華北電力大學(xué)2025年強(qiáng)基計(jì)劃電氣工程及其自動(dòng)化科目真題及答案一、單項(xiàng)選擇題1.下列關(guān)于電路中電流和電壓的說(shuō)法，正確的是()A.電流的方向總是從電源的正極流向負(fù)極B.電壓是形成電流的原因C.電路中只要有電壓，就一定有電流D.自由電子定向移動(dòng)的方向就是電流的方向答案：B解析：在電源外部，電流的方向是從電源的正極流向負(fù)極，在電源內(nèi)部是從負(fù)極流向正極，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電壓是使自由電荷定向移動(dòng)形成電流的原因，B選項(xiàng)正確；電路中有電壓，且電路是通路時(shí)，才有電流，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向，自由電子帶負(fù)電，其定向移動(dòng)的方向與電流方向相反，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2.某三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1440r/min，則其同步轉(zhuǎn)速為()A.1000r/minB.1500r/minC.2000r/minD.3000r/min答案：B解析：三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)速。對(duì)于常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)，同步轉(zhuǎn)速有3000r/min（對(duì)應(yīng)極對(duì)數(shù)p=1）、1500r/min（對(duì)應(yīng)極對(duì)數(shù)p=2）、1000r/min（對(duì)應(yīng)極對(duì)數(shù)p=3）等。額定轉(zhuǎn)速為1440r/min時(shí)，其同步轉(zhuǎn)速應(yīng)為1500r/min，B選項(xiàng)正確。3.在直流電路中，電感元件相當(dāng)于()A.短路B.開(kāi)路C.電阻D.電容答案：A解析：電感元件的感抗(X_{L}=2πfL)，在直流電路中，頻率(f=0)，則感抗(X_{L}=0)，相當(dāng)于短路，A選項(xiàng)正確。4.電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式不包括()A.中性點(diǎn)直接接地B.中性點(diǎn)不接地C.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地D.中性點(diǎn)經(jīng)電容器接地答案：D解析：電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式主要有中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地三種，不包括中性點(diǎn)經(jīng)電容器接地，D選項(xiàng)正確。5.變壓器的主要功能不包括()A.變電壓B.變電流C.變阻抗D.變頻率答案：D解析：變壓器可以改變電壓、電流和阻抗，但不能改變頻率，D選項(xiàng)正確。6.下列關(guān)于繼電保護(hù)裝置的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A.應(yīng)具有選擇性B.應(yīng)具有速動(dòng)性C.應(yīng)具有靈敏性D.應(yīng)具有絕對(duì)性答案：D解析：繼電保護(hù)裝置應(yīng)具有選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性，而不是絕對(duì)性，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。7.某正弦交流電壓(u=100sin(314t+30^{°})V)，則其有效值為()A.(100V)B.(70.7V)C.(50V)D.(314V)答案：B解析：對(duì)于正弦交流電壓(u=U_{m}sin(ωt+φ))，其有效值(U=Um2)，已知(U_{m}=100V)，則(U=1008.同步發(fā)電機(jī)的功角特性是指()A.電磁功率與功角的關(guān)系B.端電壓與功角的關(guān)系C.轉(zhuǎn)速與功角的關(guān)系D.勵(lì)磁電流與功角的關(guān)系答案：A解析：同步發(fā)電機(jī)的功角特性是指電磁功率與功角之間的關(guān)系，A選項(xiàng)正確。9.下列關(guān)于高壓輸電的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A.可以減少輸電線路上的功率損耗B.可以提高輸送功率C.可以降低輸電線路上的電壓損耗D.可以減少輸電線路的投資答案：D解析：高壓輸電可以減少輸電線路上的功率損耗和電壓損耗，同時(shí)在一定條件下可以提高輸送功率，但高壓輸電需要建設(shè)更高電壓等級(jí)的輸電線路和相關(guān)設(shè)備，會(huì)增加輸電線路的投資，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。10.某RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A.電路的阻抗最大B.電路中的電流最小C.電感和電容兩端的電壓大小相等，相位相反D.電阻兩端的電壓為零答案：C解析：RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)，電路的阻抗最小，等于電阻(R)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電路中的電流最大，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電感和電容兩端的電壓大小相等，相位相反，C選項(xiàng)正確；電阻兩端的電壓等于電源電壓，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題1.下列屬于電力系統(tǒng)一次設(shè)備的有()A.發(fā)電機(jī)B.變壓器C.斷路器D.