电气工程师《供配电系统设计》历年真题

电气工程师《供配电系统设计》历年真题考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（下列选项中，只有一项符合题意）1.某工厂总计算负荷为800kW，需要系数为0.75，同时系数为0.9，则其总计算有功功率为（）kW。A.480B.720C.800D.9002.供配电系统设计中选择电压等级时，应主要依据的原则是（）。A.减少线路损耗B.降低初始投资C.满足负荷需求并考虑技术经济指标D.减少电压损失3.下列主接线方式中，可靠性最高的是（）。A.单回路放射式B.双回路放射式C.树干式D.环网式4.选择高压熔断器时，其额定电流应（）被保护设备的额定电流。A.大于B.小于C.等于D.不小于5.某变电所10kV母线正常运行时为TN-S系统，发生接地故障时，其非故障相的电压升高至额定电压的（）倍左右。A.1.732B.3C.2D.1.4146.电力系统中，造成电压波动的主要原因是（）。A.谐波电流B.三相负荷不平衡C.大型冲击性负荷的投入或切除D.系统频率变化7.选择电力变压器时，其连接组别表示的是（）。A.高低压绕组的额定电压比B.高低压绕组的额定电流比C.高低压绕组的绕法及相位差D.变压器的损耗率8.电流互感器在运行时，其二次侧（）。A.必须带负荷B.必须开路C.允许短路D.允许接地点9.在供配电系统中，采用无功补偿装置的主要目的是（）。A.提高电源功率因数B.减少线路电压损失C.增加系统短路容量D.降低系统年运行费用10.按照我国标准，额定电压为380V/220V的低压系统，其标称电压是（）V。A.220B.380C.380/220D.45011.低压配电回路中，保护线（PE线）的截面积应（）相线截面积。A.大于或等于B.小于C.等于D.不小于12.选择电缆时，其长期允许载流量应（）环境温度、敷设方式等综合影响下的计算载流量。A.大于B.小于C.等于D.不小于13.供配电系统中，表示短路电流非周期分量初始值大小的重要参数是（）。A.短路电流周期分量有效值B.短路容量C.冲击短路电流D.短路电流的有功功率14.继电保护装置的“选择性”是指（）。A.保护应动作于故障点B.保护应优先切除靠近电源的故障C.保护应能可靠切除故障D.保护应动作迅速15.电力系统中，造成谐波的主要来源是（）。A.发电机B.变压器C.整流设备、变频设备等非线性负荷D.线路损耗二、多项选择题（下列选项中，至少有两项符合题意）1.供配电系统负荷计算中，需求系数法通常用于计算（）。A.工业企业总计算负荷B.商业建筑照明负荷C.单独一台大型设备的负荷D.民用建筑插座负荷2.供配电系统主接线设计应满足的基本要求包括（）。A.可靠性B.经济性C.灵活性D.操作复杂性3.下列关于高压断路器选择的说法中，正确的有（）。A.额定电压应不低于系统最高电压B.额定电流应大于被保护回路的计算电流C.短路耐受电流应大于预期短路电流的有效值D.动作电压应高于系统最高电压，返回电压应低于系统最低电压4.低压配电系统中，保护零线（PEN线）的作用包括（）。A.为单相用电设备供电B.构成相线回路C.在TN系统中提供故障时的零电位通路D.传导正常工作电流5.影响电压损失的因素包括（）。A.线路长度B.线路截面C.负荷功率因数D.系统频率6.选择电力电缆时，需要校验的项目包括（）。A.额定电压B.额定电流（载流量）C.电压损失D.热稳定7.继电保护装置的“速动性”是指（）。A.保护应能快速切除故障B.保护应能反应微小的故障电流C.保护应具有足够的灵敏度D.保护动作时间应尽可能短8.供配电系统中，造成三相负荷不平衡的原因主要有（）。A.用电设备分布不均B.单相负荷接入C.电力系统故障D.设备运行状态变化9.下列关于电能质量电压波动和闪变说法正确的有（）。A.电压波动是指电压有效值围绕其标称值的快速变动B.闪变是电压波动引起的人眼感觉C.电压波动和闪变会干扰设备的正常运行D.减少冲击性负荷的接入是抑制电压波动的有效措施10.在TN-S系统中，下列说法正确的有（）。A.电力系统和用电设备的外露可触及导体通过保护线（PE线）与大地连接B.电力系统的工作零线（N线）与保护线（PE线）分开C.所有用电设备的金属外壳必须通过保护线（PE线）接地D.保护线（PE线）上不能安装开关或熔断器三、问答题1.简述供配电系统设计中选择电压等级时需要考虑的主要因素。2.说明短路电流计算在供配电系统设计中的主要目的和意义。3.解释什么是需求系数法，并简述其在负荷计算中的应用。4.在低压配电系统中，TN-S、TN-C-S接地形式的主要区别是什么？5.简述电力变压器并联运行需要满足的基本条件。四、计算题1.某工厂变电所10kV进线，采用单回路放射式接线。已知变电所总计算负荷Pj=2000kW，cosφ=0.8，T=2h。试计算变电所所需变压器容量（Sj），并选择一台S9-2500/10型变压器（联结组别YNd11，阻抗电压Ud%=4%）。请校验该变压器在变电所处的短路电压（假设系统侧短路电压标么值X*sys=0.8）是否满足要求（要求Ud%X*sys≤4%）。2.