【電氣工程師考試試題及答案】2025年一、單項選擇題（每題1分，共20題）1.某三相交流電路中，線電壓為380V，負載為星形連接，每相負載阻抗為（6+j8）Ω，則相電流有效值為（）。A.22AB.38AC.11AD.44A2.一臺額定容量為1600kVA、變比為110±2×2.5%/10.5kV的三相變壓器，當(dāng)高壓側(cè)分接頭選擇+2.5%時，其實際變比為（）。A.112.75/10.5B.110/10.5C.107.25/10.5D.115.5/10.53.電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，短路電流周期分量的大小主要取決于（）。A.短路點距電源的電氣距離B.系統(tǒng)中性點接地方式C.短路點的過渡電阻D.系統(tǒng)頻率4.異步電動機采用星-三角降壓啟動時，啟動電流為直接啟動的（）。A.1/√3B.1/3C.√3倍D.3倍5.根據(jù)《交流電氣裝置的接地設(shè)計規(guī)范》（GB/T50065-2011），110kV有效接地系統(tǒng)變電站接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足（）。A.R≤2000/I（I為計算用入地短路電流）B.R≤1ΩC.R≤0.5ΩD.R≤5Ω6.下列無功補償裝置中，能動態(tài)跟蹤負荷變化并提供連續(xù)無功調(diào)節(jié)的是（）。A.并聯(lián)電容器組B.靜止無功發(fā)生器（SVG）C.并聯(lián)電抗器D.串聯(lián)電容器7.影響電力電纜載流量的主要因素不包括（）。A.電纜導(dǎo)體材料B.環(huán)境溫度C.電纜排列方式D.系統(tǒng)頻率8.PLC輸入模塊中，用于接收按鈕、行程開關(guān)等開關(guān)量信號的是（）。A.AI模塊B.AO模塊C.DI模塊D.DO模塊9.雷電過電壓屬于（）。A.操作過電壓B.暫時過電壓C.外部過電壓D.內(nèi)部過電壓10.SF?斷路器的滅弧介質(zhì)是（）。A.真空B.壓縮空氣C.六氟化硫氣體D.變壓器油11.某10kV線路采用中性點經(jīng)消弧線圈接地，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，故障線路的零序電流（）非故障線路的零序電流。A.大于B.小于C.等于D.無固定關(guān)系12.變壓器的空載損耗主要由（）引起。A.繞組電阻損耗B.鐵芯渦流和磁滯損耗C.漏磁通損耗D.負載電流引起的損耗13.電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整由（）實現(xiàn)。A.發(fā)電機調(diào)速器B.電網(wǎng)調(diào)度自動發(fā)電控制（AGC）C.負荷自動控制裝置D.備用電源投入14.低壓配電系統(tǒng)中，TN-C系統(tǒng)的特點是（）。A.中性線（N）與保護線（PE）完全分開B.中性線（N）與保護線（PE）部分合并C.中性線（N）與保護線（PE）完全合并（PEN線）D.系統(tǒng)中性點不接地15.高壓斷路器的額定開斷電流是指（）。A.斷路器能安全切斷的最大短路電流有效值B.斷路器能安全切斷的最大負荷電流有效值C.斷路器能承受的最大短路電流峰值D.斷路器能承受的最大工作電流有效值16.某35kV線路長度為15km，采用LGJ-150導(dǎo)線（單位長度電抗0.4Ω/km），則線路電抗為（）。A.6ΩB.15ΩC.24ΩD.30Ω17.電動機的額定功率是指（）。A.輸入的電功率B.輸出的機械功率C.繞組的銅損D.鐵芯的鐵損18.繼電保護裝置的選擇性要求是指（）。A.故障時僅切除故障設(shè)備，非故障設(shè)備繼續(xù)運行B.快速切除故障以減小損失C.在故障或異常時可靠動作D.反映被保護設(shè)備的各種故障和異常狀態(tài)19.下列高壓試驗中，屬于破壞性試驗的是（）。A.絕緣電阻測量B.介質(zhì)損耗因數(shù)測試C.直流耐壓試驗D.局部放電檢測20.智能變電站中，合并單元（MU）的主要功能是（）。A.實現(xiàn)一次設(shè)備的智能化控制B.將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并同步輸出C.完成保護和測控功能D.實現(xiàn)變電站內(nèi)設(shè)備的通信二、多項選擇題（每題2分，共10題，每題至少2個正確選項）21.電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定包括（）。A.功角穩(wěn)定B.電壓穩(wěn)定C.頻率穩(wěn)定D.暫態(tài)穩(wěn)定22.