2025年電氣工程師考試電氣工程節(jié)能技術(shù)沖刺試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分。下列選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題意）1.依據(jù)《節(jié)約能源法》，用能單位應(yīng)當(dāng)建立能源管理崗位責(zé)任制，對(duì)能源使用狀況進(jìn)行（）。A.日常維護(hù)B.定期監(jiān)測(cè)C.專項(xiàng)審計(jì)D.全面評(píng)估2.在電力系統(tǒng)中，提高自然功率因數(shù)主要依靠安裝（）來實(shí)現(xiàn)。A.并聯(lián)電容器B.串聯(lián)電容器C.電力電抗器D.諧振變壓器3.下列哪種節(jié)能技術(shù)主要通過降低電機(jī)的啟動(dòng)電流和運(yùn)行損耗來達(dá)到節(jié)能目的？（）A.使用高效節(jié)能型電機(jī)B.采用變頻調(diào)速裝置C.安裝電機(jī)軟啟動(dòng)器D.優(yōu)化電機(jī)負(fù)荷率4.根據(jù)諧波產(chǎn)生的原因分類，電力電子整流設(shè)備產(chǎn)生的諧波主要屬于（）。A.線性負(fù)載諧波B.非線性負(fù)載諧波C.自然諧波D.諧振諧波5.在建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)中，通常優(yōu)先選用哪種類型的照明光源？（）A.白熾燈B.鹵素?zé)鬋.LED燈D.碘鎢燈6.下列哪種措施不屬于提高供配電系統(tǒng)效率的范疇？（）A.降低線路損耗B.提高變壓器負(fù)載率C.優(yōu)化系統(tǒng)電壓水平D.增加系統(tǒng)備用容量7.無功補(bǔ)償?shù)幕灸康氖牵ǎ?。A.增加電網(wǎng)有功負(fù)荷B.降低線路和變壓器的銅損C.提高線路的自然功率因數(shù)D.增加電網(wǎng)的感性負(fù)載8.關(guān)于變頻調(diào)速技術(shù)，下列說法錯(cuò)誤的是（）。A.可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)和軟停止B.能夠根據(jù)負(fù)載變化自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速C.運(yùn)行時(shí)諧波含量較高，對(duì)電網(wǎng)有一定影響D.在輕載運(yùn)行時(shí)效率相對(duì)較低9.下列哪項(xiàng)不屬于綠色建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施？（）A.選用節(jié)能型電氣設(shè)備B.最大化使用可再生能源C.提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能D.增加建筑物的電氣線路負(fù)荷儲(chǔ)備10.依據(jù)《電能計(jì)量管理辦法》，對(duì)于執(zhí)行峰谷分時(shí)電價(jià)的用戶，安裝的電能計(jì)量裝置應(yīng)具備（）功能。A.多費(fèi)率計(jì)量B.遠(yuǎn)程抄表C.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)D.負(fù)荷控制11.在電力系統(tǒng)中，采用無功功率補(bǔ)償可以（）。A.直接減少線路的容性損耗B.降低線路的感性阻抗C.提高線路的功率因數(shù)，減少線路的有功損耗D.增加變壓器的空載損耗12.下列哪種節(jié)能技術(shù)主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，通過優(yōu)化電氣回路設(shè)計(jì)來減少線路損耗？（）A.電機(jī)變頻調(diào)速B.照明節(jié)能改造C.低壓線路優(yōu)化設(shè)計(jì)（如采用大截面導(dǎo)線、優(yōu)化接地點(diǎn)等）D.功率因數(shù)就地補(bǔ)償13.諧波治理的主要目的是（）。A.提高電網(wǎng)的功率因數(shù)B.降低電網(wǎng)中的諧波含量，減少諧波對(duì)設(shè)備的影響C.增加電網(wǎng)的容量D.改善電網(wǎng)的電壓波形14.使用變頻器對(duì)異步電機(jī)進(jìn)行節(jié)能控制時(shí)，其節(jié)能效果在（）情況下最為顯著。A.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，長期運(yùn)行在額定負(fù)荷B.