2025年電工技師考試題及答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.晶閘管整流電路中，以下哪種換流方式最適用于電網(wǎng)電壓為正弦波的場合？A.器件換流B.電網(wǎng)換流C.負載換流D.強迫換流答案：B解析：電網(wǎng)換流利用電網(wǎng)電壓過零自然關斷晶閘管，無需額外換流電路，適用于電網(wǎng)電壓為正弦波的整流或有源逆變電路；器件換流需全控型器件，負載換流依賴負載諧振，強迫換流需附加電路，均不如電網(wǎng)換流在工頻電網(wǎng)中可靠。2.某10kV配電變壓器采用Yyn0聯(lián)結組，其高壓側額定電流為57.7A，低壓側額定電流為577A。若低壓側發(fā)生三相短路，忽略系統(tǒng)阻抗，低壓側短路電流約為（）（變壓器阻抗電壓百分比Uk=4%）。A.14425AB.12345AC.10500AD.8900A答案：A解析：低壓側三相短路電流計算公式為Isc=I2N/(Uk%)，其中I2N為低壓側額定電流。代入數(shù)據(jù)得Isc=577/0.04=14425A。3.關于PLC輸入模塊的選型，以下說法錯誤的是（）。A.直流輸入模塊電壓等級需與現(xiàn)場信號匹配（如24V、48V）B.交流輸入模塊需考慮電源頻率（50Hz或60Hz）C.高速輸入模塊可用于測量頻率高于10kHz的脈沖信號D.漏型輸入模塊的公共端應接電源正極答案：C解析：常規(guī)PLC高速輸入模塊最高頻率一般為10kHz~50kHz，但具體型號需參考手冊；部分經(jīng)濟型PLC高速輸入僅支持數(shù)千赫茲，因此“高于10kHz”表述不準確。4.某380V三相異步電動機額定功率15kW，額定電流30A，采用星-三角降壓啟動時，啟動電流約為（）（直接啟動電流為額定電流的7倍）。A.70AB.105AC.140AD.210A答案：B解析：星-三角啟動時，定子繞組星形連接，相電壓為線電壓的1/√3，啟動電流為三角形連接的1/3。直接啟動電流為30×7=210A，星-三角啟動電流為210×1/3=70A？錯誤！實際計算應為：三角形啟動時線電流為√3×相電流，星形啟動時線電流等于相電流（相電壓降低1/√3，相電流降低1/√3，線電流降低1/3）。因此正確啟動電流為直接啟動電流的1/3，即210×1/3=70A？但需注意，題目中“直接啟動電流為額定電流的7倍”指線電流，因此星-三角啟動線電流為7×30×(1/3)=70A。但常見教材中星-三角啟動電流為直接啟動的1/3，因此答案應為70A。但可能題目存在表述誤差，需確認。（注：經(jīng)復核，正確計算應為：直接啟動線電流Ist_d=7×30=210A；星-三角啟動時，繞組星形連接，相電壓為220V（380/√3），相電流Ist_phase=Ist_d_phase/√3（因相電壓降低√3倍，阻抗不變時相電流降低√3倍），而星形接線線電流=相電流，三角形接線線電流=√3×相電流。因此，星形啟動線電流Ist_y=Ist_d_phase/√3=（Ist_d/√3）/√3=Ist_d/3=210/3=70A。故正確答案為A選項70A。）5.關于高壓斷路器的操動機構，以下說法正確的是（）。A.彈簧操動機構的合閘能量僅由彈簧儲存，無需外部電源B.液壓操動機構的優(yōu)點是操作平穩(wěn)、出力大，適合超高壓斷路器C.氣動操動機構需配置空氣壓縮機，不適用于頻繁操作場合D.永磁操動機構結構復雜，可靠性低于傳統(tǒng)彈簧機構答案：B解析：彈簧操動機構合閘需電機給彈簧儲能，依賴外部電源；氣動機構可頻繁操作（如GIS斷路器）；永磁機構結構簡單，可靠性高；液壓機構出力大，適合500kV及以上斷路器。6.某電力電纜型號為YJV22-8.7/15-3×95，其中“22”表示（）。A.銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣，雙鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套B.鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣，細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套C.銅芯聚乙烯絕緣，雙鋼帶鎧裝聚乙烯護套D.銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣，細鋼絲鎧裝聚乙烯護套答案：A解析：YJV中“YJ”為交聯(lián)聚乙烯絕緣，“V”為聚氯乙烯護套；“22”中第一個“2”為雙鋼帶鎧裝，第二個“2”為聚氯乙烯護套（若為“3”則為細鋼絲鎧裝，“4”為粗鋼絲鎧裝）。7.關于電動機的絕緣電阻測量，以下操作錯誤的是（）。A.測量前需將電機繞組與其他設備斷開，放電5分鐘以上B.采用500V兆歐表測量380V電機的相間絕緣電阻C.測量時兆歐表轉速應保持120r/min左右，讀取1分鐘后的穩(wěn)定值D.若繞組溫度為30℃，需將測量值換算至20℃（換算系數(shù)約為1.5）答案：B解析：380V電機額定電壓低于500V，應使用500V兆歐表；若電機額定電壓為1000V及以上，需用1000V或2500V兆歐表。8.某10kV線路配置三段式電流保護，其中定時限過電流保護的動作電流應躲過（）。A.線路的最大負荷電流B.線路的最大短路電流C.線路的最小短路電流D.變壓器的勵磁涌流答案：A解析：定時限過流保護需躲過最大負荷電流，同時考慮自啟動系數(shù)，確保正常過負荷時不動作。9.關于PLC梯形圖編程規(guī)則，以下說法錯誤的是（）。A.輸出繼電器（Q）的線圈不能直接連接左側母線，需通過觸點驅動B.同一編號的輸出繼電器線圈在梯形圖中可多次使用（多線圈輸出）C.輸入繼電器（I）的線圈由外部信號驅動，不能在程序中人為置位D.梯形圖應遵循“上重下輕、左重右輕”的原則，減少程序掃描時間答案：B解析：PLC中同一編號的輸出繼電器線圈在梯形圖中只能出現(xiàn)一次（單線圈輸出），多次出現(xiàn)會導致邏輯混亂，最終輸出由最后一次線圈狀態(tài)決定。10.某直流電動機采用電樞回路串電阻調速，當負載轉矩不變時，串入電阻后（）。A.電樞電流增大，轉速降低B.電樞電流減小，轉速降低C.電樞電流不變，轉速降低D.電樞電流不變，轉速升高答案：C解析：直流電動機轉速公式n=(U-IRa)/CeΦ，串入電阻R后，n=(U-I(Ra+R))/CeΦ。負載轉矩不變時，電磁轉矩T=CTΦI不變，Φ不變則I不變，因此電樞電流不變，轉速隨R增大而降低。11.關于電力系統(tǒng)中性點接地方式，以下說法正確的是（）。A.中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，非故障相電壓升高至線電壓，允許帶故障運行2小時B.中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)適用于35kV及以下系統(tǒng)，可完全消除接地電流C.中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障電流小，對設備絕緣要求低D.中性點經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)主要用于110kV及以上高壓輸電系統(tǒng)答案：A解析：中性點不接地系統(tǒng)單相接地時，非故障相電壓升至√3倍相電壓（線電壓），允許短時運行（一般2小時）；消弧線圈接地可補償容性電流，但無法完全消除；直接接地系統(tǒng)單相接地故障電流大；低電阻接地多用于35kV以下城市配電網(wǎng)。12.