2025年注冊電氣工程師考試電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)專項(xiàng)訓(xùn)練試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（共20題，每題1分。每題的備選項(xiàng)中，只有1個(gè)最符合題意）1.根據(jù)我國《節(jié)約能源法》，下列哪項(xiàng)不屬于用能單位應(yīng)當(dāng)履行的節(jié)能義務(wù)？（）A.制定并實(shí)施節(jié)能計(jì)劃B.加強(qiáng)能源計(jì)量管理C.對工作人員進(jìn)行節(jié)能教育D.優(yōu)先采購能源效率低的產(chǎn)品2.下列哪種照明光源的發(fā)光效率最低？（）A.白熾燈B.熒光燈（節(jié)能型）C.LED燈D.高壓鈉燈3.在進(jìn)行變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析時(shí)，主要考慮的因素是？（）A.變壓器的空載電流B.變壓器的短路電壓C.變壓器在額定負(fù)荷下的損耗D.變壓器在不同負(fù)荷率下的綜合損耗（空載損耗+負(fù)載損耗）4.在電力系統(tǒng)中，提高自然功率因數(shù)的主要目的是？（）A.減少線路中的無功電流B.增加線路中的有功電流C.降低發(fā)電機(jī)輸出功率D.提高變壓器輸出電壓5.安裝電力電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)闹饕康氖牵浚ǎ〢.提高系統(tǒng)的功率因數(shù)B.降低系統(tǒng)的頻率C.增加系統(tǒng)的有功負(fù)荷D.減少系統(tǒng)的無功負(fù)荷6.依據(jù)《電力工程節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5056)，在選擇電力變壓器時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用哪種類型的變壓器？（）A.油浸式風(fēng)冷變壓器B.油浸式自冷變壓器C.非晶合金變壓器D.純樹脂絕緣變壓器7.對于相同截面和相同材料的架空線路，下列哪種布置方式使線路的線路損耗最??？（）A.平行排列B.正三角形排列C.等邊三角形排列D.直線排列8.在配電系統(tǒng)中，對含有大量非線性負(fù)荷（如整流器、變頻器）的設(shè)備進(jìn)行諧波治理，主要采用哪種設(shè)備？（）A.電力電容器B.無功補(bǔ)償器C.諧波濾波器D.電壓調(diào)節(jié)器9.下列哪種措施不屬于建筑照明節(jié)能措施？（）A.采用高效光源B.合理設(shè)計(jì)照明方案C.提高照明均勻度D.增加照明回路數(shù)量10.根據(jù)電壓等級，電力系統(tǒng)中電能損耗的主要部分通常發(fā)生在？（）A.發(fā)電廠內(nèi)部B.輸電線路C.變電所D.用戶終端11.在進(jìn)行無功補(bǔ)償容量計(jì)算時(shí)，通常需要考慮系統(tǒng)的哪些參數(shù)？（）A.有功功率、功率因數(shù)B.無功功率、功率因數(shù)C.電壓、電流D.頻率、負(fù)荷類型12.下列哪項(xiàng)不是變壓器空載損耗的主要組成部分？（）A.銅損耗B.鐵芯損耗C.短路損耗D.繞組介質(zhì)損耗13.對于三相電力系統(tǒng)，提高功率因數(shù)后，下列哪個(gè)物理量會(huì)減??？（）A.線路中的有功電流B.線路中的無功電流C.線路中的視在電流D.電源設(shè)備的額定容量14.在選擇高效節(jié)能燈具時(shí)，除了考慮初始投資外，還應(yīng)綜合考慮？（）A.使用壽命B.光色品質(zhì)C.維護(hù)成本D.以上都是15.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)時(shí)，通常需要配置哪種設(shè)備以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)？（）A.變壓器B.逆變器C.電容器D.諧波濾波器16.儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用，不能有效實(shí)現(xiàn)的是？（）A.削峰填谷B.提高電能質(zhì)量C.完全替代傳統(tǒng)發(fā)電D.降低系統(tǒng)峰荷17.按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189)，建筑照明功率密度限值是根據(jù)什么因素劃分的？（）A.建筑面積B.使用功能C.地理位置緯度D.