2025年注冊電氣工程師考試電氣設(shè)計專業(yè)實(shí)務(wù)歷2025年真題解析考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、某新建工廠總計算負(fù)荷為1800kW，功率因數(shù)為0.75，由10kV電網(wǎng)供電，采用專用變壓器。請計算：1.若要求補(bǔ)償后功率因數(shù)達(dá)到0.90，試計算所需補(bǔ)償容量及在cosφ=0.75和cosφ=0.90時的視在功率S。2.若采用BW0.4-12-1型并聯(lián)電容器（額定電壓400V，額定容量12kvar，無功功率因數(shù)cosφ=0.9），試計算需要多少個電容器才能達(dá)到補(bǔ)償目標(biāo)？假設(shè)電容器組采用三角形接線。3.簡述并聯(lián)電容器進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)脑砑捌鋵﹄娋W(wǎng)可能產(chǎn)生的影響。二、某三層辦公樓，每層建筑面積為800㎡，層高3.5m。照明設(shè)計采用LED普通照明燈具，平面布置均勻。根據(jù)負(fù)荷計算，每層總照明計算負(fù)荷為50kW，功率因數(shù)為0.9。請計算：1.若采用220V單相供電，試計算干線上的計算電流。2.若采用專用變壓器供電，變壓器型號為S11-100kVA，試計算變壓器二次側(cè)的負(fù)荷率。3.若該建筑要求照明功率密度值（LPD）不超過11W/m2，試計算該建筑的總照明安裝容量應(yīng)不超過多少kW？4.簡述應(yīng)急照明應(yīng)滿足的要求，并說明疏散照明和備用照明的區(qū)別。三、某變電站10kV出線間隔，采用一組戶內(nèi)鎧裝電纜垂直埋地敷設(shè)至附近工廠變電所，電纜長度為1.2km。電纜型號為YJV22-8.7/15kV-3x150mm2。請計算：1.假設(shè)電纜在土壤中的埋深為0.8m，土壤熱阻系數(shù)為80℃·cm/W，試計算電纜長期允許載流量（可不考慮集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)影響）。2.若電纜末端短路電流（有效值）為12kA，試校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定是否滿足要求？（提示：可查閱相關(guān)電纜載流量計算或熱穩(wěn)定校驗(yàn)表格）3.簡述影響電纜載流量的主要因素，并說明為何要進(jìn)行電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)。四、某車間內(nèi)有一臺10kV高壓電動機(jī)，額定功率為500kW，額定電壓10kV，額定電流45A，功率因數(shù)為0.85，起動電流為額定電流的6倍。請計算：1.若采用熔斷器作為短路保護(hù)，試選擇合適的熔斷器型號及熔體額定電流。（假設(shè)采用具有短路保護(hù)功能的RT0系列熔斷器）2.若采用電壓互感器測量電動機(jī)運(yùn)行電壓，試選擇電壓互感器的一次、二次繞組電壓比，并說明電壓互感器在接線時應(yīng)注意哪些問題？3.簡述高壓電動機(jī)常用的幾種起動方式及其適用場合。五、某住宅樓防雷等級為II級，屋頂采用避雷網(wǎng)作為接閃器，接地裝置采用環(huán)繞建筑物一周的環(huán)形接地網(wǎng)。請回答：1.簡述避雷網(wǎng)保護(hù)范圍的計算方法（可采用簡化方法）。2.若防雷接地裝置的接地電阻測量值為15Ω，試計算在雷電流波頭時間為2.5μs時，接地裝置承受的最大接觸電壓和跨步電壓（假設(shè)沖擊系數(shù)β=0.9）。3.簡述建筑物內(nèi)防雷措施的主要內(nèi)容，并說明等電位聯(lián)結(jié)的作用。六、某新建住宅小區(qū)，總占地面積為5公頃，規(guī)劃共建有6棟10層住宅樓（每棟樓高30m，每層建筑面積1200㎡），以及1棟1層社區(qū)服務(wù)中心（建筑面積800㎡）。請計算：1.根據(jù)相關(guān)規(guī)范，試估算該住宅小區(qū)的總照明功率密度值（LPD）限值。2.若住宅樓采用集中供配電方式，每棟住宅樓設(shè)置一臺變壓器，試計算每棟住宅樓的計算負(fù)荷電流（假設(shè)單位面積負(fù)荷指標(biāo)為50W/m2，功率因數(shù)為0.85，同時系數(shù)為0.7）。3.簡述集中供配電系統(tǒng)相較于分散供配電系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。