计算得到的

A．短路损耗△Psk B．短路电压百分值Uk（%） C．空载损耗△P0 D．空载电流百分值I0%

10、采用正序等效定则进行电力系统不对称故障计算时，若发生的故障是两相短路接地，则附加电抗应为( )

A. X=X0Σ B. X= X2Σ//X0Σ； C. X=X2Σ +X0Σ； D. X=X2Σ；

11、根据对称分量法，a、b、c三相负序电流分量相位是( ) A. a相超前b相120 B. c相滞后b相120 C．b相超前a相120 D．相位相同

三、判断题，对的打√，错的打×（本大题共10小题，每小题1.5分，共15分）

12、频率的“一次调整”由发电机组上装设的调速器承担。 （ ） 13、输电线路等值电路中两端对地电纳的无功功率损耗呈电感性 （ ） 14、正常工作时不带电而在绝缘损坏时可能带电的金属部分接地，称为保护接地。（ ） 15、无限大功率电源供电的系统发生三相短路时，短路电流中不含非周期分量，所以冲击系数取1。 （ ）

- 1 -

(n)(n)(n)(n)16、中性点不接地系统发生单相接地故障时，其它两相对地电压保持不变。 （ ） 17、对于超高压输电线路，为减小线路电抗和减低电晕损耗和抑制电晕干扰，往往采用

导线。 （ ） 18、只要控制措施适当，即使电力系统的无功电源不充足，也可以将电力系统各个节点的电压调整到合格范围内。 （ ） 19、电力系统中的一切静止元件，其正、负序等值电路及其参数是完全相同的。 （ ）20、电流互感器在运行时其二次绕组是不允许短路的。 （ ） 21、平均额定电压约比相应电压级的额定电压值高5%。 （ ）

四、问答题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）

22、写出输电线路有功功率损耗P的表达式，并说明降低输电线路功率损耗的方法。 23、试标明发电机和变压器两侧绕组的额定电压值（图中已标明的是电力系统的额定电压）？

24、断路器和隔离开关在电力系统中的作用是什么？它们在性能上有什么不同？

五、计算题（本大题共2小题，每小题15分，共30分） 25、如图所示，已知元件参数如下。

发电机：SN=60MVA，X1= X2=0.16, E=1；

变压器：SN=60MVA，Uk(%)=10.5，XP=0.1，K=115/10.5； ① 试作出故障状态下的各序等值网络?（3分）

② 计算短路点f处发生单相接地、两相短路时短路电流的有名值?（8分） ③ 回答:XP中有无正序，负序电流通过?（2分）

④ 回答:XP的大小对正序，负序和零序电流大小有无影响?（2分）

26、一条额定电压为500kV的输电线路，长250km，r0=0.026/km，x0=0.28/km，b0=3.91×10-6，线路首端电压为520kV。若线路末端空载，试求线路末端的电压和电压偏移。

- 2 -

《电力系统工程基础》模拟试卷1答案

一、填空题 1、计算曲线法

2、发电机、同步调相机、静电电容器及静止补偿器

3、中性点不接地（中性点绝缘）、中性点经消弧线圈接地；中性点直接接地、中性点经小电阻接地。 4、二次回路 5、旁路 6、50

二、单项选择题

7、C 8、D 9、D 10、B 11、C

三、判断题

12、√ 13、× 14、√ 15、× 16、× 17、√ 18、× 19、√ 20、× 21、√

四、问答题

22、有功功率损耗为

P2Q2PR2U 降低输电线路功率损耗的方法：减少传输的无功功率（无功补偿、无功功率就地平衡）；适当提高运行电压；更换更高规格的导线。

23、G：10.5KV

T1：10.5/242 KV T2：220/121/38.5 KV T3：110/10.5 KV～11 KV T4：35/6.3 KV～6.6 KV T5：10.5/3.15 KV～3.3 KV 24、（1）断路器的作用：正常运行时，用于倒闸操作，改变系统的运行方式；故障时，切断电流，切除故障点，使非故障部分继续正常运行。

（2）隔离开关的作用：隔离开关隔开电源，当检修线路或断路器时，形成一个检修人员也能看见的、明显的“断开点”；倒闸操作，分、合小电流。

（3）两者区别：断路器有熄弧装置，可以切断短路时的大电流，隔离开关无熄弧装置，不能开断短路电流。

- 3 -

五、计算题

25、解 ⑴ 正序等值电路为

E”＝1 j0.16 j0.105 Uk1 负序等值电路为

j0.16 j0.105 Uk2 零序等值电路为

j0.3 j0.105 Uk0 ⑵ 短路电流

Ik(1)31600.966kA0.2650.2650.40531151600.984kA0.2650.3653115Ik(2)3

⑶ XP中无正序，负序电流通过。

⑷ XP的大小对正序电流大小，负序电流大小无影响，但是对零序电流大小有影响。

26、解：

线路参数 R=250×0.026=6.5 X=250×0.28=70

B=250×3.91×10-6=9.775×10-4s

作出型等值电路。 ⑴ 若线路末端空载

2Qy1BUN/29.7751045002/2122.19Mva r- 4 -

122.192(6.5j70)0.388j4.18MVA SL5002 S10.388j4.18j122.190.388118.01MVA 线路末端电压 U2520'0.3886.5118.0170535.88kV

520 ⑵ 线路末端电压偏移 U2%535.88500100%7.18%

500

注：不计算功率损耗，作近似计算不扣分。

- 5 -

《电力系统工程基础》模拟试卷2

一、填空题（本大题共10空，每空1.5分，共15分）

1、短路电流最大可能的瞬时值，称为短路_________电流。

2、发生 短路时，网络只含有正序而无零序和负序分量。 3、 是保护接地的一种，即将设备金属外壳接零线。

4、电气主接线的基本接线形式，可分为无汇流母线和有汇流母线两大类。无汇流母线的接线形式有：单元接线、 、 。

5、对一次设备起控制、保护、测量、监察、信号、操作、同期等回路属于__ ___回路。 6、为保证一二次绕组间绝缘击穿后的人身和设备安全，使二次设备与一次高压隔离，互感器二次侧必须__________，

7、互感器包括________ _（TA）和__________ （TV）。

8、对于任意一组不对称的三相相量，可以分解为三组三相__________的序量。

二、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

9、零序电流三相大小相等且( )，故只能通过大地或接地星形或二次側△接线的三相变压器才能构成通路。

A. 相差-120° B.同相位 C. 相差+120° D.不同相位 10、单相短路时的正序电流的大小( )

A. 仅与正序电抗有关 B. 仅与负序电抗有关 C. 仅与零序电抗有关 D. 与正、负、零序电抗均有关 11、若Z1Σ=Z2Σ；则两相短路与三相短路电流之比为（ ），

I''(2)2A. 2I''(3)I''(2)3C. (3)2I''

I''(2) B.(3)3

I''

I''(2)1 D.(3)

2I''12、无功功率通过线路阻抗时（ ）

A．既产生有功功率损耗也产生无功功率损耗 B．仅产生无功功率损耗 C．既不产生有功功率损耗也不产生无功功率损耗 D. 仅产生有功功率损耗

13、根据我国现有的电压等级，电网额定电压为35KV，则相应的平均额定电压为（ ）

A.38.5KV B. 35KV C.37KV D. 36.5KV

三、判断题，对的打√，错的打×（本大题共10小题，每小题1.5分，共15分）

14、隔离开关与断路器一样，可以接通或断开电路中的短路电流。 （ ）

- 6 -

15、电力线路的额定电压UN是相电压。 （ ）

U）16、电压降落是指网络元件首、末端电压的相量差（U12。 （ ）

17、变压器的正序、负序和零序等值电路相同,阻抗值也相等。 （ ）

在短路瞬间是不能突变的。 （ ） 、E18、发电机的次暂态电势Eq19、所谓安全净距主要是指人与带电设备之间的距离。 （ ）

20、大负荷时，将中枢点的电压适当升高些，小负荷时将中枢点电压适当降低，这种调压方式称为常调压。 （ ） 21、由变电所和不同电压等级输电线路组成的网络，称为电力系统。 （ ） 22、同一个物理量,采用不同的基准值，标幺值是相同的。 （ ） 23、电力系统的中性点经消弧线圈接地，发生单相接地故障时，不接地的两相对地电压不变。

