2025年电气工程进阶新实例内容试题及答案.doc

2025年电气工程进阶新实例内容试题及答案

一、选择题（每题 3 分，共 30 分）
1. 以下哪种电机调速方法属于变转差率调速？（ ）
A. 改变定子电压调速 B. 变极调速 C. 变频调速
答案：A
解析：改变定子电压调速是通过改变定子电压来改变转差率实现调速，属于变转差率调速；变极调速是改变电机极对数调速；变频调速是改变电源频率调速。
2. 电力系统中，短路电流的大小与（ ）有关。
A. 电源电压 B. 短路点距电源的电气距离 C. 系统的阻抗 D. 以上都是
答案：D
解析：短路电流大小取决于电源电压、短路点距电源电气距离以及系统阻抗等因素。电源电压越高、短路点距电源越近、系统阻抗越小，短路电流越大。
3. 对于三相异步电动机，其转子转速恒（ ）旋转磁场转速。
A. 大于 B. 小于 C. 等于
答案：B
解析：三相异步电动机转子转速恒小于旋转磁场转速，这是异步电动机工作的基本特点，二者转速差产生电磁转矩使电机转动。
4. 下列哪种电器属于限流电器？（ ）
A. 熔断器 B. 接触器 C. 继电器
答案：A
解析：熔断器利用熔体熔断来切断电路，在短路时能迅速限制电流，属于限流电器；接触器用于控制电路的通断；继电器用于信号控制等。
5. 电力变压器的油起（ ）作用。
A. 绝缘和灭弧 B. 绝缘和防锈 C. 绝缘和散热
答案：C
解析：变压器油主要起到绝缘和散热的作用，保证变压器安全可靠运行。
6. 直流电动机的调速方法中，能实现无级调速的是（ ）。
A. 改变电枢回路电阻调速 B.改变励磁磁通调速 C. 电枢回路串接可调电阻调速 D. 晶闸管-电动机调速系统
答案：D
解析：晶闸管-电动机调速系统通过改变晶闸管的触发角来改变电动机电枢电压，可实现无级调速；其他几种调速方法一般为有级调速。
7. 高压断路器的主要作用是（ ）。
A. 切断和接通负荷电流 B. 切断短路电流 C. 切断和接通负荷电流及短路电流
答案：C
解析：高压断路器既能切断和接通正常运行时的负荷电流，又能在短路时切断短路电流，保障电力系统安全。
8. 下列属于二次设备的是（ ）。
A. 发电机 B. 电流互感器 C. 继电器
答案：C
解析：二次设备是对一次设备进行监测、控制、调节、保护等的设备，继电器属于二次设备；发电机是一次设备；电流互感器是一次设备向二次设备转换信号的元件。
9. 电力系统发生短路时，短路电流的（ ）会增加。
A. 有效值 B. 频率 C. 波形
答案：A
解析：短路时，电路阻抗减小，短路电流有效值会大幅增加；频率一般不变；波形会发生畸变，但不是主要增加的量。
10. 异步电动机的启动电流一般为额定电流的（ ）。
A 2-4 倍 B. 4-7 倍 C. 7-10 倍
答案：B
解析：异步电动机启动时，由于转子绕组感应电流大，定子绕组电流也会很大，启动电流一般为额定电流的 4-7 倍。

二、填空题（每题 3 分，共 15 分）
1. 电力系统的中性点运行方式主要有 、 和 。
答案：中性点直接接地、中性点不接地、中性点经消弧线圈接地
解析：这是电力系统中性点常见的三种运行方式，不同方式有不同特点和应用场景。
2. 三相异步电动机的调速方法有 、 和 。
答案：变极调速、变频调速、改变转差率调速
解析：这三种方法是实现三相异步电动机调速的主要途径，各有优缺点和适用场合。
3. 变压器的损耗包括 和 。
答案：铁损耗、铜损耗
解析：铁损耗与铁芯材质等有关，铜损耗与绕组电阻和电流有关，是变压器运行中能量损耗的主要部分。
4. 高压隔离开关的主要作用是 ，保证检修安全。
答案：隔离电源
解析：高压隔离开关断开后，能明显隔离电源，防止检修时突然来电，保障检修人员安全。
5. 直流电动机的励磁方式有 、 、 和 。
答案：他励、并励、串励、复励
解析：不同励磁方式影响直流电动机的性能，适用于不同的工作场合。

