2025年【電工(高級(jí))】考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.某復(fù)雜直流電路中，已知三個(gè)并聯(lián)支路的電阻分別為2Ω、3Ω、6Ω，總電流為12A，則2Ω支路的電流為（）。A.2AB.4AC.6AD.8A答案：C解析：并聯(lián)電路總電導(dǎo)G=1/2+1/3+1/6=1S，各支路電流與電導(dǎo)成正比，2Ω支路電導(dǎo)0.5S，占比0.5/1=50%，故電流12×50%=6A。2.同步電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別在于（）。A.定子結(jié)構(gòu)不同B.轉(zhuǎn)子是否有獨(dú)立勵(lì)磁C.額定電壓不同D.冷卻方式不同答案：B解析：同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子需通入直流勵(lì)磁建立磁場，與定子旋轉(zhuǎn)磁場同步；異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，轉(zhuǎn)速略低于同步速。3.PLC梯形圖中，輸出繼電器（Y）的線圈（）。A.只能由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)B.只能由內(nèi)部程序驅(qū)動(dòng)C.可由外部信號(hào)或程序驅(qū)動(dòng)D.不能直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載答案：B解析：PLC輸出繼電器Y的線圈狀態(tài)由用戶程序決定，其觸點(diǎn)可驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載（需通過輸出模塊）。4.晶閘管整流電路中，若觸發(fā)脈沖相位滯后，輸出電壓會(huì)（）。A.升高B.降低C.不變D.波動(dòng)答案：B解析：晶閘管導(dǎo)通角θ越?。ㄓ|發(fā)脈沖越滯后），整流輸出電壓平均值Ud=1.17U2cosα（單相橋式），α增大則Ud降低。5.高壓設(shè)備驗(yàn)電時(shí)，應(yīng)使用（）的驗(yàn)電器。A.電壓等級(jí)相符且合格B.任意電壓等級(jí)C.低于設(shè)備電壓等級(jí)D.高于設(shè)備電壓等級(jí)答案：A解析：驗(yàn)電器需與被驗(yàn)電設(shè)備電壓等級(jí)匹配，否則可能因絕緣不足導(dǎo)致事故。6.某三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率11kW，額定電壓380V，功率因數(shù)0.85，效率0.9，則額定電流約為（）。A.18AB.22AC.26AD.30A答案：B解析：I=P/(√3×U×cosφ×η)=11000/(1.732×380×0.85×0.9)≈22A。7.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相電壓會(huì)（）。A.升高√3倍B.降低√3倍C.不變D.升高3倍答案：A解析：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地時(shí)，非故障相對(duì)地電壓由相電壓變?yōu)榫€電壓（√3倍相電壓）。8.繞線式異步電動(dòng)機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時(shí)，隨著電阻增大，轉(zhuǎn)速（）。A.升高B.降低C.不變D.先升后降答案：B解析：轉(zhuǎn)子串電阻增大了轉(zhuǎn)子回路阻抗，臨界轉(zhuǎn)差率增大，同一負(fù)載下轉(zhuǎn)速降低。9.PLC輸入模塊的公共端（COM）接地方式通常為（）。A.必須接直流電源負(fù)極B.必須接交流零線C.可根據(jù)輸入信號(hào)類型選擇D.無需接地答案：C解析：PLC輸入模塊COM端接地方式（如NPN/PNP型）需與外部傳感器輸出類型匹配。10.電力變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的最佳負(fù)載率一般為（）。