2025年電氣工程及其自動(dòng)化考試題及答案一、選擇題1.下列電力系統(tǒng)中，屬于一次設(shè)備的是（）A.繼電器B.熔斷器C.測(cè)量?jī)x表D.控制電纜答案：B解析：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、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器等。而繼電器、測(cè)量?jī)x表、控制電纜屬于二次設(shè)備，二次設(shè)備是對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)察、測(cè)量、控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)的輔助設(shè)備。所以本題答案選B。2.同步發(fā)電機(jī)的同步是指（）A.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相同B.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子電流頻率相同C.定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與定子電流頻率相同D.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子電壓頻率相同答案：A解析：同步發(fā)電機(jī)的同步是指轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相同。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是由定子三相繞組中通入三相交流電產(chǎn)生的，當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速一致時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電能輸出。而定子電流頻率、定子電壓頻率都與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速有一定的關(guān)系，但“同步”的核心定義是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相同。所以本題選A。3.變壓器的變比是指（）A.一次側(cè)電壓與二次側(cè)電壓之比B.一次側(cè)電流與二次側(cè)電流之比C.一次側(cè)匝數(shù)與二次側(cè)匝數(shù)之比D.以上都對(duì)答案：D解析：變壓器的變比(k)定義為一次側(cè)匝數(shù)(N_1)與二次側(cè)匝數(shù)(N_2)之比，即(k=N_1/N_2)。根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，可得一次側(cè)電壓(U_1)與二次側(cè)電壓(U_2)之比也等于變比，即(U_1/U_2=N_1/N_2=k)；又因?yàn)樽儔浩鞯碾娏髋c匝數(shù)成反比，所以一次側(cè)電流(I_1)與二次側(cè)電流(I_2)之比為變比的倒數(shù)，即(I_1/I_2=N_2/N_1=1/k)。所以以上三種表述都是關(guān)于變壓器變比的正確描述，本題選D。4.在三相四線(xiàn)制電路中，中線(xiàn)的作用是（）A.使電源線(xiàn)電壓對(duì)稱(chēng)B.使電源相電壓對(duì)稱(chēng)C.使不對(duì)稱(chēng)負(fù)載的相電壓對(duì)稱(chēng)D.使不對(duì)稱(chēng)負(fù)載的線(xiàn)電壓對(duì)稱(chēng)答案：C解析：在三相四線(xiàn)制電路中，當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱(chēng)時(shí)，如果沒(méi)有中線(xiàn)，負(fù)載的相電壓會(huì)出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)的情況，有的相電壓可能過(guò)高，有的相電壓可能過(guò)低，這會(huì)影響負(fù)載的正常運(yùn)行。而中線(xiàn)的作用就是為不平衡電流提供通路，使得不對(duì)稱(chēng)負(fù)載的相電壓保持對(duì)稱(chēng)，從而保證負(fù)載能夠正常工作。電源線(xiàn)電壓和相電壓的對(duì)稱(chēng)性主要取決于電源本身，而不是中線(xiàn)。線(xiàn)電壓在三相系統(tǒng)中一般是對(duì)稱(chēng)的，與中線(xiàn)關(guān)系不大。所以本題選C。5.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)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地C.中性點(diǎn)不接地D.中性點(diǎn)經(jīng)電抗器接地答案：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)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地和中性點(diǎn)不接地三種。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，中性點(diǎn)直接與大地相連，這種方式在發(fā)生單相接地故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地是在中性點(diǎn)與大地之間接入消弧線(xiàn)圈，用于補(bǔ)償接地故障時(shí)的電容電流。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，中性點(diǎn)不與大地相連，發(fā)生單相接地故障時(shí)，允許繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。而中性點(diǎn)經(jīng)電抗器接地并不是常見(jiàn)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式。所以本題選D。6.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法不包括（）A.改變電樞電壓調(diào)速B.改變勵(lì)磁磁通調(diào)速C.改變電樞回路電阻調(diào)速D.