三、简答题（每题 10 分，共 30 分）
1. 简述电力系统短路的危害。
答案：短路会产生很大的短路电流，可能损坏电气设备；短路电流产生的电动力会使导体变形甚至损坏；短路会引起系统电压大幅下降，影响用户正常用电；短路时可能造成停电事故，影响电力系统的可靠运行；不对称短路会产生不平衡电流和电压，对通信等设备产生干扰。
解析：短路对电力系统各方面都有严重危害，从设备损坏到供电可靠性以及对其他系统的影响等多方面阐述。
2. 说明异步电动机的工作原理。
答案：三相异步电动机定子绕组通入三相交流电后，会产生旋转磁场。转子绕组在旋转磁场中切割磁力线，产生感应电动势和感应电流。根据电磁力定律，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，使转子顺着旋转磁场的方向转动。由于转子转速恒小于旋转磁场转速，存在转差率，从而实现电动机的运行。
解析：从定子绕组通电产生旋转磁场，到转子绕组感应电流及电磁转矩的产生等方面详细说明异步电动机工作原理。
3. 简述高压断路器的灭弧原理。
答案：高压断路器的灭弧原理主要有以下几种：利用气体吹动电弧，使电弧拉长、冷却，加快电弧熄灭；采用多断口结构，增加电弧的长度，提高灭弧能力；利用固体介质的狭缝灭弧，使电弧冷却和拉长；利用真空灭弧，在真空中电弧难以维持，能迅速熄灭。
解析：从不同角度阐述高压断路器常见的灭弧方式及其原理。

四、分析计算题（每题 12 分，共 24 分）
1. 一台三相异步电动机，额定功率$P_N = 10kW$，额定电压$U_N = 380V$，额定功率因数$\cos\varphi_N = 0.85$，额定效率$\eta_N = 0.88$，求电动机的额定电流。
答案：根据公式$P_N = \sqrt{3}U_NI_N\cos\varphi_N\eta_N$，可得$I_N=\frac{P_N}{\sqrt{3}U_N\cos\varphi_N\eta_N}$。代入数据：$I_N=\frac{10000}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.88}\approx20.3A$。
解析：通过已知的额定功率、额定电压、功率因数和效率等参数，利用功率公式推导出额定电流的计算公式并计算。
2. 某电力系统，电源电动势$E = 10kV$，系统总阻抗$Z = 10\Omega$，当发生三相短路时，求短路电流的有效值。
答案：根据短路电流计算公式$I_{sc}=\frac{E}{Z}$，代入数据可得$I_{sc}=\frac{10000}{10}=1000A$。
解析：直接利用电源电动势和系统总阻抗的关系计算短路电流有效值。

五、综合应用题（1 题，共 1 分）
1. 某工厂有一台三相异步电动机，经常出现启动困难的现象。请分析可能的原因，并提出相应的解决措施。
答案：可能原因：电源电压过低，不足以提供足够的启动转矩；电动机负载过重，启动转矩无法克服负载阻力；电动机绕组短路或断路，影响电动机性能；启动设备故障，如接触器接触不良等。
解决措施：检查电源电压，若电压过低，可调整供电变压器分接头或采取调压措施；检查电动机负载，如有必要减轻负载或更换大容量电动机；用绝缘电阻表等检查电动机绕组，修复短路或断路故障；检查启动设备，修复或更换故障部件，如打磨接触器触点等。
解析：全面分析启动困难可能的原因，然后针对不同原因提出合理有效的解决办法，以保障电动机正常启动运行。