2024年同等學(xué)力申碩《電氣工程學(xué)科綜合水平全國統(tǒng)一考試》題庫【真題精選＋章節(jié)題庫】

第一部分歷年真題精選2008年同等學(xué)力申碩《電氣工程學(xué)科綜合水平全國統(tǒng)一考試》真題及詳解本試卷滿分為100分，其中第一部分基礎(chǔ)理論知識(shí)60分，每位考生必答；第二部分專門知識(shí)共有5組試題，每組試題40分，考生可任選一組作答，多選者按首選組計(jì)分。2008年同等學(xué)力人員申請(qǐng)碩士學(xué)位學(xué)科綜合水平全國統(tǒng)一考試電氣工程試卷第一部分基礎(chǔ)理論知識(shí)（必答題）第二部分專門知識(shí)（共五組，任選一組作答）考生須知1.本試卷滿分為100分，其中第一部分基礎(chǔ)理論知識(shí)60分，每位考生必答；第二部分專門知識(shí)共有5組試題，每組試題40分，考生可任選一組作答，多選者按首選組計(jì)分。2.請(qǐng)考生務(wù)必將本人準(zhǔn)考證號(hào)最后兩位數(shù)字填寫在本頁右上角方框內(nèi)。3.考生一律用藍(lán)色或黑色墨水筆在答題紙指定位置上按規(guī)定要求作答，未做在指定位置上的答案一律無效。4.監(jiān)考員收卷時(shí)，考生須配合監(jiān)考員驗(yàn)收，并請(qǐng)監(jiān)考員在準(zhǔn)考證上簽字（作為考生交卷的憑據(jù)），否則，若發(fā)生答卷遺失，責(zé)任由考生自負(fù)。第一部分：基礎(chǔ)理論知識(shí)（60分）（含電工基礎(chǔ)理論部分、微機(jī)原理及應(yīng)用基礎(chǔ)部分）電工基礎(chǔ)理論部分（共45分，其中電路部分30分，電磁場(chǎng)部分15分）一、填空題（每空1分，共10分）1KCL和KVL僅與元件的______有關(guān)，而與元件的性質(zhì)無關(guān)。只要是______電路，KCL和KVL總是成立的?！敬鸢浮肯嗷ミB接；集總查看答案【解析】KCL、KVL適用于任何集總電路，它們僅與元件的相互連接方式有關(guān)，而與元件本身的性質(zhì)無關(guān)。2一周期為T的周期電流i的有效值定義式為I＝______?！敬鸢浮?圖1所示電路t＝0時(shí)開關(guān)S閉合（開關(guān)S閉合前電路已達(dá)穩(wěn)態(tài)），求電壓uL的初始值uL（0＋）＝______。圖1【答案】5V查看答案【解析】開關(guān)S閉合瞬間，電感元件電流不能突變，保持為閉合前的0A，因此閉合瞬間電感支路視為斷路，電感端電壓uL等于并聯(lián)電阻兩端電壓。根據(jù)分壓定理，uL（0＋）＝5V。4確定圖2所示一端口電路的戴維南等效電路的參數(shù)，其開路電壓Uoc＝______，等效電阻Ri＝______。圖2【答案】－2V；1.33Ω查看答案【解析】應(yīng)用戴維南定理，先將3A電流源與2Ω電阻并聯(lián)電路等效為6V電壓源與2Ω電阻串聯(lián)電路；根據(jù)分壓定理，取電源電壓方向?yàn)閰⒖挤较?，Uoc＝－6×2/6＝－2V；求解等效電阻時(shí)，將6V電壓源置零，從端口看進(jìn)去，電路可視為2Ω電阻與4Ω電阻并聯(lián)，Ri＝（4×2）/（4＋2）＝1.33Ω。5一三角形聯(lián)接的對(duì)稱三相負(fù)載，若其線電流的有效值為10A，則其相電流的有效值為______?！敬鸢浮?.77A查看答案【解析】三角形連接的對(duì)稱三相負(fù)載，其線電流是相電流的倍，已知線電流有效值10A，則相電流有效值為A。6在靜電場(chǎng)中，導(dǎo)體表面上電場(chǎng)強(qiáng)度的切線分量Et＝______，電位移的法向分量Dn與面自由電荷密度σ之間的關(guān)系式是______，導(dǎo)體是一個(gè)______體。【答案】0；Dn＝σ；等電位【解析】靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，其內(nèi)部和表面均無自由電荷運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)等電位體；表面場(chǎng)強(qiáng)和電位移矢量均只有法向分量，切向分量均為0；根據(jù)高斯定理，電位移的法向分量等于面內(nèi)包圍的自由電荷密度。二、計(jì)算題（35分）1（8分）電路如圖3所示。已知IS＝1A，R1＝10Ω，R2＝R3＝R4＝30Ω，R5＝8Ω，β＝9。求電壓U5。圖3解：用戴維南定理求解。若結(jié)合∆-Y變換則更簡捷。求開路電壓的電路如下圖4所示（已變換）。圖4由KCL得I1＋9I1＝1求得I1＝0.1A。則開路電壓為Uoc＝－10（1－I1）＋10I1＝10×（－0.9）＋10×0.1＝－8V（3分）求等效輸入電阻的電路如圖5所示。圖5U＝10I＋20I1I＝I1＋9I1Ri＝U/I＝12I/I＝12Ω（3分）得等效電路如圖6所示。圖6由等效電路得U5＝－8×8/（12＋8）（）＝－3.2V（2分）若列寫方程求解，列對(duì)方程給4分；求出結(jié)果給4分。2（8分）圖7所示電路中，開關(guān)S閉合前電路處于穩(wěn)態(tài)，t＝0時(shí)閉合開關(guān)S。