2025年電工(高級)試題及電工(高級)一、理論知識試題（一）單項選擇題（每題2分，共20分）1.某10kV電力系統(tǒng)采用中性點不接地運行方式，當發(fā)生單相金屬性接地故障時，非故障相的對地電壓將升高至（）A.相電壓B.線電壓C.1.5倍相電壓D.2倍相電壓答案：B。中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，非故障相對地電容電流增大，系統(tǒng)線電壓保持對稱，非故障相電壓升高為線電壓（√3倍相電壓）。2.三相異步電動機采用變頻調(diào)速時，若保持U/f恒定，其機械特性的（）基本不變A.最大轉(zhuǎn)矩B.啟動轉(zhuǎn)矩C.臨界轉(zhuǎn)差率D.額定轉(zhuǎn)速答案：A。U/f恒定控制下，氣隙磁通保持不變，最大轉(zhuǎn)矩公式Tmax=（3pU2）/[2πf1（√(R12+(X1σ+X2σ')2)）]，當U/f恒定時，Tmax基本不變。3.PLC中計數(shù)器CTU的當前值達到設定值PV時，其輸出觸點（）A.立即斷開B.保持閉合C.延時斷開D.交替動作答案：B。CTU為增計數(shù)器，當當前值≥PV時，輸出觸點保持閉合，直到復位信號有效。4.測量10kV電力電纜的絕緣電阻時，應選用（）兆歐表A.500VB.1000VC.2500VD.5000V答案：C。根據(jù)DL/T596-2021《電力設備預防性試驗規(guī)程》，10kV電纜絕緣電阻測量應使用2500V兆歐表，量程不低于10000MΩ。5.晶閘管整流電路中，若觸發(fā)脈沖的（）不足，可能導致晶閘管無法正常導通A.幅值B.寬度C.頻率D.相位答案：B。晶閘管導通需要觸發(fā)脈沖寬度大于其開通時間（通常幾微秒到幾十微秒），否則在陽極電流未達到掣住電流前脈沖消失會導致關斷。6.某380V/220V低壓配電系統(tǒng)，若中性線斷線，三相負載分別為10kW（A相）、20kW（B相）、30kW（C相），則中性點位移電壓為（）A.55VB.82VC.110VD.154V答案：B。中性點位移電壓UN=（UA/RA+UB/RB+UC/RC）/（1/RA+1/RB+1/RC），假設功率因數(shù)為1，RA=U2/PA=2202/10000=4.84Ω，同理RB=2.42Ω，RC=1.613Ω。代入計算得UN≈82V。7.同步發(fā)電機并列運行的條件不包括（）A.電壓幅值相等B.頻率相等C.相序一致D.勵磁電流相等答案：D。并列條件為電壓幅值、頻率、相位、相序一致，勵磁電流影響無功分配，非并列必要條件。8.直流電動機采用電樞串電阻調(diào)速時，隨著串入電阻增大，其機械特性的（）A.硬度增加B.硬度降低C.理想空載轉(zhuǎn)速升高D.額定轉(zhuǎn)速不變答案：B。電樞串電阻調(diào)速時，機械特性方程n=(U-IRa)/CeΦ-(Rc/CeΦCTΦ)T，串入電阻Rc增大，斜率增大，特性變軟（硬度降低）。9.某4極三相異步電動機，額定頻率50Hz，額定轉(zhuǎn)差率0.02，其額定轉(zhuǎn)速為（）A.1470r/minB.1480r/minC.1490r/minD.1500r/min答案：A。同步轉(zhuǎn)速n0=60f/p=1500r/min，額定轉(zhuǎn)速n=n0(1-s)=1500×0.98=1470r/min。10.電力電子裝置中，IGBT的驅(qū)動信號需要（）A.高電平導通、低電平關斷B.低電平導通、高電平關斷C.正脈沖觸發(fā)D.負脈沖觸發(fā)答案：A。IGBT是電壓型驅(qū)動器件，柵極加+15V左右高電平導通，0V或負電平關斷。（二）判斷題（每題1分，共10分，正確打√，錯誤打×）1.高壓斷路器的額定開斷電流是指其能安全開斷的最大短路電流有效值。（√）解析：額定開斷電流是斷路器在額定電壓下能可靠開斷的最大短路電流有效值，是重要的開斷能力指標。2.兆歐表測量絕緣電阻時，L端接被測設備導體，E端接地，G端接屏蔽層。（√）解析：正確接線方式可避免表面泄漏電流影響，G端用于屏蔽表面泄漏。