A.30%-40%B.50%-60%C.70%-80%D.90%以上答案：C解析：變壓器銅損與負(fù)載平方成正比，鐵損基本恒定，最佳負(fù)載率約為√(P0/Pk)（P0鐵損，Pk額定銅損），通常70%-80%。11.某直流電路中，電源電動(dòng)勢E=24V，內(nèi)阻r=0.5Ω，外接負(fù)載R=5.5Ω，則負(fù)載端電壓為（）。A.22VB.24VC.20VD.18V答案：A解析：總電流I=E/(R+r)=24/(5.5+0.5)=4A，端電壓U=IR=4×5.5=22V。12.高壓斷路器的額定開斷電流是指（）。A.長期允許通過的最大電流B.短路故障時(shí)能安全開斷的最大電流C.空載線路的開斷電流D.過載電流答案：B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。13.變頻器的恒壓頻比（U/f）控制適用于（）。A.精密調(diào)速場合B.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載C.恒功率負(fù)載D.高速輕載場合答案：B解析：U/f控制保持磁通恒定，適合恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載（如傳送帶、水泵）。14.接地裝置的接地電阻應(yīng)（）。A.越小越好B.越大越好C.等于設(shè)備絕緣電阻D.隨季節(jié)變化答案：A解析：接地電阻越小，故障時(shí)接地電壓越低，保護(hù)效果越好（一般要求≤4Ω，特殊場合≤1Ω）。15.某PLC輸入模塊型號(hào)為FX3U-16MR-D，其中“MR”表示（）。A.繼電器輸出B.晶體管輸出C.晶閘管輸出D.模擬量輸出答案：A解析：FX系列中，“M”表示基本單元，“R”表示繼電器輸出，“T”為晶體管輸出。二、判斷題（每題1分，共10分）1.戴維南定理適用于線性電路的任意支路等效。（√）解析：戴維南定理將有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為電壓源與電阻串聯(lián)，僅適用于線性電路。2.同步電動(dòng)機(jī)不能自行啟動(dòng)，需借助啟動(dòng)繞組或變頻裝置。（√）解析：同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁場需與定子旋轉(zhuǎn)磁場同步，啟動(dòng)時(shí)無啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，需輔助啟動(dòng)。3.PLC的掃描周期僅取決于用戶程序的長度。（×）解析：掃描周期包括輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三階段，與程序長度和CPU處理速度均有關(guān)。4.晶閘管一旦導(dǎo)通，門極失去控制作用，需陽極電流小于維持電流才能關(guān)斷。（√）解析：晶閘管導(dǎo)通后，門極信號(hào)可撤除，關(guān)斷需陽極電壓反向或電流低于維持電流。5.高壓設(shè)備停電檢修時(shí)，只需在電源側(cè)裝設(shè)接地線。（×）解析：需在可能來電的各側(cè)（包括聯(lián)絡(luò)線、電壓互感器二次側(cè)）裝設(shè)接地線，防止反送電。6.三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速。（×）解析：異步電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)差率約2%-5%）。7.變頻器的制動(dòng)電阻用于消耗再生能量，防止直流母線過壓。（√）解析：電動(dòng)機(jī)減速時(shí)回饋電能，制動(dòng)電阻通過發(fā)熱消耗能量，避免直流側(cè)電壓過高。8.接地體的埋深應(yīng)不小于0.6m，以減少土壤電阻變化影響。（√）解析：規(guī)范要求接地體埋深≥0.6m，避免地表溫度、濕度變化導(dǎo)致接地電阻波動(dòng)。9.測量高壓設(shè)備絕緣電阻時(shí)，應(yīng)使用500V兆歐表。