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2025年电气工程和自动化专业考试试题及答案

一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）

1.某正弦交流电路中，已知电压u(t)=100√2sin(314t+30°)V，电流i(t)=5√2sin(314t-30°)A，则该电路的功率因数为（）。

A.0.5B.0.866C.0.707D.1

2.三相异步电动机运行时，若电源电压突然降低10%，而负载转矩不变，则电机的转速将（）。

A.升高B.降低C.不变D.先升后降

3.采用比例积分（PI）控制器的闭环控制系统，其稳态误差主要由（）决定。

A.比例系数B.积分时间常数C.系统型别D.输入信号类型

4.电力系统发生三相短路时，短路电流的周期分量幅值由（）决定。

A.短路点前的电抗B.电源电动势C.系统电压等级D.短路点后的负载

5.晶闸管整流电路中，若触发角α增大，则输出直流电压平均值（）。

A.增大B.减小C.不变D.先增后减

6.同步发电机的功角特性曲线中，当功角δ=90°时，发电机的电磁功率达到（）。

A.最大值B.最小值C.额定值D.零

7.在RLC串联电路中，当电源频率f小于谐振频率f?时，电路呈现（）。

A.感性B.容性C.阻性D.无法确定

8.自动控制理论中，根轨迹的起始点是（）。

A.开环零点B.开环极点C.闭环零点D.闭环极点

9.变压器的空载损耗主要由（）构成。

A.铜损B.铁损C.机械损耗D.附加损耗

10.电力系统的中性点不接地方式适用于（）。

A.110kV及以上系统B.35kV及以下系统C.所有电压等级D.仅10kV系统

11.直流电动机采用电枢回路串电阻调速时，随着串入电阻的增大，电机的转速（）。

A.升高B.降低C.不变D.先降后升

12.二阶系统的阻尼比ζ=0.5时，其阶跃响应的超调量约为（）。

A.16.3%B.4.3%C.60%D.25%

13.电力电子变换器中，PWM控制的核心是（）。

A.调节输出电压幅值B.调节输出频率C.用高频脉冲等效模拟目标波形D.提高变换效率

14.异步电动机的转差率s=0时，电机处于（）状态。

A.电动B.发电C.堵转D.理想空载

15.电力系统潮流计算中，PQ节点是指（）。

A.有功功率和无功功率给定的节点B.电压幅值和相位给定的节点C.有功功率和电压幅值给定的节点D.无功功率和电压幅值给定的节点

二、填空题（共10题，每题2分，共20分）

1.基尔霍夫电流定律（KCL）的本质是________守恒。

2.同步发电机的并列运行条件包括电压幅值相等、频率相等、________和相序一致。

3.自动控制系统的稳定性可通过________判据或根轨迹法分析。

4.三相变压器的联结组别Yd11表示一次侧为星形联结，二次侧为________联结，且二次侧线电压滞后一次侧线电压30°。

5.电力系统的短路类型中，________短路的危害最大，因为其短路电流最大。

6.直流电动机的电磁转矩公式为T=________（符号说明：Φ为每极磁通，Ia为电枢电流，CT为转矩常数）。

7.一阶RC电路的时间常数τ=________，其值越大，暂态过程越慢。

8.晶闸管的三个电极是阳极、阴极和________。

9.二阶系统的单位阶跃响应中，调整时间ts通常定义为响应进入并保持在稳态值±________%范围内所需的时间。

10.电力系统的无功功率平衡直接影响________的稳定。

三、简答题（共5题，每题6分，共30分）

1.简述变压器的工作原理，并说明其为何不能变换直流电压。

2.比较比例（P）、比例积分（PI）、比例积分微分（PID）控制器的特点及适用场景。

3.电力系统发生短路时，会产生哪些危害？

4.异步电动机的调速方法主要有哪几类？分别说明其原理。

5.什么是电力电子变换器的换流？常见的换流方式有哪些？

四、计算题（共4题，每题10分，共40分）

1.如图1所示电路（注：图中R1=10Ω，R2=20Ω，L=0.1H，C=100μF，Us=100V直流电源），开关S闭合前电路已稳定，t=0时S闭合。求：

（1）t≥0时电容电压u