電工三級(高級)測試題及答案一、單項選擇題（每題1分，共20題）1.三相異步電動機采用變頻調(diào)速時，若保持U/f恒定，其最大轉(zhuǎn)矩將（）。A.隨頻率升高而增大B.隨頻率升高而減小C.基本不變D.先增大后減小2.晶閘管的通態(tài)平均電流（額定電流）是指其在（）條件下允許通過的最大工頻正弦半波電流的平均值。A.環(huán)境溫度40℃、標(biāo)準(zhǔn)散熱B.環(huán)境溫度25℃、自然冷卻C.環(huán)境溫度60℃、強迫風(fēng)冷D.環(huán)境溫度0℃、真空封裝3.測量380V電動機繞組的絕緣電阻時，應(yīng)選用（）兆歐表。A.250VB.500VC.1000VD.2500V4.PLC的掃描周期主要由（）決定。A.輸入/輸出點數(shù)B.程序長度和CPU運算速度C.電源電壓穩(wěn)定性D.外部設(shè)備響應(yīng)時間5.繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動時，隨著轉(zhuǎn)速升高，頻敏變阻器的等效阻抗（）。A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小6.交流接觸器的主觸點在接通電路時，動、靜觸點間會產(chǎn)生電弧，其主要原因是（）。A.觸點表面氧化B.觸點間隙的氣體被擊穿C.觸點壓力不足D.電路電流過大7.電力變壓器的效率η與負(fù)載系數(shù)β的關(guān)系是（）。A.β=0時η=0，β=1時η最大B.β=0.5~0.6時η最大C.β=1時η最大D.η隨β增大而單調(diào)增大8.采用星三角降壓啟動的三相異步電動機，啟動電流為直接啟動的（）。A.1/√3B.1/3C.√3倍D.3倍9.晶閘管整流電路中，若觸發(fā)脈沖的相位滯后于自然換相點，則電路工作在（）狀態(tài)。A.整流B.逆變C.待觸發(fā)D.關(guān)斷10.異步電動機的轉(zhuǎn)差率s=（n?n）/n?，其中n?為（）。A.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速B.同步轉(zhuǎn)速C.額定轉(zhuǎn)速D.最高轉(zhuǎn)速11.電流互感器運行時，二次側(cè)不能開路的原因是（）。A.二次側(cè)會感應(yīng)高電壓，危及設(shè)備和人身安全B.二次側(cè)電流過大，燒毀繞組C.一次側(cè)電流無法測量D.鐵芯飽和，誤差增大12.變頻器的控制方式中，V/f控制的主要缺點是（）。A.低速時轉(zhuǎn)矩不足B.調(diào)速范圍小C.動態(tài)響應(yīng)差D.成本過高13.三相異步電動機的額定功率是指（）。A.輸入的電功率B.輸出的機械功率C.定子銅損與鐵損之和D.轉(zhuǎn)子銅損14.兆歐表測量絕緣電阻時，搖動手柄的轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在（）r/min左右。A.60B.120C.180D.24015.PLC梯形圖中，輸出繼電器（Y）的線圈（）。A.只能由外部信號驅(qū)動B.只能由程序內(nèi)部觸點驅(qū)動C.既可由外部信號也可由內(nèi)部觸點驅(qū)動D.不能直接驅(qū)動16.直流電動機的調(diào)速方法中，改變電樞電壓調(diào)速屬于（）。A.恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速B.恒功率調(diào)速C.恒電流調(diào)速D.恒磁通調(diào)速17.中性點不接地的電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時，非故障相的相電壓（）。A.升高為線電壓B.降低為相電壓的1/√3C.不變D.升高為相電壓的√3倍18.三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載時，晶閘管的觸發(fā)角α最大為（）。A.60°B.90°C.120°D.150°19.異步電動機的機械特性曲線中，臨界轉(zhuǎn)差率s_m與轉(zhuǎn)子電阻r?（）。A.成正比B.成反比C.無關(guān)D.平方成正比20.電力線路的過電流保護裝置中，定時限過流保護的動作時間（）。A.與短路電流大小無關(guān)B.隨短路電流增大而減小C.隨短路電流增大而增大D.與短路電流頻率相關(guān)二、多項選擇題（每題2分，共10題，每題至少2個正確選項）1.三相異步電動機不能啟動的可能原因有（）。A.電源缺相B.轉(zhuǎn)子繞組斷路C.負(fù)載轉(zhuǎn)矩過大D.定子繞組匝間短路2.晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足的要求包括（）。A.觸發(fā)脈沖有足夠的幅值和寬度B.觸發(fā)脈沖與主電路同步C.觸發(fā)角可在要求范圍內(nèi)調(diào)節(jié)D.觸發(fā)脈沖前沿要陡3.電力變壓器的冷卻方式有（）。A.油浸自冷B.油浸風(fēng)冷C.強迫油循環(huán)水冷D.