某三相橋式全控整流電路輸入線電壓380V，帶阻感性負載（電感足夠大），控制角α=30°，則輸出平均電壓Ud為（）。A.234VB.198VC.164VD.117V答案：A解析：三相橋式全控整流電路阻感負載輸出電壓公式Ud=2.34U2cosα（U2為相電壓）。輸入線電壓380V，相電壓U2=380/√3≈220V，代入得Ud=2.34×220×cos30°≈2.34×220×0.866≈234V。13.關于絕緣油的試驗項目，以下不屬于預防性試驗的是（）。A.耐壓試驗（擊穿電壓）B.色譜分析（溶解氣體含量）C.介質損耗因數(shù)（tanδ）D.新油的閃點測試答案：D解析：新油的閃點測試屬于出廠試驗，預防性試驗針對運行中的設備，包括耐壓、色譜、介質損耗等。14.某異步電動機額定轉速為970r/min，電源頻率50Hz，其極對數(shù)為（）。A.2B.3C.4D.5答案：B解析：同步轉速n0=60f/p，額定轉速略低于同步轉速。970r/min接近1000r/min（n0=1000），則p=60×50/1000=3。15.關于繼電保護的“四性”，以下排序正確的是（）。A.選擇性→速動性→靈敏性→可靠性B.可靠性→選擇性→靈敏性→速動性C.靈敏性→速動性→選擇性→可靠性D.速動性→選擇性→可靠性→靈敏性答案：B解析：繼電保護首先需可靠（不拒動、不誤動），其次選擇性（僅切除故障設備），然后靈敏（反應輕微故障），最后速動（減少故障損害）。二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.PLC的掃描周期僅取決于用戶程序的長度，與輸入/輸出模塊數(shù)量無關。（×）解析：掃描周期包括輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三階段，輸入/輸出模塊數(shù)量會影響采樣和刷新時間。2.高壓驗電時，應先在有電設備上驗證驗電器良好，再在檢修設備上驗電。（√）3.異步電動機的啟動電流越大，啟動轉矩也越大。（×）解析：啟動電流大但功率因數(shù)低，啟動轉矩與啟動電流的平方及功率因數(shù)成正比，過大的啟動電流可能因繞組發(fā)熱導致轉矩下降。4.變壓器的空載損耗主要是銅損，負載損耗主要是鐵損。（×）解析：空載損耗（鐵損）由鐵芯勵磁產(chǎn)生，負載損耗（銅損）由繞組電流產(chǎn)生。5.變頻器的U/f控制模式適用于對轉速精度要求較高的場合（如機床主軸）。（×）解析：U/f控制屬于開環(huán)控制，轉速精度低，適用于風機、泵類負載；矢量控制或直接轉矩控制適用于高精度場合。6.電纜線路的零序阻抗大于正序阻抗，因為零序電流在三相中同相位，導致鋼鎧或屏蔽層感應電流更大。（√）7.直流電機的電樞反應會使氣隙磁場發(fā)生畸變，并可能導致?lián)Q向惡化。（√）8.10kV真空斷路器的滅弧介質是真空，因此無需定期檢測滅弧室真空度。（×）解析：真空滅弧室可能因密封不良導致真空度下降，需通過工頻耐壓或真空度檢測儀定期檢測。9.電力系統(tǒng)的頻率調整主要依靠發(fā)電機的調速器（一次調頻）和調頻器（二次調頻）共同完成。（√）10.測量接地電阻時，若土壤濕度大，接地電阻會減??；若土壤干燥，接地電阻會增大。（√）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述變頻器的主要控制方式及其適用場景。答：變頻器控制方式主要有：（1）U/f控制（電壓/頻率比恒定控制）：通過保持U/f恒定維持電機磁通穩(wěn)定，結構簡單、成本低，適用于對轉速精度要求不高的恒轉矩負載（如風機、水泵）。（2）矢量控制（VC）：將三相電流分解為勵磁分量和轉矩分量，分別控制，實現(xiàn)類似直流電機的調速性能，適用于高精度、高動態(tài)響應場合（如機床、電梯）。（3）直接轉矩控制（DTC）：直接控制電機的轉矩和磁鏈，動態(tài)響應更快，無需復雜坐標變換，適用于需要快速加減速的負載（如起重機、軋機）。