山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》项目十三任务六 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）电气技术类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，共155份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固电气技术类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加电气技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《电子技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》 项目十三：单相正弦交流电路（二） 任务六：功率因数的提高 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 某电路原功率因数为0.5，并联一个电容器后，其功率因数提高到0.9，则线路中的总电流（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不定 【答案】B 【解析】电路中并联电容器后，有功功率不变，根据，可知在有功功率和电源电压一定时，功率因数越高，则线路中的总电流越小，故B正确。 2. 某感性负载采用并联电容进行无功补偿，补偿前、后的功率因数分别为和，则补偿前、后的功率因数关系为() A. B. C. D. 【答案】A 【解析】在感性负载两端并联电容后，功率因数会提高，即，故选A。 3. 交流电路中，功率因数是指（ ） A. 有功功率与视在功率的比值 B. 无功功率与有功功率的比值 C. 视在功率与无功功率的比值 D. 无功功率与视在功率的比值 【答案】A 【解析】功率因数反映电能利用程度，其数值为有功功率与视在功率的比值。 4. 在交流电路中，有功功率与视在功率的比值称为（ ） A. 无功功率 B. 功率因数 C. 视在功率 D. 电能损耗 【答案】B 【解析】功率因数等于有功功率与视在功率的比值，常用 cosφ 表示。 5. 在交流电路中，功率因数的数值通常（ ） A. 小于零且没有下限 B. 大于零且不大于一 C. 大于一且没有上限 D. 等于一且始终不变 【答案】B 【解析】功率因数为cosφ。对于通常的实际交流负载，功率因数大于零且不大于一，故选B；纯无功负载时功率因数可为零。 6. 提高感性负载功率因数的常用方法是（ ） A. 在负载两端串联电容器 B. 在负载两端并联电阻器 C. 在负载两端并联电容器 D. 在负载两端串联电感器 【答案】C 【解析】感性负载并联电容器后，电容提供部分容性无功功率，可减小电源供给的无功功率。 7. 对感性负载进行无功补偿时，常用的方法是（ ） A. 在感性负载两端串联电容器 B. 在感性负载两端并联电抗器 C. 在感性负载两端并联电容器 D. 在感性负载两端串联电抗器 【答案】C 【解析】并联电容器可提供容性无功功率，抵消感性负载吸收的部分无功功率。 8. 某车间大量使用感应电动机，且未进行无功补偿，其功率因数偏低时，在相同有功功率下会（ ） A. 线路电流明显减小 B. 线路损耗完全消失 C. 供电电压必然升高 D. 线路电流明显增大 【答案】D 【解析】有功功率一定时，功率因数降低会使视在功率增大，线路电流随之增大。 9. 某车间投入并联电容器补偿装置后，若有功功率和电源电压不变，供电线路电流将（ ） A. 增大以补偿无功功率 B. 不变以维持有功功率 C. 反向以抵消感性电流 D. 减小以降低视在功率 【答案】D 【解析】功率因数提高后，视在功率减小，在有功功率和电压不变时线路电流随之减小。 10. 如图所示，当S断开时，电路的功率因数为0.5；当S闭合时，电路的功率因数被提高到0.9，则S闭合后（ ） A. 的读数增加，的读数不变 B. 的读数不变，的读数增加 C. 的读数减小，的读数不变 D. 的读数减小，的读数增加 【答案】C 【解析】当S闭合时，功率因数提高，的读数减小，而的读数不变，故C正确。 11. 为对一台感应电动机进行就地无功补偿，补偿电容器应（ ） A. 与电动机两端并联连接 B. 与电动机绕组串联连接 C. 与电源开关串联连接 D. 与熔断器两端并联连接 【答案】A 【解析】就地补偿时，电容器通常并联在感性负载两端，使其就近提供容性无功功率。 12. 为减少无功电流在支路中流动，分散补偿电容器宜（ ） A. 尽量靠近感性负载安装 B. 