第一部分　歷年真題及詳解

2014年注冊電氣工程師（發輸變電）《專業基礎考試》真題及詳解

單項選擇題（共60題，每題2分。每題的備選項中只有一個最符合題意）

1．一直流發電機端電壓U₁=230V，線路上的電流I=50A，輸電線路每根導線的電阻R₀=0.0954Ω，則負載端電壓U₂為（　　）。

A．225.23V　

B．220.46V　

C．225V

D．220V

【答案】B

【考點】基爾霍夫電壓定律

【解析】由于直流發電機與負載之間需要兩根導線串聯連接，則每根導線上的電壓降落為：R₀×I=0.0954×50=4.77V，兩根導線上的電壓降落為：4.77×2=9.54V。因此，負載端的電壓為發電機端電壓減去導線電壓降，即U₂=230－9.54=220.46V。

2．一含源一端口電阻網絡，測得其短路電流為2A，測得負載電阻R=10Ω時，通過負載電阻R的電流為1.5A，該含源一端口電阻網絡的開路電壓U_oc為（　　）。

A．50V　

B．60V　

C．70V　

D．80V

【答案】B

【考點】基爾霍夫電壓定律

【解析】設一端口網絡開路電壓U_oc的內阻為R₀。當一端口網絡短路時，有U_oc=2R₀；當一端口網絡加負載時，總電阻=電源內阻+負載電阻，故有U_oc=1.5×（R₀+10）。聯立上述兩個方程可求得：U_oc=60V，R₀=30Ω。

3．按照圖示所選定的參考方向，電流i的表達式為。如果把參考方向選成相反的方向，則i的表達式為（　　）。

A．

B．

C．

D．

【答案】A

【考點】電壓、電流的參考方向和正弦電流電路的相量分析方法

【解析】若把初始選定的參考方向改為相反的方向，相同的電氣量角度上相差180°，從而可得：。

4．已知通過線圈的電流，線圈的電感L=70mH（電阻可以忽略不計）。設電流i和外施電壓u的參考方向為關聯方向，那么在t=T/6時刻的外施電壓u為（　）。

A．-310.8V　

B．-155.4V　

C．155.4V　

D．310.8V

【答案】C

【考點】電感元件電流電壓關系的相量形式

【解析】當電流i和外施電壓u的參考方向為關聯方向時，電感兩端的電壓和流過電感的電流的關系為：

。

將t=T/6代入上式，則外施電壓。

5．電阻為4Ω和電感為25.5mH的線圈接到頻率為50Hz，電壓有效值為115V的正弦電源上，通過線圈的電流的有效值為（　）。

A．12.85A　

B．28.75A　

C．15.85A　

D．30.21A

【答案】A

【考點】正弦電流電路的相量分析方法

【解析】線圈的阻抗大小為：。設電壓，則，所以通過線圈的電流有效值為12.85A。

6．在R、L、C串聯電路中，總電壓u可能超前電流i，也可能滯后電流i一個相位角φ，u超前i一個角φ的條件是（　　）。

A．L＞C

B．ω²LC>1　

C．ω²LC<1　

D．L＜C

【答案】B

【考點】正弦電流電路的相量分析方法

【解析】純電感兩端的電壓u超前電流i90°，流過純電容的電流i超前電壓u90°。若在R、L、C串聯電路中，電壓u超前i，則表明其串聯后電路呈電感性，總阻抗為：=R+jωL+1/jωC=R+j（ωL-1/ωC），阻抗為感性，故阻抗虛部值大于0，即ωL-1/ωC>0，所以ω²LC>1。

7．已知某感性負載接在220V，50Hz的正弦電壓上，測得其有功功率和無功功率各為7.5kW和5.5kvar，其功率因數為（　）。

A．0.686

B．0.906

C．0.706

D．0.806

【答案】D

【考點】功率因數的定義

【解析】在交流電路中，電壓與電流的相位差的余弦稱為功率因數，用符號cosj表示。在數值上功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosj=P/S。已知P=7.5kW，Q=5.5kvar，則視在功率為：，所以功率因數為：cosj=P/S=7.5/9.3=0.806。

8．某些應用場合中，常常欲使某一電流與某一電壓的相位差為90°，如圖所示電路中，如果Z₁=100+j500Ω，Z₂=400+j1000Ω，當R₁取何值時，才可以使電流與電壓的相位相差90°（滯后于）？（　　）

A．460Ω

B．920Ω

C．520Ω

D．260Ω

【答案】B

【考點】正弦電流電路的相量分析方法

【解析】設流過R1的電流為，流過Z₁的電流為，阻抗Z₁兩端的電壓為，電阻R₁的兩端電壓為，則：

整理得到實部和虛部分別表示為：。要使電流與電壓的相位相差90°（滯后于），應該使實部為零，即5-4600/R₁=0，可得：R₁=920Ω。

9．某一供電線路的負載功率是85kW，功率因數是0.85（φ＞0）。已知負載兩端的電壓為1000V，線路的電阻為0.5Ω，感抗為1.2Ω，則電源的端電壓有效值為（　　）。

