(2025年)電氣工程師考試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某三相交流電路中，線電壓為380V，負(fù)載為三角形接法，每相阻抗為（6+j8）Ω，則相電流和線電流分別為（）。A.38A，65.8AB.22A，38AC.38A，38AD.22A，22A答案：A解析：三角形接法中，相電壓等于線電壓380V，每相阻抗模為√(62+82)=10Ω，相電流Iφ=380/10=38A；線電流IL=√3Iφ≈65.8A。2.變壓器空載試驗(yàn)時，輸入功率主要消耗在（）。A.繞組銅損B.鐵芯鐵損C.漏磁通損耗D.介質(zhì)損耗答案：B解析：空載試驗(yàn)時原邊加額定電壓，副邊開路，電流很小，銅損可忽略，輸入功率主要為鐵芯的磁滯損耗和渦流損耗（鐵損）。3.電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，短路電流的周期分量幅值取決于（）。A.短路點(diǎn)距電源的電氣距離B.系統(tǒng)對地電容C.負(fù)荷的大小D.中性點(diǎn)接地方式答案：A解析：周期分量幅值由短路回路的阻抗決定，阻抗大小與短路點(diǎn)到電源的電氣距離（電抗）直接相關(guān)。4.下列繼電保護(hù)中，屬于主保護(hù)的是（）。A.變壓器的過負(fù)荷保護(hù)B.輸電線路的零序過流保護(hù)C.發(fā)電機(jī)的縱聯(lián)差動保護(hù)D.母線的限時電流速斷保護(hù)答案：C解析：主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求、能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)，縱聯(lián)差動保護(hù)屬于主保護(hù)。5.測量110kV變壓器繞組的絕緣電阻時，應(yīng)選用（）兆歐表。A.500VB.1000VC.2500VD.5000V答案：C解析：根據(jù)規(guī)程，測量100V以上、330kV以下設(shè)備的絕緣電阻應(yīng)使用2500V兆歐表。6.晶閘管整流電路中，α為觸發(fā)角，當(dāng)α=90°時，單相半波整流電路的輸出電壓平均值為（）（輸入交流電壓有效值為U2）。A.0.45U2B.0.225U2C.0.9U2D.0.675U2答案：B解析：單相半波整流輸出電壓平均值Ud=0.45U2(1+cosα)/2，α=90°時，cosα=0，故Ud=0.225U2。7.異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=0時，電機(jī)處于（）狀態(tài)。A.啟動B.空載C.理想空載D.堵轉(zhuǎn)答案：C解析：轉(zhuǎn)差率s=(n0-n)/n0，n=n0時s=0，為理想空載（無機(jī)械損耗）。8.特高壓直流輸電（UHVDC）的主要優(yōu)勢是（）。A.線路電容電流小B.無需考慮同步問題C.對通信干擾小D.換流站成本低答案：B解析：直流輸電兩端交流系統(tǒng)可異步運(yùn)行，無需同步，適合遠(yuǎn)距離大容量輸電。9.消弧線圈的作用是（）。A.提高系統(tǒng)電壓B.補(bǔ)償接地電容電流C.限制短路電流D.改善功率因數(shù)答案：B解析：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，消弧線圈產(chǎn)生電感電流補(bǔ)償電容電流，使電弧自熄。10.微電網(wǎng)中，光伏逆變器的控制策略通常采用（）。A.恒壓恒頻（V/f）控制B.恒功率（PQ）控制C.下垂控制（Droop）D.矢量控制答案：C解析：微電網(wǎng)多電源并聯(lián)時，下垂控制通過模擬同步發(fā)電機(jī)外特性，實(shí)現(xiàn)功率合理分配。二、填空題（每題2分，共20分）1.基爾霍夫電流定律（KCL）的本質(zhì)是________守恒。答案：電荷2.變壓器的效率η=（輸出功率P2）/（輸入功率P1）×100%，其中P1=________+P2。答案：空載損耗（鐵損）+負(fù)載損耗（銅損）3.電力系統(tǒng)短路計算中，通常取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud=________（對應(yīng)各電壓等級的平均額定電壓）。答案：1.05倍額定電壓（如10.5kV、115kV等）4.三段式電流保護(hù)包括________、限時電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。答案：無時限電流速斷保護(hù)5.高壓斷路器的額定開斷電流是指其能安全開斷的________電流的有效值。答案：最大短路6.異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與________、轉(zhuǎn)子電流的有功分量及主磁通成正比。答案：轉(zhuǎn)差率（或轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢）7.晶閘管的三個電極是陽極A、陰極K和________。答案：門極G8.防雷接地裝置的接地電阻一般要求不大于________Ω（第一類防雷建筑物除外）。答案：109.電力電子變換器中，PWM控制的核心是通過改變________來調(diào)節(jié)輸出電壓或電流。答案：脈沖寬度（或占空比）10.同步發(fā)電機(jī)的功角特性中，功角δ是________與氣隙合成磁場的夾角。答案：轉(zhuǎn)子勵磁磁場三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述變壓器分接開關(guān)的作用及調(diào)壓原理。答案：分接開關(guān)用于調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓。原理是通過改變高壓繞組的匝數(shù)來調(diào)整變比：當(dāng)輸出電壓偏低時，減小高壓繞組匝數(shù)（調(diào)至較低分接頭），降低變比，使二次電壓升高；反之，增加高壓繞組匝數(shù)（調(diào)至較高分接頭），提高變比，降低二次電壓。有載分接開關(guān)可在帶負(fù)載時切換，無載分接開關(guān)需停電操作。2.分析異步電動機(jī)啟動時電流大但轉(zhuǎn)矩不大的原因。