變壓器的主保護通常包括（）。A.瓦斯保護B.過電流保護C.縱聯(lián)差動保護D.過負荷保護23.高壓電氣設(shè)備的絕緣試驗項目包括（）。A.直流泄漏電流測試B.交流耐壓試驗C.雷電沖擊耐壓試驗D.接地電阻測量24.低壓配電系統(tǒng)的接地形式有（）。A.TN系統(tǒng)B.TT系統(tǒng)C.IT系統(tǒng)D.TNC系統(tǒng)25.異步電動機的調(diào)速方法包括（）。A.改變電源頻率B.改變極對數(shù)C.改變轉(zhuǎn)差率D.改變電源電壓26.二次回路的作用包括（）。A.監(jiān)視一次設(shè)備運行狀態(tài)B.控制一次設(shè)備操作C.保護一次設(shè)備故障D.測量一次設(shè)備電氣參數(shù)27.無功補償?shù)幕驹瓌t包括（）。A.分層分區(qū)B.就地平衡C.集中補償為主D.避免無功倒送28.電力電纜選型時需考慮的因素有（）。A.系統(tǒng)電壓等級B.回路負荷電流C.敷設(shè)環(huán)境D.短路熱穩(wěn)定29.建筑物防雷措施包括（）。A.接閃器（避雷針、避雷帶）B.引下線C.接地裝置D.電涌保護器（SPD）30.分散控制系統(tǒng)（DCS）的組成通常包括（）。A.工程師站B.操作員站C.現(xiàn)場控制站D.通信網(wǎng)絡(luò)三、案例分析題（共5題，每題20分）（一）某110kV變電站主接線設(shè)計某企業(yè)新建110kV變電站，電源來自地區(qū)電網(wǎng)110kV母線（短路容量為3000MVA），站內(nèi)裝設(shè)2臺63000kVA主變壓器（變比110/10.5kV，短路阻抗Uk=10.5%），10kV側(cè)出線8回（每回最大負荷5000kVA），電容器補償容量2×6000kvar。問題：1.確定110kV側(cè)主接線形式（需說明理由）；2.計算10kV母線三相短路電流周期分量有效值；3.校驗10kV側(cè)斷路器的開斷能力（假設(shè)選用額定開斷電流為31.5kA的斷路器是否滿足要求）。（二）電動機啟動校驗?zāi)彻S一臺額定功率為500kW的籠型異步電動機（額定電壓380V，額定電流900A，啟動電流倍數(shù)7倍，功率因數(shù)0.85，效率0.92），由10kV/0.4kV、1000kVA變壓器供電（Uk=4%），變壓器低壓側(cè)母線短路容量為15MVA。問題：1.計算電動機直接啟動時的啟動電流；2.計算啟動時母線電壓降（忽略線路阻抗）；3.若要求母線電壓降不超過15%，判斷是否需要降壓啟動（需說明理由）。（三）配電網(wǎng)無功補償方案設(shè)計某10kV配電線路長度12km，導(dǎo)線為LGJ-120（單位長度電阻0.27Ω/km，電抗0.4Ω/km），最大負荷電流150A，功率因數(shù)0.75（滯后），線路末端電壓允許偏差為-5%（系統(tǒng)標(biāo)稱電壓10kV）。問題：1.計算線路最大有功損耗；2.計算將功率因數(shù)提高到0.95所需的無功補償容量；3.提出補償裝置的安裝位置建議（需說明理由）。（四）繼電保護配置某35kV線路（長度25km）采用中性點不接地方式，配置階段式電流保護，電流互感器變比為400/5，過電流保護動作電流整定為10A（二次側(cè)），動作時間2s。問題：1.說明該線路可能的故障類型及保護配置原則；2.計算過電流保護的一次動作電流；3.分析該保護能否作為本線路的主保護（需說明理由）。（五）電纜選型計算某工程需敷設(shè)10kV電力電纜，線路長度800m，最大工作電流200A，環(huán)境溫度35℃，土壤熱阻系數(shù)1.2℃·m/W，電纜直埋敷設(shè)（深度0.8m）。問題：1.確定電纜導(dǎo)體材料（銅或鋁）（需說明理由）；2.選擇電纜截面（參考數(shù)據(jù)：YJV-8.7/10kV電纜，3×95mm2載流量280A，3×120mm2載流量320A，環(huán)境溫度校正系數(shù)0.94）；3.校驗電纜的短路熱穩(wěn)定（系統(tǒng)最大三相短路電流25kA，短路持續(xù)時間0.5s，銅導(dǎo)體熱穩(wěn)定系數(shù)C=148）。答案及解析一、單項選擇題1.A解析：相電壓Uph=380/√3≈220V，阻抗模|Z|=√(62+82)=10Ω，相電流Iph=220/10=22A。2.A解析：分接頭+2.5%時，高壓側(cè)電壓為110×(1+2.5%)=112.75kV，變比112.75/10.5。3.A解析：短路電流周期分量由系統(tǒng)阻抗決定，與短路點距電源的電氣距離相關(guān)。4.B解析：星-三角啟動時，定子繞組電壓降為√3倍，啟動電流降為1/3。5.A解析：有效接地系統(tǒng)接地電阻R≤2000/I（I為入地短路電流），當(dāng)I>4000A時R≤0.5Ω。