2025年注冊電氣工程師考試電氣工程及自動化案例分析與綜合應(yīng)用試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（本大題共20小題，每小題2分，共40分。在每小題的備選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題意，請將正確選項(xiàng)的字母填在括號內(nèi)。）1.某變電站10kV配電室，采用GIS設(shè)備，其母線電壓互感器二次側(cè)額定電壓為100V，若現(xiàn)場測量發(fā)現(xiàn)二次側(cè)電壓為98V，可能的原因是（）。A.電壓互感器內(nèi)部線圈匝數(shù)變化B.二次側(cè)線路存在嚴(yán)重短路C.二次側(cè)熔斷器熔斷D.電壓互感器一次側(cè)電壓實(shí)際低于10kV2.一臺S9-500kVA變壓器，連接三角形負(fù)載，額定電壓為6kV/0.4kV，若負(fù)載功率因數(shù)為0.8，變壓器滿載運(yùn)行時(shí)，其二次側(cè)電流約為（）。A.721AB.632AC.50AD.866A3.在110kV輸電線路中，若線路相間距離為4m，導(dǎo)線對地距離為10m，當(dāng)風(fēng)速為25m/s時(shí)，導(dǎo)線可能發(fā)生（）。A.靜電感應(yīng)B.跳線現(xiàn)象C.顫動D.頻率變化4.某工廠配電系統(tǒng)采用放射式接線，其饋線電纜長期允許載流量為120A，若設(shè)計(jì)電流為90A，按照經(jīng)濟(jì)電流密度法，電纜選型應(yīng)考慮（）。A.電壓損失B.散熱條件C.機(jī)械強(qiáng)度D.允許電壓損失5.在PLC控制系統(tǒng)中，若某輸入點(diǎn)接收到脈沖信號，其上升沿和下降沿時(shí)間分別為10μs和20μs，則該信號的有效觸發(fā)時(shí)間約為（）。A.10μsB.20μsC.30μsC.15μs6.某變電站采用500kV并聯(lián)電抗器進(jìn)行無功補(bǔ)償，其額定容量為200Mvar，若系統(tǒng)電壓為525kV，電抗器實(shí)際無功輸出約為（）。A.192MvarB.200MvarC.208MvarD.180Mvar7.在繼電保護(hù)整定中，某線路距離保護(hù)Ⅰ段動作時(shí)限為0.5s，若整定原則為“近后備”，則Ⅱ段動作時(shí)限應(yīng)（）。A.大于0.5sB.小于0.5sC.等于0.5sD.取決于系統(tǒng)阻抗8.一臺400kW電動機(jī)，采用星三角啟動方式，其額定電流為58A，若電網(wǎng)電壓為380V，啟動電流約為（）。A.84AB.116AC.329AD.26A9.在變頻器控制系統(tǒng)中，若某電機(jī)額定功率為22kW，額定電壓為380V，額定電流為42A，采用V/f控制方式，其最大輸出頻率約為（）。A.50HzB.100HzC.60HzD.120Hz10.某工廠配電室接地電阻實(shí)測為1.5Ω，根據(jù)GB50054-2011規(guī)定，該接地系統(tǒng)屬于（）。A.保護(hù)接地B.工作接地C.防雷接地D.信號接地11.在PLC編程中，若某程序段包含100條指令，掃描周期為10ms，則程序執(zhí)行時(shí)間約為（）。A.1sB.10msC.100msD.1000ms12.一臺高壓開關(guān)柜，其額定電流為1250A，若環(huán)境溫度為40℃，根據(jù)DL/T404-2007標(biāo)準(zhǔn)，其額定電流修正系數(shù)約為（）。A.0.85B.0.95C.1.05D.1.1513.在電力系統(tǒng)中，若某線路發(fā)生單相接地故障，故障電流為200A，若系統(tǒng)電容電流為10A，則故障點(diǎn)的弧光過電壓約為（）。A.1000VB.2000VC.3000VD.4000V14.某工廠配電系統(tǒng)采用UPS供電，其額定容量為100kVA，輸出電壓為380V，若負(fù)載功率因數(shù)為0.8，則最大輸出功率約為（）。A.80kWB.100kWC.120kWD.150kW15.在繼電保護(hù)整定中，某線路零序電流保護(hù)動作定值為10A，若系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，故障點(diǎn)零序電流為15A，則該保護(hù)（）。A.可靠動作B.可能誤動C.可能拒動D.需要復(fù)核16.一臺6kV電動機(jī)，額定功率為55kW，采用直接啟動方式，其額定電流為97A，若電網(wǎng)容量為500kVA，則啟動時(shí)電網(wǎng)電壓降約為（）。A.8%B.12%C.16%D.20%17.在PLC控制系統(tǒng)中，若某輸出點(diǎn)驅(qū)動交流接觸器，其線圈電壓為220V，若PLC輸出為24V直流，則需使用（）。A.中繼繼電器B.光電隔離器C.晶體管驅(qū)動器D.變壓器18.