尽量靠近电源进线安装 C. 尽量靠近总配电箱安装 D. 尽量靠近计量装置安装 【答案】A 【解析】分散补偿靠近感性负载安装，可减少无功电流流经支路，降低线路损耗。 13. 在电压、电流有效值不变的条件下，若电压与电流的相位差减小，则功率因数将（ ） A. 逐渐减小并趋近于零 B. 逐渐减小并趋近于负值 C. 逐渐增大并趋近于一 D. 始终不变并保持恒定 【答案】C 【解析】功率因数为 cosφ，相位差 φ 减小时，cosφ 增大并趋近于1。 14. 下列运行措施中，可能降低电动机功率因数的是（ ） A. 合理选择电动机的容量 B. 使电动机长期轻载运行 C. 提高电动机的负载率 D. 减少电动机的空载时间 【答案】B 【解析】异步电动机轻载运行时，有功功率较小而励磁无功功率仍存在，功率因数降低。 15. 某负载有功功率为12 kW，功率因数由0.6提高到0.8，则负载视在功率减少（ ） A. 减少4 kVA B. 减少5 kVA C. 减少8 kVA D. 减少10 kVA 【答案】B 【解析】补偿前视在功率为12÷0.6，即20 kVA；补偿后为12÷0.8，即15 kVA，减少5 kVA。 16. 现场需要直接读取某支路的 cosφ 数值时，应选用（ ） A. 电压表 B. 功率表 C. 功率因数表 D. 无功电度表 【答案】C 【解析】功率因数表用于直接测量和指示交流电路的功率因数。 17. 某工厂负载有功功率为30 kW，原功率因数为0.6，计划提高到0.8。已知 cosφ为0.6时 tanφ为4/3，cosφ为0.8时 tanφ为0.75，则理论所需补偿容量和补偿后视在功率分别为（ ） A. 配置12.5 kvar，视在功率37.5 kVA B. 配置17.5 kvar，视在功率42.5 kVA C. 配置22.5 kvar，视在功率37.5 kVA D. 配置17.5 kvar，视在功率37.5 kVA 【答案】D 【解析】补偿容量=30×(4/3-0.75)=17.5 kvar；补偿后视在功率=30÷0.8=37.5 kVA，故选D。 18. 某生产线负荷变化较大，为避免补偿不足或过补偿，电容器组宜采用（ ） A. 固定投入一组电容器 B. 手动投切各组电容器 C. 串联接入一组电容器 D. 自动投切各组电容器 【答案】D 【解析】自动投切装置可随负荷变化调节投入的电容器容量，使功率因数保持在合理范围。 19. 某车间投入无功补偿装置后，检测发现功率因数呈超前状态。为使功率因数接近 1，应采取（ ） A. 再接入一组补偿电容 B. 切除一组补偿电容 C. 增加一台空载电动机 D. 降低配电变压器电压 【答案】B 【解析】功率因数超前说明电容补偿容量过大，应切除部分补偿电容器组，避免过补偿。 20. 某三相感性负载的有功功率为 60 kW，补偿前功率因数为 0.60，计划提高到 0.80。若取 tanφ1 为 1.33，tanφ2 为 0.75，所需并联电容器补偿容量约为（ ） A. 20 kVar B. 35 kVar C. 45 kVar D. 80 kVar 【答案】B 【解析】并联电容补偿容量Qc=P(tanφ1－tanφ2)=60×(1.33－0.75)=34.8 kVar，约为35 kVar，故选B。 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 简述功率因数的含义，并说明提高功率因数的主要意义。 【答案】（1）功率因数是有功功率与视在功率的比值，反映交流电路中电能的利用程度。（2）提高功率因数可减小线路中的电流，降低线路和变压器的功率损耗。（3）提高功率因数可改善电压质量，并提高供电设备的利用率。 【解析】功率因数越接近1，说明视在功率中转化为有功功率的比例越大。提高功率因数能够减少无功功率在电网中的传输，具有节能和提高设备容量利用率的作用。 22. 某车间内感应电动机、变压器等感性负载较多，月度功率因数偏低。简述提高该车间功率因数的常用方法。 【答案】（1）在感性负载附近并联适当容量的电容器，补偿感性负载吸收的无功功率。（2）合理选择电动机容量，避免电动机长期轻载或空载运行。（3）对负荷变化较大的场所，可采用自动投切电容器组进行分级补偿。 【解析】感性负载会使电流滞后电压，导致功率因数降低。并联电容器可提供容性无功功率，合理运行电动机和自动补偿均能减少不必要的无功需求。 23. 某机械加工车间装有多台感应电动机。检测发现，车间负荷较轻时功率因数为0.62，生产高峰时功率因数为0.88。现拟安装电容器组提高功率因数，请说明应如何确定补偿方式，并提出运行管理措施。 【答案】（1）应根据车间负荷变化情况采用自动投切电容器组，避免仅按高峰负荷固定补偿。