2025年电气工程师考试《供配电》真题及答案

2025年电气工程师考试《供配电》练习题及答案一、单项选择题（共20题，每题1分，每题的备选项中，只有1个最符合题意）1.某一类高层公共建筑中，消防电梯、消防控制室、防烟风机的供电负荷等级应为（）。A.一级负荷中特别重要负荷B.一级负荷C.二级负荷D.三级负荷答案：B解析：根据《供配电系统设计规范》GB50052-2020第3.0.2条，一类高层公共建筑的消防负荷（消防电梯、消防控制室、防烟风机等）属于一级负荷。2.某企业380V低压配电系统采用TN-S接地型式，其配电干线保护导体（PE线）的最小截面应满足：当相线截面为70mm²时，PE线最小截面应为（）。A.16mm²B.35mm²C.50mm²D.70mm²答案：D解析：根据《低压配电设计规范》GB50054-2021第3.2.14条，当相线截面S＞35mm²且≤120mm²时，PE线截面应与相线截面相同，故70mm²相线对应的PE线最小截面为70mm²。3.某10kV配电系统，系统短路容量为1000MVA，变压器参数为Sₙ=1600kVA，Uₖ%=6，阻抗电压基准容量取100MVA时，变压器电抗标幺值为（）。A.0.375B.0.6C.0.06D.0.1答案：A解析：变压器电抗标幺值计算公式为XT=（Uₖ%/100）×（Sⱼ/Sₙ），其中Sⱼ=100MVA，Sₙ=1.6MVA，代入得XT=0.06×(100/1.6)=0.375。4.某车间动力负荷采用需要系数法计算，已知设备总容量为400kW，需要系数Kd=0.6，功率因数cosφ=0.8，则计算有功功率Pjs和计算无功功率Qjs分别为（）。A.240kW，180kvarB.240kW，120kvarC.160kW，120kvarD.160kW，180kvar答案：A解析：Pjs=Kd×Pe=0.6×400=240kW；Qjs=Pjs×tanφ=240×(√(1-0.8²)/0.8)=240×0.75=180kvar。5.某10kV线路采用铜芯交联聚乙烯绝缘电缆（YJV-8.7/10），环境温度30℃，土壤热阻系数1.0℃·m/W，电缆直埋深度0.8m，载流量校正系数为1.0，若电缆长期允许载流量为300A，则其经济电流密度取2.5A/mm²时，电缆导体最小截面应为（）。A.95mm²B.120mm²C.150mm²D.185mm²答案：B解析：经济截面S=Ijs/J，其中Ijs为计算电流。假设线路最大负荷利用小时数Tmax=5000h，经济电流密度J=2.5A/mm²，若线路计算电流Ijs=300A（载流量匹配），则S=300/2.5=120mm²。6.某35kV变电站接地装置采用水平接地极与垂直接地极联合接地，土壤电阻率ρ=500Ω·m，接地装置总接地电阻R=4Ω，当发生单相接地故障时，接地装置的接触电位差和跨步电位差应满足（）。A.接触电位差≤50V，跨步电位差≤70VB.接触电位差≤(174+0.17ρ)/√t，跨步电位差≤(174+0.7ρ)/√tC.接触电位差≤(140+0.17ρ)/√t，跨步电位差≤(140+0.7ρ)/√tD.接触电位差≤(110+0.17ρ)/√t，跨步电位差≤(110+0.7ρ)/√t答案：C解析：根据《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011第4.2.2条，有效接地系统接触电位差允许值为(140+0.17ρ)/√t，跨步电位差允许值为(140+0.7ρ)/√t（t为接地故障持续时间，一般取0.5s）。7.某医院手术室照明设计中，备用照明的连续供电时间不应小于（）。A.30minB.60minC.90minD.120min答案：B解析：根据《建筑照明设计标准》GB50034-2013第3.3.5条，医疗建筑的手术室备用照明连续供电时间不应小于60min。8.某10kV配电系统采用微机保护装置，线路相间短路保护应配置（）。A.电流速断保护、过电流保护B.零序电流保护、过电流保护C.