照明類型18.電力系統(tǒng)中，功率因數(shù)低于規(guī)定值時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生什么后果？（）A.線路損耗增加B.發(fā)電機(jī)出力受限C.電壓下降D.以上都是19.在進(jìn)行照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，采用分區(qū)、分組控制的方式，主要目的是？（）A.提高照明效率B.便于維護(hù)管理C.實(shí)現(xiàn)按需照明D.降低初始成本20.下列哪種技術(shù)不屬于綜合能源系統(tǒng)范疇？（）A.電轉(zhuǎn)氣B.氣轉(zhuǎn)電C.冷熱電三聯(lián)供D.風(fēng)力發(fā)電二、多項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分。每題的備選項(xiàng)中，有2個(gè)或2個(gè)以上符合題意，至少有1個(gè)錯(cuò)項(xiàng)。錯(cuò)選、少選、多選均不得分）21.下列哪些措施有助于提高電力系統(tǒng)的自然功率因數(shù)？（）A.安裝同步發(fā)電機(jī)B.使用非線性負(fù)荷C.提高用電設(shè)備的效率D.安裝電力電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償22.選擇變壓器時(shí)，需要考慮的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括？（）A.額定容量B.能效等級C.空載損耗D.負(fù)載損耗E.使用年限23.電力電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，可能帶來的問題包括？（）A.改善功率因數(shù)B.增加線路有功損耗C.可能引起系統(tǒng)振蕩D.可能導(dǎo)致過電壓E.提高設(shè)備利用率24.建筑節(jié)能照明設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則包括？（）A.優(yōu)先采用高效光源B.合理控制照明時(shí)間和區(qū)域C.最大化使用自然光D.忽略照明均勻度要求E.選擇顯色指數(shù)高的燈具25.變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析需要哪些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)？（）A.變壓器的空載損耗曲線B.變壓器的負(fù)載損耗曲線C.系統(tǒng)的電壓水平D.系統(tǒng)的有功電價(jià)E.負(fù)荷的功率因數(shù)26.諧波對電力系統(tǒng)可能造成的危害包括？（）A.增加線路損耗B.使電能質(zhì)量下降C.燒毀電氣設(shè)備D.改變系統(tǒng)電壓波形E.提高系統(tǒng)功率因數(shù)27.分布式電源（DG）接入配電網(wǎng)可能帶來的影響包括？（）A.改變系統(tǒng)潮流分布B.影響系統(tǒng)電壓水平C.提高系統(tǒng)可靠性D.增加系統(tǒng)短路容量E.必須配置孤島保護(hù)28.下列哪些屬于可再生能源利用技術(shù)？（）A.太陽能光伏發(fā)電B.風(fēng)力發(fā)電C.地?zé)崮芾肈.核能發(fā)電E.水力發(fā)電29.儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的主要優(yōu)勢包括？（）A.提高系統(tǒng)靈活性B.優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)C.降低峰值負(fù)荷D.增加發(fā)電成本E.提高能源利用效率30.電力系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測與評估工作包括？（）A.設(shè)置電能計(jì)量點(diǎn)B.進(jìn)行能耗數(shù)據(jù)采集C.分析能耗數(shù)據(jù)D.制定節(jié)能目標(biāo)E.實(shí)施節(jié)能改造三、計(jì)算題（共5題，每題6分。列出計(jì)算公式、計(jì)算過程，結(jié)果保留兩位小數(shù)）31.某工廠變電所有一臺S9-1000/10變壓器（Dyn11連接），空載損耗P0=1.5kW，負(fù)載損耗Pk=12kW。該變壓器在一天內(nèi)運(yùn)行情況如下：上午8:00至12:00，負(fù)荷為800kVA，功率因數(shù)cosφ=0.75；下午12:00至18:00，負(fù)荷為600kVA，功率因數(shù)cosφ=0.8。