有一台SN10-10I/315型高压断路器，其额定电压10kV，额定电流315A，额定开断电流16kA，4s热稳定电流16kA。已知通过该断路器的最大短路电流（冲击短路电流有效值）为20kA，最小短路电流为10kA。请校验该断路器是否满足短路开断、动稳定和热稳定要求。3.某低压配电回路，采用BV-500V6mm²铜芯电缆，穿金属导管敷设。回路计算电流Ij=40A。已知环境温度为30℃，电缆长期允许载流量（环境温度20℃时为43A）按温度校正系数取0.88。请校验该电缆的载流量是否满足要求。假设该回路的电压损失允许值为电压额定值的5%（220V/380V系统），请估算该电缆100米长的电压损失（忽略线路电阻，仅考虑感抗，取电缆感抗X0=0.06Ω/km）。4.有一台额定电压为10kV/0.4kV，联结组别YNyn0d11，额定容量1000kVA的变压器，其短路电压Ud%=4%。试计算该变压器在满载运行时，二次侧空载电压（即一次侧加额定电压时二次侧的电压）是多少？如果一次侧施加的电压为10.5kV，则二次侧空载电压为多少伏？试卷答案一、单项选择题1.B2.C3.D4.C5.B6.C7.C8.B9.A10.C11.A12.D13.C14.B15.C二、多项选择题1.AB2.ABC3.ABC4.AC5.ABCD6.ABCD7.AD8.ABCD9.ABCD10.AB三、问答题1.供配电系统设计中选择电压等级时需要考虑的主要因素包括：负荷性质和容量、供电距离、技术经济指标（投资、损耗）、与现有电网的配合、电压损失限制、安全可靠性等。2.短路电流计算在供配电系统设计中的主要目的和意义在于：为选择和校验电气设备（如断路器、电缆、母线等）提供依据，确保设备在短路故障下具有足够的动稳定和热稳定；为整定继电保护装置提供依据，保证保护的选择性、灵敏性和速动性；评估短路故障对系统的影响，采取必要的限制措施；进行电网规划和安全分析。3.需求系数法是一种用于估算设备组或建筑总负荷的方法。它认为设备组的实际最大负荷不会同时达到其额定容量，而是有一个同时运行系数。计算公式为：总有功计算负荷Pj=Pn*Kd，其中Pn为设备组的额定容量或计算负荷，Kd为需求系数（也称需要系数）。该方法适用于计算变电所、车间、建筑物等的总负荷，简化了负荷计算过程。4.在TN-S系统中，电力系统的工作零线（N线）和保护线（PE线）是分开的，N线仅用于供电回路的零电位连接，PE线用于所有设备外壳等的接地保护，两者绝不能混接。TN-C-S系统则是在TN-C系统中，从某一点开始，N线与PE线分开，之后N线和PE线合并为PEN线。主要区别在于N线与PE线的分离点及后续是否合并。5.电力变压器并联运行需要满足的基本条件包括：联结组别相同（相位移角相同）；额定电压比（变比）相等或非常接近；额定阻抗（短路电压）相等或百分数差值在允许范围内（一般不超过±10%）；相序相同。四、计算题1.解：*变压器容量计算：Sj=Pj/η=2000kW/0.8=2500kVA。选择S9-2500/10变压器，额定容量2500kVA，符合要求。*短路电压校验：Ud%X*sys=4%*0.8=3.2%。由于3.2%≤4%，满足动稳定要求。解析思路：首先根据变电所总计算负荷和功率因数计算所需变压器容量，选择标准变压器型号。然后根据变压器短路电压百分值和系统短路电压标么值，计算实际短路电压百分值，并与变压器额定短路电压进行比较，判断是否满足动稳定条件。2.解：*短路开断：最大短路电流20kA≤额定开断电流16kA。不满足要求。*动稳定：冲击短路电流有效值20kA≤额定开断电流有效值（或额定电流）315A。通常断路器额定电流指额定电流，与冲击电流值量级不同，此处理解为校验设备额定参数是否能承受冲击，通常按额定电流校验，20kA远大于315A，动稳定不满足（或理解为校验额定参数，20kA远超额定开断电流，说明设备选型不当）。更标准的动稳定校验是冲击电流有效值小于额定动稳定电流。*热稳定：最小短路电流有效值10kA≤额定热稳定电流16kA。满足要求。结论：该断路器不满足短路开断和动稳定要求，但满足热稳定要求。解析思路：根据断路器的额定参数（额定电压、额定电流、额定开断电流、额定热稳定电流）和系统给出的预期最大、最小短路电流（通常指冲击短路电流有效值或稳态短路电流有效值），分别进行开断能力、动稳定和热稳定校验。看预期短路电流是否在设备的额定能力范围内。3.解：*载流量校验：电缆实际载流量=长期允许载流量*温度校正系数=43A*0.88=37.84A。由于回路计算电流Ij=40A>37.84A，载流量不满足要求。*电压损失估算：ΔU%=(X0*Ij*L)/(Ue*√3)=(0.06Ω/km*40A*100km)/(220V*√3)≈0.82%。由于0.82%<5%，电压损失满足要求。结论：该电缆载流量不满足要求，但电压损失满足要求。解析思路：首先根据环境温度和敷设方式对电缆的长期允许载流量进行校正，得到实际可使用的载流量。将实际载流量与回路计算电流比较，判断是否满足要求。然后根据电缆的感抗、回路电流、线路长度和系统额定电压，计算电压损失百分值，并与允许值比较。4.解：*二次侧空载电压（一次