2025年電工(高級(jí))試題及電工(高級(jí))一、理論知識(shí)試題（一）單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某10kV電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式，當(dāng)發(fā)生單相金屬性接地故障時(shí)，非故障相的對(duì)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(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，非故障相對(duì)地電容電流增大，系統(tǒng)線電壓保持對(duì)稱(chēng)，非故障相電壓升高為線電壓（√3倍相電壓）。2.三相異步電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速時(shí)，若保持U/f恒定，其機(jī)械特性的（）基本不變A.最大轉(zhuǎn)矩B.啟動(dòng)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(dāng)U/f恒定時(shí)，Tmax基本不變。3.PLC中計(jì)數(shù)器CTU的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值PV時(shí)，其輸出觸點(diǎn)（）A.立即斷開(kāi)B.保持閉合C.延時(shí)斷開(kāi)D.交替動(dòng)作答案：B。CTU為增計(jì)數(shù)器，當(dāng)當(dāng)前值≥PV時(shí)，輸出觸點(diǎn)保持閉合，直到復(fù)位信號(hào)有效。4.測(cè)量10kV電力電纜的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)選用（）兆歐表A.500VB.1000VC.2500VD.5000V答案：C。根據(jù)DL/T596-2021《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，10kV電纜絕緣電阻測(cè)量應(yīng)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(dǎo)致晶閘管無(wú)法正常導(dǎo)通A.幅值B.寬度C.頻率D.相位答案：B。晶閘管導(dǎo)通需要觸發(fā)脈沖寬度大于其開(kāi)通時(shí)間（通常幾微秒到幾十微秒），否則在陽(yáng)極電流未達(dá)到掣住電流前脈沖消失會(huì)導(dǎo)致關(guān)斷。6.某380V/220V低壓配電系統(tǒng)，若中性線斷線，三相負(fù)載分別為10kW（A相）、20kW（B相）、30kW（C相），則中性點(diǎn)位移電壓為（）A.55VB.82VC.110VD.154V答案：B。中性點(diǎn)位移電壓UN=（UA/RA+UB/RB+UC/RC）/（1/RA+1/RB+1/RC），假設(shè)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(jì)算得UN≈82V。7.同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)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(lì)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(lì)磁電流影響無(wú)功分配，非并列必要條件。8.直流電動(dòng)機(jī)采用電樞串電阻調(diào)速時(shí)，隨著串入電阻增大，其機(jī)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(shí)，機(jī)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(dòng)機(jī)，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(dòng)信號(hào)需要（）A.高電平導(dǎo)通、低電平關(guān)斷B.低電平導(dǎo)通、高電平關(guān)斷C.正脈沖觸發(fā)D.負(fù)脈沖觸發(fā)答案：A。IGBT是電壓型驅(qū)動(dòng)器件，柵極加+15V左右高電平導(dǎo)通，0V或負(fù)電平關(guān)斷。（二）判斷題（每題1分，共10分，正確打√，錯(cuò)誤打×）1.高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流是指其能安全開(kāi)斷的最大短路電流有效值。（√）解析：額定開(kāi)斷電流是斷路器在額定電壓下能可靠開(kāi)斷的最大短路電流有效值，是重要的開(kāi)斷能力指標(biāo)。2.兆歐表測(cè)量絕緣電阻時(shí)，L端接被測(cè)設(shè)備導(dǎo)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(hào)的輸出繼電器線圈可以在多個(gè)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(huì)導(dǎo)致邏輯混亂（雙線圈輸出）。4.同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)可以通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)改變，過(guò)勵(lì)時(shí)呈容性。（√）解析：過(guò)勵(lì)時(shí)勵(lì)磁電流大，電動(dòng)勢(shì)E0大于端電壓U，電機(jī)向電網(wǎng)輸出無(wú)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：?jiǎn)蜗嗳貥蛘鬏敵鲭妷篣d=0.9U2cosα（阻性負(fù)載），α增大，cosα減小，Ud降低。6.電流互感器二次側(cè)開(kāi)路會(huì)導(dǎo)致二次側(cè)產(chǎn)生高電壓，損壞設(shè)備并危及人身安全。（√）解析：二次開(kāi)路時(shí)，一次電流全部用于勵(lì)磁，鐵芯嚴(yán)重飽和，感應(yīng)出數(shù)千伏高電壓，非常危險(xiǎn)。7.三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流越大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也一定越大。（×）解析：?jiǎn)?dòng)電流大但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不一定大（如深槽式電機(jī)啟動(dòng)電流大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也大；而普通鼠籠電機(jī)啟動(dòng)電流大，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩相對(duì)較?。?。8.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，通常采用過(guò)補(bǔ)償方式，避免諧振過(guò)電壓。（√）解析：過(guò)補(bǔ)償時(shí)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(shí)轉(zhuǎn)為全補(bǔ)償（諧振）。9.直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)速成正比，與勵(lì)磁磁通成反比。（×）解析：反電動(dòng)勢(shì)E=CeΦn，與轉(zhuǎn)速n和磁通Φ均成正比。10.變頻器的制動(dòng)電阻容量應(yīng)根據(jù)制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)周期選擇，制動(dòng)時(shí)間越短，所需電阻功率越大。（√）解析：制動(dòng)能量E=0.5Jω2，制動(dòng)時(shí)間t越短，功率P=E/t越大，需選擇更大功率的制動(dòng)電阻。（三）簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述電力變壓器并列運(yùn)行的條件及不滿足條件時(shí)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(huì)產(chǎn)生循環(huán)電流，增加損耗；②聯(lián)結(jié)組別不同會(huì)導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致負(fù)載分配不均，容量小的變壓器過(guò)載；④容量比過(guò)大時(shí)，小容量變壓器易過(guò)載。2.分析三相異步電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行的危害及預(yù)防措施。答案：危害：①負(fù)載不變時(shí)，斷相后另兩相電流增大（約1.73倍），繞組過(guò)熱燒毀；②啟動(dòng)時(shí)斷相，電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，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(dǎo)致設(shè)備停轉(zhuǎn)。預(yù)防措施：①使用帶斷相保護(hù)的熱繼電器；②采用電子式斷相保護(hù)裝置；③定期檢查接線端子、熔斷器接觸情況；④電機(jī)主回路安裝三相電流檢測(cè)裝置，異常時(shí)跳閘。3.說(shuō)明PLC輸入/輸出模塊的類(lèi)型及選型要點(diǎn)。答案：類(lèi)型：①輸入模塊：開(kāi)關(guān)量輸入（DC24V、AC220V）、模擬量輸入（4-20mA、0-10V）；②輸出模塊：開(kāi)關(guān)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(diǎn)：①電壓等級(jí)匹配（輸入信號(hào)電壓與模塊額定電壓一致）；②響應(yīng)時(shí)間（晶體管型輸出≤1ms，繼電器型≤10ms）；③負(fù)載類(lèi)型（繼電器型可接交直流負(fù)載，晶體管型適用于直流負(fù)載，晶閘管型適用于交流負(fù)載）；④點(diǎn)數(shù)冗余（預(yù)留10%-15%備用點(diǎn)）；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(jī)時(shí)“過(guò)電壓故障”的常見(jiàn)原因及處理方法。答案：常見(jiàn)原因：①減速時(shí)間過(guò)短（電機(jī)再生能量無(wú)法及時(shí)通過(guò)制動(dòng)電阻消耗）；②電網(wǎng)電壓波動(dòng)（輸入電壓超過(guò)1.1倍額定電壓）；③制動(dòng)電阻損壞或容量不足；④電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)（如位能性負(fù)載下放）；⑤變頻器內(nèi)部電壓檢測(cè)電路故障。處理方法：①延長(zhǎng)減速時(shí)間（增加Pr.2（減速時(shí)間1）參數(shù)值）；②檢查輸入電壓（用萬(wàn)用表測(cè)量R、S、T端電壓）；③更換或并聯(lián)制動(dòng)電阻（計(jì)算制動(dòng)功率P≥(0.1×電機(jī)功率)/制動(dòng)時(shí)間）；④增加制動(dòng)單元（適用于大慣量負(fù)載）；⑤檢測(cè)變頻器直流母線電壓檢測(cè)電路（測(cè)量直流電壓是否與顯示值一致）。5.繪制并說(shuō)明三相異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ降壓?jiǎn)?dòng)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(diǎn)→接觸器KM3主觸點(diǎn)→電機(jī)繞組Y接；或電源→QF→FU1→KM1主觸點(diǎn)→KM2主觸點(diǎn)→電機(jī)繞組Δ接?？刂齐娐罚?jiǎn)?dòng)時(shí)按下SB2→KM1線圈得電（自鎖）→KM3線圈得電（Y接）→時(shí)間繼電器KT線圈得電；KT延時(shí)結(jié)束→KT常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)KM3→KT常開(kāi)觸點(diǎn)閉合KM2→電機(jī)轉(zhuǎn)為Δ接運(yùn)行。停止時(shí)按下SB1→KM1、KM2、KT線圈失電，電機(jī)停轉(zhuǎn)。工作原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)Y接降低繞組電壓（為Δ接的1/√3），減少啟動(dòng)電流（約為直接啟動(dòng)的1/3）；延時(shí)后切換為Δ接，恢復(fù)額定電壓運(yùn)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(yùn)行，低壓側(cè)母線短路容量為300MVA?，F(xiàn)需新增一臺(tái)500kW電動(dòng)機(jī)（額定電壓380V，啟動(dòng)電流6倍額定電流，啟動(dòng)功率因數(shù)0.3），試分析：（1）電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)對(duì)母線電壓的影響；（2）提出合理的啟動(dòng)方案并說(shuō)明理由。