工厂电气考试题及答案

工厂电气考试题及答案

一、选择题（每题2分，共20分）1.下列哪种设备不属于一次设备？（）A.发电机B.断路器C.电压表D.电抗器答案：C解析：一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备，如发电机、断路器、电抗器等。而电压表是用来测量电压的仪器，属于二次设备，主要起监测、控制和保护等作用。2.工厂供电系统中，常用的电压互感器接线方式是（）。A.单相接线B.V/V接线C.Y0/Y0接线D.以上都可能答案：D解析：在工厂供电系统里，不同的测量、保护和计量需求会采用不同的电压互感器接线方式。单相接线常用于测量线电压或相对地电压；V/V接线适用于三相三线制电路，可测量线电压；Y0/Y0接线能测量线电压和相电压，还能用于保护装置。所以以上几种接线方式都有可能被用到。3.热继电器主要用于电动机的（）保护。A.短路B.过载C.欠压D.过压答案：B解析：热继电器是利用电流的热效应原理工作的。当电动机过载时，负载电流增大，通过热继电器发热元件的电流也增大，使双金属片受热弯曲，推动动作机构使触点动作，从而切断电动机控制电路，起到过载保护作用。而短路保护一般用熔断器或空气开关；欠压和过压保护有专门的欠压和过压保护装置。4.下列属于低压配电电器的是（）。A.接触器B.继电器C.刀开关D.熔断器（低压）答案：C解析：低压配电电器主要用于低压配电系统中，用来对电路进行通断、控制、保护和检测等。刀开关是一种常见的低压配电电器，用于隔离电源、倒闸操作等。接触器和继电器属于控制电器，主要用于控制电路的通断，实现对电动机等设备的控制；熔断器虽然也是保护电器，但这里强调的是其保护功能，而刀开关更侧重于配电方面的作用。5.工厂电力线路的接线方式中，树干式接线的优点是（）。A.供电可靠性高B.投资少C.故障影响范围小D.易于实现自动化答案：B解析：树干式接线是从电源端引出一条干线，沿线分出若干分支向各个负荷供电。这种接线方式的优点是投资少，因为它使用的电缆或导线数量相对较少，线路敷设简单。但它的供电可靠性较低，一旦干线发生故障，影响范围较大。而供电可靠性高、故障影响范围小和易于实现自动化通常是放射式接线等其他接线方式的一些特点。6.三相异步电动机的旋转方向取决于（）。A.电源电压大小B.电源频率高低C.定子绕组中电流的相序D.电动机的磁极对数答案：C解析：三相异步电动机的旋转是由于定子绕组中通入三相交流电产生旋转磁场，带动转子转动。改变定子绕组中电流的相序，旋转磁场的方向就会改变，电动机的旋转方向也随之改变。电源电压大小主要影响电动机的转矩和功率等性能；电源频率高低会影响电动机的转速；电动机的磁极对数决定了电动机的同步转速。7.车间变电所的变压器一般采用（）。A.油浸式变压器B.干式变压器C.气体绝缘变压器D.防爆型变压器答案：B解析：在车间变电所中，由于空间相对较小且人员密集等特点，干式变压器具有防火、防潮、维护简单等优点，所以被广泛采用。油浸式变压器虽然应用也很广泛，但存在油泄漏等安全隐患；气体绝缘变压器成本较高；防爆型变压器主要用于有爆炸危险的场所，一般车间若没有特殊防爆要求，不会优先选用。8.工厂供电系统的功率因数过低，会导致（）。A.线路电压损失增大B.发电设备的容量得不到充分利用C.增加用户的电费支出D.以上都是答案：D解析：功率因数过低时，线路中的无功电流增大，会使线路电压损失增大；由于发电设备既要提供有功功率又要提供无功功率，功率因数低会导致发电设备的容量不能充分用于提供有功功率，即发电设备容量得不到充分利用；供电部门通常会对功率因数低的用户加收电费，以鼓励用户提高功率因数，所以会增加用户的电费支出。9.为了防止直击雷对建筑物的破坏，通常采用的防雷装置是（）。A.避雷针B.避雷线C.避雷网D.以上都是答案：D解析：避雷针、避雷线和避雷网都属于接闪器，它们的作用是将雷电引向自身，使雷电通过引下线和接地装置安全地泄入大地，从而保护建筑物免受直击雷的破坏。在不同的建筑物和场合，可以根据实际情况选择合适的防雷装置，有时也会综合使用。10.控制电路中，熔断器一般应安装在（）。A.电源进线端B.用电器之后C.开关之后D.任意位置答案：A解析：熔断器的作用是在电路发生短路或过载时，及时切断电路，保护电路和设备安全。