2026年同等学力申硕《电气工程学科综合水平全国统一考试》题库【真题精选＋章节题库】

【内容节选】 第一部分　历年真题精选2008年同等学力申硕《电气工程学科综合水平全国统一考试》真题及详解本试卷满分为100分，其中第一部分基础理论知识60分，每位考生必答；第二部分专门知识共有5组试题，每组试题40分，考生可任选一组作答，多选者按首选组计分。2008年同等学力人员申请硕士学位学科综合水平全国统一考试电气工程试卷第一部分　基础理论知识（必答题）第二部分　专门知识（共五组，任选一组作答）考生须知1.本试卷满分为100分，其中第一部分基础理论知识60分，每位考生必答；第二部分专门知识共有5组试题，每组试题40分，考生可任选一组作答，多选者按首选组计分。2.请考生务必将本人准考证号最后两位数字填写在本页右上角方框内。3.考生一律用蓝色或黑色墨水笔在答题纸指定位置上按规定要求作答，未做在指定位置上的答案一律无效。4.监考员收卷时，考生须配合监考员验收，并请监考员在准考证上签字（作为考生交卷的凭据），否则，若发生答卷遗失，责任由考生自负。第一部分：基础理论知识（60分）（含电工基础理论部分、微机原理及应用基础部分）电工基础理论部分（共45分，其中电路部分30分，电磁场部分15分）一、填空题（每空1分，共10分）1KCL和KVL仅与元件的______有关，而与元件的性质无关。只要是______电路，KCL和KVL总是成立的。【答案】相互连接；集总查看答案【解析】KCL、KVL适用于任何集总电路，它们仅与元件的相互连接方式有关，而与元件本身的性质无关。2一周期为T的周期电流i的有效值定义式为I＝______。【答案】3图1所示电路t＝0时开关S闭合（开关S闭合前电路已达稳态），求电压uL的初始值uL（0＋）＝______。图1【答案】5V查看答案【解析】开关S闭合瞬间，电感元件电流不能突变，保持为闭合前的0A，因此闭合瞬间电感支路视为断路，电感端电压uL等于并联电阻两端电压。根据分压定理，uL（0＋）＝5V。4确定图2所示一端口电路的戴维南等效电路的参数，其开路电压Uoc＝______，等效电阻Ri＝______。图2【答案】－2V；1.33Ω查看答案【解析】应用戴维南定理，先将3A电流源与2Ω电阻并联电路等效为6V电压源与2Ω电阻串联电路；根据分压定理，取电源电压方向为参考方向，Uoc＝－6×2/6＝－2V；求解等效电阻时，将6V电压源置零，从端口看进去，电路可视为2Ω电阻与4Ω电阻并联，Ri＝（4×2）/（4＋2）＝1.33Ω。5一三角形联接的对称三相负载，若其线电流的有效值为10A，则其相电流的有效值为______。【答案】5.77A查看答案【解析】三角形连接的对称三相负载，其线电流是相电流的倍，已知线电流有效值10A，则相电流有效值为A。6在静电场中，导体表面上电场强度的切线分量Et＝______，电位移的法向分量Dn与面自由电荷密度σ之间的关系式是______，导体是一个______体。【答案】0；Dn＝σ；等电位【解析】静电场中的导体处于静电平衡状态，其内部和表面均无自由电荷运动，是一个等电位体；表面场强和电位移矢量均只有法向分量，切向分量均为0；根据高斯定理，电位移的法向分量等于面内包围的自由电荷密度。二、计算题（35分）1（8分）电路如图3所示。已知IS＝1A，R1＝10Ω，R2＝R3＝R4＝30Ω，R5＝8Ω，β＝9。求电压U5。图3解：用戴维南定理求解。若结合∆-Y变换则更简捷。求开路电压的电路如下图4所示（已变换）。图4由KCL得I1＋9I1＝1求得I1＝0.1A。则开路电压为Uoc＝－10（1－I1）＋10I1＝10×（－0.9）＋10×0.1＝－8V　（3分）求等效输入电阻的电路如图5所示。图5U＝10I＋20I1I＝I1＋9I1Ri＝U/I＝12I/I＝12Ω　（3分）得等效电路如图6所示。