繼電保護(hù)裝置答案：ABC解析：電力系統(tǒng)一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過(guò)程的高壓電氣設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等；繼電保護(hù)裝置屬于二次設(shè)備，用于對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、保護(hù)等，D選項(xiàng)錯(cuò)誤，ABC選項(xiàng)正確。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有()A.改變電源頻率調(diào)速B.改變磁極對(duì)數(shù)調(diào)速C.改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速D.改變電源電壓調(diào)速答案：ABC解析：三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法主要有改變電源頻率調(diào)速、改變磁極對(duì)數(shù)調(diào)速和改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速三種。改變電源電壓調(diào)速主要用于直流電動(dòng)機(jī)等，對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)不是主要的調(diào)速方法，D選項(xiàng)錯(cuò)誤，ABC選項(xiàng)正確。3.下列關(guān)于電容器的說(shuō)法，正確的有()A.電容器可以儲(chǔ)存電場(chǎng)能量B.電容器的電容與所帶電荷量成正比C.電容器在直流電路中相當(dāng)于開(kāi)路D.電容器的容抗與頻率成反比答案：ACD解析：電容器是儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件，A選項(xiàng)正確；電容器的電容是由其本身的結(jié)構(gòu)決定的，與所帶電荷量和電壓無(wú)關(guān)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；在直流電路中，電容器充電完成后，相當(dāng)于開(kāi)路，C選項(xiàng)正確；電容器的容抗(X_{C}=124.電力系統(tǒng)的無(wú)功電源有()A.同步發(fā)電機(jī)B.同步調(diào)相機(jī)C.并聯(lián)電容器D.靜止無(wú)功補(bǔ)償器答案：ABCD解析：電力系統(tǒng)的無(wú)功電源主要有同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器和靜止無(wú)功補(bǔ)償器等，ABCD選項(xiàng)正確。5.下列關(guān)于短路故障的說(shuō)法，正確的有()A.短路故障會(huì)使電力系統(tǒng)的電壓大幅度下降B.短路故障會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流C.短路故障可能會(huì)損壞電氣設(shè)備D.短路故障不會(huì)影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性答案：ABC解析：短路故障會(huì)使電力系統(tǒng)的電壓大幅度下降，產(chǎn)生很大的短路電流，可能會(huì)損壞電氣設(shè)備，同時(shí)也會(huì)影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，D選項(xiàng)錯(cuò)誤，ABC選項(xiàng)正確。三、填空題1.電路的基本組成部分包括電源、____、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)。答案：負(fù)載解析：電路由電源、負(fù)載、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)四個(gè)基本部分組成，負(fù)載是消耗電能的元件。2.三相交流電源的相序有正序、負(fù)序和____。答案：零序解析：三相交流電源的相序有正序、負(fù)序和零序三種。3.變壓器的變比等于____之比。答案：一次側(cè)繞組匝數(shù)與二次側(cè)繞組匝數(shù)解析：變壓器的變比(k=N14.電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括靜態(tài)穩(wěn)定性和____。答案：動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性解析：電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分為靜態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。5.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率(s=n0?n答案：同步轉(zhuǎn)速解析：在異步電動(dòng)機(jī)中，(n_{0})為同步轉(zhuǎn)速，(n)為電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率(s)反映了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。6.電磁感應(yīng)定律表明，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與____成正比。答案：磁通量的變化率解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(e=-Nd??7.電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)，一般采用____補(bǔ)償方式。答案：過(guò)補(bǔ)償解析：電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)，一般采用過(guò)補(bǔ)償方式，以避免發(fā)生串聯(lián)諧振等問(wèn)題。8.同步發(fā)電機(jī)的并列方法有準(zhǔn)同期并列和____。答案：自同期并列解析：同步發(fā)電機(jī)的并列方法主要有準(zhǔn)同期并列和自同期并列兩種。9.電容器的容抗(X_{C}=12πf答案：電源頻率解析：在容抗公式(X_{C}=1210.繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)大于____電流。答案：最大負(fù)荷解析：繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)大于最大負(fù)荷電流，以保證在正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)裝置不動(dòng)作。四、判斷題1.電流的單位是伏特。()答案：×解析：電流的單位是安培，伏特是電壓的單位，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。2.變壓器的效率總是小于1。()答案：√解析：由于變壓器在運(yùn)行過(guò)程中存在銅損和鐵損等損耗，輸出功率總是小于輸入功率，所以效率總是小于1，該說(shuō)法正確。3.三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流越大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也越大。()答案：×解析：三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流大，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不一定大。啟動(dòng)電流大主要是因?yàn)閱?dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)差率大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，導(dǎo)致定子電流增大。而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)電流、轉(zhuǎn)子電阻等因素有關(guān)，不是啟動(dòng)電流越大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩就越大，該說(shuō)法錯(cuò)誤。4.在純電阻電路中，電壓和電流同相位。()答案：√解析：在純電阻電路中，根據(jù)歐姆定律(i=uR5.電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)越高，輸送功率越大。()答案：√解析：在相同的輸電距離和輸電，電壓等級(jí)越高，輸送功率越大，因?yàn)楦鶕?jù)(P=UI)，在輸送功率一定時(shí)，電壓越高，電流越小，可減少線路損耗等，所以該說(shuō)法正確。6.同步發(fā)電機(jī)的功角(δ)是指空載電動(dòng)勢(shì)(E_{0})與端電壓(U)之間的夾角。()答案：√解析：同步發(fā)電機(jī)的功角(δ)就是空載電動(dòng)勢(shì)(E_{0})與端電壓(U)之間的夾角，該說(shuō)法正確。7.電容器在交流電路中會(huì)消耗有功功率。()答案：×解析：電容器在交流電路中只儲(chǔ)存和釋放電場(chǎng)能量，不消耗有功功率，消耗的是無(wú)功功率，該說(shuō)法錯(cuò)誤。8.繼電保護(hù)裝置的靈敏度越高越好。()答案：×解析：繼電保護(hù)裝置的靈敏度應(yīng)根據(jù)具體情況合理選擇，并不是越高越好。如果靈敏度太高，可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)作，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，該說(shuō)法錯(cuò)誤。9.短路故障時(shí)，短路電流的大小與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有關(guān)。()答案：√解析：短路電流的大小與系統(tǒng)的運(yùn)行方式、短路點(diǎn)的位置、系統(tǒng)的阻抗等因素有關(guān)，不同的運(yùn)行方式下系統(tǒng)的阻抗不同，短路電流大小也不同，該說(shuō)法正確。10.異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍越寬越好。()答案：×解析：異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求合理確定，并不是越寬越好。調(diào)速范圍過(guò)寬可能會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的性能下降、成本增加等問(wèn)題，該說(shuō)法錯(cuò)誤。五、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電路中基爾霍夫定律的內(nèi)容。(1).基爾霍夫電流定律（KCL）：在任一瞬時(shí)，流向某一結(jié)點(diǎn)的電流之和等于由該結(jié)點(diǎn)流出的電流之和，即(∑I_{入}=∑I_{出})。其本質(zhì)是電荷守恒定律在電路中的體現(xiàn)，它反映了電路中各支路電流之間的約束關(guān)系，與元件的性質(zhì)無(wú)關(guān)。(2).基爾霍夫電壓定律（KVL）：在任一瞬時(shí)，沿電路中任一閉合回路繞行一周，各段電壓的代數(shù)和等于零，即(∑U=0)。它是能量守恒定律在電路中的體現(xiàn)，反映了電路中各段電壓之間的約束關(guān)系，同樣與元件的性質(zhì)無(wú)關(guān)。2.說(shuō)明三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。(1).當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入三相交流電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速(n_{0})，其大小與電源頻率(f)和磁極對(duì)數(shù)(p)有關(guān)，公式為(n_{0}=60f(2).旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。(3).轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁力，電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(n)總是低于同步轉(zhuǎn)速(n_{0})，即(n<n_{0})，所以稱為異步電動(dòng)機(jī)。