2025年大學(xué)（電氣工程）電氣設(shè)計綜合測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。在每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.以下哪種電力系統(tǒng)中性點接地方式適用于380V/220V低壓系統(tǒng)？（）A.直接接地B.經(jīng)消弧線圈接地C.不接地D.經(jīng)電阻接地2.電力變壓器的短路阻抗標(biāo)幺值增大時，其（）。A.短路電流增大B.短路電流減小C.鐵損耗增大D.銅損耗增大3.同步發(fā)電機的額定功率因數(shù)一般為（）。A.0.8滯后B.0.8超前C.0.9滯后D.0.9超前4.對于高壓輸電線路，一般采用的防雷措施不包括（）。A.架設(shè)避雷線B.降低桿塔接地電阻C.安裝避雷器D.增加導(dǎo)線截面積5.以下哪種電機調(diào)速方法屬于轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)？（）A.變極調(diào)速B.變頻調(diào)速C.串級調(diào)速D.調(diào)壓調(diào)速6.電力系統(tǒng)無功功率電源不包括（）。A.同步發(fā)電機B.調(diào)相機C.靜止無功補償器D.異步電動機第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5空，每空2分。請將答案填在橫線上。1.電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到______后，各同步發(fā)電機能否保持同步運行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)態(tài)運行方式的能力。2.變壓器的空載試驗主要測量______和空載電流。3.異步電動機的調(diào)速方法有改變______、改變轉(zhuǎn)差率和改變磁極對數(shù)三種。4.高壓斷路器的主要作用是在正常運行時______，在故障時切斷短路電流。5.電力系統(tǒng)的無功功率平衡是指______與無功功率消耗達(dá)到平衡。（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共4題，每題5分。簡要回答問題。1.簡述電力系統(tǒng)中性點接地方式的分類及其特點。2.說明變壓器并聯(lián)運行的條件。3.解釋同步發(fā)電機的功角特性。4.簡述電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的原因及危害。（三）計算題（共20分）答題要求：本大題共2題，每題10分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、計算公式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。1.一臺三相變壓器，額定容量SN=1000kVA，額定電壓U1N/U2N=10/0.4kV，Y，yn0連接。已知變壓器的短路阻抗標(biāo)幺值Zk=0.05，求變壓器的短路阻抗Zk。2.某工廠有一臺異步電動機，額定功率PN=10kW，額定電壓UN=380V，額定功率因數(shù)cosφN=0.85，效率ηN=0.9。求該電動機的額定電流IN。（四）案例分析題（共15分）材料：某電力系統(tǒng)在一次故障后，部分線路出現(xiàn)跳閘，導(dǎo)致部分地區(qū)停電。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，故障是由于一條輸電線路的絕緣子老化，發(fā)生了閃絡(luò)現(xiàn)象。答題要求：本大題共3題，每題5分。根據(jù)材料內(nèi)容，分析并回答問題。1.請分析絕緣子閃絡(luò)對電力系統(tǒng)的影響。2.針對絕緣子老化問題，應(yīng)采取哪些預(yù)防措施？3.電力系統(tǒng)中還有哪些設(shè)備可能出現(xiàn)類似絕緣子老化導(dǎo)致的故障？（五）設(shè)計題（共5分）材料：某小型工廠需要設(shè)計一個簡單的電力系統(tǒng)，包括電源進線、變壓器、配電線路和電動機等設(shè)備。已知工廠的用電設(shè)備主要是三相異步電動機，總功率為50kW，額定電壓為380V。答題要求：請設(shè)計一個滿足該工廠用電需求的電力系統(tǒng)方案，包括主要設(shè)備的選型和簡要說明。答案：第I卷：1.A2.B3.C4.D5.B6.D第II卷：（一）1.大擾動2.空載損耗3.電源頻率4.接通和斷開電路5.無功功率電源發(fā)出的無功功率（二）1.電力系統(tǒng)中性點接地方式分為直接接地、經(jīng)消弧線圈接地、不接地和經(jīng)電阻接地。直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時短路電流大，能快速切除故障，但供電可靠性低；經(jīng)消弧線圈接地可減少接地電流；不接地系統(tǒng)單相接地時三相線電壓仍對稱，可維持運行一段時間，但故障點難以查找；經(jīng)電阻接地可限制接地電流大小。2.變壓器并聯(lián)運行的條件：①變比相等；②連接組別相同；③短路阻抗標(biāo)幺值相等。3.同步發(fā)電機的功角特性是指發(fā)電機輸出的電磁功率與功角之間的關(guān)系。功角增大時，電磁功率先增大后減小。4.電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的原因主要有：①電力系統(tǒng)中存在非線性元件，如晶閘管變流器等；②變壓器的勵磁電流等。危害包括：①增加線路損耗；②影響電氣設(shè)備的正常運行；③干擾通信系統(tǒng)等。（三）1.首先計算變壓器的變比k=U1N/U2N=10/0.4=25。短路阻抗Zk=Zk×U1N2/SN=0.05×(10×103)2/1000×103=5Ω。2.根據(jù)公式IN=PN/(√3UNcosφNηN)，代入數(shù)據(jù)可得IN=10×103/(√3×380×0.85×0.9)≈19.9A。（四）1.絕緣子閃絡(luò)會導(dǎo)致線路短路，引起跳閘，使部分地區(qū)停電，影響電力系統(tǒng)的正常運行。2.定期對絕緣子進行檢查和維護，及時更換老化的絕緣子；加強對輸電線路的巡視，及時發(fā)現(xiàn)絕緣子的異常情況。3.如斷路器的觸頭磨損、隔離開關(guān)的接觸不良等設(shè)備也可能出現(xiàn)類似故障。（五）電源進線可選用合適規(guī)格的電纜。變壓器可選用S9系列三相變壓器，容量根據(jù)電