图6由等效电路得U5＝－8×8/（12＋8）（）＝－3.2V　（2分）若列写方程求解，列对方程给4分；求出结果给4分。2（8分）图7所示电路中，开关S闭合前电路处于稳态，t＝0时闭合开关S。求开关闭合后的电流i2（t）并定性画出i2（t）的波形。图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）的波形如图8所示。（1分）图83（7分）电路如图9所示。已知对称三相电源的内阻抗Z1＝1＋j1Ω，Y接对称三相负载阻抗Z2＝30＋j40Ω。求b、c间的电压（要求画出A相等效电路）。图9解：电路为对称三相电路。A相等效电路如图10所示。图10　（2分）　（3分）　（2分）4（6分）两个无限长的同轴圆柱半径分别为r＝a和r＝b（b＞a），单位长度的圆柱表面上分别带有密度为σ1和σ2的面电荷。（1）计算各处的电位移D；（2）欲使r＞b区域内， D＝0，则σ1和σ2应具有什么关系？解：（1）由高斯定律，当r＜a时，有　（1.5分）当a＜r＜b时，有2πrD2＝2πaσ1，则　（1.5分）当b＜r＜∞时，有2πrD3＝2πaσ1＋2πbσ2，则　（1.5分）（2）令D3＝er（aσ1＋bσ2）/r＝0，则得到σ1/σ2＝－b/a　（1.5分）5（6分）一无损耗的λ/4传输线，特性阻抗为Z0，终端被接以一个感性负载ZL＝RL＋jXL。试证明其入端阻抗相当于一个电阻R和一个容抗XC的并联。 解：入端阻抗为　（4分）因此1/Zin＝RL/Z02＋jXL/Z02＝G＋jXC　（2分）上式表明，Zin相当于一个电阻R＝1/G＝RL/Z02和一个容抗ωC＝XC＝Z02/XL的并联。微机原理及应用基础部分（15分）一、选择题（每小题1分，共5分）在下列各题的A、B、C、D四个选项中，请选择正确的选项，写在答题纸上。1带符号的八位二进制补码的表数范围是______。A．－127～＋127B．－32768～＋32768C．－128～＋127D．－32768～＋32767【答案】C查看答案【解析】表数范围为－2n－1～＋（2n－1－1），其中n为位数，本题中n＝8，因此选C项。2指令队列具有的作用是______。A．暂存操作数地址B．暂存操作数C．暂存指令地址D．暂存预取指令【答案】D查看答案【解析】指令队列由6个字节组成，具有暂存指令和预取指令的作用。指令执行部件（EU）在执行指令时，不是直接访问存储器取指令，而是从指令队列中取得指令代码，并分析执行它，这样就提高了指令的执行速度。3若某存储器芯片有8条数据线，存储容量为2KB，它的地址线应有______。A．10根B．11根C．12根D．16根【答案】B查看答案【解析】存储器容量是位宽（取决于数据线根数）与2N的乘积，其中N为地址线根数，注意单位为bit。本题中，有2KB＝16Kbit＝23×211bit，其中23是数据线根数8根，因此地址线有11根。4当计数/定时器8253控制字设置为16位初值时，CPU工作为______。A．一次仅写8位B．两次写完16位C．一次写16位D．上述三种情况都不对【答案】B查看答案【解析】8253的数据缓存器只有8位，因此需要分两次写完16位。5二进制数011001011110的八进制表示为______。A．3156QB．3136QC．3276QD．3176Q【答案】B查看答案【解析】使用“三合一”法可将二进制转化为八进制，即源码中从左到右每三个数字一组合成一个八进制数即可。（011001011110）2＝3（011）1（001）3（011）6（110）Q。二、填空题（每空1分，共5分）1若X＝－107，Y＝74。按8位二进制补码可写出[X＋Y]补＝______。【答案】11011111B查看答案【解析】X＋Y＝－107＋74＝－33，求负数的补码是将原码除符号位之外的各位求反之后在末位加1，因此[X＋Y]补＝[－33]补＝[10100001]补＝11011111B。