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2025年电气工程选型技术基础试题及答案

一、选择题（每题 3 分，共 30 分）
1. 以下哪种电器设备不属于一次设备？（ ）
A. 发电机 B. 变压器 C. 继电器 D. 断路器
答案：C
解析：一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备，而继电器是对一次设备进行控制、保护和监测的二次设备。

2. 三相异步电动机的旋转磁场的转速由（ ）决定。
A. 电源电压 B. 电源频率 C. 电机极数 D. 电源频率和电机极数
答案：D
解析：旋转磁场的转速 n0 = 60f/p，其中 f 是电源频率，p 是电机极数，所以旋转磁场的转速由电源频率和电机极数决定。

3. 变压器的变比等于（ ）。
A. 一次侧与二次侧电压之比 B. 一次侧与二次侧电流之比
C. 一次侧与二次侧匝数之比 D. 以上都不对
答案：C
解析：变压器变比 k = N1/N2，N1、N2 分别为一次侧和二次侧匝数，所以变压器变比等于一次侧与二次侧匝数之比。

4. 下列哪种保护属于主保护？（ ）
A. 过电流保护 B. 过负荷保护 C. 差动保护 D. 零序保护
答案：C
解析：主保护是指能满足系统稳定和设备安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。差动保护能快速准确地判断出内部故障，属于主保护。

5. 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. 切断和接通空载电流 D. 以上都是
答案：D
解析：高压断路器既能切断和接通负荷电流，也能切断短路电流，还能切断和接通空载电流等。

6. 电力系统中，无功功率的主要来源是（ ）。
A. 发电机 B. 变压器 C. 电容器 D. 电抗器
答案：A
解析：发电机在运行中除了发出有功功率外，还可发出无功功率，是电力系统中无功功率的主要来源。

7. 下列哪种电力电缆适用于高压输电？（ ）
A. 聚氯乙烯绝缘电缆 B. 交联聚乙烯绝缘电缆
C. 橡皮绝缘电缆 D. 纸绝缘电缆
答案：B
解析：交联聚乙烯绝缘电缆具有良好的电气性能和机械性能，适用于高压输电。

8. 异步电动机的调速方法不包括（ ）。
A. 改变磁极对数调速 B. 改变转差率调速
C. 改变电源频率调速 D. 改变电压调速
答案：D
解析：异步电动机调速方法有改变磁极对数调速、改变转差率调速、改变电源频率调速等，改变电压调速不是异步电动机的常规调速方法。

9. 下列哪种电器元件用于控制电路的通断？（ ）
A. 熔断器 B. 接触器 C. 热继电器 D. 时间继电器
答案：B
解析：接触器主要用于频繁地接通和分断交、直流主电路和大容量控制电路，能实现控制电路的通断。

10. 电力系统的中性点运行方式不包括（ ）。
A. 中性点直接接地 B. 中性点不接地
C. 中性点经消弧线圈接地 D. 中性点经电阻接地
答案：D
解析：电力系统中性点运行方式主要有中性点直接接地、中性点不接地、中性点经消弧线圈接地等。

二、填空题（每题 3 分，共 15 分）
1. 电力系统是由（ ）、（ ）和（ ）组成的统一整体。
答案：发电厂、电力网、电力用户
解析：电力系统就是由这三个部分共同构成，实现电能的生产、输送和使用。

2. 变压器的损耗包括（ ）和（ ）。
答案：铁损耗、铜损耗
解析：铁损耗是变压器铁芯中的损耗，铜损耗是绕组中的损耗。

3. 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，能明显地将电源与检修设备隔开，确保检修时人员和设备安全。

4. 异步电动机的启动方法主要有（ ）启动和（ ）启动。
答案：直接、降压
解析：直接启动是简单常用的启动方法，降压启动则适用于一些不适合直接启动的场合，以降低启动电流。

5. 继电保护装置应满足（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四个基本要求。
答案：选择性、速动性、灵敏性、可靠性
解析：这四个要求是继电保护装置有效工作的关键，选择性保证准确切除故障，速动性快速切断故障，灵敏性能可靠检测故障，可靠性确保装置正常运行。

三、简答题（每题 10 分，共 30 分）
1. 简述三相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。感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁力，推动转子沿着旋转磁场的方向转动。由于转子转速总是低于旋转磁场转速，存在转差率，所以称为异步电动机。
解析：首先阐述定子绕组通入交流电产生旋转磁场这一关键，接着说明转子绕组因切割磁力线产生感应电流，进而电磁力驱动转子转动，强调转差率是异步电动机的重要特征。

2. 说明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：利用灭弧介质，如油、真空、SF6 等，提高灭弧能力；采用多断口结构，增加电弧拉长的距离；利用灭弧栅片，将电弧分割成短弧，降低电弧电压；利用气体吹动电弧，使电弧冷却和拉长，加快电弧熄灭。
解析：分别从灭弧介质、多断口结构、灭弧栅片、气体吹动等方面详细说明其灭弧原理，这些措施共同作用实现断路器的可靠灭弧。

3. 简述电力系统中性点直接接地的优缺点。
答案：优点：当发生单相接地时，接地电流大，能使保护装置迅速动作切除故障，保障设备和人员安全；过电压数值相对较低。缺点：单相接地电流大，对设备绝缘要求高；故障时会产生较大的短路电流，造成设备损坏和停电范围扩大；会对通信线路等产生电磁干扰。
解析：优点方面从保护动作迅速和过电压低阐述其优势，缺点方面着重说明对设备要求、短路电流危害及电磁干扰等问题。

四、计算题（每题 10 分，共 15 分）
1. 一台三相异步电动机，额定功率 Pn = 10kW，额定电压 Un = 380V，额定功率因数 cosφn = 0.85，额定效率 ηn = 0.9，求该电动机的额定电流 In。
答案：根据公式 Pn = √3UnIncosφnηn，可得 In = Pn / (√3Uncosφnηn) = 10000 / (√3×380×0.85×0.9) ≈ 20.5A。
解析：依据功率、电压、功率因数和效率的关系公式，将已知数值代入求解额定电流。

2. 一台变压器，变比 k = 10，一次侧电压 U1 = 10kV，二次侧负载电阻 R2 = 10Ω，求二次侧电压 U2 和负载电流 I2。
答案：U2 = U1 / k = 10000 / 10 = 1000V；I2 = U2 / R2 = 1000 / 10 = 100A。
解析：根据变比公式求出二次侧电压，再由欧姆定律计算负载电流。

五、综合题（20 分）
某工厂有一台三相异步电动机，型号为 Y132M - 4，额定功率 7.5kW，额定电压 380V，额定电流 15.4A，额定转速 1440r/min，功率因数 0.85。请设计一套简单的控制电路，要求能实现电动机的启动、停止控制，并具有过载保护功能。
答案：控制电路设计如下：采用接触器 KM 控制电动机主电路的通断，按钮 SB1 为停止按钮，SB2 为启动按钮。热继电器 FR 作为过载保护元件，其发热元件串联在电动机主电路中，常闭触点串联在控制电路中。当按下 SB2 时，接触器 KM 线圈得电，主触头闭合，电动机启动；当按下 SB1 时，KM 线圈失电，主触头断开，电动机停止。当电动机过载时，热继电器 FR 动作，其常闭触点断开，KM 线圈失电，电动机停止，实现过载保护。
解析：首先明确选用的控制元件，接着详细说明各元件在电路中的连接方式及工作原理，包括启动、停止和过载保护的具体实现过程，使整个控制电路设计清晰明了。