《電工》高級技師題庫(附參考答案)理論知識部分一、電力系統(tǒng)與電氣設(shè)備1.簡述SF?斷路器的滅弧原理及正常運行中SF?氣體壓力異常降低的處理原則。SF?斷路器利用SF?氣體優(yōu)異的絕緣和滅弧性能實現(xiàn)滅弧。其滅弧原理為：當斷路器分閘時，動、靜觸頭分離產(chǎn)生電弧，電弧高溫使SF?氣體分解為低氟化合物，這些分解物在電弧過零時迅速復合，同時通過滅弧室的壓氣裝置（如雙壓式或單壓式結(jié)構(gòu)）加速氣體流動，帶走電弧熱量，使弧隙介質(zhì)強度快速恢復，從而熄滅電弧。正常運行中若SF?氣體壓力異常降低（低于報警值但未達閉鎖值），處理原則如下：①立即匯報調(diào)度，申請將斷路器改為非自動狀態(tài)（防止壓力過低時分合閘操作損壞設(shè)備）；②檢查氣體密度繼電器、壓力表及連接管路是否漏氣（可用檢漏儀檢測）；③若確認輕微漏氣，可補氣至額定壓力并加強監(jiān)視；若壓力持續(xù)下降至閉鎖值（分合閘操作被閉鎖），應斷開該斷路器的控制電源，用旁路斷路器代路或拉開上一級電源隔離故障。2.分析變壓器縱聯(lián)差動保護與瓦斯保護的保護范圍及配合關(guān)系?？v聯(lián)差動保護的范圍是變壓器各側(cè)電流互感器之間的電氣一次設(shè)備，包括變壓器繞組、引出線及套管的相間短路、匝間短路（嚴重時）及大電流接地系統(tǒng)中的單相接地短路。其原理是比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位，正常運行或區(qū)外故障時，差流近似為零；區(qū)內(nèi)故障時，差流超過整定值，保護動作跳開各側(cè)斷路器。瓦斯保護的范圍是變壓器內(nèi)部（油箱內(nèi)）的各種故障，包括繞組匝間短路、鐵芯燒損、油面降低等。輕瓦斯保護（氣體容積保護）動作于信號，重瓦斯保護（氣體流速保護）動作于跳閘。二者配合關(guān)系：縱聯(lián)差動保護能快速切除變壓器內(nèi)部及引出線的嚴重故障，但對輕微匝間短路（差流較?。┛赡懿幻舾?；瓦斯保護對變壓器內(nèi)部的輕微故障（如局部過熱產(chǎn)生氣體）反應靈敏，但無法反映引出線故障。因此，兩者互為補充，共同構(gòu)成變壓器的主保護。3.計算三相橋式全控整流電路（帶阻感負載，電感足夠大）中，當觸發(fā)角α=30°時，輸出直流電壓平均值U_d的表達式，并說明α的允許調(diào)節(jié)范圍。三相橋式全控整流電路帶阻感負載（電感足夠大時，電流連續(xù)），輸出直流電壓平均值公式為：U_d=2.34U?cosα（U?為變壓器二次側(cè)相電壓有效值）。當α=30°時，U_d=2.34U?×cos30°≈2.34U?×0.866≈2.026U?。α的允許調(diào)節(jié)范圍：為保證晶閘管可靠換流，觸發(fā)角α需滿足α≤90°。當α>90°時，電路進入有源逆變狀態(tài)（需滿足直流側(cè)有反向電動勢且|E|>U_d），但作為整流電路運行時，α的有效調(diào)節(jié)范圍通常為0°≤α≤90°。二、繼電保護與自動裝置4.某110kV線路配置三段式距離保護，分析其Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段的整定原則及保護范圍。距離保護Ⅰ段（瞬時動作）：按被保護線路末端短路時的測量阻抗整定，整定值一般取線路阻抗的80%～85%（考慮互感器誤差、過渡電阻等因素），動作時間為0s。保護范圍為線路全長的80%～85%，無延時切除區(qū)內(nèi)故障。距離保護Ⅱ段：按與相鄰線路距離Ⅰ段配合整定，整定值為相鄰線路Ⅰ段整定值加上本線路阻抗，同時需校驗本線路末端故障時的靈敏度（要求K_sen≥1.25）。動作時間一般為0.5s（與相鄰線路Ⅰ段時間配合）。保護范圍延伸至相鄰線路的一部分，能保護本線路全長。距離保護Ⅲ段（定時限過電流保護功能）：按躲過最大負荷電流整定（考慮自啟動系數(shù)和返回系數(shù)），動作時間按階梯原則（比下一級保護最長動作時間大0.5s）。保護范圍覆蓋本線路及相鄰線路全長，作為遠后備保護。5.簡述微機保護裝置“采樣中斷”與“主程序循環(huán)”的功能分工及異常處理邏輯。采樣中斷：由硬件定時器觸發(fā)（如每1ms中斷一次），負責實時采集模擬量（電壓、電流）、開關(guān)量（刀閘位置、保護壓板），進行A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波（如半周傅里葉算法），計算電氣量的有效值、相位等，并將數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)。中斷優(yōu)先級最高，確保采樣實時性。主程序循環(huán)：運行保護邏輯判斷（如過流、差動、距離保護判據(jù)）、事件記錄（故障時刻、動作元件、定值區(qū)號）、人機交互（顯示界面、定值修改）、自檢功能（CPU、RAM、E2PROM校驗，開入開出回路檢測）。