某變電站采用500kV電容器組進(jìn)行無功補(bǔ)償，其額定容量為100Mvar，若系統(tǒng)電壓為525kV，電容器實(shí)際無功輸出約為（）。A.95MvarB.100MvarC.105MvarD.90Mvar19.在繼電保護(hù)整定中，某線路距離保護(hù)Ⅰ段保護(hù)范圍約為80km，若系統(tǒng)阻抗角為70°，則實(shí)際保護(hù)范圍約為（）。A.74kmB.80kmC.86kmD.90km20.一臺400kW電動機(jī)，采用軟啟動器啟動，其額定電流為58A，若電網(wǎng)電壓為380V，啟動電流約為（）。A.84AB.116AC.329AD.26A二、簡答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分。請根據(jù)題目要求，簡明扼要地回答問題。）1.某變電站10kV配電室采用GIS設(shè)備，若發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部存在輕微放電聲，可能的原因有哪些？應(yīng)如何處理？2.一臺S9-500kVA變壓器，連接三角形負(fù)載，額定電壓為6kV/0.4kV，若負(fù)載功率因數(shù)為0.8，變壓器滿載運(yùn)行時(shí)，其一次側(cè)電流約為多少？請說明計(jì)算過程。3.在110kV輸電線路中，若線路相間距離為4m，導(dǎo)線對地距離為10m，當(dāng)風(fēng)速為25m/s時(shí)，導(dǎo)線可能發(fā)生哪些現(xiàn)象？應(yīng)如何防范？4.某工廠配電系統(tǒng)采用放射式接線，其饋線電纜長期允許載流量為120A，若設(shè)計(jì)電流為90A，按照經(jīng)濟(jì)電流密度法，電纜選型應(yīng)考慮哪些因素？請說明選型原則。5.在PLC控制系統(tǒng)中，若某輸入點(diǎn)接收到脈沖信號，其上升沿和下降沿時(shí)間分別為10μs和20μs，則該信號的有效觸發(fā)時(shí)間約為多少？請說明計(jì)算依據(jù)。三、計(jì)算題（本大題共4小題，每小題10分，共40分。請根據(jù)題目要求，列出計(jì)算步驟，得出計(jì)算結(jié)果。）1.某變電站110kV母線，采用雙母線接線，母線額定電壓為115kV，母線額定電流為1500A，母線短路容量為5000MVA。若母線連接兩臺變壓器，每臺變壓器額定容量為315MVA，阻抗電壓為10%，試計(jì)算母線最大短路電流，并說明計(jì)算依據(jù)。2.一臺6kV電動機(jī)，額定功率為55kW，額定電流為97A，采用直接啟動方式，其額定轉(zhuǎn)矩為350N·m，若電網(wǎng)容量為500kVA，試計(jì)算啟動時(shí)電網(wǎng)電壓降，并說明計(jì)算依據(jù)。3.某工廠配電系統(tǒng)采用UPS供電，其額定容量為100kVA，輸出電壓為380V，若負(fù)載功率因數(shù)為0.8，試計(jì)算UPS最大輸出功率，并說明計(jì)算依據(jù)。4.在PLC控制系統(tǒng)中，若某輸入點(diǎn)接收到脈沖信號，其上升沿和下降沿時(shí)間分別為10μs和20μs，試計(jì)算該信號的有效觸發(fā)時(shí)間，并說明計(jì)算依據(jù)。四、綜合應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題15分，共30分。請根據(jù)題目要求，結(jié)合所學(xué)知識，綜合分析問題，提出解決方案。）1.某變電站10kV配電室采用GIS設(shè)備，若發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部存在輕微放電聲，試分析可能的原因，并提出相應(yīng)的處理措施。2.一臺S9-500kVA變壓器，連接三角形負(fù)載，額定電壓為6kV/0.4kV，若負(fù)載功率因數(shù)為0.8，變壓器滿載運(yùn)行時(shí)，試分析其運(yùn)行狀態(tài)，并提出相應(yīng)的維護(hù)建議。本次試卷答案如下一、選擇題答案及解析1.答案：D解析：電壓互感器二次側(cè)電壓低于額定電壓，說明一次側(cè)電壓實(shí)際低于10kV，電壓互感器按比例降壓，二次側(cè)電壓隨之降低。2.答案：B解析：三角形接線時(shí)，線電流是相電流的√3倍。額定電流I線=I相*√3=（額定功率/P功率因數(shù)）/額定電壓*√3=（500000/0.8）/6000*√3≈632A。3.答案：C解析：25m/s的風(fēng)速已接近導(dǎo)線舞動的臨界風(fēng)速，導(dǎo)線可能發(fā)生顫動現(xiàn)象。4.答案：B解析：經(jīng)濟(jì)電流密度法選型主要考慮電纜散熱條件，確保長期運(yùn)行時(shí)電纜溫度不超過允許值。5.答案：D解析：有效觸發(fā)時(shí)間取上升沿和下降沿時(shí)間中的較大值，即20μs。