2025年電氣工程師職稱評定考試試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某110kV電力系統(tǒng)中性點采用經消弧線圈接地方式，系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，若消弧線圈采用過補償，則故障點殘余電流的性質為（）。A.感性電流B.容性電流C.阻性電流D.純有功電流2.三相電力變壓器的聯(lián)結組別為YNd11，其一次側線電壓與二次側線電壓的相位差為（）。A.30°超前B.30°滯后C.60°超前D.60°滯后3.計算10kV系統(tǒng)三相短路電流時，若系統(tǒng)最大運行方式下的短路容量為200MVA，則短路電流周期分量有效值為（）。（取基準容量Sj=100MVA，基準電壓Uj=10.5kV）A.5.5kAB.11kAC.16.5kAD.22kA4.異步電動機采用變頻調速時，若保持U/f恒定，其機械特性的（）。A.最大轉矩隨頻率升高而增大B.臨界轉差率基本不變C.啟動轉矩隨頻率降低而減小D.轉速調節(jié)范圍受限于額定電壓5.某35kV變電站10kV母線裝設并聯(lián)電容器組，其額定電壓選擇應考慮（）。A.系統(tǒng)最高運行電壓的1.1倍B.系統(tǒng)額定電壓的1.05倍C.電容器內部串聯(lián)電抗器的分壓影響D.電容器允許的過電壓倍數(shù)不超過1.3倍6.微機保護裝置中，采用全周傅里葉算法計算電流有效值時，若采樣頻率為1200Hz（系統(tǒng)頻率50Hz），則每個工頻周期的采樣點數(shù)為（）。A.12點B.24點C.30點D.48點7.低壓配電系統(tǒng)中，TN-C-S系統(tǒng)的中性線與保護線在（）處分開。A.電源進線處B.第一個用電設備C.所有分支線路D.配電變壓器中性點8.某工廠10kV進線電源容量為20MVA，變壓器參數(shù)為S=1000kVA，Uk%=4.5，低壓側母線三相短路電流周期分量有效值約為（）。（忽略系統(tǒng)阻抗，取低壓側基準電壓400V）A.12.5kAB.16.3kAC.20.5kAD.25.2kA9.電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)中，剩余電流式探測器的設置應滿足（）。A.直接串聯(lián)在相線與中性線之間B.監(jiān)測點應位于用電設備末端C.報警值應大于被保護線路的正常泄漏電流D.可替代漏電斷路器的保護功能10.光伏電站接入配電網時，其并網點的電壓偏差應滿足（）。A.35kV及以上電壓等級偏差不超過±5%B.10kV及以下三相電壓偏差不超過±7%C.單相電壓偏差不超過+7%、-10%D.所有電壓等級偏差均不超過±10%二、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述電力系統(tǒng)中性點不接地、經消弧線圈接地和直接接地三種方式的適用范圍及優(yōu)缺點。2.說明異步電動機軟啟動器的工作原理，并列舉其相對于傳統(tǒng)降壓啟動的主要優(yōu)勢。3.分析10kV配電線路裝設自動重合閘裝置的必要性，并說明單側電源線路重合閘與雙側電源線路重合閘的主要區(qū)別。4.解釋供配電系統(tǒng)中“最大運行方式”與“最小運行方式”的定義，在繼電保護整定計算中如何應用這兩種方式。5.列舉低壓配電系統(tǒng)中TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)（TN-C、TN-S、TN-C-S）和IT系統(tǒng)的接地形式，并說明IT系統(tǒng)的典型應用場景。三、計算題（每題15分，共30分）1.某企業(yè)10kV配電系統(tǒng)接線如圖所示（注：圖中系統(tǒng)電抗Xs=0.1Ω，變壓器T1參數(shù)：S=1600kVA，Uk%=6，接線組別Yyn0；線路L1參數(shù)：長度5km，單位電抗0.35Ω/km；電動機M1額定功率1000kW，功率因數(shù)0.85，效率0.92，次暫態(tài)電抗X''d=0.25（以電動機額定容量為基準））。計算10kV母線B點發(fā)生三相短路時的短路電流周期分量有效值及沖擊電流。（基準容量Sj=100MVA，基準電壓Uj=10.5kV）2.某車間負荷統(tǒng)計如下：電動機總功率P=1200kW（其中沖擊性負荷占30%，功率因數(shù)0.75），照明負荷P=150kW（功率因數(shù)0.95），同時系數(shù)Kp=0.85，Kq=0.90。擬采用S11型變壓器供電，要求變壓器負載率不超過85%，且需滿足沖擊負荷啟動時母線電壓降不超過10%。試選擇合適的變壓器容量（S11系列可選容量：800kVA、1000kVA、1250kVA、1600kVA）。四、案例分析題（每題20分，共40分）1.某二級醫(yī)院新建門診樓，負荷等級為：手術室（一級負荷中特別重要負荷）、ICU（一級負荷）、普通診室（二級負荷）、照明（三級負荷）。供電方案擬采用兩路10kV電源進線（互為備用），單母線分段接線，低壓側設柴油發(fā)電機作為應急電源。請結合《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50052）和《醫(yī)院電力系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB/T51039），分析以下問題：（1）一級負荷中特別重要負荷的供電要求是什么？柴油發(fā)電機的啟動時間應滿足什么規(guī)定？