2堆栈指针寄存器SP专用于指示______的位置；堆栈是内存RAM特定的存储区，它采用______的方式处理所存的数据。【答案】堆栈顶部或栈顶；先进后出或FILO查看答案【解析】SP总指向最后一个压入堆栈的数据所在的数据单元，即栈顶；从堆栈中读取数据时，按照先进后出的原则，读取堆栈数据的过程叫做‘弹出’（pop），每弹出一个数据，SP即向相反方向做一次调整。3CPU对外设进行数据传送的控制方式有程序控制（查询）方式、______方式以及______方式。【答案】中断；DMA控制或存储器直接存取查看答案【解析】CPU对外设进行数据传送的控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式。（1）程序直接控制方式：就是由用户进程直接控制内存或CPU和外围设备之间的信息传送。这种方式控制者都是用户进程。（2）中断控制方式：被用来控制外围设备和内存与CPU之间的数据传送。这种方式要求CPU与设备（或控制器）之间有相应的中断请求线，而且在设备控制器的控制状态寄存器的相应的中断允许位。（3）DMA方式：又称直接存取方式。其基本思想是在外围设备和内存之间开辟直接的数据交换通道。三、简答题（5分）1（3分）程序阅读理解（其中：1A－8086，1B－8031，两者择一，不重复记分。）（1A）设某数据区定义如下：执行下列程序后，回答问题。问：（SI）＝①______、（BX）＝②______、（AL）＝③______。（1B）下列程序代码完成将外部存储器2000H单元的内容送往外部存储器2200H单元，请将程序补充完整。（共3分）（其中：1A-8086，1B-8031，两者择一，不重复记分。）答：（1A）①2；②0200H；③55。【解析】第一行MOV指令表示SI取值为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）①MOVX或MOVC；②@DPTR或@A＋DPTR；③MOVX。【解析】核心思想为以内部寄存器A做中转实现外部存储器数据转移。2（2分）已知从首地址STR处开始，连续存放了x个字节（字节数不大于32K）的ASCII码字符串，其中有一个是“R”字符。现在要求找出“R”字符相对首地址的距离（用字节数表示），并将其存入存储器的DIS单元，请画出符合要求的程序流程图。答：流程如图11所示。说明：从首地址开始依次在地址单元中读取字符与“R”比较，不相等继续寻找并记录循环次数，找到后通过循环次数得出该字符距离首地址的字节数。图11第二部分　专门知识（40分）（注：本部分由B1～B5五组试题构成，每位考生可任选做其中的一组试题，若选做多组试题，则按首选组计分）B1卷（40分）：电力系统分析一、填空题（每空1分，共10分）1电力系统由产生电能的______元件，传输电能的______元件和______电能的用电元件所组成。【答案】发电；输电（或线路、变压器）；消耗查看答案【解析】电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。2在电力系统中可以集中产生电感性无功功率的元件有______、______和安装在电压母线上的______以及由电力电子元件组成的静止无功补偿器。【答案】发电机；调相机；电容器（组）查看答案3对电力系统继电保护的基本四性要求是______、______、______和______。【答案】选择性；速动性；灵敏性；可靠性（顺序可不一致）查看答案【解析】继电保护在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性，即保护四性。（1）可靠性：指保护该动作时动作，不该动作时不动作，确保切除的是故障设备或线路。（2）选择性：指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障，避免大面积停电。