干式空氣冷卻4.PLC的輸入/輸出模塊類型包括（）。A.直流開關(guān)量輸入模塊B.交流開關(guān)量輸出模塊C.模擬量輸入模塊D.溫度傳感器模塊5.提高功率因數(shù)的方法有（）。A.并聯(lián)電容器補償B.選用高功率因數(shù)的電動機C.減少感性負(fù)載的運行時間D.串聯(lián)電抗器6.異步電動機的電氣制動方法包括（）。A.反接制動B.能耗制動C.再生制動（回饋制動）D.機械制動7.低壓配電系統(tǒng)的接地形式有（）。A.TT系統(tǒng)B.TNC系統(tǒng)C.TNS系統(tǒng)D.IT系統(tǒng)8.變頻器的保護功能通常包括（）。A.過電流保護B.過電壓保護C.欠電壓保護D.過熱保護9.測量電動機絕緣電阻時，需要測量的部位有（）。A.各相繞組之間的絕緣B.繞組與機殼之間的絕緣C.繞組與軸承之間的絕緣D.繞組與轉(zhuǎn)子之間的絕緣10.電氣設(shè)備的防爆類型包括（）。A.隔爆型（Exd）B.增安型（Exe）C.本質(zhì)安全型（Exi）D.正壓型（Exp）三、填空題（每題1分，共10題）1.三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速n?=（60f/p），其中p為________。2.晶閘管的三個電極是陽極、陰極和________。3.兆歐表測量絕緣電阻時，L端接被測設(shè)備的導(dǎo)體部分，E端接________。4.PLC的工作方式是________掃描方式。5.電力變壓器的額定容量S_N是指________功率。6.異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s的關(guān)系曲線稱為________特性曲線。7.電流互感器的二次側(cè)額定電流一般為________A。8.變頻器的主電路包括整流電路、________電路和逆變電路。9.三相四線制系統(tǒng)中，中性線（N線）的作用是________。10.直流電動機的電樞反應(yīng)會使氣隙磁場________（填“畸變”或“增強”）。四、簡答題（共5題，第13題每題6分，第45題每題8分）1.（封閉型）簡述三相異步電動機變頻調(diào)速的基本原理及優(yōu)點。2.（封閉型）說明晶閘管的導(dǎo)通條件和關(guān)斷條件。3.（開放型）列舉三種常見的電動機保護裝置，并說明其作用。4.（封閉型）簡述PLC梯形圖編程的基本原則。5.（開放型）分析電力變壓器運行中溫度過高的可能原因及處理方法。五、計算題（共3題，每題10分）1.一臺三相異步電動機，額定功率P_N=30kW，額定電壓U_N=380V，額定功率因數(shù)cosφ_N=0.85，額定效率η_N=0.9。求額定電流I_N。（公式：I_N=P_N/(√3U_Ncosφ_Nη_N)）2.某10kV配電線路，短路電流周期分量有效值I_k=5kA，短路持續(xù)時間t=0.5s，求熱效應(yīng)Q（公式：Q=I_k2t）。3.某PLC程序中使用定時器T0（設(shè)定值為K300），PLC的掃描周期為0.5ms，求定時器的延時時間（單位：s）。（注：T0為100ms定時器，設(shè)定值K=延時時間/0.1s）六、綜合分析題（共2題，每題15分）1.某機床采用三相異步電動機拖動，運行中出現(xiàn)“電機過熱但無異味，且轉(zhuǎn)速明顯下降”的故障現(xiàn)象。試分析可能的故障原因，并列出排查步驟。2.設(shè)計一個基于PLC的三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路（含必要的保護），要求：（1）畫出主電路和PLC外部接線圖；（2）寫出I/O分配表；（3）設(shè)計梯形圖程序（含互鎖保護）。答案及解析一、單項選擇題1.C（U/f恒定控制下，氣隙磁通基本不變，最大轉(zhuǎn)矩近似不變）2.A（晶閘管額定電流定義為環(huán)境溫度40℃、標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下的正弦半波電流平均值）3.B（380V設(shè)備選用500V兆歐表，絕緣電阻≥0.5MΩ）4.B（掃描周期=輸入采樣時間+程序執(zhí)行時間+輸出刷新時間，與程序長度和CPU速度直接相關(guān)）5.B（頻敏變阻器阻抗隨頻率降低而減小，啟動后期轉(zhuǎn)子頻率降低，阻抗減?。?.B（觸點分離時，間隙氣體被高電場擊穿產(chǎn)生電?。?.B（變壓器效率在負(fù)載系數(shù)0.5~0.6時最高）8.B（星三角啟動時，定子繞組電壓降為√3倍，電流降為1/3）9.B（觸發(fā)脈沖滯后于自然換相點時，電路工作在逆變狀態(tài)，將直流逆變?yōu)榻涣鳎?0.B（n?為同步轉(zhuǎn)速，由電源頻率和極對數(shù)決定）11.A（二次側(cè)開路時，鐵芯磁通劇增，感應(yīng)高電壓危及安全）12.A（V/f控制低速時定子電阻壓降影響大，轉(zhuǎn)矩不足）13.B（額定功率指電動機軸上輸出的機械功率）14.B（兆歐表搖速一般為120r/min，允許±20%波動）15.B（PLC輸出繼電器線圈只能由程序內(nèi)部觸點驅(qū)動，外部信號通過輸入繼電器（X）輸入）16.A（改變電樞電壓調(diào)速時，磁通Φ不變，轉(zhuǎn)矩T=K?