2025年電氣工程師考試重點難點電氣設(shè)計專項訓(xùn)練試題集考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（下列選項中，只有一項符合題意）1.某工廠變電所10kV進線采用架空線路引入，進線段長度為1km，為減少系統(tǒng)阻抗，提高電源端短路電流，宜在進線桿塔處裝設(shè)（）。A.限流斷路器B.串聯(lián)電抗器C.并聯(lián)電容器D.避雷器2.在進行變壓器繼電保護整定時，下列哪項原則是錯誤的？（）A.保護動作應(yīng)具有選擇性B.保護裝置應(yīng)靈敏可靠C.保護裝置的整定值應(yīng)隨系統(tǒng)運行方式變化而頻繁調(diào)整D.保護裝置應(yīng)保證一定的動作時限3.某低壓配電回路，負載為白熾燈，總計算負荷為20kW，需要系數(shù)為0.8，線路允許電壓損失為5%，若采用截面積為50mm2的銅導(dǎo)線，穿管敷設(shè)，線路長度為40m，該導(dǎo)線明敷時的計算經(jīng)濟電流密度（按允許電壓損失校驗）約為（）A。（提示：銅導(dǎo)線載流量按環(huán)境溫度35℃考慮，明敷時校正系數(shù)約為0.74）A.30B.40C.50D.604.根據(jù)IEC61000-6-1標(biāo)準(zhǔn)，下列哪個設(shè)備屬于B類電氣設(shè)備？（）A.連接到公共低電壓電網(wǎng)的固定安裝的設(shè)備B.手持式或便攜式工具C.移動式設(shè)備，其功能與固定安裝的設(shè)備類似D.通過電源線將能量傳輸?shù)接脩粼O(shè)備的可移動設(shè)備5.某建筑物防雷等級為II級，其防雷裝置的接地電阻要求不宜大于（）Ω。A.5B.10C.15D.306.在低壓配電系統(tǒng)中，選擇斷路器時，其額定電流應(yīng)大于被保護線路的計算電流，在發(fā)生短路故障時，其瞬動過電流脫扣器動作電流應(yīng)（）線路的短路電流周期分量有效值。A.小于B.等于C.大于D.不小于7.某工業(yè)廠房內(nèi)正常濕度較大，且存在導(dǎo)電粉塵，根據(jù)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》（GB50054），其低壓配電系統(tǒng)應(yīng)采用（）保護方式。A.ITB.TTC.TN-SD.TN-C-S8.計算室內(nèi)照明照度時，若光源為等邊三角布置的線光源，其照度計算公式中的光強利用系數(shù)（ILU）與哪項因素?zé)o關(guān)？（）A.線光源長度B.計算點距線光源的垂直距離C.房間形狀D.線光源的高度9.下列哪項措施不屬于提高電力系統(tǒng)功率因數(shù)的方法？（）A.安裝同步電動機B.使用靜電電容器進行無功補償C.增大線路阻抗D.采用變頻調(diào)速設(shè)備10.依據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50052），供電回路中各級保護電器應(yīng)具有選擇性，當(dāng)采用熔斷器保護時，前一級熔體的額定電流應(yīng)（）后一級熔體的額定電流。A.小于B.等于C.大于D.不確定二、多項選擇題（下列選項中，至少有兩項符合題意）1.影響變壓器短路電壓（阻抗電壓）的因素主要有（）。A.短路阻抗百分值B.變壓器容量C.連接組別D.空載損耗E.繞組電阻和電抗2.低壓配電系統(tǒng)中，保護電器的選擇性配合主要體現(xiàn)在（）方面。A.靈敏度配合B.動作時限配合C.額定電流配合D.極數(shù)配合E.保護類型配合3.建筑物防雷接地系統(tǒng)通常包括（）。A.接閃器B.引下線C.接地極D.等電位聯(lián)結(jié)端子板E.電纜橋架4.下列哪些情況需要進行建筑物防雷擊電磁脈沖（LEMP）防護？（）A.低壓配電系統(tǒng)B.信號信息系統(tǒng)C.金屬管道D.電力線路E.建筑物頂部的防雷裝置5.提高照明節(jié)能效果的技術(shù)措施包括（）。A.選擇高效節(jié)能光源B.優(yōu)化照明設(shè)計，提高照度利用率C.采用智能控制方式D.使用反射性能差的燈具E.定期清潔燈具6.低壓配電系統(tǒng)中的等電位聯(lián)結(jié)的主要目的是（）。A.降低接觸電壓B.降低跨步電壓C.減小雷電流在金屬管道中的傳播D.提高系統(tǒng)接地電阻E.