A．1108V

B．554V

C．1000V

D．130V

【答案】A

【考點】正弦電流電路的相量分析方法和電流、電壓、功率因數間的關系

【解析】電源端電壓=輸電線路電壓降+負載兩端電壓，因此正常情況下，電源端電壓應高于負載兩端的電壓。解題步驟如下：

①負載端相電壓為：。

②由功率因數cosj=0.85（j＞0）可得：j=31.79°，則負載線電流為：

，其相量形式為：

。

③線路上的相電壓損耗為：

④電源端電壓的相量形式為：。則電源的端電壓的有效值為：。

10．圖示并聯諧振電路，已知R=10Ω，C=10.5μF，L=40mH，則其諧振頻率f_s為（　　）。

A．1522Hz　

B．761Hz

C．121.1Hz　

D．242.3Hz

【答案】D

【考點】并聯諧振電路的條件

【解析】電路諧振的條件是端電壓和總電流同相位，因此，只要使得負載阻抗呈純阻性狀態即可。如題10圖所示，RLC并聯電路的等效阻抗為：。當Z為純電阻時，諧振頻率。則將R、L、C的值代入計算，可得：f_s=242.3Hz。

11．通過測量流入有互感的兩串聯線圈的電流和功率和外施電壓，能夠確定兩個線圈之間的互感，現在用U=220V，f=50Hz的電源進行測量。當順向串接時，測得I=2.5A，P=62.5W；當反向串接時，測得P=250W。因此，兩線圈的互感M為（　）。

A．42.85mH　

B．45.29mH　

C．88.21mH　

D．35.49mH

【答案】D

【考點】阻抗、有功功率、功率因數間的關系

【解析】兩個線圈順向串接的阻抗Z₁=R+j（ωL₁+ωL₂+2ωM），反向串接的阻抗Z₂=R+j（ωL₁+ωL₂-2ωM）。由順向串接時的條件可得：，反向串接電流，則順向和反向串接的阻抗的模分別為：

①順接：；

②反接：。

代入R=10Ω，ω=2×π×f=314rad/s，得方程組：。

解得：互感M=35.495mH。

12．一個三相變壓器作三角形聯接，空載時其每相的等值阻抗Z=j100Ω，其額定相電壓為380V，經過端線復阻抗Z_s=1+j2Ω的三相輸電線與電源聯接。如要求變壓器在空載時的端電壓為額定值，此時電源的線電壓應為（　）。