七、請簡述電力系統(tǒng)對電壓質(zhì)量的要求，并列舉三種常見的電壓質(zhì)量問題及其產(chǎn)生原因。八、某工廠變電所內(nèi)，一臺S9-1000kVA變壓器（△/Y-11）正常運(yùn)行，其二次側(cè)（Y側(cè)）電壓為400V?，F(xiàn)因負(fù)載變化，需要對該變壓器進(jìn)行抽頭調(diào)整，要求二次側(cè)電壓調(diào)整為380V。請計算：1.說明該變壓器低壓側(cè)（400V側(cè)）有哪些抽頭可供選擇？2.若選擇+2%抽頭，試計算實(shí)際二次側(cè)電壓是多少？3.變壓器抽頭調(diào)整的目的是什么？調(diào)整不當(dāng)可能產(chǎn)生什么后果？九、試解釋什么是“諧波”，簡述諧波對電力系統(tǒng)可能造成的危害，并說明抑制諧波常用的技術(shù)措施。十、某新建數(shù)據(jù)中心，內(nèi)有大量信息技術(shù)設(shè)備，其負(fù)荷特性為非線性，且功率因數(shù)較低。請說明在該數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中采取功率因數(shù)補(bǔ)償措施的必要性，并比較常用無功補(bǔ)償裝置（如電容器、靜止無功補(bǔ)償器SVG）的優(yōu)缺點(diǎn)。試卷答案一、1.S1=P/cosφ1=1800kW/0.75=2400kVAQ1=P*tan(acosφ1)=1800*(sqrt(1-0.752))/0.75=1470.6kvarS2=P/cosφ2=1800kW/0.90=2000kVAQ2=P*tan(acosφ2)=1800*(sqrt(1-0.902))/0.90=848.5kvar需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率為：ΔQ=Q1-Q2=1470.6-848.5=622.1kvar2.每個電容器的無功功率為12kvar。所需電容器數(shù)量為：n=ΔQ/(q*cosφ2)=622.1kvar/(12kvar/個*0.9)≈59.2個，向上取整，需60個。三角形接線時，線路電流I線=sqrt(3)*I相=sqrt(3)*(Q/(sqrt(3)*U線*cosφ))=Q/(U線*cosφ)=60*12kvar/(400V*0.9)≈187A。3.原理：利用電容器的容性無功功率補(bǔ)償電網(wǎng)中的感性負(fù)荷所消耗的無功功率，減少電網(wǎng)總電流，提高功率因數(shù)。影響：可能引起系統(tǒng)電壓升高、功率因數(shù)過高（超過1）、產(chǎn)生諧波放大等。二、1.計算電流I=P/(U*cosφ)=50kW/(220V*0.9)≈243.5A。2.變壓器額定電流Ie_2=Se_2/(sqrt(3)*Ue_2)=100kVA/(sqrt(3)*400V)≈144.3A。變壓器負(fù)荷率=I/Ie_2=243.5A/144.3A≈1.68，即168%。（注：此負(fù)荷率遠(yuǎn)超常規(guī)建議值，可能題目設(shè)定不合理或?yàn)榭疾鞓O限情況）3.總安裝容量≤LPD限值*總建筑面積=11W/m2*(6*800m2+1*800m2)=11*6400=70400W=70.4kW。4.要求：滿足正常照明所需，保證持續(xù)供電，亮度足夠。區(qū)別：疏散照明用于引導(dǎo)人員安全撤離，通常設(shè)置在疏散通道、出口處，持續(xù)或間歇照明；備用照明用于保障正常活動或安全，如消防控制室、手術(shù)室等，持續(xù)時間根據(jù)功能要求確定。三、1.查表或計算得YJV22-8.7/15-3x150mm2電纜在空氣中長期允許載流量為約185A（假設(shè)條件，實(shí)際需查產(chǎn)品樣本）?？紤]埋地?zé)嶙栌绊懀d流量會降低。若按經(jīng)驗(yàn)公式估算，載流量≈185A*(0.8/sqrt(0.8))≈163A。（注：精確值需查閱電纜載流量表）2.電纜允許通過的最大短路電流（有效值）Icc需滿足：Icc2*t≥I2*t，即Icc≥I*sqrt(t)。其中，I=12kA=12000A，t為電纜熱穩(wěn)定時間，查表得YJV22-8.7/15-3x150約80s（假設(shè)值）。Icc≥12000A*sqrt(80)≈106097A。因12000A<106097A，故熱穩(wěn)定滿足要求。3.影響因素：電纜材料、截面積、額定電壓、環(huán)境溫度、埋設(shè)方式（土壤熱阻）、敷設(shè)方式（多根并列）、集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)等。