(2025年)電氣技術(shù)中級工程師試題及答案一、單項選擇題（共10題，每題2分，共20分）1.某10kV電力變壓器的連接組別為Yd11，其高低壓側(cè)線電壓的相位關(guān)系為（）。A.高壓側(cè)超前低壓側(cè)30°B.低壓側(cè)超前高壓側(cè)30°C.高壓側(cè)滯后低壓側(cè)60°D.相位差為0°2.三相異步電動機采用星-三角降壓啟動時，啟動電流為直接啟動的（）。A.1/√3倍B.1/3倍C.√3倍D.3倍3.計算110kV電力系統(tǒng)短路電流時，若系統(tǒng)基準容量取100MVA，基準電壓取平均額定電壓，則110kV側(cè)的基準電流為（）。A.0.525kAB.0.83kAC.1.05kAD.1.5kA4.電力系統(tǒng)中，并聯(lián)電容器組的主要作用是（）。A.提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量B.限制短路電流C.增大系統(tǒng)電抗D.降低有功損耗5.低壓配電系統(tǒng)中，TT系統(tǒng)的電氣設(shè)備外露可導電部分應（）。A.直接接地，接地電阻≤4ΩB.經(jīng)漏電保護器接地C.與電源中性點共同接地D.不接地6.SF6斷路器的滅弧介質(zhì)是（）。A.壓縮空氣B.六氟化硫氣體C.真空D.變壓器油7.西門子S7-1200PLC的輸入模塊類型為DC24V時，其有效輸入電壓范圍通常為（）。A.5V~15VB.18V~30VC.0V~5VD.100V~240V8.家用剩余電流動作保護器的額定動作電流一般不超過（）。A.30mAB.100mAC.500mAD.1A9.電壓互感器二次側(cè)必須接地的主要目的是（）。A.防止一次側(cè)高電壓竄入二次側(cè)危及人身設(shè)備安全B.提高測量精度C.平衡二次側(cè)負載D.增強抗干擾能力10.晶閘管導通的條件是（）。A.陽極加正向電壓，門極加正向觸發(fā)脈沖B.陽極加反向電壓，門極加正向觸發(fā)脈沖C.陽極加正向電壓，門極加反向觸發(fā)脈沖D.陽極加反向電壓，門極加反向觸發(fā)脈沖二、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)中性點常見的接地方式包括中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和（）。2.變壓器的主要損耗包括鐵損和（）。3.三相異步電動機的調(diào)速方法有改變極對數(shù)調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和（）。4.繼電保護裝置應滿足的四個基本要求是選擇性、速動性、靈敏性和（）。5.低壓配電系統(tǒng)的接地形式中，TN-S系統(tǒng)的中性線（N線）與保護線（PE線）（）。6.短路電流計算的主要方法有標幺制法和（）。7.無功補償裝置除并聯(lián)電容器外，還包括（）和靜止無功發(fā)生器（SVG）。8.電氣設(shè)備的絕緣等級根據(jù)允許的最高溫度劃分，B級絕緣的允許最高溫度為（）℃。9.PLC的掃描周期主要包括輸入采樣、（）和輸出刷新三個階段。10.剩余電流動作保護器按動作時間可分為一般型、延時型和（）。三、簡答題（共5題，每題8分，共40分）1.簡述電力變壓器并列運行的條件及不滿足條件時的危害。2.說明三相異步電動機軟啟動器的工作原理及其相對于傳統(tǒng)降壓啟動的優(yōu)點。3.微機繼電保護裝置的基本構(gòu)成包括哪些部分？各部分的主要功能是什么？4.比較低壓配電系統(tǒng)中TT系統(tǒng)與TN-C-S系統(tǒng)的接地方式、適用場景及安全性差異。5.PLC梯形圖設(shè)計應遵循哪些基本原則？舉例說明如何避免雙線圈輸出問題。四、綜合題（共2題，每題10分，共20分）1.設(shè)計一個三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路（要求包含主電路和PLC控制梯形圖），并說明電氣互鎖和機械互鎖的作用及實現(xiàn)方法。2.某10kV架空線路發(fā)生三相短路故障，系統(tǒng)最大運行方式下短路電流為8kA，最小運行方式下為6kA。假設(shè)線路配置了三段式電流保護（速斷、限時速斷、過電流保護），請分析各段保護的整定原則、動作電流及動作時間，并說明保護配合的邏輯。