2025年電氣工程師考試專項訓練電氣設計能力提升試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。下列選項中，只有一項符合題意）1.某工廠變電所10kV進線采用TN-S接地系統(tǒng)，其保護線（PE線）在進入建筑物前應采取什么措施以防止設備外殼帶電？A.安裝二級漏電保護器B.與工作零線（N線）合并C.做重復接地D.增加電纜截面積2.根據(jù)短路電流計算結果，選擇高壓斷路器時，其主要技術參數(shù)需要滿足哪些要求？（選擇所有適用項）A.額定電壓不低于系統(tǒng)額定電壓B.額定電流不小于回路的計算電流C.額定開斷電流不小于預期最大短路電流（有效值）D.額定動穩(wěn)定電流不小于預期最大短路電流（沖擊值）3.在進行供配電系統(tǒng)負荷計算時，對于計算負荷（Pj）的確定，下列說法正確的是？A.計算負荷等于最大有功負荷B.計算負荷通常等于需要系數(shù)法計算出的負荷C.計算負荷是按發(fā)熱條件選擇導體和設備依據(jù)的主要負荷值D.計算負荷的計算需要考慮同時率，但無需考慮功率因數(shù)4.某照明回路，照度計算要求達到100lx，若采用一般照明方式，采用光通量為1000流明的LED燈泡，計算其安裝高度對光通量利用的影響，下列描述正確的是？A.燈具安裝高度越高，到達地面的光通量利用率越高B.燈具安裝高度對光通量利用率基本無影響C.燈具安裝高度越低，到達地面的光通量利用率越高D.應根據(jù)燈具類型選擇最佳安裝高度，與照度要求無關5.一座建筑物按防雷規(guī)范劃分為第二類防雷建筑，其防雷設計應重點考慮哪些措施？（選擇所有適用項）A.設置接閃器（避雷針、避雷帶、避雷網）B.進行等電位連接C.采用TN-S接地系統(tǒng)D.保護建筑物內的信息系統(tǒng)設備6.選擇電力變壓器時，其連接組別（如Yyn0,Dd11）主要取決于？A.變壓器的容量大小B.變壓器一次側和二次側的電壓比C.變壓器所接電網的相數(shù)和接線方式以及與系統(tǒng)的配合D.變壓器冷卻方式7.在低壓配電系統(tǒng)中，選擇漏電保護器（RCD）時，對于同時存在相線和中性線斷線的保護功能，下列哪種漏電保護器能夠提供有效保護？A.僅具有電壓閉鎖功能的RCDB.漏電保護繼電器（RLA）C.無電壓閉鎖或具有零序電壓選擇性技術的漏電保護器D.只能檢測相線對地漏電的保護器8.計算低壓配電線路的電壓損失時，線路阻抗（Z）的計算主要涉及哪些參數(shù)？A.線路長度、導線截面積、材料電阻率B.線路電壓等級、負荷功率因數(shù)、線路長度C.線路芯數(shù)、導線絕緣材料、環(huán)境溫度D.保護裝置類型、負荷性質、導線排列方式9.以下哪項措施不屬于提高功率因數(shù)的目的？A.減少線路損耗B.降低變壓器負載率C.減少電壓損失D.增加電網無功負荷10.某變電所中，發(fā)電機與變壓器之間連接的斷路器，其額定斷開電流需要考慮的主要因素是？A.發(fā)電機額定電流B.變壓器額定電流C.發(fā)電機和變壓器額定電流之和D.回路預期最大短路電流（包括發(fā)電機、變壓器等所有元件產生的短路電流）二、填空題（每空2分，共20分）1.選擇低壓斷路器作為線路保護時，其長延時脫扣器整定電流應______線路的計算電流，瞬時脫扣器整定電流應______線路預期最大短路電流。2.根據(jù)GB50054《低壓配電設計規(guī)范》，TN-S系統(tǒng)是指保護線（PE線）與工作零線（N線）______的供電系統(tǒng)。3.電氣裝置的接地按照功能不同可分為工作接地、保護接地和______三種主要類型。4.計算三相異步電動機的起動電流時，直接起動時的起動電流（Ist）通常為其額定電流（In）的______倍。5.在進行短路電流計算時，計算點通常選擇在系統(tǒng)中發(fā)生______的地點。6.照明設計中，常用的照度標準是以______（單位：lx）來表示的。7.選擇電纜時，除了考慮電壓等級、電流容量外，還需根據(jù)安裝方式確定電纜的______。8.為了防止雷電流在接地裝置中產生的高電位反擊損壞附近設備，應在防雷接地裝置與被保護設備之間保持一定的距離，這個距離稱為______。9.無功補償裝置的主要作用是提高電網的______，減少線路損耗。10.供配電系統(tǒng)設計應遵循的原則包括安全性、可靠性、經濟性、______和節(jié)能環(huán)保。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述需要系數(shù)法估算計算負荷的原理及其主要影響因素。2.簡述TN-S接地系統(tǒng)與TN-C-S接地系統(tǒng)在保護方式上存在的主要區(qū)別。3.簡述選擇變壓器連接組別時需要考慮的主要因素。四、計算題（共25分）1.某工廠車間設有100kW的照明負載，需要系數(shù)Kd=0.8，功率因數(shù)cosφ=0.9，線路計算電流為多少？