電氣類期末考試題及答案電氣類期末考試題一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種設(shè)備不屬于一次設(shè)備？（）A.斷路器B.電流互感器C.繼電器D.隔離開關(guān)2.交流電路中，電感元件的感抗與（）成正比。A.電壓B.電流C.頻率D.電阻3.三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向取決于（）。A.電源電壓大小B.電源頻率高低C.定子電流的相序D.定子繞組的匝數(shù)4.電力系統(tǒng)中，衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有（）。A.電壓、頻率和波形B.電流、功率和頻率C.電壓、電流和功率D.電壓、頻率和功率因數(shù)5.在繼電保護(hù)裝置中，用于測(cè)量被保護(hù)對(duì)象的各種物理量的元件是（）。A.測(cè)量元件B.邏輯元件C.執(zhí)行元件D.信號(hào)元件6.變壓器的損耗主要包括（）。A.銅損和鐵損B.磁滯損耗和渦流損耗C.銅損和磁滯損耗D.鐵損和渦流損耗7.以下哪種接地屬于工作接地？（）A.電氣設(shè)備的金屬外殼接地B.變壓器中性點(diǎn)接地C.避雷針接地D.電纜外皮接地8.自動(dòng)重合閘裝置的作用是（）。A.提高供電可靠性B.提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.消除瞬時(shí)性故障D.以上都是9.電力線路的等值參數(shù)中，電納反映了（）。A.導(dǎo)線的電阻效應(yīng)B.導(dǎo)線的電感效應(yīng)C.導(dǎo)線的電容效應(yīng)D.導(dǎo)線的絕緣性能10.同步發(fā)電機(jī)的額定功率是指（）。A.發(fā)電機(jī)輸出的視在功率B.發(fā)電機(jī)輸出的有功功率C.發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率D.發(fā)電機(jī)的最大輸出功率二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.以下屬于電氣一次設(shè)備的有（）。A.發(fā)電機(jī)B.變壓器C.斷路器D.繼電器2.提高功率因數(shù)的方法有（）。A.增加感性負(fù)載B.并聯(lián)電容器C.采用同步電動(dòng)機(jī)D.降低負(fù)載的功率3.電力系統(tǒng)的故障類型主要有（）。A.短路故障B.斷路故障C.接地故障D.過(guò)電壓故障4.變壓器的主要功能有（）。A.電壓變換B.電流變換C.阻抗變換D.功率變換5.繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足的基本要求有（）。A.選擇性B.速動(dòng)性C.靈敏性D.可靠性三、判斷題（每題1分，共10分）1.直流電路中，電感元件相當(dāng)于短路。（）2.三相四線制系統(tǒng)中，中線的作用是使三相負(fù)載成為三個(gè)互不影響的獨(dú)立回路。（）3.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速。（）4.電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)直接接地方式比不接地方式更安全。（）5.變壓器的變比等于一次側(cè)繞組匝數(shù)與二次側(cè)繞組匝數(shù)之比。（）6.自動(dòng)重合閘裝置只能重合一次。（）7.電力線路的電阻主要取決于導(dǎo)線的材料和截面積。（）8.同步發(fā)電機(jī)的并列運(yùn)行條件是電壓相等、頻率相等、相位相同和相序一致。（）9.繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間越短越好。（）10.電氣設(shè)備的絕緣電阻值越大，說(shuō)明其絕緣性能越好。（）四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。2.說(shuō)明電力系統(tǒng)中無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x和方法。3.簡(jiǎn)述繼電保護(hù)裝置的基本組成和各部分的作用。五、計(jì)算題（每題12.5分，共25分）1.已知一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率$P_{N}=10kW$，額定電壓$U_{N}=380V$，額定功率因數(shù)$\cos\varphi_{N}=0.85$，額定效率$\eta_{N}=0.9$，求該電動(dòng)機(jī)的額定電流$I_{N}$。2.有一臺(tái)單相變壓器，一次側(cè)繞組匝數(shù)$N_{1}=1000$匝，二次側(cè)繞組匝數(shù)$N_{2}=200$匝，一次側(cè)加電壓$U_{1}=220V$，求二次側(cè)電壓$U_{2}$；若二次側(cè)接一電阻負(fù)載$R_{L}=10\Omega$，求一次側(cè)電流$I_{1}$和二次側(cè)電流$I_{2}$。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C繼電器屬于二次設(shè)備，用于對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行控制、保護(hù)、監(jiān)測(cè)等，而斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)屬于一次設(shè)備，直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能。2.C電感元件的感抗$X_{L}=2\pifL$，其中$f$為頻率，$L$為電感，所以感抗與頻率成正比。3.C三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向取決于定子電流的相序，改變相序即可改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。4.A衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有電壓、頻率和波形。5.A測(cè)量元件用于測(cè)量被保護(hù)對(duì)象的各種物理量，如電流、電壓等。6.A變壓器的損耗主要包括銅損和鐵損，銅損是指繞組電阻產(chǎn)生的損耗，鐵損包括磁滯損耗和渦流損耗。7.B變壓器中性點(diǎn)接地屬于工作接地，電氣設(shè)備的金屬外殼接地屬于保護(hù)接地，避雷針接地屬于防雷接地。8.D自動(dòng)重合閘裝置可以提高供電可靠性、提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、消除瞬時(shí)性故障。9.C電納反映了導(dǎo)線的電容效應(yīng)。10.B同步發(fā)電機(jī)的額定功率是指發(fā)電機(jī)輸出的有功功率。二、多項(xiàng)選擇題1.ABC發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器屬于電氣一次設(shè)備，繼電器屬于二次設(shè)備。