电气工程及其自动化考研真题中的高频考点深度解析

电气工程及其自动化是考研中的重要专业方向，其真题涉及电路原理、电机学、电力电子技术等多个核心领域。许多考生在备考过程中会遇到一些反复出现的难点，例如控制系统的稳定性分析、电力系统故障的继电保护原理等。本文将结合历年真题，深入剖析这些高频考点，帮助考生理清知识脉络，掌握解题技巧。通过对典型例题的详细讲解，考生可以更好地理解抽象概念，提升应试能力。

问题一：电路分析中的节点电压法与网孔电流法的应用差异

节点电压法和网孔电流法是电路分析中的两种常用方法，很多真题都会涉及这两种方法的比较和应用。节点电压法以节点电位为未知量，通过基尔霍夫电流定律建立方程组；而网孔电流法则以网孔电流为未知量，基于基尔霍夫电压定律进行求解。实际应用中，选择哪种方法取决于电路的复杂程度和参数特点。例如，对于节点数较少的电路，节点电压法通常更简便；而对于网孔数较多的电路，网孔电流法可能更高效。考生需要掌握两种方法的适用场景，并能灵活切换。

在真题中，这类问题往往结合具体电路图给出，要求考生不仅会列方程，还要能判断方程组的独立性和求解顺序。例如，某真题中给出一个含受控源的电路，考生需要先判断受控源的性质，再选择合适的方法。解题时，要注意以下几点：明确电路的拓扑结构，确定节点或网孔的数量；正确标注参考节点和网孔电流方向；根据定律列方程时，要确保每个方程都能独立反映电路的约束关系。通过大量练习，考生可以培养对电路结构的快速判断能力，提高解题效率。

问题二：电力电子变流电路的谐波分析与抑制措施

电力电子变流电路是电气工程及其自动化的核心内容之一，其谐波问题在真题中频繁出现。谐波分析主要涉及傅里叶变换和频谱分析，考生需要理解谐波产生的机理和危害。例如，整流电路输出的PWM波形中包含丰富的高次谐波，这些谐波会导致电网电压波形畸变，增加设备损耗。真题中常要求考生计算特定电路的谐波含量，并设计抑制措施。

谐波抑制方法主要有无源滤波、有源滤波和主动前端补偿等。无源滤波器结构简单但体积大、成本高，适用于中小功率场合；有源滤波器动态响应快但控制复杂；主动前端补偿则结合了变流器和控制技术，能同时消除基波和直流分量。考生需要掌握不同方法的优缺点，并能根据题目要求选择合适方案。例如，某真题中给出一个含整流桥的电路，要求计算5次谐波含量并设计抑制方案，考生需要先通过傅里叶分析确定谐波幅值，再选择合适的滤波器类型。解题时，要注意谐波频率与电路开关频率的关系，以及滤波器参数对抑制效果的影响。

问题三：电力系统继电保护整定计算的步骤与要点

电力系统继电保护是保障电网安全运行的关键技术，其整定计算在真题中占有重要地位。继电保护整定的核心是确定保护装置的动作时限和灵敏度，使其既能快速切除故障，又不误动或拒动。真题常涉及距离保护、过流保护等典型保护方式的整定，考生需要熟悉整定原则和计算公式。

整定计算主要遵循"远近配合、主后备配合"的原则。例如，距离保护整定时，需要根据系统阻抗曲线确定整定阻抗，并保证相邻线路的保护级差合理；过流保护则需考虑负荷电流和故障倍数，确保灵敏系数大于1。考生需要掌握不同保护方式的整定公式，并能根据系统参数进行计算。某真题中给出一个含两条线路的电网，要求整定距离保护，考生需要先绘制阻抗曲线，再确定整定值。解题时，要注意保护时限的级差配合，以及系统运行方式变化对整定值的影响。通过练习，考生可以培养对系统运行状态的快速分析能力，提高整定计算的准确性。