1、注册电气工程师发输变电基础考试（电气工程基础）历年真题试卷汇编 4 及答案与解析一、单项选择题1 (2005)同步发电机单机运行供给纯电容性负载，当电枢电流达到额定时，电枢反应的作用使其端电压比空载时( )。（A）不变（B）降低（C）增高（D）不能确定2 (2005)三相同步发电机在与电网并联时，必须满足一些条件，在下列条件中，必须先绝对满足的条件是( )。（A）电压相等（B）频率相等（C）相序相同（D）相位相同3 (2008)某水轮发电机的转速为 150rmin，已知电网频率为 f=50Hz，则其主磁极数应为( ) 。（A）10（B） 20（C） 30（D）404 (2010)一台汽轮发电机
2、并联于无穷大电网，额定负载时功角 =20。 ，现因故障电网电压降为 60U N。试求：当保持输入的有功功率不变，继续运行，且使功角 保持在 25。 ，应加大励磁使 E0 上升，约为原来倍数的 ( )倍。（A）125（B） 135（C） 167（D）25 (2009)一台隐极同步发电机并网运行时，如果不调节原动机，仅减少励磁电流，If 将引起( ) 。（A）功角 减小，电磁功率最大值 PMmax 减小（B）功角 减小，电磁功率最大值 PMmax 增大（C）功角 增大，电磁功率最大值 PMmax 减小（D）功角 增大，电磁功率最大值 PMmax 增大6 (2011)一台隐极同步发电机并网运行，额定
3、容量为 7500kVA，cos N=08(滞后)，UN=3150V，丫联结，同步电抗 Xs=16，不计定子电阻。该机的最大电磁功率约为( )。（A）6000kW（B） 8750kW（C） 10702kW（D）12270kW7 (2006)增加并联电网上运行的同步发电机的有功输出可采取的办法是( )。（A）输入的有功功率不变，增大励磁电流（B）增大输入的有功功率，减小励磁电流（C）增大输入的有功功率，增大励磁电流（D）减小输入的有功功率，增大励磁电流8 (2007)一台隐极同步发电机，分别在 U、I、cos 1(滞后)和 U、I、cos 2(滞后)两种情况下运行，其中 U、I 大小保持不变，而
4、cos1 cos2，那么两种情况所需的励磁电流相比为( ) 。（A）I f1I f2（B） If1=If2（C） If1I f2（D）无法相比9 (2008)一台并联于无穷大电网的同步发电机，在 cos=1的情况下运行，此时，若保持励磁电流不变，减小输出的有功功率，将引起( )。（A）功角减少，功率因数下降（B）功角增大，功率因数下降（C）功角减少，功率因数增加（D）功角增大，功率因数增加10 (2011)一台并网运行的三相同步发电机，运行时输出 cos=05(滞后)的额定电流，现在要让它输出 cos=08(滞后)的额定电流，可采取的办法是( )。（A）输入的有功功率不变，增大励磁电流（B）增
5、大输入的有功功率，减小励磁电流（C）增大输入的有功功率，增大励磁电流（D）减小输入的有功功率，增大励磁电流11 (2006)同步电动机处于过励磁状态，它从电网吸收( )。（A）感性功率（B）容性功率（C）纯有功电流（D）纯电阻电流12 (2007)一台并联在电网上运行的同步发电机，若要在保持其输出的有功功率不变的前提下，增大其感性无功功率的输出，可以采用( )。（A）保持励磁电流不变，增大原动机输入，使功角增加（B）保持励磁电流不变，减小原动机输入，使功角减小（C）保持原动机输入不变，增大励磁电流（D）保持原动机输入不变，减小励磁电流13 (2005)断路器开断空载变压器发生过电压的主要原因是