求開關(guān)閉合后的電流i2（t）并定性畫出i2（t）的波形。圖7解：i2（0＋）＝i2（0－）＝10/（10＋5）×3＋15/（10＋5）＝3A（2分）i2（∞）＝15/（10＋5∥10）×10/（10＋5）＝0.75A（2分）τ＝0.1/（5＋10∥10）＝0.01s（2分）所以i2（t）＝0.75＋2.25e－100tA（t≥0）（1分）i2（t）的波形如圖8所示。（1分）圖83（7分）電路如圖9所示。已知對(duì)稱三相電源的內(nèi)阻抗Z1＝1＋j1Ω，Y接對(duì)稱三相負(fù)載阻抗Z2＝30＋j40Ω。求b、c間的電壓（要求畫出A相等效電路）。圖9解：電路為對(duì)稱三相電路。A相等效電路如圖10所示。圖10（2分）（3分）（2分）4（6分）兩個(gè)無限長的同軸圓柱半徑分別為r＝a和r＝b（b＞a），單位長度的圓柱表面上分別帶有密度為σ1和σ2的面電荷。（1）計(jì)算各處的電位移D；（2）欲使r＞b區(qū)域內(nèi)，D＝0，則σ1和σ2應(yīng)具有什么關(guān)系？解：（1）由高斯定律，當(dāng)r＜a時(shí)，有（1.5分）當(dāng)a＜r＜b時(shí)，有2πrD2＝2πaσ1，則（1.5分）當(dāng)b＜r＜∞時(shí)，有2πrD3＝2πaσ1＋2πbσ2，則（1.5分）（2）令D3＝er（aσ1＋bσ2）/r＝0，則得到σ1/σ2＝－b/a（1.5分）5（6分）一無損耗的λ/4傳輸線，特性阻抗為Z0，終端被接以一個(gè)感性負(fù)載ZL＝RL＋jXL。試證明其入端阻抗相當(dāng)于一個(gè)電阻R和一個(gè)容抗XC的并聯(lián)。解：入端阻抗為（4分）因此1/Zin＝RL/Z02＋jXL/Z02＝G＋jXC（2分）上式表明，Zin相當(dāng)于一個(gè)電阻R＝1/G＝RL/Z02和一個(gè)容抗ωC＝XC＝Z02/XL的并聯(lián)。微機(jī)原理及應(yīng)用基礎(chǔ)部分（15分）一、選擇題（每小題1分，共5分）在下列各題的A、B、C、D四個(gè)選項(xiàng)中，請(qǐng)選擇正確的選項(xiàng)，寫在答題紙上。1帶符號(hào)的八位二進(jìn)制補(bǔ)碼的表數(shù)范圍是______。A．－127～＋127B．－32768～＋32768C．－128～＋127D．－32768～＋32767【答案】C查看答案【解析】表數(shù)范圍為－2n－1～＋（2n－1－1），其中n為位數(shù)，本題中n＝8，因此選C項(xiàng)。2指令隊(duì)列具有的作用是______。A．暫存操作數(shù)地址B．暫存操作數(shù)C．暫存指令地址D．暫存預(yù)取指令【答案】D查看答案【解析】指令隊(duì)列由6個(gè)字節(jié)組成，具有暫存指令和預(yù)取指令的作用。指令執(zhí)行部件（EU）在執(zhí)行指令時(shí)，不是直接訪問存儲(chǔ)器取指令，而是從指令隊(duì)列中取得指令代碼，并分析執(zhí)行它，這樣就提高了指令的執(zhí)行速度。3若某存儲(chǔ)器芯片有8條數(shù)據(jù)線，存儲(chǔ)容量為2KB，它的地址線應(yīng)有______。A．10根B．11根C．12根D．16根【答案】B查看答案【解析】存儲(chǔ)器容量是位寬（取決于數(shù)據(jù)線根數(shù)）與2N的乘積，其中N為地址線根數(shù)，注意單位為bit。本題中，有2KB＝16Kbit＝23×211bit，其中23是數(shù)據(jù)線根數(shù)8根，因此地址線有11根。4當(dāng)計(jì)數(shù)/定時(shí)器8253控制字設(shè)置為16位初值時(shí)，CPU工作為______。A．一次僅寫8位B．兩次寫完16位C．一次寫16位D．上述三種情況都不對(duì)【答案】B查看答案【解析】8253的數(shù)據(jù)緩存器只有8位，因此需要分兩次寫完16位。5二進(jìn)制數(shù)011001011110的八進(jìn)制表示為______。A．3156QB．3136QC．3276QD．3176Q【答案】B查看答案【解析】使用“三合一”法可將二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制，即源碼中從左到右每三個(gè)數(shù)字一組合成一個(gè)八進(jìn)制數(shù)即可。（011001011110）2＝3（011）1（001）3（011）6（110）Q。二、填空題（每空1分，共5分）1若X＝－107，Y＝74。按8位二進(jìn)制補(bǔ)碼可寫出[X＋Y]補(bǔ)＝______。【答案】11011111B查看答案【解析】X＋Y＝－107＋74＝－33，求負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是將原碼除符號(hào)位之外的各位求反之后在末位加1，因此[X＋Y]補(bǔ)＝[－33]補(bǔ)＝[10100001]補(bǔ)＝11011111B。2堆棧指針寄存器SP專用于指示______的位置；堆棧是內(nèi)存RAM特定的存儲(chǔ)區(qū)，它采用______的方式處理所存的數(shù)據(jù)?！敬鸢浮慷褩ｍ敳炕驐ｍ?