电气工程师-专业基础（发输变电）-电气工程基础-4.1电力系统基本知识

电气工程师-专业基础（发输变电）-电气工程基础-4.1电力系统基本知识[单选题]1.构成电力系统的四个最基本的要素是()。[2018年真题]A.发电厂、输电网、供电公司、用户B.（江南博哥）发电公司、输电网、供电公司、负荷C.发电厂、输电网、供电网、用户D.电力公司、电网、配电所、用户正确答案：C参考解析：由生产、输送、分配、消费电能的发电机、变压器、电力线路、各种用电设备联系在一起组成的统一整体就是电力系统。其中发电机、变压器、电力线路、各种用电设备分别对应着发电厂、输电网、供电网、用户。[单选题]2.额定电压35kV的变压器二次绕组电压为()。[2018年真题]A.35kVB.33.5kVC.38.5kVD.40kV正确答案：C参考解析：变压器一次侧额定电压按照“谁接同谁”的原则确定，即一次侧接线路则取线路额定电压UN，一次侧接发电机则取发电机额定电压1.05UN。变压器二次侧额定电压通常取1.1UN，即1.1×35＝38.5（kV）。其中5%用于补偿变压器内部的电压损失，另外5%用于补偿线路的电压损失。[单选题]3.在我国的大容量系统中，处于规范允许的偏差范围的频率是()。[2018年真题]A.60.1B.50.3C.49.9D.59.9正确答案：C参考解析：根据《电能质量电力系统频率偏差》（GB/T15945—2008）的规定，电力系统正常频率偏差的允许值为±0.2Hz，当系统容量较小时，可放宽到±0.5Hz。由于大容量系统要求高，因此频率偏差允许值取±0.2Hz。由于我国电力系统的额定频率为50Hz，因此规范允许的频率范围为49.8Hz～50.2Hz，故选C。[单选题]4.电力系统中最主要的谐波污染源是()。[2017年真题]A.变压器B.电动机C.电力电子装置D.同步发电机正确答案：C参考解析：非线性负载是电力系统谐波污染的主要来源。常见的非线性负载谐波污染源主要包括换流设备（电力电子装置）、电弧炉、铁芯设备、照明及调光设备、变频装置等。[单选题]5.变压器中性点经小电阻接地有助于()。[2017年真题]A.电气制动B.降低接地故障电流C.调整电压D.调控潮流正确答案：B参考解析：当变压器发生不对称短路时，接地短路电流中有较为显著的零序电流，且零序电流需通过变压器中性点。因此，中性点经小电阻接地可有效限制接地短路时的零序电流幅值，即有效限制接地短路电流值。[单选题]6.下面说法正确的是()。[2017年真题]A.220kV系统相间运行最高电压为252kVB.220kV系统相对地电压为220kVC.220kV系统相间最高运行电压为230kVD.220kV系统相对地最高运行电压为133kV正确答案：A参考解析：根据《标准电压》（GB/T156－2007）第3.9条规定，设备的最高电压就是该设备可以应用的“系统最高电压”的最大值。设备最高电压仅指高于1000V的系统标称电压，须知，对某些系统标称电压，不能保证那些对电压具有敏感特性（如电容器的损耗、变压器励磁电流等）的设备在最高电压下正常进行。在这些情况下，相关的性能必须规定能够保证该设备正常运行的电压限值，如表4-1-1所示。表4-1-1标称电压35kV以上至220kV的交流三相系统及相关设备的标称电压（kV）[单选题]7.电力系统主要组成部分为()。[2012年真题]A.发电厂、变电所、电容器、变压器B.发电厂、变电所、输电线路、负荷C.发电厂、变压器、输电线路、负荷D.发电厂、变压器、电容器、输电线路正确答案：B参考解析：电力系统主要包括发电、变电、输电、配电、用电，所以电力系统组成部分主要包括发电厂、变电所、输电线路、负荷。[单选题]8.电力系统的主要元件有()。[2011年真题]A.发电厂、变电所、电容器、变压器B.发电厂、变电所、输电线路、负荷C.发电厂、变压器、输电线路、负荷D.发电厂、变压器、电容器、输电线路正确答案：B参考解析：电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成，主要包括发电厂、变电所、输电线路、负荷。[单选题]9.我国电力系统中性点直接接地方式一般在下列哪个电压等级的电网中使用？