3.PLC梯形圖中，同一編號的輸出繼電器線圈可以在多個地方使用。（×）解析：梯形圖中同一輸出繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，否則會導致邏輯混亂（雙線圈輸出）。4.同步電動機的功率因數(shù)可以通過調(diào)節(jié)勵磁電流來改變，過勵時呈容性。（√）解析：過勵時勵磁電流大，電動勢E0大于端電壓U，電機向電網(wǎng)輸出無功，功率因數(shù)超前（容性）。5.晶閘管整流電路中，α角（觸發(fā)角）增大，輸出平均電壓降低。（√）解析：單相全控橋整流輸出電壓Ud=0.9U2cosα（阻性負載），α增大，cosα減小，Ud降低。6.電流互感器二次側(cè)開路會導致二次側(cè)產(chǎn)生高電壓，損壞設備并危及人身安全。（√）解析：二次開路時，一次電流全部用于勵磁，鐵芯嚴重飽和，感應出數(shù)千伏高電壓，非常危險。7.三相異步電動機的啟動電流越大，啟動轉(zhuǎn)矩也一定越大。（×）解析：啟動電流大但啟動轉(zhuǎn)矩不一定大（如深槽式電機啟動電流大，啟動轉(zhuǎn)矩也大；而普通鼠籠電機啟動電流大，但啟動轉(zhuǎn)矩相對較?。?。8.中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，通常采用過補償方式，避免諧振過電壓。（√）解析：過補償時電感電流大于電容電流，殘余電流為感性，可避免系統(tǒng)頻率降低時轉(zhuǎn)為全補償（諧振）。9.直流電動機的反電動勢與轉(zhuǎn)速成正比，與勵磁磁通成反比。（×）解析：反電動勢E=CeΦn，與轉(zhuǎn)速n和磁通Φ均成正比。10.變頻器的制動電阻容量應根據(jù)制動時間和制動周期選擇，制動時間越短，所需電阻功率越大。（√）解析：制動能量E=0.5Jω2，制動時間t越短，功率P=E/t越大，需選擇更大功率的制動電阻。（三）簡答題（每題8分，共40分）1.簡述電力變壓器并列運行的條件及不滿足條件時的危害。答案：并列條件：①變比相等（誤差≤±0.5%）；②聯(lián)結(jié)組別相同；③阻抗電壓相等（誤差≤±10%）；④容量比≤3:1。危害：①變比不等會產(chǎn)生循環(huán)電流，增加損耗；②聯(lián)結(jié)組別不同會導致二次側(cè)出現(xiàn)很大的相位差，產(chǎn)生幾倍于額定電流的循環(huán)電流；③阻抗電壓不等會導致負載分配不均，容量小的變壓器過載；④容量比過大時，小容量變壓器易過載。2.分析三相異步電動機斷相運行的危害及預防措施。答案：危害：①負載不變時，斷相后另兩相電流增大（約1.73倍），繞組過熱燒毀；②啟動時斷相，電機無法啟動，堵轉(zhuǎn)電流持續(xù)存在，燒毀繞組；③轉(zhuǎn)矩降低（約為額定轉(zhuǎn)矩的40%），可能導致設備停轉(zhuǎn)。預防措施：①使用帶斷相保護的熱繼電器；②采用電子式斷相保護裝置；③定期檢查接線端子、熔斷器接觸情況；④電機主回路安裝三相電流檢測裝置，異常時跳閘。3.說明PLC輸入/輸出模塊的類型及選型要點。答案：類型：①輸入模塊：開關量輸入（DC24V、AC220V）、模擬量輸入（4-20mA、0-10V）；②輸出模塊：開關量輸出（繼電器型、晶體管型、晶閘管型）、模擬量輸出（4-20mA、0-10V）。選型要點：①電壓等級匹配（輸入信號電壓與模塊額定電壓一致）；②響應時間（晶體管型輸出≤1ms，繼電器型≤10ms）；③負載類型（繼電器型可接交直流負載，晶體管型適用于直流負載，晶閘管型適用于交流負載）；④點數(shù)冗余（預留10%-15%備用點）；⑤抗干擾能力（選擇帶光電隔離的模塊）。4.闡述變頻器控制電機時“過電壓故障”的常見原因及處理方法。答案：常見原因：①減速時間過短（電機再生能量無法及時通過制動電阻消耗）；②電網(wǎng)電壓波動（輸入電壓超過1.1倍額定電壓）；③制動電阻損壞或容量不足；④電機處于發(fā)電狀態(tài)（如位能性負載下放）；⑤變頻器內(nèi)部電壓檢測電路故障。