【2025年】高級(jí)電工考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.某10kV配電系統(tǒng)采用小電流接地方式，發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相電壓升高至線電壓。若故障點(diǎn)接地電阻為500Ω，系統(tǒng)零序電抗為30Ω，零序電壓為100V，則零序電流約為（）A.0.18AB.0.33AC.0.52AD.0.71A2.同步電動(dòng)機(jī)采用晶閘管整流器勵(lì)磁時(shí)，若勵(lì)磁電流突然消失，電動(dòng)機(jī)將（）A.立即停轉(zhuǎn)B.進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)C.轉(zhuǎn)速升高D.過(guò)電流跳閘3.某PLC程序中，輸入繼電器X0外接接近開關(guān)（NPN型），若接近開關(guān)動(dòng)作時(shí)X0未吸合，可能的故障原因是（）A.PLC輸入公共端接24V+B.接近開關(guān)電源電壓不足C.PLC程序中X0被強(qiáng)制復(fù)位D.接近開關(guān)輸出類型為PNP型4.額定容量為2000kVA的油浸式變壓器，其頂層油溫最高允許值為（）A.85℃B.95℃C.105℃D.115℃5.采用矢量控制的變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，若需要實(shí)現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)矩控制，關(guān)鍵是要準(zhǔn)確檢測(cè)（）A.電機(jī)定子電流B.電機(jī)轉(zhuǎn)速C.電機(jī)轉(zhuǎn)子位置D.電機(jī)溫升6.110kV變電站主變壓器配置的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，其不平衡電流主要來(lái)源于（）A.變壓器勵(lì)磁涌流B.電流互感器變比誤差C.系統(tǒng)頻率波動(dòng)D.二次回路接觸電阻7.某380V低壓配電系統(tǒng)中，三相負(fù)載不平衡度為25%，為降低中性線電流，應(yīng)優(yōu)先采取的措施是（）A.增大中性線截面積B.調(diào)整三相負(fù)載分配C.安裝中性線濾波器D.增加無(wú)功補(bǔ)償裝置8.高壓斷路器的額定短路開斷電流是指（）A.斷路器能安全開斷的最大短路電流有效值B.短路電流的瞬時(shí)最大值C.短路電流的直流分量D.斷路器觸頭分離瞬間的短路電流9.直流電動(dòng)機(jī)采用電樞回路串電阻調(diào)速時(shí)，隨著電阻增大，機(jī)械特性的硬度（）A.變硬B.變軟C.不變D.先變硬后變軟10.某工廠配電系統(tǒng)功率因數(shù)為0.7（滯后），需將其提高至0.95，若有功功率為500kW，所需并聯(lián)電容器的容量約為（）（tanφ1=1.02，tanφ2=0.33）A.345kvarB.412kvarC.500kvarD.620kvar11.智能變電站中，合并單元的主要功能是（）A.實(shí)現(xiàn)開關(guān)量輸入輸出B.將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并同步傳輸C.執(zhí)行保護(hù)跳閘命令D.監(jiān)測(cè)一次設(shè)備狀態(tài)12.三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，若保持U/f恒定，當(dāng)頻率低于額定頻率時(shí)，電動(dòng)機(jī)的（）A.最大轉(zhuǎn)矩基本不變B.最大轉(zhuǎn)矩增大C.最大轉(zhuǎn)矩減小D.啟動(dòng)電流增大13.某220kV線路配置的光纖縱差保護(hù)，若通道中斷，應(yīng)（）A.立即閉鎖保護(hù)B.切換為距離保護(hù)C.退出整套保護(hù)D.僅閉鎖縱差保護(hù)14.低壓配電系統(tǒng)中，TN-C-S系統(tǒng)的特點(diǎn)是（）A.中性線與保護(hù)線完全分開B.前部分中性線與保護(hù)線合一，后部分分開C.中性線與保護(hù)線始終合一D.僅保護(hù)線接地15.采用兆歐表測(cè)量高壓電纜絕緣電阻時(shí)，若兆歐表輸出電壓為2500V，測(cè)量結(jié)束后應(yīng)（）A.直接斷開兆歐表與電纜的連接B.先對(duì)電纜充分放電，再斷開連接C.先斷開兆歐表電源，再拆線D.無(wú)需放電，直接拆線二、判斷題（每題1分，共10分）1.變壓器空載合閘時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流中含有大量二次諧波，可用于勵(lì)磁涌流識(shí)別。（）2.同步發(fā)電機(jī)的功角特性是指電磁功率與功角之間的關(guān)系，功角超過(guò)90°時(shí)發(fā)電機(jī)失去靜態(tài)穩(wěn)定。（）3.PLC的掃描周期主要由用戶程序長(zhǎng)度決定，與輸入輸出響應(yīng)時(shí)間無(wú)關(guān)。（）4.