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2025年复试电气知识题库及答案

1.简述RLC串联电路暂态过程的三种工作状态及其判别条件。

RLC串联电路暂态过程分为过阻尼、欠阻尼（衰减振荡）和临界阻尼三种状态，判别依据是特征根的性质。当阻尼系数α谐振角频率ω?（即R/(2L)1/√(LC)）时，特征根为两个不相等的负实根，响应为非振荡衰减过程，称为过阻尼；当α=ω?时，特征根为两个相等的负实根，响应为临界非振荡衰减，称为临界阻尼；当αω?时，特征根为共轭复根（实部为负，虚部为±√(ω?2-α2)），响应为衰减振荡过程，称为欠阻尼。三种状态的波形差异显著：过阻尼无振荡，过渡时间长；欠阻尼有振荡但振幅逐渐减小；临界阻尼为振荡与非振荡的边界，过渡时间最短。

2.同步发电机功角特性曲线中，功角δ的物理意义是什么？其最大值受哪些因素限制？

功角δ是同步发电机励磁电动势E?与端电压U之间的相位差，本质上反映了发电机转子主磁极轴线与气隙合成磁场轴线的空间夹角。功角特性表达式为P=(E?U)/(X_d)sinδ（隐极机），曲线呈正弦形，最大功率P_max=(E?U)/X_d出现在δ=90°处。δ的最大值受静态稳定极限限制，当δ超过90°时，电磁功率随δ增大而减小，发电机将失去同步。实际运行中，为保证静态稳定性，δ通常限制在30°~60°之间。此外，原动机输出功率、励磁电流（影响E?）及同步电抗X_d（与电机结构相关）也会影响功角特性的最大值。

3.电力系统潮流计算中，PQ节点、PV节点和平衡节点的定义及数量如何确定？

PQ节点指注入有功功率P和无功功率Q给定的节点，通常为负荷节点（如普通用户变电站），也包括部分没有自动电压调节能力的发电机节点。PV节点指注入有功功率P和电压幅值U给定的节点，一般为有自动励磁调节装置的发电机节点（如主力电厂），通过调节无功出力维持电压恒定。平衡节点用于平衡系统功率，通常选择一台容量大、调节能力强的发电机节点（如系统主调峰电厂），其有功功率和无功功率由潮流计算确定。实际系统中，PQ节点数量最多（占90%以上），PV节点数量较少（取决于可调发电机数量），平衡节点仅1个。

4.变压器励磁涌流的产生原因及主要特征是什么？抑制措施有哪些？

变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复时，铁芯严重饱和会导致励磁涌流。正常运行时，铁芯磁通接近饱和值Φ_m；合闸瞬间，若电压初相角为0°，磁通需从-Φ_m（剩磁）突变到+Φ_m，总磁通达2Φ_m+Φ_r（Φ_r为剩磁），远超饱和值，励磁电感骤降，励磁电流激增形成涌流。其特征为：①含有大量非周期分量（偏于时间轴一侧）；②二次谐波含量高（可达基波的20%~60%）；③波形存在间断角（约80°~140°）；④涌流幅值可达额定电流的6~8倍，持续时间0.5~2s。抑制措施包括：①采用剩磁较小的变压器铁芯材料；②合闸时选电压初相角为90°（磁通初始值为0，避免磁通突变）；③保护装置利用二次谐波制动（如二次谐波含量超15%时闭锁差动保护）或间断角鉴别。

5.距离保护三段式配置中，各段的保护范围、动作时限及整定原则是什么？

距离保护Ⅰ段为无时限电流速断保护，整定阻抗为被保护线路全长的80%~85%（考虑误差和过渡电阻影响），动作时限t?=0s，仅保护本线路首端部分；Ⅱ段为带时限电流速断保护，整定阻抗需与相邻线路Ⅰ段配合（一般为线路全长的100%+相邻线路Ⅰ段的10%~20%），动作时限t?=t?+Δt（Δt=0.3~0.5s），保护本线路全长及相邻线路首端；Ⅲ段为定时限过电流保护，整定阻抗按躲过最小负荷阻抗（考虑自启动系数和返回系数），动作时限t?=t?+Δt（通常1.5~3s），作为本线路和相邻线路的后备保护。三段式配置通过时限和阻抗范围的配合，实现了主保护与后备保护的协调。

6.异步电动机转差率s的定义是什么？当s0、0s1、s1时，电机分别处于什么运行状态？

转差率s定义为同步转速n?与转子转速n的差值与同步转速的比值，即s=(n?-n)/n?。当0s1时，转子转速低于同步转速，电磁转矩与转子转向相同，电机处于电动状态（最常见工况）；当s0时，转子转速高于同步转速（nn?），电磁转矩与转子转向相反（制动转矩），电机处于发电状态（如异步电机作为发电机运行或下坡时的电动机）；当s1时，转子转速反向（n为负）或转速极低（如堵转），电磁转矩与同步转速方向相同但与转子转向相反，电机处于电磁制动状态（如反接制动工况）。

7.电力系统短路电流计算中，“无限大电源”的假设条件是什么？对称三相短路时，短路电流周期分量和非周期分量的特点是什么？

无限大电源假设指电源容量无限大（内阻抗为0）、端电压恒定、频率恒定，实际中当电源容量大于短路容量20倍以上时可近似。对称三相短路时，