校招：电气工程师笔试题及答案

校招：电气工程师笔试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.某正弦交流电路中，已知电压u=311sin(314t+30°)V，电流i=14.1sin(314t30°)A，则该电路的功率因数为（）A.0.5B.0.866C.0.707D.0.9答案：B（相位差60°，cos60°=0.5？不，电压相位30°，电流相位30°，相位差为60°，功率因数cosφ=cos60°=0.5？等一下，计算错误。电压相位30°，电流相位30°，相位差为30°(30°)=60°，所以cos60°=0.5，正确选项应为A。可能之前误判，需纠正。）2.变压器的变比k=U1N/U2N，当二次侧带感性负载时，二次侧端电压U2（）A.升高B.降低C.不变D.先升后降答案：B（感性负载电流滞后，变压器内阻抗压降增大，端电压降低）3.三相异步电动机的同步转速n0=1500r/min，额定转速nN=1440r/min，则额定转差率sN为（）A.0.02B.0.04C.0.06D.0.08答案：B（s=(n0nN)/n0=(15001440)/1500=0.04）4.电力系统发生三相短路时，短路电流的周期分量幅值由（）决定A.短路点前的电抗B.电源电压C.短路点前的阻抗D.系统容量答案：C（周期分量幅值I=√2U/(√3Z)，Z为短路点前总阻抗）5.自动控制系统中，PID控制器的“D”代表（）A.比例环节B.积分环节C.微分环节D.滞后环节答案：C（ProportionalIntegralDerivative）6.下列绝缘材料中，耐电晕性能最好的是（）A.聚氯乙烯B.环氧树脂C.硅橡胶D.聚酰亚胺答案：D（聚酰亚胺具有优异的耐电晕和耐高温性能）7.运算放大器构成的反相比例放大电路中，若输入电阻R1=10kΩ，反馈电阻Rf=100kΩ，则电压放大倍数为（）A.10B.10C.11D.11答案：A（Av=Rf/R1=100/10=10）8.晶闸管导通的条件是（）A.阳极加正向电压，门极加正向触发脉冲B.阳极加反向电压，门极加正向触发脉冲C.阳极加正向电压，门极加反向触发脉冲D.阳极加反向电压，门极加反向触发脉冲答案：A（阳极正偏，门极正触发脉冲）9.某10kV线路采用中性点不接地方式，当发生单相接地故障时，非故障相电压升高为（）A.线电压B.相电压C.1.5倍相电压D.√3倍相电压答案：D（中性点不接地系统单相接地时，非故障相电压升至线电压，即√3倍相电压）10.同步发电机的励磁方式中，属于自励的是（）A.直流励磁机励磁B.交流励磁机+旋转整流器励磁C.静止晶闸管整流器励磁（自并励）D.永磁副励磁机励磁答案：C（自并励系统通过机端变压器获取励磁能量，属于自励）二、填空题（每题2分，共20分）1.RLC串联电路发生谐振时，电感电压与电容电压的有效值（），相位（）。答案：相等；相反2.三相异步电动机的电磁转矩公式为T=（），其中Φm为每极磁通，I2为转子电流，cosφ2为转子功率因数。答案：KTΦmI2cosφ2（KT为电机结构常数）3.电力系统短路故障中，（）短路的概率最高，（）短路的危害最大。答案：单相；三相4.高压断路器的主要功能是（），其灭弧介质常见的有（）、（）等。答案：切断短路电流；SF6；真空（或油）5.D/A转换器的分辨率通常用（）表示，8位D/A转换器的分辨率为（）。答案：最小输出电压与最大输出电压之比；1/255（或0.392%）6.异步电动机直接启动时，启动电流约为额定电流的（）倍，因此需要（）启动方法限制电流。答案：57；降压（或软启动）7.变压器的空载损耗主要是（）损耗，短路损耗主要是（）损耗。答案：铁；铜8.电力电子变流电路中，晶闸管的关断条件是（）或（）。答案：电流小于维持电流；阳极加反向电压9.自动控制系统的时域性能指标中，调整时间ts反映系统的（），超调量σ%反映系统的（）。答案：快速性；相对稳定性10.绝缘材料的击穿形式主要有（）击穿、（）击穿和（）击穿三种。答案：电；热；电化学三、计算题（每题10分，共40分）1.如图所示电路（略），已知R1=2Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，Us1=10V，Us2=5V，求：（1）ab端的戴维南等效电路；（2）当ab端接R=4Ω电阻时，求该电阻的电流。解：（1）求开路电压Uoc：断开ab，回路电流I=(Us1Us2)/(R1+R2)=(105)/(2+3)=1AUoc=Us2+IR2=5+13=8V（或从Us1侧计算：Uoc=Us1IR1=1012=8V，一致）求等效电阻Req：电压源短路，Req=R1∥R2+R3？不，原图中R3是否在ab间？假设R3并联在ab端，则断开ab时R3无电流，Req应为R1∥R2。若R3串联在Us2支路，则需重新分析。假设原题中R3为负载，断开后Req=R1∥R2=23/(2+3)=1.2Ω（2）接R=4Ω时，电流I=Uoc/(Req+R)=8/(1.2+4)=1.538A（注：因无图，假设典型电路结构，实际需根据具体电路调整）2.