（ ）

四、问答题（本大题共3小题，每小题10分，共30分） 24、电流互感器在运行中，为什么二次线圈不允许开路？ 25、图示回路是如何区分手动合闸与自动合闸的？ ＋WF ＋ － SA QF1 GN R 11 10

9 12

RD R 16 13 QF2

14 15

26、电力系统可能采用的调压措施有哪些？

五、计算题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）

27、如图所示网络，各元件的参数已标于图中，试用标幺值计算当k点发生三相短路时，短路点的短路电流值以及M点的残余电压。

28、 开式电力网如图所示，线路参数标于图中，线路额定电压为110kV，如果电力网首端

电压为118kV，试求运行中全电网的功率和电压分布。各点负荷为：SLDb＝（20.4＋j15.8）

- 7 -

MV·A，

A，SA。 SLDc＝（8.6＋j7.5）MV·LDd＝（12.2＋j8.8）MV·

- 8 -

《电力系统工程基础》模拟试卷2答案

一、填空题

1、冲击 2、三相 3、保护接零 4、桥形接线、角形接线。

5、二次回路 6、接地 7、电流互感器、电压互感器 8、对称

二、单项选择题

9、B 10、D 11、C 12、A 13、C

三、判断题

14、× 15、× 16、√ 17、√ 18、√ 19、× 20、× 21、√ 22、× 23、×

四、问答题 24、互感器的励磁磁势由正常时很小的I0N1骤增至I1N1，铁心饱和，感应出很高的尖波电势，其值可达数千至上万伏，危及运行人员安全和二次设备安全，引起铁心过热，使铁心中产生剩磁，互感器特性变坏。 25、①手动或自动合闸前，断路器处于跳闸状态（QF1接通，QF2断开），控制开关SA的11-10接点接通，绿灯GD发出平光；

②当值班人员手动操作使断路器合闸后（QF1断开，QF2接通），控制开关处在“合闸后”位置，SA的16-13接点接通，红灯RN发出平光，指示断路器在合闸状态。

③当断路器由继电保护动作自动合闸后，控制开关仍处在原来的“跳闸后”位置，而断路器已经合开，两者的分合闸位置不一致，此时红灯RD经SA的14-15接点接至闪光电源小母线+WF上，所以红灯闪光，以引起值班人员的注意。

26、 发电机调压；改变变压器变比调压；增设无功补偿装置，减少网络传输的无功功率；改变输电线路参数。

五、计算题

27、解 （1）画等值电路，

X1XTXLX0K

- 9 -

12356K

（2）元件参数 标么值选取：

Sd30MVA,UdUav,则UdI10.5kV,UdII38.5kV,UdIII6.3kV

发电机：X10.13 Sd30变压器T1：X2XT1(N)*0.1050.1575SdT120输电线：X3XLSd300.4200.16222UdII38.5

SdSdT2(N)0.08300.2410变压器T2、T3：X4X5电抗器：XX电势：E*UN3INSd6300.060.523 22UdIII3*6.36.3E111.05 UdI10.5电源到短路点的短路电抗：

XX1X2X3X40.24X60.130.15750.1620.5231.0925 22（3）计算短路电流标么值：

I*E1.050.96 X1.0925M点电流：IMI*Sd3UdIII0.963036.32.kA

M点电压：UMI*X6UdIII0.960.5236.33.16kV

28、解：（1）计算运算负荷

- 10 -

2Qy1B1UN/21.131041102/20.684 Mvar2Qy2B2UN/20.821041102/20.496 Mvar2Qy3B3UN/20.771041102/20.466 Mvar..

SdSLDdjQy312.2j8.8j0.446(12.1j8.334)MVAScSLDcjQy2jQy38.6j7.5j0.496j0.466(8.6j6.538) MVA SbSLDdjQy1jQy220.4j15.8j0.684j0.496(20.4j14.62) MVA SajQy1j0.684MVA..

（2）计算线路的功率分布

2212.28.334线路3：S3(R3JX3)(6.5j13.2)(0.12j0.238)MVA 2U110S2d2NS)MVA 3SdS312.2j8.3340.12j0.238(12.32j8.572线路2：S)MVA 2S3Sc12.32j8.5728.6j6.538(20.92j15.11S2Sd222UN20.92215.112(R2JX2)(6.3j12.48)2(0.35j0.69)MVA 2110S2S2S220.92j15.110.35j0.69(21.27j15.8)MVA S线路1： S12Sb21.27j15.820.4j14.62(41.67j30.42)MVA

S1S1222UN41.67230.422(R1JX1)(6.8j16.36)(1.5j3.6)MVA 2110S2S1S141.67j30.421.5j3.6(43.17j34.02)MVA

a点输入的总功率为

Sa43.17j34.02j0.684(43.17j33.34)MVA SAS1（3）计算各节点的电压

线路1的电压损耗： U1P'1R1Q'1X143.176.834.0216.367.20 kV

Ua118节点b的电压：

UbUaU11187.20110.8 kV

线路2的电压损耗： U2P'2R2Q'2X221.276.315.812.482.99 kV Ub110.8- 11 -

节点c的电压：

UcUbU2110.82.99107.81 kV

线路3的电压损耗： U3P'3R3Q'3X312.326.58.57213.21.79 kV

Uc107.81节点d的电压：

UdUcU3107.811.79106.02 kV

- 12 -

《电力系统工程基础》模拟试卷3

一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分） 1、 某容量为5MV·A的降压变压器将110kV电网的电压降低后直接向10kV大型电动机供电，该降压变压器高低压侧的额定电压可能是 （ ） A．121/10kV B．115/10.5kV C．110/10kV D．110/10.5kV 2、保护接地的作用是 （ ）

A．为了保证电气设备在正常或发生故障情况下可靠工作 B．为了保证工作人员在接触设备外壳时的安全 C．为了消除大气过电压对电气设备的威胁 D．为了避免在生产过程中设备上积蓄电荷

3、相比于水力发电厂而言，火力发电厂的特点之一是 （ ）

A．启动迅速 B．厂用电率低 C．机组有功功率调整速度慢 D．发电成本低 4、内桥接线的适用场合不包括 （ ） ．A．线路较长 B．两条线路间有大功率穿越

C．变压器不需要经常投切 D．断路器采用SF6断路器 5、测量用电流互感器二次侧的额定电流一般为 （ ）

A．2A B．3A C．4A D．5A 6、下列接地、接零方式中，属于四线制供电方式的是 （ ）

A．IT方式 B． TT方式 C．TN－S方式 D．TN－C方式 7、若三相导线的相间距离为D，则当三相导线垂直排列时，其几何均距Djp为 （ ）

A．D B．1.26D C．1.414D D．1.732D

，则U表示输电线路的 ，末端电压为U－U8、若输电线路首端电压为U1122

（ ） A．电压降落 B．电压损耗 C．电压偏移 D．电压闪变

9、一台600MW的发电机组的UGN＝24kV、cosN＝0.85。若该发电机组出口三相短路的起始次暂态电流标幺值为10（以发电机额定参数为基准），则其冲击电流约为 （ ）

A．456kA B．432kA C．388kA D．367kA 10、研究均匀导体的长期发热是为了 （ ）

A．确定导体在正常工作时的最大允许载流量

B．确定导体在短路切除前可能出现的最高温度是否小于允许值 C．确定导体是否变形

- 13 -

D．确定导体的安装位置

11、减小导体所受到的电动力，可以采取的措施是

A．增大回路电抗，减小导体间的距离 B．减小回路电抗，减小导体间的距离 C．增大回路电抗，增大导体间的距离 D．减小回路电抗，增大导体间的距离 12、对降低供电网电能损耗的效果最差的是 ．．