；先進(jìn)后出或FILO查看答案【解析】SP總指向最后一個(gè)壓入堆棧的數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)單元，即棧頂；從堆棧中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，按照先進(jìn)后出的原則，讀取堆棧數(shù)據(jù)的過程叫做‘彈出’（pop），每彈出一個(gè)數(shù)據(jù)，SP即向相反方向做一次調(diào)整。3CPU對(duì)外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的控制方式有程序控制（查詢）方式、______方式以及______方式?！敬鸢浮恐袛?；DMA控制或存儲(chǔ)器直接存取查看答案【解析】CPU對(duì)外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的控制方式有程序直接控制方式、中斷控制方式、DMA方式。（1）程序直接控制方式：就是由用戶進(jìn)程直接控制內(nèi)存或CPU和外圍設(shè)備之間的信息傳送。這種方式控制者都是用戶進(jìn)程。（2）中斷控制方式：被用來控制外圍設(shè)備和內(nèi)存與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送。這種方式要求CPU與設(shè)備（或控制器）之間有相應(yīng)的中斷請(qǐng)求線，而且在設(shè)備控制器的控制狀態(tài)寄存器的相應(yīng)的中斷允許位。（3）DMA方式：又稱直接存取方式。其基本思想是在外圍設(shè)備和內(nèi)存之間開辟直接的數(shù)據(jù)交換通道。三、簡答題（5分）1（3分）程序閱讀理解（其中：1A－8086，1B－8031，兩者擇一，不重復(fù)記分。）（1A）設(shè)某數(shù)據(jù)區(qū)定義如下：執(zhí)行下列程序后，回答問題。問：（SI）＝①______、（BX）＝②______、（AL）＝③______。（1B）下列程序代碼完成將外部存儲(chǔ)器2000H單元的內(nèi)容送往外部存儲(chǔ)器2200H單元，請(qǐng)將程序補(bǔ)充完整。（共3分）（其中：1A-8086，1B-8031，兩者擇一，不重復(fù)記分。）答：（1A）①2；②0200H；③55?！窘馕觥康谝恍蠱OV指令表示SI取值為2；第二行LEA指令表示BX取NAMES的偏移地址0200H；第三行MOV指令表示AL取[BX][AL]偏移地址55。（1B）①M(fèi)OVX或MOVC；②@DPTR或@A＋DPTR；③MOVX。【解析】核心思想為以內(nèi)部寄存器A做中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)外部存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。2（2分）已知從首地址STR處開始，連續(xù)存放了x個(gè)字節(jié)（字節(jié)數(shù)不大于32K）的ASCII碼字符串，其中有一個(gè)是“R”字符?，F(xiàn)在要求找出“R”字符相對(duì)首地址的距離（用字節(jié)數(shù)表示），并將其存入存儲(chǔ)器的DIS單元，請(qǐng)畫出符合要求的程序流程圖。答：流程如圖11所示。說明：從首地址開始依次在地址單元中讀取字符與“R”比較，不相等繼續(xù)尋找并記錄循環(huán)次數(shù)，找到后通過循環(huán)次數(shù)得出該字符距離首地址的字節(jié)數(shù)。圖11第二部分專門知識(shí)（40分）（注：本部分由B1～B5五組試題構(gòu)成，每位考生可任選做其中的一組試題，若選做多組試題，則按首選組計(jì)分）B1卷（40分）：電力系統(tǒng)分析一、填空題（每空1分，共10分）1電力系統(tǒng)由產(chǎn)生電能的______元件，傳輸電能的______元件和______電能的用電元件所組成。【答案】發(fā)電；輸電（或線路、變壓器）；消耗查看答案【解析】電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。2在電力系統(tǒng)中可以集中產(chǎn)生電感性無功功率的元件有______、______和安裝在電壓母線上的______以及由電力電子元件組成的靜止無功補(bǔ)償器?！敬鸢浮堪l(fā)電機(jī)；調(diào)相機(jī)；電容器（組）查看答案3對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本四性要求是______、______、______和______。【答案】選擇性；速動(dòng)性；靈敏性；可靠性（順序可不一致）查看答案【解析】繼電保護(hù)在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性，即保護(hù)四性。（1）可靠性：指保護(hù)該動(dòng)作時(shí)動(dòng)作，不該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作，確保切除的是故障設(shè)備或線路。