答案：啟動時（n=0，s=1），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為0，旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速最大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢和電流頻率最高（等于電源頻率），轉(zhuǎn)子電抗X2s=sX20=X20（最大），導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電流I2=E20/√(R22+X202)很大（約為額定電流的5-7倍）；但此時轉(zhuǎn)子功率因數(shù)cosφ2=R2/√(R22+X202)較低（因X20大），而電磁轉(zhuǎn)矩T=KΦI2cosφ2，故盡管I2大，但cosφ2低，轉(zhuǎn)矩T僅為額定轉(zhuǎn)矩的1-2倍，因此啟動電流大但轉(zhuǎn)矩不大。3.比較電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地與不接地方式的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：直接接地方式：優(yōu)點(diǎn)是單相接地時非故障相電壓不升高（仍為相電壓），絕緣水平要求低；缺點(diǎn)是接地電流大，需快速切除故障，否則損壞設(shè)備，供電可靠性較低。不接地方式：優(yōu)點(diǎn)是單相接地電流?。娙蓦娏鳎?，可帶故障運(yùn)行1-2小時，供電可靠性高；缺點(diǎn)是非故障相電壓升高√3倍，對絕緣要求高，適用于6-35kV系統(tǒng)。4.說明距離保護(hù)的基本原理及主要組成部分。答案：距離保護(hù)是反映故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處距離（阻抗）的保護(hù)。原理：測量故障回路的阻抗Z=U/I，若Z小于整定阻抗Zset（對應(yīng)保護(hù)范圍），則動作跳閘。組成部分包括：啟動元件（檢測故障）、方向元件（判斷故障方向）、測量元件（計算Z）、時間元件（實(shí)現(xiàn)階梯時限特性）。5.簡述特高壓交流輸電（UHVAC）的技術(shù)優(yōu)勢及應(yīng)用場景。答案：優(yōu)勢：①輸送容量大（與電壓平方成正比）；②輸電距離遠(yuǎn)（降低線路損耗，ΔP=P2R/U2）；③提高系統(tǒng)穩(wěn)定性（縮短電氣距離，增強(qiáng)互聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)系）；④減少線路走廊（單位容量走廊寬度?。?。應(yīng)用場景：大型能源基地（如水電、火電）向負(fù)荷中心的遠(yuǎn)距離、大容量輸電，以及跨區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)。四、計算題（每題10分，共40分）1.如圖所示電路，已知US1=10V，US2=5V，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=5Ω，用戴維南定理求R3中的電流I3。（注：此處假設(shè)電路為US1與R1串聯(lián)后并聯(lián)US2與R2串聯(lián)，再與R3串聯(lián)）解：（1）斷開R3，求開路電壓Uoc：R1和R2并聯(lián)支路的電壓：Uab=US1(US1-US2)/(R1+R2)×R1=10(10-5)/(2+3)×2=10-2=8V（或用節(jié)點(diǎn)電壓法：Uab=(US1/R1+US2/R2)/(1/R1+1/R2)=(10/2+5/3)/(1/2+1/3)=(5+1.666)/(0.5+0.333)=6.666/0.833≈8V）（2）求等效內(nèi)阻Req：將電壓源短路，Req=R1∥R2=2×3/(2+3)=1.2Ω（3）I3=Uoc/(Req+R3)=8/(1.2+5)=8/6.2≈1.29A2.一臺S9-1000/10型變壓器，額定電壓10kV/0.4kV，空載損耗P0=1.7kW，短路損耗Pk=10.3kW，阻抗電壓Uk%=4.5%。求：（1）額定電流I1N、I2N；（2）當(dāng)負(fù)載系數(shù)β=0.8，cosφ=0.8時的效率η。解：（1）額定電流：I1N=SN/(√3U1N)=1000/(√3×10)=57.74AI2N=SN/(√3U2N)=1000/(√3×0.4)=1443.4A（2）效率η=βSNcosφ/(βSNcosφ+P0+β2Pk)×100%代入數(shù)據(jù)：η=0.8×1000×0.8/(0.8×1000×0.8+1.7+0.82×10.3)×100%=640/(640+1.7+6.592)×100%=640/648.292≈98.72%3.某110kV系統(tǒng)，最大運(yùn)行方式下，電源電抗Xs.min=0.1（標(biāo)幺值，Sd=100MVA），線路電抗Xl=0.2（標(biāo)幺值），求線路末端三相短路時的短路電流周期分量有效值（kA）。解：（1）總電抗X∑=Xs.min+Xl=0.1+0.2=0.3（標(biāo)幺值）（2）短路電流標(biāo)幺值I=1/X∑=1/0.3≈3.333（3）基準(zhǔn)電流Id=Sd/(√3Ud)=100/(√3×115)≈0.502kA（Ud取110kV系統(tǒng)平均電壓115kV）（4）周期分量有效值I=I×Id≈3.333×0.502≈1.673kA4.一臺Y160M-4型異步電動機(jī)，額定功率Pn=11kW，額定電壓Un=380V，額定電流In=22.6A，額定轉(zhuǎn)速nn=1460r/min，啟動電流倍數(shù)Kst=7，啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Kst.T=1.8?，F(xiàn)采用自耦變壓器降壓啟動，要求啟動電流不超過額定電流的3倍，求自耦變壓器的抽頭比k及啟動轉(zhuǎn)矩。解：（1）直接啟動電流Ist=Kst×In=7×22.6=158.2A要求降壓啟動電流Ist'≤3×In=67.8A抽頭比k=Ist'/Ist=67.8/158.2≈0.429（或k=√(Ist'/Ist)？不，自耦變壓器降壓啟動時，Ist'=k2Ist，故k=√(