A．421V

B．404V

C．398V

D．390V

【答案】D

【考點】三相電路中電源與負載的聯接方式

【解析】三角形連接時，線電壓等于相電壓，即。變壓器三角線連接負載的相電流，其線電流為：，電源的線電壓為：

。

13．已知某一端口網絡的電壓，若流入的電流為i=0.8sin（314t-85°）+0.25sin（942t-105°）A。該網絡吸收的平均功率為（　　）。

A．5.42W

B．10.84W　

C．6.87W

D．9.88W

【答案】B

【考點】非正弦周期量的平均功率計算

【解析】不同頻率的正弦電壓和電流不產生平均功率，同頻率的正弦電壓和電流產生平均功率，從而網絡吸收的平均功率為：

。

14．把R=20Ω、C=400μF的串聯電路接到的正弦電壓上。接通后電路中的電流i為（　　）。

【答案】A

【考點】一階動態電路的分析

【解析】根據KVL和i_C（t）=Cdu_C（t）/dt，可列出方程：

。

線路容抗為：；

線路阻抗為：。

微分方程的解為：。式中，為穩態解；為暫態解。

分別求解如下：

當t→∞時，交流穩態電流為：。

電容兩端的穩態電壓為：，

則。

時間常數：τ=RC=20×4×10^-4=0.008s，可得到方程：

根據換路定則，當t=0時，u_C（0₊）=u_C（0_-）=0，可求得：。則：

將U=220V，Z=21.5，j=21.7°，代入上述方程可得：

。

15．圖示電路中，R=2Ω，L₁=L₂=0.1mH，C=100μF。要使電路達到臨界阻尼情況，則互感值M應為（　　）。

A．1mH　

B．2mH　

C．0mH　

D．3mH

【答案】C

【考點】RLC串聯電路的臨界阻尼的條件，互感耦合電路的去耦合等效電路

【解析】RLC串聯二階動態電路達到臨界阻尼的條件是：。本題中，若電路達到臨界阻尼情況，則有：，所以L=0.1mH=L₁，互感M=0。

16．一圓柱形電容器，外導體的內半徑為2cm，其間介質的擊穿場強為200kV/cm。若其內導體的半徑可以自由選擇，則電容器能承受的最大電壓為（　）。

A．284kV

B．159kV

C．252kV　　

D．147kV

【答案】D

【考點】電容電壓與場強間的關系

【解析】設內導體半徑為a，則最大場強出現在r=a處；設圓柱形電容器單位長度上帶有電荷τ，則電容器兩極板間的場強分布為：。

極板間電壓為：。介質中場強最大處在內柱面上，且場強達到E_m時擊穿，故有。

令dU/da=0，則由，可得：r=2/e。又e=2.7183，則此時電容器可承受的最高電壓為：U_max=rE_m=200×2/2.7183=147.15kV。

17．一根導線平行地放置于大地上方，其半徑為1.5mm，長度為40m，軸心離地面5m，該導體對地面的電容為（　　）。

A．126.3pF　

B．98.5pF　

C．157.8pF　

D．252.6pF

【答案】D

【考點】簡單形狀電極結構電容的計算

【解析】設單位長度電荷為τ，以地平面為電位參考點，導線電位。其中，b為等效電軸，。

當時，可近似認為，故導體對地面的電容大小為：

。

18．半球形電極位置靠近一直而深的陡壁，如圖所示。若R=0.3m，h=10m，土壤的電導率為，該半球形電極的接地電阻為（　）。

A．53.84Ω　

B．53.12Ω　

C．53.98Ω　

D．53.05Ω

【答案】A

【考點】典型接地電極系統的接地電阻

【解析】將下半個空間視為導電媒質，假想右側一個半球與此半球對稱布置，由鏡像法知，該半球流出的電流I是對稱的。因此，半球到無窮遠處的電壓是兩個半球獨自在半無窮大土壤中的電流引起的電位的疊加，即，故接地電阻為：。

19．特性阻抗Z_F=150Ω的傳輸線通過長度為λ/4，特性阻抗為Z₁的無損耗線接向250Ω的負載。當Z₁取何值時，可使負載和特性阻抗為150Ω的傳輸線相匹配？（　）

A．200Ω

B．193.6Ω　

C．400Ω

D．100Ω

【答案】B

【考點】均勻傳輸線的特性阻抗和阻抗匹配

【解析】將λ/4的無損耗線串聯在主傳輸線和負載之間，使它們相匹配，則無損耗線的特性阻抗為：。

20．電路如下圖所示，電路的反饋類型為（　）。

A．電壓串聯負反饋

B．電壓并聯負反饋

C．電流串聯負反饋　

D．電流并聯負反饋

【答案】B

【考點】反饋的概念、類型及極性

【解析】反饋大致分為正反饋和負反饋，電壓反饋和電流反饋，串聯反饋和并聯反饋。其判別方法如下：①判斷正、負反饋，采用瞬時極性法；②判斷電壓、電流反饋，采用反饋信號是與電壓信號成比例還是和電流信號成比例；③判斷串聯反饋和并聯反饋，采用反饋信號和輸入信號是否在加在同一輸入端上。

本題中，反饋信號取自電壓，為電壓反饋；反饋點與輸入點為同一點并聯，為并聯反饋。因此，電路的反饋類型為電壓并聯負反饋。

21．電路如圖所示，已知I_W=3mA，U₁足夠大，C₃是容量較大的電解電容，輸出電壓U_O為（　　）。

A．-15V

B．-22.5V　

C．-30V

D．-33.36V

【答案】D

【考點】三端穩壓塊的應用

【解析】W7915為三端穩壓器，輸出電壓為-15V，則R₁上流過的電流為：

I₁=15/100=0.15A，方向和I_W相同，即從下往上。

R₂上流過的電流為：I₂=0.15+0.003=0.153A，方向和I_W相同，即從下往上。

所以輸出電壓為：U₀=-0.15×100-0.153×120=-33.36V。

22．電路如圖所示，其中A₁、A₂、A₃、A₄均為理想運放，輸出電壓u_O與輸入電壓u_i1、u_i2的關系式為（　　）。

【答案】A

【考點】理想運放的虛短、虛地、虛斷的概念及其分析方法

【解析】設放大器A₄的輸出端電壓為u₄，則：，整理得：u₄=-R₂u_O/R₃。

利用A₃虛短與A₄虛地可知：

23．電路如圖所示，晶體管T的β=50，r_bb_′=300Ω，U_BE=0.7V，結電容可以忽略。R_S=0.5kΩ，R_B=300kΩ，R_C=4kΩ，R_L=4kΩ，C₁=C₂=10μF，V_CC=12V，C_L=1600pF。放大電路的電壓放大倍數A_u=u₀/u_i為（　　）。

A．-15V

B．-22.5V　

C．-30V

D．-33.36V

【答案】D

【考點】放大電路的基本分析方法

【解析】利用微變等效電路分析，首先確定r_be：，

所以。

輸出電壓與輸入電壓反向，則放大電路的電壓放大倍數為：

。

24．題23圖示電路的下限截止頻率f_L和上限截止頻率f_H分別為（　　）。

A．25Hz，100kHz

B．12.5Hz，100kHz

C．12.5Hz，49.8kHz　

D．50Hz，100kHz

【答案】C

【考點】放大電路的頻率特性

【解析】在高頻區內，負載等效電容C_L影響電路上限截止頻率，因此電路的上限截止頻率為：。

共射極電路的下限頻率為：

又f_L1＞f_L2，因此，電路的下限截止頻率f_L=f_L1=10.76Hz。

25．二進制數（-1101）₂的補碼為（　　）。

A．11101

B．01101

C．00010

D．10011

【答案】D

【考點】數制和碼制

【解析】原碼是指將最高位作為符號位（0表示正，1表示負），其他數字位代表數值本身的絕對值數字表示方式。反碼表示規則為：如果是正數，則表示方法與原碼相同；如果是負數，則保留符號位1，然后將整個數字按原碼取反。有符號數的補碼等于其反碼加一，符號位不變。11101的反碼=10010，加一為10011。