6、( )。（A）断路器的开断能力不够（B）断路器对小电感电流的截流（C）断路器弧隙恢复电压高于介质强度（D）三相断路器动作不同期14 (2006)下列说法中正确的是( ) 。（A）电网中性点接地方式对架空线过电压没有影响（B）内部过电压就是操作过电压（C）雷电过电压可分为感应雷过电压和直击雷过电压（D）间歇电弧接地过电压是谐振过电压中的一种15 (2007)绝缘子污秽闪络等事故主要发生在( ) 。（A）下雷阵雨时（B）下冰雹时（C）雾天（D）刮大风时16 (2007)用超低频 (01Hz)对大电机进行绝缘试验时，所需的试验设备容量仅为工频试验设备的( ) 。（A）150（B） 1100（C） 1
7、250（D）150017 (2009)威胁变压器绕组匝间绝缘的主要因素是( )。（A）长期工作电压（B）暂态过电压幅值（C）工频过电压（D）过电压陡度18 (2008)引起电磁波传播过程中的波反射的原因是( )。（A）波阻抗的变化（B）波速的变化（C）传播距离（D）传播媒质的变化19 (2008)一幅值为 U0 的无限长直角行波沿波阻抗为 Z 的输电线路传播至开路的末端时，末端节点上电压值是( )。（A）12U 0（B） U0（C） 0（D）2U 020 (2010)可以提高线路绝缘子雷击闪络电压的方法是( )。（A）改善绝缘子电位分布（B）提高绝缘子憎水性（C）增加绝缘子爬距（D）增加绝缘子
8、片数21 (2010)35kV 及以下输电线路一般不采取全线架设避雷线的原因是( )。（A）感应雷过电压超过线路耐雷水平（B）线路杆塔档距小（C）线路短（D）线路输送容量小22 (2011)35kV 及以下中性点不接地系统架空输电线路不采取全线架设避雷线方式的原因之一是( ) 。（A）设备绝缘水平低（B）雷电过电压幅值低（C）系统短路电流小（D）设备造价低23 (2007)决定电气设备绝缘水平的避雷器参数是( )。（A）额定电压（B）残压（C）工频参考电压（D）最大长期工作电压24 (2008)决定避雷器额定电压是( ) 。（A）预期的操作过电压幅值（B）系统标称电压（C）预期的雷击过电压幅值
9、（D）预期的工频过电压25 (2011)避雷器保护变压器时规定避雷器距变压器的最大电气距离，其原因是( )。（A）防止避雷器对变压器反击（B）增大配合系数（C）减小雷电绕击概率（D）满足避雷器残压与变压器的绝缘配合26 (2005、2009)高压断路器一般采用多断口结构，通常在每个断口并联电容 C。并联电容的作用是( ) 。（A）使弧隙电压的恢复过程由周期性变为非周期性（B）使得电压能均匀地分布在每个断口上（C）可以增大介质强度的恢复速度（D）可以限制系统中的操作过电压27 (2010)为了使断路器各断口上的电压分布接近相等，常在断路器多断口上加装( )。（A）并联电抗（B）并联电容（C）并联
10、电阻（D）并联辅助断口28 (2005)断路器开断交流电路的短路故障时，弧隙电压恢复过程与电路的参数等有关，为了把具有周期性振荡特性的恢复过程转变为非周期性的恢复过程，可在断路器触头两端并联一只电阻 r，其值一般取( )。(C、L 为电路中的电容、电感)（A）（B）（C）（D）29 (2008)为使熔断器的弧隙电压恢复过程为非周期性的，可在熔断器触头两端( )。（A）并联电阻（B）并联电容（C）并联电感（D）并联辅助触头30 (2006)为了保证断路器在关合短路电流时的安全性，其关合电流满足条件( )。（A）应不小于短路冲击电流（B）应不大于短路冲击电流（C）只需大于长期工作电流（D）只需大于
11、通过断路器的短路稳态电流注册电气工程师发输变电基础考试（电气工程基础）历年真题试卷汇编 4 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 C【试题解析】 同步发电机的外特性是指“n=n 1，I f=常数，cos=常数”的条件下，同步发电机作单机运行时，端电压 U 随负载电流 Ia 变化的关系，即 U=(Ia)曲线，如图 481 所示。当励磁电流 If 不变时，负载变化为： (1)负载为纯电阻(cos=1) 时，电枢反应呈交磁作用，由于定子电枢绕组的漏电抗电压降，端电压将随着电枢电流的增大而降低。(2)负载为感性(cos=08 滞后)时，随着电枢电流的增大，有两个因素导致端电压下降，其一是电枢反应的