（3）灵敏性：指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，保证有故障就切除。（4）速动性：指保护装置应能尽快地切除短路故障。其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。二、简答题（每小题5分，共20分）1简述在中性点直接接地的电力系统中发生单相接地短路后，零序电压、电流的分布规律。答：（3分）零序电压故障点最高、中性点处最低，整个零序网都出现零序电压。（2分）零序电流从故障点沿零序通路流向中性点，各通路中零序电流的大小仅取决于零序电压与零序阻抗，而与电源的位置和数目无关。2简述使用计算机计算电力系统潮流的主要步骤。答：（1分）①根据系统参数计算出节点导纳矩阵并将节点分类；（1分）②设置初值并计算不平衡功率和雅可比矩阵，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利用修正量修正节点电压和相位，得到新的初值；（1分）⑤重新计算功率不平衡量，如果不满足收敛判据则返回第二步进入下一轮迭代。3简述在配电网中电流保护是如何配置、配合保证故障被快速、有选择的切除的。答：（2分）配电网目前广泛采用阶段式电流保护作为其主保护。（3分）由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，过电流保护可以保护线路全长但动作时限长，因此为保证迅速而有选择性地切除故障，常常将电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护结合起来，构成三段式电流保护。由电流速断保护、限时电流速断保护的定值与动作时间的配合来保证速动性和选择性。4分析暂态稳定时广泛使用“等面积定则”，简述加速面积、减速面积和稳定性判据的物理意义，并图示。答：（2分）功角特性图如图12所示。图12　功角特性图（1分）如图12所示，从故障开始时刻（δ0）到故障切除时刻（δc），发电机转子加速，动能增加量等于过剩转矩对于相对角位移所做的功，正好是图中abcd所包围的面积，这个面积被称之为加速面积。（1分）故障切除后转子由δc开始减速至δf引起的动能减少量，等于制动转矩所做的功，正好是图中defg所包围的面积，称之为减速面积。可能的最大减速面积为defhgd，对应的最大摇摆角为δh。（1分）假如故障期间转子动能的增加量小于等于故障切除后可能的最大减速面积efhgd，系统是稳定的。反之，系统是不稳定的。此判据习惯上被称为等面积定则。三、计算题（10分）系统示意如图13，发电机以发电机－变压器组方式接入系统，最大开机方式为两台机全开，变压器中性点全部直接接地。图13　系统示意图折算至110kV侧的参数为：，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，线路阻抗Z1＝Z2＝0.4Ω/km，Z0＝1.2Ω/km。1．请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数；2．所有元件全运行时，计算B母线发生两相接地短路时故障端口的正序、零序电流。解：（1）先求出线路参数（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、负序各1分，零序2分）所有元件全运行时三序电压等值网络图如图14～16所示：图14　正序等值图X1.G1＝5Ω，X1.G2＝8Ω，X1.AB＝24Ω，X1.BC＝16ΩX1.T1＝X1.T2＝5Ω，X1.T3＝15Ω图15　负序等值图X2.G1＝5Ω，X2.G2＝8Ω，X2.T1＝X2.T2＝5ΩX2.AB＝24Ω，X2.BC＝16Ω，X2.T3＝15Ω图16　零序等值图X0.T1＝X0.T2＝15Ω，X0.T3＝20ΩX0.AB＝72Ω，X0.BC＝48Ω（3）求出所有元件全运行时，B母线发生两相接地短路时的复合序网等值图两相接地短路时故障端口各序阻抗：（1分）故障端口正序阻抗为：Z∑1＝（X1.AB＋X1.G1＋X1.T1）||（X1.BC＋X1.G2＋X1.T2）＝（24＋10）||（16＋13）＝34×29/63＝15.65Ω故障端口负序阻抗：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）复合序网图如图17所示。图17　复合序网图Z∑2||Z∑0＝15.65×30.90/（15.65＋30.90）＝10.39Ω（1分）故障端口正序电流：（1分）故障端口零序电流：If0＝If1×15.65/（15.65＋30.90）＝0.857（KA）B2卷（40分）：电机学一、填空题（每空1分，共10分）1一台单相变压器，额定容量为11kV·A，额定电压为220V/110V。在低压侧做空载试验，测得空载电流为10A。若在高压侧做空载试验，则测得的空载电流应为______A，励磁阻抗值为______Ω，励磁阻抗的标幺值为______。【答案】5；44；10查看答案【解析】由低压侧空载试验可求出归算到低压侧的励磁阻抗为110/10＝11Ω，归算到高压侧的励磁阻抗值为11×（220/110）2＝44Ω；对应空载电流为220/44＝5A；励磁阻抗标幺值为44/[（220）2/11000]＝10。2一台三相、6极交流电机，定子上布置U、V、W三相对称交流绕组，每相绕组的串联匝数为N1，基波绕组因数为kW1。若给三相绕组通入频率为60Hz、有效值为30A的对称正序电流，则产生的每极三相合成基波磁通势的幅值为______A，转速是______r/min，转向为______，该磁通势在三相绕组中产生的感应电动势的频率是______Hz。【答案】13.5N1kW1；1200；从U相轴线转向V相轴线；60【解析】每极三相合成基波磁通势的幅值为F＝1.5×（0.9/p）×I×N1×kW1＝13.5N1kW1；转速n＝60f/p＝60×60/3＝1200r/min；磁场的旋转方向取决于三相交流电的相序，题中说明为对称正序电流，因此转向也为正序，即从U相轴线转向V相轴线；感应电动势的频率与输入交流电频率相同，为60Hz。3（多项选择题）一台三相感应电动机，①若希望增大其最初起动转矩，下列哪些办法是有效的？______；②若希望减小其最初起动电流，可采用下列哪些办法？______。A．适当增大转子电阻B．降低定子电压C．减小定子漏电抗D．增大转子漏电抗【答案】A、C；A、B、D查看答案【解析】①起动转矩随转子电阻的增大而增大，如绕线式异步电动机起动时，在转子绕组回路中串入适当的附加电阻可以增大起动转矩；另外减小定子漏电抗可增大起动转矩。而漏电抗又与绕组匝数和气隙大小有关。因此修理电动机时，注意保持原设计的绕组匝数和气隙是很重要的。②增大定转子电阻或漏电抗均可适当减小电动机的启动电流，但减小定子漏电抗会导致启动电流增大。4一台三相感应电动机负载运行时，已知输出功率为P2，机械功率为Pm，铁耗为pFe，转子铜耗为pCu2，则此时其转差率s为（用已知量表示）______。【答案】pCu2/（Pm＋pCu2）【解析】电机转速公式为Ω＝Pem/Tem，因此转差率为s＝（Ω0－Ω）/Ω0＝（Pem/Tem－Pm/Tem）/（Pem/Tem），又因为Pem＝Pm＋pCu2，联立可得s＝pCu2/（Pm＋pCu2）。二、问答题（每小题5分，共10分）1如何测定三相电力变压器的励磁电阻和励磁电抗？答：通过空载试验来测定。空载试验通常在低压侧做。试验时，高压绕组开路，对低压绕组施加额定电压，测得此时的低压侧、高压侧电压U1、U20、低压侧电流I0、输入功率P0。