2.BC提高功率因數(shù)的方法有并聯(lián)電容器、采用同步電動(dòng)機(jī)等，增加感性負(fù)載會(huì)降低功率因數(shù)，降低負(fù)載的功率并不能直接提高功率因數(shù)。3.ABC電力系統(tǒng)的故障類型主要有短路故障、斷路故障、接地故障，過(guò)電壓故障屬于異常運(yùn)行狀態(tài)。4.ABC變壓器的主要功能有電壓變換、電流變換、阻抗變換，變壓器本身不進(jìn)行功率變換，理想變壓器輸入功率等于輸出功率。5.ABCD繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性的基本要求。三、判斷題1.√在直流電路中，電感元件的感抗$X_{L}=2\pifL=0$（$f=0$），相當(dāng)于短路。2.√三相四線制系統(tǒng)中，中線的作用是使三相負(fù)載成為三個(gè)互不影響的獨(dú)立回路，保證各相負(fù)載電壓對(duì)稱。3.√異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速，這樣才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。4.×電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)直接接地方式在發(fā)生單相接地故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的短路電流，但不接地方式在發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相電壓會(huì)升高，可能會(huì)對(duì)設(shè)備絕緣造成危害，兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，不能簡(jiǎn)單說(shuō)哪種更安全。5.√變壓器的變比$k=\frac{N_{1}}{N_{2}}$，等于一次側(cè)繞組匝數(shù)與二次側(cè)繞組匝數(shù)之比。6.×自動(dòng)重合閘裝置有一次重合閘和多次重合閘之分。7.√電力線路的電阻$R=\rho\frac{l}{S}$，主要取決于導(dǎo)線的材料（電阻率$\rho$）和截面積$S$。8.√同步發(fā)電機(jī)的并列運(yùn)行條件是電壓相等、頻率相等、相位相同和相序一致。9.×繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)根據(jù)具體情況合理選擇，并非越短越好，要考慮選擇性等因素。10.√電氣設(shè)備的絕緣電阻值越大，說(shuō)明其絕緣性能越好。四、簡(jiǎn)答題1.三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理：當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入三相交流電時(shí)，會(huì)在定子鐵芯中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體是閉合的，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速），所以稱為異步電動(dòng)機(jī)。2.電力系統(tǒng)中無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x和方法：意義：提高功率因數(shù)，減少線路和變壓器的功率損耗，降低電能損耗，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。提高電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，減少電壓波動(dòng)和電壓降落，保證用電設(shè)備的正常運(yùn)行。增加電力系統(tǒng)的供電能力，在相同的發(fā)電設(shè)備和輸電設(shè)備條件下，可以輸送更多的有功功率。方法：并聯(lián)電容器：在負(fù)荷側(cè)或變電站內(nèi)并聯(lián)電容器，向系統(tǒng)提供無(wú)功功率，補(bǔ)償感性負(fù)載所需的無(wú)功功率。采用同步調(diào)相機(jī)：同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，可以根據(jù)系統(tǒng)的需要調(diào)節(jié)其勵(lì)磁電流，發(fā)出或吸收無(wú)功功率。靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）和靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）：它們可以快速、靈活地調(diào)節(jié)無(wú)功功率，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。3.繼電保護(hù)裝置的基本組成和各部分的作用：測(cè)量元件：用于測(cè)量被保護(hù)對(duì)象的各種物理量，如電流、電壓、功率等，并將其轉(zhuǎn)換為與保護(hù)動(dòng)作參數(shù)有關(guān)的物理量。邏輯元件：根據(jù)測(cè)量元件輸出的信號(hào)，按照一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行判斷，確定是否應(yīng)該發(fā)出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。邏輯元件可以實(shí)現(xiàn)“與”、“或”、“非”等邏輯運(yùn)算。執(zhí)行元件：當(dāng)邏輯元件判斷需要保護(hù)動(dòng)作時(shí)，執(zhí)行元件發(fā)出跳閘命令，使斷路器跳閘，切除故障設(shè)備。執(zhí)行元件通常是繼電器的觸點(diǎn)或其他開關(guān)設(shè)備。信號(hào)元件：用于發(fā)出保護(hù)動(dòng)作的信號(hào)，如燈光信號(hào)、音響信號(hào)等，通知運(yùn)行人員保護(hù)裝置已經(jīng)動(dòng)作。五、計(jì)算題1.已知三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率$P_{N}=10kW$，額定電壓$U_{N}=380V$，額定功率因數(shù)$\cos\varphi_{N}=0.85$，額定效率$\eta_{N}=0.9$。根據(jù)公式$P_{N}=\sqrt{3}U_{N}I_{N}\cos\varphi_{N}\eta_{N}$，可得：$I_{N}=\frac{P_{N}}{\sqrt{3}U_{N}\cos\varphi_{N}\eta_{N}}=\frac{10\times10^{3}}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.9}\approx20.2A$2.已知單相變壓器一次側(cè)繞組匝數(shù)$N_{1}=1000$匝，二次側(cè)繞組匝數(shù)$N_{2}=200$匝，一次側(cè)加電壓$U_{1}=220V$。根據(jù)變壓器的變比公式$\frac{U_{1}}{U_{2}}=\frac{N_{1}}{N_{2}}$，可得二次側(cè)電壓：$U_{2}=\frac{N_{2}}{N_{1}}U_{1}=\frac{200}{1000}\times220=44V