2025年大學(xué)電氣類的試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.某線性時(shí)不變電路中，已知節(jié)點(diǎn)A的電位為12V，節(jié)點(diǎn)B通過10Ω電阻接地，節(jié)點(diǎn)A與B之間接有2Ω電阻且電流從A流向B為3A，則節(jié)點(diǎn)B的電位為（）A.6VB.9VC.10VD.15V2.一臺單相變壓器額定容量為50kVA，額定電壓為10kV/0.4kV，當(dāng)二次側(cè)接功率因數(shù)0.8（滯后）的額定負(fù)載時(shí)，電壓調(diào)整率為4%，則二次側(cè)端電壓為（）A.384VB.392VC.400VD.416V3.同步發(fā)電機(jī)單機(jī)運(yùn)行時(shí)，若保持原動(dòng)機(jī)輸入功率不變，僅增加勵(lì)磁電流，則（）A.端電壓升高，有功功率不變B.端電壓降低，有功功率增加C.端電壓升高，有功功率增加D.端電壓不變，無功功率增加4.某三相橋式全控整流電路接阻感負(fù)載（電感足夠大），輸入交流線電壓為380V，控制角α=30°，則輸出直流電壓平均值為（）A.234VB.250VC.280VD.310V5.電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流的非周期分量（）A.由電感元件的磁場能量釋放產(chǎn)生B.由電容元件的電場能量釋放產(chǎn)生C.與短路前電流的初始值無關(guān)D.衰減時(shí)間常數(shù)與系統(tǒng)電阻成反比6.某RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)，已知電源電壓為10V，電阻R=5Ω，電感L=0.1H，則電容C的值為（）A.100μFB.200μFC.300μFD.400μF7.異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若電源頻率降低10%而保持端電壓不變，則同步轉(zhuǎn)速（）A.降低10%B.降低20%C.升高10%D.不變8.采用標(biāo)幺值計(jì)算電力系統(tǒng)短路電流時(shí)，若基準(zhǔn)容量取100MVA，基準(zhǔn)電壓取各電壓級平均額定電壓，則110kV線路的電抗標(biāo)幺值計(jì)算公式為（）A.X=X(Ω)×100/(1102)B.X=X(Ω)×1102/100C.X=X(Ω)×100/(1152)D.X=X(Ω)×1152/1009.下列電力電子器件中，屬于全控型器件的是（）A.晶閘管（SCR）B.門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）C.二極管（VD）D.雙向晶閘管（TRIAC）10.某10kV母線的三相短路容量為200MVA，則該母線的短路電抗標(biāo)幺值（基準(zhǔn)容量100MVA）為（）A.0.5B.1.0C.1.5D.2.011.變壓器的空載損耗主要由（）引起A.繞組銅損B.鐵芯渦流損耗和磁滯損耗C.漏磁通損耗D.雜散損耗12.同步發(fā)電機(jī)的功角特性曲線中，當(dāng)功角δ=90°時(shí)（）A.電磁功率達(dá)到最大值B.靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)最大C.暫態(tài)穩(wěn)定性最好D.勵(lì)磁電流最小13.某直流電動(dòng)機(jī)采用電樞串電阻調(diào)速，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，串入電阻后（）A.轉(zhuǎn)速升高，電樞電流減小B.轉(zhuǎn)速降低，電樞電流不變C.轉(zhuǎn)速不變，電樞電流增大D.轉(zhuǎn)速降低，電樞電流增大14.電力系統(tǒng)頻率調(diào)整中，一次調(diào)整由（）完成A.發(fā)電機(jī)調(diào)速器B.自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）C.負(fù)荷管理系統(tǒng)D.勵(lì)磁調(diào)節(jié)器15.某單相橋式逆變電路輸出電壓基波有效值為220V，開關(guān)頻率為10kHz，采用SPWM調(diào)制，載波比N=100，則調(diào)制波頻率為（）A.50HzB.100HzC.200HzD.500Hz二、填空題（每空1分，共20分）1.基爾霍夫電流定律（KCL）的本質(zhì)是________守恒；基爾霍夫電壓定律（KVL）的本質(zhì)是________守恒。2.變壓器的變比k等于一次側(cè)與二次側(cè)________之比，當(dāng)二次側(cè)接純電阻負(fù)載時(shí)，一次側(cè)電流與二次側(cè)電流的相位差為________。3.同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)性質(zhì)取決于________，當(dāng)負(fù)載為純電感時(shí)，電樞反應(yīng)為________。