12、去磁作用的增强，空气隙合成磁动势将随电枢电流的增加而减小，其二是漏电抗电压降的增大，所以感性负载时，同步发电机的外特性是下降的曲线。(3)负载为容性(cos=08 超前)时，电枢反应表现为增磁作用，空气隙合成磁动势将随电枢电流的增加而增大，端电压增大。同步发电机的外特性是上升的曲线。【知识模块】 电气工程基础2 【正确答案】 C【试题解析】 发电机并入电网的条件。(1)发电机电压与系统电压大小相等(最大误差不大于 10)。如果不满足，将在发电机和电网之间产生一个环流，最大可达(2030)I N 的冲击电流，破坏发电机。(2)发电机频率与系统频率相等，如果不满足，发电机端电压与电网电压之间有相对
13、运动，产生数值一直变化的环流，引起发电机的功率振荡。(3)发电机电压与系统电压波形相同；如果不满足，高次谐波分量将在发电机和电网内产生高次谐波环流，增加运行时的损耗，使发电机温升增高，效率降低。(4)发电机电压与系统电压相序相同：如果不满足，绝不允许并网。【知识模块】 电气工程基础3 【正确答案】 D【试题解析】 由 ，得极对数 p=20，则主磁极数为40。【知识模块】 电气工程基础4 【正确答案】 B【试题解析】 根据电磁功率的公式可知： 额定负载时功角故障电网电压降为 60U N，功角 保持在 25。 时， 根据题意可知：P em=Pem，则有 E0=13487E 0。【知识模块】 电气工
14、程基础5 【正确答案】 C【试题解析】 根据电磁功率的公式可知： 不调节原动机，则同步发电机输出的有功功率不变。根据功角特性可知，必有 E0sin=常数，若减小励磁电流 If，则空载电动势 E0 减小，则功角 增大，电磁功率最大值 减小。【知识模块】 电气工程基础6 【正确答案】 D【试题解析】 根据 得 已知cosN=08(滞后)，则 N=3687 。 又丫联结，则端电压则功角=2927 。 隐极同步发电机最大电磁功率【知识模块】 电气工程基础7 【正确答案】 C【试题解析】 与电网并联运行的同步发电机，当改变原动机的功率输入时，发电机的功角 将相应的随着变化，起调节有功功率的作用，此时如励
15、磁保持不变，则输出的无功功率也改变。改变有功功率，调节原动机功率输入的同时，适当的改变同步发电机的励磁。当有功功率增加时，由 可得，I a增大，根据隐极同步发电机的电动势平衡方程式 可得， 也增大，所需的励磁电流 If 也增大。【知识模块】 电气工程基础8 【正确答案】 A【试题解析】 根据 可得：当 cos1cos 2 时，同步发电机电磁功率减小。发电机与大电网并联时，发电机的有功功率由原动机的输入功率决定。因此，减小同步发电机电磁功率，需减小输入有功功率。当有功功率减小时，由于功率因数减小，根据隐极同步发电机的电动势平衡方程式 可得，也减小，所需的励磁电流，I f 也减小。【知识模块】 电
16、气工程基础9 【正确答案】 A【试题解析】 与电网并联运行的同步发电机，当改变原动机的功率输入时，发电机的功角 将相应的随着变化，起调节有功功率的作用，此时如励磁保持不变，则输出的无功功率也改变。改变有功功率，调节原动机功率输入的同时，适当的改变同步发电机的励磁。减小发电机输出的有功功率，必须减小原动机的输入功率，使功角 减小，励磁电流保持不变，输出的无功功率增加，因此功率因数下降。【知识模块】 电气工程基础10 【正确答案】 C【试题解析】 根据 可知，当 cos=05(滞后)增大到cos=08(滞后)时，同步发电机电磁功率增大。发电机与大电网并联时，负载有电网供给，发电机的有功功率由原动机