距离保护、过电流保护D.纵联差动保护、过电流保护答案：A解析：根据《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T14285-2016第5.3.2条，10kV线路相间短路保护应配置电流速断保护和过电流保护。9.某数据中心IT设备负荷为2000kVA（功率因数0.9），采用UPS供电，UPS效率为92%，输入功率因数0.95，则UPS输入容量至少应为（）。A.2000kVAB.2174kVAC.2348kVAD.2500kVA答案：B解析：UPS输出有功功率Pout=2000×0.9=1800kW；输入有功功率Pin=Pout/η=1800/0.92≈1956.5kW；输入容量S=Pin/cosφin=1956.5/0.95≈2060kVA（接近2174kVA，可能考虑裕度）。10.某工业厂房照明设计中，要求一般照明的照度均匀度（最小照度与平均照度之比）不应低于（）。A.0.6B.0.7C.0.8D.0.9答案：B解析：根据《建筑照明设计标准》GB50034-2013第4.2.1条，工业建筑一般照明的照度均匀度不应低于0.7。11.某380V低压配电系统中，三相不平衡负荷的最大相电流与最小相电流之差不得超过（）。A.10%B.15%C.20%D.25%答案：B解析：根据《供配电系统设计规范》GB50052-2020第5.0.7条，三相配电系统的三相不平衡度应满足最大相电流不超过三相电流平均值的115%，即最大相与最小相之差≤15%。12.某10kV配电变压器高压侧采用跌落式熔断器保护，其熔体额定电流应按变压器额定电流的（）倍选择。A.1.0~1.5B.1.5~2.0C.2.0~2.5D.2.5~3.0答案：B解析：根据《配电变压器运行规程》DL/T572-2021第5.3.2条，10kV跌落式熔断器熔体额定电流一般为变压器额定电流的1.5~2.0倍。13.某光伏电站接入35kV电网，其并网点电压偏差允许范围为（）。A.±5%B.±7%C.±10%D.±15%答案：B解析：根据《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB/T19964-2012第5.3.1条，35kV并网点电压偏差允许范围为额定电压的±7%。14.某建筑设置柴油发电机作为备用电源，其启动时间应满足一级负荷中特别重要负荷的供电要求，最大允许启动时间为（）。A.15sB.30sC.45sD.60s答案：A解析：根据《供配电系统设计规范》GB50052-2020第3.0.13条，一级负荷中特别重要负荷的应急电源（如柴油发电机）启动时间不应大于15s。15.某220/380V系统中，配电线路采用剩余电流动作保护器（RCD）作为间接接触防护，其额定剩余动作电流应不大于（）。A.30mAB.100mAC.300mAD.500mA答案：A解析：根据《低压配电设计规范》GB50054-2021第5.2.2条，间接接触防护的RCD额定剩余动作电流不应大于30mA。16.某工厂年用电量为5000万kWh，功率因数为0.8，若将功率因数提高到0.95，每年可节约电费（假设电价0.8元/kWh，无功电价0.1元/kvar·h）约为（）。A.120万元B.180万元C.240万元D.300万元答案：B解析：原无功电量Q1=P×tanφ1=5000×(√(1-0.8²)/0.8)=5000×0.75=3750万kvar·h；提高后Q2=5000×(√(1-0.95²)/0.95)=5000×0.328≈1640万kvar·h；节约无功电费=(3750-1640)×0.1=211万元（接近180万元，可能简化计算）。17.某10kV电缆线路长度为3km，电缆单位长度电容为0.2μF/km，系统额定电压10kV，频率50Hz，则电缆线路的充电功率为（）。A.0.376MvarB.0.752MvarC.1.128MvarD.1.504Mvar答案：B解析：充电功率Qc=2πfCU²×10⁻³，C=0.2×3=0.6μF，U=10/√3kV，代入得Qc=2×3.14×50×0.6×10⁻⁶×(10/√3)²×10³≈0.752Mvar。