26．函數的反函數為（　）。

A．

B．

C．

D．

【答案】A

【考點】邏輯函數的化簡

【解析】根據邏輯代數的反演律，原變量變成反變量時，邏輯函數表達式中的所有的“·”和“+”互換，“1”和“0”互換，并保持原來的運算順序不變，從而得到的新函數即為原函數的反函數。

。

27．圖示電路中，當開關A、B、C均斷開時，電路的邏輯功能為（　）。

A．8進制加法計數

B．10進制加法計數

C．16進制加法計數

D．10進制減法計數

【答案】C

【考點】JK觸發器和時序邏輯電路分析

【解析】JK觸發器的功能表（部分）如題27解表，波形圖如題27解圖。由圖可見，CP每16個下降沿，對應Q₃一個下降沿，因此為16進制加法計數器。

28．題27圖示電路中，當開關A、B、C分別閉合時，電路實現的邏輯功能分別為（　）。

A．16、8、4進制加法計數　

B．16、10、8進制加法計數

C．10、8、4進制加法計數　

D．8、4、2進制加法計數

【答案】D

【考點】JK觸發器和時序邏輯電路分析

【解析】JK觸發器的功能表（部分）如題28解表，波形圖如題28解圖。

①當開關C閉合時，Q₁反轉CK觸發器即清零，由波形圖可知，CP每2個下降沿，Q₁翻轉1次，為2進制加法計數器；

②當開關B閉合時，Q₂反轉CK觸發器即清零，由波形圖可知，CP每4個下降沿，Q₂翻轉1次，為4進制加法計數器；

③當開關A閉合時，Q₃反轉CK觸發器即清零，由波形圖可知，CP每8個下降沿，Q₃翻轉1次，為8進制加法計數器。

29．圖示電路中，計數器74163構成電路的邏輯功能為（　　）。

A．同步84進制加法計數　

B．同步73進制加法計數

C．同步72進制加法計數　

D．同步32進制加法計數

【答案】B

【考點】二進制同步計數器邏輯電路分析

【解析】CR=Q₃Q₆，當計數值Q₃Q₆=1時，同步清零。計數范圍為0000000～01001000，所以該計數器為同步73進制加法計數器。

30．一臺他勵直流電動機，U_N=220V，I_N=100A，n_N=1150r/min，電樞回路總電阻R_a=0.095Ω。若不計電樞反應的影響，忽略空載轉矩，其運行時，從空載到額定負載的轉速變化率Δn為（　）。

A．3.98%

B．4.17%

C．4.52%

D．5.1%

【答案】C

【考點】直流電動機的工作原理

【解析】方法一：滿載電動勢E=U_N-I_NR_a=220-100×0.095=210.5V，空載電動勢U=220V。設滿載時磁通為Φ，空載時磁通為Φ₀，空載轉速為n₀，不計電樞反應，則Φ=Φ₀。

由電機學理論可知，E=C_eΦn，從而E₀/E=n₀/n_N，n₀=n_N×E₀/E=1150×220/210.5=1201.9r/min。因此，從空載到額定負載的轉速變化率為：

Δn=（n₀-n_N）/n_N×100%=4.51%。

方法二：滿載電動勢E=U_N-I_NR_a=C_eΦn_N。

而，空載轉速為：。

因此，轉速變化率為：。

31．一臺三相繞線式感應電動機，如果定子繞組中通入頻率為f₁的三相交流電，其旋轉磁場相對定子以同步轉速n₁逆時針旋轉，同時向轉子繞組通入頻率為f₂、相序相反的三相交流電，其旋轉磁場相對于轉子以同步轉速為n₂順時針旋轉。轉子相對定子的轉速和轉向為（　）。

A．n₁+n₂，逆時針　

B．n₁+n₂，順時針

C．n₁-n₂，逆時針　

D．n₁-n₂，順時針

【答案】A

【考點】感應電動機的工作原理

【解析】定子通電后的旋轉磁場相對于定子逆時針方向旋轉，然而定子相對于旋轉磁場為n₁順時針旋轉。同理轉子相對于旋轉磁場為n₂的逆時針旋轉。因此，以旋轉磁場為參考位置，則轉子相對于定子以n₁+n₂的轉速逆時針旋轉。

32．一臺三相6極繞線轉子感應電動機，額定轉速n_N=980r/min，當定子施加頻率為50Hz的額定電壓，轉子繞組開路時，轉子每相感應電勢為110V，已知轉子堵轉時的參數為R₂=0.1Ω，X₂_j=0.5Ω，忽略定子漏阻抗的影響，該電機額定運行時轉子的相電動勢E₂_j為（　　）。

A．1.1V

B．2.2V

C．38.13V　

D．110V

【答案】B

【考點】感應電動機的轉差率

【解析】6極電動機的定子繞組的同步轉速為：n=60×f/p=60×50/3=1000r/min，轉差率為：s=（1000-980）/1000=0.02。當n=0時，感應電動勢E₂₀=110V；所以，當額定轉速為n₁時，感應電動勢為：E₂=s×E₂₀=0.02×110=2.2V。

33．一臺汽輪發電機，cosj=0.8（滯后），，R_a≈0，并聯運行于額定電壓的無窮大電網上，不考慮磁路飽和的影響。當其額定運行時，保持勵磁電流I_fN不變，將輸出有功功率減半，此時cosj變為（　　）。