6.答案：A解析：實(shí)際無功輸出=額定容量*（實(shí)際電壓/額定電壓）^2=200*（525/500）^2≈192Mvar。7.答案：A解析：距離保護(hù)整定原則是"近后備"，Ⅰ段動作時(shí)限小于Ⅱ段，所以Ⅱ段動作時(shí)限應(yīng)大于0.5s。8.答案：C解析：星三角啟動時(shí)，啟動電流約為直接啟動的6-7倍，即58*6≈329A。9.答案：C解析：V/f控制方式下，最大輸出頻率通常為額定頻率的60%，即60Hz。10.答案：A解析：根據(jù)GB50054-2011，接地電阻1.5Ω屬于保護(hù)接地范圍。11.答案：B解析：程序執(zhí)行時(shí)間=指令數(shù)*掃描周期=100*10ms=1000ms，但PLC程序執(zhí)行時(shí)間通常指基本指令執(zhí)行時(shí)間，一般認(rèn)為10ms左右。12.答案：B解析：根據(jù)DL/T404-2007，環(huán)境溫度40℃時(shí)，額定電流修正系數(shù)為0.95。13.答案：B解析：弧光過電壓=系統(tǒng)電壓*（故障電流/電容電流）=525*（200/10）=2000V。14.答案：A解析：最大輸出功率=額定容量*功率因數(shù)=100*0.8=80kW。15.答案：C解析：零序電流保護(hù)定值10A小于最小運(yùn)行方式下故障電流15A，可能拒動。16.答案：B解析：直接啟動時(shí)，啟動電流約為額定電流的4-7倍，電網(wǎng)電壓降≈（啟動電流*額定電流）/電網(wǎng)容量=（97*7*97）/500≈12%。17.答案：B解析：PLC輸出24V直流需通過光電隔離器驅(qū)動220V交流接觸器。18.答案：A解析：實(shí)際無功輸出=額定容量*（實(shí)際電壓/額定電壓）^2=100*（525/500）^2≈95Mvar。19.答案：A解析：距離保護(hù)實(shí)際保護(hù)范圍=整定距離*（sin(180°-系統(tǒng)阻抗角)/sin(180°-實(shí)際阻抗角))=80*sin(10°)/sin(70°)≈74km。20.答案：A解析：軟啟動器啟動電流約為直接啟動的2-3倍，即58*3≈174A，接近84A。二、簡答題答案及解析1.答案：GIS內(nèi)部輕微放電聲可能原因及處理：可能原因：①絕緣子表面污穢；②SF6氣體濕度超標(biāo)；③金屬部件接觸不良。處理措施：①停電檢查絕緣子，清潔表面；②檢測SF6氣體濕度，必要時(shí)補(bǔ)充干燥氣體；③檢查金屬部件連接緊固情況，消除接觸電阻。2.答案：計(jì)算過程：一次側(cè)電流=額定功率/(額定電壓*功率因數(shù)*√3)=500000/(6000*0.8*√3)≈79A實(shí)際電流=79*(1+10%)≈87A3.答案：可能現(xiàn)象及防范：可能現(xiàn)象：①導(dǎo)線舞動；②絕緣子閃絡(luò)；③線夾過熱。防范措施：①增大相間距離或采用防舞裝置；②加強(qiáng)絕緣子清潔；③選擇合適線夾規(guī)格。4.答案：電纜選型考慮因素及原則：考慮因素：①允許載流量；②電壓損失；③機(jī)械強(qiáng)度；④經(jīng)濟(jì)性。選型原則：①滿足長期允許載流量；②確保電壓損失在允許范圍內(nèi)；③滿足短路熱穩(wěn)定要求；④綜合考慮初投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。5.答案：計(jì)算依據(jù)：有效觸發(fā)時(shí)間取上升沿和下降沿時(shí)間中的較大值，即20μs。依據(jù)：PLC輸入接口對信號邊沿有響應(yīng)時(shí)間要求，通常以較慢的邊沿為準(zhǔn)。三、計(jì)算題答案及解析1.答案：最大短路電流計(jì)算：基準(zhǔn)電流Sb=5000MVA/(115kV*√3)=25.1kA系統(tǒng)阻抗Zs=(115kV/25.1kA)^2=52.9Ω母線短路電流Ik=115kV/52.9Ω≈2.18kA2.答案：電網(wǎng)電壓降計(jì)算：額定轉(zhuǎn)矩Tn=9550*55/6=8716N·m啟動轉(zhuǎn)矩Tst=1.8*Tn=15691N·m啟動電流Ist=（1.8*55*97）/（9550/6）≈9.7A電網(wǎng)電壓降=（Ist*額定阻抗）/Sb≈0.2%3.答案：UPS最大輸出功率計(jì)算：實(shí)際功率=額定容量*功率因數(shù)=100*0.8=80kW4.答案：有效觸發(fā)時(shí)間計(jì)算：有效觸發(fā)時(shí)間取上升沿和下降沿時(shí)間中的較大值，即20μs依據(jù)：PLC輸入接口對信號邊沿有響應(yīng)時(shí)間要求，通常以較慢的邊沿為準(zhǔn)。四、綜合應(yīng)用題答案及解析1.答案：GIS放電聲處理：原因分析：①絕緣子表面污穢導(dǎo)致沿面放電；②SF6氣體濕度超標(biāo)引發(fā)內(nèi)部放電；③金屬部