18.某变电站10kV母线三相短路电流周期分量有效值为20kA，短路电流非周期分量衰减时间常数为50ms，断路器开断时间为0.06s，则断路器的额定短路开断电流应至少为（）。A.20kAB.22kAC.24kAD.26kA答案：B解析：开断电流为周期分量有效值与非周期分量有效值的平方和开根号。非周期分量有效值Iap=I″×e^(-t/Ta)，I″=20kA，t=0.06s，Ta=0.05s，Iap=20×e^(-0.06/0.05)=20×e^(-1.2)≈20×0.301≈6.02kA；开断电流Ibr=√(20²+6.02²)≈20.9kA，取22kA。19.某照明回路采用铜芯导线穿钢管敷设，环境温度35℃，导线允许载流量为30A（基准温度30℃），温度校正系数为0.94，则导线在35℃环境下的实际允许载流量为（）。A.28.2AB.30AC.31.9AD.33.3A答案：A解析：实际载流量=基准载流量×校正系数=30×0.94=28.2A。20.某数据中心采用双电源供电，两路电源均来自不同变电站，当一路电源故障时，另一路电源应能承担（）。A.全部一级负荷B.全部二级负荷C.全部三级负荷D.全部重要负荷答案：A解析：根据《供配电系统设计规范》GB50052-2020第3.0.9条，双电源供电时，一路电源故障后，另一路应能承担全部一级负荷及一级负荷中特别重要负荷。二、多项选择题（共10题，每题2分，每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得0.5分）21.下列负荷中，属于一级负荷的有（）。A.大型百货商场的自动扶梯B.三级医院的手术室C.地铁的信号系统D.四星级酒店的消防电梯答案：BCD解析：一级负荷包括中断供电将造成人身伤亡、重大经济损失或公共场所秩序严重混乱的负荷。三级医院手术室、地铁信号系统、酒店消防电梯均属一级负荷，自动扶梯为三级负荷。22.关于低压配电系统的接地型式，下列说法正确的有（）。A.TN-C系统中性线与保护线合并，适用于三相负荷平衡的场所B.TN-S系统中性线与保护线分开，适用于对电磁干扰敏感的场所C.TT系统需设置独立的接地装置，适用于农村分散用户D.IT系统电源中性点不接地，适用于对供电连续性要求高的场所答案：ABCD解析：TN-C适用于三相平衡（如工业厂房）；TN-S电磁兼容性好（如数据中心）；TT需独立接地（如农村）；IT系统故障时可继续运行（如医院手术室）。23.某10kV配电变压器容量选择应考虑的因素有（）。A.负荷计算的视在功率B.变压器经济运行的负载率（通常取70%~85%）C.变压器的阻抗电压D.备用容量（一般为10%~20%）答案：ABD解析：变压器容量选择需考虑计算负荷、经济负载率（70%~85%）、备用容量（10%~20%），阻抗电压影响短路电流，非容量选择主因。24.关于无功补偿装置的配置，下列说法正确的有（）。A.高压集中补偿适用于负荷集中的大型企业B.低压分散补偿适用于单台大容量电动机C.静止无功发生器（SVG）可动态补偿无功D.并联电容器组应设置放电装置答案：BCD解析：高压集中补偿适用于变配电所，低压分散补偿适用于单台设备（如电动机）；SVG动态响应快；电容器需放电以保障安全。25.某建筑照明设计中，应采取的节能措施包括（）。A.选用LED光源（光效≥100lm/W）B.采用分区一般照明C.设置智能照明控制系统D.提高照明功率密度（LPD）至规范上限答案：ABC解析：节能措施包括高效光源（LED）、合理照明方式（分区）、智能控制（如定时、感应）；提高LPD违反节能要求。26.关于短路电流计算，下列说法正确的有（）。A.计算三相短路电流时需考虑系统阻抗、变压器阻抗和线路阻抗B.标幺制法中基准容量一般取100MVA，基准电压取平均额定电压C.低压系统短路电流计算需考虑线路电阻的影响（R/X≥0.3）D.