高級電工技師考試題庫及答案一、選擇題1.電力系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時，通常采用的補(bǔ)償方式是（）。A.欠補(bǔ)償B.全補(bǔ)償C.過補(bǔ)償D.零補(bǔ)償答案：C2.同步發(fā)電機(jī)的功角特性中，當(dāng)功角δ超過（）時，發(fā)電機(jī)將失去靜態(tài)穩(wěn)定。A.45°B.90°C.120°D.180°答案：B3.變頻器的恒壓頻比控制（U/f控制）適用于（）。A.高精度調(diào)速場合B.風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載C.同步電機(jī)調(diào)速D.伺服系統(tǒng)答案：B4.零序電流保護(hù)主要用于（）。A.相間短路故障B.接地短路故障C.過負(fù)荷保護(hù)D.過電壓保護(hù)答案：B5.PLC中，輸入繼電器（X）的線圈（）。A.由外部信號驅(qū)動B.由程序驅(qū)動C.由輸出繼電器驅(qū)動D.由內(nèi)部輔助繼電器驅(qū)動答案：A二、判斷題1.異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=0時，電機(jī)處于理想空載狀態(tài)。（）答案：√2.高壓斷路器的額定開斷電流是指其能安全切斷的最大短路電流有效值。（）答案：√3.電力電子器件IGBT是電壓型控制器件，具有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降優(yōu)點(diǎn)。（）答案：√4.變壓器的零序阻抗與繞組連接方式及中性點(diǎn)是否接地?zé)o關(guān)。（）答案：×（注：零序阻抗與繞組連接方式、中性點(diǎn)接地狀態(tài)密切相關(guān)）5.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)時，需配置防孤島保護(hù)裝置，當(dāng)電網(wǎng)失壓時應(yīng)立即停止向電網(wǎng)送電。（）答案：√三、簡答題1.簡述同步發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的條件及注意事項(xiàng)。答案：同步發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行是指發(fā)電機(jī)發(fā)出有功功率、吸收無功功率的運(yùn)行狀態(tài)。條件包括：（1）發(fā)電機(jī)端部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許低勵磁運(yùn)行；（2）定子鐵芯端部溫升不超過允許值；（3）系統(tǒng)電壓允許發(fā)電機(jī)吸收無功。注意事項(xiàng)：（1）監(jiān)視定子鐵芯端部溫度；（2）控制進(jìn)相深度，避免靜態(tài)穩(wěn)定破壞；（3）關(guān)注廠用電電壓，必要時投用無功補(bǔ)償裝置；（4）核對勵磁系統(tǒng)低勵限制定值，防止誤動作。2.分析PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源及抑制措施。答案：干擾來源：（1）外部干擾：電網(wǎng)電壓波動、雷擊浪涌、高頻設(shè)備（如變頻器）輻射；（2）內(nèi)部干擾：PLC內(nèi)部電源噪聲、信號傳輸線耦合。抑制措施：（1）電源側(cè)：加裝隔離變壓器、濾波器，采用UPS供電；（2）接地：獨(dú)立接地（接地電阻≤4Ω），避免與動力設(shè)備共地；（3）信號傳輸：使用屏蔽電纜，屏蔽層單端接地；（4）軟件：設(shè)置數(shù)字濾波、冗余校驗(yàn)，程序中加入抗干擾邏輯（如延時確認(rèn)）；（5）物理隔離：強(qiáng)弱電線路分開走線，避免平行敷設(shè)。3.簡述高壓電動機(jī)縱聯(lián)差動保護(hù)的原理及整定要點(diǎn)。答案：原理：利用比較電動機(jī)兩側(cè)電流的大小和相位的差動繼電器構(gòu)成保護(hù)。