減少設(shè)備間的電位差，消除電位差引起的干擾7.變配電所所址選擇時，應(yīng)優(yōu)先考慮（）等因素。A.接近負荷中心B.電源接入方便C.滿足消防、安全要求D.土地利用經(jīng)濟E.交通運輸便利8.下列關(guān)于導(dǎo)線電纜選型的表述，正確的有（）。A.應(yīng)根據(jù)負荷計算結(jié)果選擇導(dǎo)線截面B.導(dǎo)線截面選擇應(yīng)滿足發(fā)熱條件C.導(dǎo)線截面選擇應(yīng)滿足電壓損失要求D.穿管敷設(shè)時，導(dǎo)線截面應(yīng)按明敷考慮E.應(yīng)考慮環(huán)境溫度對載流量的影響三、簡答題1.簡述供配電系統(tǒng)短路電流計算的目的和主要內(nèi)容。2.闡述低壓配電系統(tǒng)中TN-S、TN-C-S保護方式的特點及適用場合。3.簡述建筑物防雷等級的劃分依據(jù)及其對防雷措施的要求有何不同？4.在進行照明設(shè)計時，如何確定照度標(biāo)準(zhǔn)值？需要考慮哪些因素？5.什么是電力系統(tǒng)的功率因數(shù)？為什么需要提高功率因數(shù)？常用的提高功率因數(shù)的方法有哪些？四、計算題1.某變電所10kV母線上的三相短路電流（周期分量有效值）為20kA，試計算通過一臺額定電壓10/0.4kV，額定容量1000kVA，連接組別YNyn0d11，阻抗電壓百分值Uk%=10的變壓器，向末端線路饋電時，在變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的短路電流（周期分量有效值）。（假設(shè)變壓器阻抗角與系統(tǒng)阻抗角相同，并忽略線路阻抗）2.某低壓配電回路，負載為連續(xù)工作電動機，額定功率22kW，功率因數(shù)為0.8，需要系數(shù)為0.7。線路采用截面積為35mm2的鋁導(dǎo)線，穿鋼管敷設(shè)，線路長度為60m。試計算該線路的年最大負荷利用小時數(shù)（Tmax）為3000h時，線路的導(dǎo)線載流量是否滿足發(fā)熱條件？（提示：鋁導(dǎo)線載流量按環(huán)境溫度30℃考慮，穿鋼管敷設(shè)校正系數(shù)約為0.57，鋁導(dǎo)線載流量可查表得出）3.某防雷等級為III級的建筑物，采用裝設(shè)在屋頂上的避雷針進行保護，避雷針高度為15m，需要保護的最大高度為20m。試確定避雷針應(yīng)裝設(shè)的位置（水平距離）。假設(shè)避雷針的保護范圍按滾球法確定，滾球半徑R=60m。（提示：可利用公式h(p-R)=(R-h)p計算，其中h為避雷針高度，h(p)為被保護物的高度）---試卷答案一、單項選擇題1.B解析：架空進線存在較長分布電容，線路呈容性，入地故障時可能產(chǎn)生過電壓，且短路電流可能較大。裝設(shè)串聯(lián)電抗器可以補償線路感性，限制短路電流，降低電源端過電壓。2.C解析：保護裝置的整定值應(yīng)基于系統(tǒng)正常運行方式和預(yù)期故障情況確定，一旦確定后不應(yīng)頻繁調(diào)整，以保證保護的可靠性。調(diào)整應(yīng)基于系統(tǒng)重大變化或計算錯誤。3.A解析：計算負荷S=20kW*0.8=16kVA。線路電流I=S/(√3*Ucosφ)=16000/(√3*0.4*220)*0.74≈30A。需考慮經(jīng)濟電流密度、發(fā)熱、電壓損失等多方面因素，30A是一個符合經(jīng)濟和電壓損失要求的估算值。4.D解析：根據(jù)IEC61000-6-1分類：A類為便攜式工具，B類為通過電源線傳輸能量的可移動設(shè)備，C類為固定安裝設(shè)備，D類為通過電源線傳輸能量的手提式或便攜式設(shè)備。選項D描述符合D類設(shè)備。5.B解析：根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057）表4.3.3，II級防雷建筑物的防雷裝置接地電阻不宜大于10Ω。6.C解析：保護電器的選擇性要求前一級（如上級斷路器）的動作電流應(yīng)大于后一級（如下級斷路器或熔斷器）的保護整定值，以實現(xiàn)故障隔離。在短路情況下，瞬動脫扣器動作電流必須大于或等于可能出現(xiàn)的最大短路電流周期分量有效值，以保證能可靠動作。