一台单相变压器，额定容量Sn=10kVA，额定电压U1N/U2N=220/110V，短路阻抗Zk=（0.3+j0.4）Ω（已折算到高压侧），求：（1）变压器的变比k；（2）额定电流I1N、I2N；（3）额定负载且功率因数cosφ=0.8（滞后）时的电压调整率ΔU%。解：（1）k=U1N/U2N=220/110=2（2）I1N=Sn/U1N=10000/220≈45.45A；I2N=Sn/U2N=10000/110≈90.91A（3）短路阻抗模|Zk|=√(0.3²+0.4²)=0.5Ω，短路电阻rk=0.3Ω，短路电抗xk=0.4Ω额定电流时的负载电流I1=I1N，电压调整率ΔU%=[(rkcosφ+xksinφ)/U1N]100%sinφ=√(10.8²)=0.6，代入得：ΔU%=[(0.30.8+0.40.6)/220]100%=[(0.24+0.24)/220]100%≈0.218%（注：实际公式应为ΔU%=(rkI1Ncosφ+xkI1Nsinφ)/U1N100%，因I1N=Sn/U1N，故ΔU%=(rk(Sn/U1N)cosφ+xk(Sn/U1N)sinφ)/U1N100%=(rkSncosφ+xkSnsinφ)/U1N²100%=(0.3100000.8+0.4100000.6)/(220²)100%=(2400+2400)/48400100%≈4800/48400≈9.92%，之前计算错误，正确方法应考虑I1N=Sn/U1N，故电压调整率公式为ΔU%=(rkI1Ncosφ+xkI1Nsinφ)/U1N100%=(rkcosφ+xksinφ)(I1N/U1N)100%=(rkcosφ+xksinφ)(Sn/U1N²)100%，代入数值得(0.30.8+0.40.6)(10000/220²)100%=(0.48)(10000/48400)100%≈0.480.2066100%≈9.92%）3.某110kV电力系统，基准容量Sb=100MVA，基准电压Ub=115kV（平均额定电压），各元件参数如下：发电机G：Xd''=0.12（以发电机额定容量Sn=50MVA为基准）；变压器T：Uk%=10.5，Sn=60MVA；线路L：每公里电抗0.4Ω，长度50km。求：（1）各元件的标幺值电抗；（2）母线f点发生三相短路时的短路电流周期分量有效值。解：（1）基准电抗Xb=Ub²/Sb=115²/100=132.25Ω发电机电抗标幺值（需归算到Sb）：Xg=Xd''(Sb/Sn)=0.12(100/50)=0.24变压器电抗标幺值：Xt=Uk%/100(Sb/Sn)=10.5/100(100/60)=0.175线路电抗：Xl=0.450=20Ω，标幺值Xl=Xl/Xb=20/132.25≈0.151总电抗X=Xg+Xt+Xl=0.24+0.175+0.151=0.566（2）短路电流周期分量有效值I''=Sb/(√3UbX)=100/(√31150.566)≈100/(111.7)≈0.895kA（或用标幺值计算：I=1/X=1/0.566≈1.767，基准电流Ib=Sb/(√3Ub)=100/(√3115)≈0.502kA，故I''=IIb≈1.7670.502≈0.887kA，两种方法结果一致）4.已知某二阶系统的开环传递函数为G(s)=K/[s(s+1)]，求：（1）闭环传递函数；（2）当K=2.25时，系统的阻尼比ζ和自然频率ωn；（3）单位阶跃响应的超调量σ%和调整时间ts（Δ=5%）。解：（1）闭环传递函数Φ(s)=G(s)/(1+G(s))=K/[s²+s+K]（2）标准二阶系统形式为Φ(s)=ωn²/(s²+2ζωns+ωn²)，对比得：2ζωn=1，ωn²=K=2.25→ωn=1.5rad/s，ζ=1/(2ωn)=1/(21.5)=1/3≈0.333（3）超调量σ%=e^(πζ/√(1ζ²))100%=e^(π(1/3)/√(1(1/3)²))100%=e^(π/(3(2√2/3)))100%=e^(π/(2√2))100%≈e^(1.11)100%≈32.3%调整时间ts=3/(ζωn)=3/((1/3)1.5)=3/(0.5)=6s（Δ=5%时公式ts=3/(ζωn)）四、简答题（每题10分，共20分）1.简述变压器的工作原理，并说明为何变压器不能变换直流电压。答：变压器基于电磁感应原理工作。一次侧绕组通入交流电流，产生交变磁通，该磁通穿过二次侧绕组，在二次侧感应出电动势（法拉第电磁感应定律e=NΔΦ/Δt）。通过改变一、二次绕组的匝数比（变比k=N1/N2），实现电压变换（U1/U2≈N1/N2）。变压器不能变换直流电压的原因：直流电流产生的磁通是恒定的（ΔΦ/Δt=0），根据电磁感应定律，二次侧感应电动势为零，无法输出电压。同时，一次侧通入直流会导致绕组电阻压降U=IR，电流过大可能烧毁绕组。2.列举三种三相异步电动机的调速方法，并说明其适用场景。答：（1）变极调速：通过改变定子绕组的接线方式改变磁极对数p，实现转速调节（n0=60f/p）。适用于需要恒转矩或恒功率调速、且调速级数少的场合