正常運(yùn)行或外部短路時，兩側(cè)電流矢量和為零（或很?。?，差動繼電器不動作；內(nèi)部短路時，兩側(cè)電流矢量和大于整定值，繼電器動作跳閘。整定要點(diǎn)：（1）躲過電動機(jī)額定電流下的最大不平衡電流（考慮CT誤差、變比差異）；（2）躲過電動機(jī)啟動時的最大不平衡電流（啟動電流倍數(shù)大，需提高定值）；（3）最小動作電流應(yīng)大于外部短路時的最大不平衡電流；（4）校驗(yàn)靈敏度（內(nèi)部兩相短路時，差動保護(hù)的靈敏系數(shù)≥2）。四、計(jì)算題1.某臺10kV異步電動機(jī)，額定功率P_N=1250kW，額定效率η_N=0.92，功率因數(shù)cosφ_N=0.88，啟動電流倍數(shù)K_st=6.5。試計(jì)算：（1）電動機(jī)額定電流I_N；（2）直接啟動時的啟動電流I_st；（3）若供電變壓器容量S_T=2000kVA，阻抗電壓u_k%=5.5，判斷電動機(jī)直接啟動是否允許（變壓器低壓側(cè)母線電壓降ΔU%≤15%）。答案：（1）額定電流計(jì)算：I_N=P_N/(√3×U_N×η_N×cosφ_N)=1250×103/(1.732×10×103×0.92×0.88)≈1250000/(1.732×10000×0.8096)≈1250000/14027≈89.1A（2）啟動電流：I_st=K_st×I_N=6.5×89.1≈579.15A（3）變壓器低壓側(cè)母線電壓降校驗(yàn)：ΔU%=(I_st×U_N×u_k%)/(√3×S_T×10)代入數(shù)據(jù)：ΔU%=(579.15×10×5.5)/(1.732×2000×10)≈(31853.25)/(34640)≈0.92×100%≈9.2%因9.2%＜15%，故允許直接啟動。2.某35kV線路配置三段式電流保護(hù)，已知最大運(yùn)行方式下三相短路電流I_k.max=6.2kA，最小運(yùn)行方式下兩相短路電流I_k.min=4.5kA，線路最大負(fù)荷電流I_L.max=1.2kA，可靠系數(shù)K_rel=1.2，自啟動系數(shù)K_ss=1.5，返回系數(shù)K_re=0.85。計(jì)算：（1）限時電流速斷保護(hù)的動作電流I_op.Ⅱ；（2）過電流保護(hù)的動作電流I_op.Ⅲ。答案：（1）限時電流速斷保護(hù)需與下一級線路電流速斷保護(hù)配合，假設(shè)下一級線路電流速斷動作電流I_op.Ⅰ'=4kA，則：I_op.Ⅱ=K_rel×I_op.Ⅰ'=1.2×4=4.8kA校驗(yàn)靈敏度：K_sen=I_k.min/(√3×I_op.Ⅱ)=4.5/(1.732×4.8)≈4.5/8.31≈0.54（不滿足≥1.3要求，需重新整定）正確方法應(yīng)為按本線路末端最小兩相短路電流校驗(yàn)，動作電流應(yīng)滿足：I_op.Ⅱ≤I_k.min/(√3×K_sen_min)，取K_sen_min=1.3，則I_op.Ⅱ≤4.5/(1.732×1.3)≈4.5/2.25≈2kA（與配合矛盾時需采用其他方式，如方向閉鎖）（2）過電流保護(hù)動作電流：I_op.Ⅲ=K_rel×K_ss×I_L.max/K_re=1.2×1.5×1.2/0.85≈(2.16)/0.85≈2.54kA五、綜合分析題某工廠10kV配電系統(tǒng)接線如圖（略），主變T1（容量1600kVA，變比10/0.4kV，u_k%=4）帶低壓母線PC1段，PC1段接有一臺額定功率55kW的異步電動機(jī)M（額定電流102A，啟動電流倍數(shù)7，△接法），采用直接啟動。某日，電動機(jī)啟動時，PC1段母線電壓突然降至320V，導(dǎo)致其他設(shè)備停機(jī)。試分析故障原因及處理措施。答案：故障原因分析：（1）電動機(jī)啟動電流過大，導(dǎo)致母線電壓降超過允許值。