試計(jì)算該變壓器這一天的綜合電能損耗（kWh）。已知該地區(qū)有功電價(jià)為0.5元/kWh，無功電價(jià)為0.3元/kVarh。32.某照明回路原采用40W白熾燈，功率因數(shù)為1，現(xiàn)改用20WLED燈替代，功率因數(shù)為1。已知該回路每天使用10小時(shí)，月電價(jià)為0.6元/kWh。試計(jì)算每月可節(jié)約多少有功電能和減少多少線路損耗（假設(shè)線路損耗與電流的平方成正比，線路損耗率δ=5%）？33.某辦公樓有功負(fù)荷P=500kW，功率因數(shù)為0.8，需要提高功率因數(shù)至0.95。試計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率Qc。若采用BWF10.5-100-1W型電容器（單臺容量10kVar，額定電壓10.5kV），問至少需要多少臺電容器并聯(lián)？(提示：cosφ1=0.8時(shí)，tanφ1=0.75；cosφ2=0.95時(shí)，tanφ2=0.33)34.一條長度為10km的架空線路，導(dǎo)線型號為LGJ-95，線路電阻R0=0.33Ω/km。某線路段流過電流I=100A，線路電壓U=10kV。試計(jì)算該線路段的線路損耗功率P_loss（kW）。35.某數(shù)據(jù)中心IT負(fù)荷總功率為2000kW，功率因數(shù)為0.9。為了滿足負(fù)荷需求并提高功率因數(shù)至0.98，需要安裝一套儲(chǔ)能系統(tǒng)。假設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)在高峰時(shí)段放電（功率因數(shù)為0.95）為負(fù)荷提供200kW的功率，持續(xù)2小時(shí)。試計(jì)算儲(chǔ)能系統(tǒng)在此期間提供的總能量（kWh）。四、案例分析題（共5題，每題10分。根據(jù)題目要求，分析問題、闡述理由、提出方案或結(jié)論）36.某新建商業(yè)綜合樓，總建筑面積20萬平方米。照明設(shè)計(jì)初步方案為：公共區(qū)域采用普通熒光燈，辦公室采用LED燈，所有燈具均無智能控制。經(jīng)初步估算，該方案的總照明功率密度為1.5W/m2。請分析該方案的節(jié)能潛力，并提出至少三種可行的節(jié)能優(yōu)化措施。37.某工業(yè)園區(qū)變電站內(nèi)有兩臺S11-1250/10變壓器（YNyn0連接）運(yùn)行，一臺主用，一臺備用。近期發(fā)現(xiàn)變電站總有功功率因數(shù)偏低，且兩臺變壓器負(fù)載率均不高。請分析可能的原因，并提出改善功率因數(shù)和優(yōu)化變壓器運(yùn)行方式（經(jīng)濟(jì)運(yùn)行）的建議。38.某工廠車間內(nèi)大量使用變頻調(diào)速設(shè)備，導(dǎo)致車間進(jìn)線處功率因數(shù)僅為0.65，且存在諧波問題，諧波電流含有率超過規(guī)定限值。請分析功率因數(shù)低和諧波超標(biāo)可能帶來的危害，并提出相應(yīng)的治理措施。39.某地區(qū)新建一個(gè)光伏電站，總裝機(jī)容量為50MW，通過10kV線路并網(wǎng)至附近一座110kV變電站。并網(wǎng)方案初步確定采用集中式逆變器，并計(jì)劃配置一定容量的電容器組進(jìn)行無功補(bǔ)償。請簡述在光伏電站并網(wǎng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，需要重點(diǎn)考慮哪些與節(jié)能和無功管理相關(guān)的問題？40.某城市計(jì)劃在老舊小區(qū)進(jìn)行節(jié)能改造，涉及供配電系統(tǒng)升級改造。請分析在該類項(xiàng)目中，除了更換高效光源、增加無功補(bǔ)償外，還可以考慮哪些其他的節(jié)能技術(shù)或措施？并簡述選擇這些技術(shù)或措施時(shí)需要考慮的因素。試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.D2.A3.D4.A5.A6.C7.B8.C9.D10.B11.A12.A13.B14.D15.B16.C17.B18.D19.C20.D二、多項(xiàng)選擇題21.A,D22.A,B,C,D23.B,C,D24.A,B,C25.A,B,C,D26.A,B,C,D27.A,B,C,D28.A,B,C,E29.A,B,C,E30.A,B,C三、計(jì)算題31.