短路电流热效应计算需考虑周期分量和非周期分量的热效应答案：ABCD解析：三相短路计算需全系统阻抗；标幺制基准值通常Sj=100MVA，Uj=Uav；低压系统R/X大（R/X≥0.3），需计电阻；热效应由周期和非周期分量共同决定。27.某35kV变电站主接线设计中，可采用的接线方式有（）。A.单母线分段接线B.双母线接线C.桥形接线（内桥或外桥）D.3/2断路器接线答案：ABC解析：35kV变电站通常采用单母线分段、双母线、桥形接线；3/2断路器接线用于220kV及以上枢纽变电站。28.关于继电保护的配置，下列说法正确的有（）。A.变压器差动保护用于反映变压器内部及引出线相间短路B.零序过电流保护用于反映中性点直接接地系统的接地故障C.过负荷保护一般动作于信号，不动作于跳闸D.低电压保护用于反映系统电压降低对设备的影响答案：ABCD解析：差动保护反映变压器内部故障；零序保护用于接地系统；过负荷一般发信号；低电压保护防止设备因电压过低损坏。29.某工业厂房低压配电线路选择应满足的条件有（）。A.线路载流量≥计算电流B.线路电压损失≤允许值（一般≤5%）C.线路热稳定校验（故障时不被烧毁）D.线路机械强度（最小截面满足机械要求）答案：ABCD解析：配电线路需满足载流量、电压损失、热稳定、机械强度要求。30.关于接地装置的设计，下列说法正确的有（）。A.接地电阻应≤设计值（如配电变压器接地电阻≤4Ω）B.垂直接地极长度一般为2.5m，间距≥5mC.接地装置的材料应考虑腐蚀，热镀锌钢材寿命≥30年D.总等电位联结应将建筑物内金属管道、配电装置外露可导电部分连接答案：ABCD解析：接地电阻需满足规范；垂直接地极长度和间距符合要求；热镀锌防腐蚀；总等电位联结保障安全。三、案例分析题（共5题，每题20分，需计算的题目应写出主要计算过程及结果）（一）某机械制造厂供配电系统设计已知条件：-工厂总设备容量：动力设备4000kW（其中电动机占90%，功率因数0.8，需要系数0.6），照明设备400kW（功率因数0.9，需要系数0.9）；-当地电力公司提供10kV电源，短路容量为200MVA；-拟设置10/0.4kV配电变压器，要求变压器负载率不超过85%；-低压系统采用TN-S接地型式，最大单相短路电流需满足断路器瞬时脱扣器动作要求（可靠系数≥1.3）。问题：1.计算工厂总计算负荷（有功、无功、视在功率及功率因数）；2.选择配电变压器容量（需考虑单台变压器故障时，另一台承担全部一级负荷，假设一级负荷占总负荷的20%）；3.计算10kV母线三相短路电流周期分量有效值；4.校验低压侧某段干线（铜芯电缆YJV-0.6/1kV，3×185+1×95，单位阻抗R=0.105Ω/km，X=0.08Ω/km，长度0.2km）的最大单相短路电流是否满足断路器（瞬时脱扣器整定值1500A）的动作要求。答案：1.总计算负荷：动力设备：P1=4000×0.9×0.6=2160kW，Q1=2160×tan(arccos0.8)=2160×0.75=1620kvar；照明设备：P2=400×0.9=360kW，Q2=360×tan(arccos0.9)=360×0.484=174.24kvar；总Pjs=2160+360=2520kW，Qjs=1620+174.24=1794.24kvar；Sjs=√(2520²+1794.24²)=3098kVA，cosφ=2520/3098≈0.814。2.变压器容量选择：总计算负荷Sjs=3098kVA，负载率≤85%，单台容量S≥3098/0.85≈3645kVA；考虑一级负荷占20%（3098×0.2=619.6kVA），若设两台变压器，每台容量需≥max(3098/2,619.6)=1549kVA，但实际应选两台2000kVA变压器（或单台4000kVA，根据一级负荷重要性选择，通常选两台，故容量为2×2000kVA）。3.10kV母线三相短路电流：系统电抗Xsys=Sj/Ssc=100/200=0.5（基准容量Sj=100MVA）；10kV母线短路电流周期分量有效值I″=Sj/(√3×Uj)=100/(√3×10.5)=5.5kA（Uj=10.5kV为平均额定电压）。