17、的输入功率决定。因此，增大同步发电机电磁功率，需增大输入的有功功率。当有功功率增加时，由于功率因数增大，根据隐极同步发电机的电动势平衡方程式 可得， 也增大，所需的励磁电流 If 也增大。【知识模块】 电气工程基础11 【正确答案】 B【试题解析】 通过调节同步电动机的励磁电流调节无功功率，改善电网的功率因数。在过励状态(电流超前电压)下，同步电动机从电网吸收超前的无功功率(电容性无功功率)，即向电网发出滞后的无功功率(感性无功功率)；在欠励状态(电流滞后电压)下，同步电动机从电网吸收滞后的无功功率(感性无功功率)，即向电网发出超前的无功功率(电容性无功功率)。【知识模块】 电气工程基础12
18、【正确答案】 C【试题解析】 在一定有功功率输出下调节励磁电流时电枢电流及无功功率的变化。根据能量守恒，同步发电机与电网并联后，调节无功功率不需要原动机的输入功率，只通过调节同步发电机的励磁电流改变同步发电机发出的无功功率(大小和性质)。(1)同步发电机的输出有功功率 P 保持不变时，有发电机的输出电功率 P2s 和电磁功率 Pem 不变，即 当电网电压 U 和同步电抗 xs 均不变时，由上式可得：Icos= 常数 E0sin=常数 1)当 =0、cos=1 时，电枢电流 Ia 只有有功电流，I a 最小，这时的励磁为正常励磁。发电机只输出有功功率、与电网没有无功功率的交换。2)当增大励磁、I
19、 f 增大时，电枢电流 Ia 滞后于端电压 U。发电机除输出有功功率外，还供给电网一个感性无功功率，这时发电机处于过励状态，继续增大励磁，电枢电流和滞后的 将同时增大，发电机将输出更多的感性无功功率。功角 随励磁增大而减小，提高了发电机运行的稳定度。这样，增加感性无功功率的输出，受励磁电流和电枢电流的限制。3)当减小励磁、I f 减小时，电枢电流 Ia 超前于端电压 U。发电机除输出有功功率外，还供给电网一个电容性无功功率，这时发电机处于欠励状态，继续减小励磁，电枢电流和超前的 将同时增大，发电机将输出更多的容性无功功率。功角 随励磁减小而增大。4)当励磁继续减小到功角=90。 时，发电机达到
20、静态稳定的极限。若进一步减小空载电动势，发电机将失去稳定。增加容性无功功率的输出，受电枢电流和稳定的限制。(2)发电机与无穷大电网并联时，调节励磁电流的大小，可改变发电机输出的无功功率。不仅能改变无功功率的大小，也能改变无功功率的性质。过励时，电枢电流是滞后电流，发电机输出感性无功功率：欠励时，发电机输出容性无功功率，电枢电流是超前电流。【知识模块】 电气工程基础13 【正确答案】 B【试题解析】 A 项错误。断路器的开断能力不够，开断能力取决于电弧电流过零自然熄灭后，介质强度的恢复电压与电源电压恢复的状态。B 项正确。断路器对小电感电流的截流，是切除空载变压器产生过电压的原因。C 项错误。断
21、路器弧隙恢复电压高于介质强度，电弧重燃，断路器不能断开交流电路。D 项错误。三相断路器动作不同期，断路器开断三相电路时，恢复电压是首断相最大，断口电弧的熄灭在于首断相；后续断开相燃弧时间比首断相延长 0005s，电弧能量较大，可能使触头烧坏，喷油、喷气等比首断相严重。【知识模块】 电气工程基础14 【正确答案】 C【试题解析】 A 项错误。感应雷过电压对 35kV 及以下输电线路可能造成绝缘闪络，110kV 及以上线路一般不会引起闪络。感应雷过电压在三相导线中同时存在，不会引起架空线路的相问绝缘闪络。因此中性点接地方式对架空线路过电压有影响。B 项错误。内部过电压是电力系统内部参数发生改变引起