（×）解析：高壓設(shè)備需用2500V及以上兆歐表（如2500V或5000V），低壓設(shè)備用500V或1000V。10.PLC梯形圖中，同一編號(hào)的輸出繼電器（Y）可以多次使用觸點(diǎn)，但線圈只能出現(xiàn)一次。（√）解析：PLC程序中，輸出繼電器線圈應(yīng)唯一，觸點(diǎn)可無限次使用（軟繼電器特性）。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述三相異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器的工作原理及優(yōu)點(diǎn)。答案：軟啟動(dòng)器通過晶閘管的相位控制，逐步增加電機(jī)端電壓，使啟動(dòng)電流平滑上升至設(shè)定值，避免沖擊。優(yōu)點(diǎn)：降低啟動(dòng)電流（2-3倍額定電流，傳統(tǒng)直接啟動(dòng)6-8倍）；減少機(jī)械沖擊；可調(diào)節(jié)啟動(dòng)時(shí)間和電流；具備過載、缺相保護(hù)功能。2.PLC程序設(shè)計(jì)的基本原則有哪些？答案：①邏輯清晰：采用模塊化設(shè)計(jì)，功能塊劃分明確；②可靠性：設(shè)置互鎖、冗余控制，避免雙線圈輸出；③可讀性：使用注釋標(biāo)注輸入輸出地址及功能；④經(jīng)濟(jì)性：合理分配I/O點(diǎn)，減少資源浪費(fèi)；⑤可維護(hù)性：程序結(jié)構(gòu)符合工藝流程，便于故障排查。3.電力電子變換器主要有哪幾類？各舉一例說明應(yīng)用場景。答案：①整流器（AC→DC）：如晶閘管整流裝置，用于直流電機(jī)調(diào)速；②逆變器（DC→AC）：如變頻器，用于交流電機(jī)調(diào)速；③斬波器（DC→DC）：如電動(dòng)汽車電池降壓電路；④交流調(diào)壓器（AC→AC）：如燈光亮度調(diào)節(jié)；⑤周波變換器（AC→AC，變頻）：如大型軋鋼機(jī)用低頻電源。4.高壓線路停電檢修的安全技術(shù)措施包括哪些？答案：①停電：斷開所有可能來電的斷路器、隔離開關(guān)，驗(yàn)明確無電壓；②驗(yàn)電：使用合格驗(yàn)電器在檢修設(shè)備各側(cè)逐相驗(yàn)電；③裝設(shè)接地線：在可能來電側(cè)及設(shè)備兩側(cè)掛接地線，接地端可靠接地；④懸掛標(biāo)示牌和裝設(shè)遮欄：在開關(guān)操作把手上掛“禁止合閘，有人工作”標(biāo)示牌，檢修現(xiàn)場設(shè)遮欄。5.復(fù)雜直流電路的解題步驟通常包括哪些？答案：①繪制電路原理圖，標(biāo)注已知參數(shù)（電壓、電阻、電流方向假設(shè)）；②選擇合適的分析方法（如基爾霍夫定律、戴維南定理、疊加定理）；③列寫方程（節(jié)點(diǎn)電流方程、回路電壓方程）；④解方程求解未知量；⑤驗(yàn)證結(jié)果合理性（如功率平衡、電流方向是否與假設(shè)一致）。四、計(jì)算題（每題8分，共40分）1.如圖所示電路（略），已知E1=12V，E2=6V，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，用戴維南定理求R3支路的電流。答案：①斷開R3，求開路電壓Uoc：R1、R2串聯(lián)，電流I=(E1-E2)/(R1+R2)=(12-6)/(2+3)=1.2A，Uoc=E2+IR2=6+1.2×3=9.6V（或Uoc=E1-IR1=12-1.2×2=9.6V）；②求等效內(nèi)阻R0：電壓源短路，R0=R1∥R2=2×3/(2+3)=1.2Ω；③接入R3，電流I3=Uoc/(R0+R3)=9.6/(1.2+6)=1.33A（約1.33A）。2.一臺(tái)S9-500/10型變壓器，額定電壓10kV/0.4kV，空載損耗P0=1.1kW，短路損耗Pk=6.5kW，求其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載率β。答案：經(jīng)濟(jì)負(fù)載率β=√(P0/Pk)=√(1.1/6.5)≈0.41（41%）。3.某三相晶閘管整流電路，輸入線電壓380V，控制角α=30°，求阻性負(fù)載時(shí)輸出直流電壓平均值（三相橋式全控整流）。