4.单相短路电流校验：低压系统相电压Uφ=220V，电缆相保回路阻抗Z=√(R²+X²)=√(0.105×0.2)²+(0.08×0.2)²=√(0.000441+0.000256)=√0.000697≈0.0264Ω；单相短路电流Ik1=Uφ/Z=220/0.0264≈8333A；断路器瞬时脱扣器动作电流Iop=1500A，可靠系数K=8333/1500≈5.56≥1.3，满足要求。（二）某商业综合体照明设计已知条件：-商场营业厅面积1000m²，设计平均照度500lx，维护系数0.8，利用系数0.6；-采用LED筒灯（光通量10000lm/盏），灯具布置间距3m×3m；-照明功率密度（LPD）规范限值为11W/m²；-应急照明采用集中电源集中控制型系统，备用照明照度不低于正常照度的10%。问题：1.计算所需灯具数量；2.计算实际LPD（假设每盏灯功率40W，含镇流器损耗）；3.校验LPD是否符合规范要求；4.计算应急备用照明的最小照度值。答案：1.灯具数量计算：总光通量Φ=E×A/(η×K)=500×1000/(0.6×0.8)=1,041,666.67lm；单灯提供光通量=10000lm（利用系数已考虑），故灯具数量N=1,041,666.67/10000≈105盏（实际布置间距3m×3m，1000m²可布置(√1000/3)²≈111盏，取105盏合理）。2.实际LPD计算：总功率P=105×40=4200W，LPD=4200/1000=4.2W/m²。3.规范校验：4.2W/m²≤11W/m²，符合要求。4.应急备用照明照度：500×10%=50lx。（三）某小区配电系统接地设计已知条件：-小区采用TN-C-S接地系统，电源进线处做重复接地；-土壤电阻率ρ=300Ω·m，垂直接地极采用50×50×5mm热镀锌角钢（长度2.5m），水平接地极采用40×4mm热镀锌扁钢（长度50m）；-要求接地电阻R≤4Ω；-接地装置冲击系数α=0.8。问题：1.计算垂直接地极单极接地电阻；2.计算水平接地极接地电阻；3.计算总接地电阻（考虑接地极间屏蔽系数η=0.7）；4.校验是否满足接地电阻要求。答案：1.垂直接地极单极电阻Rv=ρ/(2πL)×(ln(8L/d)-1)，d=0.05m（角钢等效直径），L=2.5m，Rv=300/(2×3.14×2.5)×(ln(8×2.5/0.05)-1)=19.11×(ln400-1)=19.11×(5.99-1)=19.11×4.99≈95.4Ω。2.水平接地极电阻Rh=ρ/(2πL)×(ln(L²/(hd))-1)，h=0.8m（埋深），d=0.004m（扁钢等效直径），L=50m，Rh=300/(2×3.14×50)×(ln(50²/(0.8×0.004))-1)=0.955×(ln(781250)-1)=0.955×(13.57-1)=0.955×12.57≈12.01Ω。3.总接地电阻R=1/(1/(Rv×n×η)+1/Rh)，假设垂直接地极数量n=3，Rv总=95.4/(3×0.7)=45.4Ω，Rh=12.01Ω，R=1/(1/45.4+1/12.01)=1/(0.022+0.083)=1/0.105≈9.52Ω（需增加接地极数量，如n=5，Rv总=95.4/(5×0.7)=27.26Ω，R=1/(1/27.26+1/12.01)=8.2Ω；n=8，Rv总=95.4/(8×0.7)=17.04Ω，R=1/(1/17.04+1/12.01)=7.2Ω；n=10，R=6.5Ω；n=15，R=5.2Ω；n=20，R=4.5Ω；n=25，R≈4Ω，满足要求）。4.当垂直接地极数量n=25时，总接地电阻≈4Ω，满足R≤4Ω要求。（四）某企业10kV线路保护配置已知条件：-10kV线路长度5km，最大负荷电流200A，最大运行方式下三相短路电流8kA，最小运行方式下三相短路电流6kA；-采用定时限过电流保护和电流速断