高級(jí)電工考題題庫(kù)及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.某10kV配電變壓器額定容量為1250kVA，空載損耗2.1kW，負(fù)載損耗12.5kW，當(dāng)負(fù)載系數(shù)為0.8時(shí)，其效率約為（）。A.96.8%B.97.5%C.98.2%D.98.9%答案：B解析：效率η=（βS?cosφ）/（βS?cosφ+P?+β2P?）×100%，取cosφ=0.85，代入計(jì)算得η≈97.5%。2.三相異步電動(dòng)機(jī)采用星三角降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流為直接啟動(dòng)的（）。A.1/√3B.1/3C.√3倍D.3倍答案：B解析：星三角啟動(dòng)時(shí)，定子繞組電壓為線電壓的1/√3，電流與電壓成正比，故啟動(dòng)電流為直接啟動(dòng)的1/3。3.關(guān)于PLC掃描周期，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A.掃描周期由輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新三階段組成B.輸入采樣階段僅讀取輸入點(diǎn)當(dāng)前狀態(tài)C.用戶程序執(zhí)行階段會(huì)實(shí)時(shí)響應(yīng)外部輸入信號(hào)變化D.輸出刷新階段將運(yùn)算結(jié)果輸出到輸出模塊答案：C解析：PLC在用戶程序執(zhí)行階段不響應(yīng)外部輸入信號(hào)變化，需待下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才會(huì)更新。4.110kV線路零序電流保護(hù)的保護(hù)區(qū)段中，最末一段（Ⅳ段）通常整定為（）。A.躲過(guò)線路末端單相接地短路電流B.與相鄰線路零序Ⅲ段配合C.按最大不平衡電流整定D.保護(hù)本線路全長(zhǎng)并延伸至下一段線路答案：B解析：零序Ⅳ段主要作為相鄰線路零序保護(hù)的后備，需與相鄰線路零序Ⅲ段配合，保證選擇性。5.某380V三相電動(dòng)機(jī)額定功率55kW，功率因數(shù)0.89，效率0.92，其額定電流約為（）。A.95AB.102AC.110AD.118A答案：A解析：I=P/(√3×U×cosφ×η)=55000/(1.732×380×0.89×0.92)≈95A。6.關(guān)于高壓斷路器的滅弧介質(zhì)，下列匹配正確的是（）。A.SF?斷路器——利用SF?氣體高介電強(qiáng)度滅弧B.真空斷路器——利用真空度≥10??Pa的高絕緣性能滅弧C.少油斷路器——以變壓器油作為滅弧和絕緣介質(zhì)D.壓縮空氣斷路器——利用空氣壓縮后的高壓力吹弧答案：A解析：真空斷路器滅弧依賴真空環(huán)境下電弧的自然熄滅；少油斷路器僅用少量油滅弧，絕緣主要靠瓷套；壓縮空氣斷路器利用高速氣流吹弧，壓力一般為24MPa。7.變頻器控制電機(jī)時(shí)，若需實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，應(yīng)采用（）控制方式。A.V/F恒定B.矢量控制C.直接轉(zhuǎn)矩控制D.轉(zhuǎn)差頻率控制答案：A解析：V/F恒定控制通過(guò)保持電壓與頻率比值恒定，維持電機(jī)磁通不變，適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載（如傳送帶、攪拌機(jī)）。8.電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，負(fù)序電流主要影響（）。A.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子B.變壓器鐵芯C.線路絕緣子D.電容器組答案：A解析：負(fù)序電流在發(fā)電機(jī)氣隙中產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)子形成2倍頻感應(yīng)電流，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子過(guò)熱甚至燒毀。9.某220kV變電站10kV母線發(fā)生單相接地故障，母線絕緣監(jiān)察裝置顯示（）。A.