4.電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式主要有________、________和經(jīng)消弧線圈接地三種。5.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=（n?-n）/n?，其中n?為________，n為________。6.電力電子變流電路中，換流方式主要有器件換流、________、________和強(qiáng)迫換流四種。7.電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中，PQ節(jié)點(diǎn)是指________已知的節(jié)點(diǎn)，PV節(jié)點(diǎn)是指________已知的節(jié)點(diǎn)。8.直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式為T=________，其中Φ為每極磁通，Ia為電樞電流，CT為轉(zhuǎn)矩常數(shù)。9.串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)Q=________，并聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)Q=________（用R、L、C表示）。10.新能源并網(wǎng)逆變器的控制目標(biāo)主要包括________和________，常用的控制策略有PQ控制、V/f控制和下垂控制等。三、計(jì)算題（共40分）1.（10分）圖1所示電路中，已知Us1=12V，Us2=6V，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，R4=4Ω。試用節(jié)點(diǎn)電壓法求節(jié)點(diǎn)1、2的電位及R3支路的電流。（注：圖1為4節(jié)點(diǎn)電路，節(jié)點(diǎn)0為參考點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)1接Us1正極（負(fù)極接地），節(jié)點(diǎn)2接Us2正極（負(fù)極接地），節(jié)點(diǎn)1與2之間接R3，節(jié)點(diǎn)1經(jīng)R1接地，節(jié)點(diǎn)2經(jīng)R2接地，節(jié)點(diǎn)2經(jīng)R4接節(jié)點(diǎn)3（未標(biāo)注電源））解：設(shè)節(jié)點(diǎn)0為參考點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)1電位為u1，節(jié)點(diǎn)2電位為u2。對節(jié)點(diǎn)1列KCL：(u1-Us1)/R1+(u1-u2)/R3=0→(u1-12)/2+(u1-u2)/6=0→3(u1-12)+u1u2=0→4u1u2=36...(1)對節(jié)點(diǎn)2列KCL：(u2-Us2)/R2+(u2-u1)/R3+u2/R4=0→(u2-6)/3+(u2-u1)/6+u2/4=0通分后：4(u2-6)+2(u2-u1)+3u2=0→4u2-24+2u2-2u1+3u2=0→-2u1+9u2=24...(2)聯(lián)立(1)(2)：由(1)得u2=4u1-36，代入(2)：-2u1+9(4u1-36)=24→-2u1+36u1-324=24→34u1=348→u1=348/34≈10.235Vu2=4×10.235-36≈40.94-36=4.94VR3支路電流I3=(u1-u2)/R3=(10.235-4.94)/6≈5.295/6≈0.883A（方向從節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)2）2.（10分）一臺三相四極異步電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=30kW，額定電壓UN=380V（Y接），額定頻率fN=50Hz，額定效率ηN=0.88，額定功率因數(shù)cosφN=0.85，堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù)kI=6.5，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)kT=1.8，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)kM=2.2。求：（1）額定電流IN；（2）堵轉(zhuǎn)電流Ist；（3）額定轉(zhuǎn)矩TN；（4）最大轉(zhuǎn)矩TM。解：（1）額定電流IN=PN/(√3UNηNcosφN)=30×103/(√3×380×0.88×0.85)≈30000/(503.1)≈59.6A（2）堵轉(zhuǎn)電流Ist=kI×IN=6.5×59.6≈387.4A（3）額定轉(zhuǎn)速nN≈n1(1-sN)，n1=60f/p=60×50/2=1500r/min（四極p=2）額定轉(zhuǎn)矩TN=9550PN/nN≈9550×30/1500=191N·m（近似取nN≈n1）（4）最大轉(zhuǎn)矩TM=kM×TN=2.2×191≈420.2N·m3.