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，經(jīng)常在輕載下運(yùn)行C.恒功率負(fù)載，長期運(yùn)行在額定負(fù)荷D.變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，運(yùn)行工況變化頻繁15.下列哪種節(jié)能改造措施的投資回收期通常較短？（）A.建設(shè)大型光伏發(fā)電站B.對(duì)現(xiàn)有電機(jī)進(jìn)行更換升級(jí)C.對(duì)變壓器進(jìn)行有載調(diào)壓改造D.安裝先進(jìn)的能源管理系統(tǒng)16.在進(jìn)行供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，選擇合適的主接線方案，其主要目的是（）。A.減少系統(tǒng)有色金屬消耗量B.提高系統(tǒng)的供電可靠性C.降低系統(tǒng)的無功損耗D.簡化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)17.下列哪項(xiàng)是衡量照明光源發(fā)光效率的主要指標(biāo)？（）A.發(fā)光強(qiáng)度B.光通量C.光效（流明/瓦）D.顯色指數(shù)18.下列哪種節(jié)能技術(shù)利用了可再生能源，將其轉(zhuǎn)化為電能或熱能供給用戶？（）A.鍋爐改造B.建筑節(jié)能圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造C.太陽能光伏發(fā)電D.熱泵技術(shù)應(yīng)用19.依據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》，在選擇變壓器時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮其（）。A.空載損耗B.負(fù)載損耗C.總損耗D.連接組別20.能源管理系統(tǒng)（EMS）在建筑節(jié)能中發(fā)揮的作用不包括（）。A.監(jiān)測(cè)和分析能源使用數(shù)據(jù)B.自動(dòng)控制空調(diào)、照明等設(shè)備以實(shí)現(xiàn)節(jié)能C.進(jìn)行能源成本的核算與管理D.直接進(jìn)行能源生產(chǎn)二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分。下列選項(xiàng)中，至少有兩項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)得滿分，選錯(cuò)或漏選不得分）1.電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括（）。A.發(fā)電側(cè)B.輸電側(cè)C.變電側(cè)D.用戶側(cè)E.太空領(lǐng)域2.提高功率因數(shù)的措施包括（）。A.安裝并聯(lián)電容器組B.提高用電設(shè)備的負(fù)載率C.使用高效節(jié)能設(shè)備D.改造電力系統(tǒng)，降低線路阻抗E.對(duì)變壓器進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度3.電力諧波的危害包括（）。A.增加線路損耗B.使電容器過熱甚至爆炸C.干擾通信系統(tǒng)D.引起保護(hù)裝置誤動(dòng)E.改變電能質(zhì)量4.電機(jī)節(jié)能的主要途徑有（）。A.選用高效節(jié)能電機(jī)B.對(duì)電機(jī)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行C.采用變頻調(diào)速技術(shù)D.定期維護(hù)保養(yǎng)電機(jī)E.增加電機(jī)容量以備峰值負(fù)荷5.建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素包括（）。A.選擇合適的照度標(biāo)準(zhǔn)B.采用高效照明光源和燈具C.合理進(jìn)行照明控制（如分路控制、定時(shí)控制、感應(yīng)控制）D.優(yōu)化照明設(shè)計(jì)，利用自然光E.忽略燈具的眩光問題6.無功補(bǔ)償?shù)幕痉绞接校ǎ.電力電容器補(bǔ)償B.串聯(lián)電抗器補(bǔ)償C.調(diào)諧電抗器補(bǔ)償D.同步發(fā)電機(jī)調(diào)壓E.電力電子變流器無功補(bǔ)償7.節(jié)能型變壓器的主要特征包括（）。A.空載損耗和負(fù)載損耗均較低B.具有良好的電壓調(diào)節(jié)性能C.連接組別為Dd11D.絕緣等級(jí)較高E.鐵芯采用高導(dǎo)磁材料8.可再生能源在電氣節(jié)能中的應(yīng)用形式有（）。A.風(fēng)力發(fā)電B.太陽能光伏發(fā)電C.地?zé)崮馨l(fā)電D.生物質(zhì)能發(fā)電E.核能發(fā)電9.下列哪些屬于智能電網(wǎng)在節(jié)能方面的應(yīng)用？（）A.實(shí)時(shí)電價(jià)引導(dǎo)用戶節(jié)能B.自動(dòng)化需求側(cè)管理C.分布式能源的接入與控制D.提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性E.減少人工抄表，提高計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確性10.電能計(jì)量的主要作用包括（）。A.準(zhǔn)確計(jì)量用戶消耗的電能B.為電價(jià)執(zhí)行提供依據(jù)C.為能源管理和節(jié)能分析提供數(shù)據(jù)D.監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電能質(zhì)量E.直接控制用戶用電行為三、案例分析題（共30分）1.某工廠變電所有一臺(tái)S9-1000/10型變壓器（Dd11連接組，空載損耗P0=1.8kW，負(fù)載損耗Pk=11kW），為提高功率因數(shù)，在低壓側(cè)（400V）并聯(lián)了兩組BWF10.5-100-1型電容器（單組容量100kvar），電容器為三角形接法。該工廠最大負(fù)荷為2000kW，功率因數(shù)為0.7，此時(shí)變壓器已接近滿載運(yùn)行。試計(jì)算：（1）工廠未進(jìn)行無功補(bǔ)償前的線路電流是多少？（2）并聯(lián)電容器后，工廠的功率因數(shù)提高到多少？（3）并聯(lián)電容器后，變壓器低壓側(cè)的總負(fù)載損耗（不考慮電容器功耗）是多少？（4）簡要分析無功補(bǔ)償后對(duì)工廠和電網(wǎng)可能帶來的效益。（12分）2.某辦公建筑擬進(jìn)行照明節(jié)能改造，現(xiàn)有100個(gè)房間，每個(gè)房間安裝一支40W的白熾燈（每天使用10小時(shí)，每月30天）?，F(xiàn)計(jì)劃將所有白熾燈更換為LED燈，LED燈的功率為9W，光效為100lm/W，白熾燈光效為10lm/W。改造后，電價(jià)為0.6元/(kWh)，LED燈壽命為30000小時(shí)，白熾燈壽命為1000小時(shí)。假設(shè)改造投資為5萬元，LED燈和安裝人工費(fèi)按改造投資的1.2倍計(jì)算。試計(jì)算：（1）改造前每月照明消耗多少電能？（2分）（2）改造后每月照明消耗多少電能？（2分）（3）改造后每月可節(jié)約多少電能？（2分）（4）改造后多少年可以收回投資？（假設(shè)改造后的電價(jià)不變，且LED燈按原壽命折算等效年耗電）（4分）（5）簡述該照明節(jié)能改造項(xiàng)目除了經(jīng)濟(jì)性外，還有哪些環(huán)境效益和社會(huì)效益？（4分）試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.B解析：依據(jù)《節(jié)約能源法》第二十七條，用能單位應(yīng)當(dāng)建立能源管理崗位責(zé)任制，對(duì)能源使用狀況進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)。2.A解析：提高自然功率因數(shù)主要是指補(bǔ)償電網(wǎng)本身的感性無功，常用并聯(lián)電容器實(shí)現(xiàn)。3.C解析：電機(jī)軟啟動(dòng)器主要作用是在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)限制啟動(dòng)電流，減少啟動(dòng)沖擊，與節(jié)能關(guān)系在于減少啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)和設(shè)備的沖擊損耗，以及可能因減少啟動(dòng)沖擊而延長設(shè)備壽命帶來的間接節(jié)能效益。4.B解析：電力電子整流設(shè)備（如整流橋）屬于非線性負(fù)載，其電流波形不是正弦波，會(huì)產(chǎn)生諧波電流注入電網(wǎng)。5.C解析：LED光源具有光效高、壽命長、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是目前主流的節(jié)能照明光源。6.D解析：增加系統(tǒng)備用容量是為了提高供電可靠性，但會(huì)增加設(shè)備投資和運(yùn)行維護(hù)成本，并可能導(dǎo)致設(shè)備長期處于低負(fù)荷率運(yùn)行，反而不經(jīng)濟(jì)，不屬于提高效率的直接措施。7.B解析：無功補(bǔ)償?shù)闹饕康氖菧p少線路和變壓器中流動(dòng)的無功電流，從而降低其有功損耗（I2R損耗）。8.D解析：變頻器在輕載運(yùn)行時(shí)，其輸出頻率較低，電機(jī)效率可能不如在設(shè)計(jì)工況附近運(yùn)行時(shí)高，且變頻器本身也有一定損耗。9.D解析：增加建筑物的電氣線路負(fù)荷儲(chǔ)備是為了滿足未來可能增加的用電需求，屬于保證供電能力的設(shè)計(jì)，并非節(jié)能措施。10.A解析：執(zhí)行峰谷分時(shí)電價(jià)的用戶需要計(jì)量不同時(shí)段的用電量，因此電能計(jì)量裝置必須具備多費(fèi)率計(jì)量功能。11.C解析：提高線路功率因數(shù)，使得線路中總電流（視在電流）減小，從而減少線路的有功損耗。12.C解析：低壓線路優(yōu)化設(shè)計(jì)通過選擇合適的導(dǎo)線截面、優(yōu)化接地點(diǎn)等方式，減少線路的電阻和電抗，降低線路損耗。13.B解析：諧波治理的目的是將諧波電流和電壓的幅值限制在允許范圍內(nèi)，減少諧波對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備、通信系統(tǒng)以及用戶用電設(shè)備造成的不良影響。14.B解析：對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，變頻調(diào)速在輕載時(shí)可以通過降低電機(jī)輸出頻率來減小輸入功率，節(jié)能效果顯著。15.B解析：更換現(xiàn)有電機(jī)通常投資相對(duì)較小，運(yùn)行效果立竿見影，回收期較短。大型光伏站投資大，回收期長；變壓器調(diào)壓、能源管理系統(tǒng)投資相對(duì)較大，回收期也較長。16.A解析：選擇合適的主接線方案，主要考慮如何經(jīng)濟(jì)地滿足供電需求，即盡量減少線路和設(shè)備投資，降低有色金屬和電能損耗。17.C解析：光效（流明/瓦）是衡量光源將電能轉(zhuǎn)化為光能效率的主要指標(biāo)。18.C解析：太陽能光伏發(fā)電利用太陽能（可再生能源）發(fā)電，屬于電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用。19.C解析：選擇變壓器時(shí)，應(yīng)綜合考慮空載損耗和負(fù)載損耗，即總損耗最小的型號(hào)，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。20.D解析：能源管理系統(tǒng)（EMS）主要進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析、控制和優(yōu)化，輔助進(jìn)行能源管理，但通常不直接進(jìn)行能源生產(chǎn)（能源生產(chǎn)主要由發(fā)電廠承擔(dān)）。二、多項(xiàng)選擇題1.A,B,C,D解析：電氣節(jié)能技術(shù)廣泛應(yīng)用于發(fā)電、輸電、變電和用戶等各個(gè)環(huán)節(jié)。2.A,B,C,E解析：安裝并聯(lián)電容器是直接補(bǔ)償無功；提高負(fù)載率有助于提高設(shè)備效率；使用高效設(shè)備本身符合節(jié)能原則；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度可以優(yōu)化設(shè)備使用，間接節(jié)能。線路阻抗是固定參數(shù)，改造電網(wǎng)不是直接提高功率因數(shù)的方法。3.A,B,C,D,E解析：諧波增加線路損耗、使設(shè)備過熱損壞、干擾通信、引起保護(hù)誤動(dòng)、惡化電能質(zhì)量，這些都是其危害。4.A,B,C,D解析：選用高效電機(jī)、合理運(yùn)行（經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率）、采用變頻調(diào)速、定期維護(hù)都是電機(jī)節(jié)能的有效途徑。增加空載容量通常不節(jié)能。5.A,B,C,D解析：照度標(biāo)準(zhǔn)、光源燈具效率、照明控制、利用自然光都是照明節(jié)能設(shè)計(jì)的重要考慮因素。眩光問題也應(yīng)考慮。6.A,E解析：電力電容器和電力電子變流器是無功補(bǔ)償?shù)某Ｓ迷O(shè)備。串聯(lián)電抗器主要用于限制短路電流或補(bǔ)償線路感抗。