三相電壓均為相電壓，無(wú)零序電壓B.故障相電壓降低，非故障相電壓升高至線電壓，零序電壓約100VC.三相電壓均升高至線電壓，零序電壓為0D.故障相電壓升高，非故障相電壓降低，零序電壓約50V答案：B解析：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地時(shí)，故障相電壓降低（接近0），非故障相電壓升高至線電壓（√3倍相電壓），零序電壓為100V（10kV系統(tǒng)二次側(cè)）。10.關(guān)于直流電機(jī)換向器的作用，正確的是（）。A.將電樞繞組的交流電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為電刷間的直流電動(dòng)勢(shì)B.增強(qiáng)主磁極磁場(chǎng)強(qiáng)度C.降低電樞繞組的電阻損耗D.減少電刷與換向片的接觸磨損答案：A解析：換向器與電刷配合，將電樞繞組內(nèi)的交流電轉(zhuǎn)換為電刷輸出的直流電，是直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.隔離開關(guān)可以帶負(fù)荷操作，用于隔離電源。（）答案：×解析：隔離開關(guān)無(wú)滅弧裝置，嚴(yán)禁帶負(fù)荷操作，僅用于電氣隔離。2.零序電流保護(hù)在電網(wǎng)發(fā)生振蕩時(shí)可能誤動(dòng)作。（）答案：×解析：電網(wǎng)振蕩時(shí)三相電流對(duì)稱，無(wú)零序分量，零序保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。3.PLC的輸入繼電器（X）只能由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)，不能由程序驅(qū)動(dòng)。（）答案：√解析：輸入繼電器反映外部輸入點(diǎn)狀態(tài)，程序中只能讀取其狀態(tài)，不能強(qiáng)制輸出。4.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=（n?n）/n?，其中n?為同步轉(zhuǎn)速，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，s越大，電機(jī)效率越高。（）答案：×解析：轉(zhuǎn)差率增大時(shí)，轉(zhuǎn)子電流增加，銅損增大，效率降低。5.高壓電纜直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，若微安表指針周期性擺動(dòng)，可能是電纜存在局部放電或間歇性擊穿。（）答案：√解析：周期性擺動(dòng)通常由絕緣缺陷處的放電或擊穿恢復(fù)過(guò)程引起。6.變壓器的零序阻抗與繞組連接方式和中性點(diǎn)接地方式有關(guān)，YNd11接線變壓器的零序阻抗大于Yyn0接線。（）答案：√解析：YNd11接線中，三角形繞組為零序電流提供通路，限制零序阻抗；Yyn0接線零序電流無(wú)通路，阻抗更大。7.變頻器的過(guò)流保護(hù)通常包括加速過(guò)流、恒速過(guò)流和減速過(guò)流，其動(dòng)作閾值相同。（）答案：×解析：加速過(guò)流閾值較高（允許短時(shí)大電流），恒速和減速過(guò)流閾值較低。8.直流電動(dòng)機(jī)的弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速，適用于轉(zhuǎn)速升高、轉(zhuǎn)矩降低的場(chǎng)合。（）答案：√解析：弱磁調(diào)速時(shí)，磁通Φ減小，轉(zhuǎn)速n升高，轉(zhuǎn)矩T=K?ΦI?降低，輸出功率P=Tn近似恒定。9.10kV開關(guān)柜“五防”功能中，“防止帶負(fù)荷分合隔離開關(guān)”可通過(guò)機(jī)械聯(lián)鎖或電氣閉鎖實(shí)現(xiàn)。（）答案：√解析：機(jī)械聯(lián)鎖（如隔離開關(guān)與斷路器的位置鎖）或電氣閉鎖（斷路器分閘后才能操作隔離開關(guān)）是實(shí)現(xiàn)該功能的主要方式。10.電力系統(tǒng)的短路容量等于短路電流與短路處額定電壓的乘積，反映系統(tǒng)的強(qiáng)饋能力。（）答案：√解析：短路容量S=√3×U?×I?，數(shù)值越大，系統(tǒng)在短路時(shí)提供的電流越大，設(shè)備動(dòng)熱穩(wěn)定要求越高。