根據(jù)變壓器低壓側(cè)電壓降公式ΔU%=(I_st×U_N×u_k%)/(√3×S_T×10)，計(jì)算電動機(jī)啟動時的電壓降：I_st=7×102=714A，U_N=0.4kV=400V，S_T=1600kVA，u_k%=4ΔU%=(714×400×4)/(1.732×1600×1000×10)×100%≈(1,142,400)/(27,712,000)×100%≈4.12%（理論計(jì)算與實(shí)際320V不符，說明存在其他因素）（2）可能原因：①變壓器實(shí)際容量不足（如過載運(yùn)行）；②變壓器阻抗電壓實(shí)測值大于額定值（如繞組變形）；③低壓母線電纜阻抗過大（電纜截面過小、長度過長）；④電動機(jī)實(shí)際啟動電流倍數(shù)遠(yuǎn)高于7（如轉(zhuǎn)子斷條導(dǎo)致啟動電流增大）；⑤母線接線端子接觸不良，接觸電阻增大，額外產(chǎn)生電壓降。處理措施：（1）測量變壓器實(shí)際容量及負(fù)載率，若過載需限制其他負(fù)荷或增容；（2）對變壓器進(jìn)行短路阻抗測試，確認(rèn)是否因繞組變形導(dǎo)致u_k%增大；（3）測量低壓母線至電動機(jī)電纜的直流電阻，檢查截面是否符合要求（55kW電動機(jī)建議電纜截面≥35mm2銅芯）；（4）使用鉗形電流表測量電動機(jī)實(shí)際啟動電流，若超過7倍需檢查轉(zhuǎn)子繞組；（5）檢查母線接線端子溫度及接觸電阻，緊固松動螺栓或更換氧化的端子；（6）若無法消除電壓降，可改為星三角降壓啟動（啟動電流降至1/3）或使用軟啟動器，降低啟動電流對母線的沖擊。六、論述題論述智能變電站與傳統(tǒng)變電站的主要區(qū)別及關(guān)鍵技術(shù)。答案：智能變電站與傳統(tǒng)變電站的主要區(qū)別體現(xiàn)在設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、功能集成化、檢修狀態(tài)化四個方面：（1）設(shè)備智能化：傳統(tǒng)變電站一次設(shè)備（如斷路器、變壓器）僅具備基本電氣功能，需通過大量二次電纜連接保護(hù)、測控裝置；智能變電站采用智能一次設(shè)備（如智能斷路器集成合并單元、智能變壓器內(nèi)置傳感器），具備狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)數(shù)字化輸出功能，支持與二次設(shè)備直接通信。（2）通信網(wǎng)絡(luò)化：傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)采用硬接線傳輸模擬量和開關(guān)量，通信協(xié)議不統(tǒng)一（如各廠家保護(hù)裝置獨(dú)立通信）；智能變電站基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，采用SV（采樣值）、GOOSE（面向通用對象的變電站事件）網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)字量，實(shí)現(xiàn)信息共享，減少二次電纜用量。（3）功能集成化：傳統(tǒng)變電站保護(hù)、測控、計(jì)量、錄波等功能由獨(dú)立裝置實(shí)現(xiàn)，功能重疊、接口復(fù)雜；智能變電站通過集成式保護(hù)測控裝置或站控層系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集、功能集成（如保護(hù)與測控共享電流電壓采樣值），提高系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性。（4）檢修狀態(tài)化：傳統(tǒng)變電站采用定期檢修（如斷路器每3年檢修一次），存在“過度檢修”或“檢修不足”問題；智能變電站通過一次設(shè)備的在線監(jiān)測（如變壓器油色譜、斷路器機(jī)械特性監(jiān)測）、二次設(shè)備的狀態(tài)檢測（如裝置自檢、網(wǎng)絡(luò)報文分析），實(shí)現(xiàn)“應(yīng)修必修”的狀態(tài)檢修，降低運(yùn)維成本。關(guān)鍵技術(shù)包括：（1）數(shù)字化傳感器技術(shù)：如電子式電流/電壓互感器（ECT/