（2）選擇性：指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備、線路的保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障，避免大面積停電。（3）靈敏性：指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)，保證有故障就切除。（4）速動(dòng)性：指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障。其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。二、簡答題（每小題5分，共20分）1簡述在中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中發(fā)生單相接地短路后，零序電壓、電流的分布規(guī)律。答：（3分）零序電壓故障點(diǎn)最高、中性點(diǎn)處最低，整個(gè)零序網(wǎng)都出現(xiàn)零序電壓。（2分）零序電流從故障點(diǎn)沿零序通路流向中性點(diǎn)，各通路中零序電流的大小僅取決于零序電壓與零序阻抗，而與電源的位置和數(shù)目無關(guān)。2簡述使用計(jì)算機(jī)計(jì)算電力系統(tǒng)潮流的主要步驟。答：（1分）①根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算出節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣并將節(jié)點(diǎn)分類；（1分）②設(shè)置初值并計(jì)算不平衡功率和雅可比矩陣，得出修正方程式；（1分）③求解修正方程式，得出修正量∆U和∆θ；（1分）④利用修正量修正節(jié)點(diǎn)電壓和相位，得到新的初值；（1分）⑤重新計(jì)算功率不平衡量，如果不滿足收斂判據(jù)則返回第二步進(jìn)入下一輪迭代。3簡述在配電網(wǎng)中電流保護(hù)是如何配置、配合保證故障被快速、有選擇的切除的。答：（2分）配電網(wǎng)目前廣泛采用階段式電流保護(hù)作為其主保護(hù)。（3分）由于電流速斷不能保護(hù)線路全長，限時(shí)電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護(hù)，過電流保護(hù)可以保護(hù)線路全長但動(dòng)作時(shí)限長，因此為保證迅速而有選擇性地切除故障，常常將電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)結(jié)合起來，構(gòu)成三段式電流保護(hù)。由電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)的定值與動(dòng)作時(shí)間的配合來保證速動(dòng)性和選擇性。4分析暫態(tài)穩(wěn)定時(shí)廣泛使用“等面積定則”，簡述加速面積、減速面積和穩(wěn)定性判據(jù)的物理意義，并圖示。答：（2分）功角特性圖如圖12所示。圖12功角特性圖（1分）如圖12所示，從故障開始時(shí)刻（δ0）到故障切除時(shí)刻（δc），發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子加速，動(dòng)能增加量等于過剩轉(zhuǎn)矩對(duì)于相對(duì)角位移所做的功，正好是圖中abcd所包圍的面積，這個(gè)面積被稱之為加速面積。（1分）故障切除后轉(zhuǎn)子由δc開始減速至δf引起的動(dòng)能減少量，等于制動(dòng)轉(zhuǎn)矩所做的功，正好是圖中defg所包圍的面積，稱之為減速面積?？赡艿淖畲鬁p速面積為defhgd，對(duì)應(yīng)的最大搖擺角為δh。（1分）假如故障期間轉(zhuǎn)子動(dòng)能的增加量小于等于故障切除后可能的最大減速面積efhgd，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。反之，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。此判據(jù)習(xí)慣上被稱為等面積定則。三、計(jì)算題（10分）系統(tǒng)示意如圖13，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)－變壓器組方式接入系統(tǒng)，最大開機(jī)方式為兩臺(tái)機(jī)全開，變壓器中性點(diǎn)全部直接接地。圖13系統(tǒng)示意圖折算至110kV側(cè)的參數(shù)為：，X1.G1＝X2.G1＝5Ω，X1.G2＝X2.G2＝8Ω，X1.T1＝X2.T1＝X1.T2＝X2.T2＝5Ω，X0.T1＝X0.T2＝15Ω，X1.T3＝X2.T3＝15Ω，X0.T3＝20Ω，LA－B＝60km，LB－C＝40km，線路阻抗Z1＝Z2＝0.4Ω/km，Z0＝1.2Ω/km。1．