（2）手術室配電系統(tǒng)宜采用何種接地形式（TN、TT、IT）？說明理由。（3）低壓配電線路中，針對ICU的精密醫(yī)療設備，應采取哪些電能質量改善措施？2.某工業(yè)園區(qū)35kV變電站設計中，主變壓器為S13-20000/35（Uk%=10.5），10kV出線8回（每回線路長度平均3km，單位電抗0.35Ω/km），電容器組容量為6000kvar（額定電壓10.5kV，電抗率12%）。近期監(jiān)測發(fā)現(xiàn)10kV母線電壓波動較大（最高10.8kV，最低9.5kV），且電容器組投運后出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。（1）分析母線電壓波動的可能原因，并提出電壓調整措施。（2）電容器組電抗率選擇12%的目的是什么？諧波放大可能由哪些因素引起？（3）若需加裝有源電力濾波器（APF），應如何確定其安裝位置和容量？---答案一、單項選擇題1.B2.A3.A4.B5.C6.B7.A8.B9.C10.B二、簡答題1.中性點不接地：適用于3-66kV系統(tǒng)（電容電流≤10A），優(yōu)點是單相接地不跳閘，可帶故障運行1-2小時；缺點是電容電流大時易產生弧光過電壓。經消弧線圈接地：適用于3-66kV系統(tǒng)（電容電流＞10A），通過感性電流補償容性電流，減少電弧重燃；缺點是需調整補償度。直接接地：適用于110kV及以上系統(tǒng)，優(yōu)點是過電壓水平低，絕緣成本低；缺點是單相接地短路電流大，需快速跳閘。2.軟啟動器通過晶閘管調壓控制電動機端電壓，實現(xiàn)電壓平滑上升；優(yōu)勢：無沖擊電流、可調節(jié)啟動轉矩、減少機械應力、支持軟停車功能。3.必要性：提高供電可靠性（線路瞬時故障占比高），恢復非永久性故障。單側電源重合閘無需同期檢測；雙側電源需考慮同期問題（電壓幅值、頻率、相位差），可能采用檢同期或檢無壓方式。4.最大運行方式：系統(tǒng)阻抗最小，短路電流最大（用于校驗設備動熱穩(wěn)定、確定保護動作值上限）；最小運行方式：系統(tǒng)阻抗最大，短路電流最?。ㄓ糜谛ｒ灡Ｗo靈敏度）。5.TT系統(tǒng)：電源中性點接地，設備外露可導電部分獨立接地；TN-C：PEN線合一；TN-S：PE與N線分開；TN-C-S：前部分PEN，后部分分開；IT系統(tǒng)：電源中性點不接地或經高阻接地。IT系統(tǒng)用于醫(yī)療2類場所（如手術室），降低單相接地故障電流，保障供電連續(xù)性。三、計算題1.計算步驟：（1）基準電抗Xj=Uj2/Sj=10.52/100≈1.1025Ω（2）系統(tǒng)電抗標幺值Xs=Xs/Xj=0.1/1.1025≈0.0907（3）變壓器電抗標幺值XT=Uk%Sj/(100ST)=6100/(1001.6)=3.75（4）線路電抗XL=50.35=1.75Ω，標幺值XL=1.75/1.1025≈1.587（5）電動機基準容量SM=1000/(0.850.92)≈1270kVA≈1.27MVA，電抗標幺值XM=X''d(Sj/SM)=0.25(100/1.27)≈19.69（注：電動機提供短路電流時需考慮，本題母線B點短路，電動機在低壓側，若為10kV母線短路，電動機不提供短路電流，可能題目設定需修正，此處假設電動機接于10kV母線）（6）總電抗X=Xs+XT+XL≈0.0907+3.75+1.587≈5.4277（7）短路電流周期分量有效值Ik=Sj/(√3UjX)=100/(√310.55.4277)≈1.0kA（注：可能題目參數(shù)設定需調整，實際計算應更精確）（8）沖擊電流ich=1.8√2Ik≈2.551.0≈2.55kA2.計算步驟：（1）有功計算負荷Pjs=Kp(1200+150)=0.851350=1147.5kW（2）無功計算負荷：電動機Q1=1200tan(arccos0.75)=12000.8819≈1058.3kvar；照明Q2=150tan(arccos0.95)=1500.3287≈49.3kvar；Qjs=Kq(1058.3+49.3)=0.91107.6≈996.8kvar（3）視在計算負荷Sjs=√(1147.52+996.82)≈1518kVA（4）變壓器容量S≥Sjs/0.85≈1518/0.85≈1786kVA，選1600kVA不滿足，需選2000kVA（注：可能題目中沖擊負荷需校驗啟動電壓降，假設沖擊負荷為360kW，啟動電流倍數(shù)7，cosφ=0.3，啟動時無功增量ΔQ=3607(sin(arccos0.3)-sin(arccos0.75))≈3607(0.9539-0.6614)=36070.2925≈736kvar，總無功Qjs'=996.8+736=1732.8kvar，Sjs'=√(1147.52+1732.82)≈2070kVA，故需選2000kVA，但題目可選容量中無2000kVA，可能參數(shù)調整后選1600kVA）四、案例分析題1.（1）特別重要負荷需雙重電源+應急電源（柴油發(fā)電機+蓄電池），且嚴禁其他負荷接入；柴油發(fā)電機啟動時間≤15s（規(guī)范要求≤30s，醫(yī)療場所更嚴格）。（2）IT系統(tǒng)：手術室配電需高可靠性，IT系統(tǒng)單相接地故障時不跳閘，僅報警，降低觸電風險，滿足醫(yī)療設備安全要求。（3）措施：設置隔離變壓器、加裝有源濾波器（抑制諧波）、采用專用線路（減少其他負荷干擾）、配置UPS（保障電壓穩(wěn)定）。2.（1）電壓波動原因：線路阻抗大（8回線路總電抗830.35=8.