（ ）

（ ）

A．采用并联电容就地补偿

B．在向供电网供电的变电站内采用调相机补偿 C．改造供电网络，缩短供电路径

D．将供电网络的电压提高到接近上限运行 13、对电力系统继电保护的基本要求是 （ ）

A．有选择性、灵敏度好、经济性好、可靠性高 B．有选择性、动作迅速、灵敏度好、可靠性高 C．动作迅速、有选择性、经济性好、可靠性高 D．动作迅速、经济性好、有选择性、灵敏度好

14、关于无时限电流速断保护（简称电流I段）和带时限电流速断保护（电流II段），下列说法正确的是当线路 （ ）

A．首端断路器后短路时，两者同时启动并共同作用于断路器跳闸 B．末端短路时，两者同时启动并共同作用于断路器跳闸

C．首端断路器后短路时，两者同时启动，但仅电流I段作用于断路器跳闸 D．末端短路时两者同时启动，但仅电流II段作用于断路器跳闸 15、二次回路中采用“相对编号法”用来标识 （ ）

A．端子相互之间的连接 B．回路的顺序 C．接点的序号 D．二次设备的排列顺序

二、简答题（本大题共6小题，共40分）

16、何谓电力系统？其中各部分的作用是什么？（6分）

17、某电厂有两台单元接线的发电机组，四回出线，采用典型双母线带旁路接线。试画出电厂主接线图。（6分）

18、图示电力系统，若k点发生单相接地短路，试作出其零序等值网络。（8分）

T1 2 3 G 1 T2 4 5 6 k(1) 10 L 7 8 9 T3 题23图 19、试简述电气设备选择的一般条件。（6分）

- 14 -

20、下图所示简单电力系统拟配置相间短路的电流保护。请给出图中各处（1QF、2QF和3QF）应配置的电流保护，并给出各电流保护的动作时间（取Δt＝0.5s）。（8分） A 1QF B 2QF C 3QF

G M 题25图

21、如图所示二次回路图中，红灯RD有何作用？（6分）

+WC －WC KLB FU2 FU1 KLB 1

SA U 5 8 11KM1 KLB2 QF1 KO +WF 11 10 11 9 12 GN R 1114 15 RD R 11KLB 16 13 QF2 YR 116 7 11KLB3 I

R1 KM0 KS

题26图

三、计算题（本大题共3小题，每小题15分，共45分） 22、一条额定电压为110kV的输电线路，长100km，r0= 0.15Ω/ km，，x0= 0.4Ω/ km，，b0= 2.74×10-6S/km，已知线路末端负荷为20MW，cos=0.8，线路始端电压保持为116kV，试求线路末端的电压偏移和线路的输电效率。 23、如图所示网络，母线N空载，各元件的参数已标于图中。试计算当k点发生三相短路时，短路点的短路冲击电流、短路容量和母线M的残余电压（有名值）。

k(3) M

G N 50km 10kV/0.4kA X R%＝5 0.4/km 20MV.A 110/6.3kV G

U k%＝10.5 .A/10.5kV 2×20MV.A 2×25MV 10.5/121kV X d＝0.12

U k%＝10.5 E＝11kV

题30图 24、如图所示网络，变压器归算到高压侧的参数为ZT＝(2.4＋j40)，变压器有5个分接头（110±2×2.5%）kV；10kV线路参数为r0＝0.65/km，x0＝0.33/km；变压器高压侧电压维持为110kV不变；最大负荷SLDBmax＝(20＋j12)MV·A，SLDCmax＝(0.6＋j0.48)MV·A，最小负荷SLDBmin

- 15 -

＝(10＋j6)MV·A，SLDCmin＝(0.3＋j0.18)MV·A。若C点电压偏移要求不超过±5％，且负荷SLDB要求B母线电压维持在10.2～10.8kV，试选择变压器分接头。（提示：首先应根据负荷SLDB和SLDC的调压要求确定母线B的调压要求） B A C 10kV 5km SLDC

SLDB

题31图

- 16 -

《电力系统工程基础》模拟试卷3答案

一、单项选择题

1. D 9. A

二、简答题

16．答：由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和输电线路以及用户的各种用电设备，按

照一定的规律连接而组成的统一整体，称为电力系统。

作用：发电机生产电能；变压器变换和分配电能；输电线路输送电能；用电设备消费电能。

17．答：参见教材第67页图3－17。

评分要点： ①双母线及母联回路；

②旁路母线及旁路回路路； ③两条发电机回路及四条出线回路。

X3 X2 18．答：

X5 X4 3X10

＋ U 0－

19．答：电气设备应能满足正常、短路、过电压和特定条件下安全可靠的要求，并力求技术

先进和经济合理。通常电气设备选择分两步： 1）按正常工作条件选择，即：①电器允许的最高工作电压不应小于所在电网的工作电压；②电气设备长期工作允许的电流应不小于该回路在各种合理的运行方式下的最大持续工作电流。③其次，按环境条件对电器和导体进行额定值的修正。选择电器时，还应考虑电器安装场所得环境条件，如户内、户外、海拔、地震等；

2）按短路情况校验热稳定和动稳定。①由电气设备厂家提供得热稳定电流和热稳定时间计算出得热效应应不小于回路短路电流产生得热效应，即应满足热稳定性；②短路冲击电流通过电器产生得电动力应不超过厂家得规定，即应满足动稳定性。 20．答：

①3QF处：定时限过电流保护，tIII3＝0s

②2QF处：无时限电流速断保护＋定时限过电流保护；tI2＝0s，tIII2＝1s

③1QF处：无时限电流速断保护＋带时限电流速断保护＋定时限过电流保护；tI1＝0s，tII1＝0.5s，tIII1＝1s

- 17 -

2. B 10.A

3. C 11.C

4. C 12.B

5. D 13.B

6. D 14.C

7. B 15.A

8. A

21．答：

⑴ RD发平光，标识断路器处于合闸位置； ⑵ RD发红色闪光，标识断路器自动合闸； ⑶ RD发平光或闪光，标识熔断器正常； ⑷ RD发平光或闪光，标识跳闸回路完整；

三、计算题

22．解：1) 参数计算，画出等值电路

R＝r0 l＝0.15×100=15Ω X＝x0 l＝0.4×100＝40Ω B＝b0 l＝2.74×10-6×100＝2.74×10-4 S 2) 取Ui＝UN，计算功率分布

SLD＝PLD＋jPLDtgφ＝20＋j20×0.75＝20＋j15MV.A

ΔSy＝－jBUN2/2＝－j2.74×10-4×(110)2/2＝－j1.66MV.A S2＝SLD＋ΔSy＝20＋j15＋(－j1.66)＝20＋j13.34MV.A

SA A S1 R＋jX Sy －jB/2

S2 Sy SLD B －jB/2

2P22Q220213.342S(RjX)(14j40)0.716j1.91MV.A 22UN110S1＝S2＋ΔS＝20＋j13.34＋0.716＋j1.91＝20.716＋j15.25MV.A

SA＝S1＋ΔSy＝20.716＋j15.25－j1.66＝20.716＋j13.59MV.A 3) U1＝116kV，计算末端电压偏移和输电效率

PRQ1X20.7161515.2540U2U111161167.94108.06kV

U1116末端电压偏移＝

U2UN108.06110100%100%1.76% UN110输电效率＝

PLD20100%100%96.% PA20.71623．解：1)取Sd＝100MV.A，Ud＝Uav，各元件电抗标幺值计算如下：

发电机：X1＝X2＝0.12×100/25＝0.48 E1＝E2＝10.5/10.5＝1.0 变压器：X3＝X4＝0.105×100/20＝0.525 电抗器：X5XR%UNSd51010020.655 21003INUd1000.4310.52) 等值网络如右图所示。网络化简：