請(qǐng)畫出所有元件全運(yùn)行時(shí)三序等值網(wǎng)絡(luò)圖，并標(biāo)注參數(shù)；2．所有元件全運(yùn)行時(shí)，計(jì)算B母線發(fā)生兩相接地短路時(shí)故障端口的正序、零序電流。解：（1）先求出線路參數(shù)（1分）LAB＝60kM，X1.AB＝X2.AB＝60×0.4＝24，X0.AB＝60×1.2＝72ΩLBC＝40kM，X1.BC＝X2.BC＝40×0.4＝16，X0.BC＝40×1.2＝48Ω（2）（正序、負(fù)序各1分，零序2分）所有元件全運(yùn)行時(shí)三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖14～16所示：圖14正序等值圖X1.G1＝5Ω，X1.G2＝8Ω，X1.AB＝24Ω，X1.BC＝16ΩX1.T1＝X1.T2＝5Ω，X1.T3＝15Ω圖15負(fù)序等值圖X2.G1＝5Ω，X2.G2＝8Ω，X2.T1＝X2.T2＝5ΩX2.AB＝24Ω，X2.BC＝16Ω，X2.T3＝15Ω圖16零序等值圖X0.T1＝X0.T2＝15Ω，X0.T3＝20ΩX0.AB＝72Ω，X0.BC＝48Ω（3）求出所有元件全運(yùn)行時(shí)，B母線發(fā)生兩相接地短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)等值圖兩相接地短路時(shí)故障端口各序阻抗：（1分）故障端口正序阻抗為：Z∑1＝（X1.AB＋X1.G1＋X1.T1）||（X1.BC＋X1.G2＋X1.T2）＝（24＋10）||（16＋13）＝34×29/63＝15.65Ω故障端口負(fù)序阻抗：Z∑2＝Z∑1＝15.65Ω（1分）故障端口零序阻抗：Z∑0＝（X0.T1＋X0.AB）||X0.T3||（X0.T2＋X0.BC）＝87||20||63Z∑0＝1/（1/87＋1/20＋1/63）＝1/（0.01149＋0.005＋0.01587）＝1/0.03236＝30.90Ω（1分）復(fù)合序網(wǎng)圖如圖17所示。圖17復(fù)合序網(wǎng)圖Z∑2||Z∑0＝15.65×30.90/（15.65＋30.90）＝10.39Ω（1分）故障端口正序電流：（1分）故障端口零序電流：If0＝If1×15.65/（15.65＋30.90）＝0.857（KA）B2卷（40分）：電機(jī)學(xué)一、填空題（每空1分，共10分）1一臺(tái)單相變壓器，額定容量為11kV·A，額定電壓為220V/110V。在低壓側(cè)做空載試驗(yàn)，測(cè)得空載電流為10A。若在高壓側(cè)做空載試驗(yàn)，則測(cè)得的空載電流應(yīng)為______A，勵(lì)磁阻抗值為______Ω，勵(lì)磁阻抗的標(biāo)幺值為______。【答案】5；44；10查看答案【解析】由低壓側(cè)空載試驗(yàn)可求出歸算到低壓側(cè)的勵(lì)磁阻抗為110/10＝11Ω，歸算到高壓側(cè)的勵(lì)磁阻抗值為11×（220/110）2＝44Ω；對(duì)應(yīng)空載電流為220/44＝5A；勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值為44/[（220）2/11000]＝10。2一臺(tái)三相、6極交流電機(jī)，定子上布置U、V、W三相對(duì)稱交流繞組，每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)為N1，基波繞組因數(shù)為kW1。若給三相繞組通入頻率為60Hz、有效值為30A的對(duì)稱正序電流，則產(chǎn)生的每極三相合成基波磁通勢(shì)的幅值為______A，轉(zhuǎn)速是______r/min，轉(zhuǎn)向?yàn)開_____，該磁通勢(shì)在三相繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率是______Hz。【答案】13.5N1kW1；1200；從U相軸線轉(zhuǎn)向V相軸線；60【解析】每極三相合成基波磁通勢(shì)的幅值為F＝1.5×（0.9/p）×I×N1×kW1＝13.5N1kW1；轉(zhuǎn)速n＝60f/p＝60×60/3＝1200r/min；磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相交流電的相序，題中說明為對(duì)稱正序電流，因此轉(zhuǎn)向也為正序，即從U相軸線轉(zhuǎn)向V相軸線；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率與輸入交流電頻率相同，為60Hz。3（多項(xiàng)選擇題）一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，①若希望增大其最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，下列哪些辦法是有效的？______；②若希望減小其最初起動(dòng)電流，可采用下列哪些辦法？______。A．適當(dāng)增大轉(zhuǎn)子電阻B．降低定子電壓C．減小定子漏電抗D．