7.B解析：根據(jù)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》（GB50054）第3.3.3條，該廠房環(huán)境（潮濕、導(dǎo)電粉塵）屬于潮濕場所或有腐蝕性氣體場所，應(yīng)采用TT系統(tǒng)，以保證人身安全。8.C解析：光強利用系數(shù)主要與光源類型、布置方式、計算點位置、房間幾何尺寸、表面反射比等因素有關(guān)。房間形狀影響光線的反射路徑和分布，因此與ILU有關(guān)。線光源長度、計算點垂直距離、光源高度直接影響照度計算值，但ILU是反映利用效率的系數(shù)。9.C解析：提高功率因數(shù)意味著減少電路中的無功功率流動，從而降低線路損耗，提高電網(wǎng)傳輸效率。增大線路阻抗會增加線路損耗，與節(jié)能目的相反。10.C解析：保護選擇性要求上下級保護之間有可靠的動作時限級差，通常上級保護（如干線熔斷器）的額定電流或整定電流應(yīng)大于下級保護（如下級熔斷器或斷路器）的額定電流或整定電流，確保故障時下級先動作。二、多項選擇題1.A,C,E解析：變壓器短路電壓（阻抗電壓）Uk%是表示變壓器短路阻抗的百分值，它由繞組的電阻R和電抗X決定（Uk%≈(R+Xl)*100%/Uk，其中Xl為短路電抗）。連接組別影響電壓相位，進而影響短路電壓的計算和測量。變壓器容量影響其額定電流和額定阻抗值，但Uk%本身是相對值，主要由繞組參數(shù)決定。2.A,B,C解析：保護選擇性主要體現(xiàn)在：1)靈敏度：保護裝置對被保護對象的故障應(yīng)足夠靈敏。2)動作時限：上下級保護之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)臅r限配合，確保選擇性動作。3)額定電流配合：上級保護電器的額定電流或整定值應(yīng)大于下級保護電器的額定電流或整定值。極數(shù)配合和類型配合不是選擇性的核心體現(xiàn)。3.A,B,C,D解析：接閃器、引下線、接地極是構(gòu)成外部防雷裝置的主要部分，用于將雷電流引入大地。等電位聯(lián)結(jié)端子板是內(nèi)部等電位聯(lián)結(jié)的一部分，用于連接不同金屬部件，降低接觸電壓和跨步電壓，屬于防雷減災(zāi)措施，但不是外部防雷裝置的核心組成。電纜橋架是布線通道。4.A,B,C,D,E解析：LEMP防護范圍很廣，包括電力系統(tǒng)（A,D）、信號信息系統(tǒng)（B）、金屬管道（C）、建筑物結(jié)構(gòu)（E）等所有可能遭受雷擊電磁脈沖影響的部分及其內(nèi)部設(shè)備。5.A,B,C解析：選擇高效光源、優(yōu)化設(shè)計提高照度利用率、采用智能控制（如自動調(diào)光、定時開關(guān)）都是直接或間接的節(jié)能措施。使用反射性能差的燈具會降低照度效率，增加能耗，不屬于節(jié)能措施。6.A,B,E解析：等電位聯(lián)結(jié)通過連接各金屬部分，使它們電位基本相等，從而在雷擊或故障時消除或降低電位差，達到降低接觸電壓（A）和跨步電壓（B）的目的，并減少設(shè)備間干擾（E）。它不直接減小雷電流在管道中的傳播，也不減小接地電阻。7.A,B,C,D,E解析：變配電所所址選擇需綜合考慮負荷中心（A）、電源接入（B）、地質(zhì)條件、消防安全（C）、征地成本與土地利用（D）、交通運輸（E）等多種因素。8.A,B,C,E解析：導(dǎo)線截面選擇必須滿足負荷計算（A）、發(fā)熱條件（B）和電壓損失要求（C）。環(huán)境溫度影響導(dǎo)線實際載流量，選擇時必須考慮（E）。穿管敷設(shè)時，由于散熱條件變差，導(dǎo)線載流量通常低于明敷，校正系數(shù)小于1，因此選項D的表述“應(yīng)按明敷考慮”是不正確的，應(yīng)按穿管條件考慮。三、簡答題1.答：供配電系統(tǒng)短路電流計算的主要目的是為了確定系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的最大短路電流值，特別是最大短路電流周期分量有效值。其內(nèi)容主要包括：計算各級變壓器、線路等電氣元件的阻抗參數(shù)；根據(jù)系統(tǒng)接線方式和運行方式，計算不同點（如變壓器高低壓側(cè)、出線端等）在發(fā)生不同類型短路（如三相、單相接地、兩相短路）時的短路電流值。