X1 X5

X3 X4 k(3) E1 M - 18 -

X2 E2

Xk1＝X1＝0.48

Xk2＝X2＋X5∥(X3＋X4)＝0.48＋0.655∥(0.525＋0.525)＝0.883 3) 起始次暂态电流计算：

G1提供的电流为：I 1＝E1/ Xk1＝1/0.48＝2.083 G2提供的电流为：I 2＝E2/ Xk2＝1/0.883＝1.133 4) 冲击电流计算：

短路处的基准电流为：Id100/(310.5)5.5 kA

\"ish＝1.92I1\"1.852I2Id1.922.0831.8521.1335.547.09kA

5) 短路容量：S＝I Sd＝(2.083＋1.133)×100＝321.6MV.A

6) 流过母线M的电流为：

I M＝I 2 X5/(X3＋X4＋X5)＝1.133×0.655/(0.525×2＋0.655)＝0.435

母线M的残余电压：UM＝UavM I M X3＝115×0.435×0.525＝26.26 kV 或 （＝121×0.435×0.525＝27.63 kV）

24．解：⑴ 确定B点的调压要求： ZL＝(0.65＋j0.33)×5＝3.15＋j1.65 ULmaxPLDCmaxRQLDCmaxX0.63.150.481.650.27kV

UN10 ULminPLDCminRQLDCminX0.33.150.181.650.12kV

UN10C点负荷对B点电压要求为： (9.5＋0.27)～(10.5＋0.12)kV＝9.77～10.62kV

B点电压允许变化范围是：（9.77～10.62）∩ (10.2～10.8) ＝10.2～10.62kV ⑵ 选变压器分接头 SBmax＝SLDBmax＋SLDCmax＝20＋j12＋0.6＋j0.48＝20.6＋j12.48MV.A SBmin＝SLDBmin＋SLDCmin＝10＋j6＋0.3＋j0.18＝10.3＋j6.18MV.A UmaxPBmaxRQBmaxX20.62.412.48404.99kV

UN110 UminPBminRQBminX10.32.46.18402.47kV

UN110UAmaxUmax1104.99U2N11113.25kV

U2max10.2- 19 -

U1tmaxU1tminU1tavUAminUmin1102.47U2N11111.38kV

U2min10.6211(U1tmaxU1tmin)(113.25111.38)112.32kV 22 选择最接近的分接头110×(1＋2.5%)＝112.75kV，变比K＝112.75/11=10.25

UUmax1104.99⑶ 校验： UBmaxAmax10.24kV＞10.2kV

满足调压要求。

K10.25UAminUmin1102.47BminK10.2510.49kV＜10.62kV - 20 -

U

《电力系统工程基础》模拟试卷4

一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分） 1．下列说法正确的是 A．水轮机、发电机、变压器和输电线路均是电力系统的电气设备 B．汽轮机、发电机、变压器和输电线路均是电力系统的电气设备 C．锅炉、汽轮机、水轮机和反应堆均是发电厂的动力设备

D．发电机、升压/降压变压器和输电线路均是电力网的电气设备 2．110kV供电电压偏差允许限值 A．±5％ B．正负偏差绝对值之和不超过10％ C．±7％ D．＋7％，－10％ 3．过程性能源包括 A．水能、电能、地热能、海洋能 B．水能、风能、电能、地热能 C．水能、风能、地热能、海洋能 D．水能、风能、电能、海洋能 4．在双母线带旁路的接线中，旁路母线的作用是不停电检修 A．母线联络断路器 B．母线 C．出线断路器 D．母线侧隔离开关 5．工频接地电阻主要是指 A．土壤的散流电阻 B．接地体的电阻 C．接地引下线的电阻 D．接地电弧的电阻 6．对电力系统典型日负荷曲线特征的表述中不包括 ．A．供电负荷 B．最大负荷 C．基本负荷 D．最小负荷 7．一般两导线每公里电抗约为 A．0.28Ω B．0.30Ω C．0.33Ω D．0.40Ω

（ ）

（ ）

（ ）

（ ）

（ ）

（ ） （ ）

(MVA)、线电压U(kV)、线电流I(kA)和单相等值阻抗R＋jX 8．下述表达式中，三相功率S()之间关系正确的是

（ ）

3UI A．SC．U

3UI B．SD．U(RjX) 3I

（ ）

3I(RjX)

9．电力系统发生三相短路时，下列说法正确的是 A．发生短路前后瞬间，发电机次暂态电势保持不变 B．短路期间，发电机次暂态电势保持不变

C．发生短路前后瞬间，发电机空载电势保持不变 D．短路期间，发电机空载电势保持不变

- 21 -

10．研究导体的短时发热是为了 A．确定导体在短路切除前可能出现的最高温度是否小于允许值 B．确定导体的最大允许载流量 C．确定导体是否变形 D．确定导体的安装位置

11．电气设备选择的一般条件是 A．按使用环境选择，按安装位置校验热稳定和动稳定 B．按正常工作条件选择，按使用环境校验热稳定和动稳定 C．按安装位置选择，按使用环境校验热稳定和动稳定

D．按正常工作条件选择，按短路情况校验热稳定和动稳定 12．同步发电机在进行无功功率调整时，下列说法中不正确的是 ．

（ ）

（ ）

（ ）

A．同步发电机在进行无功功率调整时受转子额定电流 B．同步发电机发出的无功功率不能超过额定无功功率

C．同步发电机运行在额定无功功率时可以直接减小发出的无功功率 D．同步发电机在进行无功功率调整时受发电机稳定运行 13．对电力系统继电保护的基本要求是 （ ） A．有选择性、灵敏度好、经济性好、可靠性高 B．有选择性、动作迅速、灵敏度好、可靠性高 C．动作迅速、有选择性、经济性好、可靠性高 D．动作迅速、经济性好、有选择性、灵敏度好

14．定时限过电流保护既可作为本段线路的近后备保护，也可作为下一段相邻线路的远后备保护。关于定时限过电流保护，下列说法正确的是 （ ） A．当本段线路主保护或断路器拒动时启动并切除本段线路

B．当下一段相邻线路主保护或断路器拒动时启动并切除相邻线路 C．当本段线路断路器拒动时启动并切除相邻线路

D．当下一段相邻线路断路器拒动时启动并切除本段线路 15．二次回路中的“不对应原则”是指 （ ） A．灯光指示与断路器位置不一致

B．断路器常开接点与断路器位置不一致 C．控制开关位置与断路器位置不一致 D．断路器常闭接点与断路器位置不一致

二、简答题（本大题共6小题，共40分）

16．图示电网中已给出了各电压等级系统的额定电压，请标出图中各元件的额定电压。(5分)

- 22 -

UGN ＝ kV

UⅠN＝10kV

UⅡN＝220kV

T2

UⅢN＝35kV

~ G

T1

UⅣN＝6kV

UT1N＝ kV M M1

UT2N＝ kV UM1N＝ kV UM2N＝ kV

M M2

题21图

17．哪种有母线主接线型式可靠性最高？试画出其主接线图。(7分)

18．简述不对称短路计算的正序等效定则，并写出各种不对称短路的附加电抗X△(n)。(8分)

19．简述限流电抗器的作用和电抗百分值的选择方法。(6分)

20．某线路安装了三段式电流保护，右图所示为其哪一段电流保护的单相原理框图？试简述其动作原理。(8分) KA KT Ir 跳闸 t KTA I>

0.5s KS

I Iopr

题25图

21．如图所示二次回路图中，继电器KLB有何作用？请根据该图解释KLB的作用是如何实现的？(6分)

