2025年电气工程师考试重点难点 电气设计专项训练试题

2025年电气工程师考试重点难点电气设计专项训练试题考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每题2分，共20分。下列每题的选项中，只有一项符合题意）1.根据GB50052-2009，下列关于电力负荷分级叙述正确的是（）。A.建筑物的消防控制室属于一级负荷中的特别重要负荷B.重要的交通信号系统属于二级负荷C.市政基础设施的通风空调系统属于三级负荷D.绝大多数商店的空调冷冻机组属于一级负荷2.某工厂变电所10kV进线采用单母线分段接线，母线分段断路器QF1的两侧断路器QF1L1和QF1L2分别带PT、CT和电压互感器TV、电流互感器CT。为保证TV、CT的二次侧在母线分段时电位一致，宜采用下列哪种接线方式？（）A.QF1L1和QF1L2的CT二次侧分别接至母线段I和II的电压互感器二次侧B.QF1L1和QF1L2的CT二次侧均接至母线段I的电压互感器二次侧C.QF1L1和QF1L2的CT二次侧均接至母线段II的电压互感器二次侧D.将所有CT二次侧和TV二次侧均通过切换开关接至公共的二次小母线3.选择变压器时，下列哪项因素不属于技术参数范畴？（）A.连接组别B.绕组材料C.最大允许工作湿度D.阻抗电压4.某低压配电回路，配电箱内设置自动空气断路器作为总开关，回路末端为照明灯具。根据GB50054-2011，该回路末端的自动空气断路器额定电流Ir应至少等于该照明回路计算负荷电流Ijs的（）。A.0.5倍B.1倍C.1.25倍D.1.5倍5.在TN-C系统中，下列关于保护线PE和零线N的描述，正确的是（）。A.PE线必须装设熔断器B.N线不能作为工作零线C.任何情况下，保护线PE不能与工作零线N连接D.电气设备的外露可导电部分必须连接到保护线PE6.某高层民用建筑的防雷类别为II类，其基础接地装置的接地电阻宜采用下列哪种要求？（）A.不大于1ΩB.不大于2ΩC.不大于4ΩD.不大于10Ω7.按照电力系统安全运行要求，变配电所的继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和（）的基本要求。A.快速性B.经济性C.可维护性D.标准化8.在进行建筑物照明计算时，若某场所采用混合照明，其总照度标准值Eg应等于（）。A.氛灯照度与荧光灯照度的算术平均值B.氛灯照度与荧光灯照度的平方和开方C.氛灯照度与荧光灯照度的加权平均值（按面积或功率比）D.氛灯照度与荧光灯照度的几何平均值9.下列哪种接地形式属于保护接地方式？（）A.TT系统中的设备外壳接地B.IT系统中的电源中性点接地C.TN-S系统中的工作零线D.TN-C系统中保护线与工作零线的合并接地10.根据GB51348-2019，某办公建筑内的应急照明，其备用照明照度不应低于该场所正常照明照度的（）。A.10%B.15%C.20%D.25%二、多项选择题（每题3分，共15分。下列每题的选项中，有2项或2项以上符合题意，全部选对得满分，选对但不全不得分，错选、漏选不得分）1.影响电力负荷计算准确性的主要因素包括（）。A.负荷的性质和使用时间B.设备的额定功率C.设备的利用系数D.线路损耗E.环境温度2.在变配电所中，设置母线分段开关的主要目的是（）。A.提高供电可靠性B.简化继电保护配置C.便于检修维护D.提高系统功率因数E.扩大供电范围3.选择高压熔断器时，需要考虑的主要参数有（）。A.额定电压B.额定电流C.灭弧能力D.保护特性曲线E.外壳颜色4.建筑物内防雷接地系统通常包括（）。A.接闪器B.引下线C.接地极D.等电位连接E.电压互感器二次绕组5.低压配电设计规范中，对保护电器选择的基本原则包括（）。A.保护电器的额定电压不低于被保护线路的额定电压B.保护电器的额定电流不小于被保护线路的计算电流C.熔断器的熔体额定电流应小于或等于保护对象额定电流D.自动断路器的额定电流应大于或等于被保护线路的计算电流E.保护电器的动作特性应满足被保护对象的要求三、简答题（每题5分，共20分）1.简述电力负荷计算中“需要系数法”的基本原理及其主要用途。2.简述TN-S、TN-C-S两种低压配电系统的主要区别。3.变压器并联运行需要满足哪些基本条件？4.简述应急照明系统通常包括哪些组成部分。四、计算题（每题10分，共20分）1.某工厂车间有一条TN-S低压配电线路，采用BLV-4x70电缆穿焊接钢管敷设，线路长度为150m。该线路供给一个计算负荷为50kW的照明负载，功率因数为0.9。试计算该线路的线路末端（负载端）的电压损失（设线路首端电压为220V，线路允许电压损失为5%）。(提示：可按简化的单相或三相计算，说明假设条件)2.某变电所10kV母线发生相间短路，短路电流周期分量有效值Ich=20kA。母线上的电流互感器变比为200/5，其10%误差曲线裕度Kc要求为1.3。试校验该电流互感器能否满足保护要求。（计算校验系数Km，并与Kc比较）五、论述题（10分）结合你所了解的规范要求，论述在高层建筑电气设计中，如何实现供配电系统的可靠性与经济性之间的平衡？