改變電源頻率調(diào)速答案：D解析：直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法主要有三種：改變電樞電壓調(diào)速，通過(guò)調(diào)節(jié)電樞兩端的電壓來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；改變勵(lì)磁磁通調(diào)速，改變勵(lì)磁電流從而改變勵(lì)磁磁通，實(shí)現(xiàn)調(diào)速；改變電樞回路電阻調(diào)速，在電樞回路中串入電阻，改變電樞電流，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)速。而改變電源頻率調(diào)速是交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法，直流電動(dòng)機(jī)的電源是直流電，不存在頻率的概念。所以本題選D。7.以下哪種保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)（）A.熔斷器B.熱繼電器C.過(guò)電流繼電器D.以上都是答案：D解析：熔斷器是一種簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置，當(dāng)電路中出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，熔斷器的熔體熔斷，切斷電路，起到過(guò)電流保護(hù)作用。熱繼電器主要用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載時(shí)，熱元件發(fā)熱使雙金屬片變形，推動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，切斷電路，本質(zhì)上也是一種過(guò)電流保護(hù)。過(guò)電流繼電器是專(zhuān)門(mén)用于檢測(cè)過(guò)電流的繼電器，當(dāng)電路中的電流超過(guò)整定值時(shí)，繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)或切斷電路。所以以上三種裝置都可以實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)，本題選D。8.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率(s)是指（）A.同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速之比B.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之差與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之比C.同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之比D.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速之比答案：A解析：異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率(s)的定義為同步轉(zhuǎn)速(n_0)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(n)之差與同步轉(zhuǎn)速(n_0)之比，即(s=n09.下列關(guān)于PLC的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）A.PLC是可編程邏輯控制器B.PLC采用循環(huán)掃描的工作方式C.PLC的編程語(yǔ)言只有梯形圖D.PLC具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)答案：C解析：PLC即可編程邏輯控制器，它是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，不斷地對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣、執(zhí)行用戶(hù)程序、輸出刷新。PLC具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。而PLC的編程語(yǔ)言有多種，常見(jiàn)的有梯形圖、指令表、功能塊圖、順序功能圖等，并非只有梯形圖一種。所以本題選C。10.電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡主要靠（）來(lái)實(shí)現(xiàn)A.發(fā)電機(jī)B.調(diào)相機(jī)C.電容器和電抗器D.以上都是答案：D解析：在電力系統(tǒng)中，無(wú)功功率平衡是保證電壓質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。發(fā)電機(jī)可以通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)發(fā)出或吸收無(wú)功功率，是電力系統(tǒng)中重要的無(wú)功電源。調(diào)相機(jī)是一種專(zhuān)門(mén)用于調(diào)節(jié)無(wú)功功率的同步電機(jī)，它可以根據(jù)系統(tǒng)的需要發(fā)出或吸收無(wú)功功率。電容器可以發(fā)出無(wú)功功率，用于補(bǔ)償感性負(fù)載所需的無(wú)功功率；電抗器可以吸收無(wú)功功率，用于限制系統(tǒng)中的過(guò)電壓和無(wú)功功率流動(dòng)。所以發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電容器和電抗器都可以參與電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡，本題選D。二、填空題1.電路的基本組成部分包括電源、____、導(dǎo)線(xiàn)和開(kāi)關(guān)。負(fù)載###2.交流電路中，電壓和電流的相位差(φ)決定了電路的性質(zhì)，當(dāng)(φ>0)時(shí)，電路呈_性。_感_###3.變壓器的損耗包括_損耗和_損耗。_鐵_；_銅_###4.三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式有_啟動(dòng)和_啟動(dòng)兩種。_直接_；_降壓_###5.電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括_穩(wěn)定和_穩(wěn)定。_靜態(tài)_；_動(dòng)態(tài)_###6.繼電保護(hù)裝置的基本要求是選擇性、_性、靈敏性和可靠性。速動(dòng)###7.直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩(T)與_和_成正比。