6.B解析：SVG可動態(tài)連續(xù)調(diào)節(jié)無功，并聯(lián)電容器為分組投切。7.D解析：載流量與導(dǎo)體材料、環(huán)境溫度、排列方式有關(guān)，與系統(tǒng)頻率無關(guān)。8.C解析：DI模塊接收開關(guān)量輸入，AI為模擬量輸入。9.C解析：雷電過電壓由外部雷電引起，屬于外部過電壓。10.C解析：SF?斷路器以六氟化硫氣體為滅弧介質(zhì)。11.A解析：消弧線圈接地系統(tǒng)中，故障線路零序電流為所有非故障線路電容電流之和加上消弧線圈補償電流，通常大于非故障線路。12.B解析：空載損耗主要是鐵芯損耗（渦流和磁滯損耗）。13.A解析：一次調(diào)整由發(fā)電機調(diào)速器自動響應(yīng)頻率變化。14.C解析：TN-C系統(tǒng)中N線與PE線合并為PEN線。15.A解析：額定開斷電流是斷路器能安全切斷的最大短路電流有效值。16.A解析：線路電抗X=0.4×15=6Ω。17.B解析：額定功率指電動機輸出的機械功率。18.A解析：選擇性要求僅切除故障設(shè)備，保證非故障部分運行。19.C解析：直流耐壓試驗可能損壞絕緣，屬于破壞性試驗。20.B解析：合并單元將互感器模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并同步輸出。二、多項選擇題21.ABC解析：靜態(tài)穩(wěn)定包括功角、電壓、頻率穩(wěn)定；暫態(tài)穩(wěn)定屬于動態(tài)穩(wěn)定。22.AC解析：主保護為瓦斯保護和縱聯(lián)差動保護；過電流、過負荷為后備保護。23.ABCD解析：絕緣試驗包括泄漏電流、耐壓、沖擊耐壓、接地電阻等。24.ABC解析：低壓接地形式為TN、TT、IT；TNC是TN系統(tǒng)的一種類型。25.ABCD解析：異步電動機調(diào)速方法包括變頻、變極、變轉(zhuǎn)差率（如轉(zhuǎn)子串電阻）、變電壓（僅適用于小功率）。26.ABCD解析：二次回路用于監(jiān)視、控制、保護、測量一次設(shè)備。27.ABD解析：無功補償原則為分層分區(qū)、就地平衡、避免倒送；以分散補償為主。28.ABCD解析：電纜選型需考慮電壓、電流、環(huán)境、熱穩(wěn)定等。29.ABCD解析：防雷措施包括接閃器、引下線、接地裝置和SPD。30.ABCD解析：DCS由工程師站、操作員站、控制站和通信網(wǎng)絡(luò)組成。三、案例分析題（一）110kV變電站主接線設(shè)計1.110kV側(cè)主接線形式：單母線分段接線。理由：該變電站為企業(yè)自用，110kV進線1回（地區(qū)電網(wǎng)），裝設(shè)2臺主變，單母線分段可滿足可靠性要求，且投資適中，便于擴建。2.10kV母線三相短路電流計算：系統(tǒng)電抗Xs=1102/3000≈4.03Ω（110kV基準(zhǔn)）；主變壓器電抗XT=Uk%×Un2/(100×Sn)=10.5×1102/(100×63)=20.17Ω（單臺，110kV基準(zhǔn)）；2臺變壓器并聯(lián)電抗XT總=20.17/2=10.085Ω；總電抗X總=Xs+XT總=4.03+10.085=14.115Ω（110kV基準(zhǔn)）；轉(zhuǎn)換為10kV基準(zhǔn)電抗X總_10kV=14.115×(10.5/110)2≈0.13Ω；短路電流周期分量I"=10.5/(√3×0.13)≈46.7kA。3.校驗斷路器開斷能力：計算得10kV母線短路電流約46.7kA，大于31.5kA，因此選用31.5kA斷路器不滿足要求，需選擇額定開斷電流≥50kA的斷路器。（二）電動機啟動校驗1.電動機啟動電流：Istart=7×900=6300A（一次側(cè)）。2.母線電壓降計算：變壓器阻抗電壓標(biāo)幺值Uk=4%=0.04；變壓器額定電流Itr=1000/(√3×0.4)=1443A；啟動時變壓器阻抗電壓降ΔU%=(Istart/Itr)×Uk%×100%=(6300/1443)×4≈17.5%。3.判斷是否需要降壓啟動：母線電壓降17.5%>15%，超過允許值，需采用降壓啟動（如星-三角或自耦變壓器啟動）。（三）配電網(wǎng)無功補償方案設(shè)計1.線路有功損耗：有功功率P=√3×10×150×0.75≈19.48MW；線路電阻R=0.27×12=3.24Ω；有功損耗ΔP=I2R=(150)2×3.24=72900W=72.9kW。2.無功補償容量計算：原無功Q1=P×tan(arccos0.75)=19.48×0.882≈17.2MW；目標(biāo)無功Q2=P×tan(arccos0.95)=19.48