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)中性點(diǎn)三種接地方式（直接接地、經(jīng)消弧線圈接地、不接地）的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景。答案：（1）直接接地：優(yōu)點(diǎn)是單相接地時(shí)非故障相電壓不升高（保持相電壓），絕緣要求低；缺點(diǎn)是接地電流大，需立即跳閘，供電可靠性低。適用于110kV及以上高壓系統(tǒng)（絕緣成本高）。（2）經(jīng)消弧線圈接地（諧振接地）：優(yōu)點(diǎn)是接地電流小（消弧線圈補(bǔ)償容性電流），故障可短時(shí)運(yùn)行（12小時(shí)），供電可靠性高；缺點(diǎn)是需配置消弧線圈，系統(tǒng)復(fù)雜。適用于35kV及以下架空線路為主的系統(tǒng)（單相接地概率高）。（3）不接地：優(yōu)點(diǎn)是接地電流?。▋H系統(tǒng)電容電流），可帶故障運(yùn)行；缺點(diǎn)是非故障相電壓升高至√3倍，絕緣要求高。適用于610kV電纜線路為主的系統(tǒng)（電容電流小，絕緣水平較高）。2.說(shuō)明變壓器差動(dòng)保護(hù)與瓦斯保護(hù)的區(qū)別及配合關(guān)系。答案：區(qū)別：（1）保護(hù)范圍：差動(dòng)保護(hù)反映變壓器繞組、套管及引出線的相間短路、匝間短路；瓦斯保護(hù)反映變壓器內(nèi)部輕微故障（輕瓦斯）和嚴(yán)重故障（重瓦斯）。（2）動(dòng)作原理：差動(dòng)保護(hù)基于基爾霍夫電流定律（流入=流出）；瓦斯保護(hù)基于故障產(chǎn)生氣體或油流沖擊。（3）靈敏度：瓦斯保護(hù)對(duì)內(nèi)部輕微故障（如局部過(guò)熱、絕緣擊穿）更靈敏；差動(dòng)保護(hù)對(duì)外部短路更有效。配合：差動(dòng)保護(hù)作為變壓器主保護(hù)，瓦斯保護(hù)作為補(bǔ)充，兩者共同構(gòu)成變壓器的主保護(hù)體系。輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯和差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于跳閘。3.簡(jiǎn)述PLC程序設(shè)計(jì)中“軟繼電器”與傳統(tǒng)繼電器的主要差異。答案：（1）物理特性：軟繼電器無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)，由程序中的存儲(chǔ)單元狀態(tài)（0/1）表示；傳統(tǒng)繼電器有機(jī)械觸點(diǎn)，存在磨損和動(dòng)作延遲。（2）動(dòng)作速度：軟繼電器動(dòng)作時(shí)間為納秒級(jí)（取決于掃描周期），傳統(tǒng)繼電器動(dòng)作時(shí)間為毫秒級(jí)。（3）觸點(diǎn)數(shù)量：軟繼電器可提供無(wú)限對(duì)常開/常閉觸點(diǎn)（程序中可多次引用）；傳統(tǒng)繼電器觸點(diǎn)數(shù)量有限（通常48對(duì)）。（4）控制邏輯：軟繼電器邏輯由程序定義，修改靈活；傳統(tǒng)繼電器邏輯由硬接線決定，修改需重新布線。（5）抗干擾性：軟繼電器受電磁干擾影響較小（依賴軟件濾波）；傳統(tǒng)繼電器觸點(diǎn)易受電弧、振動(dòng)影響。4.列舉高壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)，并說(shuō)明“額定短路開斷電流”與“額定峰值耐受電流”的區(qū)別。答案：主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、額定短路開斷電流、額定峰值耐受電流、額定短路關(guān)合電流、分閘時(shí)間、合閘時(shí)間、機(jī)械壽命等。區(qū)別：（1）額定短路開斷電流：斷路器能可靠開斷的最大短路電流有效值，反映開斷能力；（2）額定峰值耐受電流：斷路器在短路電流第一波峰（約0.01s）時(shí)能承受的最大電流峰值（≈2.55倍額定短路開斷電流），反映動(dòng)穩(wěn)定能力。5.說(shuō)明異步電動(dòng)機(jī)“斷相運(yùn)行”的危害及預(yù)防措施。