ΦI?，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速）17.D（中性點不接地系統(tǒng)單相接地時，非故障相電壓升高為線電壓，即√3倍相電壓）18.C（三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載時，α最大為120°）19.A（臨界轉(zhuǎn)差率s_m=r?/(√(r?2+(x?+x?)2))，與r?成正比）20.A（定時限過流保護動作時間由時間繼電器整定，與電流大小無關(guān)）二、多項選擇題1.ABCD（電源缺相、轉(zhuǎn)子斷條、負(fù)載過重、定子匝間短路均會導(dǎo)致無法啟動）2.ABCD（觸發(fā)脈沖需滿足幅值、寬度、同步、前沿陡等要求）3.ABCD（油浸自冷、風(fēng)冷、強迫油循環(huán)水冷及干式空冷均為常見冷卻方式）4.ABC（輸入/輸出模塊包括直流/交流開關(guān)量、模擬量模塊；溫度傳感器屬檢測元件，非I/O模塊）5.ABC（并聯(lián)電容補償、選用高功率因數(shù)電機、減少感性負(fù)載運行時間均可提高功率因數(shù)；串聯(lián)電抗器會降低功率因數(shù)）6.ABC（反接、能耗、再生制動為電氣制動；機械制動屬物理制動）7.ABCD（TT、TNC、TNS、IT均為低壓接地形式）8.ABCD（變頻器通常具備過流、過壓、欠壓、過熱等保護）9.AB（需測量各相繞組間及繞組與機殼間的絕緣）10.ABCD（隔爆、增安、本質(zhì)安全、正壓均為防爆類型）三、填空題1.極對數(shù)2.門極（控制極）3.設(shè)備外殼（接地部分）4.循環(huán)（周期）5.視在6.機械7.5（或1，常用5A）8.中間直流（濾波）9.保證三相負(fù)載不對稱時各相電壓對稱10.畸變四、簡答題1.原理：異步電動機轉(zhuǎn)速n=（1s）n?=（1s）60f/p，通過改變電源頻率f即可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。優(yōu)點：調(diào)速范圍寬、平滑性好、效率高、機械特性硬，適合大多數(shù)負(fù)載。2.導(dǎo)通條件：陽極加正向電壓，門極加適當(dāng)正向觸發(fā)脈沖。關(guān)斷條件：陽極電流降至維持電流以下（可通過降低陽極電壓、斷開電路或施加反向電壓實現(xiàn)）。3.示例：熱繼電器：過載保護，當(dāng)電流超過額定值一定時間后動作，切斷電源。熔斷器：短路保護，短路時熔體熔斷，切斷電路。欠電壓繼電器：電源電壓過低時動作，防止電機低壓運行損壞。4.基本原則：梯形圖按從左到右、從上到下的順序繪制。觸點可串聯(lián)/并聯(lián)，線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。輸出繼電器（Y）、輔助繼電器（M）等線圈不能直接接左側(cè)母線。相同編號的線圈在一個程序中只能出現(xiàn)一次（雙線圈輸出易導(dǎo)致邏輯混亂）。盡量減少觸點使用數(shù)量，優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)。5.可能原因：過載運行：負(fù)載超過額定容量。冷卻系統(tǒng)故障：風(fēng)扇損壞、油循環(huán)不暢。繞組故障：匝間短路、接觸電阻增大。鐵芯故障：鐵芯硅鋼片絕緣損壞，渦流損耗增大。處理方法：檢查負(fù)載，調(diào)整至額定范圍內(nèi)；檢修冷卻裝置（如清理散熱片、更換風(fēng)扇）；測量繞組直流電阻和絕緣電阻，排查匝間短路；檢測鐵芯溫升，必要時解體檢查鐵芯絕緣。五、計算題1.解：\[I_N=\frac{P_N}{\sqrt{3}U_N\cos\phi_N\eta_N}=\frac{30\times10^3}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.9}\approx59.3\,\text{A}\]2.解：\[Q=I_k^2t=(5\times10^3)^2\times0.5=12.5\times10^6\,\text{A}^2\cdot\text{s}\]3.解：T0為100ms定時器，設(shè)定值K=300，延時時間=K×0.1s=300×0.1=30s。六、綜合分析題1.可能原因：電源電壓過低：導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩下降，轉(zhuǎn)速降低，電流增大發(fā)熱。定子繞組匝間短路：部分繞組短路，電流增大，銅損增加。轉(zhuǎn)子繞組斷條：轉(zhuǎn)子電流減小，電磁轉(zhuǎn)矩下降，轉(zhuǎn)速降低，定子電流增大。軸承故障：機械阻力增大，負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加，電流增大。排查步驟：①用萬用表測量電源電壓，確認(rèn)是否三相平衡且符合額定值（3