答案：（1）母線電壓降計(jì)算：電動(dòng)機(jī)額定電流Ie=500×103/(√3×380×0.85)=893A（cosφ=0.85）啟動(dòng)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)電抗Xst=Ue/(√3×Ist)=0.38/(√3×5358)=0.0407Ω總電抗X=Xs+Xst=0.0412Ω啟動(dòng)電流標(biāo)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(jì)算簡(jiǎn)化，實(shí)際應(yīng)考慮變壓器阻抗）更準(zhǔn)確計(jì)算：變壓器阻抗標(biāo)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流標(biāo)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)母線電壓降不應(yīng)超過(guò)15%，直接啟動(dòng)可行。但實(shí)際中若系統(tǒng)短路容量較?。ㄈ纭?00MVA），電壓降會(huì)超過(guò)允許值。（2）若系統(tǒng)短路容量較?。ㄈ缬脩糇兿聼o(wú)其他電源），建議采用變頻啟動(dòng)或軟啟動(dòng)：①變頻啟動(dòng)：通過(guò)變頻器逐步升高頻率和電壓，實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)，啟動(dòng)電流≤1.5Ie，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊；②軟啟動(dòng)：通過(guò)晶閘管調(diào)壓降低啟動(dòng)電壓，啟動(dòng)電流2-3Ie，成本低于變頻器，適用于不頻繁啟動(dòng)的負(fù)載。2.某PLC控制的自動(dòng)生產(chǎn)線出現(xiàn)故障：按下啟動(dòng)按鈕后，1號(hào)電機(jī)不啟動(dòng)，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(diǎn)損壞）；②輸出回路接線松動(dòng)或斷路；③1號(hào)電機(jī)主電路故障（接觸器線圈燒毀、熔斷器熔斷）；④電機(jī)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(shuō)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(cè)量輸出模塊端子電壓：用萬(wàn)用表DC24V檔測(cè)量對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)與公共端之間的電壓（應(yīng)為24V左右），無(wú)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(diǎn)→電源，用萬(wàn)用表通斷檔檢查各連接點(diǎn)是否導(dǎo)通，重點(diǎn)檢查接線端子、熔斷器FU2。（4）檢查主電路：測(cè)量接觸器主觸點(diǎn)電壓（合閘后應(yīng)為380V），用鉗形表測(cè)量電機(jī)電流（無(wú)電流可能為接觸器主觸點(diǎn)接觸不良）。（5）檢查電機(jī)：用兆歐表測(cè)量繞組對(duì)地絕緣（應(yīng)≥0.5MΩ），用萬(wàn)用表測(cè)量三相繞組電阻（平衡度≤2%）。二、實(shí)操技能試題（一）三相異步電動(dòng)機(jī)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(wàn)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(fù)合按鈕1只）、端子排、導(dǎo)線（BV1.5mm2，黃/綠/紅/藍(lán)）。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(kāi)布線，橫平豎直，標(biāo)識(shí)清晰）；（2）實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)→停止→反轉(zhuǎn)→停止控制，具有互鎖功能；（3）進(jìn)行通電調(diào)試，排除常見(jiàn)故障（如接觸器不吸合、互鎖失效）。3.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：（1）接線工藝（10分）：導(dǎo)線排列整齊，無(wú)交叉；端子壓接牢固；相序標(biāo)識(shí)正確（主電路L1-L2-L3，控制電路編號(hào)1-10）。（2）控制功能（15分）：正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)啟動(dòng)正常；停止按鈕有效；機(jī)械互鎖（復(fù)合按鈕常閉觸點(diǎn)）和電氣互鎖（接觸器常閉觸點(diǎn)）同時(shí)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(diǎn)接觸不良、接觸器線圈斷線）；“正轉(zhuǎn)時(shí)反轉(zhuǎn)按鈕按下接觸器吸合”（互鎖觸點(diǎn)未接入）。（4）安全規(guī)范（5分）：斷電操作；使用絕緣工具；測(cè)試時(shí)有人監(jiān)護(hù)。（二）變頻器控制電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)故障排查（30分）1.設(shè)備參數(shù)：變頻器（FR-A740-7.5K-CHT）、三相異步電動(dòng)機(jī)（Y132S-4，5.5kW，1440r/min）、電位器（1kΩ）、PLC（FX3U-16MR）。2.故障現(xiàn)象：通過(guò)PLC模擬量輸出（4-20mA）控制變頻器頻率時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定（頻率顯示波動(dòng)±2Hz）。3.排查步驟：（1）檢查模擬量接線：確認(rèn)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(cè)量模擬量信號(hào)：用萬(wàn)用表測(cè)量PLC輸出電流（給定4mA時(shí)應(yīng)為4mA，20mA時(shí)20mA），波動(dòng)超過(guò)±0.1mA則PLC輸出模塊故障。（3）檢查變頻器參數(shù)：確認(rèn)Pr.73（輸入信號(hào)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(cè)試干擾源：斷開(kāi)電機(jī)電纜，觀察頻率是否穩(wěn)定（若穩(wěn)定則電機(jī)電纜與動(dòng)力線平行敷設(shè)導(dǎo)致電磁干擾，需分開(kāi)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(wèn)題（檢查PID輸出是否濾波，采樣周期是否過(guò)短）。4.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：（1）排查邏輯（10分）：按“信號(hào)源→傳輸→接收→執(zhí)行”順序排查，無(wú)遺漏步驟；（2）故障定位（10分）：能準(zhǔn)確判斷是PLC輸出模塊故障（信號(hào)波動(dòng)）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