答案：危害：（1）未斷相繞組電流增大（約1.73倍額定電流），導(dǎo)致繞組過(guò)熱燒毀；（2）轉(zhuǎn)矩下降（約為額定轉(zhuǎn)矩的40%），電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)或帶載運(yùn)行；（3）轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流增大，銅損增加，溫升加劇。預(yù)防措施：（1）安裝斷相保護(hù)裝置（如帶斷相檢測(cè)的熱繼電器、電子斷相保護(hù)器）；（2）定期檢查電機(jī)接線端子、接觸器觸點(diǎn)接觸情況；（3）選用質(zhì)量可靠的三相電源，避免單相供電；（4）電機(jī)啟動(dòng)后監(jiān)聽運(yùn)行聲音（斷相時(shí)會(huì)發(fā)出異常噪聲）。四、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某10kV線路長(zhǎng)度15km，采用LGJ120導(dǎo)線（單位電抗0.4Ω/km，單位電阻0.27Ω/km），線路末端發(fā)生三相短路，系統(tǒng)電抗X?=0.3Ω（以100MVA為基準(zhǔn)值）。計(jì)算短路電流周期分量有效值（取基準(zhǔn)電壓U?=10.5kV）。答案：（1）計(jì)算線路電抗：X?=0.4×15=6Ω，電阻R?=0.27×15=4.05Ω（2）基準(zhǔn)容量S?=100MVA，基準(zhǔn)電抗X?=U?2/S?=10.52/100=1.1025Ω（3）系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值X?=X?/X?=0.3/1.1025≈0.272（4）線路電抗標(biāo)幺值X?=X?/X?=6/1.1025≈5.442，電阻標(biāo)幺值R?=4.05/1.1025≈3.673（5）總阻抗標(biāo)幺值Z=√(R?2+X?2)=√(3.6732+5.4422)≈6.56（6）短路電流標(biāo)幺值I?=1/Z≈0.152（7）短路電流有效值I?=I?×S?/(√3×U?)=0.152×100/(1.732×10.5)≈0.83kA2.一臺(tái)Y180L4型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率22kW，額定電壓380V，額定電流42.5A，額定轉(zhuǎn)速1470r/min，轉(zhuǎn)子電阻R?=0.02Ω（折算到定子側(cè)）。計(jì)算：（1）額定轉(zhuǎn)差率；（2）最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（取臨界轉(zhuǎn)差率s?=0.1）。答案：（1）同步轉(zhuǎn)速n?=1500r/min（4極電機(jī)），額定轉(zhuǎn)差率s?=(n?n)/n?=(15001470)/1500=0.02（2）額定轉(zhuǎn)矩T?=9550×P?/n?=9550×22/1470≈143.3N·m（3）最大轉(zhuǎn)矩T?=T?×[s?/(s?)×(1/(2√(s?×s?)))]（注：實(shí)際公式為T?=(2T?)/(s?/s?+s?/s?)）代入數(shù)據(jù)：T?=(2×143.3)/(0.1/0.02+0.02/0.1)=286.6/(5+0.2)=286.6/5.2≈55.1N·m（錯(cuò)誤，正確公式應(yīng)為T?=(k×U?2)/(2R?/ω?)×[1/(s?+s?)]，更簡(jiǎn)單方法：最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)K?=T?/T?=1/(2s?)×(s?2+s?2)^0.5？實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)公式為K?=1/[2(s?/s?+s?/s?)]的倒數(shù)，正確計(jì)算應(yīng)為：由T=(K×U?2×R?/s)/[(R?+R?/s)2+(X?+X?)2]，最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在s=s?=R?/√(R?2+(X?+X?)2)，通常近似T?=(K×U?2)/(2(X?+X?))，而T?=(K×U?2×R?/s?)/[(R?+R?/s?)2+(X?+X?)2]。當(dāng)s?<<1時(shí)，R?