熱穩(wěn)定校驗(yàn)是為了確保在發(fā)生短路故障時，電纜溫度不超過其長期允許最高溫度，避免絕緣損壞。四、1.熔斷器額定電流應(yīng)大于電動機(jī)額定電流，一般?。?.5~2.5）*In。取2.5，In(10kV)≈45A，則IN(RF)≈113A?？蛇xRT0-150/300型熔斷器，熔體額定電流IFe=150A。2.電壓比可選10000/100V。接線注意：一次側(cè)接電源，二次側(cè)接測量儀表或保護(hù)裝置；二次側(cè)必須可靠接地；電壓互感器二次側(cè)嚴(yán)禁短路。3.起動方式：直接起動（簡單，但電流大，僅適用于小容量）；星三角起動（減壓，適用于空載或輕載；Y-△）；自耦減壓起動（減壓，適用于較大容量；適用于頻繁起停）；軟起動器（平滑減壓，適用于各種容量，保護(hù)功能完善）；變頻器起動（精確控制，可實(shí)現(xiàn)軟起軟停、調(diào)速等，適用于要求高的場合）。五、1.采用簡化方法，滾球法。滾球半徑R取30m。單根避雷線保護(hù)范圍（高度hx≤15m）：h/2=7.5m，x=7.5*sqrt(302-7.52)≈241m。兩根平行避雷線保護(hù)范圍（hx=0）：兩線間x=60m。建筑物寬度80m，小于241m和60m，故屋面被完全保護(hù)。2.接觸電壓Uj=β*I*R=0.9*100kA*15Ω=1350kV?？绮诫妷篣k=β*I*Lk/b=0.9*100kA*0.8m/0.8m=90kV。（注：Lk為計算跨步距離，b為計算距離，此處簡化為0.8m；實(shí)際計算按規(guī)范）。3.主要措施：外部防雷（接閃器、引下線、接地裝置）、內(nèi)部防雷（等電位聯(lián)結(jié)、屏蔽、合理布線、安裝浪涌保護(hù)器）。等電位聯(lián)結(jié)作用：使建筑物內(nèi)不同金屬部件電位接近相等，減少雷電流在導(dǎo)體間產(chǎn)生的電位差，防止雷擊過電壓造成反擊和設(shè)備損壞，保障人身安全。六、1.查規(guī)范，住宅建筑LPD限值一般為15~30W/m2。按最低值30W/m2計算，總建筑面積=6*1200+800=8400m2?？侺PD限值=30*8400=252000W=252kW。2.計算電流I=P/(U*cosφ*η)=(1200*50*6+800*50)W/(400V*0.85*0.7)=(360000+40000)W/238≈1863A。3.優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性與靈活性高，便于集中維護(hù)管理，減少電壓損失，易于實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償和電壓調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)：初期投資大，線路損耗相對分散式可能稍高，單點(diǎn)故障影響范圍大。七、要求：電壓偏差（ΔU）允許值一般為±5%或±7%（系統(tǒng)標(biāo)稱電壓不同）；頻率偏差（Δf）允許值通常為±0.2Hz或±0.5Hz；波形畸變率（諧波總電壓含有率THDu）允許值通常為5%（電壓正弦波形）；電壓波動和閃變允許值（Pl、Pr）等。問題：電壓暫降/暫升、電壓中斷、頻率偏差、諧波、間諧波、電壓波動與閃變、三相電壓不平衡等。原因：諧波：非線性負(fù)荷（整流器、變頻器、開關(guān)電源等）產(chǎn)生；電壓波動：沖擊性負(fù)荷（電弧爐、軋鋼機(jī)）啟停或負(fù)荷劇烈變化；頻率偏差：發(fā)電機(jī)組出力與負(fù)荷不平衡；電壓暫降/暫升：系統(tǒng)故障、大型負(fù)荷投切；三相不平衡：三相負(fù)荷分配不均。八、1.Y-11接法，低壓側(cè)有±5%、±2%、0%三個抽頭。2.實(shí)際二次電壓U'2=U2*(1+X%)=400V*(1+2%)=400V*1.02=408V。3.目的：調(diào)整輸出電壓，使其滿足負(fù)載要求的額定電壓。后果：抽頭選擇不當(dāng)會導(dǎo)致輸出電壓過高（設(shè)備損壞）或過低（設(shè)備無法正常工作、效率降低、無法啟動）。九、諧波：指頻率為基波頻率整數(shù)倍的正弦交流電成分。危害：使設(shè)備過熱、損耗增加、絕緣老化；引起保護(hù)裝置誤動或拒動；干擾通信系統(tǒng)；造成電壓波形畸變。措施：增加線路電抗器、串聯(lián)電容器（需考慮諧振）；采用有源濾波器（SVG）；合理選擇整流設(shè)備接線方式（