KLB KLB － 1＋ U SA

5 8 11KLB2 QF1 KO KLB2

KLB YR SA QF2 5 8 I 11KLB2 题26图

- 23 -

三、计算题（本大题共3小题，每小题15分，共45分）

22．一条额定电压为35kV的输电线路，长60km，r0= 0.21Ω/ km，x0= 0.4Ω/ km，b0≈0S。已知线路始端电压保持为36kV，线路末端负荷为5MW，cos=0.8。现计划在线路中间串联容抗为20Ω电容器。试计算串联电容器补偿前后线路的输电效率和末端的电压偏移，并对计算结果进行比较分析。 23．如图所示电力系统，各元件参数标么值为：发电机G：SN＝200MVA，E＝1.1，x1＝0.2，x2＝0.3；变压器T：SN＝240MVA，Uk%＝10.5；每回线路L：l=200km，x1＝0.4/km，x0＝0.8/km。取Sd＝240MVA，Ud＝Uav。若在一回线路距首端120km处的k点发生单相接地故障时，试画出各序等值网络图并计算发电机G提供的起始次暂态电流有名值。 k T G

L 220kV 10.5kV

题30图

24．如图所示电力网，归算到高压侧的线路和变压器阻抗为ZT＝(6+j120)Ω，变压器有5个分接头（110±2×2.5%），B母线已装设电容器的容量为3Mvar，B母线电压要求保持在10.4～10.8kV，A点电压维持110kV不变。由于经济发展，目前最大负荷增大到SLDmax=(20+j15)MV·A，最小负荷增大为SLdmin＝(10＋j8)MV·A。试通过计算说明该变电站是否可以满足调压要求？若不满足，需要增加多少补偿容量？

A 110kV 10kV B

题31图

- 24 -

《电力系统工程基础》模拟试卷4答案

一、单项选择题 1. D 2. B 3. D 9. A 10.A 11.D

二、简答题

16．答：UGN ＝ 10.5 kV UM1N＝ 35 kV

4. C 12.B 5. A 13.B 6. A 14.D 7. C

15.C 8. D

UT1N＝ 10.5/242 kV UM2N＝ 6 kV

UT2N＝ 220/38.5/6.3 kV

17．答：①二分之三接线，或一倍半断路器接线，或11接线；

2②主接线图略。要求至少画出一个完整的串，不能忽略出线上的隔离开关；

18．答：在简单不对称短路的情况下，短路点的正序分量电流，与在短路点每一相中接入附加电抗X△(n)而发生三相短路的电流相等。 X△(2)＝X2∑；X△(1)＝X2∑＋X0∑；X△(1, 1)＝X2∑∥X0∑ 19．答： 1）作用：①短路电流；②维持母线上的残压。 2）电抗百分值的选择：

若要求将某一馈线的短路电流到电流值I，取基准电流Id，则电源到短路点的总电抗标么值X*∑为： X*∑＝Id/ I

若已知轻型断路器的额定开断电流INbr，令I＝INbr，则X*∑为：X*∑＝Id/ INbr 若已知电源到电抗器之间的电抗标么值X*∑，所选电抗器的电抗值X*L为 X*L＝X*∑－X*∑

这样，以电抗器额定电压和额定电流为基准的电抗百分值XL%为

XL%(IdIU－X*')Nd100% INbrUNId20．答：① 带时限电流速断保护的单相原理框图。

② 其动作原理简述如下：

当保护区内故障时，测量元件KA的输入电流Ir＝I/KTA大于其动作电流Iopr，KA有输出，启动延时元件KT。

如果当延时t（＝0.5s）内测量元件KA未返回，则当延时时间到后，延时元件KT有输出 一方面启动信号元件KS发出告警信号，提示运行工作人员断路器处带时限电流速断保护动作；另一方面去控制断路器跳闸以切除本保护范围内方式的故障。 21．答：

⑴KLB的作用是防跳；

⑵若断路器合闸后，控制开关SA或自动装置的接点KM1未复归，此时若发生短路故障，继

- 25 -

电保护跳闸；若没有KLB，由于控制开关SA或自动装置的接点KM1未复归，断路器合在故障上，继电保护又跳闸，出现跳跃；

若有KLB，当第一次合在故障上跳闸时，KLB电流线圈励磁，KLB动作，KLB1闭合，KLB电压线圈励磁使KLB保持动作状态，KLB2断开，使断路器不会再合上，防止了跳跃。

三、计算题

22．解：1) 参数计算

R＝r0 l＝0.21×60=12.6Ω X＝x0 l＝0.4×60＝24Ω UN＝35kV U1＝36kV SL＝5＋j3.75MV.A 2) 串联电容器前末端电压偏移和输电效率计算

2PL2QL523.752SL(RjX)(12.6j24)0.4j0.77MV.A 22UN35S1＝SL＋SL＝5＋j3.75＋0.4＋j0.77＝5.4＋j4.52MV.A PRQ1X5.412.64.5224U2U1136364.931.1kV

U136U2UN31.135100%100%13.65% UN35输电效率＝PL100%5100%92.59%

P15.4电压偏移＝

3) 串联20Ω电容器后末端电压偏移和输电效率计算 2PL2QL523.752SL(RjXjXC)(12.6j24j20)0.4j0.13MV.A 22UN35S1＝SL＋SL＝5＋j3.75＋0.4＋j0.13＝5.4＋j3.88MV.A PRQ1(XXC)5.412.63.88(2420)U2U1136362.3233.68kV

U136电压偏移＝

U2UN33.6835100%100%3.77% UN35输电效率＝

PL5100%100%92.59% P15.44) 分析串联20Ω电容器前后线路的输电效率和末端电压偏移可知：

①串联电容器补偿基本不影响本线路的有功损耗，即不影响本线路的输电效率； ②串联电容器补偿可以显著改善线路末端的电压水平。

23．解：1) 计算各元件电抗标幺值，绘出各序等值网络。取Sd＝240MV.A，Ud＝Uav ①正序网络如图（a）所示。图中 XG XT XL 0.4XL XG＝0.2×240/200＝0.24

＋ - 26 -

－ (a) 正序网络

E1∑ 0.6XL k1 ＋ － Ua1

XT＝0.105×240/240＝0.105 XL＝0.4×200×240/2302＝0.363 E1∑＝E＝1.1

② 负序网络如图（b）所示。图中

XG＝0.3×240/200＝0.36，XT＝0.105，XL＝0.363 ③ 零序网络如图（c）所示。图中

XG XT XL 0.4XL XT＝0.105

XL＝0.8×200×240/2302＝0.726

0.6XL 2) 化简网络，求各序网络对短路点的组合电抗 X1∑＝XG＋XT＋1.4XL∥0.6XL

(b) 负序网络 ＝0.24＋0.105＋0.42×0.363＝0.497

X2∑＝XG＋XT＋1.4XL∥0.6XL＝0.36＋0.105＋0.42×0.363＝0.617 X0∑＝XT＋1.4XL∥0.6XL＝0.105＋0.42×0.726＝0.41

3) 计算k点单相接地短路时发电机提供的起始次暂态电流I  发电机电压等级基准电流： XT XL 0.4XL k2 ＋ － Ua2

IdSd3Ud240310.5k0 13.2kA

0.6XL ＋ － Ua0

根据正序等效定则，有

(c) 零序网络

Ia1E1X1X2X01.10.722kA

0.4970.6170.41 I ＝m(1)Ia1 Id＝3×0.722×13.2＝28.59 kA

24．解：⑴ 电容器不投入时，最大最小负荷下B母线归算到高压侧的电压

' UBmaxUAmaxPmaxRQmaxX2061512011092.5kV

UAmax110PminRQminX1068120110100.7kV

UAmin110' UBminUAmin⑵ 按最小负荷下电容器组全部切除选择分接头

U1tU'Bmin100.7U2N11102.56kV U2min10.8 选择最接近的分接头104.5kV，即110×(1－5%)分接头，变比KT＝9.5

校验最小负荷B母线电压 UBmin＝UBmin/KT＝100.7/9.5=10.6kV＜10.8kV，满足最小负荷下的调压要求。 ⑶ 按最大负荷下现有电容器组全部投入，校验B母线电压