處理方法：①延長減速時間（增加Pr.2（減速時間1）參數(shù)值）；②檢查輸入電壓（用萬用表測量R、S、T端電壓）；③更換或并聯(lián)制動電阻（計算制動功率P≥(0.1×電機功率)/制動時間）；④增加制動單元（適用于大慣量負載）；⑤檢測變頻器直流母線電壓檢測電路（測量直流電壓是否與顯示值一致）。5.繪制并說明三相異步電動機Y-Δ降壓啟動控制電路的工作原理（要求包含主電路和控制電路）。答案：主電路：電源→斷路器QF→熔斷器FU1→接觸器KM1主觸點→接觸器KM3主觸點→電機繞組Y接；或電源→QF→FU1→KM1主觸點→KM2主觸點→電機繞組Δ接?？刂齐娐罚簡訒r按下SB2→KM1線圈得電（自鎖）→KM3線圈得電（Y接）→時間繼電器KT線圈得電；KT延時結(jié)束→KT常閉觸點斷開KM3→KT常開觸點閉合KM2→電機轉(zhuǎn)為Δ接運行。停止時按下SB1→KM1、KM2、KT線圈失電，電機停轉(zhuǎn)。工作原理：啟動時Y接降低繞組電壓（為Δ接的1/√3），減少啟動電流（約為直接啟動的1/3）；延時后切換為Δ接，恢復額定電壓運行。（四）綜合分析題（每題15分，共30分）1.某工廠10kV配電系統(tǒng)接線如圖所示（略），已知變壓器T1（S11-1000kVA，Uk=4.5%）、T2（S11-800kVA，Uk=4%）并列運行，低壓側(cè)母線短路容量為300MVA。現(xiàn)需新增一臺500kW電動機（額定電壓380V，啟動電流6倍額定電流，啟動功率因數(shù)0.3），試分析：（1）電動機直接啟動時對母線電壓的影響；（2）提出合理的啟動方案并說明理由。答案：（1）母線電壓降計算：電動機額定電流Ie=500×103/(√3×380×0.85)=893A（cosφ=0.85）啟動電流Ist=6×893=5358A系統(tǒng)短路電流Isc=300×103/(√3×0.38)=455832A電壓降ΔU%=(Ist×Xs)/(Ue)×100%，其中系統(tǒng)電抗Xs=Ue/(√3×Isc)=0.38/(√3×455832)=0.00048Ω電動機啟動電抗Xst=Ue/(√3×Ist)=0.38/(√3×5358)=0.0407Ω總電抗X=Xs+Xst=0.0412Ω啟動電流標幺值Ist=Ist/Isc=5358/455832=0.01175電壓降ΔU%=Ist×(Xs/X)100%≈0.01175×(0.00048/0.0412)×100%≈0.0137%（此計算簡化，實際應考慮變壓器阻抗）更準確計算：變壓器阻抗標幺值XT1=Uk%×Sj/(Sn×100)=4.5×100/(1000×100)=0.045（Sj=100MVA）XT2=4×100/(800×100)=0.05并列后總阻抗XT=1/(1/0.045+1/0.05)=0.0243系統(tǒng)阻抗Xs=Sj/Ssc=100/300=0.333總短路阻抗X∑=0.333+0.0243=0.3573電動機啟動電流標幺值Ist=(500/0.85)/(100×103/0.38)×6≈(588.24)/(263158)×6≈0.0133電壓降ΔU%=Ist×(Xs/X∑)×100%=0.0133×(0.333/0.3573)×100%≈1.25%根據(jù)GB50055-2011，電動機啟動時母線電壓降不應超過15%，直接啟動可行。但實際中若系統(tǒng)短路容量較?。ㄈ纭?00MVA），電壓降會超過允許值。（2）若系統(tǒng)短路容量較?。ㄈ缬脩糇兿聼o其他電源），建議采用變頻啟動或軟啟動：①變頻啟動：通過變頻器逐步升高頻率和電壓，實現(xiàn)平滑啟動，啟動電流≤1.5Ie，對電網(wǎng)無沖擊；②軟啟動：通過晶閘管調(diào)壓降低啟動電壓，啟動電流2-3Ie，成本低于變頻器，適用于不頻繁啟動的負載。2.某PLC控制的自動生產(chǎn)線出現(xiàn)故障：按下啟動按鈕后，1號電機不啟動，但PLC輸入指示燈亮。結(jié)合梯形圖（略）分析可能原因及排查步驟。答案：可能原因：①PLC輸出模塊故障（輸出點損壞）；②輸出回路接線松動或斷路；③1號電機主電路故障（接觸器線圈燒毀、熔斷器熔斷）；④電機本身故障（繞組短路、軸承卡死）。