答案：三相橋式全控整流輸出電壓Ud=2.34U2cosα（U2為相電壓），U2=380/√3≈220V，故Ud=2.34×220×cos30°≈2.34×220×0.866≈446V。4.某PLC系統(tǒng)配置為：輸入模塊（8點(diǎn)）2個(gè)，輸出模塊（8點(diǎn)）1個(gè)，擴(kuò)展模塊（16點(diǎn)I/O）1個(gè)，主機(jī)I/O為16點(diǎn)（8入/8出），求各模塊的I/O地址分配（假設(shè)主機(jī)起始地址為X0/Y0）。答案：①主機(jī)：X0-X7（8入），Y0-Y7（8出）；②第一個(gè)輸入擴(kuò)展模塊：X10-X17（8入，地址遞增8）；③輸出擴(kuò)展模塊：Y10-Y17（8出，地址遞增8）；④16點(diǎn)擴(kuò)展模塊：輸入部分X20-X27（8入），輸出部分Y20-Y27（8出）。5.一臺(tái)10kV/0.4kV配電變壓器，低壓側(cè)三相短路電流為25kA，求高壓側(cè)短路電流（忽略變壓器阻抗以外的系統(tǒng)阻抗）。答案：高低壓側(cè)電流比等于電壓比的反比，I1/I2=U2/U1，故I1=I2×U2/U1=25000×0.4/10=1000A。五、案例分析題（每題10分，共40分）1.某工廠生產(chǎn)線一臺(tái)15kW三相異步電動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)，試分析可能的電氣故障原因及排查步驟。答案：可能原因：①電源故障：缺相、電壓過低；②控制電路故障：接觸器主觸點(diǎn)燒蝕、啟動(dòng)按鈕接觸不良、熱繼電器過載保護(hù)動(dòng)作；③電機(jī)故障：定子繞組斷路/短路、轉(zhuǎn)子斷條；④線路故障：電纜接頭松動(dòng)、接線錯(cuò)誤。排查步驟：①測量電源電壓（三相380V±5%），檢查是否缺相；②檢查控制回路：按下啟動(dòng)按鈕，測量接觸器線圈是否得電，觸點(diǎn)是否吸合；③斷開電機(jī)接線，測量三相繞組直流電阻（應(yīng)平衡，誤差≤5%），用兆歐表測絕緣電阻（≥0.5MΩ）；④檢查電纜絕緣及接線端子是否緊固；⑤空載試運(yùn)行，觀察電流是否正常（約30A），判斷是否轉(zhuǎn)子故障。2.某PLC控制系統(tǒng)中，輸入信號(hào)X0正常（外部傳感器動(dòng)作），但程序中X0觸點(diǎn)不閉合，試分析可能原因及處理方法。答案：可能原因：①輸入模塊損壞：內(nèi)部電路斷路；②接線錯(cuò)誤：X0端子與COM端未接正確（如傳感器類型與模塊不匹配，NPN/PNP錯(cuò)誤）；③輸入熔絲熔斷：模塊內(nèi)部熔絲燒斷；④程序錯(cuò)誤：地址編寫錯(cuò)誤（如誤寫為X1）；⑤外部信號(hào)干擾：電磁干擾導(dǎo)致信號(hào)丟失。處理方法：①用萬用表測量X0端子與COM端電壓（如24VDC傳感器，正常時(shí)動(dòng)作后電壓應(yīng)接近0V）；②檢查接線極性，確認(rèn)傳感器輸出類型與模塊匹配；③更換同型號(hào)輸入模塊測試；④檢查程序中的地址是否與實(shí)際模塊對(duì)應(yīng)；⑤增加屏蔽線或?yàn)V波電容，減少干擾。3.一臺(tái)晶閘管整流設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)輸出電壓波動(dòng)大，且晶閘管溫升過高，可能原因有哪些？如何處理？答案：可能原因：①觸發(fā)脈沖異常：脈沖丟失、相位不一致、幅值不足；②晶閘管特性不一致：導(dǎo)通壓降差異大；③負(fù)載波動(dòng)：負(fù)載電阻變化頻繁；④冷卻不良：散熱片積灰、風(fēng)機(jī)故障；⑤電網(wǎng)電壓波動(dòng)：輸入電壓不穩(wěn)定。處理方法：①用示波器檢測觸發(fā)脈沖波形（寬度≥20μs，幅值≥4V），調(diào)整觸發(fā)板參數(shù)；②測量各晶閘管導(dǎo)通壓降（正常約1-2V），更換特性差異大的器件；③檢查負(fù)載側(cè)是否有短路或接觸不良；④清理散熱片，檢修冷卻風(fēng)機(jī)；⑤加裝穩(wěn)壓器或調(diào)整整流變壓器分接頭，穩(wěn)定輸入電壓。4.某10kV高壓配電系統(tǒng)發(fā)生越級(jí)跳閘（上級(jí)斷