（4）無速度傳感器控制：通過電機端電壓、電流估算轉速，簡化系統(tǒng)，適用于安裝編碼器困難的場合（如傳送帶）。2.說明變壓器差動保護與瓦斯保護的區(qū)別及配合關系。答：區(qū)別：（1）保護范圍：差動保護反映變壓器內部（繞組、引出線）及外部套管的相間短路、接地短路；瓦斯保護反映變壓器內部輕微故障（如匝間短路、鐵芯發(fā)熱、油面降低）。（2）動作原理：差動保護基于基爾霍夫電流定律（流入等于流出），故障時產(chǎn)生差流；瓦斯保護基于故障產(chǎn)生氣體或油流沖動瓦斯繼電器。（3）動作速度：差動保護為快速主保護（瞬時動作）；瓦斯保護輕瓦斯發(fā)信號，重瓦斯跳閘（有一定延時）。配合關系：差動保護無法反映輕微匝間短路（差流?。?，瓦斯保護可補充；瓦斯保護無法反映套管外故障，差動保護可覆蓋。二者共同構成變壓器主保護，缺一不可。3.簡述異步電動機軟啟動器的工作原理及主要功能。答：工作原理：軟啟動器通過晶閘管（或IGBT）的相位控制，逐步增加電機端電壓，使啟動電流平滑上升，避免直接啟動的大電流沖擊。主要功能：（1）限流啟動：設定最大啟動電流，限制電網(wǎng)壓降。（2）電壓斜坡啟動：按設定時間逐步升高電壓，實現(xiàn)平滑啟動。（3）軟停車：逐漸降低電壓，避免自由停車的機械沖擊（如水泵水錘效應）。（4）保護功能：過載、缺相、過壓/欠壓保護，提高電機運行可靠性。（5）節(jié)能運行：輕載時降低電壓，減少鐵損，提高效率。4.說明高壓電氣設備絕緣預防性試驗的主要項目及目的。答：主要項目及目的：（1）絕緣電阻測試：使用兆歐表測量，初步判斷絕緣是否受潮、老化（如繞組、電纜絕緣）。（2）介質損耗因數(shù)（tanδ）測試：測量絕緣介質在交流電壓下的損耗，判斷絕緣是否存在分層、受潮或老化（如變壓器、互感器）。（3）耐壓試驗（工頻/直流）：模擬運行中可能承受的過電壓，檢驗絕緣強度（如斷路器、套管）。（4）泄漏電流測試：測量直流電壓下的泄漏電流，比絕緣電阻更靈敏，發(fā)現(xiàn)局部缺陷（如電纜、電容器）。（5）色譜分析（油中溶解氣體）：通過檢測H2、CO、CH4等氣體含量，判斷變壓器內部是否存在過熱、放電等潛伏性故障。（6）局部放電測試：檢測絕緣內部局部放電量，評估絕緣劣化程度（如GIS、發(fā)電機繞組）。5.簡述PLC程序設計的基本原則及調試步驟。答：基本原則：（1）正確性：邏輯符合工藝要求，避免矛盾（如同一輸出多線圈）。（2）可靠性：考慮干擾因素（如輸入信號去抖動），設置互鎖（如正反轉接觸器互鎖）。（3）簡潔性：減少程序步數(shù)，優(yōu)化梯形圖結構（如“上重下輕、左重右輕”）。（4）可維護性：使用注釋說明各部分功能，合理劃分程序塊（如主程序、子程序、中斷程序）。調試步驟：（1）離線模擬：使用編程軟件的仿真功能，檢查邏輯是否正確（如輸入信號觸發(fā)輸出）。（2）在線測試：連接PLC與現(xiàn)場設備，逐步投入輸入信號，觀察輸出是否符合預期（注意安全，先斷開負載）。（3）帶載調試：設備通電運行，驗證全流程邏輯（如自動生產(chǎn)線的循環(huán)動作）。（4）故障排查：記錄異?，F(xiàn)象（如輸出不動作），通過監(jiān)控變量（如輸入點狀態(tài)、中間繼電器）定位問題（如傳感器故障、程序邏輯錯誤）。四、計算題（每題8分，共16分）1.某S11-M-500/10型變壓器，額定容量500kVA，額定電壓10kV/0.4kV，空載損耗P0=0.98kW，負載損耗Pk=5.1kW（75℃時）。試計算：（1）變壓器在負載率β=80%時的總損耗；（2）變壓器的經(jīng)濟負載率βj（即總損耗最小時的負載率）。解：（1）總損耗ΔP=P0+β2Pk=0.98+(0.8)2×5.1=0.98+0.64×5.1=0.98+3.264=4.244kW。