（2）电容器组宜分组投入，使轻载和重载时均能获得较合适的无功补偿。（3）应防止过补偿，功率因数不宜超过规定值，以免出现容性无功倒送和电压偏高。（4）应定期检查电容器、熔断器、接触器及投切装置的运行状态，发现异常及时处理。 【解析】该车间负荷变化明显，固定补偿难以兼顾轻载和重载工况。采用自动分组投切可随无功需求变化进行补偿，并通过防止过补偿和定期维护保证补偿装置安全有效运行。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 某车间的感性负载有功功率为30 kW，功率因数为0.75。现并联电容器组，将功率因数提高到0.95。（1）计算补偿前负载的视在功率。（2）计算所需电容器组的无功补偿容量。（3）计算补偿后负载的视在功率。 【答案】（1）补偿前视在功率为40 kVA。（2）所需无功补偿容量约为16.60 kvar。（3）补偿后视在功率约为31.58 kVA。 【解析】（1）。（2）。（3）。 25. 一台额定容量为100 kVA的配电变压器，现带有功功率为60 kW的感性负载，负载功率因数为0.60。若采用并联电容器补偿，使功率因数提高到0.90，计算：（1）补偿前负载的无功功率。（2）所需电容器组的无功补偿容量。（3）补偿后变压器释放的容量。 【答案】（1）补偿前负载的无功功率为80 kVar。（2）所需无功补偿容量约为50.94 kvar。（3）变压器释放的容量约为33.33 kVA。 【解析】（1）。（2）。（3），，释放容量为。 26. 某三相异步电动机输出机械功率为45 kW，效率为0.90，接在380 V三相电源上运行，原功率因数为0.70。现将功率因数提高到0.92。（1）计算电动机的输入有功功率。（2）计算补偿前、后线路电流。（3）计算所需并联电容器组的无功补偿容量。 【答案】（1）电动机输入有功功率为50 kW。（2）补偿前线路电流约为108.6 A，补偿后线路电流约为82.6 A。（3）所需无功补偿容量约为29.71 kvar。 【解析】（1）电动机输入有功功率为。（2）三相线路电流为。补偿前；补偿后。（3）所需电容器补偿容量为 。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某车间一台三相异步电动机的有功功率为24 kW，功率因数为0.60，供电电压为380 V。现要求将功率因数提高到0.90，忽略补偿装置损耗。（1）计算需并联电容器提供的无功功率，并计算补偿前、后的线路电流。（2）若该电动机所在支路断路器额定电流为50 A，判断补偿后该断路器能否满足长期运行要求。（3）说明该电动机采用电容器补偿时的安装方式及投切要求。 【答案】（1）。补偿前电流；补偿后电流。（2）当电容器接在该支路断路器的负荷侧、与电动机并联时，断路器流过的补偿后线路电流为40.51 A，小于额定电流50 A，能够满足长期运行要求。（3）电容器应接在该支路断路器负荷侧，与电动机并联，并宜与电动机同步投切。负荷变化较大时，应采用自动分组投切，防止过补偿。 【解析】（1）由功率因数得，。所需补偿无功功率为。三相线路电流，故补偿前，补偿后。（2）电容器接在支路断路器负荷侧时，断路器电流为补偿后的40.51 A，小于50 A，因此按题设可满足长期运行要求。（3）为使该支路电流得到补偿，电容器应与电动机并联接在支路断路器负荷侧；宜与电动机同步投切。负荷变化较大时采用自动分组投切，以避免轻载过补偿和功率因数超前。 28. 某配电室负荷监测结果表明，运行时有功功率为90 kW、无功功率为90 kVar。供电部门要求该配电室功率因数不低于0.92，现有10 kVar规格的电容器组可供选用，忽略线路和电容器损耗。（1）计算补偿前的视在功率和功率因数，并计算达到要求时所需的无功补偿容量。（2）若只能按10 kVar为一级配置电容器组，确定应安装的最小总容量。（3）分析将所选电容器组长期固定全部投入，在夜间轻载时可能产生的问题，并提出改进措施。 【答案】（1），。，。（2）补偿容量应不小于51.65 kVar，按10 kVar分级配置时，最小总容量为60 kVar。（3）轻载时负荷所需无功功率减小，固定投入60 kVar可能导致功率因数超前、电压偏高。应采用功率因数自动控制器分组投切电容器。 【解析】（1）视在功率由有功功率和无功功率合成，再按目标功率因数确定允许保留的无功功率。（2）50 kVar补偿不足，需选取60 kVar。（3）电容器容量应随负荷无功需求变化而调整，避免过补偿。 29. 某维修人员检测一台单相感性负载设备，测得其工作电压为220 V、电流为50 A、有功功率为8.0 kW，电源频率为50 Hz。