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文本内容:
电气工程师考试题型及答案
一、选择题(本题型共15题,每题2分,共30分)
1.电力系统中,衡量电能质量的主要指标不包括以下哪项?A.电压B.频率C.波形D.电流
2.变压器的铁芯材料通常选用哪种?A.铜B.铝C.硅钢片D.铸铁
3.三相异步电动机的额定转速nN与同步转速n1的关系是?A.nN=n1B.nNn1C.nNn1D.无固定关系
4.以下哪种保护属于接地故障保护?A.过流保护B.过压保护C.漏电保护D.速断保护
5.在RLC串联电路中,当电源频率等于电路的谐振频率时,电路的阻抗性质为?A.感性B.容性C.纯电阻性D.不确定
6.高压断路器的主要作用是?A.关合和开断正常负荷电流B.关合和开断故障电流C.仅关合故障电流D.A和B
7.电力系统的中性点接地方式不包括以下哪项?A.直接接地B.经消弧线圈接地C.经电阻接地D.经变压器接地
8.以下哪种电机可以直接在额定电压下启动?A.大容量异步电动机B.小容量异步电动机C.同步电动机D.直流电动机
9.电力系统的稳定性不包括以下哪种类型?A.静态稳定性B.暂态稳定性C.动态稳定性D.电压稳定性
10.电缆敷设时,电缆的弯曲半径不应小于其外径的多少倍?第1页共8页A.5倍B.10倍C.15倍D.20倍
11.PLC的核心部件是?A.电源B.输入输出接口C.CPU D.编程器
12.以下哪项是衡量电力系统经济性的指标?A.电压质量B.频率质量C.煤耗率D.可靠性
13.电流互感器的二次侧额定电流通常为?A.1A或5A B.10A或20A C.50A或100A D.220A或380A
14.电力系统的备用电源接线方式不包括?A.明备用B.暗备用C.双回路放射式D.3/2断路器接线
15.以下哪种不是电力系统的短路类型?A.三相短路B.两相短路C.单相短路D.接地短路
二、填空题(本题型共10题,每题3分,共30分)
1.我国电力系统的标准频率为______Hz,称为工频
2.变压器的效率公式为______(用η、P
1、P2表示,其中P1为输入功率,P2为输出功率)
3.异步电动机的转差率s的定义式为______(用n
1、n表示,n1为同步转速,n为额定转速)
4.高压隔离开关的主要作用是在______下分合小电流电路
5.电力系统的调压措施主要有改变变压器变比、______、改变无功功率分布、调整系统运行方式
6.PLC的编程语言中,最常用的两种是梯形图和______
7.电缆的载流量与敷设环境、______、敷设方式等因素有关
8.同步发电机的励磁方式主要有自并励和______
9.电力系统发生三相短路时,短路电流周期分量的大小取决于______第2页共8页
10.在电力系统继电保护中,______保护是反应电流增大而动作的保护
三、简答题(本题型共5题,每题6分,共30分)
1.简述电力系统中电压中枢点的选择原则及常见的调压方式
2.异步电动机的启动方式有哪些?各适用于什么场合?
3.简述变压器的基本结构组成部分,并说明铁芯的作用
4.什么是电力系统的静态稳定性?提高静态稳定性的措施有哪些?
5.简述PLC控制系统的工作原理,并说明其主要特点
四、计算题(本题型共5题,每题8分,共40分)
1.已知RL串联电路中,R=10Ω,L=
0.2H,接于220V、50Hz的交流电源上,求电路的阻抗Z、电流I及功率因数cosφ(已知ω=2πf)
2.一台三相异步电动机,额定功率PN=10kW,额定电压UN=380V,额定电流IN=
19.2A,额定转速nN=1460r/min,求该电动机的额定转差率sN和额定效率ηN
3.某10kV电力线路,长度L=15km,导线型号为LGJ-50(电阻R=
0.6Ω/km,感抗XL=
0.35Ω/km),求当线路输送有功功率P=500kW,功率因数cosφ=
0.8时,线路首端电压U1和末端电压U2的大小(不计导纳,提示U1=U2+IRcosφ+IXLsinφ)
4.有一台三相变压器,额定容量SN=500kVA,额定电压U1N/U2N=10kV/
0.4kV,Y,d11连接组标号,求原边和副边的额定电流I1N、I2N及原边每相绕组的额定电压U1φ、副边每相绕组的额定电压U2φ
5.某工厂有380V、50Hz的三相四线制电源,负载为星形连接的对称三相电阻性负载,每相电阻R=10Ω,求负载的相电流IP、线电流IL及有功功率P第3页共8页
五、案例分析题(本题型共3题,每题10分,共30分)
1.某110kV变电站拟采用2台110/10kV主变压器,已知110kV侧最大负荷Smax=80MVA,最小负荷Smin=30MVA,10kV侧最大负荷Smax=50MVA,最小负荷Smin=15MVA,主变压器阻抗电压Uk%=
10.5,短路损耗ΔPk=450kW,试选择主变压器的容量和台数,并说明选择理由
2.某车间采用10kV高压电动机供电,额定功率P=55kW,额定电压UN=10kV,额定电流IN=
4.2A,额定转速nN=2950r/min,启动电流倍数KI=
6.5,启动时间要求不超过10s,车间短路电流Ik=20kA,短路电流周期分量衰减时间常数Ta=
0.05s,试选择该电动机的启动方式(直接启动、星-三角启动、自耦变压器启动),并计算启动电流和启动时间是否满足要求
3.某10kV配电网线路发生三相短路故障,已知短路回路总阻抗ZΣ=
0.5Ω,电源电动势E=
10.5kV(相电压),短路电流周期分量有效值Ich∞=E/√3ZΣ,非周期分量初始值Ich0=E/√3ZΣ,衰减系数α=RΣ/LΣ,RΣ=
0.3Ω,LΣ=
0.2H,试计算短路电流周期分量有效值、非周期分量初始值及短路后
0.01s时非周期分量电流值答案汇总
一、选择题答案
1.D
2.C
3.C
4.C
5.C
6.D
7.D
8.B
9.D
10.C
11.C
12.C
13.A
14.C
15.D
二、填空题答案
1.
502.η=P2/P1×100%
3.s=n1-n/n
14.无载
5.串联电容补偿
6.指令表
7.环境温度
8.自并励
9.电源电动势和短路回路总阻抗
10.过流第4页共8页
三、简答题答案
1.电压中枢点选择原则选择供电线路最长、电压变动影响最大的节点作为中枢点;常见调压方式逆调压(高峰时提高电压至105%UN,低谷时100%UN)、顺调压(高峰时不低于
97.5%UN,低谷时不高于
107.5%UN)、常调压(保持电压基本恒定在102%~105%UN)
2.启动方式及适用场合直接启动(适用于小容量电机,功率一般不超过15kW,对电网影响小);降压启动(星-三角启动适用于正常运行时为三角形连接的电机,自耦变压器启动适用于对启动电流限制要求较高的场合);绕线式电机转子串电阻启动(适用于绕线式异步电动机,可改善启动特性)
3.基本结构铁芯、绕组、油箱、冷却装置、绝缘套管等;铁芯作用构成变压器的磁路,利用铁磁材料的高导磁性集中magneticflux,减少磁滞和涡流损耗,保证能量高效传递
4.静态稳定性电力系统在小干扰下(如负荷微小波动)维持稳定运行状态的能力,即恢复原始运行点的趋势;提高措施采用自动励磁调节装置(提高暂态稳定,静态也有提升)、提高系统运行电压(增加恢复力)、缩短故障切除时间(减少扰动影响)、采用分裂导线(降低系统感抗)
5.工作原理PLC采用“扫描”工作方式,依次进行输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段,周而复始;主要特点高可靠性(硬件冗余、软件容错)、编程简单(梯形图等图形化语言)、功能完善(逻辑控制、定时计数、数据处理)、维护方便(模块化设计、故障自诊断)
四、计算题答案第5页共8页
1.解ω=2πf=2×
3.14×50=314rad/s;感抗XL=ωL=314×
0.2=
62.8Ω;阻抗Z=√R²+XL²=√10²+
62.8²=√100+
3943.84=√
4043.84≈
63.6Ω;电流I=U/Z=220/
63.6≈
3.46A;功率因数cosφ=R/Z=10/
63.6≈
0.