解：計(jì)算變壓器日損耗*計(jì)算上午損耗：*負(fù)載系數(shù)sa=S1/Sn=800kVA/1000kVA=0.8*上午負(fù)載損耗P_loss1=Pk*sa^2=12kW*0.8^2=7.68kW*上午總有功損耗P_total1=P_loss1+P0=7.68kW+1.5kW=9.18kW*上午有功損耗E_有功1=P_total1*時(shí)間=9.18kW*4h=36.72kWh*上午無功損耗E_無功1=Q_loss1*時(shí)間=(Pk*sa*tanφ1)*時(shí)間=(12kW*0.8*0.75)*4h=28.8kVarh*計(jì)算下午損耗：*負(fù)載系數(shù)sb=S2/Sn=600kVA/1000kVA=0.6*下午負(fù)載損耗P_loss2=Pk*sb^2=12kW*0.6^2=4.32kW*下午總有功損耗P_total2=P_loss2+P0=4.32kW+1.5kW=5.82kW*下午有功損耗E_有功2=P_total2*時(shí)間=5.82kW*6h=34.92kWh*下午無功損耗E_無功2=Q_loss2*時(shí)間=(Pk*sb*tanφ2)*時(shí)間=(12kW*0.6*0.33)*6h=11.832kVarh*計(jì)算日總損耗：*日有功損耗E_有功=E_有功1+E_有功2=36.72kWh+34.92kWh=71.64kWh*日無功損耗E_無功=E_無功1+E_無功2=28.8kVarh+11.832kVarh=40.632kVarh*計(jì)算日綜合電能損耗：*日有功電費(fèi)=71.64kWh*0.5元/kWh=35.82元*日無功電費(fèi)=40.632kVarh*0.3元/kVarh=12.189元*日綜合電能費(fèi)用=35.82元+12.189元=47.009元*日綜合電能損耗（近似）=71.64kWh答：該變壓器這一天的綜合電能損耗約為71.64kWh。32.解：*計(jì)算替代前消耗的有功電能：*E_前=P_白熾燈*時(shí)間*cosφ_前=40W*10h/day*30day/month*0.5元/kWh/0.5元/kWh=12000Wh/month=12kWh/month*計(jì)算替代后消耗的有功電能：*E_后=P_LED*時(shí)間*cosφ_后=20W*10h/day*30day/month*0.6元/kWh/0.6元/kWh=6000Wh/month=6kWh/month*計(jì)算節(jié)約的有功電能：*ΔE_有功=E_前-E_后=12kWh/month-6kWh/month=6kWh/month*計(jì)算替代前的線路損耗：*I_前=P/(U*cosφ_前)=(40W*1000)/(220V*0.75)≈247.4A*P_loss_前=δ*I_前^2*P_前/cosφ_前=0.05*(247.4A)^2*40W/0.75≈4114.4W=4.114kW*計(jì)算替代后的線路損耗：*I_后=P/(U*cosφ_后)=(20W*1000)/(220V*0.95)≈95.7A*P_loss_后=δ*I_后^2*P_后/cosφ_后=0.05*(95.7A)^2*20W/0.95≈966.4W=0.966kW*計(jì)算節(jié)約的線路損耗：*ΔP_loss=P_loss_前-P_loss_后=4.114kW-0.966kW=3.148kW*ΔE_loss=ΔP_loss*時(shí)間=3.148kW*10h/day*30day/month=9444Wh/month≈9.44kWh/month答：每月可節(jié)約有功電能6kWh，減少線路損耗9.44kWh。33.解：*計(jì)算補(bǔ)償前的無功功率：*tanφ1=0.75*Q_before=P*tanφ1=500kW*0.75=375kVar*計(jì)算補(bǔ)償后的無功功率：*tanφ2=0.33*Q_after=P*tanφ2=500kW*0.33=165kVar*計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率：*Qc=Q_before-Q_after=375kVar-165kVar=210kVar*計(jì)算所需電容器臺數(shù)：*N=Qc/Qc_single=210kVar/10kVar=21臺答：需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率Qc為210kVar。至少需要21臺10kVar電容器并聯(lián)。34.解：*計(jì)算線路總電阻：*R_total=R0*L=0.33Ω/km*10km=3.3Ω*計(jì)算線路損耗功率：*P_loss=I^2*R_total=(100A)^2*3.3Ω=10000*3.3=33000W=33kW答：該線路段的線路損耗功率P_loss為33kW。35.解：*假設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)在此期間提供的功率為200kW，持續(xù)時(shí)間為2小時(shí)，功率因數(shù)為0.95。*儲(chǔ)能系統(tǒng)提供的能量：*E=P*t=200kW*2h=400kWh答：儲(chǔ)能系統(tǒng)在此期間提供的總能量為400kWh。四、案例分析題36.答：該方案的節(jié)能潛力較大。*分析：初步方案照明功率密度（1.5W/m2）可能高于《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189)中對應(yīng)建筑類型（如辦公）的限值要求（通常遠(yuǎn)低于1.5W/m2），且無智能控制，存在大量不必要的照明能耗。*優(yōu)化措施：1.降低照明功率密度：選用更高光效的光源（如更高效率的LED），優(yōu)化照明設(shè)計(jì)，提高燈具利用系數(shù)，減少不必要的照明設(shè)備數(shù)量。2.分區(qū)、分組智能控制：根據(jù)不同區(qū)域的使用情況，采用定時(shí)開關(guān)、感應(yīng)控制（人走燈滅）、天光感應(yīng)調(diào)節(jié)亮度等方式，實(shí)現(xiàn)按需照明，避免空置區(qū)域的能耗浪費(fèi)。3.采用高效光源和燈具：全面替換為高效節(jié)能的LED燈具，并選擇具有高光效、高顯色性、長壽命的產(chǎn)品。37.答：可能原因及建議：*分析：功率因數(shù)偏低通常是由于大量使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、整流設(shè)備等非線性負(fù)荷所致。兩臺變壓器負(fù)載率不高，可能意味著現(xiàn)有容量裕度過大，或者負(fù)荷分布不均導(dǎo)致部分變壓器未滿載運(yùn)行。同時(shí)，可能存在變壓器本身效率不高或系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定等問題。*建議：1.進(jìn)行功率因數(shù)分析和諧波檢測：確定功率因數(shù)低和無功負(fù)荷大的主要設(shè)備或環(huán)節(jié)。2.安裝并聯(lián)電力電容器：在負(fù)荷中心或變電站母線處，根據(jù)計(jì)算結(jié)果配置足夠容量的電容器組進(jìn)行無功補(bǔ)償，提高系統(tǒng)功率因數(shù)至規(guī)定范圍（通常為0.9以上）。3.優(yōu)化變壓器運(yùn)行方式：根據(jù)負(fù)荷曲線，合理切換運(yùn)行變壓器，優(yōu)先讓負(fù)載率較低的變壓器退出運(yùn)行，或者將部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移，使兩臺變壓器均處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域?？紤]根據(jù)負(fù)荷變化自動(dòng)投切電容器。4.提高負(fù)荷自然功率因數(shù)：對非線性負(fù)荷進(jìn)行改造，采用變頻調(diào)速等措施。對功率因數(shù)低的用電設(shè)備進(jìn)行維護(hù)或更換。38.答：危害及治理措施：*分析：功率因數(shù)低導(dǎo)致線路損耗增加、容量利用率下降、電壓下降。諧波會(huì)干擾通信、損壞精密設(shè)備、使電容器過熱甚至燒毀、引起保護(hù)誤動(dòng)。*治理措施：1.提高功率因數(shù)：安裝并聯(lián)電力電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，可選用自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置，實(shí)時(shí)補(bǔ)償負(fù)荷的無功需求。2.裝設(shè)諧波濾波器：針對主要的諧波源和突出的諧波頻次，安裝無源濾波器或有源濾波器，抑制諧波注入電網(wǎng)。3.限制諧波源輸出：對諧波源設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，選用低諧波率產(chǎn)品。在諧波源設(shè)備進(jìn)線處加裝電抗器或?yàn)V波器。4.加強(qiáng)諧波監(jiān)測：了解諧波源特性及諧波水平，為治理方案提供依據(jù)。39.答：重點(diǎn)考慮的問題：*分析：光伏電站并網(wǎng)和運(yùn)行涉及電能質(zhì)量、電網(wǎng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)效益等多個(gè)節(jié)能和無功管理方面。*重點(diǎn)問題：