为降低线路电流，计划将该设备功率因数提高到0.95，电容器并联在设备电源端，忽略损耗。（1）计算该设备补偿前的功率因数、所需补偿无功功率及对应电容器容量。（2）计算补偿后设备从电源吸取的电流，并与补偿前电流比较。（3）说明安装电容器时应采取的两项安全或运行措施。 【答案】（1），。，，。 。（2）。补偿后电流比补偿前减少11.72 A。（3）电容器应设置专用保护装置和可靠接地。停电检修前应先断开电源，并通过放电装置充分放电后再进行操作。 【解析】（1）补偿前视在功率，故。补偿前无功功率。目标功率因数为0.95时，，所需补偿容量。单相电容器无功功率，所以 。（2）补偿后电源侧电流，较补偿前50 A减少。（3）电容器应设置专用保护装置和可靠接地；停电检修前应断开电源，并经放电装置充分放电后再操作。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）电气技术类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，共155份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固电气技术类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加电气技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《电子技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》 项目十三：单相正弦交流电路（二） 任务六：功率因数的提高 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 某电路原功率因数为0.5，并联一个电容器后，其功率因数提高到0.9，则线路中的总电流（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不定 2. 某感性负载采用并联电容进行无功补偿，补偿前、后的功率因数分别为和，则补偿前、后的功率因数关系为() A. B. C. D. 3. 交流电路中，功率因数是指（ ） A. 有功功率与视在功率的比值 B. 无功功率与有功功率的比值 C. 视在功率与无功功率的比值 D. 无功功率与视在功率的比值 4. 在交流电路中，有功功率与视在功率的比值称为（ ） A. 无功功率 B. 功率因数 C. 视在功率 D. 电能损耗 5. 在交流电路中，功率因数的数值通常（ ） A. 小于零且没有下限 B. 大于零且不大于一 C. 大于一且没有上限 D. 等于一且始终不变 6. 提高感性负载功率因数的常用方法是（ ） A. 在负载两端串联电容器 B. 在负载两端并联电阻器 C. 在负载两端并联电容器 D. 在负载两端串联电感器 7. 对感性负载进行无功补偿时，常用的方法是（ ） A. 在感性负载两端串联电容器 B. 在感性负载两端并联电抗器 C. 在感性负载两端并联电容器 D. 在感性负载两端串联电抗器 8. 某车间大量使用感应电动机，且未进行无功补偿，其功率因数偏低时，在相同有功功率下会（ ） A. 线路电流明显减小 B. 线路损耗完全消失 C. 供电电压必然升高 D. 线路电流明显增大 9. 某车间投入并联电容器补偿装置后，若有功功率和电源电压不变，供电线路电流将（ ） A. 增大以补偿无功功率 B. 不变以维持有功功率 C. 反向以抵消感性电流 D. 减小以降低视在功率 10. 如图所示，当S断开时，电路的功率因数为0.5；当S闭合时，电路的功率因数被提高到0.9，则S闭合后（ ） A. 的读数增加，的读数不变 B. 的读数不变，的读数增加 C. 的读数减小，的读数不变 D. 的读数减小，的读数增加 11. 为对一台感应电动机进行就地无功补偿，补偿电容器应（ ） A. 与电动机两端并联连接 B. 与电动机绕组串联连接 C. 与电源开关串联连接 D. 与熔断器两端并联连接 12. 为减少无功电流在支路中流动，分散补偿电容器宜（ ） A. 尽量靠近感性负载安装 B. 尽量靠近电源进线安装 C. 尽量靠近总配电箱安装 D. 尽量靠近计量装置安装 13. 在电压、电流有效值不变的条件下，若电压与电流的相位差减小，则功率因数将（ ） A. 逐渐减小并趋近于零 B. 逐渐减小并趋近于负值 C. 逐渐增大并趋近于一 D. 始终不变并保持恒定 14. 下列运行措施中，可能降低电动机功率因数的是（ ） A. 合理选择电动机的容量 B. 使电动机长期轻载运行 C. 提高电动机的负载率 D. 减少电动机的空载时间 15. 某负载有功功率为12 kW，功率因数由0.6提高到0.8，则负载视在功率减少（ ） A. 