1572.解同步转速n1=60f/p,因nN=1460r/min接近1500r/min,故p=2(n1=1500r/min);转差率sN=n1-nN/n1=1500-1460/1500=40/1500≈
0.0267;额定效率ηN=P2/P1×100%=10×10³/√3×380×
19.2×100%≈10000/
1.732×380×
19.2×100%≈10000/12500×100%≈80%(注此处原题数据可能需核对,按常规计算结果为≈
87.6%,可能因数据调整,按原题数据
19.2A,P=10kW,η=10000/380×
19.2×
1.732≈10000/12500=
0.8,即80%)
3.解线路总电阻R=
0.6×15=9Ω,总感抗XL=
0.35×15=
5.25Ω;电流I=P/√3UNcosφ=500×10³/
1.732×10×10³×
0.8≈500000/13856≈
36.08A;首端电压U1=U2+IRcosφ+IXLsinφ,因cosφ=
0.8,sinφ=
0.6,且U2=√3×
0.4kV(此处题目可能为简化,按10kV系统末端电压,假设U2=10kV-IRcosφ-IXLsinφ,或按公式U1=U2+
36.08×9×
0.8+
36.08×
5.25×
0.6≈U2+
36.0×
28.86≈U2+1039V,若U2按10kV计算,U1≈11039V≈
11.04kV;若按题目提示公式,假设U2=10kV(简化),则U1=10000+
36.08×9×
0.8+
36.08×
5.25×
0.6≈10000+
259.8+
113.2≈10373V≈
10.37kV第6页共8页
4.解原边额定电流I1N=SN/√3U1N=500×10³/
1.732×10×10³≈
28.87A;副边额定电流I2N=SN/√3U2N=500×10³/
1.732×
0.4×10³≈
721.7A;原边每相电压U1φ=U1N/√3=10×10³/
1.732≈5774V;副边每相电压U2φ=U2N/√3=
0.4×10³/
1.732≈230V
5.解相电流IP=UN/√3/R=380/
1.732/10≈22A;线电流IL=IP=22A;有功功率P=√3×UN×IL×cosφ=√3×380×22×1≈14380W≈88kW(因是电阻性负载,cosφ=1)
五、案例分析题答案(要点)
1.主变压器容量选择单台容量需满足最大负荷80MVA,10kV侧最大负荷50MVA,选500kVA=
0.5MVA不足,选1000kVA=1MVA可满足;台数选择2台,因最小负荷30MVA1×1MVA,且10kV侧最小负荷15MVA1×1MVA,2台可一用一备,提高可靠性,故选择2台1000kVA主变压器
2.启动方式选择直接启动启动电流=
4.2×
6.5=
27.3A20kA,满足;星-三角启动相电流=
27.3/3≈
9.1A20kA,满足;自耦变压器启动选抽头(如65%),启动电流=
27.3×
0.65≈
17.7A20kA,满足启动时间计算星-三角启动时间≈
0.5×直接启动时间,假设直接启动时间
0.5s,星-三角≈
0.25s10s;自耦变压器启动时间≈
0.8×直接启动时间≈
0.4s10s,故选择星-三角启动,启动电流和时间均满足
3.周期分量有效值Ich∞=E/√3ZΣ=
10.5×10³/
1.732×
0.5≈12124A≈12kA;非周期分量初始值Ich0=12kA;衰减系数α=RΣ/LΣ=
0.3/
0.2=
1.5/s;非周期第7页共8页分量电流it=Ich0e^-αt=12×e^-
1.5×
0.01=12×e^-
0.015≈12×
0.985≈
11.82kA≈
11.8kA第8页共8页。
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