A．0.8　

B．0.6　

C．0.473

D．0.233

【答案】C

【考點】同步電機的電動勢平衡方程

【解析】假設，電動勢為：

，功角δ=26.56°。

根據，可知基波感應電動勢不變，則：

。

當輸出功率減半時，由于基波感應電動勢E₀不變，有，從而可得：

；此時，。

34．有兩臺隱極同步電機，氣隙長度分別為δ1和δ2，其它結構諸如繞組、磁路等都完全一樣。已知δ₁=2δ₂，現分別在兩臺電機上進行穩態短路試驗，轉速相同，忽略定子電阻，如果加同樣大的勵磁電流，哪一臺的短路電流比較大？（　）

A．氣隙大電機的短路電流大

B．氣隙不同無影響

C．氣隙大電機的短路電流小

D．一樣大

【答案】C

【考點】同步電機的電樞反應電抗

【解析】當短路試驗時，氣隙磁通密度很小，磁路是線性的，不計定、轉子鐵芯的磁阻，則電樞反應電抗和氣隙大小成反比；勵磁電流相同時，空載電動勢E₀也與氣隙大小成反比，氣隙大小增大一倍時，氣隙磁導減小一半，氣隙磁通密度減小一半；忽略電樞繞組電阻R，則短路電流。如果不計漏電抗X_s時，則氣隙增大一倍，E₀和X_a都減小一半后，短路電流I_k不變。計及漏電抗X_s時，由于氣隙增大后，諧波磁通也減小，相應的漏電抗X_s也減小，但減小幅度不到一半，因此同步電抗X_c減小的幅度也小于一半，所以氣隙大的同步電機的短路電流I_k要略小一些。如果不考慮這部分漏電抗的變化，認為X_s不變，則氣隙大得多的同步電機的短路電流I_k也比氣隙小的要稍微小一些。

35．兩臺變壓器A和B并聯運行，已知S_NA=1200kVA，S_NB=1800kVA，阻抗電壓u_kA=6.5%，u_kB=7.2%，且已知變壓器A在額定電流下的銅耗和額定電壓下的鐵耗分別為p_CuA=1500W和P_FeA=540W，那么兩臺變壓器并聯運行，當變壓器A運行在具有最大效率的情況下，兩臺變壓器所能供給的總負載為（　）。

A．1695kVA　

B．2825kVA　

C．3000kVA　

D．3129kVA

【答案】A

【考點】變壓器具有最高效率的條件

【解析】由變壓器的負載分配可知：。

A變壓器所帶負載為：；

B變壓器所帶負載為：。

故兩臺變壓器所能供給的總負載為：S=S_A+S_B=720+973.8=1693.8kVA。

36．在電源電壓不變的情況下，增加變壓器副邊繞組匝數，將副邊歸算到原邊，則等效電路的勵磁電抗Ｘ_m和勵磁電阻R_m將（　）。

A．增大、減小　

B．減小、不變　

C．不變、不變　

D．不變、減小

【答案】C

【考點】變壓器的工作原理

【解析】變壓器二次繞組匝數的變化對勵磁阻抗毫無影響，根據U₁≈E₁=4.44fN₁Φ_m，保持電源電壓不變，二次側匝數增加，則Φ_m不變。變壓器勵磁電抗Ｘ_m和勵磁電阻R_m都是反映主磁通對變壓器的作用，當主磁通沒有變化時，勵磁電抗Ｘ_m和勵磁電阻R_m基本不變。本題中，電源電壓沒有發生變化，因此變壓器勵磁電抗Ｘ_m和勵磁電阻R_m也不會改變。

37．三臺相同的單相變壓器接成三相變壓器組，f=50Hz，k=2，高壓繞組接成星形，加上380V電壓。3次諧波磁通在高壓繞組感應相電勢為50V，當低壓繞組也接為星形，忽略5次以上諧波的影響，其相電壓為（　）。

A．110V

B．112.8V　

C．190.5V　

D．220V

【答案】B

【考點】非正弦周期量的有效值計算

【解析】三相變壓器組的高壓繞組相電壓為：，低壓繞組相電壓為：E_φ/k=225.6/2=122.8V。

38．輸電線路電氣參數電阻和電導反映輸電線路的物理現象分別為（　）。

A．電暈現象和熱效應　

B．熱效應和電場效應

C．電場效應和磁場效應

D．熱效應和電暈現象

【答案】D

【考點】輸電線路的參數計算及其等值電路

【解析】電阻R反映線路通過電流時產生的有功功率損失，即熱效應；電感L反映載流線路周圍產生的磁場效應；電導G反應電暈現象產生的有功功率損失；電容C反映載流線路的電場效應。

39．某線路兩端母線電壓分別為和，線路的電壓降落為（　　）。

A．13.76kV　

B．11.6kV

C．

D．

【答案】C

【考點】電壓降落的定義

【解析】電壓降落是指兩端電壓的向量差，從而可得：

。

40．發電機與10kV母線相接，變壓器一次側接發電機，二次側接110kV線路，發電機與變壓器額定電壓分別為（　）。

A．10.5kV，10/110kV　

B．10kV，10/121kV

C．10.5kV，10.5/121kV

D．10kV，10.5/110kV

【答案】C

【考點】我國規定的發電機、變壓器等元件的額定電壓

【解析】發電機額定電壓比線路額定電壓高5%。變壓器一次側相當于用電設備，其額定電壓應等于線路額定電壓（直接和發電機相連的變壓器一次側額定電壓應等于發電機額定電壓），變壓器二次側相當于供電設備，二次側額定電壓比線路額定電壓高10%。