排查步驟：（1）檢查PLC輸出指示燈：若輸出指示燈亮，說明PLC程序輸出正常；若不亮，檢查程序邏輯（是否有互鎖條件滿足）。（2）測量輸出模塊端子電壓：用萬用表DC24V檔測量對應輸出點與公共端之間的電壓（應為24V左右），無電壓則輸出模塊損壞。（3）檢查輸出回路：沿輸出端子→中間繼電器線圈→接觸器線圈→熱繼電器常閉觸點→電源，用萬用表通斷檔檢查各連接點是否導通，重點檢查接線端子、熔斷器FU2。（4）檢查主電路：測量接觸器主觸點電壓（合閘后應為380V），用鉗形表測量電機電流（無電流可能為接觸器主觸點接觸不良）。（5）檢查電機：用兆歐表測量繞組對地絕緣（應≥0.5MΩ），用萬用表測量三相繞組電阻（平衡度≤2%）。二、實操技能試題（一）三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路安裝與調(diào)試（40分）1.工具與材料：工具：萬用表、剝線鉗、壓線鉗、電筆、螺絲刀（一字/十字）。材料：斷路器（DZ47-63/3P）、接觸器（CJX2-1210，2只）、熱繼電器（JR36-20，整定電流6-10A）、按鈕（LA38-11，紅/綠各1只，復合按鈕1只）、端子排、導線（BV1.5mm2，黃/綠/紅/藍）。2.操作要求：（1）按電氣原理圖完成接線（要求主電路與控制電路分開布線，橫平豎直，標識清晰）；（2）實現(xiàn)正轉(zhuǎn)→停止→反轉(zhuǎn)→停止控制，具有互鎖功能；（3）進行通電調(diào)試，排除常見故障（如接觸器不吸合、互鎖失效）。3.評分標準：（1）接線工藝（10分）：導線排列整齊，無交叉；端子壓接牢固；相序標識正確（主電路L1-L2-L3，控制電路編號1-10）。（2）控制功能（15分）：正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)啟動正常；停止按鈕有效；機械互鎖（復合按鈕常閉觸點）和電氣互鎖（接觸器常閉觸點）同時作用，防止兩相短路。（3）故障排查（10分）：能判斷并處理“按下正轉(zhuǎn)按鈕接觸器不吸合”（可能原因：按鈕常閉觸點接觸不良、接觸器線圈斷線）；“正轉(zhuǎn)時反轉(zhuǎn)按鈕按下接觸器吸合”（互鎖觸點未接入）。（4）安全規(guī)范（5分）：斷電操作；使用絕緣工具；測試時有人監(jiān)護。（二）變頻器控制電機調(diào)速系統(tǒng)故障排查（30分）1.設備參數(shù)：變頻器（FR-A740-7.5K-CHT）、三相異步電動機（Y132S-4，5.5kW，1440r/min）、電位器（1kΩ）、PLC（FX3U-16MR）。2.故障現(xiàn)象：通過PLC模擬量輸出（4-20mA）控制變頻器頻率時，電機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定（頻率顯示波動±2Hz）。3.排查步驟：（1）檢查模擬量接線：確認PLC輸出端子（4-20mA）與變頻器AI1端子（+10V、AG、VI）連接正確，屏蔽層單端接地（變頻器側(cè)）。（2）測量模擬量信號：用萬用表測量PLC輸出電流（給定4mA時應為4mA，20mA時20mA），波動超過±0.1mA則PLC輸出模塊故障。（3）檢查變頻器參數(shù)：確認Pr.73（輸入信號選擇）=0（4-20mA），Pr.128（速度控制模式）=0（V/f控制），Pr.130（載波頻率）=3kHz（避免高頻干擾）。（4）測試干擾源：斷開電機電纜，觀察頻率是否穩(wěn)定（若穩(wěn)定則電機電纜與動力線平行敷設導致電磁干擾，需分開布線或增加磁環(huán)）。（5）檢查電位器控制：切換至面板電位器調(diào)速，若穩(wěn)定則PLC程序問題（檢查PID輸出是否濾波，采樣周期是否過短）。4.評分標準：（1）排查邏輯（10分）：按“信號源→傳輸→接收→執(zhí)行”順序排查，無遺漏步驟；（2）故障定位（10分）：能準確判斷是PLC輸出模塊故障（信號波動）或線路干擾（屏蔽層未接地）；（3）解決方法（8分）：更換PLC輸出模塊或重