请从负荷计算、变压器选择、系统接线、保护配置等方面简述观点。试卷答案一、单项选择题1.B2.B3.B4.C5.D6.C7.A8.C9.A10.A二、多项选择题1.ABCE2.AC3.ABCD4.ABCD5.ABD三、简答题1.原理：需要系数法是一种利用需要系数（Kh）来估算计算负荷（Pe）的方法。计算负荷是考虑了设备实际运行中并非所有设备同时满载运行、设备效率、线路损耗等因素后的等效负荷。其表达式为：Pe=Pjs*Kh，其中Pjs为设备总额定功率或计算功率。需要系数反映了设备群在统计意义上的平均负荷利用程度。用途：主要用于对配电变压器容量、导线截面、开关设备等进行初步选择和校验，是一种简化和常用的工程计算方法。2.TN-S系统：工作零线（N）和保护零线（PE）是分开设置的，N线只用于供电回路，PE线用于设备接地保护，两者之间无电气连接。系统具有保护可靠性高、适用于中性点不直接接地系统等优点。TN-C-S系统：前半段（进线处）工作零线（N）和保护零线（PE）合并为NPE线，后半段（分支后）NPE线被分开，N线继续作为工作零线，PE线作为保护零线。这种系统结合了TN-C和TN-S的特点，适用于电源中性点直接接地的系统，在建筑内部常用。3.并联条件：*连接组别（标号）必须相同。*空载电压（或电压比）应相等。*短路电压（或阻抗电压）百分比应相同（或允许有微小差别，根据规范确定）。*相序必须一致。*允许的负载分配应合理。4.组成部分：*应急照明灯具（普通应急灯、荧光应急灯、应急标志灯等）。*应急控制装置（应急启动器、应急照明控制器）。*照明配电线路。*应急电源（备用蓄电池、发电机等，根据负荷等级和持续时间确定）。*线路开关、保护电器等。四、计算题1.解：假设负载为单相负载，线路阻抗忽略不计（或题目暗示电压损失较小，可简化处理）。*计算电流：Ijs=Pe/(U*cosφ)=50kW/(220V*0.9)≈243.5A*电压损失：ΔU=Ijs*Z线路*10%（估算公式，Z线路为线路阻抗，10%为估算线路损耗系数）*线路阻抗估算：Z线路=√(R²+X²)。BLV-4x70电缆（估算单芯导线电阻约0.42Ω/km，电抗较小可忽略），R≈0.42Ω/km*150km=63Ω。X忽略。*ΔU≈243.5A*63Ω*10%≈1530V*按比例计算末端电压：末端电压=首端电压*(1-ΔU/首端电压)=220V*(1-1530V/220V)=220V*(1-6.95)=-1323V（结果明显不合理，说明简化假设不适用，实际计算需考虑线路阻抗，或负载为三相负载计算）*更正思路（假设为三相负载）：Ijs=50kW/(√3*220V*cosφ)=50kW/(1.732*220V*0.9)≈145.5A*若忽略电抗，R线路≈63Ω。*ΔU=√3*Ijs*R线路=1.732*145.5A*63Ω≈15947V（结果仍不合理，说明忽略电抗错误）*实际计算：需要精确的电缆参数（电阻、电抗）和负载功率因数角，使用公式ΔU%=(√3*Ijs*L*Z线路)/Ue*100%，其中Z线路=√(R²+X²)。需查表获得BLV-4x70电缆在特定敷设方式下的R和X值进行计算。结论：简化计算无法准确得出结果，需精确参数。*（此处为模拟试卷，采用合理化处理）假设题目允许简化或考虑线路有一定阻抗，但未提供详细参数，可估算一个合理范围。例如，若按长距离估算，ΔU可能达到10%-15%，则150m线路有一定损耗。*（重新模拟一个可解算的简例思路）假设题目改为计算电压损失百分比：ΔU%≈(Ijs*L*R线路)/Ue*100%。若估算R线路=50Ω，则ΔU%≈(243.5A*150m*50Ω)/(220V*1000)*100%≈84%。显然过大。说明必须精确参数。*结论：基于提供参数的简化计算不适用，实际工程需精确计算。此处答案无法给出精确数值。2.解：*计算实际一次侧短路电流：Ich=20kA=20000A。*电流互感器额定一次电流Irn=200A/5=40A。*校验系数Km=Ich/Irn=20000A/40A=500。*规范要求10%误差曲线裕度Kc≥1.3。*比较结果：Km=500远大于Kc=1.3。*结论：该电流互感器满足保护要求。五、论述题观点：在高层建筑电气设计中，实现供配电系统的可靠性与经济性之间的平衡是一个核心议题，需要在设计全过程进行权衡与优化。负荷计算：准确的负荷计算是基础。采用合适的方法（如需要系数法、单位指标法结合实地调查）计算负荷，避免过度设计导致设备投资和运行成本增加，也要防止负荷估算不足影响供电可靠性。同时，应考虑负荷发展的可能性，适当留有余量。变压器选择：变压器是核心设备，投资占比高。选择时应优先选用高效节能型变压器（如S11、S13系列及以上），虽然初始投资可能稍高，但长期运行节能效果显著，降低运行成本，符合经济性要求。容量选择要恰当，既要满足高峰负荷需求，又要避免长期轻载运行导致效率低下。考虑N+1或2N等备用方式增加可靠性，但需评估其高成本，仅在关键建筑或特定要求下采用。系统接线：采用先进的、可靠性高的配电系统接线方式，如双路放射式、双母线分段等，可以提高供电可靠性。但需与负荷重要性、建造成本相匹配。例如，对于不重要负荷可采用单路放射式。母