- 27 -

U''BmaxUAmaxPmaxR(QmaxQCN0)X206(153)12011095.82kV

UAmax110 UBmax＝UBmax/KT＝95.82/9.5=10.08kV＜10.4kV

不满足最小负荷下的调压要求，即：变电站不能满足调压要求，需要增加补偿容量。 ⑷ 求新增电容器补偿容量 QUBmaxCX'210.4UB92.52maxUBmaxKT10.59.55.97Mvar KT1209.5 取补偿容量QCN＝6Mvar。

最大负荷下，若6Mvar电容器组全部投入，校验B母线电压

PR(QmaxQCN)X206(156)120U''BmaxUAmaxmax11099.09kV

UAmax110 UBmax＝UBmax/KT＝99.09/9.5=10.43kV＞10.4kV，满足最大负荷下的调压要求。

因此，需要增加的电容器组补偿容量为6－3＝3Mvar

- 28 -

《电力系统工程基础》模拟试卷5

一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）

1、某降压变压器连接220kV和110kV网络，高压侧工作于+2.5%的抽头，该变压器的变比为 ( ) A 225.5kV/121kV B 225.5kV/110kV C 220kV/121kV D 220kV/110kV 2、1000kV特高压系统属于中性点 ( ) A直接接地系统 B 经消弧线圈接地系统 C 经小电阻接地系统 D 不接地系统 3、水力发电厂能量转换过程是 ( ) A 热能水能电能 B 水能化学能机械能 C 水能机械能电能 D 机械能水能电能 4、在3/2接线中，作为操作电器的电气设备为 ( ) A断路器 B 隔离开关 C 负荷开关 D 熔断器

5、在扩大单元接线中，变压器一般采用 ( ) A 普通三绕组变压器 B 绕组变压器 C 自耦变压器 D 三台单相变压器接成的三相变压器 6、下列说法正确的是 ( ) A 电流互感器二次侧不能短路，电压互感器二次侧不能开路。 B 电流互感器二次侧不能开路，电压互感器二次侧不能短路。 C 电流互感器、电压互感器二次侧都不能短路。 D 电流互感器、电压互感器二次侧都不能开路。 7、在发电厂外送出线侧测得的负荷属于 ( ) A 发电负荷 B 供电负荷 C 变电负荷 D 用电负荷

8、在利用铭牌参数Pk、Uk%计算三绕组自耦变压器一相等值电路中的电阻、电抗时， ( ) A Pk和Uk%都需要进行折算 B Pk和Uk%都不需要进行折算

C 只需对Pk进行折算，不需对Uk%进行折算 D 不需对Pk进行折算，只需对Uk%进行折算

9、为了降低某110kV线路的电压损耗，可以采取的措施是 ( ) A 增大该线路的导线截面 B 在该线路上串联电容进行补偿

C 调整该线路末端降压变压器的分接头

- 29 -

D 在该线路供电的中低压网络上采用并联电容补偿

10、在电力系统各种短路故障中，发生几率最大的短路类型是 A 三相短路 B 两相短路 C 两相接地短路 D 单相接地短路 11、产生冲击电流的短路类型是 A 三相短路 B 两相短路 C 两相接地短路 D 单相接地短路 12、断路器的热稳定计算时间等于 A 主保护动作时间和断路器固有分闸时间之和。 B 后备保护动作时间和断路器固有分闸时间之和。 C 主保护动作时间和断路器全开断时间之和。 D 后备保护动作时间和断路器全开断时间之和。 13、不属于电力系统继电保护的是 ．A 切除单相故障 B 重合闸线路 C 切除故障的发电机 D 低频时自动减负荷 14、无时限电流速断保护装置的构成元件中，不包括 ．

( )

( )

( )

( )

( )

A 电流变换器 B 电流继电器 C 信号继电器 D 时间继电器

15、图 所示的继电器接点的名称是 ( ) A 常闭接点 B 动合接点 C 常开接点 D 延时接点

二、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分） 16、什么叫做接地？接地方式包括哪几种？

17、在电气主接线中，加装旁路母线有何作用？如果某变电站有2条进线、4条出线，采用双母线带旁路接线，试画出该变电站的主接线图。 18、提高导体最大允许载流量的措施有哪些？

19、电力系统发生三相短路后0.01s的短路电流Ik0.01s和0.1s的短路电流Ik0.1s相比，哪个电流大？为什么？

20、什么叫电流继电器的动作电流？调节电磁型电流继电器的动作电流有哪些方法？ 21、二次接线图有几种形式？各有何特点、用在什么场合？

三、计算题（本大题共3小题，每小题15分，共45分）

22、一条额定电压为500kV的输电线路，长250km，r0=0.026/km，x0=0.28/km，b0=3.91×10-6，线路首端电压为520kV。若线路末端空载，试求线路末端的电压和电压偏移。

23、如图所示电力系统，当取基准值Sd=60MVA，Ud=Uav时，各元件参数标么值如下：发电

- 30 -

＝0.06，x2=0.07，x0=0.02；变压器T1：xT1=0.105；变压器T2：xT2=0.105，机G：E＝1，xdxn=0.2；线路L：xL1=xL2=0.18，xL0=0.。若k点发生a相接地故障。求：

⑴ k点a相短路电流的有名值。 ⑵ k点b相电压有名值。

T1 115kV G S T2 L k xn

24、图示降压变电所有两台同型号的变压器，变比为110×(1±22.5%)kV/11kV，归算到高压侧单台变压器的阻抗为ZT＝6＋j120Ω。变电所的最大负荷Smax＝(40＋j30)MVA，最小负荷Smin＝(30＋j22)MVA，低压10kV母线电压要求为逆调压。若变电所高压侧保持为115kV不变，试配合变压器分接头选择，确定用电力电容器作无功补偿装置时的无功补偿容量。 U1 ZT U2

SL

QC

- 31 -

《电力系统工程基础》模拟试卷5答案

一 单项选择题

1 A 2 A 3 C 4 A 5 B 6 B 7 B 8 A 9 D 10 D 11 A 12 D 13 B 14 D 15 A

三 简答题 16、答：（1）为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接，称作接地。

（2）这种接地包括：工作接地、保护接地、保护接零、防雷接地和防静电接地等。

17、答：（1）加装旁路母线的目的，是检修进出线断路器时，可以不中断该回路的供电。 （2）图略。

18、答：采用电阻率小，散热面积、散热系数大的材料和散热效果好的布置方式。

19、答：Ik0.01sIk0.1s

若不存在短路电流的非周期分量，则Ik0.01s＝Ik0.1s；

若存在短路电流的非周期分量，在0.01s时短路电流的非周期分量衰减小，而在0.01s时短路电流的非周期分量衰减大，因此Ik0.01s>Ik0.1s。

20、答：（1）能使继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流，用Iop表示。 （2）动作电流公式为IopRMWrMSMM，由此式可知，动作电流可以用下面几种办法

K调节：改变线圈匝数，改变弹簧的反作用力矩，改变磁阻（一般通过改变磁路的气隙改变磁阻）。

21、答：常见的二次接线图主要有原理接线图、展开接线图和安装接线图三种。

（1）原理接线图：原理接线图的主要特点是二次回路中的元件及设备以整体形式表示，同时将相互联系的电气部件和连线画在同一图上，给人以明确的整体概念。原理接线图主要用于表示继电保护和自动装置的工作原理和构成这套装置所需要的二次设备。原理接线图可作为二次接线设计的原始依据。

（2）展开接线图：展开接线图接线清晰，易于阅读，便于了解整套装置的动作程序和工作

- 32 -

原理，特别是在复杂电路中其优点更为突出。又便于检查二次回路接线是否正确，有利于寻找故障。展开接线图的特点是将每套装置的有关设备部件解体，按供电电源的不同分别画出电气回路接线图，如交流电流回路、交流电压回路和直流回路分开表示等。展开接线图用来说明二次回路的动作原理，在现场使用极为普遍。