（2分）空载时，由于漏阻抗远小于励磁阻抗，可忽略不计，因此可得：Zm＝U1ϕ/I0ϕ，Rm＝P0/（3I0ϕ2），（其中，U1ϕ、I0ϕ分别为相电压、相电流）。（3分）2一台三相汽轮发电机并联在无限大电网上运行，按照发电机惯例，其相电流滞后相电压15°。此时，发电机是欠励还是过励？向电网发出什么性质的无功功率？若需将该发电机的有功功率减小，并保持其无功功率不变，则应如何进行调节？调节后，发电机的电磁转矩T、功角θ、空载电动势E0、电枢电流I分别怎样变化？答：过励；发出感性无功功率。（1分）应减小原动机输出转矩（即发电机输入转矩），并减小发电机励磁电流。（2分）T、θ、E0、I均减小。（2分）三、计算题（每小题7.5分，共15分）1一台三相、6极绕线型感应电动机，定、转子绕组均为星形联结，额定电压UN＝380V，额定频率fN＝50Hz，变比Ke＝Ki＝1.5，定、转子参数为R1＝0.044Ω，X1σ＝0.54Ω，R2＝0.027Ω，X2σ＝0.24Ω，忽略励磁电流，求：（1）定子施加额定电压时的最初起动电流Ist；（2）定子施加额定电压，转差率s＝0.02时的转子相电流I2、转子相电动势E2s和电磁转矩T（注意：不得使用电磁转矩的参数表达式）。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）2一台并励直流发电机数据如下：额定功率PN＝46kW，额定电压UN＝230V，额定转速nN＝1000r/min，极对数p＝2，电枢回路总电阻Ra＝0.05Ω，励磁回路电阻Rf＝23Ω，机械损耗pm＝300W，铁耗pFe＝200W。若将此发电机当作电动机运行，所加电源电压U＝220V，并保持电枢电流为发电机额定运行时的电枢电流，设磁路不饱和，铁耗和机械损耗不变，不计附加损耗，求：电动机的转速n、电磁转矩T、输出功率P2和输入功率P1。解：发电机时，IN＝PN/UN＝46000/230＝200A（0.5分）IfN＝UN/Rf＝230/23＝10A，IaN＝IN＋IfN＝200＋10＝210A（1分）EaN＝UN＋IaNRa＝230＋210×0.05＝240.5V（1分）CeΦN＝EaN/nN＝240.5/1000＝0.2405Wb（0.5分）电动机时：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、论述题（5分）试分析气隙大小对三相隐极同步发电机的同步电抗、电压调整率、空载特性、短路特性、功角特性的影响。答：气隙增大，主磁路磁导减小。在同样电枢电流下产生的电枢电动势减小，因此电枢反应电抗Xa减小，漏电抗Xσ也有所减小，所以同步电抗Xs减小。（1分）由于Xa减小，即电枢反应的去磁作用减小，因此电压调整率减小。（1分）在同样磁电流下产生的空载电动势E0减小，即空载特性会降低。（1分）由于Xs和E0都减小，且减小的幅度基本相同，所以短路特性和功角特性基本不变。（2分）[或：Xs变化的幅度比E0的略小，因此在某一励磁电流下的短路电流和在某一功角下的电磁功率都略有降低，即短路特性和功角特性略有降低。]B3卷（40分）：高电压与绝缘技术一、填空题（每空1分，共10分）1电子从电极表面逸出所需的能量可通过______，______，______，______等途径获得。【答案】正离子撞击阴极；光电子发射；强场发射；热电子发射查看答案2高压静电电压表测得的是电压的______，其突出的优点是______。【答案】有效值；输入阻抗极高查看答案【解析】电压表的示数均为电压有效值；高压静电电压表的基本结构为两平行电极板，耦合形成电容器，这导致其输入阻抗极高，因此测量时不会改变被测试品上的电压，对于被试设备阻抗高的情况尤为合适。3描述电介质特性的四大参数是______，______，______和______。