3.分析變壓器的損耗有哪些，并說(shuō)明如何降低這些損耗。(1).變壓器的損耗主要包括銅損和鐵損：銅損：是指變壓器繞組電阻產(chǎn)生的損耗，與繞組中的電流平方成正比。銅損的大小與負(fù)載電流有關(guān)，負(fù)載電流越大，銅損越大。鐵損：包括磁滯損耗和渦流損耗。磁滯損耗是由于鐵芯在交變磁場(chǎng)中反復(fù)磁化，磁疇不斷翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的損耗；渦流損耗是由于交變磁場(chǎng)在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦流），渦流在鐵芯電阻上產(chǎn)生的損耗。鐵損的大小與電源電壓和頻率有關(guān)，在電源電壓和頻率不變時(shí)，鐵損基本不變。(2).降低損耗的方法：降低銅損：可以選用電阻率小的導(dǎo)線制作繞組，以減小繞組電阻；合理設(shè)計(jì)變壓器的容量，避免變壓器長(zhǎng)期處于過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)，以減小負(fù)載電流。降低鐵損：選用導(dǎo)磁性能好、磁滯回線面積小的鐵芯材料，如硅鋼片；將鐵芯制成薄片并涂有絕緣漆，以減小渦流損耗。4.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整措施。(1).改變發(fā)電機(jī)的端電壓：通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，改變發(fā)電機(jī)的端電壓，從而調(diào)整電力系統(tǒng)的電壓。這種方法簡(jiǎn)單直接，但調(diào)壓范圍有限。(2).改變變壓器的變比：通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器的分接頭，改變變壓器的變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。有載調(diào)壓變壓器可以在帶負(fù)載的情況下進(jìn)行調(diào)壓，能及時(shí)滿足電壓變化的要求。(3).無(wú)功補(bǔ)償：在電力系統(tǒng)中安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，如并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器等，提高功率因數(shù)，減少無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，從而降低線路電壓損耗，提高電壓質(zhì)量。(4).改變線路參數(shù)：對(duì)于輸電線路，可以采用串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)姆椒?，減小線路電抗，提高線路的輸送能力和電壓質(zhì)量。5.說(shuō)明繼電保護(hù)裝置的基本要求及其含義。(1).選擇性：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，盡量縮小停電范圍，保證非故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行。(2).速動(dòng)性：要求繼電保護(hù)裝置能盡快地切除故障，以減少故障對(duì)電氣設(shè)備的損壞程度，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(3).靈敏性：繼電保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)具有足夠的反應(yīng)能力，即具有較高的靈敏度。通常用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。(4).可靠性：繼電保護(hù)裝置在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)可靠動(dòng)作，而在正常運(yùn)行或不屬于保護(hù)范圍內(nèi)的故障時(shí)，應(yīng)可靠不動(dòng)作。六、計(jì)算題1.有一個(gè)RL串聯(lián)電路，已知電阻(R=30Ω)，電感(L=0.1H)，電源電壓(u=2202sin(314t)V)。求：(1).電路的阻抗(Z)。已知(ω=314rad/s)，電感的感抗(X_{L}=ωL=314×0.1=31.4Ω)。根據(jù)阻抗公式(Z=R2+XL2)，可得(Z=302(2).電路中的電流(I)。電源電壓的有效值(U=220V)，根據(jù)歐姆定律(I=UZ)，可得(I=22043.4(3).電阻兩端的電壓(U_{R})和電感兩端的電壓(U_{L})。電阻兩端的電壓(U_{R}=IR=5.07×30=152.1V)。電感兩端的電壓(U_{L}=IX_{L}=5.07×31.42.一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率(P_{N}=10kW)，額定電壓(U_{N}=380V)，額定轉(zhuǎn)速(n_{N}=1460r/min)，功率因數(shù)(cosφ{(diào)N}=0.85)，效率(η{N}=0.9)。求：(1).額定電流(I_{N})。根據(jù)公式(P_{N}=3U_{N}I_{N}cosφ{(diào)N}η{N})，可得(I_{N}=PN3UNcosφNηN)。將(P_{N}=10×10^{3}W)，(U_{N}=380V)，((2).同步轉(zhuǎn)速(n_{0})。因?yàn)轭~定轉(zhuǎn)速(n_{N}=1460r/min)，略低于同步轉(zhuǎn)速，所以同步轉(zhuǎn)速(n_{0}=1500r/min)（對(duì)應(yīng)磁極對(duì)數(shù)(p=2)）。(3).額定轉(zhuǎn)差率(s_{N})。根據(jù)轉(zhuǎn)差率公式(s_{N}=n0?nNn03.有一個(gè)變壓器，一次側(cè)繞組匝數(shù)(N_{1}=1000)，二次側(cè)繞組匝數(shù)(N_{2}=200)，一次側(cè)電壓(U_{1}=220V)。求：(1).變壓器的變比(k)。變比(k=N1N2(2).二次側(cè)電壓(U_{2})。根據(jù)變比公式(U1U2=N1N(3).若二次側(cè)接一個(gè)電阻(R=10Ω)的負(fù)載，求一次側(cè)電流(I_{