（3）安装接线图：安装接线图包括屏面布置图、屏背面接线图和端子排图三个组成部分，它们相互对应，相互补充。安装接线图是制造厂加工制造屏（屏盘）和现场施工安装所必不可少的图，也是运行试验、检修和事故处理等的主要参考图。

四 计算题

22、解：线路参数 R=250×0.026=6.5 X=250×0.28=70

B=250×3.91×10-6=9.775×10-4s

作出型等值电路。 ⑴ 若线路末端空载

2Qy1BUN/29.7751045002/2122.19Mvar

122.192(6.5j70)0.388j4.18MVA SL2500 S10.388j4.18j122.190.388118.01MVA 线路末端电压 U2520'0.3886.5118.0170535.88kV

520 ⑵ 线路末端电压偏移 U2%535.88500100%7.18%

500 注：不计算电压损耗，作近似计算不扣分。

23、解：⑴ k点发生a相短路时的各序网络如下图所示

j0.105 E”＝1 j0.06 j0.18 j0.105 Uk1

- 33 -

j0.105 j0.07 j0.18 j0.105 Uk2

j3×0.2 j0.105 j0. Uk1

X1j0.06j0.105/2j0.18j0.2925 X2j0.07j0.105/2j0.18j0.3025

X0j30.2j0.105j0.j1.245 a相接地时

IIIka1ka2ka01j0.3j0.2925j0.3025j1.245

3Ij0.33j1.629 Ika*ka1Ika1.629 ⑵ 各序电压

6031150.49kAEIX1(j0.3)j0.29250.84Uka1a1ka11jIX(j0.3)j0.30250.16 Uka2ka22jIX(j0.3)j1.2450.68Uka0ka00a2UaUU Ukb*ka1ka2ka0

0.84/24000.16/12000.681.34/1390

Ukb1.341151.1kV

24、解：1）根据题意，有：

两台变压器并联运行时的总阻抗：Z＝ZT/2＝3＋j60Ω 逆调压： U1max＝115kV，U2max＝10×105%＝10.5 kV U1min＝115kV，U2min＝10×100%＝10 kV

- 34 -

2）未补偿时变电所低压母线归算到高压侧的电压

U'2maxU1maxUmax115403306098.3 （kV）

115U'2minU1minUmin1153032260102.74 （kV）

1153）最小负荷时，将电容器全部切除，选择分接头电压

U1tU'2min102.74U2N11113.01 U2min10 （kV）

选最接近的分接头112.75kV，即110（1＋2.5%）的分接头，则 KT＝10.25

4）按最大负荷时的调压要求，确定电力电容器的容量

QCU2maxU'2max210.598.32UK(10.5)10.2516.73（Mvar） 2maxTXKT6010.25

5）取补偿容量为17Mvar，验算低压母线实际电压

U2CmaxU1maxUCmax403(3017)6011510.2510.46（kV）

KT115＜10.5（kV）

U2minU1minUmin303226011510.2510.02（kV）

KT115＞10（kV）

所选电力电容器补偿容量满足调压要求。

- 35 -

《电力系统工程基础》模拟试卷6

一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）

1、电力网通常按电压等级的高低、供电范围的大小分为：地方电力网、区域电力网和 ( ) A 配电网 B 6kV电网 C 枢纽电网 D 超高压远距离输电网 2、对单元接线的发电机变压器组，变压器的可能变比为 ( ) A 10kV/220kV B 10kV/242kV C 10.5kV/220kV D 10.5kV/242kV 3、启停速度最快的发电机组是 ( ) A 凝汽式汽轮机组 B 水轮机组 C 供热式背压机组 D 燃气轮机组

4、可以保证不停电检修出线断路器的主接线形式是 ( ) A 单母线 B 双母线分段 C 双母线 D 双母线带旁母线 5、目前测量用电流互感器的准确级一般为 ( ) A 0.2级 B 0.5级 C 1级 D 3级

6、输电线路一相等值电路中的电抗所表征的物理现象是 () A 载流导线的发热 B 载流导线周围产生的电场效应 C 载流导线的泄漏电流 D 载流导线周围产生的磁场效应

7、220kV网络中有A、B两台变压器，已知SNA＝1.5SNB，UkA%=UkB%，则变压器电抗 ( ) A XA > XB B XA = XB C XA < XB D无法确定

8、在正常运行状态下，电抗器两端的电压差不应该超过网络额定电压的5％，这里5％指的是 ( ) A 电压偏移 B 电压降落 C 电压损耗 D 电压闪变 9、短路后5s的短路电流近似为 ( ) A 冲击电流 B 起始次暂态电流 C 稳态短路电流 D 短路电流的自由分量 10、工程上进行电力系统短路计算时最常用的基准值不包括 ( ) ．A 三相功率 C 线电流

B 线电压 D 三相等值阻抗

- 36 -

11、电力系统三相短路后0.02s的短路电流Ik0.02s和0.1s的短路电流Ik0.1s相比， ( ) A Ik0.02s  Ik0.1s B Ik0.02s  Ik0.1s C Ik0.02s  Ik0.1s D 无法确定 12、若发电机电压母线上接有2台或以上主变压器，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其他主变压器在允许正常过负荷范围内应能输送剩余功率的 ( ) A 60% B 70% C 80% D 90%

13、除经电抗器供电的线路外，在短路计算点发生三相短路时 ( ) A 在被选择设备上流过最大短路电流 B 系统具有最大短路电流 C 母线上流过最大短路电流 D 断路器上流过最大短路电流

14、在电力系统中枢点电压的各种调压方式中，常调压方式要求任何负荷下都保持为线路额定电压的 ( ) A 100％ B 102%～105% C 95%～105% D 102.5%～107.5% 15、低压继电器的返回系数 ( ) A 小于1 B 等于1 C 大于1 D 不确定

二、简答题（本大题共6小题，共40分）

16、发电机、变压器和电力系统额定电压之间有联系吗？为什么？（6分） 17、抽水蓄能电厂在电力系统中有什么作用？（6分）

18、某变电站采用双母线接线，有2条进线，4条出线，画出其电气主接线，并说明不停电检修工作母线的操作步骤？（正常运行时，一组母线工作，另一组母线备用）（8分） 19、简述降低电网电能损耗的措施（6分）

20、以三段式电流保护为例，说明保护配置时应该如何保证动作的选择性。（8分） 21、如图所示回路是如何区分手动跳闸与自动跳闸的？（6分） ＋WF ＋ SA － GN R QF1 11 10

9 12

RD R QF 16 13 2

14 15

- 37 -

三、计算题（本大题共3小题，每小题15分，共45分） 22、如图所示网络，变压器参数为SN=16000kVA，P0=21kW，I0%=0.85，Pk=85kW，Uk%=10.5，变比K=110kV/11kV；10kV线路参数为r0=0.65/km，x0=0.33/km；变压器高压侧电压为115kV；负荷SLDb=(11+j4.8)MVA，SLDc=(0.7+j0.5)MVA。试求c点电压Uc。

a b 10kV 5km c SLDb SLDc

23、如图所示电力系统，各元件参数标么值如下： 发电机：SN＝50MVA，E=1.1，x1=0.2，x2=0.3； 变压器T1：SN＝60MVA，Uk%=10.5；xn=20； 变压器T2：SN＝30MVA，Uk%=10.5；

每回线路：100km，x1=0.4/km，x0=0.8/km。 取Sd=60MVA，求： ⑴ k点短路的冲击电流；

⑵ 通过计算说明，k点发生何种类型的短路时流经变压器T1中性点的电流最大？

G 10.5kV T1 110kV L k T2 10kV S xn

24、某升压变电所有一台变比KT＝（121±2×2.5%）kV/10.5kV的变压器，归算到高压侧的变压器阻抗为ZT=（2.44+j40）Ω，变压器的最大负荷为Smax=（28+j14）MVA，最小负荷为Smin=（10+j6）MVA。高压母线要求为顺调压，当低压母线电压保持为11kV时，试选择变压器分接头。