【答案】介电常数ε；电导率γ（或电阻率ρ）；介质损耗角正切tanδ；击穿场强Eb查看答案二、简答题（每小题5分，共10分）1简述电气设备绝缘的非破坏性试验的含义及主要的试验项目。答：电气设备绝缘的非破坏性试验是指在较低的电压下或用其他不会损伤绝缘的方法的测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘的状态（1分）。非破坏性试验主要有绝缘电阻的测量（1分），泄漏电流的测量（1分），介质损耗角正切tanδ值的测量（1分）以及局部放电的测量（1分）。2简述用多级法求取放电间隙的50%冲击放电电压的过程。答：以预期的50%冲击放电电压的2～3%作为电压级差（1分），对被试气体间隙分级施加冲击电压，每级施加10次，至少施加4级（1分）。要求在最低一级电压时的放电次数接近于零，而最高一级电压时接近于全部放电（1分）。求出每级电压下的放电次数与施加次数的比P（1分），将其按电压值标于正态概率纸上，求出拟合直线P＝f（U），在此直线上求得对应于P＝0.5的电压值（1分），此即为50%冲击放电电压。三、计算题（10分）某变电所母线上共接有6条线路，它们的几何参数相同，现若有一幅值为1650kV的电压波沿其中一条线路进入变电所，求母线上的电压幅值（母线看作一个连接点，波沿各线路传播的时间远比波的持续时间长）。解：根据假设，不考虑母线的影响，也不考虑线路反射波的影响。假定每根线路的波阻抗为Z，根据彼德逊法则（4分）可得，U＝2×1650/（Z＋Z/5）×Z/5＝550（kV）（6分），即母线上的电压波的幅值为550kV。四、论述题（10分）试论述导线在冲击过电压下的冲击电晕对线路参数及行波传播的影响。答：行波引起的冲击电晕在导线周围形成了导电性良好的电晕层，使得冲击电晕在电离区具有径向电位梯度低、电导高的特点，相当于使导线的有效半径增大（2分），从而使导线的对地电容增大（1分）。但电晕层中没有沿导线轴向的电流流动，因而线路的电感没有发生变化（2分）。因此行波电压引起冲击电晕后，会导致导线的波阻抗和波速均变小（2分）。由于只有幅值超过冲击电晕起始电压的行波部分才引起电晕（1分），从而这部分波的波速变慢；且幅值越高，波速越慢，因而波的波头及波峰将变缓和变小（1分），也即波的波头拉长、幅值降低。由于行波引起的冲击电晕使得导线的自波阻抗减小，而线路的互波阻抗并未改变，所以线间的耦合系数将增大（1分）。B4卷（40分）：电力电子技术与电力拖动一、填空题（每空1分，共10分）1功率二极管为______控型器件，晶闸管为______控型器件，IGBT为______控型器件。【答案】不；半；全查看答案【解析】功率二极管无法接受控制信号，属于不可控器件；晶闸管可以在信号控制下导通而不可被控制信号关断，属于半控型器件；IGBT既可以在信号控制下导通，又可以在信号控制下关断，属于全控型器件。250Hz交流电源供电的单相桥式二极管整流电路直流端电压的波动频率为______，三相桥式二极管整流电路直流端电压的波动频率为______。【答案】100Hz；300Hz查看答案【解析】单相桥式二极管整流电路其直流端电压的周期变为输入电源周期的一半，因此频率变为原来的2倍；同理，三相桥式二极管整流电路其直流端电压的周期变为输入电源周期的1/6，因此频率变为原来的6倍。3交－直－交变频器由______、______和______构成。【答案】整流器；直流滤波环节；逆变器查看答案4交流电动机的恒转矩调速适用频率为基频______，此时需要保持______为常值。【答案】以下；U1/f1【解析】恒转矩调速适用于基频以下，恒功率调速适用于基频以上；恒转矩调速要求输出转矩恒定，即线圈的额定电流恒定，因此磁通恒定，而磁通等于电压与频率的比值，因此恒转矩调速时需要保持为U1/f1常值，U1和f1分别代表电源电压值和交流电源的频率。二、简答题（每小题5分，共10分）1画出电压型三相桥式逆变电路。