()[2011年真题]A.10kV及以上B.35kV及以上C.110kV及以上D.220kV及以上正确答案：C参考解析：我国110kV及以上电网一般采用中性点直接接地方式。6～35kV配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非有效接地方式，包括中性点不接地、高阻接地、经消弧线圈接地方式等。为了使电弧容易熄灭，在电容电流较大的35kV和10kV电网中采用中性点经消弧线圈接地。[单选题]10.110kV及以上电力系统中性点采用()。[2010年真题]A.不接地B.经消弧线圈接地C.直接接地D.经高电阻接地正确答案：C参考解析：我国电网中，有关系统中性点接地方式主要有四种，其应用范围如下：①中性点直接接地：110kV及以上高压电网中普遍采用这种接地方式，以降低设备和线路造价，经济效益显著。②中性点不接地：该接地方式在3～66kV电网中应用广泛，但要求其单相接地电容电流不能超过允许值，因此其对临近通信线路干扰较小。③中性点经消弧线圈接地：在3～66kV电网中，当单相接地电容电流超过允许值时，采用消弧线圈补偿电容电流保证接地电弧瞬间熄灭，消除弧光间歇接地过电压。如变压器无中性点或中性点未引出，应装设专用接地变压器，其容量应与消弧线圈的容量相配合。④中性点经电阻接地：a.经高电阻接地方式可以限制单相接地故障电流，消除大部分谐振过电压和间歇弧光接地过电压，接地故障电流小于10A，系统在单相接地故障条件下可持续运行。缺点是系统绝缘水平要求较高。主要适用于发电机回路；b.经低电阻接地方式可快速切除故障。过电压水平低，可采用绝缘水平低的电缆和设备，但供电可靠性较差，主要适用于电缆线路为主，不容易发生瞬时性单相接地故障且系统电容电流比较大的城市配电网、发电厂厂用电系统及工矿企业配电系统。[单选题]11.电力系统是由()组成。[2008年真题]A.发电-输电-供电（配电）B.发电-变电-输电-变电C.发电-变电-输电D.发电-变电-输电-变电-供电（配电）正确答案：D参考解析：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统，火电厂的汽轮机、锅炉、供热管道和热用户，水电厂的水轮机和水库属于与电能生产相关的动力部分，电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网，包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路。因此，整个电力传输过程为发电-变电-输电-变电-供配电。[单选题]12.目前我国电能的主要输送方式是下列哪种？()[2005年真题]A.直流B.单相交流C.三相交流D.多相交流正确答案：C参考解析：电能输送主要有直流输电和交流输电两种方式，目前我国电能的主要输送方式是三相交流。[单选题]13.电力系统接线及各级电网的额定电压如图4-1-1所示，发电机G和变压器T1、T2、T3的额定电压分别为下列哪组？()[2005年真题]图4-1-1A.G：10.5kVT1：10.5/121kVT2：110/38.5kVT3：35/6.3kVB.G：10kVT1：10/121kVT2：121/35kVT3：35/6kVC.G：11kVT1：11/110kVT2：110/38.5kVT3：35/6.6kVD.G：10.5kVT1：10.5/110kVT2：121/35kVT3：35/6kV正确答案：A参考解析：①发电机通常运行在比网络额定电压高5%的状态下，所以发电机的额定电压为：VGN＝10×（1＋5%）＝10.5kV②变压器的一次侧相当于用电设备，故其额定电压等于网络的额定电压（当直接与发电机相连时，就等于发电机的额定电压），而二次侧相当于供电设备，考虑到变压器内部的电压损耗降落和输电线路电压降落，一般对于较大变压器（阻抗值在7.5%以上时），规定其二次绕组的额定电压第电力网的标称电压高10%，对于阻抗较小（图35kV以下，容量不大，阻抗值在7.5%以下时）的变压器，由于其内部电压u、损耗不大，其额定电压可比电网标称电压高5%。则：变压器T1额定变比为：10.5/（110×1.1）kV＝10.5/121kV；变压器T2额定变比为：110/（35×1.1）kV＝110/38.5kV；变压器T3额定变比为：35/（6×1.05）kV＝35/6.3kV。