高壓熔斷器的額定電流是指熔體的額定電流，與熔斷器支持件的額定電流無(wú)關(guān)。（）5.直流電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)會(huì)使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變，并可能導(dǎo)致?lián)Q向困難。（）6.無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)盡量靠近負(fù)載側(cè)安裝，以減少線路無(wú)功損耗。（）7.10kV真空斷路器的滅弧能力主要依賴于真空介質(zhì)的高絕緣強(qiáng)度和電弧的擴(kuò)散特性。（）8.電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流中僅含正序分量，負(fù)序和零序分量為零。（）9.變頻器的制動(dòng)電阻功率選擇需考慮制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，與制動(dòng)時(shí)間無(wú)關(guān)。（）10.電氣設(shè)備的保護(hù)接地適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，保護(hù)接零適用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。（）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述變壓器差動(dòng)保護(hù)與瓦斯保護(hù)的區(qū)別及配合原則。2.說(shuō)明矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制的核心差異及各自適用場(chǎng)景。3.列舉低壓配電系統(tǒng)中導(dǎo)致中性線電流過(guò)大的三種原因，并提出對(duì)應(yīng)的解決措施。4.分析高壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流過(guò)大的危害及限制啟動(dòng)電流的常用方法。5.簡(jiǎn)述智能變電站中GOOSE報(bào)文的作用及傳輸要求。四、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某10kV線路長(zhǎng)度為5km，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-150（單位長(zhǎng)度電阻0.21Ω/km，電抗0.35Ω/km），末端接一臺(tái)S9-1600/10變壓器（Uk%=4.5，空載損耗4.2kW，負(fù)載損耗14.5kW）。當(dāng)變壓器帶1200kVA負(fù)載（功率因數(shù)0.85滯后）時(shí)，計(jì)算線路及變壓器的總有功損耗。2.一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)：PN=30kW，UN=380V，IN=56A，nN=1480r/min，cosφN=0.88，ηN=0.92。求：（1）額定輸入功率；（2）額定轉(zhuǎn)差率；（3）額定轉(zhuǎn)矩。3.某380V系統(tǒng)中，三相負(fù)載為不對(duì)稱感性負(fù)載，各相電流分別為IA=20A（φA=30°），IB=15A（φB=60°），IC=25A（φC=45°）。計(jì)算中性線電流的有效值。五、綜合分析題（每題8分，共16分）1.某工廠生產(chǎn)線突然停機(jī)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)低壓配電柜內(nèi)塑殼斷路器（MCCB）跳閘。請(qǐng)列出故障排查的步驟，并分析可能的故障原因（至少4種）及對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證方法。2.某110kV變電站主變壓器（容量63MVA，電壓110/10kV，接線組別YNd11）配置了縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)。請(qǐng)說(shuō)明各保護(hù)的作用范圍，并分析當(dāng)10kV側(cè)母線發(fā)生三相短路時(shí)，保護(hù)動(dòng)作的邏輯順序及原因。答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.B3.D4.B5.C6.A7.B8.A9.B10.A11.B12.A13.D14.B15.B二、判斷題1.√2.√3.×4.×5.√6.√7.√8.×9.×10.√三、簡(jiǎn)答題1.區(qū)別：差動(dòng)保護(hù)為變壓器內(nèi)部及引出線相間短路、匝間短路的主保護(hù)，反應(yīng)電流量變化；瓦斯保護(hù)反應(yīng)變壓器內(nèi)部油位下降、局部過(guò)熱、電弧放電等故障，反應(yīng)氣體或油流變化。配合原則：差動(dòng)保護(hù)無(wú)法反映輕微匝間短路及內(nèi)部絕緣劣化，需瓦斯保護(hù)補(bǔ)充；瓦斯保護(hù)無(wú)法反映外部短路，需差動(dòng)保護(hù)配合。