减少4 kVA B. 减少5 kVA C. 减少8 kVA D. 减少10 kVA 16. 现场需要直接读取某支路的 cosφ 数值时，应选用（ ） A. 电压表 B. 功率表 C. 功率因数表 D. 无功电度表 17. 某工厂负载有功功率为30 kW，原功率因数为0.6，计划提高到0.8。已知 cosφ为0.6时 tanφ为4/3，cosφ为0.8时 tanφ为0.75，则理论所需补偿容量和补偿后视在功率分别为（ ） A. 配置12.5 kvar，视在功率37.5 kVA B. 配置17.5 kvar，视在功率42.5 kVA C. 配置22.5 kvar，视在功率37.5 kVA D. 配置17.5 kvar，视在功率37.5 kVA 18. 某生产线负荷变化较大，为避免补偿不足或过补偿，电容器组宜采用（ ） A. 固定投入一组电容器 B. 手动投切各组电容器 C. 串联接入一组电容器 D. 自动投切各组电容器 19. 某车间投入无功补偿装置后，检测发现功率因数呈超前状态。为使功率因数接近 1，应采取（ ） A. 再接入一组补偿电容 B. 切除一组补偿电容 C. 增加一台空载电动机 D. 降低配电变压器电压 20. 某三相感性负载的有功功率为 60 kW，补偿前功率因数为 0.60，计划提高到 0.80。若取 tanφ1 为 1.33，tanφ2 为 0.75，所需并联电容器补偿容量约为（ ） A. 20 kVar B. 35 kVar C. 45 kVar D. 80 kVar 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 简述功率因数的含义，并说明提高功率因数的主要意义。 22. 某车间内感应电动机、变压器等感性负载较多，月度功率因数偏低。简述提高该车间功率因数的常用方法。 23. 某机械加工车间装有多台感应电动机。检测发现，车间负荷较轻时功率因数为0.62，生产高峰时功率因数为0.88。现拟安装电容器组提高功率因数，请说明应如何确定补偿方式，并提出运行管理措施。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 某车间的感性负载有功功率为30 kW，功率因数为0.75。现并联电容器组，将功率因数提高到0.95。（1）计算补偿前负载的视在功率。（2）计算所需电容器组的无功补偿容量。（3）计算补偿后负载的视在功率。 25. 一台额定容量为100 kVA的配电变压器，现带有功功率为60 kW的感性负载，负载功率因数为0.60。若采用并联电容器补偿，使功率因数提高到0.90，计算：（1）补偿前负载的无功功率。（2）所需电容器组的无功补偿容量。（3）补偿后变压器释放的容量。 26. 某三相异步电动机输出机械功率为45 kW，效率为0.90，接在380 V三相电源上运行，原功率因数为0.70。现将功率因数提高到0.92。（1）计算电动机的输入有功功率。（2）计算补偿前、后线路电流。（3）计算所需并联电容器组的无功补偿容量。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某车间一台三相异步电动机的有功功率为24 kW，功率因数为0.60，供电电压为380 V。现要求将功率因数提高到0.90，忽略补偿装置损耗。（1）计算需并联电容器提供的无功功率，并计算补偿前、后的线路电流。（2）若该电动机所在支路断路器额定电流为50 A，判断补偿后该断路器能否满足长期运行要求。（3）说明该电动机采用电容器补偿时的安装方式及投切要求。 28. 某配电室负荷监测结果表明，运行时有功功率为90 kW、无功功率为90 kVar。供电部门要求该配电室功率因数不低于0.92，现有10 kVar规格的电容器组可供选用，忽略线路和电容器损耗。（1）计算补偿前的视在功率和功率因数，并计算达到要求时所需的无功补偿容量。（2）若只能按10 kVar为一级配置电容器组，确定应安装的最小总容量。（3）分析将所选电容器组长期固定全部投入，在夜间轻载时可能产生的问题，并提出改进措施。 29. 某维修人员检测一台单相感性负载设备，测得其工作电压为220 V、电流为50 A、有功功率为8.0 kW，电源频率为50 Hz。为降低线路电流，计划将该设备功率因数提高到0.95，电容器并联在设备电源端，忽略损耗。（1）计算该设备补偿前的功率因数、所需补偿无功功率及对应电容器容量。（2）计算补偿后设备从电源吸取的电流，并与补偿前电流比较。（3）说明安装电容器时应采取的两项安全或运行措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $