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2025年電氣工程師招聘試題及答案一、電路分析與計(jì)算(20分)1.如圖1所示電路(注:實(shí)際考試中需附電路圖,此處以文字描述替代:電壓源US=24V,R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,R4=12Ω,其中R2與R3并聯(lián)后與R1串聯(lián),再與R4并聯(lián)接于電壓源兩端),求:(1)電路總等效電阻;(2)R4支路的電流;(3)R2兩端的電壓。答案:(1)R2與R3并聯(lián)的等效電阻R23=(3×4)/(3+4)=12/7≈1.714Ω;總等效電阻R總=(R1+R23)∥R4=(6+12/7)×12/(6+12/7+12)=(54/7)×12/(144/7)=(54×12)/144=4.5Ω;(2)總電流I總=US/R總=24/4.5≈5.333A;R4支路電流I4=I總×(R1+R23)/(R1+R23+R4)=5.333×(54/7)/(54/7+12)=5.333×(54/7)/(144/7)=5.333×54/144=2A;(3)R2兩端電壓等于R23兩端電壓,即U23=I總×(R1+R23)-US?不,正確方法:并聯(lián)部分電壓相等,US=24V加在(R1+R23)與R4兩端,因此(R1+R23)支路的電流I1=US/(R1+R23)=24/(54/7)=24×7/54≈3.111A;R23兩端電壓U23=I1×R23=3.111×12/7≈5.333V;由于R2與R3并聯(lián),U2=U23≈5.333V。二、電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)(25分)2.一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),額定功率PN=30kW,額定電壓UN=380V(Y接法),額定頻率fN=50Hz,額定轉(zhuǎn)速nN=1470r/min,定子銅損PCu1=1.2kW,轉(zhuǎn)子銅損PCu2=0.8kW,鐵損PFe=0.6kW,機(jī)械損耗Pmec=0.4kW,附加損耗Pad=0.2kW。求:(1)額定轉(zhuǎn)差率sN;(2)電磁功率Pem;(3)輸出功率P2(即額定功率)是否等于PN?說明原因;(4)電動(dòng)機(jī)效率ηN。答案:(1)同步轉(zhuǎn)速n1=60f/p,異步電機(jī)額定轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速,nN=1470r/min,故n1=1500r/min(p=2),轉(zhuǎn)差率sN=(n1-nN)/n1=(1500-1470)/1500=0.02;(2)電磁功率Pem=PCu2/sN=0.8/0.02=40kW;(3)輸出功率P2=Pem-PCu2-PFe-Pmec-Pad=40-0.8-0.6-0.4-0.2=38kW,但題目中PN=30kW,矛盾?實(shí)際應(yīng)為:P2=PN=30kW,說明題目中給定的損耗數(shù)據(jù)需校驗(yàn)。正確計(jì)算應(yīng)為:Pem=P2+PCu2+Pmec+Pad=30+0.8+0.4+0.2=31.4kW(鐵損屬于定子損耗,故Pem=輸入功率P1-PCu1-PFe;輸入功率P1=Pem+PCu1+PFe=31.4+1.2+0.6=33.2kW);(4)效率ηN=P2/P1=30/33.2≈90.36%。三、電力系統(tǒng)分析(25分)3.某110kV單母線系統(tǒng),接有一臺(tái)發(fā)電機(jī)(額定容量SG=50MVA,次暫態(tài)電抗X''d=0.12pu)和一個(gè)負(fù)荷(SL=40MVA,功率因數(shù)cosφ=0.8滯后,電抗XLD=0.3pu)。系統(tǒng)基準(zhǔn)容量SB=100MVA,基準(zhǔn)電壓UB=110kV。求:(1)發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的標(biāo)幺值電抗;(2)母線發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流周期分量有效值(標(biāo)幺值和有名值);(3)短路容量。答案:(1)發(fā)電機(jī)標(biāo)幺電抗X''d_pu=X''d×(SB/SG)=0.12×(100/50)=0.24pu;負(fù)荷電抗XLD_pu=XLD×(SB/SL)=0.3×(100/40)=0.75pu(注:負(fù)荷通常用阻抗表示,此處假設(shè)為電抗負(fù)荷);(2)短路點(diǎn)總電抗X∑=X''d_pu∥XLD_pu=0.24×0.75/(0.24+0.75)=0.18/0.99≈0.1818pu;短路電流標(biāo)幺值I''_pu=1/X∑≈5.5pu;基準(zhǔn)電流IB=SB/(√3UB)=100/(√3×110)≈0.524kA;有名值I''=I''_pu×IB≈5.5×0.524≈2.882kA;(3)短路容量S''=I''_pu×SB≈5.5×100=550MVA。四、繼電保護(hù)原理(20分)4.某110kV輸電線路,長(zhǎng)度L=80km,正序阻抗Z1=0.4Ω/km,最大運(yùn)行方式下線路末端三相短路電流I''k.max=3kA,最小運(yùn)行方式下線路末端兩相短路電流I''k.min=2.1kA。擬采用三段式距離保護(hù),其中Ⅰ段保護(hù)范圍為線路全長(zhǎng)的80%,可靠系數(shù)Krel=1.2,求:(1)距離Ⅰ段的整定阻抗Zset.Ⅰ;(2)距離Ⅱ段的動(dòng)作阻抗Zop.Ⅱ(需考慮與相鄰線路Ⅰ段配合,相鄰線路Ⅰ段整定阻抗Zset.Ⅰ’=30Ω);(3)距離Ⅲ段的動(dòng)作阻抗Zop.Ⅲ(按躲過最小負(fù)荷阻抗整定,最小負(fù)荷電流IL.min=0.5kA,負(fù)荷功率因數(shù)cosφ=0.9,返回系數(shù)Kre=1.2,可靠系數(shù)Krel=1.1)。答案:(1)線路正序阻抗Z1L=0.4×80=32Ω;Zset.Ⅰ=Krel×0.8×Z1L=1.2×0.8×32=30.72Ω(注:實(shí)際中Ⅰ段可靠系數(shù)通常取0.85~0.9,此處按題目給定Krel=1.2計(jì)算);(2)配合時(shí)Zop.Ⅱ=Krel×(Z1L+Zset.Ⅰ’)=1.2×(32+30)=1.2×62=74.4Ω(需校驗(yàn)靈敏度:線路末端短路時(shí)測(cè)量阻抗Zk.min=Z1L=32Ω,靈敏度系數(shù)Ksen=Zop.Ⅱ/Zk.min=74.4/32≈2.32>1.5,滿足要求);(3)最小負(fù)荷阻抗ZL.min=UN/(√3IL.min)=110×103/(√3×0.5×103)≈127Ω;負(fù)荷阻抗角φL=arccos0.9≈25.84°,保護(hù)安裝處測(cè)量阻抗角φset=線路阻抗角(通常取75°),故負(fù)荷阻抗在阻抗平面上的投影ZL.min×cos(φset-φL)=127×cos(75°-25.84°)=127×cos49.16°≈127×0.655≈83.2Ω;Zop.Ⅲ=Krel×Kre×ZL.min×cos(φset-φL)/cosφL=1.1×1.2×83.2/0.9≈1.1×1.2×92.4≈122Ω(注:具體公式需根據(jù)保護(hù)裝置特性調(diào)整,此處為簡(jiǎn)化計(jì)算)。五、綜合應(yīng)用題(30分)5.某工廠新建車間需設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng),已知負(fù)荷如下:-生產(chǎn)設(shè)備:5臺(tái)30kW異步電動(dòng)機(jī)(cosφ=0.85,η=0.9),2臺(tái)15kW通風(fēng)機(jī)(cosφ=0.8,η=0.88);-照明負(fù)荷:10kW(單相,220V,功率因數(shù)0.95);-其他負(fù)荷:5kW(三相,cosφ=0.85)。要求:(1)計(jì)算車間總計(jì)算負(fù)荷(需考慮同時(shí)系數(shù)K∑=0.9,電動(dòng)機(jī)需要系數(shù)Kd=0.7,照明需要系數(shù)Kd=0.9);(2)選擇配電變壓器容量(需考慮變壓器負(fù)載率β=0.8~0.9);(3)設(shè)計(jì)低壓進(jìn)線電纜(環(huán)境溫度35℃,土壤熱阻系數(shù)1.2℃·m/W,電纜埋地敷設(shè),銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜,允許電壓損失5%)。答案:(1)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷計(jì)算:?jiǎn)闻_(tái)電動(dòng)機(jī)輸入功率Pem=Pn/η,故30kW電動(dòng)機(jī)Pem=30/0.9≈33.33kW,5臺(tái)總Pem1=5×33.33=166.65kW;15kW通風(fēng)機(jī)Pem2=15/0.88≈17.05kW,2臺(tái)總Pem2=34.1kW;電動(dòng)機(jī)總有功計(jì)算負(fù)荷Pjs1=Kd×(Pem1+Pem2)=0.7×(166.65+34.1)=0.7×200.75≈140.53kW;電動(dòng)機(jī)無功計(jì)算負(fù)荷Qjs1=Pjs1×tanφ1(30kW電動(dòng)機(jī)tanφ=tan(arccos0.85)=0.619,15kW通風(fēng)機(jī)tanφ=tan(arccos0.8)=0.75);混合功率因數(shù)需加權(quán)計(jì)算:總有功P=166.65+34.1=200.75kW,總無功Q=166.65×0.619+34.1×0.75≈103.0+25.6=128.6kvar;混合tanφ=Q/P=128.6/200.75≈0.641,故Qjs1=Pjs1×0.641≈140.53×0.641≈89.9kvar;照明負(fù)荷(單相):需均衡分配至三相,每相有功Pjs2=10×0.9/3=3kW,無功Qjs2=3×tan(arccos0.95)=3×0.329≈0.987kvar/相,三相總Pjs2=9kW,Qjs2=2.96kvar;其他負(fù)荷:Pjs3=5×0.9=4.5kW,Qjs3=4.5×tan(arccos0.85)=4.5×0.619≈2.78kvar;總計(jì)算負(fù)荷:P∑=K∑×(Pjs1+Pjs2+Pjs3)=0.9×(140.53+9+4.5)=0.9×154.03≈138.63kW;Q∑=K∑×(Qjs1+Qjs2+Qjs3)=0.9×(89.9+2.96+2.78)=0.9×95.64≈86.08kvar;視在功率S∑=√(P∑2+Q∑2)=√(138.632+86.082)≈163.1kVA;(2)變壓器容量選擇:S=S∑/β=163.1/0.85≈191.9kVA,可選200kVA變壓器(標(biāo)準(zhǔn)容量);(3)電纜選型:計(jì)算電流Ic=S∑/(√3UN)=163.1/(√3×0.38)≈247.8A;查電纜載流量表(例如YJV-0.6/1kV,3×95mm2銅芯電纜在土壤中敷設(shè),35℃時(shí)載流量約250A),滿足

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