[单选题]14.衡量电能质量的指标是()。[2006年、2009年真题]A.电压、频率B.电压、频率、网损率C.电压、波形、频率D.电压、频率、不平衡度正确答案：C参考解析：衡量电能质量的指标主要有3个：①电压幅值，对于35kV及以上电压级允许变化范围为额定值的±5%，10kV及以下电压级允许变化范围为±7%；②频率，我国电力系统额定频率为50Hz，正常运行时允许的偏差为±0.2～0.5Hz；③波形，为保证电能质量要求电压为正弦波形，但由于某种原因总会产生一些谐波，造成电压波形的畸变。[单选题]15.高电压长距离输电线路，当末端空载时，末端电压与始端电压相比，会有()现象。[2009年真题]A.末端电压比始端电压低B.末端电压比始端电压高C.末端电压等于始端电压D.不确定正确答案：B参考解析：高压长距离输电线路当末端空载时，将出现长线路的电容效应，即由于末端线路对地电容而引起容性无功功率，系统内的无功功率过高，可能会导致末端电压高于始端电压。[单选题]16.衡量电能质量的指标有()。[2007年真题]A.电压B.频率C.波形D.以上三种都有正确答案：D参考解析：衡量电能质量的指标有3个：①电压幅值。对于35kV及以上电压级允许变化范围为额定值的±5%，10kV及以下电压级允许变化范围为±7%；②频率。我国电力系统额定频率为50Hz，正常运行时允许的偏移±0.2～±0.5Hz；③谐波。为保证电压质量，要求电压为正弦波形，但是由于某种原因总会产生一些谐波，造成电压波形的畸变，对电压正弦波形畸变率也有限制，对于6～10kV供电电压不超过4%，0.38kV供电电压不超过5%。[单选题]17.发电机与10kV母线相接，变压器一次侧接发电机，二次侧接110kV线路，发电机与变压器额定电压分别为()。[2014年真题]A.10.5kV，10/110kVB.10kV，10/121kVC.10.5kV，10.5/121kVD.10kV，10.5/110kV正确答案：C参考解析：发电机额定电压比线路额定电压高5%。变压器一次侧相当于用电设备，其额定电压应等于线路额定电压（直接和发电机相连的变压器一次侧额定电压应等于发电机额定电压），变压器二次侧相当于供电设备，二次侧额定电压比线路额定电压高10%。本题中，变压器一次侧接发电机，因而其额定电压等于发电机额定电压。因此，发电机额定电压为：u＝10×（1＋5%）＝10.5kV，且变压器一次侧额定电压＝发电机额定电压＝10.5kV，则变压器二次侧额定电压为：u′＝110×（1＋10%）＝121kV。[单选题]18.电力系统接线如下图4-1-2，各级电网的额定电压示于图中，发电机，变压器，T1，T2，T3，T4额定电压分别为()。[2013年真题]图4-1-2A.G：10.5kV，T1：10.5/363kV，T2：363/121kV，T3：330/242kV，T4：110/35kVB.G：10kV，T1：10/363kV，T2：330/121kV，T3：330/242kV，T4：110/35kVC.G：10.5kV，T1：10.5/363kV，T2：330/121kV，T3：330/242kV，T4：110/38.5kVD.G：10kV，T1：10.5/330kV，T2：330/220kV，T3：330/110kV，T4：110/35kV正确答案：C参考解析：线路中各参数分析如下：①发电机。发电机通常运行在比网络标称电压高5%的状态下，所以其额定电压规定比网络标称电压高5%，VG＝（1＋5%）×10kV＝10.5kV。②变压器。一次绕组相当于用电设备，额定电压等于网络的额定电压，当直接与发电机连接时，就等于发电机的额定电压。二次绕组相当于供电设备，考虑到变压器内部的电压损耗，二次绕组额定电压一般比网络高10%，某些情况，当变压器短路电压小于7%或直接与用户连接时，二次侧绕组额定电压比网络高5%。按此规定，额定电压分别为：G：10.5kV，T1：10.5/363kV，T2：330/121kV，T3：330/242kV，T4：110/38.5kV。[单选题]19.发电机与10kV母线相接，变压器一次侧接发电机，二次侧接220kV线路，该变压器分接头工作在＋2.5%，其实际变比为()。