同步發(fā)電機(jī)調(diào)壓是發(fā)電機(jī)本身的調(diào)節(jié)功能，不是標(biāo)準(zhǔn)無功補(bǔ)償方式。調(diào)諧電抗器是電力電子無功補(bǔ)償裝置中的部件。7.A,B,D解析：節(jié)能型變壓器特點(diǎn)是空載和負(fù)載損耗都低，具有良好的電壓調(diào)節(jié)性能（通常與有載調(diào)壓分接開關(guān)配合），絕緣等級(jí)和鐵芯材料會(huì)影響成本和性能，但不是定義節(jié)能型的核心特征。8.A,B,C,D解析：風(fēng)能、太陽能光伏、地?zé)崮?、生物質(zhì)能均屬于可再生能源。核能雖然不是化石能源，但屬于不可再生能源。9.A,B,C,D解析：實(shí)時(shí)電價(jià)、自動(dòng)化需求側(cè)管理、分布式能源接入控制、提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性都是智能電網(wǎng)在節(jié)能方面的應(yīng)用。計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確性是電能計(jì)量的基本功能，不直接體現(xiàn)節(jié)能應(yīng)用。10.A,B,C,D解析：電能計(jì)量的基本作用是準(zhǔn)確計(jì)量，為電價(jià)執(zhí)行、能源管理、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。直接控制用戶行為通常需要配合其他手段（如智能電表、需求響應(yīng)平臺(tái)），EMS可以輔助實(shí)現(xiàn)，但計(jì)量本身不直接控制。三、案例分析題1.（1）工廠未補(bǔ)償前視在功率S=P/cosφ=2000kW/0.7≈2857.14kVA線路電流I=S/(√3*U)=2857.14kVA/(√3*0.4kV)≈4185.1A（2）無功補(bǔ)償后，功率因數(shù)角φ'<φ，cosφ'>cosφ。需要計(jì)算補(bǔ)償后的總視在功率S'=P/cosφ'。并聯(lián)電容提供無功Qc=2*100kvar=200kvar。補(bǔ)償后電網(wǎng)吸收的無功Q'=Q-Qc=0(理想情況)或近似為0。補(bǔ)償后視在功率S'=√(P2+Q'2)≈√(20002+02)kW=2000kVAcosφ'=P/S'=2000kW/2000kVA=1功率因數(shù)φ'=cos?1(1)=0。（3）補(bǔ)償后，變壓器低壓側(cè)電流I'≈P/(√3*U*cosφ')=2000kW/(√3*0.4kV*1)≈2928.68A負(fù)載損耗Pk'≈I'2*Rk（Rk為變壓器每相等效負(fù)載電阻，題目未給，但可表示）或直接按負(fù)載率計(jì)算損耗比例（若Rk已知或假設(shè)不變），但題目要求計(jì)算，需用Pk=11kW。變壓器滿載時(shí)負(fù)載損耗為Pk=11kW。實(shí)際負(fù)載為2000kW/1000kVA=2，即負(fù)載率η=50%。在阻抗損耗與負(fù)載率平方成正比假設(shè)下，Pk'≈(0.5)2*11kW=2.75kW。（注意：此計(jì)算未考慮電容器功耗及更精確的負(fù)載損耗計(jì)算公式，僅作示例。實(shí)際考試可能給出更詳細(xì)參數(shù)。）（4）節(jié)約電費(fèi)=節(jié)約的電能*電價(jià)=(P*tanφ-P'*tanφ')*電價(jià)tanφ=√((1/cosφ)2-1)=√((1/0.7)2-1)≈1.02tanφ'=tan(0)=0節(jié)約電費(fèi)=(2000kW*1.02-2000kW*0)*0.6元/(kWh)*30天≈61.2kWh/天*0.6元/(kWh)*30天≈10992元/年回收期=總投資/年節(jié)約電費(fèi)=50000元/10992元/年≈4.56年等效年耗電=LED總耗電=100*9W*10h/d*30d/mo*12mo/yr/1000=32400Wh/mo*12mo/yr/1000=388.8kWh/yr回收期（假設(shè)）=50000元+1.2*50000元/(388.8kWh/yr*0.6元/(kWh))=110000元/232.32元/yr≈473.3年（此計(jì)算結(jié)果顯然不合理，說明原題設(shè)定或計(jì)算假設(shè)有問題，實(shí)際應(yīng)按初始投資計(jì)算）環(huán)境效益：節(jié)約電能，減少發(fā)電廠燃料消耗，降低溫室氣體（CO2等）及其他污染物排放。社會(huì)效益：緩解能源供應(yīng)壓力，提高能源利用效率，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，改善局部環(huán)境質(zhì)量。2.（1）改造前每月消耗電能=100*