增大轉(zhuǎn)子漏電抗【答案】A、C；A、B、D查看答案【解析】①起動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)子電阻的增大而增大，如繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子繞組回路中串入適當(dāng)?shù)母郊与娮杩梢栽龃笃饎?dòng)轉(zhuǎn)矩；另外減小定子漏電抗可增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。而漏電抗又與繞組匝數(shù)和氣隙大小有關(guān)。因此修理電動(dòng)機(jī)時(shí)，注意保持原設(shè)計(jì)的繞組匝數(shù)和氣隙是很重要的。②增大定轉(zhuǎn)子電阻或漏電抗均可適當(dāng)減小電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，但減小定子漏電抗會(huì)導(dǎo)致啟動(dòng)電流增大。4一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，已知輸出功率為P2，機(jī)械功率為Pm，鐵耗為pFe，轉(zhuǎn)子銅耗為pCu2，則此時(shí)其轉(zhuǎn)差率s為（用已知量表示）______?！敬鸢浮縫Cu2/（Pm＋pCu2）【解析】電機(jī)轉(zhuǎn)速公式為Ω＝Pem/Tem，因此轉(zhuǎn)差率為s＝（Ω0－Ω）/Ω0＝（Pem/Tem－Pm/Tem）/（Pem/Tem），又因?yàn)镻em＝Pm＋pCu2，聯(lián)立可得s＝pCu2/（Pm＋pCu2）。二、問答題（每小題5分，共10分）1如何測(cè)定三相電力變壓器的勵(lì)磁電阻和勵(lì)磁電抗？答：通過空載試驗(yàn)來測(cè)定。空載試驗(yàn)通常在低壓側(cè)做。試驗(yàn)時(shí)，高壓繞組開路，對(duì)低壓繞組施加額定電壓，測(cè)得此時(shí)的低壓側(cè)、高壓側(cè)電壓U1、U20、低壓側(cè)電流I0、輸入功率P0。（2分）空載時(shí)，由于漏阻抗遠(yuǎn)小于勵(lì)磁阻抗，可忽略不計(jì)，因此可得：Zm＝U1ϕ/I0ϕ，Rm＝P0/（3I0ϕ2），（其中，U1ϕ、I0ϕ分別為相電壓、相電流）。（3分）2一臺(tái)三相汽輪發(fā)電機(jī)并聯(lián)在無限大電網(wǎng)上運(yùn)行，按照發(fā)電機(jī)慣例，其相電流滯后相電壓15°。此時(shí)，發(fā)電機(jī)是欠勵(lì)還是過勵(lì)？向電網(wǎng)發(fā)出什么性質(zhì)的無功功率？若需將該發(fā)電機(jī)的有功功率減小，并保持其無功功率不變，則應(yīng)如何進(jìn)行調(diào)節(jié)？調(diào)節(jié)后，發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T、功角θ、空載電動(dòng)勢(shì)E0、電樞電流I分別怎樣變化？答：過勵(lì)；發(fā)出感性無功功率。（1分）應(yīng)減小原動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩（即發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩），并減小發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流。（2分）T、θ、E0、I均減小。（2分）三、計(jì)算題（每小題7.5分，共15分）1一臺(tái)三相、6極繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，定、轉(zhuǎn)子繞組均為星形聯(lián)結(jié)，額定電壓UN＝380V，額定頻率fN＝50Hz，變比Ke＝Ki＝1.5，定、轉(zhuǎn)子參數(shù)為R1＝0.044Ω，X1σ＝0.54Ω，R2＝0.027Ω，X2σ＝0.24Ω，忽略勵(lì)磁電流，求：（1）定子施加額定電壓時(shí)的最初起動(dòng)電流Ist；（2）定子施加額定電壓，轉(zhuǎn)差率s＝0.02時(shí)的轉(zhuǎn)子相電流I2、轉(zhuǎn)子相電動(dòng)勢(shì)E2s和電磁轉(zhuǎn)矩T（注意：不得使用電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式）。解：（1）R2′＝KeKiR2＝1.52×0.027＝0.06075Ω（0.5分）X2σ′＝KeKiX2σ＝1.52×0.24＝0.54Ω（0.5分）（1分）（2）（1分）I2＝KiI2′＝1.5×67.19＝100.8A（0.5分）（1分）E2s＝sE2′/Ee＝0.02×207.3/1.5＝2.764V（1分）Pem＝3I2′2（R2′/s）＝3×67.192×0.06075/0.02＝41138W（1分）T＝Pem/Ω1＝pPem/（2πfN）＝3×41138/（2π×50）＝392.8N·m（1分）2一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)如下：額定功率PN＝46kW，額定電壓UN＝230V，額定轉(zhuǎn)速nN＝1000r/min，極對(duì)數(shù)p＝2，電樞回路總電阻Ra＝0.05Ω，勵(lì)磁回路電阻Rf＝23Ω，機(jī)械損耗pm＝300W，鐵耗pFe＝200W。