22、电网能量的转化或传递引起的过电压。内部过电压分为操作过电压和暂时过电压。C 项正确。由于直接雷击引起的直击雷过电压或雷电感应而引起的感应雷过电压称为外部过电压，也称为大气过电压或雷电过电压。D 项错误。【知识模块】 电气工程基础15 【正确答案】 C【试题解析】 参见本节知识点 4。【知识模块】 电气工程基础16 【正确答案】 D【试题解析】 大电机和电缆线路等对地电容很大的设备，用超低频交流电压(01Hz)作耐压试验，使试验设备容量可以比工频试验时小很多(用 01Hz 时设备容量仅需工频时的 1500)。【知识模块】 电气工程基础17 【正确答案】 D【试题解析】 变压器长期过负荷运行，绕组
23、产生高温，将绝缘烧焦，可能造成匝间或层间短路。过电压陡度越大，在变压器绕组中产生越大的电位梯度，危及变压器绕组的纵绝缘。【知识模块】 电气工程基础18 【正确答案】 B【试题解析】 电磁波的传播过程为波过程。输电线路的长度是有限的，当波传送到末端时，线路的电感、电容的参数会发生改变，如从架空线路传到电缆线路，电缆段对地电容相对很大，其波阻抗远小于架空线的波阻抗。参数在该处发生了改变，该点称为节点，波在节点的运动规律将发生改变，产生了折射和反射现象。【知识模块】 电气工程基础19 【正确答案】 D【试题解析】 线路末端开路相当于在末端接了一条波阻抗为无穷大的导线，电压反射波和入射波叠加，使末端电
24、压上升一倍，电流为零。波到达开路的末端时，全部磁场能量转变为电场能量，使电压上升一倍。因此本题中 D 项正确。【知识模块】 电气工程基础20 【正确答案】 C【试题解析】 参见知识点 3，架空输电线路的防雷保护。【知识模块】 电气工程基础21 【正确答案】 D【试题解析】 35kV 及以下电压等级线路，发生雷击造成短路或接地故障后，故障电流小。所以对于 35kV 及以下电压等级线路，一般不采用全线架设避雷线的方式，而是采用中性点不接地或者经消弧线圈接地的方式。【知识模块】 电气工程基础22 【正确答案】 C【试题解析】 同题 499。【知识模块】 电气工程基础23 【正确答案】 B【试题解析】
25、 35220kV 电网通常采用普通型阀式避雷器，电气设备绝缘水平以避雷器 5kA 下的残压作为绝缘配合的依据。330kV 及以上电压等级的电网，采用磁吹型阀式避雷器，电气设备绝缘水平以避雷器 10kA 下的残压作为绝缘配合的依据。【知识模块】 电气工程基础24 【正确答案】 B【试题解析】 避雷器的额定电压为正常运行时作用于避雷器上的工频额定工作电压。【知识模块】 电气工程基础25 【正确答案】 D【试题解析】 避雷器的最大电气保护距离与侵入波的陡度、避雷器的残压和电气设备冲击耐压值等有关。避雷器距变压器的最大电气距离考虑了不同电压等级下，避雷器残压与变压器的绝缘配合问题。【知识模块】 电气工
26、程基础26 【正确答案】 B【试题解析】 参见知识点 2，多断口的断路器。【知识模块】 电气工程基础27 【正确答案】 B【试题解析】 多断口的断路器在各断口上并联一个比散杂电容大得多的电容器，使各断口上的电压分配均匀，以提高断路器的开断能力。【知识模块】 电气工程基础28 【正确答案】 C【试题解析】 参见知识点 4，断路器开断短路电流是弧隙电压恢复过程。当断路器触头上并联电阻 时，电压恢复过程为非周期性；当 rr cr 时，为周期性过程。当并联电阻 rr cr，周期性振荡特性的恢复电压转变为非周期性恢复过程，大大降低恢复电压的幅值和恢复速度，增加了断路器的开断能力。【知识模块】 电气工程基础29 【正确答案】 A【试题解析】 当触头上并联电阻 时，电压恢复过程为非周期性；当 rr cr 时，为周期性过程。当并联电阻，rr cr，周期性振荡特性的恢复电压转变为非周期性恢复过程，大大降低恢复电压的幅值和恢复速度。【知识模块】 电气工程基础30 【正确答案】 A【试题解析】 参见知识点 1，断路器中的额定关合电流。【知识模块】 电气工程基础