将熔断器安装在电源进线端，可以在电路出现故障时，最快地切断电源，防止故障进一步扩大，对整个电路起到保护作用。如果安装在其他位置，可能会在故障发生到熔断器起作用这段时间内，对前面的电路元件造成损坏。二、填空题（每题2分，共20分）1.工厂供电系统的基本要求是安全、可靠、优质和经济。答案解析：安全是工厂供电系统运行的首要要求，要确保人员和设备的安全；可靠是指供电不能随意中断，要保证生产的连续性；优质要求供电的电压、频率等参数符合标准；经济就是要在满足前面要求的前提下，尽量降低成本，提高经济效益。2.电力变压器的主要功能是变换电压、变换电流和变换阻抗。答案解析：变压器通过电磁感应原理，可以将一种电压等级的交流电变换成另一种电压等级的交流电，实现电压的变换；根据功率守恒定律，电压变化时电流也会相应变化，从而实现电流变换；同时，变压器还可以改变负载的等效阻抗，以实现阻抗匹配。3.低压断路器具有过载、短路和欠压保护等功能。答案解析：当电路发生过载时，断路器中的热脱扣器会动作，切断电路；当发生短路时，电磁脱扣器会迅速动作，切断电路，起到短路保护作用；当电压过低时，欠压脱扣器会动作，使断路器跳闸，实现欠压保护。4.三相异步电动机的调速方法有变极调速、变频调速和改变转差率调速。答案解析：变极调速是通过改变定子绕组的接线方式来改变电动机的磁极对数，从而实现调速；变频调速是改变电源的频率来调节电动机的转速，这种方法调速性能好；改变转差率调速可以通过改变定子电压、转子电阻等方式来实现。5.工厂电力线路按结构可分为架空线路和电缆线路。答案解析：架空线路是将导线架设在电线杆等支撑物上，具有建设成本低、施工方便等优点；电缆线路是将电缆埋设在地下或敷设在电缆沟等地方，具有占地少、受外界环境影响小等优点。6.电气设备的接地可分为工作接地、保护接地和防雷接地。答案解析：工作接地是为了保证电气设备正常运行而进行的接地，如变压器中性点接地；保护接地是为了防止设备漏电时外壳带电对人员造成伤害而进行的接地；防雷接地是为了将雷电引入大地，保护建筑物和设备免受雷击。7.功率因数是指有功功率与视在功率的比值。答案解析：有功功率是指电路中实际消耗的功率，它将电能转化为其他形式的能量；视在功率是电压和电流的乘积，它表示电源提供的总功率。功率因数反映了电路对电能的利用效率。8.熔断器的主要参数有额定电压、额定电流和熔断电流。答案解析：额定电压是指熔断器能够安全工作的电压，它要与电路的工作电压相匹配；额定电流是指熔断器长期正常工作时允许通过的最大电流；熔断电流是指当通过熔断器的电流达到该值时，熔断器会在规定的时间内熔断，切断电路。9.接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成。答案解析：电磁系统通过通电产生电磁力，驱动触头动作；触头系统用于接通和断开电路；由于触头在断开电路时会产生电弧，灭弧装置的作用就是迅速熄灭电弧，保护触头和电路安全。10.电流互感器的二次侧严禁开路。答案解析：电流互感器的二次侧如果开路，会在二次绕组中产生很高的电压，这不仅会危及人身安全，还可能损坏电流互感器和其他设备。所以在使用电流互感器时，二次侧必须有可靠的闭合回路。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述工厂供电系统中提高功率因数的意义和方法。答案：意义：-提高发电设备的利用率：功率因数低时，发电设备需要提供更多的无功功率，使得发电设备的容量不能充分用于提供有功功率。提高功率因数后，发电设备可以为更多的负荷提供有功功率，提高了发电设备的利用率。-降低线路损耗：功率因数低会使线路中的无功电流增大，根据焦耳定律，电流增大时线路的损耗会增大。提高功率因数可以减小无功电流，从而降低线路损耗，节约电能。-减少用户电费支出：供电部门通常会对功率因数低的用户加收电费，提高功率因数可以避免这种额外的费用支出，降低用户的用电成本。方法：-提高自然功率因数：合理选择电动机等用电设备的容量，避免“大马拉小车”现象，因为轻载或空载运行的设备功率因数较低；采用同步电动机，通过调节励磁电流可以使同步电动机在超前功率因数下运行，从而提高整体功率因数；合理安排设备的运行，避免设备长时间空载或轻载运行。