答案一、單項選擇題1.A（Yd11表示高壓側(cè)線電壓超前低壓側(cè)30°）2.B（星-三角啟動時，每相繞組電壓降為√3倍，電流降為1/3）3.A（基準電流I_j=S_j/(√3U_j)=100/(√3×115)=0.525kA）4.A（并聯(lián)電容器通過提供容性無功提高功率因數(shù)）5.A（TT系統(tǒng)中設(shè)備外露可導電部分獨立接地，接地電阻≤4Ω）6.B（SF6斷路器以六氟化硫氣體為滅弧介質(zhì)）7.B（S7-1200DC24V輸入模塊有效電壓范圍通常為18V~30V）8.A（家用剩余電流保護器額定動作電流一般≤30mA）9.A（電壓互感器二次側(cè)接地防止一次側(cè)高電壓竄入二次側(cè)）10.A（晶閘管導通需陽極正向電壓+門極正向觸發(fā)脈沖）二、填空題1.中性點直接接地2.銅損（或負載損耗）3.改變電源頻率調(diào)速（或變頻調(diào)速）4.可靠性5.完全分開（或獨立）6.歐姆法（或有名單位制法）7.同步調(diào)相機（或同步補償機）8.1309.用戶程序執(zhí)行10.反時限型三、簡答題1.并列運行條件：①變比相同（誤差≤±0.5%）；②連接組別相同；③短路阻抗標幺值相等（誤差≤±10%）。不滿足條件的危害：變比不同會導致環(huán)流，增加損耗；連接組別不同會導致二次側(cè)電壓相位差，產(chǎn)生大環(huán)流損壞變壓器；短路阻抗不同會導致負載分配不均，阻抗小的變壓器過載。2.工作原理：軟啟動器通過晶閘管的相位控制，逐步增加電動機端電壓，使啟動電流平滑上升，實現(xiàn)電壓斜坡啟動。優(yōu)點：①啟動電流?。?.5~4倍額定電流），遠低于星-三角啟動的2~3倍；②啟動轉(zhuǎn)矩可調(diào)，避免機械沖擊；③可實現(xiàn)軟停車，減少水泵水錘效應；④具備過載、缺相保護等智能功能。3.基本構(gòu)成及功能：①數(shù)據(jù)采集單元（如電壓、電流互感器）：將一次側(cè)信號轉(zhuǎn)換為微機可處理的低電平信號；②微機系統(tǒng)（CPU、存儲器）：執(zhí)行保護算法，判斷故障；③輸入/輸出接口：接收外部信號（如開關(guān)量），輸出跳閘、信號命令；④電源模塊：提供穩(wěn)定工作電壓；⑤人機接口：顯示信息、參數(shù)設(shè)置。4.TT系統(tǒng)：電源中性點直接接地（接地電阻R_n），設(shè)備外露可導電部分獨立接地（接地電阻R_e）。適用無等電位聯(lián)結(jié)的農(nóng)村或分散用電場景，安全性依賴R_e≤4Ω及剩余電流保護器。TN-C-S系統(tǒng)：前部分為TN-C（N線與PE線合并為PEN線），后部分為TN-S（N線與PE線分開）。適用于城鎮(zhèn)建筑，安全性高（PE線獨立接地，減少電磁干擾），但PEN線需可靠接地防止中性點偏移。5.基本原則：①梯形圖按自上而下、從左到右的順序執(zhí)行；②觸點可重復使用，線圈只能輸出一次（避免雙線圈）；③串聯(lián)觸點多的支路放上方，并聯(lián)觸點多的支路放左方；④輸出線圈不能直接接左側(cè)母線。雙線圈問題：同一編號的線圈在一個掃描周期內(nèi)多次輸出會導致邏輯混亂。例如，若梯形圖中Q0.0在兩個不同支路同時得電，PLC將以最后一次輸出為準，可能導致設(shè)備誤動作。應通過中間繼電器（如M0.0）中轉(zhuǎn)，確保Q0.0僅由一個邏輯控制。四、綜合題1.主電路設(shè)計：電源→斷路器→熔斷器→接觸器KM1（正轉(zhuǎn)）主觸點→電動機；KM2（反轉(zhuǎn)）主觸點與KM1主觸點反接（交換兩相電源線），KM1與KM2主觸點之間串接對方的輔助常閉觸點（電氣互鎖）。PLC梯形圖：輸入信號包括啟動按鈕SB1（正轉(zhuǎn)）、SB2（反轉(zhuǎn)）、停止按鈕SB3；輸出信號為KM1、KM2線圈。梯形圖中，KM1線圈支路串接KM2輔助常閉觸點，KM2線圈支路串接KM1輔助常閉觸點（電氣互鎖）；同時，可在按鈕回路中增加機械互鎖（如SB1與SB2的常閉觸點交叉串聯(lián)），防止按鈕誤操作?；ユi作用：電氣互鎖通過接觸器輔助觸點防止KM1、KM2同時吸合導致電源短路；機械互鎖通過按鈕常閉觸點在按鈕未釋放時阻止另一方向啟動，雙重保障安全性。2.三段式電流保護整定：（1）速斷保護（Ⅰ段）：整定原則為躲過線路末端最大短路電流。動作電流I_op.Ⅰ=K_rel×I_k.max=1.2×8=9.6kA（K_rel取1.2），動作時間tⅠ=0s（瞬時跳閘）。（2）限時速斷保護（Ⅱ段）：整定原則為躲過下一級線路速斷保護的動作電流，同時滿足本線路末端最小短路電流的靈敏度（K_sen≥1.3）。假設(shè)下一級速斷動作電流為8kA，則I_op.Ⅱ=K_rel×I_op.Ⅰ下=1.1×8=8.8kA；校驗靈敏度K_sen=I_k.min本末端/I_op.Ⅱ=6/8.8≈0.68（不滿足），需重新整定：取I_op.Ⅱ=K_rel×I_k.min本末端/K_sen=1.1×6/1.3≈5.08kA（取5.1kA），動作時間tⅡ=0.5s（延時0.5s跳閘）。（3）過電流保護（Ⅲ段）：整定原則為躲過線路最大負荷電流（考慮自啟動系數(shù)K_ss）。假設(shè)最