兩者均為主保護(hù)，同時(shí)投入，瓦斯保護(hù)輕瓦斯發(fā)信、重瓦斯跳閘，差動(dòng)保護(hù)直接跳閘。2.核心差異：矢量控制通過(guò)坐標(biāo)變換將定子電流分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，分別控制；直接轉(zhuǎn)矩控制直接控制定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩，無(wú)需解耦。適用場(chǎng)景：矢量控制適用于高精度調(diào)速（如數(shù)控機(jī)床），動(dòng)態(tài)響應(yīng)稍慢；直接轉(zhuǎn)矩控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，適用于對(duì)速度精度要求不高但需快速加減速的場(chǎng)景（如起重機(jī)）。3.原因及措施：（1）三相負(fù)載分配不均：調(diào)整負(fù)載分布，使各相有功功率偏差小于10%；（2）非線性負(fù)載（如UPS、變頻器）產(chǎn)生零序諧波：加裝零序?yàn)V波器或諧波治理裝置；（3）中性線接觸電阻過(guò)大：檢查接線端子，測(cè)量中性線回路電阻，確保接觸良好。4.危害：過(guò)大啟動(dòng)電流導(dǎo)致電網(wǎng)電壓暫降，影響其他設(shè)備運(yùn)行；電機(jī)繞組發(fā)熱加劇，絕緣壽命縮短；開關(guān)設(shè)備承受沖擊，可能誤動(dòng)作。限制方法：籠型電機(jī)采用星-三角降壓?jiǎn)?dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)；繞線式電機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻或串頻敏變阻器啟動(dòng)；高壓電機(jī)可采用軟啟動(dòng)器或變頻啟動(dòng)。5.GOOSE報(bào)文作用：傳輸開關(guān)量信號(hào)（如保護(hù)跳閘、刀閘位置），實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備間快速協(xié)同。傳輸要求：低延遲（通?！?ms）、高可靠性（支持冗余傳輸）、面向通用對(duì)象的變電站事件模型（IEC61850標(biāo)準(zhǔn)）、采用多播方式減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。四、計(jì)算題1.線路電阻R=0.21×5=1.05Ω，電抗X=0.35×5=1.75Ω；變壓器負(fù)載率β=1200/1600=0.75。線路有功損耗ΔP線=3×(S/√3U)^2×R=3×(1200×10^3/(√3×10×10^3))^2×1.05≈3×(69.28)^2×1.05≈3×4800×1.05≈15120W=15.12kW變壓器負(fù)載損耗ΔP變=β2×PkN=0.752×14.5≈8.16kW總損耗=15.12+8.16=23.28kW2.（1）輸入功率P1=PN/ηN=30/0.92≈32.61kW（2）同步轉(zhuǎn)速n0=1500r/min（50Hz，4極），轉(zhuǎn)差率s=(n0-nN)/n0=(1500-1480)/1500≈0.0133（3）額定轉(zhuǎn)矩TN=9550×PN/nN=9550×30/1480≈194.2N·m3.中性線電流IN=IA+IB+IC（相量和）。IA=20∠30°=20×(cos30°+jsin30°)=17.32+j10AIB=15∠-120°（B相滯后A相120°）=15×(cos(-120°)+jsin(-120°))=-7.5-j12.99AIC=25∠120°（C相超前A相120°）=25×(cos120°+jsin120°)=-12.5+j21.65AIN=(17.32-7.5-12.5)+j(10-12.99+21.65)=(-2.68)+j18.66A有效值|IN|=√((-2.68)^2+18.66^2)≈√(7.18+348.2)=√355.38≈18.85A五、綜合分析題1.排查步驟：（1）觀察斷路器狀態(tài)（是否有燒焦痕跡、脫口指示）；（2）測(cè)量三相電壓是否正常；（3）檢查負(fù)載側(cè)絕緣（用兆歐表測(cè)各相及對(duì)地絕緣電阻）；（4）檢查斷路器整定值（是否與負(fù)載匹配）；（5）分段排查（斷開負(fù)載，合斷路器，若仍跳則斷路器故障；若不跳則負(fù)載側(cè)故障）。可能原因及驗(yàn)證：（1）過(guò)載：測(cè)量負(fù)載電流是否超過(guò)斷路器額定電流（鉗形表測(cè)電流）；（2）短路：測(cè)量負(fù)載側(cè)相間及對(duì)地絕緣電阻（低于0.5MΩ為短路）；（3）斷路器脫扣器故障：更換同型號(hào)斷路器測(cè)試；（4）線路接觸不良（虛接）：用紅外測(cè)溫儀檢測(cè)接線端子溫度（異常升高）。2.保護(hù)作用范圍：（1）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：變壓器內(nèi)部及各側(cè)引出線相間短路、匝間短路；（2）瓦斯保護(hù)：