（10分）某110kV電力系統(tǒng)接線如圖2所示（簡化為發(fā)電機(jī)G-變壓器T-線路L-變壓器T-負(fù)荷），已知：發(fā)電機(jī)G額定容量SNG=100MVA，次暫態(tài)電抗X''G=0.12（以SNG為基準(zhǔn)）；變壓器T1額定容量SNT=120MVA，變比115/10.5kV，短路電抗XT=0.10（以SNT為基準(zhǔn)）；線路L長度50km，電抗X0=0.4Ω/km；變壓器T2參數(shù)同T1；負(fù)荷SLoad=80MVA，功率因數(shù)0.8（滯后）。取基準(zhǔn)容量SB=100MVA，基準(zhǔn)電壓UB=各電壓級平均額定電壓（115kV、10.5kV），求：（1）各元件電抗標(biāo)幺值；（2）當(dāng)110kV母線發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流周期分量有效值。解：（1）元件電抗標(biāo)幺值計(jì)算：發(fā)電機(jī)G：X''G=X''G×SB/SNG=0.12×100/100=0.12變壓器T1：XT1=XT×SB/SNT=0.10×100/120≈0.0833線路L：線路電抗X=0.4×50=20Ω，110kV級基準(zhǔn)電抗XB=UB2/SB=1152/100≈132.25ΩXL=X/XB=20/132.25≈0.1512變壓器T2：XT2=XT×SB/SNT=0.10×100/120≈0.0833（2）短路點(diǎn)總電抗標(biāo)幺值X∑=X''G+XT1+XL+XT2=0.12+0.0833+0.1512+0.0833≈0.4378短路電流周期分量標(biāo)幺值I=1/X∑≈2.284110kV級基準(zhǔn)電流IB=SB/(√3UB)=100×103/(√3×115)≈502A短路電流有效值I=I×IB≈2.284×502≈1147A4.（10分）單相橋式全控整流電路接電阻負(fù)載R=10Ω，交流電源電壓u=220√2sinωtV，控制角α=60°，求：（1）輸出直流電壓平均值Ud；（2）輸出直流電流平均值Id；（3）晶閘管所承受的最大正反向電壓；（4）當(dāng)α=90°時(shí)，若負(fù)載改為阻感負(fù)載（L足夠大），輸出電壓波形有何變化？解：（1）單相橋式全控整流電阻負(fù)載Ud=0.9U2(1+cosα)/2（注：正確公式應(yīng)為Ud=0.9U2cosα，當(dāng)α≤90°時(shí)）更正：正確公式為單相橋式全控整流電阻負(fù)載Ud=0.9U2cosα（α為控制角）U2=220V，α=60°，cos60°=0.5，故Ud=0.9×220×0.5=99V（2）Id=Ud/R=99/10=9.9A（3）晶閘管所承受的最大正向電壓為√2U2=220×1.414≈311V（當(dāng)晶閘管導(dǎo)通時(shí)，承受電源電壓峰值）；最大反向電壓為√2U2=311V（當(dāng)晶閘管關(guān)斷時(shí)，承受電源電壓峰值）（4）當(dāng)α=90°且負(fù)載為阻感負(fù)載（L足夠大）時(shí)，輸出電壓平均值Ud=0.9U2cosα=0.9×220×cos90°=0V，但由于電感的續(xù)流作用，電流連續(xù)，輸出電壓波形在α≤90°時(shí)為正負(fù)對稱的波形（電源正半周晶閘管導(dǎo)通，負(fù)半周另一組晶閘管導(dǎo)通），當(dāng)α>90°時(shí)，輸出電壓平均值為負(fù)，但實(shí)際中α通常不超過90°（對于整流電路）。本題α=90°時(shí)，輸出電壓平均值為0，波形正負(fù)面積相等。四、綜合分析題（共10分）某新能源電站通過雙回線路接入220kV系統(tǒng)，其中一回線路發(fā)生單相接地故障，重合閘動(dòng)作成功。請分析：（1）單相接地故障時(shí)系統(tǒng)各序分量的特點(diǎn)；（2）重合閘成功對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；（3）若重合于永久故障，應(yīng)采取哪些保護(hù)措施？答：（1）單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)零序、負(fù)序和正序分量。其中，零序分量的特點(diǎn)是三相電流之和不為零（等于3倍零序電流），零序電壓主要集中在故障點(diǎn)；負(fù)序分量的出現(xiàn)反映了三相電流的不對稱性，其大小與故障程度相關(guān)；正序分量為系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的對稱分量，故障后幅值會(huì)因系統(tǒng)阻抗變化而改變。（2）重合閘成功可快速恢復(fù)線路供電，減少停電時(shí)間，提高系統(tǒng)供電可靠性。對于新能源電站，快速恢復(fù)并網(wǎng)可避免因長時(shí)間脫網(wǎng)導(dǎo)致的功率波動(dòng)，維持系統(tǒng)