異常處理邏輯：若采樣中斷超時（如硬件故障導致定時器失效），主程序檢測到采樣數(shù)據(jù)異常（如全為0或跳變），立即閉鎖保護出口，點亮“裝置異?！敝甘緹?，并上傳異常報文至監(jiān)控系統(tǒng)；若主程序循環(huán)卡死（如程序跑飛），看門狗（WDT）定時器超時復位CPU，重新啟動裝置并記錄“程序復位”事件。實操技能部分一、高壓電氣設(shè)備檢修與試驗6.試述110kV主變壓器更換后，現(xiàn)場驗收的關(guān)鍵項目及標準。（1）外觀檢查：油箱無滲漏（用壓力試紙檢測焊縫、蝶閥），套管油位正常（在環(huán)境溫度對應刻度線范圍內(nèi)），冷卻器散熱片無變形，接地引下線截面≥70mm2（銅排）或≥120mm2（鍍鋅扁鋼），接地電阻≤0.5Ω（用接地搖表測量）。（2）電氣試驗：①繞組直流電阻：各相電阻偏差≤2%（1600kVA以上變壓器），線間偏差≤1%；②變比及接線組別：變比誤差≤±0.5%，接線組別與銘牌一致（用變比電橋測量）；③繞組絕緣電阻及吸收比：采用2500V兆歐表，35kV及以上繞組R??≥3000MΩ，吸收比（R??/R??）≥1.3（20℃時）；④介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）：35kV繞組tanδ≤1.5%（20℃時），110kV繞組≤1.0%；⑤交流耐壓試驗：110kV繞組試驗電壓為160kV（持續(xù)1min），無放電、擊穿現(xiàn)象；⑥有載分接開關(guān)試驗：切換時間≤100ms，各檔直流電阻偏差符合要求，切換次數(shù)計數(shù)器與實際動作一致。（3）保護傳動：投入主變差動、瓦斯、零序保護壓板，模擬區(qū)內(nèi)故障（如高壓側(cè)A相接地），檢查保護動作情況：差動保護應瞬時跳開三側(cè)斷路器，重瓦斯保護動作信號正確，故障錄波器記錄波形完整（故障時刻、電流電壓突變值）。二、電氣控制系統(tǒng)調(diào)試與故障處理7.某工廠PLC控制系統(tǒng)（S7-1200）出現(xiàn)“輸出模塊無電壓輸出”故障，試述排查步驟及處理方法。（1）確認故障現(xiàn)象：觀察PLC面板“RUN”指示燈是否亮（正常應為綠色），若滅，檢查電源模塊（24VDC）輸入電壓（需在20.4V～28.8V范圍內(nèi)），若電壓異常，更換電源模塊或檢查前級開關(guān)電源。（2）檢查輸出模塊狀態(tài)：查看輸出模塊上的“DO”指示燈（對應每個輸出點），若故障點指示燈不亮，可能原因：①PLC程序中該輸出點未置位（用STEP7軟件監(jiān)控程序，確認邏輯是否滿足觸發(fā)條件）；②輸出點硬件損壞（將故障點與正常點短接，若正常點指示燈亮，說明程序正常，故障點模塊損壞）。（3）測量輸出電壓：用萬用表直流電壓檔測量故障輸出點公共端（M）與輸出端電壓，正常應為24V。若無電壓，檢查輸出模塊熔斷器（一般為5A）是否熔斷，若熔斷，斷開負載后更換熔斷器；若仍熔斷，說明負載側(cè)短路（用兆歐表測量負載對地絕緣電阻≥1MΩ）。（4）排查線路問題：檢查輸出端到負載的接線端子是否松動（用螺絲刀緊固），電纜是否斷線（用萬用表通斷檔測量），若電纜損壞，更換同規(guī)格（≥1.5mm2）控制電纜。（5）恢復與驗證：處理后，重新啟動PLC，觸發(fā)輸出邏輯，確認負載正常動作（如接觸器吸合、指示燈亮），用示波器測量輸出波形（應為穩(wěn)定24V方波），無抖動或壓降異常。三、電力安全與標準化作業(yè)8.編制10kV開關(guān)柜檢修的安全技術(shù)措施（含停電、驗電、接地步驟）。（1）停電：①提前向調(diào)度申請停電，得到許可后，斷開10kV進線斷路器（檢查機械指示“分”且控制回路指示燈滅）；②拉開進線隔離刀閘（檢查動觸頭完全脫離靜觸頭，機械鎖止到位）；③拉開電壓互感器（PT）隔離刀閘及電容器組刀閘；④在斷路器操作把手上懸掛“禁止合閘，有人工作”標示牌。（2）驗電：使用10kV專用驗電器（經(jīng)試驗合格，電壓等級匹配），先在有電設(shè)備（如相鄰運行開關(guān)柜母線）上試驗驗電器正常，再對檢修開關(guān)柜進線側(cè)、出線側(cè)、PT二次側(cè)逐相驗電。驗電時戴絕緣手套，人體與帶電部位保持≥0.7m安全距離，驗明無電壓后，記錄驗電時間及結(jié)果。（3）接地：①在進線側(cè)母線處裝設(shè)三相短路接地線（截面積≥25mm2多股軟銅線），接地端接至開關(guān)柜專用接地排（接地排與主接地網(wǎng)連接良好，接地電阻≤4Ω）；②在出線側(cè)電纜頭處加掛一組接地線（若電纜長度超過50m，需在電纜另一端驗電并接地）；③接地線裝設(shè)后，檢查接地端與導體端連接牢固（用扳手緊固），標示牌“已接地”懸掛于接地線上。（4）其他措施：在開關(guān)柜前后門懸掛“在此工作”標示牌，設(shè)置遮欄（高度≥1.7m）并懸掛“止步，高壓危險”標示牌；作業(yè)前召開站班會，宣讀工作票，明確危險點（誤入帶電間隔、感應電）及防范措施（穿絕緣靴、使用絕緣墊）。參考答案要點說明以上題目覆蓋高級電工技師需掌握