電樞電流；勵(lì)磁磁通###8.PLC的輸入映像寄存器用于存儲(chǔ)_的狀態(tài)。_輸入端子_###9.電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整措施有改變發(fā)電機(jī)端電壓、改變變壓器變比和_等。無(wú)功功率補(bǔ)償###10.電氣設(shè)備的絕緣老化主要有_老化、_老化和環(huán)境老化三種形式。電；熱三、判斷題1.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=u/R)，電流(i)與電壓(u)之間的關(guān)系是線(xiàn)性的，不存在相位差，即電壓和電流同相位。所以本題說(shuō)法正確。2.變壓器的空載損耗主要是銅損耗。()答案：×解析：變壓器的空載損耗主要是鐵損耗，包括磁滯損耗和渦流損耗。在空載時(shí)，變壓器的一次側(cè)繞組接電源，二次側(cè)繞組開(kāi)路，此時(shí)一次側(cè)繞組中只有很小的空載電流，銅損耗很小，而鐵心中的交變磁通會(huì)產(chǎn)生鐵損耗。所以本題說(shuō)法錯(cuò)誤。3.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速。()答案：√解析：三相異步電動(dòng)機(jī)之所以稱(chēng)為“異步”，就是因?yàn)槠滢D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速不同。如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，那么轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，也就無(wú)法產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。所以三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速。本題說(shuō)法正確。4.電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)直接接地方式適用于110kV及以上的高壓系統(tǒng)。()答案：√解析：在110kV及以上的高壓系統(tǒng)中，采用中性點(diǎn)直接接地方式可以降低電氣設(shè)備的絕緣水平，減少設(shè)備投資。因?yàn)樵谶@種系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，短路電流較大，能夠快速切除故障線(xiàn)路，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。所以本題說(shuō)法正確。5.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能比交流電動(dòng)機(jī)差。()答案：×解析：直流電動(dòng)機(jī)具有良好的調(diào)速性能，可以通過(guò)改變電樞電壓、勵(lì)磁磁通和電樞回路電阻等方法實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高。而交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速相對(duì)復(fù)雜，早期的交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能不如直流電動(dòng)機(jī)，雖然隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)有了很大的進(jìn)步，但在一些對(duì)調(diào)速性能要求極高的場(chǎng)合，直流電動(dòng)機(jī)仍然具有優(yōu)勢(shì)。所以本題說(shuō)法錯(cuò)誤。6.繼電保護(hù)裝置的選擇性是指保護(hù)裝置只切除故障設(shè)備，而不影響非故障設(shè)備的正常運(yùn)行。()答案：√解析：繼電保護(hù)裝置的選擇性是其重要的性能要求之一。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，選擇性要求保護(hù)裝置能夠準(zhǔn)確地判斷故障位置，并只將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，而不影響非故障設(shè)備的正常運(yùn)行，以保證電力系統(tǒng)的供電可靠性。所以本題說(shuō)法正確。7.PLC的輸出繼電器可以直接驅(qū)動(dòng)大功率負(fù)載。()答案：×解析：PLC的輸出繼電器的觸點(diǎn)容量一般較小，通常不能直接驅(qū)動(dòng)大功率負(fù)載。在實(shí)際應(yīng)用中，需要通過(guò)中間繼電器、接觸器等功率放大元件來(lái)驅(qū)動(dòng)大功率負(fù)載。所以本題說(shuō)法錯(cuò)誤。8.電力系統(tǒng)的無(wú)功功率不足會(huì)導(dǎo)致電壓降低。()答案：√解析：在電力系統(tǒng)中，無(wú)功功率不足會(huì)使線(xiàn)路和變壓器中的電壓損耗增加，從而導(dǎo)致系統(tǒng)電壓降低。因?yàn)楦行载?fù)載需要消耗無(wú)功功率，當(dāng)無(wú)功功率供應(yīng)不足時(shí)，系統(tǒng)的電壓質(zhì)量會(huì)受到影響。所以本題說(shuō)法正確。9.電氣設(shè)備的絕緣電阻隨溫度的升高而增大。()答案：×解析：電氣設(shè)備的絕緣電阻隨溫度的升高而減小。因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，絕緣材料中的分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，離子的活動(dòng)能力增強(qiáng)，導(dǎo)致絕緣電阻下降。所以本題說(shuō)法錯(cuò)誤。10.同步發(fā)電機(jī)的并列運(yùn)行條件是電壓相等、頻率相等、相位相同和相序一致。()答案：√解析：同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，必須滿(mǎn)足電壓相等、頻率相等、相位相同和相序一致這四個(gè)條件。如果不滿(mǎn)足這些條件，在并列瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，可能會(huì)損壞發(fā)電機(jī)和其他電氣設(shè)備。所以本題說(shuō)法正確。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述三相交流電路的優(yōu)點(diǎn)。