計算結(jié)果用于指導(dǎo)電氣設(shè)備（如斷路器、熔斷器、互感器等）的選型、校驗繼電保護的整定值、確定保護裝置的動作時限配合、校驗導(dǎo)體和電器在短路條件下的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定、以及評估系統(tǒng)動穩(wěn)定性和進行繼電保護整定計算等。2.答：TN-S保護方式：將工作零線（N）和保護零線（PE）在變壓器中性點后分開設(shè)置，形成TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)的組合。特點：N線只承擔(dān)工作電流，PE線僅承擔(dān)故障電流和防雷引下線電流，無零線對地電壓。適用于對保護有較高要求的場所，如電子設(shè)備、數(shù)據(jù)處理中心、醫(yī)療設(shè)備等。TN-C-S保護方式：前部分線路（進線端）工作零線（N）和保護零線（PE）合并為PEN線，后部分線路（出線端）PEN線分開，形成N線和PE線。特點：PEN線在正常工作時承載單相負荷電流，在發(fā)生接地故障時承載故障電流。適用于配電系統(tǒng)容量較小、負荷分散、環(huán)境相對簡單的場所。兩者相比，TN-S安全性更高，抗干擾能力更好。3.答：建筑物防雷等級根據(jù)建筑物的重要性、使用性質(zhì)、?數(shù)據(jù)敏感度、地理位置、防雷擊需求等因素，劃分為一、二、三、四級（依據(jù)GB50057表3.0.1）。不同等級對防雷措施的要求不同：防雷等級越高，要求采取的防雷措施越全面、越嚴(yán)格。例如，更高等級的建筑物可能要求裝設(shè)接閃器、引下線、接地裝置，并可能需要采取防側(cè)擊措施（如加設(shè)均壓環(huán)）、等電位聯(lián)結(jié)、屏蔽措施、以及更嚴(yán)格的防雷擊電磁脈沖（LEMP）防護措施。具體要求體現(xiàn)在規(guī)范中的不同章節(jié)和條款，如接閃器形式、引下線數(shù)量和間距、接地電阻值、等電位聯(lián)結(jié)方式等均有等級對應(yīng)的具體規(guī)定。4.答：確定照明照度標(biāo)準(zhǔn)值主要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034）中的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)建筑類型、房間或場所功能、視覺要求（如識別對象尺寸、視力要求）、工作性質(zhì)（如連續(xù)、間斷、短暫）等因素，對不同區(qū)域的作業(yè)面或參考平面規(guī)定了相應(yīng)的照度標(biāo)準(zhǔn)值（最低照度值）。選擇時需查閱標(biāo)準(zhǔn)中對應(yīng)類別的規(guī)定。同時，還需要考慮經(jīng)濟性、能源消耗、環(huán)境要求、人的生理和心理感受（如舒適度、眩光控制）、以及特殊要求（如安全出口照明、應(yīng)急照明等）綜合確定。對于特殊作業(yè)或高于標(biāo)準(zhǔn)值的要求，可根據(jù)具體情況另行設(shè)計。5.答：電力系統(tǒng)的功率因數(shù)（φ）是有功功率（P）與視在功率（S）的比值，即φ=cos(φ)=P/S。功率因數(shù)表示電網(wǎng)或用電設(shè)備從電源獲取的電能中有多少用于做功（轉(zhuǎn)換成有用功），多少用于建立和維持電磁場（無功功率）。提高功率因數(shù)的原因：1)減少線路損耗：線路損耗與電流的平方成正比，提高功率因數(shù)可以減小線路電流，從而降低線路的有功功率損耗。2)提高設(shè)備利用率：發(fā)電設(shè)備、變壓器、線路等的額定容量（視在功率）是固定的，提高功率因數(shù)可以在不增加設(shè)備容量的情況下，傳輸更多的有功功率。3)降低電費：對于工業(yè)用戶，功率因數(shù)低于規(guī)定值（如0.9）時，可能需要繳納功率因數(shù)調(diào)整電費。常用的提高功率因數(shù)的方法：1)并聯(lián)電容器進行無功補償：在負載側(cè)并聯(lián)電容器，向負載提供無功功率，減少從電網(wǎng)吸取的無功功率。2)改變供電方式：如將感應(yīng)電動機改為同步電動機（可作調(diào)相機用）。3)提高自然功率因數(shù)：改善用電設(shè)備的功率因數(shù)，如采用高效節(jié)能設(shè)備、合理配置設(shè)備、避免“大馬拉小車”等。四、計算題1.解：*變壓器高壓側(cè)短路電流：I_hk=I_k/(k