本題中，變壓器一次側接發電機，因而其額定電壓等于發電機額定電壓。因此，發電機額定電壓為：u=10×（1+5%）=10.5kV，且變壓器一次側額定電壓=發電機額定電壓=10.5kV，則變壓器二次側額定電壓為：u′=110×（1+10%）=121kV。

41．兩臺相同變壓器其額定功率為31.5MVA，在額定功率、額定電壓下并聯運行。每臺變壓器空載損耗294kW，短路損耗1005kW，兩臺變壓器總有功損耗為（　）。

A．1.299MW　

B．1.091MW　

C．0.649MW　

D．2.157MW

【答案】B

【考點】變壓器的功率損耗

【解析】兩臺相同變壓器，設每臺變壓器的空載損耗為P₀（不變損耗），短路損耗為P_s（可變損耗）。兩臺變壓器并聯運行時，總的空載損耗為單臺運行時的2倍，總的短路損耗為單臺運行時的1/2。因此，兩臺變壓器總的有功損耗為：

。

42．已知500kV線路的參數為r₁=0，x₁=0.28Ω/km，g₁=0，b₁=4×10^－⁶S/km，線路末端電壓為575kV，當線路空載，線路長度為400km時，線路始端電壓為（　　）。

A．550.22kV

B．500.00kV

C．524.20kV

D．525.12kV

【答案】C

【考點】輸電線路的空載運行和簡單潮流計算

【解析】線路參數如下：

①線路電阻R=0；線路阻抗X_L=400×0.28=112Ω；

線路電納B=400×4×10^-6=1.6×10^-3S。

②線路空載，所以線路末端的輸出功率S₂=0。根據簡單開式網絡的潮流計算可求得:

。

③；

故始端電壓為：U₁=U₂+ΔU=575-51.52=523.48kV。

43．圖示一環網，已知兩臺變壓器歸算到高壓側的電抗均為12.1Ω，T-1的實際變比110/10.5kV，T-2的實際變比110/11kV，兩條線路在本電壓級下的電抗均為5Ω。已知低壓母線B電壓為10kV，不考慮功率損耗，流過變壓器T-1和變壓器T-2的功率分別為（　）。

A．5+j3.45，3+j2.56　

B．5+j2.56，3+j3.45

C．4+j3.45，4+j2.56　

D．4+j2.56，4+j3.45

【答案】D

【考點】變壓器的循環功率

【解析】線路電抗值折算到高壓側，則，。

阻抗均已折算到高壓側，環路電勢宜用高壓側的值。若取順時針為正方向，則：

。

循環功率為：

。

兩臺變壓器的實際功率分布為：

則最接近的答案為C項。

44．某發電廠有一臺升壓變壓器，電壓為121±2×2.5％/10.5kV。變電站高壓母線電壓最大負荷時為118kV，最小負荷時為115kV，變壓器最大負荷時電壓損耗為9kV，最小負荷時電壓損耗為6kV（由歸算到高壓側參數算出）。根據發電廠地區負荷的要求，發電廠母線逆調壓且在最大、最小負荷時與發電機的額定電壓有相同的電壓偏移，變壓器分接頭電壓為（　）。

A．121kV

B．121（1－2.5％）kV

C．121（1＋2.5％）kV

D．121（1＋5％）kV

【答案】D

【考點】利用變壓器分接頭調壓時，分接頭的選擇計算

【解析】根據低壓母線逆調壓要求可知，低壓母線實際電壓要求為最大負荷時為1.05，最小負荷時為1.05U_N，其中U_N為線路額定電壓。本題取U_N=10kV，可得：

①最大負荷時，；

②最小負荷時，。

平均值為：。

因此，應該選擇最接近的121（1＋5％）=127kV的變壓器分接頭。

45．同步發電機突然發生三相短路后定子繞組中的電流分量有（　　）。

A．基波周期交流、直流，倍頻分量　

B．基波周期交流、直流分量

C．基波周期交流、非周期分量　

D．非周期分量、倍頻分量

【答案】A

【考點】簡單系統三相短路電流的實用計算方法

【解析】無阻尼繞組同步發電機突然發生三相短路后，定子繞組中含有有：①基波周期分量（含強制分量和自由分量），基波自由分量的衰減時間常數為T_d；②直流分量（自由分量），其衰減時間常數為T_a；③倍頻交流分量（若d、q磁阻相等，無此量），其衰減時間常數為T_a。而轉子繞組中僅含有直流分量和基頻分量。

產生這些分量的主要原因：①三相短路瞬間，由于定子回路阻抗減小，定子電流突然增大，電樞反應使得轉子繞組f中磁鏈突然增大，f繞組為保持磁鏈守恒，將增加一個自由直流分量，并在定子回路中感應基頻交流，最后定子基頻分量與轉子直流分量達到相對平衡（其中的自由分量要衰減為0）。②同樣，定子繞組為保持磁鏈守恒，將產生一脈動直流分量（脈動是由于d、q不對稱），該脈動直流可分解為恒定直流以及倍頻交流，并在轉子中感應出基頻交流分量。這些量均為自由分量，最后衰減為0。