[2009年真题]A.10.5/220kVB.10.5/225.5kVC.10.5/242kVD.10.5/248.05kV正确答案：D参考解析：变压器一次侧绕组相当于用电设备，故其额定电压等于电力网络标称电压，等于发电机的额定电压，而发电机出口电压为线路额定电压的105%，即10.5kV。变压器的二次侧与负荷相连，额定电压应为线路额定电压的110%，再加上分接头的影响，即电压为：220×（1＋10%）×（1＋2.5%）＝248.05kV。[单选题]20.电力系统的部分接线如图4-1-3所示，各级电网的额定电压示于图中，设变压器T1，工作于＋2.5%的抽头，T2工作于主抽头，T3工作于－5%抽头，这些变压器的实际变比为()。[2007年真题]图4-1-3A.T1：10.5/124.025kV，T2：110/38.5kV，T3：33.25/11kVB.T1：10.5/121kV，T2：110/38.5kV，T3：36.575/10kVC.T1：10.5/112.75kV，T2：110/35kV，T3：37.5/11kVD.T1：10.5/115.5kV，T2：110/35kV，T3：37.5/11kV正确答案：A参考解析：变压器的一次绕组相当于用电设备，故其额定电压等于网络的额定电压，但当直接与发电机相连时，等于发电机的额定电压；变压器二次绕组相当于供电设备，再考虑到变压器内部的电压损耗，故二次绕组额定电压比网络高10%。根据上述要求，可得到各个变压器的额定电压：①变压器T1：VT1－1＝（1＋5%）×10＝10.5kV，VT1－2＝（1＋10%）×110＝121kV。变压器T1额定变比为：10.5/121kV，实际变比为：10.5/[121×（1＋2.5%）]kV＝10.5/124.025kV。②变压器T2：VT2－1＝110kV，VT2－2＝（1＋10%）×35＝38.5kV。变压器T2额定变比为：110/38.5kV，实际变比为：110/38.5kV。③变压器T3：VT3－1＝35kV，VT3－2＝（1＋10%）×10＝11kV。变压器T3额定变比为：35/11kV，实际变比为：35（1－5%）/11kV＝33.25/11kV。[单选题]21.中性点不接地系统，单相故障时非故障相电压升高到原来对地电压的()。[2016年真题]A.倍B.1倍C.倍D.倍正确答案：D参考解析：非故障相电压，正负序阻抗相等，即XΣ1＝XΣ2。可以近似分析如下：其中：K＝X0Σ/XΣ1，中性点不接地电力系统，最严重情况为X0Σ＝∞，则：由此可见，中性点不接地电力系统中发生单相接地短路时，非故障相电压升高到线电压，而中性点电压升高到相电压。[单选题]22.35kV电力系统中性点不接地系统，单相接地短路时，非故障相对地电压为()。[2009年真题]A.35kVB.C.D.0kV正确答案：A参考解析：中性点不接地系统发生单相接地短路时，中性点对地电压升高至相电压，而非故障相的电压升高到相电压的倍，即等于线电压。本题中的35kV即为线电压。[单选题]23.当中性点绝缘的35kV系统发生单相接地短路时，故障处的非故障相电压为()。[2008年真题]A.35kVB.38.5kVC.×35kVD.×35kV正确答案：A参考解析：当中性点绝缘系统发生单相接地短路时，三相对称关系并未被破坏，仅中性点及各相对地电压发生变化，中性点的电压上升到相电压，非故障相对地电压升高到线电压，即倍的相电压。注意35kV是指线电压，所以故障处的非故障相电压为35kV。[单选题]24.我国35kV及容性电流大的电力系统中性点常采用()。[2007年真题]A.直接接地B.不接地C.经消弧线圈接地D.经小电阻接地正确答案：C参考解析：中性点接地方式主要有四种，其特点及应用范围如下：①中性点直接接地。这种方式的优点是安全性能好、经济性好，缺点是供电可靠性差。目前我国110kV及以上电力网络采用中性点直接接地方式。②中性点不接地。这种方式的优点是供电可靠性高，缺点是经济性差。在3～66kV电网中应用广泛，但要求其单相接地电容电流不能超过允许值，因此其对临近通信线路干扰较小。③中性点经消弧线圈接地。