-人工补偿无功功率：采用并联电容器进行无功补偿，电容器可以提供容性无功功率，补偿感性负载所消耗的无功功率，使功率因数得到提高。电容器可以集中安装在变电站中，也可以分散安装在用电设备附近。2.说明三相异步电动机的启动原理。答案：当三相异步电动机的定子绕组中通入三相交流电时，会产生一个旋转磁场。这个旋转磁场的旋转方向取决于定子绕组中电流的相序，旋转速度称为同步转速，它与电源频率和电动机的磁极对数有关，同步转速的计算公式为\(n_0=\frac{60f}{p}\)（其中\(f\)是电源频率，\(p\)是磁极对数）。转子导体在旋转磁场中会切割磁力线，根据电磁感应定律，转子导体中会产生感应电动势。由于转子导体是闭合的，在感应电动势的作用下，转子导体中会有感应电流流过。载流的转子导体在旋转磁场中会受到电磁力的作用，电磁力的方向可以根据左手定则来判断。这些电磁力对转子轴形成电磁转矩，使转子沿着旋转磁场的方向旋转起来。因为转子的转速总是低于旋转磁场的同步转速，所以称为异步电动机。3.简述工厂电气设备的防火措施。答案：-电气设备选型：根据工厂的环境特点和用电要求，选择合适的电气设备。例如，在有爆炸危险的场所，要选用防爆型电气设备；在潮湿的环境中，要选用防潮性能好的电气设备。-安装与布线：电气设备的安装要符合相关的标准和规范，确保设备安装牢固，连接可靠。布线要整齐、规范，避免线路交叉、破损等情况。电线电缆的截面积要根据负载电流的大小合理选择，防止因过载导致电线发热引发火灾。-定期检查与维护：定期对电气设备进行检查和维护，检查设备的运行状况、绝缘性能等。及时更换老化、损坏的电气元件和电线电缆，确保设备的正常运行。检查设备的接地是否良好，防止漏电引发火灾。-防止过载：合理安排用电负荷，避免电气设备过载运行。可以通过安装过载保护装置，如热继电器、过流继电器等，当设备过载时自动切断电路，防止设备因过热引发火灾。-防止短路：在电气系统中安装短路保护装置，如熔断器、空气开关等。定期检查线路的绝缘情况，防止因绝缘损坏导致短路。同时，要避免在电气设备周围堆放易燃物品，防止短路产生的火花引发火灾。-通风散热：保证电气设备有良好的通风散热条件，避免设备因散热不良导致温度过高。可以通过安装通风设备、设置散热通道等方式来实现。四、计算题（每题15分，共30分）1.已知一台三相异步电动机，额定功率\(P_N=15kW\)，额定电压\(U_N=380V\)，额定功率因数\(\cos\varphi_N=0.85\)，额定效率\(\eta_N=0.9\)。求该电动机的额定电流\(I_N\)。答案：根据三相异步电动机的功率计算公式\(P_N=\sqrt{3}U_NI_N\cos\varphi_N\eta_N\)，对其进行变形可得\(I_N=\frac{P_N}{\sqrt{3}U_N\cos\varphi_N\eta_N}\)。已知\(P_N=15\times10^3W\)，\(U_N=380V\)，\(\cos\varphi_N=0.85\)，\(\eta_N=0.9\)。将数据代入公式可得：\[\begin{align}I_N&=\frac{15\times10^3}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.9}\\&=\frac{15\times10^3}{1.732\times380\times0.85\times0.9}\\&=\frac{15\times10^3}{507.44}\\&\approx29.6A\end{align}\]所以该电动机的额定电流\(I_N\)约为\(29.6A\)。2.某工厂有一个车间，其设备的总安装功率\(P_{e}=150kW\)，需用系数\(K_d=0.6\)，功率因数\(\cos\varphi=0.8\)。求该车间的计算负荷\(P_{js}\)、\(Q_{js}\)和\(S_{js}\)。答案：-计算有功计算负荷\(P_{js}\)：根据公式\(P_{js}=K_dP_{e}\)，已知\(P_{e}=150kW\)，\(K_d=0.6\)，则\(P_{js}=0.6\times150=90kW\)。-计算无功计算负荷\(Q_{js}\)：先根据\(