若將此發(fā)電機(jī)當(dāng)作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，所加電源電壓U＝220V，并保持電樞電流為發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的電樞電流，設(shè)磁路不飽和，鐵耗和機(jī)械損耗不變，不計(jì)附加損耗，求：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n、電磁轉(zhuǎn)矩T、輸出功率P2和輸入功率P1。解：發(fā)電機(jī)時(shí)，IN＝PN/UN＝46000/230＝200A（0.5分）IfN＝UN/Rf＝230/23＝10A，IaN＝IN＋I(xiàn)fN＝200＋10＝210A（1分）EaN＝UN＋I(xiàn)aNRa＝230＋210×0.05＝240.5V（1分）CeΦN＝EaN/nN＝240.5/1000＝0.2405Wb（0.5分）電動(dòng)機(jī)時(shí)：CeΦ＝（U/UN）CeΦN＝（220/230）×0.2405＝0.23Wb（0.5分）Ea＝U－IaNRa＝220－210×0.05＝209.5V（1分）n＝Ea/（CeΦ）＝209.5/0.23＝910.9r/min（0.5分）Pem＝EaIaN＝209.5×210＝43995W（0.5分）T＝Pem/ΩN＝60Pem/（2πn）＝60×43995/（2π×910.9）＝461.2N·m（1分）[或T＝CTΦIaN＝[60/（2π）]CeΦIaN＝[60/（2π）]×0.23×210＝461.2N·m]P2＝Pem－（pm＋pFe）＝43995－（300＋200）＝43495W（0.5分）P1＝Pem＋pCu＋pf＝43995＋2102×0.05＋2202/23＝48304W（0.5分）四、論述題（5分）試分析氣隙大小對(duì)三相隱極同步發(fā)電機(jī)的同步電抗、電壓調(diào)整率、空載特性、短路特性、功角特性的影響。答：氣隙增大，主磁路磁導(dǎo)減小。在同樣電樞電流下產(chǎn)生的電樞電動(dòng)勢(shì)減小，因此電樞反應(yīng)電抗Xa減小，漏電抗Xσ也有所減小，所以同步電抗Xs減小。（1分）由于Xa減小，即電樞反應(yīng)的去磁作用減小，因此電壓調(diào)整率減小。（1分）在同樣磁電流下產(chǎn)生的空載電動(dòng)勢(shì)E0減小，即空載特性會(huì)降低。（1分）由于Xs和E0都減小，且減小的幅度基本相同，所以短路特性和功角特性基本不變。（2分）[或：Xs變化的幅度比E0的略小，因此在某一勵(lì)磁電流下的短路電流和在某一功角下的電磁功率都略有降低，即短路特性和功角特性略有降低。]B3卷（40分）：高電壓與絕緣技術(shù)一、填空題（每空1分，共10分）1電子從電極表面逸出所需的能量可通過______，______，______，______等途徑獲得。【答案】正離子撞擊陰極；光電子發(fā)射；強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射；熱電子發(fā)射查看答案2高壓靜電電壓表測(cè)得的是電壓的______，其突出的優(yōu)點(diǎn)是______。【答案】有效值；輸入阻抗極高查看答案【解析】電壓表的示數(shù)均為電壓有效值；高壓靜電電壓表的基本結(jié)構(gòu)為兩平行電極板，耦合形成電容器，這導(dǎo)致其輸入阻抗極高，因此測(cè)量時(shí)不會(huì)改變被測(cè)試品上的電壓，對(duì)于被試設(shè)備阻抗高的情況尤為合適。3描述電介質(zhì)特性的四大參數(shù)是______，______，______和______?！敬鸢浮拷殡姵?shù)ε；電導(dǎo)率γ（或電阻率ρ）；介質(zhì)損耗角正切tanδ；擊穿場(chǎng)強(qiáng)Eb查看答案二、簡答題（每小題5分，共10分）1簡述電氣設(shè)備絕緣的非破壞性試驗(yàn)的含義及主要的試驗(yàn)項(xiàng)目。答：電氣設(shè)備絕緣的非破壞性試驗(yàn)是指在較低的電壓下或用其他不會(huì)損傷絕緣的方法的測(cè)量絕緣的各種特性，從而判斷絕緣的狀態(tài)（1分）。非破壞性試驗(yàn)主要有絕緣電阻的測(cè)量（1分），泄漏電流的測(cè)量（1分），介質(zhì)損耗角正切tanδ值的測(cè)量（1分）以及局部放電的測(cè)量（1分）。2簡述用多級(jí)法求取放電間隙的50%沖擊放電電壓的過程。答：以預(yù)期的50%沖擊放電電壓的2～3%作為電壓級(jí)差（1分），對(duì)被試氣體間隙分級(jí)施加沖擊電壓，每級(jí)施加10次，至少施加4級(jí)（1分）。要求在最低一級(jí)電壓時(shí)的放電次數(shù)接近于零，而最高一級(jí)電壓時(shí)接近于全部放電（1分）。