系统发生单相接地时，易出现电弧引起的谐振过电压，为了使电弧容易熄灭，在电容电流较大的35kV或10kV电网，采用中性点经消弧线圈（电感线圈）接地的形式。④中性点经电阻接地。经高电阻接地方式可以限制单相接地故障电流，消除大部分谐振过电压和间歇弧光接地过电压，接地故障电流小于10A，系统在单相接地故障条件下可持续运行，缺点是系统绝缘水平要求较高。主要适用于发电机回路。[单选题]25.110kV中性点常采用的运行方式为()。[2006年真题]A.中性点直接接地B.中性点不接地C.中性点经阻抗接地D.中性点绝缘正确答案：A参考解析：我国电力系统常用的中性点接地方式一共有四种：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点直接接地、中性点经电阻或电抗接地。不同电压等级的接地方式不同：①330kV和500kV的超高压电力网采用中性点直接接地方式；②110kV～220kV电力网也采用中性点直接接地方式，只是在个别雷害事故较为严重的地方和某些大网的110kV采用中性点经消弧线圈接地方式；③20kV～60kV电网一般采用中性点经消弧线圈接地方式，以提高电网供电的可靠性；④3kV～10kV的电力网中一般采用中性点不接地方式；1kV以下的电力网，可以选择采用中性点接地或不接地的方式。[单选题]26.中性点绝缘的35kV系统发生单相接地短路时，其故障处的非故障相电压是()。[2005年真题]A.35kVB.38.5kVC.110kVD.115kV正确答案：A参考解析：当中性点绝缘系统发生单相接地短路时，三相对称关系并不被破坏，仅中性点及各相对地电压发生变化，中性点的电压上升到相电压，非故障相对地电压升高到倍相电压，即线电压35kV。[单选题]27.下列叙述哪项是正确的？()[2005年真题]A.发电厂和变电站接地网的接地电阻主要根据工作接地的要求决定B.保护接地就是根据电力系统的正常运行方式的需要而将网络的某一点接地C.中性点不接地系统发生单相接地故障时，非故障相电压不变，所以可以继续运行2小时左右D.在工作接地和保护接地中，接地体材料一般采用铜或铝正确答案：A参考解析：A项，当高压厂用电系统的接地电容电流IR小于或等于7A时，其中性点宜采用高电阻接地方式，也可采用不接地方式；当接地电容电流IR大于7A时，其中性点宜采用低电阻接地方式，也可采用不接地方式。直接接入的电阻器阻值为：。B项，保护接地是为电气安全，将系统、装置或设备的一点或多点接地。C项，中性点不接地系统发生单相接地故障时，非故障相电压增大为倍的相电压。但是单相接地故障运行时间一般不超过2小时。D项，接地导体钢和铝材的最大允许温度分别取400°C和300°C，钢和铝材的热稳定系数C值分别取70和120。由此可见接地体材料一般采用钢和铝。[单选题]28.目前我国电能的主要输送方式是()。A.直流B.单相交流C.三相交流D.多相交流正确答案：C参考解析：电能输送主要有直流输电和交流输电两种方式，目前我国电能的主要输送方式是三相交流。[单选题]29.对电力系统的基本要求是()。A.在优质前提下，保证安全，力求经济B.在经济前提下，保证安全，力求经济C.在安全前提下，保证质量，力求经济D.在降低网损前提下，保证一类用户供电正确答案：C参考解析：电力系统最基本的前提是安全稳定运行，在此基础上才能保证供电质量，在保证了供电质量的基础上，才能谈经济。无论何时，电力系统的安全是第一位的。对电力系统具体有以下四点要求：①保证安全可靠供电；②保证良好的电能质量；③保证良好的经济性；④电能生产要符合环境保护标准。[单选题]30.在电力系统分析和计算中，功率、电压和阻抗一般分别是指()。A.一相功率，相电压，一相阻抗B.三相功率，线电压，一相等值阻抗C.三相功率，线电压，三相阻抗D.三相功率，相电压，一相等值阻抗正确答案：B参考解析：在电力系统分析和计算中，已知功率一般是指三相功率，已知额定电压是指线电压，已知阻抗是指一相等值阻抗。[单选题]31.在交流超高压中性点有效接地系统中，部分变压器中性点采用不接地方式运行是为了()。A.降低中性点绝缘水平B.减小系统短路电流C.减少系统零序阻抗D.降低系统过电压水平正确答案：B参考解析：中性点直接接地的电力系统发生单相接地故障时，中性点电位为零，非故障相的电压仍为相电压，电气设备的绝缘