- 38 -

《电力系统工程基础》模拟试卷6答案

一、单项选择题

1D 2D 3B 4D 5B 6D 7C 8C 9C 10D 11A 12B 13A 14B 15C

三 简答题

16、答：发电机、变压器与电力系统的额定电压之间有联系。这是因为发电机、变压器和输电线路的阻抗上将产生电压损耗。因此，为了保证设备在偏离其额定电压允许值的范围内工作，在同一电力系统的额定电压下，电气设备的额定电压值是不相同的。一般规定：电力线路的额定电压和电力系统的额定电压相等；发电机的额定电压比电力系统的额定电压高5%；变压器一次侧绕组额定电压应等于电力系统的额定电压，对于直接和发电机连接的变压器一次侧绕组额定电压应等于发电机的额定电压；变压器二次侧绕组额定电压较电力系统额定电压高10%，若变压器阻抗较小，内部电压降落也较小，其二次侧绕组直接与用电设备相连接，或电压特别高的变压器，其二次侧绕组额定电压才规定较电力系统额定电压高5%。

17、答：抽水蓄能电厂在电力系统中的作用是：

（1）调峰：电力系统的峰荷上升与下降变动比较剧烈，抽水蓄能机组响应负荷变动的能力很强，能够跟踪负荷的变化，在白天适合担任电力系统峰荷中的尖峰部分。例如，我国广东抽水蓄能电厂，装机容量为8×300MW，在电力系统调峰中发挥了重要作用。

（2）填谷：在夜间或周末，抽水蓄能电厂利用电力系统富裕电能抽水，使火电机组不必降低出力（或停机）和保持在热效率较高的区间运行，从而节省燃料，并提高电力系统运行的稳定性。填谷作用是抽水蓄能电厂独具的特色，常规水电厂即使是调峰性能最好，也不具备填谷作用。

（3）备用：抽水蓄能机组启动灵活、迅速，从停机状态启动至载满负荷仅需1~2min，而由抽水工况转到发电工况也只需3~4min，因此抽水蓄能电厂宜于作为电力系统事故备用。 （4）调频：抽水蓄能机组跟踪负荷变化的能力很强，承、卸负荷迅速灵活。当电力系统周波偏离正常值时，它能立即调整出力，使周波维持在正常值范围内，而火电机组却远远适应不了负荷陡升陡降。

（5）调相：抽水蓄能电厂的同步发电机，在没有发电和抽水任务时，可用来调相。由于抽水蓄能电厂距离负荷中心较近，控制操作方便，对改善系统电压质量十分有利。

18、答：（1）图略。

（2）闭合母联两侧的隔离开关QS1、QS2，合QF向备用母线充电；若备用母线带电后一切正常，下一步则先接通（一条或全部）回路接于备用母线侧的隔离开关，然后断开（该条或全部）回路接于工作母线上的隔离开关；待全部回路操作完成后，断开母联断路器及其两侧的隔离开关。

- 39 -

19、答：1）提高电力网负荷的功率因数，降低电网的电能损耗：①合理选择异步电动机的容量及运行方式；②实现无功功率就地补偿，无功功率在电网中传送。 2）合理组织电力网的运行方式：①电力网运行于重负荷状态时，应尽量提高运行电压水平，以降低功率损耗和电能损耗；②合理组织并联变压器的运行，减少功率损耗和电能损耗。

20、答：以各级线路动作值和动作时间相互配合来保证选择性

电流I段按躲开本线路末端最大短路电流整定，动作时间为0s；

电流II段整定值与下一条线路的I段（或II段）整定值配合，动作时间相应提高t；

电流III段整定电流躲开正常工作电流，定值较小，因此采用动作时间来保证选择性。电流III段动作时间按照阶梯原则整定，即前一级线路比后一级线路动作时间相应提高t；并且电流III段动作时间长于电流I、II段动作时间。

21、答：①手动或自动跳闸前，断路器处于合闸状态（QF1断开，QF2接通），控制开关SA的16-13接点接通，红灯RD发出平光；

②当值班人员手动操作使断路器跳闸后（QF1接通，QF2断开），控制开关处在“跳闸后”位置，SA的10-11接点接通，绿灯GN发出平光，指示断路器在分闸状态。

③当断路器由继电保护动作自动跳闸后，控制开关仍处在原来的“合闸后”位置，而断路器已经跳开，两者的分合闸位置不一致，此时绿灯GN经SA的9-12接点接至闪光电源小母线+WF上，所以绿灯闪光，以引起值班人员的注意。

四 计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分） 22解：⑴ 各元件参数 变压器：KT＝110/11＝10

2UN11023ZN10103756.25SN16000RTZNPk/SN756.2585/160004.02 XTZNUk%/100756.2510.5/10079.41

I0(%)0.85SN21j160001031001000.021j0.136MVAS0P0j 10kV线路：

RLr0l0.6553.25XLx0l0.3351.65

⑵ 等值电路

- 40 -

a RT+jXT b RL+jXL c S0 KT SLDb SLDc ⑶ 功率分布计算 10kV线路：

0.720.52SL(3.25j1.65)0.024j0.012MVA 102SLDcSL0.7j0.50.024j0.0120.724j0.512MVASL 变压器支路：

SLDbSL11j4.80.724j0.51211.724j5.312MVAST11.72425.3122 ST (4.02j79.41)0.055j1.088MVA110STST11.724j5.3120.055j1.08811.779STj6.4MVA ⑷ 电压计算 （3分）

11.7794.026.479.41110.17kV 115Ub110.17/1011.017kV115Ub Uc11.0170.7243.250.5121.6510.73kV

11.017

23、解：⑴ 参数计算 发电机：

600.2450

60X20.30.3650X10.2 变压器T1：XT10.105 Xn20600.09 1152- 41 -

变压器T2：XT20.105 输电线路：

600.21 30XL1

XL21601000.40.0922115

1601000.80.1822115⑵ 求k点短路的冲击电流

等值电路如图

1.1 j0.24 j0.105 j0.09 Uk1

X10.240.1050.090.435I

ish*1.12.5290.43521.82.5296.4376031151.94kA

ish6.437 ⑶ 负序和零序等值电路如图

j0.36 j0.105 j0.09 Uk2

- 42 -

j0.09×3 j0.105 j0.18 Uk0

X20.360.1050.090.555X00.270.1050.180.555

流经变压器T1中性点的电流即为零序电流。三相短路、两相短路的零序电流为0，因此只计算单相接地短路、两相接地短路。 单相接地短路： I01.10.712

0.4350.5550.555两相接地短路：

I01.10.5550.772

0.4350.555//0.5550.5550.555可见，当k点发生两相接地短路时流经变压器T1中性点的电流最大。

24、解：1）由题意，作出等值电路如右图所示，且有 U2 1：KT U1t ZT

U1max＝110×102.5%＝112.75kV，U2max＝11kV

U1min＝110×107.5%＝118.25kV，U2min＝11kV

2）最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗为

U1 SL

UTmaxPmaxRTQmaxXT282.4414405.573 (kV)

U1max112.75UTminPminRTQminxXT102.446402.236 (kV)

U1min118.253）按最大和最小负荷情况选变压器的分接头电压

U1tmaxU1maxUTmax112.755.573U2N10.5112.945 (kV)

U2max11- 43 -

U1tminU1minUTmin118.252.236U2N10.5115.009 (kV)

U2min11

4）取平均值

U1tavU1tmaxU1tmin2112.945115.0092113.977 (kV)

选择最接近的分接头电压114.95kV，即121－5%的分接头，KT＝114.95/10.5＝10.948

5）按所选分接头校验高压母线的实际电压 U1max＝U2max KT－△UTmax＝11×10.948－5.573＝114.855kV＞112.75kV U1min＝U2min KT－△UTmin＝11×10.948－2.236＝118.192kV＜118.25kV 所选分接头能满足调压要求。

- 44 -