（2）經(jīng)濟負載率βj=√(P0/Pk)=√(0.98/5.1)≈√0.192≈0.438（即43.8%）。2.一臺三相四極異步電動機，額定頻率50Hz，額定轉速1440r/min，轉子電阻R2=0.02Ω，轉子漏抗X20=0.08Ω（額定頻率下）。試求：（1）額定轉差率sN；（2）額定轉矩TN（設額定功率PN=15kW）；（3）最大轉矩Tmax及其對應的轉差率sm。解：（1）同步轉速n0=60f/p=60×50/2=1500r/min，額定轉差率sN=(n0-nN)/n0=(1500-1440)/1500=0.04。（2）額定轉矩TN=9550×PN/nN=9550×15/1440≈99.48N·m。（3）最大轉矩倍數(shù)（過載能力）λm=Tmax/TN=(R2/(2sN√(R22+X202)))+…（簡化公式），實際常用Tmax=λm×TN，其中λm=1/(2sN)×(R2/√(R22+X202))？更準確公式為Tmax=(3U12)/(2ω1[R1+√(R12+(X1+X20)2)])（忽略R1時），或用近似公式Tmax≈(3U12)/(2ω1X20)，但通常已知參數(shù)下，最大轉矩對應的轉差率sm=R2/X20=0.02/0.08=0.25；最大轉矩Tmax=TN×(λm)，其中λm=1/(2sN)×(sm/(sm2+sN2))？可能更簡單的方式是利用T=K×s/(R22+(sX20)2)，當dT/ds=0時，sm=R2/X20=0.25；此時Tmax=K×sm/(R22+(smX20)2)=K×(R2/X20)/(R22+(R2/X20×X20)2)=K/(2R2X20)。而額定轉矩TN=K×sN/(R22+(sNX20)2)=K×0.04/(0.022+(0.04×0.08)2)=K×0.04/(0.0004+0.0001024)=K×0.04/0.0005024≈K×79.6。因此Tmax=K/(2×0.02×0.08)=K/0.0032。則Tmax/TN=(K/0.0032)/(K×79.6)=1/(0.0032×79.6)≈3.93，故Tmax≈3.93×99.48≈391N·m。五、綜合分析題（每題7分，共14分）1.某工廠一條自動生產(chǎn)線由PLC控制，配置如下：輸入點I0.0（啟動按鈕）、I0.1（停止按鈕）、I0.2（限位開關1）、I0.3（限位開關2）；輸出點Q0.0（電機1）、Q0.1（電機2）。工藝要求：按下啟動按鈕，電機1啟動，運行至限位開關1動作（I0.2=1），電機1停止，電機2啟動；電機2運行至限位開關2動作（I0.3=1），電機2停止，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。（1）繪制梯形圖程序（要求包含必要的互鎖和復位邏輯）；（2）若電機1啟動后無法停止，可能的故障原因有哪些？答：（1）梯形圖邏輯：-初始狀態(tài)：I0.0（啟動）未按下，Q0.0、Q0.1均為0。-按下I0.0（啟動），Q0.0線圈得電并自鎖（通過I0.0的常開觸點與Q0.0的常開觸點并聯(lián)），電機1運行。-當電機1運行至I0.2（限位開關1）動作（I0.2=1），Q0.0線圈失電（I0.2的常閉觸點斷開自鎖回路），同時Q0.1線圈得電并自鎖（通過I0.2的常開觸點觸發(fā)），電機2運行。-電機2運行至I0.3（限位開關2）動作（I0.3=1），Q0.1線圈失電（I0.3的常閉觸點斷開自鎖回路），系統(tǒng)復位。-停止按鈕I0.1為常閉觸點，串聯(lián)在總控制回路中，按下時切斷所有輸出。（2）電機1無法停止的可能原因：①限位開關1（I0.2）故障：觸點未閉合（如機械卡澀、接線松動），PLC輸入點未檢測到信號。②PLC輸入模塊故障：I0.2對應的輸入通道損壞，無法接收限位開關信號。③梯形圖程序錯誤：自鎖回路未正確斷開（如I0.2的常閉觸點未串聯(lián)在Q0.0的線圈回路中）。④電機1的接觸器