注册工程师电气考前密训.docx
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注册工程师电气考前密训
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4.1 电力系统基本知识
1．电力系统：
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 3 个主要运行特点如
下：
（1）重要性；
（2）快速性；
（3）同时性；
2．电力系统运行的基本要求
可靠、优质、经济、环保
【例 1】（2008）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.在降低网损情况下，保证一类用户供电
答案：
C
3.电能质量的各项指标
衡量电能质量的三个指标：
电压、频率、波形。
【例 2】（2007，2009）衡量电能质量的指标是（）
A.电压、频率；B.电压、频率、网损率；
C．电压、频率、波形；D.电压、频率、不平衡度
答案:
C
【例 3】（2005.2011）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
答案:
C
4.电力系统中各种接线方式及特点
接线方式:
有备用接线和无备用接线。
1）无备用接线优点：
简单，经济，运行方便。
缺点：
供电可靠性差。
2）有备用接线：
优点：
提高供电可靠性，电压质量高。
缺点：
不够经济。
5. 我国规定的网络额定电压与发电机、变压器等器件的额定电压
【例4】（2013） 电力系统接线如下图，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：
（A）G:
10.5KV,T1:
10.5/363KV,T2:
363/121KV, T3:
330/242KV,
T4:
110/35KV
（B）G:
10KV,T1:
10/363KV,T2:
330/121KV,T3:
330/242KV,T4:
110/35KV
（C）G:
10.5KV,T1:
10.5/363KV,T2:
330/121KV, T3:
330/242KV,
T4:
110/38.5KV
（D）G:
10KV,T1:
10.5/330KV,T2:
330/220KV,T3:
330/110KV,T4:
110/35KV
答案：
C
解析：
根据我国制定的电压在1kV以上电气设备的国家标准可得，发电机的电压
为 1.05U N = 10.5kV 。
变压器T1：
一次侧与发电机相连，额定电压为发电机的额定电压10.5kV，二
次侧额定电压为 1.1U N ⨯ 3 = 363kV ；
变压器T2：
一次侧额定电压为 110⨯ 3 = 330kV ，二次侧与电网相连额定电压
为 1.1U N = 1.1⨯110 = 121kV ；
A.110/10 B.110（1+100）／11
C.110/11 D.110（1+100／10.5
变压器T3：
一次侧额定电压为 110⨯ 3 = 330kV ，二次侧额定电压为
1.1U N = 1.1⨯ 220 = 242kV ；
变压器T4：
一次侧与电网相连额定电压为 110kV ，二次侧额定电压为
1.1U N = 1.1⨯ 35 = 38.5kV ；
【例 5】 （2012）有一台双绕组变压器电压比为（110±2×2.5% ）kV/11kV，分接
头实际接于 2.5%挡，其额定电压比为（）。
2.5
2.5
答案：
C
解析：
变压器的额定电压比是指其主抽头额定电压之比，与分接头无关，分接头
位置影响的是变压器的实际电压
4.1.5 电力系统的中性点运行方式及对应的电压等级
直接接地系统供电可靠性低,因这种系统中一相接地时,出现了除中性点
外的另一个接地点,构成了短路回路,接地相电流很大,为了防止设备损坏,必须
迅速切除接地相甚至三相。
图 中性点直接接地时的一相接地
不接地系统供电可靠性高，但对绝缘水平的要求也高。
因这种系统中一相接
地时，不构成短路回路，接地相电流不大，不必切除接地相，但这时非接地相的
对地电压却升高为相电压的 3 倍。
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图 中性点不接地时的一相接地
中性点不接地系统仅仅适用于单相接地电容电流不大的电网。
中性点不接地系统接地电流超出了所给出的范围怎么办呢？
采用中性点经
消弧线圈接地的方式。
【例 6】（2011）中性点非有效接地配电系统中性点加装消弧线圈是为了（）。
（A）增大系统零序阻抗（B）提高继电保护的灵敏性
（C）补偿接地短路电流（D）增大电源的功率因数
答案：
C
解析：
中性点经消弧线圈接地的电力系统发生单相接地故障时，接地故障相与消
弧线圈构成了另一个回路，接地故障相接地电流增加了一个感性电流，与装设消
弧线圈前的容性电流的方向相反，相互补偿。
【 例 7】（2012） 我国 110kV 及以上系统中性点接地方式一般为（）。
A．中性点直接接地B．中性点绝缘C．经小电阻接地D．经消弧线
圈接地
答案：
A。
4.2 电力线路、变压器的参数与等效电路
电网等效电路中有名值和标么值参数的简单计算
1．输电线路 4 个参数所表征的物理意义及计算
（1）电阻 R：
（2）电抗：
（3）电导：
（4）电纳：
2．输电线路的等效电路
输电线路全线路每相的总电阻、总电抗、总电导及总电纳分别用 R、X、G、B 表
示。
【例 8】（2009）反映输电线路的磁场效应的参数为（）。
A．电抗B．电阻C．电容D．电导
答案:
A。
解析：
电抗是反映载流导线产生的磁场效应的参数。
电阻：
有功功率损失效应
电导：
泄漏和电晕现象。
电纳：
电场效应
【例 9】（2013）在电力系统分析和计算中，功率、电压和阻抗一般是（）。
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
答案：
B
解析：
教材 P222-4.2.2：
注意
3.2.2 应用普通双绕组、三绕组变压器空载与短路实验数据计算变压器参数及制
定其等效电路
1．普通双绕组变压器的等效电路及其参数计算
将两绕组变压器的等效电路参数计算公式归纳如下 ：
RT =
∆ Pk U N
1000 S N
；
Uk % U N
100 SN
；
GT =
∆P0
1000U N
；
BT =
I0% SN
100 U N
2．三绕组变压器的等效电路及其参数计算。
求ΔPk1、ΔPk2、ΔPk3 和 Uk1%、Uk2%、Uk3%较复杂。
4.电网等效电路中有名值和标么值参数的简单计算
1．标么值：
标么值 =
2.基准值的选取
实际有名值（具有单位）
基准值（与实际值同单位）
通常是，先选定三相功率和线电压的基准值 SB 、UB 。
然后求出每相阻抗 ZB、导
纳 YB 和线电流 IB 的基准值。
3. 不同基准值的标幺值之间的变换
XSN
X BX BU B
U N SB
U B SN
SB
【例 10】（2012）电力系统采用标幺值计算时，当元件的额定容量、额定电压为
SN、UN，系统统一基准容量、基准电压为SB、UB，设某阻抗原标幺值为Z * （N），
则该阻抗统一基准Z *
为 （ ）。
答案：
B
解析：
X SN
X B X B U B
U N SB
U B SN
SB
【例 11】（2013）下列网络中的参数如图所示。
用近似计算法计算各元件标幺值?
（取 SB=100MVA）。
（）
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'
d
A. xd = 0.15, xT1* = 0.333, x1* = 0.0907, xT 2* = 0.333, xR* = 0.698
B. x'' = 0.5, xT1* = 0.35, x1* = 0.0992, xT 2* = 0.33, xR* = 0.873
C. x'' = 0.467, xT1* = 0.333, x1* = 0.151, xT 2* = 0.35, xR* = 0.873
D. x'' = 0.5, xT1* = 0.3, x1* = 0.364, xT 2* = 0.3, xR* = 0.698
答案：
C
4.3简单电网的潮流计算
4. 3.1电压降落、电压损耗、功率损耗的定义
1．电压降落
2．电压损耗
电压损耗是指线路首末两端电压的数值差 U1-U2，它是一个标量。
3．功率损耗
【例 12】（2012）电力系统电压降定义为（）。
答案:
A
4.3.2已知不同点的电压和功率情况下的潮流简单计算方法
1．开式网络的潮流计算
（1）已知同一点电压和功率，如已知末端功率和末端电压的情况。
计算思路：
从已知功率、电压端，利用相关计算公式由末端往首端齐头并
进逐段求解功率和电压，计算过程如图 4-17 所示。
【例 13】（2009）输电线路等效电路及参数如图所示，已知末端电压
2S2S1
U& = 110∠00 KV ,末端负荷 & = （15 + j13）MVA ，始端功率 &为（
）o
答案 ：
C
解析：
本题为开式网已知同一端（末端）的 S 和 U 的情况，只需要由末端往首
端推 S 和 U 即可。
故最后选择答案 C。
（2）已知不同点电压和功率，例如已知末端功率和首端电压的情况。
计算思路：
总结为“一来、二去”共两步来逼近需求解的网络功率和电压分
布。
“一来”是假设全网电压均为线路额定电压，用已知功率端的功率和假设的
额定电压由末端往首端推算功率；“二去”是从已知电压的节点开始，用前一步
推得的功率和已知电压节点的电压，由首端往末端推算电压。
计算过程如图 4
-21 所示。
【例 14 】 （2012） 某 330kV 输
电线路的等效电路如题 4-29
S2S1
&
图所示，已知KV ， & = （150 + j50）MVA ，线路始端功率 &及末端电
压U2 为（）.
答案：
C
解析：
（1）此题为已知末端功率和首端电压的情况，先假设全网电压为额定电压，
即 330KV，由末端往首端推功率，求出 S1。
具体参考教材[例 4-13]
4.3.3 输电线路中有功功率，无功功率的流向与功角、电压幅值的关系
有功功率是从电压相位超前的一端流向滞后的一端。
无功功率的流向主要由两端节点电压的幅值决定，由幅值高的一端流向低
的一端。
【例 15】（2012）在忽略输电线路电阻和电导的情况下，输电线路电抗为 X，输电
线路电纳为 B，线路传输功率与两端电压的大小及其相位差秒之间的关系为
（）。
答案：
C
4.3.4 输电线路的空载与负载运行特性
1．输电线路的空载运行特性
输电线路空载，线路末端功率为 O，即在图 4-26 中 S2 =0，
当线路末端电压 U2 已知
考虑到高压线路一般所采用的导线截面较大,即认为 R=0。
由于线路等效电路的
电纳是容性，即 B>O，故由式（4-37）可知 U1＜U2。
这说明高压输电线路空载时，
线路末端的电压将高于始端电压，故此称为末端电压升高现象。
【例16】（2013 ） 在下图系统中，已知 220KV 的参数为 R=31.5Ω, X= 58.5Ω，B
/ 2=2.168×10 - 4 S，线路端母线电压为 223∠0oKV ，线路末端电压为：
（A） 225.9∠-0.4oKV；（B） 235.1∠-0.4o KV；
（C） 225.9∠0.4o KV；（D） 235.1∠0.4o KV；
答案:
A
解析：
该线路属空载运行，根据线路空载运行公式：
将题目中已知参数带入，得到：
223∠00 = （1 - 2.168 ⨯10-4 ⨯ 58.5 + j2.168 ⨯10-4 ⨯ 31.5）U 2
从而可得：
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U 2 = 225.9∠ - 0.40 KV
4.4 无功功率平衡和电压调整
4.4.3 利用电容器进行补偿调压的原理与方法
对于电容器，按最小负荷时全部退出，最大负荷时全部投入的原则选择变压
器的电压比，即先在最小负荷时确定变压器电压比，有
然后在最大负荷时由式（4 -43）求出所需要的无功补偿容量，即
'
式（4 -46）中，U2Cmax 为所要求的最大负荷时低压母线电压；U2max 为最大负荷时归
算至高压侧的低压母线电压。
4.4.4变压器分接头进行调压时，分接头的选择计算
【例 17】（2008）某变电站有一台变比为（110±2×2.5%）kV/6.3 kV，容量为
31.5MVA 的降压变压器，归算到高压侧的变压器阻抗为ZT=2.95+j48.8Ω，变电
站低压侧最大负荷为 24+jl8MVA，最小负荷为 12+j9MVA，变电站高压侧电压在最
大负荷时保持 110kV，最小负荷时保持 ll3kV，变电站低压母线要求恒调压，保
持 6.3kV，满足该调压要求的变压器分接头电压为（）。
A.110kVB.104.5kVC.114.8kVD.121kV
答案：
B
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（类似题型多次出现））
4.5短路电流计算
1.计算短路点 f 三相短路电流周期分量初始有效值的标幺值为
换算为有名值为
短路容量的概念
利用这一关系，很容易求得短路容量的有名值
3. 冲击电流、最大有效值电流的定义和关系
式中Ksh 一冲击系数；
T 一短路回路的时间常数，s；
lfm 一三相短路电流周期分量幅值，A；
If—三相短路电流周期分量有效值，A。
对 L 较大的中、高压系统，取 Ksh=1.8，则
对 R 较大低压系统，取 Ksh=1.3，则
ish 用于校验电气设备和载流导体在短路时的动稳定。
3．最大有效值电流的定义和计算
当 Ksh=1.3 时，ISh=1.09If。
Ish 用于校验电气设备在短路时的热稳定。
各序分量具有如下特征：
（1）正序分量：
三相大小相等，相位 U 超前于 V 相 1200，V 超前于 W 相 1200。
（2）负序分量：
三相大小相等，相位 U 超前于 W 相 1200,W 超前于 V 相 1200。
（3）零序分量：
三相大小相等，且相位相同。
引入算子 α = e
j 120 o
，写成矩阵形式为
当选
择 U 相作为基准相时，式（4-61）左乘逆矩阵，可得由三相相量求其对称分量的关
系为
【 例 18】（2012） 网络接线如题图所示，元件参数示于图中，系统 S 的短路容量
为 1200MVA．取SB = 60MVA，当图示 f 点发生三相短路时，短路点的短路电流及
短路冲击电流分别为（）。
A.
6.127kA,14.754kAB.6.127kA,15.57kA
C.5.795kA,15.574kAD.5.795kA,14.754kA
答案：
D
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4．6 变压器
了解三相组式变压器及三相心式变压器结构特点、了解变压器电压变比和参
数的测定方法、掌握变压器工作原理、掌握变压器电压调整的定义
【例 19】（2009）变压器短路试验的目的主要是测量：
（）。
（A）铁耗和铜耗（B）铜耗和阻抗电压
（C）铁耗和阻抗电压（D）铜耗和励磁电流
答案：
B
解析：
变压器短路损耗 Pk 近似等于额定电流流过变压器时高低压绕组中总的铜
耗 PCu 。
当变压器二次绕组短路时，使绕组中通过额定电流，在一次侧测得的电
压即为短路电压，电力变压器绕组的漏抗 X T 远大于电阻 RT ，近似认为短路电压
全部降落在变压器的漏抗上。
【例 20】（2012）:
一台 S N = 63000kVA ， 50Hz ，U1N /U 2N = 220 /10.5kV ， YN / d
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3） 短路铜损耗是 PCu =β2 ⨯ PCu（额定） = （0.8） ⨯ 210kW = 134.4kW ，（铜损与负载
连接的三相变压器，在额定电压下，空载电流为额定电流的 1% ，空载损耗
P0 = 61kW ， 其 阻 抗 电 压 uk = 12% ； 当 有 额 定 电 流 时 的 短 路 铜 损 耗 是
PCu = 210kW ，当一次边保持额定电压，二次边电流达到额定的 80%且功率因数
为 0.8（滞后）时的效率为（）。
（A）99.47%（B）99.495%（C）99.52%（D）99.55%
答案：
C
解析：
当一次边保持额定电压，二次边电流达到额定电流的 80%时，负载系数
β = 0.8 ，则：
1） 输出功率：
P2 = βS N cosθ 2 = （0.8 ⨯ 63000 ⨯ 0.8）kW = 40320kW ；
2） 空载损耗：
P0 = 61kW ；
2
电流有关）
变压器的效率η ：
η =
P2
1
P
=
P2
P2 + P0 + PCu
=
40320
40320 + 61 + 134.4
⨯100% = 99.5177%
4.7感应电动机
了解感应电动机的工作原理及主要结构、掌握感应电动机转矩、额定功率、
转差率的概念及其等效电路、了解感应电动机三种运行状态的判断方法、掌握感
应电动机的工作特性、掌握感应电动机的起动方法了解感应电动机的常用调速方
法
【例 20】（2012）一台三相鼠笼式感应电动机，额定电压为 380V，定子绕组 ∆ 接
法，直接起动电流为
I st
，若将电动机定子绕组改为 Y 接法，加线电压为 220V 的
I st 与 I st 相比的变化为（）。
对称三相电流直接起动，此时的起动电流为
/
（A）变小（B）不变（C）变大（D）无法判断
答案：
A
【例 21】（2010,2008）绕线式异步电动机拖动恒转矩负载运行，当转子回路串人
不同电阻，电动机转速不同，而串入电阻与未串电阻相比，对转子的电流和功率
因数的影响是（）。
A．转子的电流大小和功率因数均不变
B．转子的电流大小变化，功率因数不变
C．转子的电流大小不变，功率因数变化
D．转子的电流大小和功率因数均变化
答案：
D
【例 22】（2007）一台三相绕线转子异步电动机，额定频率fN = 50Hz，额定转
速nN = 980r/min，当定子接到额定电压，转子不转且开路时的每相感应电动势
为 110V，那么电动机在额定运行时转子每相感应电动势E2为（）W。
A．OB．2.2C.38.13D．110
答案：
B
解题过程：
当转子以转差率 s 旋转时，转子导体中感应的电动势和电流的频率为
f2 = sf1，
则转子绕组在转差率为 s 所感应的电动势为：
该题中，电动机的nN=980r/min，同步转速n1 = l000r/min，则转差率s =
n1 - nN
nN=
1000 - 980
1000
= 0.02，电动机在额定运行时转子每相感应电动势为E2s=sE2
= 0.02 × 110V=2.2V。
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2
4.8 同步电机
了解同步电机额定值得含义、并入电网的条件和方法、同步发电机有功功率
及无功功率的调节、运行特性等
【例 23】（2013）同步发电机与大电网并联时，并联条件中除发电机电压小于电
网电压 10%外，其它条件均已满足，此时若合闸并联，发电机将（）
（A）产生很大电流，使发电机不能并网；
（B）产生不大电流，此电流是电感性输出电流；
（C）产生不大电流，此电流是电容性输出电流；
（D）产生不大电流，此电流是纯有功输出电流；
答案：
C
解析：
同步发电机与大电网并联时的条件是相序与相位，电压、频率都与电网的
各值在一个很小的偏差内。
俗称同期。
发电机电压小于电网电压 10%，说明发电
机处于欠励状态，功率因数超前，此电流是容性输出电流。
【例 24】（2012）同步电动机处于过励磁状态，它从电网吸收（）。
（A）感性功率（B）容性功率
（C）纯有功电流（D）纯电阻电流（或直流电流）
答案：
B。
解析：
通过调节同步电动机的励磁电流调节无功功率，改善电网的功率因数。
在过励磁状态（电流超前电压）下，同步电动机从电网吸收超前的无功功率
（电容性无功功率），即向电网发出滞后的无功功率（感性无功功率）；
在欠励磁状态（电流滞后电压）下，同步电动机从电网吸收滞后的无功功率（感
性无功功率），即向电网发出超前的无功功率（电容性无功功率）。
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4.9过电压及绝缘配合
了解过电压得种类、特性。
了解接地和接地电阻、接触电压和跨步电压的基
本概念，氧化锌避雷器的基本特性，避雷针、避雷线保护范围的确定
【例 25】（2010）35kV 及以下输电线路一般不采取全线架设避雷线的原因是
（）。
A．感应雷过电压超过线路耐雷水平B．线路杆塔挡距小
C．线路短D．线路输送容量小
答案：
D
解析：
35kV 及以下电压等级线路，发生雷击造成短路或接地故障后，故障电流
小。
所以对于 35kV 及以下电压等级线路，一般不采用全线架设避雷线的方式，
而是采用中性点不接地或者
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