（5分）2.有一臺額定電壓為10kV/0.4kV，S9-500/10型變壓器，連接組別為Dd11，額定電流Ie（高壓側）=28.9A，Ie（低壓側）=721.7A。若變壓器低壓側出口發(fā)生三相對稱短路，已知短路電壓Uk%=4%，計算其短路電流（周期分量有效值）Ik"。（提示：可近似認為Uk%=Zk%，忽略變壓器電阻，計算Sj=100MVA時的短路電流）（10分）3.某低壓配電線路采用BV-500V4mm2銅芯導線，穿鋼管敷設，線路長度為80m，負荷電流為60A。已知導線在空氣中敷設時的交流電阻R0=15.9Ω/km，鋼管的集膚效應和鄰近效應校正系數(shù)為1.05。試計算該線路的線路阻抗（阻抗值，無需單位，保留兩位小數(shù)），并簡述阻抗值在實際計算（如電壓損失）中的應用。（提示：阻抗Z=R+jX，可近似認為X≈R，此處僅需計算R的修正值）（10分）試卷答案一、選擇題1.C2.A,C,D3.C4.C5.A,B,C,D6.C7.C8.A9.B10.D二、填空題1.等于或大于；大于或等于2.分開3.防雷接地4.4-7（或給出具體范圍，如6）5.短路電流6.光通量7.彎曲半徑8.安全距離9.功率因數(shù)10.可靠性三、簡答題1.需要系數(shù)法是利用設備的額定容量（或實際最大負荷）乘以需要系數(shù)來估算計算負荷的方法。需要系數(shù)反映了設備在實際運行中并非全部同時達到其額定負荷，以及設備效率、同時運行率、功率因數(shù)等因素對負荷的影響。計算結果通常小于設備的額定容量之和。主要影響因素包括用電設備的種類、性質、運行方式、同時使用率等。2.TN-S系統(tǒng)將保護線（PE線）和工作零線（N線）在變壓器中性點后分開敷設，二者沒有電氣連接。其保護方式是：正常時，零線有工作電流，PE線無電流。發(fā)生相線碰殼故障時，故障電流經PE線流回電源，使漏電保護器動作（若采用漏電保護器保護），或使保護裝置（如熔斷器、斷路器）在相-零短路電流下動作，保護效果好，且不會因N線斷線導致設備外殼帶電。TN-C-S系統(tǒng)則是在TN-C系統(tǒng)的基礎上，從N線引出PE線，保護方式上存在N線斷線時設備外殼帶電的風險。3.選擇變壓器連接組別主要考慮以下因素：*電源側（高壓側）的接線方式：需與電網的接線方式匹配。*負載側（低壓側）的接線方式：需滿足用電設備的接線要求。*并聯(lián)運行要求：若需多臺變壓器并聯(lián)運行，所有變壓器的連接組別必須相同，且高壓、低壓側的相序必須一致。*系統(tǒng)穩(wěn)定性和繼電保護整定：連接組別影響電壓的相位移，對系統(tǒng)并列運行和繼電保護的整定有影響。*電壓調整：某些連接組別（如Dd11）有利于帶感性負載時維持輸出電壓的穩(wěn)定性。四、計算題1.解：Pj=Pn*Kd*cosφPj=100kW*0.8*0.9Pj=72kWSj=Pj/cosφ=72kW/0.9=80kVAIj=Sj/(√3*Ue)=80kVA/(√3*0.4kV)=80kVA/0.692kV≈115.5AIj'=Ij/(√3*Ue)=115.5A/0.692kV≈167AIj''=Ij'*Kd=167A*0.8≈134A或直接用計算電流公式：Ij=Pj/(√3*Ue*cosφ)=72kW/(1.732*0.4kV*0.9)≈115.5AIj'=Ij/(√3*Ue)=115.5A/0.692kV≈167AIj''=Ij'*Kd=167A*0.8≈134A線路計算電流約為134A。（注：題目要求保留兩位小數(shù)，但計算結果通常顯示更多位，此處按最終結果處理）答案：線路計算電流約為134A。2.解：計算基準功率Sj=100MVA基準電壓Uj1(高壓)=10kV基準電壓Uj2(低壓)=0.4kV高壓側基準電流Ij1=Sj/(√3*Uj1)=100MVA/(1.732*10kV)=5.774GVA/10kV≈57.74kA低壓側基準電流Ij2=Sj/(√3*Uj2)=100MVA/(1.732*0.4kV)=5.774GVA/0.4kV≈144.34A高壓側短路阻抗Zk1=Uk%/100*(Uj1/Ij1)=4%/100*(10kV/57.74kA)=0.04*(10kV/57.74kA)=0.04*(1/5.774)kΩ≈0.00691kΩ=6.91mΩ低壓側短路阻抗Zk2=Uk%/100*(Uj2/Ij2)=4%/100*(0.4kV/144.34A)=0.04*(0.4kV/144.34A)=0.04*(1/360.85)kΩ≈0.000111kΩ=0.111mΩ系統(tǒng)總短路阻抗Zk=Zk1+Zk2=6.91mΩ+0.111mΩ=7.021mΩIk"=Ij2/Zk=144.34A/7.021mΩ=144.34A/0.007021Ω≈20447A≈20.45kA答案：短路電流（周期分量有效值）Ik"約為20.45kA。3.解：導線在空氣中敷設時的交流電阻R0=15.9Ω/km線路長度L=80m=0.08km