可忽略，X?+X?≈R?/s?，代入得T?≈(K×U?2)/(2(R?/s?))=(K×U?2×s?)/(2R?)，T?≈(K×U?2×R?/s?)/((R?/s?)2)=(K×U?2×s?)/(R?)，故K?=T?/T?=(s?/(2R?))/(s?/R?)=s?/(2s?)=0.1/(2×0.02)=2.5。正確答案：（1）0.02；（2）2.5。3.某380V三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵，額定功率30kW，額定電流57A，啟動(dòng)電流倍數(shù)7倍。需配置熱繼電器和斷路器，計(jì)算：（1）熱繼電器的整定電流；（2）斷路器的長(zhǎng)延時(shí)脫扣器整定電流（啟動(dòng)時(shí)間≤5s）。答案：（1）熱繼電器整定電流I?≈(0.951.05)I?=1.0×57=57A（水泵為平穩(wěn)啟動(dòng)負(fù)載，取1.0倍）。（2）斷路器長(zhǎng)延時(shí)脫扣器整定電流I??≈(1.11.3)I?=1.2×57=68.4A；啟動(dòng)電流I?=7×57=399A，需滿足I?≤(815)I??（啟動(dòng)時(shí)間≤5s時(shí)取10倍），即I??≥399/10≈39.9A，68.4A滿足要求，故取70A（接近標(biāo)準(zhǔn)值）。五、綜合分析題（每題8分，共16分）1.某110kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)顯示：1號(hào)主變（YNd11，容量50MVA）高壓側(cè)A相電流120A，低壓側(cè)（10kV）A相電流600A，B相電流605A，C相電流598A，差流越限報(bào)警。試分析可能原因及處理步驟。答案：可能原因：（1）電流互感器（CT）變比誤差：高壓側(cè)CT變比125/5（25倍），低壓側(cè)CT變比1250/5（250倍），計(jì)算高壓側(cè)二次電流I?=120/25=4.8A，低壓側(cè)二次電流I?=(600+605+598)/(3×250)=1803/(750)=2.404A（YNd11需轉(zhuǎn)角，低壓側(cè)電流需轉(zhuǎn)換為線電流，實(shí)際應(yīng)為I?=600/250=2.4A（A相），B相2.42A，C相2.39A，經(jīng)轉(zhuǎn)角后與高壓側(cè)電流相位差30°，差動(dòng)保護(hù)應(yīng)補(bǔ)償相位，若未正確接線（如低壓側(cè)CT二次繞組接成Y形而非Δ形），會(huì)導(dǎo)致差流增大；（2）CT二次回路接觸不良：某相CT二次線虛接，導(dǎo)致電流測(cè)量值偏差；（3）主變內(nèi)部輕微匝間短路：A相繞組部分匝短路，導(dǎo)致高低壓側(cè)電流不平衡；（4）差動(dòng)保護(hù)定值計(jì)算錯(cuò)誤：未考慮Y/Δ接線相位補(bǔ)償或CT變比誤差。處理步驟：（1）檢查差動(dòng)保護(hù)裝置采樣值，確認(rèn)高低壓側(cè)電流相位和幅值是否符合YNd11接線要求（低壓側(cè)電流應(yīng)超前高壓側(cè)30°）；（2）測(cè)量CT二次回路電阻，檢查接線端子是否松動(dòng)、氧化；（3）用伏安法測(cè)試CT變比，確認(rèn)高壓側(cè)（110kV側(cè)）CT變比125/5，低壓側(cè)（10kV側(cè)）CT變比1250/5（變比均為250倍，滿足50MVA主變低壓側(cè)額定電流I?=50000/(√3×10)=2887A，CT變比1250/5對(duì)應(yīng)二次電流2887/250≈11.55A，與題目中600A（一次電流）不符，可能題目參數(shù)錯(cuò)誤，實(shí)際應(yīng)低壓側(cè)一次電流約2887A，CT變比3000/5（600倍），二次電流≈4.8A，與高壓側(cè)二次電流平衡，若題目中低壓側(cè)電流600A為二次電流，則一次電流=600×250=150000A，明顯不合理，故可能為CT二次電流數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，實(shí)際應(yīng)檢查CT變比匹配；（4）若排除外部因素，進(jìn)行主變繞組直流電阻測(cè)試和絕緣油色譜分析，確認(rèn)是否存在內(nèi)部故障。2.某工廠生產(chǎn)線由變頻器驅(qū)動(dòng)3臺(tái)45kW異步電動(dòng)機(jī)（額定電