答：电压型三相桥式逆变电路如图18所示。图18　电压型三相桥式逆变电路2简述直流电动机转速电流双闭环调速系统的起动性能。答：（5分）第Ⅰ阶段为电流上升阶段，ASR迅速达到饱和，电机电流升至最大电流。第Ⅱ阶段为恒流升速阶段，ASR保持饱和状态，电机在最大电流下升速。第Ⅲ阶段为转速调节阶段，当转速达到给定值时开始进入转速调节阶段，此时转速开始出现超调，ASR退出饱和状态，ASR和ACR同时起调节作用，使转速最终达到给定值。三、计算题（10分）三相桥式二极管整流电路对电感性负载供电。已知负载平均电压Ud＝180V，负载电流Id＝30A，负载电感L值极大。求交流电压有效值U2和二极管电压峰值及电流有效值，画出二极管电压和电流波形。解：U2＝Ud/2.34＝76.9V二极管电压VD和电流iD波形如图19所示。图19四、论述题（10分）给出交流电动机矢量控制系统的基本结构框图，并论述其原理。答：（5分）交流电动机矢量控制系统的基本结构框图如图20所示。图20　交流电动机矢量控制系统基本结构框图其中，ASR为转速调节器；AψR为磁链调节器；abc-qd和dq-abc分别为相应的坐标变换方法。由于异步电动机经坐标变换可等效为直流电机，模仿直流电机的控制方法求得控制量再经相应的坐标反变换就能控制异步电动机，达到相似的控制效果。这样通过坐标变换实现的控制系统就称作矢量变换控制系统或称矢量控制系统。（5分）B5卷（40分）：电网络理论和电磁场数值分析一、填空题（每空1分，共5分）1电路的状态方程是电路的动态方程，状态变量是一组______动态变量，状态方程就是用状态变量表达的一组______。【答案】独立的；独立的一阶微分方程查看答案2高通滤波器的功能是让______指定截止频率的频率分量顺利通过，而使自直流到指定的阻带频率的低频分量受到______。高通函数的一般形式可写成HHP（s）＝______。【答案】高于；衰减；H0sn/D（s）二、简答题（15分）1对图21所示有向图（支路和节点已标出），（1）写出其关联矩阵A，（2）以支路1、2、3为其一个树的树枝，写出所有的单树枝割集。图21答：（1）关联矩阵　（2分）（2）单树枝割集为：（1，4，5）；（2，4，5，6）；（3，5，6）（以上3个割集每个1分，共3分。）2与有限元法相比较，边界元法的主要特点和不足之处分别是什么？答：主要特点是：（1）降低问题求解的空间维数；（2）方程组的阶数降低；（3）易于处理开放边界问题；（4）计算精度高。不足之处是：（1）系数矩阵为非对称性的满阵；（2）不易处理多种媒质共存的问题；（3）系数矩阵元素的值需经数值积分处理，需要较多的计算机时。（注：在以上7条中，每答出1条得2分，最多得10分）三、计算题（每小题10分，共20分）1（1）计算图22所示电路的网络函数H（s）＝Uo（s）/Ui（s）。（2）确定网络函数H（s）的零极点。（图中运算放大器为理想运算放大器）。图22解：[Ui（s）－UA（s）]/106＝[UA（s）－UB（s）]/（106/s）＋[UA（s）－U0（s）]/（106/s）＋UA（s）/106＝0　（2分）[UA（s）－UB（s）]/（106/s）＝[UB（s）－U0（s）]/106　（2分）UB（s）＝U0（s）/2　（2分）因此，得出Ui（s）＝[（－s2－2）/s]·U0（s），H（s）＝－s/（s2＋2）　（2分）零点z1＝0，极点为p1、2＝±j1.414　（2分）2对于问题用伽辽金法求具有下列形式的近似解u＝a0sinx＋a1sin（2x）。解：取试函数为u＝a0sinx＋a1sin2x，将其代入给定的边界条件中，得a0＝1　（2分）从而有u＝sinx＋a1sin2x　（1分）代入问题的方程，可得余量为R＝－3a1sin2x　（2分）用伽辽金法，可得方程　（2分）即有－（3π/4）a1＝0，解得：a1＝0（2分），故得解为u＝sinx（1分）。