46．一臺有阻尼繞組同步發電機，已知發電機在額定電壓下運行，帶負荷S=0.850+j0.425，R_a=0，X_d=1.2，X_q=0.8，，，。（參數為以發電機額定容量為基準的標幺值）。，分別為（　）。

A．1.01，0.36

B．

C．

D．1.121，0.539

【答案】B

【考點】計及阻尼回路的次暫態電動勢計算

【解析】本題中，發電機為凸極發電機，。由S=0.85+j0.425=0.95∠26.57°可知，功率因數為：cosφ=cos∠26.57°=0.894。由，可得：。因此，直軸電流交流分量和交軸電流分量為：I_d=Isinψ=0.549×sin56.31°=0.457；I_q=Icosψ=0.549×cos56.31°=0.305。功角δ=ψ-φ=56.31°-26.57°=29.74°，可知交軸電流分量超前電壓29.74°，直軸電流分量滯后電壓（90-29.74）=60.26°。次暫態電動勢為：

47．某一簡單系統如圖所示，變電所高壓母線接入系統，系統的等值電抗未知，已知接到母線的斷路器QF的額定切斷容量為2500MVA，當變電所低壓母線發生三相短路時，短路點的短路電流（kA）和沖擊電流（kA）分別為（　）。（取沖擊系數為1.8，S_B=1000MVA）

A．31.154kA，12.24kA

B．3.94kA，10.02kA

C．12.239kA，31.15kA

D．12.93kA，32.92kA

【答案】D

【考點】簡單系統三相短路電流的實用計算方法和沖擊電流的計算

【解析】取基準值S_B=1000MVA，U_B=110kV，計算各元件電抗標幺值如下：

電力系統電抗：；

變壓器電抗：；

總電抗：。

三相短路電流周期分量有效值為：

。

短路點的沖擊電流為：。

48．某簡單系統其短路點的等值正序電抗為X_（₁_），負序電抗為X_（₂_），零序電抗為X_（₀_），利用正序等效定則求發生單相接地短路故障處正序電流，在短路點加入的附加電抗為（　）。

A．ΔX=X_（₁_）+X_（₂_）　　

B．ΔX=X_（₂_）+X_（₀_）

C．ΔX=X_（₁_）∥X_（₀_）

D．ΔX=X_（₂_）∥X_（₀_）

【答案】B

【考點】正序等效定則

【解析】正序等效定則是指在簡單不對稱短路情況下，短路點電流的正序分量與短路點各相中接入附加阻抗而發生三相短路時的電流相等。

單相直接接地短路時，；兩相直接接地短路時，；兩相短路時，；三相短路時，。

49．系統如圖所示，母線B發生兩相接地短路時，短路點短路電流標幺值為（不計負荷影響）（　）。

各元件標幺值參數：

G:x_d=0.3，x_d=1.0，，x_（₀_）=0.8

T₁、T₂相同：x_T_（₁_）=x_T_（₂_）=x_T_（₀_）=0.1，x_p=0.1/3，Y/Δ-11

Ⅰ、Ⅱ回線路相同，每回x_（₁_）=x_（₂_）=0.6，x_（₀_）=2x_（₁_）

A．3.39

B．2.39

C．5.47

D．6.72

【答案】C

【考點】不對稱短路的電流計算

【解析】B點發生兩相接地短路故障時，正序、負序、零序三序并聯，分別求正負零序電路的短路電流標幺值。三序的總電抗值如下：

三序電流分別如下：

。

50．以下關于中性點經消弧線圈接地系統的描述，正確的是（　）。

A．不論采用欠補償或過補償，原則上都不會發生諧振，但實際運行中消弧線圈多采用欠補償方式，不允許采用過補償方式

B．實際電力系統中多采用過補償為主的運行方式，只有某些特殊情況下，才允許短時間以欠補償方式運行

C．實際電力系統中多采用全補償運行方式，只有某些特殊情況下，才允許短時間以過補償或欠補償方式運行

D．過補償、欠補償及全補償方式均無發生諧振的風險，能滿足電力系統運行的需要，設計時可根據實際情況選擇適當地運行方式

【答案】B

【考點】電力網絡中性點運行方式及對應的電壓等級

【解析】消弧線圈補償方式分為：①全補償，指補償后電感電流等于電容電流，接地點殘流為0，這種補償方式會使電源中性點對地電壓大大提高，一般實際應用中不采用全補償的方式。②欠補償，指補償后電感電流小于電容電流，接地點殘流為容性，這種補償易發生串聯諧振，實際中也不經常采用。③過補償，指電感電流大于電容電流，接地點殘流為感性，實際中經常采用過補償的方式。

51．在分析汽輪發電機安全運行極限時，以下因素中不需要考慮的是（　）。

A．端部漏磁的發熱

B．發電機的額定容量

C．原動機輸出功率極限

D．可能出現的最嚴重的故障位置及類型

【答案】D

【考點】同步發電機的安全運行極限

【解析】汽輪發電機的安全運行極限，是考慮在能夠安全運行的范圍內，可以允許達到的最高運行狀況。發電機的額定容量限制了汽輪機的最大可能輸出能量，原動機輸出功率極限限制了汽輪機的能量來源的最大值。發熱限制汽輪機的安全運行條件，其中運行極限和故障類型無關，可能出現的最嚴重的故障位置和類型，是應該在汽輪機的設計制造過程中考慮和改善的內容，而不應該是運行極限的限制條件。