(1).發(fā)電方面：三相交流發(fā)電機(jī)比相同尺寸的單相交流發(fā)電機(jī)輸出功率大。(2).輸電方面：在輸送功率相同、電壓相同、距離相同和負(fù)載功率因數(shù)相同的情況下，三相輸電線(xiàn)路比單相輸電線(xiàn)路節(jié)省有色金屬約25%，且電能損耗小。(3).配電方面：三相變壓器比單相變壓器經(jīng)濟(jì)，且便于接入三相及單相兩類(lèi)負(fù)載。(4).用電設(shè)備方面：三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、堅(jiān)固耐用、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，且運(yùn)行平穩(wěn)可靠，有良好的啟動(dòng)和調(diào)速性能。2.說(shuō)明變壓器的工作原理。(1).變壓器是基于電磁感應(yīng)原理工作的。它主要由鐵芯和套在鐵芯上的兩個(gè)或多個(gè)繞組組成，其中接電源的繞組稱(chēng)為一次繞組，接負(fù)載的繞組稱(chēng)為二次繞組。(2).當(dāng)一次繞組接入交流電源時(shí)，在一次繞組中就會(huì)有交流電流通過(guò)，這個(gè)交流電流會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通。(3).由于鐵芯的導(dǎo)磁性能良好，絕大部分磁通會(huì)集中在鐵芯中，這個(gè)交變的磁通同時(shí)穿過(guò)一次繞組和二次繞組。(4).根據(jù)電磁感應(yīng)定律，交變的磁通會(huì)在一次繞組和二次繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(5).如果二次繞組接有負(fù)載，那么在二次繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用下，就會(huì)有電流通過(guò)負(fù)載，從而實(shí)現(xiàn)了電能從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞。同時(shí)，通過(guò)改變一次繞組和二次繞組的匝數(shù)比，就可以改變二次側(cè)的電壓大小，達(dá)到變壓的目的。3.分析直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理和調(diào)速方法。調(diào)速原理：直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為(n=U?IaRaKe??)，其中(n)為轉(zhuǎn)速，(U)為電樞電壓，(I_a)為電樞電流，(R_a)為電樞回路電阻，(K_e)為電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，(??)為勵(lì)磁磁通。從公式可以看出，改變電樞電壓(U)、電樞回路電阻(R_a)和勵(lì)磁磁通(??)都可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)速方法：4.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式及其特點(diǎn)。(1).中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：特點(diǎn)：發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地電流較小，三相線(xiàn)電壓仍然保持對(duì)稱(chēng)，系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行1-2小時(shí)，提高了供電可靠性。但非故障相的對(duì)地電壓會(huì)升高為線(xiàn)電壓，對(duì)電氣設(shè)備的絕緣要求較高。適用于6-10kV系統(tǒng)，特別是以架空線(xiàn)路為主且接地電流較小的系統(tǒng)。(2).中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)：特點(diǎn)：在中性點(diǎn)與大地之間接入消弧線(xiàn)圈，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，消弧線(xiàn)圈的電感電流可以補(bǔ)償接地電容電流，使接地電弧易于熄滅，減少了接地故障發(fā)展為相間短路的可能性。這種方式適用于接地電流較大的架空線(xiàn)路系統(tǒng)，如35kV系統(tǒng)。(3).中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)：特點(diǎn)：發(fā)生單相接地故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，保護(hù)裝置會(huì)迅速動(dòng)作，切除故障線(xiàn)路。這種方式降低了電氣設(shè)備的絕緣水平，減少了設(shè)備投資，但供電可靠性相對(duì)較低。適用于110kV及以上的高壓系統(tǒng)和380/220V的低壓配電系統(tǒng)。5.說(shuō)明PLC的工作過(guò)程。(1).輸入采樣階段：PLC以?huà)呙璺绞揭来巫x入所有輸入端子的狀態(tài)，并將其存入輸入映像寄存器中。在本工作周期內(nèi)，輸入映像寄存器的內(nèi)容不會(huì)隨外部輸入信號(hào)的變化而改變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段。(2).程序執(zhí)行階段：PLC按照用戶(hù)程序的指令，從第一條開(kāi)始依次掃描執(zhí)行，根據(jù)輸入映像寄存器和其他元件映像寄存器的狀態(tài)，進(jìn)行邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算等操作，并將運(yùn)算結(jié)果存入相應(yīng)的元件映像寄存器中。(3).輸出刷新階段：在所有用戶(hù)程序執(zhí)行完畢后，將輸出映像寄存器的狀態(tài)傳送到輸出鎖存器，通過(guò)輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。此時(shí)，輸出端子的狀態(tài)才會(huì)發(fā)生變化。然后，PLC又進(jìn)入下一個(gè)掃描周期，不斷重復(fù)上述三個(gè)階段，周而復(fù)始地工作。五、計(jì)算題1.有一臺(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=1450r/min)，功率因數(shù)(cosφ_N=0.85