求出每級(jí)電壓下的放電次數(shù)與施加次數(shù)的比P（1分），將其按電壓值標(biāo)于正態(tài)概率紙上，求出擬合直線P＝f（U），在此直線上求得對(duì)應(yīng)于P＝0.5的電壓值（1分），此即為50%沖擊放電電壓。三、計(jì)算題（10分）某變電所母線上共接有6條線路，它們的幾何參數(shù)相同，現(xiàn)若有一幅值為1650kV的電壓波沿其中一條線路進(jìn)入變電所，求母線上的電壓幅值（母線看作一個(gè)連接點(diǎn)，波沿各線路傳播的時(shí)間遠(yuǎn)比波的持續(xù)時(shí)間長）。解：根據(jù)假設(shè)，不考慮母線的影響，也不考慮線路反射波的影響。假定每根線路的波阻抗為Z，根據(jù)彼德遜法則（4分）可得，U＝2×1650/（Z＋Z/5）×Z/5＝550（kV）（6分），即母線上的電壓波的幅值為550kV。四、論述題（10分）試論述導(dǎo)線在沖擊過電壓下的沖擊電暈對(duì)線路參數(shù)及行波傳播的影響。答：行波引起的沖擊電暈在導(dǎo)線周圍形成了導(dǎo)電性良好的電暈層，使得沖擊電暈在電離區(qū)具有徑向電位梯度低、電導(dǎo)高的特點(diǎn)，相當(dāng)于使導(dǎo)線的有效半徑增大（2分），從而使導(dǎo)線的對(duì)地電容增大（1分）。但電暈層中沒有沿導(dǎo)線軸向的電流流動(dòng)，因而線路的電感沒有發(fā)生變化（2分）。因此行波電壓引起沖擊電暈后，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線的波阻抗和波速均變?。?分）。由于只有幅值超過沖擊電暈起始電壓的行波部分才引起電暈（1分），從而這部分波的波速變慢；且幅值越高，波速越慢，因而波的波頭及波峰將變緩和變?。?分），也即波的波頭拉長、幅值降低。由于行波引起的沖擊電暈使得導(dǎo)線的自波阻抗減小，而線路的互波阻抗并未改變，所以線間的耦合系數(shù)將增大（1分）。B4卷（40分）：電力電子技術(shù)與電力拖動(dòng)一、填空題（每空1分，共10分）1功率二極管為______控型器件，晶閘管為______控型器件，IGBT為______控型器件。【答案】不；半；全查看答案【解析】功率二極管無法接受控制信號(hào)，屬于不可控器件；晶閘管可以在信號(hào)控制下導(dǎo)通而不可被控制信號(hào)關(guān)斷，屬于半控型器件；IGBT既可以在信號(hào)控制下導(dǎo)通，又可以在信號(hào)控制下關(guān)斷，屬于全控型器件。250Hz交流電源供電的單相橋式二極管整流電路直流端電壓的波動(dòng)頻率為______，三相橋式二極管整流電路直流端電壓的波動(dòng)頻率為______。【答案】100Hz；300Hz查看答案【解析】單相橋式二極管整流電路其直流端電壓的周期變?yōu)檩斎腚娫粗芷诘囊话耄虼祟l率變?yōu)樵瓉淼?倍；同理，三相橋式二極管整流電路其直流端電壓的周期變?yōu)檩斎腚娫粗芷诘?/6，因此頻率變?yōu)樵瓉淼?倍。3交－直－交變頻器由______、______和______構(gòu)成?！敬鸢浮空髌?；直流濾波環(huán)節(jié)；逆變器查看答案4交流電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速適用頻率為基頻______，此時(shí)需要保持______為常值?！敬鸢浮恳韵拢籙1/f1【解析】恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速適用于基頻以下，恒功率調(diào)速適用于基頻以上；恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速要求輸出轉(zhuǎn)矩恒定，即線圈的額定電流恒定，因此磁通恒定，而磁通等于電壓與頻率的比值，因此恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)需要保持為U1/f1常值，U1和f1分別代表電源電壓值和交流電源的頻率。二、簡答題（每小題5分，共10分）1畫出電壓型三相橋式逆變電路。答：電壓型三相橋式逆變電路如圖18所示。圖18電壓型三相橋式逆變電路2簡述直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)性能。答：（5分）第Ⅰ階段為電流上升階段，ASR迅速達(dá)到飽和，電機(jī)電流升至最大電流。第Ⅱ階段為恒流升速階段，ASR保持飽和狀態(tài)，電機(jī)在最大電流下升速。第Ⅲ階段為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值時(shí)開始進(jìn)入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段，此時(shí)轉(zhuǎn)速開始出現(xiàn)超調(diào)，ASR退出飽和狀態(tài)，ASR和ACR同時(shí)起調(diào)節(jié)作用，使轉(zhuǎn)速最終達(dá)到給定值。三、計(jì)算題（10分）三相橋式二極管整流電路對(duì)電感性負(fù)載供電。已知負(fù)載平均電壓Ud＝180V，負(fù)載電流Id＝30A，負(fù)載電感