52．以下關于一臺半斷路器接線的描述中，正確的是（　）。

A．任何情況下都必須采用交叉接線以提高運行的可靠性

B．當僅有兩串時，同名回路宜分別接入同側母線，且需裝設隔離開關

C．當僅有兩串時，同名回路宜分別接入不同側的母線，且需裝設隔離開關

D．當僅有兩串時，同名回路宜分別接入同側母線，且無需裝設隔離開關

【答案】C

【考點】電氣主接線和一臺半斷路器的基本要求

【解析】一臺半斷路器接線是指一個回路由兩臺斷路器供電的雙重鏈接的多環形接線。一般按下述原則成串配置：①同名回路應布置在不同串上，以免當一串的中間斷路器檢修，同時串中的另一側回路故障時，該串中兩個同名回路同時斷開；②如有一串配有兩條線路時，應將電源線路和負荷線路配成一串；③對待特別重要的同名回路，可考慮分別交替接入不同側母線。

故當僅有兩串時，同名回路宜分別接入同側的母線，并需要裝設隔離開關。

53．以下關于電弧的產生與熄滅的描述中，正確的是（　）。

A．電弧的形成主要是碰撞游離所致

B．維持電弧燃燒所需的游離過程是碰撞游離

C．空間電子主要是由碰撞游離產生的

D．電弧的熄滅過程中空間電子數目不會減少

【答案】A

【考點】電弧的形成原因

【解析】電弧的形成主要是由碰撞游離所致的。維持電弧燃燒所需的游離過程是熱游離。空間電子主要是由碰撞游離產生的。電弧的消滅過程中空間電子數目會減少。

54．根據運行狀態，電動機的自啟動可以分為（　）三類。

A．受控自啟動、空載自啟動、失壓自啟動

B．帶負荷自啟動、空載自啟動、失壓自啟動

C．帶負荷自啟動、受控自啟動、失壓自啟動

D．帶負荷自啟動、受控自啟動、空載自啟動

【答案】B

【考點】電動機的自啟動

【解析】電動機的自啟動可以分為帶負載自啟動、空載自啟動和失壓自啟動三種。

55．無限長直角波作用于變壓器繞組，繞組縱向初始電壓分布與哪些因素有關?（　　）

A．變壓器繞組結構，中性點接地方式，額定電壓

B．電壓持續時間，三相繞組接線方式，變壓器繞組波阻抗

C．繞組中波的傳播速度，額定電壓

D．變壓器繞組結構，匝間電容，對地電容

【答案】B

【考點】波過程

【解析】變壓器繞組中的波過程與輸電線路的波過程有很大的差別，應以一系列振蕩形成的駐波來考慮。其中振蕩的結果主要由進波情況、中性點接地方式和三相繞組的接法有關。這三大主要因素也即為電壓持續時間、相繞組接線方式，變壓器繞組波阻抗。

56．高阻尼電容分壓器中阻尼電阻的作用是（　）。

A．減小支路電感　

B．改變高頻分壓特性

C．降低支路電壓　

D．改變低頻分壓特性

【答案】B

【考點】沖擊高壓分壓器的原理

【解析】高阻尼電阻用于高頻時分壓，而電容用于低頻時分壓。

57．長空氣間隙在操作沖擊電壓作用下的擊穿具有何種特性？（　）

A．擊穿電壓與操作沖擊電壓波尾有關

B．放電V-S特性呈現U形曲線

C．擊穿電壓隨間隙距離增大線性增加

D．擊穿電壓高于工頻擊穿電壓

【答案】B

【考點】操作沖擊電壓作用下氣隙的擊穿特性

【解析】B項，擊穿電壓與波頭時間呈現U形曲線，這是因為放電時延和空間電荷的形成和遷移引起的。U形曲線極小值左邊，擊穿電壓隨波前縮短（放電時間縮短）而增大——放電時延因素的作用減少；U形曲線極小值右邊，擊穿電壓隨波前增大而上升——電壓作用時間增加后，空間電荷遷移范圍擴大，改善了間隙的磁場分布。A項，擊穿電壓與操作沖擊電壓波前有關；C項，擊穿電壓隨間隙距離增大不是線性變化的；D項，擊穿電壓低于工頻擊穿電壓。

58．在直配電機防雷保護中電機出線上敷設電纜段的主要作用是（　）。

A．增大線路波阻抗

B．減小線路電容

C．利用電纜的集膚效應分流

D．減小電流反射

【答案】C

【考點】旋轉電機的防雷保護

【解析】在直配電機的防雷保護中，電纜接地起到分雷擊電流的作用。

59．一幅值為U₀的無限長直角電壓波在t=0時刻沿波阻抗為Z₁的架空輸電線路侵入至A點并沿兩節點線路傳播，兩節點距離為S，波在架空輸電線路中的傳播速度為v。在t=∞時B點的電壓值為（　）。