2025年大学电气工程及其自动化（电力系统分析）试题及答案.doc

2025年大学电气工程及其自动化（电力系统分析）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）

答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 电力系统的基本要求不包括以下哪一项（ ）
A. 保证供电可靠性 B. 保证良好的电能质量 C. 提高电力系统运行经济性 D. 降低电力系统容量
2. 以下关于电力系统中性点接地方式的说法，正确的是（ ）
A. 中性点直接接地系统中发生单相接地时，接地电流很小
B. 中性点不接地系统中发生单相接地时，三相线电压仍能维持对称
C. 中性点经消弧线圈接地系统适用于大型电力系统
D. 中性点接地方式对电力系统运行没有影响
3. 电力系统潮流计算的目的不包括（ ）
A. 检查电力系统各元件是否过负荷 B. 检查电力系统各母线电压是否满足要求
C. 确定系统的无功功率分布 D. 计算电力系统的短路电流
4. 以下关于电力系统有功功率平衡的说法，错误的是（ ）
A. 电源发出的有功功率等于负荷消耗的有功功率
B. 有功功率平衡是电力系统稳定运行的基础
C. 当有功功率不平衡时，会引起频率的变化
D. 可以通过调节发电机的有功出力来维持有功功率平衡
5. 电力系统无功功率平衡中，无功功率电源不包括（ ）
A. 发电机 B. 调相机 C. 电容器 D. 电阻器
6. 以下关于电力系统电压调整的说法，正确的是（ ）
A. 改变变压器变比可以实现无载调压
B. 并联电容器只能发出感性无功功率
C. 静止无功补偿器不能快速调节无功功率
D. 通过调节发电机励磁电流不能改变系统电压
7. 电力系统短路电流计算的目的不包括（ ）
A. 选择电气设备 B. 校验继电保护装置的灵敏度
C. 计算电力系统的潮流分布 D. 确定短路电流的热效应和电动力效应
8. 以下关于电力系统稳定性的说法，错误的是（ ）
A. 电力系统静态稳定性是指系统在受到小干扰后，能够恢复到原来运行状态的能力
B. 电力系统暂态稳定性是指系统在受到大干扰后，能够保持同步运行的能力
C. 提高电力系统稳定性的措施包括提高系统电压、增加发电机出力等
D. 电力系统稳定性与系统的结构和运行方式无关
9. 电力系统中，以下哪种负荷属于变动负荷（ ）
A. 照明负荷 B. 通风机负荷
C. 电弧炉负荷 D. 电热器负荷
10. 电力系统的中性点接地方式中，属于大电流接地系统的是（ ）
A. 中性点不接地系统 B. 中性点经消弧线圈接地系统
C. 中性点直接接地系统 D.以上都不是

第II卷（非选择题，共70分）

二、填空题（每题3分，共15分）

答题要求：请在每题的横线上填上正确答案。

1. 电力系统由发电、输电、变电、配电和______五个环节组成。
2. 电力系统的中性点接地方式主要有中性点直接接地、中性点不接地和______三种。
3. 电力系统潮流计算的方法主要有牛顿-拉夫逊法 和______。
4. 电力系统无功功率平衡中，无功功率负荷主要包括异步电动机、变压器和______等。
5. 电力系统短路电流计算中，短路类型主要包括三相短路、两相短路、单相接地短路和______。

三、简答题（每题10分，共20分）

答题要求：简要回答问题，要求条理清晰，语言简洁。

1. 简述电力系统有功功率平衡的意义及实现有功功率平衡的措施。
2. 简述电力系统电压调整的方法。

四、计算题（每题15分，共30分）

答题要求：解答应写出必要的文字说明、计算步骤和答案。

材料：某电力系统有两台发电机，额定功率均为100MW，额定电压均为10.5kV，发电机的电抗标幺值为0.2（以发电机额定功率和额定电压为基准）。系统中还有一台容量为150MVA的变压器，变比为10.5/121kV，变压器的电抗标幺值为0.1（以变压器容量为基准）。系统的等值电抗标幺值为0.05（以系统容量为基准）。已知系统的基准容量为100MVA。

1. 计算该电力系统的总电抗标幺值。
2. 若该电力系统发生三相短路，求短路电流的标幺值和有名值。

五、分析题（共5分）

答题要求：根据给定材料进行分析，要求观点明确，分析合理。

材料：电力系统在运行过程中，有时会出现电压波动的现象。电压波动会影响用电设备的正常运行，降低电能质量。请分析电压波动产生的原因及减少电压波动的措施。

答案：
一、选择题
1. D
2. B
3. D
4. A
5. D
6. A
7. C
8. D
9. C
10. C

二、填空题
1. 用电
2. 中性点经消弧线圈接地
3. 高斯-赛德尔法
4. 线路电抗
5. 两相接地短路

三、简答题
1. 意义：有功功率平衡是电力系统稳定运行的基础，如果有功功率不平衡，会引起频率的变化，影响电力系统的正常运行。措施：调节发电机的有功出力；调整负荷；合理安排发电计划等。
2. 改变发电机励磁电流；改变变压器变比；改变无功功率补偿装置的容量；采用调压变压器等。

四、计算题
1. 发电机电抗标幺值换算到系统基准容量下：$X_{G1}=X_{G2}=0.2\times\frac{100}{100}=0.2$，变压器电抗标幺值换算到系统基准容量下：$X_{T}=0.1\times\frac{100}{150}=\frac{1}{15}$，系统总电抗标幺值：$X_{}=X_{G1}+X_{G2}+X_{T}+X_{sys}=0.2+0.2+\frac{1}{15}+0.05=\frac{1}{3}+0.05=\frac{1}{3}+\frac{1}{20}=\frac{20 + 3}{60}=\frac{23}{60}\approx0.383$。
2. 三相短路电流标幺值：$I_{k}=\frac{1}{X_{}}=\frac{60}{23}\approx2.61$，短路电流有名值：$I_{k}=\frac{I_{k}S_{B}}{U_{B}}=\frac{2.61\times100}{10.5}\approx24.86kA$。

五、分析题
原因：系统无功功率不平衡；负荷的变化；短路故障等。措施：合理配置无功补偿装置；采用调压措施；加强系统运行管理等以减少电压波动影响，保障电能质量。