2025年电工(高级)考试题库及答案

2025年电工(高级)考试题库及答案一、选择题（一）单项选择题1.同步电动机的启动方法有多种，最常用的是（）。A.直接启动B.降压启动C.异步启动D.变频启动答案：C解析：同步电动机本身没有启动转矩，异步启动是最常用的启动方法。在定子绕组通入三相交流电产生旋转磁场，转子上的阻尼绕组产生异步转矩使电动机启动，待转速接近同步转速时，再通入直流励磁电流，使电动机牵入同步运行。2.三相异步电动机在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会（）。A.升高B.下降至零后再反向旋转C.下降但方向不变D.反向旋转答案：B解析：三相异步电动机定子两相反接后，旋转磁场的方向改变。由于惯性，转子仍按原来方向转动，此时转子与旋转磁场的相对运动方向改变，电磁转矩方向也改变，与转子转动方向相反，使转子转速下降至零，然后在反向电磁转矩作用下反向旋转。3.直流电动机调速方法中，能实现无级调速且能量损耗小的是（）。A.改变电枢回路电阻调速B.改变励磁磁通调速C.改变电枢电压调速D.串电阻调速答案：C解析：改变电枢电压调速可以通过调节电枢电压的大小，实现电动机转速的连续变化，即无级调速。而且在调速过程中，没有额外的电阻消耗电能，能量损耗小。改变电枢回路电阻调速有能量损耗在电阻上；改变励磁磁通调速调速范围有限；串电阻调速是有级调速且有能量损耗。4.变压器的变比K与原、副边的（）有关。A.电压之比B.电流之比C.匝数之比D.以上都是答案：D解析：变压器的变比K定义为原、副边匝数之比，即$K=N_1/N_2$。根据变压器的基本原理，原、副边电压之比$U_1/U_2=N_1/N_2=K$，原、副边电流之比$I_1/I_2=N_2/N_1=1/K$，所以变比与原、副边的电压之比、电流之比、匝数之比都有关。5.下列哪种继电器属于电磁式继电器（）。A.热继电器B.时间继电器C.速度继电器D.电压继电器答案：D解析：电压继电器是利用电磁力与弹簧力相平衡的原理工作的，属于电磁式继电器。热继电器是利用电流的热效应原理工作；时间继电器有多种类型，如电磁式、电动式、空气阻尼式等；速度继电器是利用速度产生的离心力来工作。6.可编程控制器（PLC）的编程语言中，最常用的是（）。A.梯形图B.指令表C.功能块图D.顺序功能图答案：A解析：梯形图是PLC最常用的编程语言，它形象直观，类似于继电器控制电路，容易被电气技术人员理解和掌握。指令表是一种文本形式的编程语言；功能块图以功能块为单位表示控制逻辑；顺序功能图用于描述系统的顺序控制过程，但都不如梯形图应用广泛。7.在三相四线制供电系统中，中性线（零线）的作用是（）。A.保证三相负载对称B.保证三相功率相等C.保证三相电压对称D.保证三相电流相等答案：C解析：在三相四线制供电系统中，当三相负载不对称时，中性线可以使三相负载的相电压保持对称。如果没有中性线，负载中性点会发生位移，导致各相负载的电压不相等，影响负载的正常工作。8.电力系统发生短路时，短路电流（）。A.比正常运行电流小B.比正常运行电流大很多C.与正常运行电流相等D.大小不确定答案：B解析：电力系统发生短路时，短路回路的阻抗很小，根据欧姆定律$I=U/Z$（U为电源电压，Z为回路阻抗），短路电流会比正常运行电流大很多。9.高压隔离开关的主要作用是（）。A.隔离电源B.倒闸操作C.拉合无电流或小电流电路D.以上都是答案：D解析：高压隔离开关的主要作用包括隔离电源，在检修电气设备时形成明显的断开点，保证检修人员的安全；可以进行倒闸操作，改变电气设备的运行方式；还能拉合无电流或小电流电路，如电压互感器、避雷器等电路。10.电气设备的绝缘电阻用（）测量。A.万用表B.接地电阻测试仪C.兆欧表D.钳形电流表答案：C解析：兆欧表是专门用于测量电气设备绝缘电阻的仪表。万用表一般用于测量电压、电流、电阻等基本电学量，但测量绝缘电阻的精度和量程不如兆欧表；接地电阻测试仪用于测量接地装置的接地电阻；钳形电流表用于测量交流电流。（二）多项选择题1.下列属于电力系统中电气一次设备的有（）。A.发电机B.变压器C.断路器D.继电器答案：ABC解析：电力系统中的电气一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的设备。发电机将其他形式的能量转换为电能；变压器用于改变电压等级；断路器用于切断和接通电路，控制和保护电力系统。而继电器是二次设备，用于控制、保护和信号转换等。2.直流电动机的制动方法有（）。A.能耗制动B.反接制动C.回馈制动D.机械制动答案：ABC解析：直流电动机的制动方法主要有能耗制动、反接制动和回馈制动。能耗制动是将电动机的动能转换为电能消耗在电阻上；反接制动是改变电动机的电源电压极性，使电动机产生制动转矩；回馈制动是当电动机的转速高于理想空载转速时，电动机向电源回馈电能，产生制动作用。机械制动不属于电气制动方法。3.可编程控制器（PLC）的输入输出模块有（）。A.数字量输入模块B.数字量输出模块C.模拟量输入模块D.模拟量输出模块答案：ABCD解析：PLC的输入输出模块包括数字量输入模块，用于接收外部的开关量信号；数字量输出模块，用于控制外部的开关设备；模拟量输入模块，用于采集外部的模拟量信号，如温度、压力等；模拟量输出模块，用于输出模拟量信号，控制执行机构。4.提高功率因数的方法有（）。A.合理选择电动机容量B.采用同步电动机C.并联电容器D.增加负载答案：ABC解析：合理选择电动机容量可以避免电动机轻载运行，提高电动机的功率因数；同步电动机可以通过调节励磁电流，使电动机运行在超前功率因数状态，提高整个系统的功率因数；并联电容器是最常用的提高功率因数的方法，电容器可以补偿感性负载的无功功率。增加负载并不能提高功率因数，反而可能会使功率因数降低。5.下列关于变压器的说法正确的有（）。A.变压器可以改变交流电压B.变压器可以改变交流电流C.变压器可以改变交流频率D.变压器可以改变阻抗答案：ABD解析：变压器是根据电磁感应原理工作的，它可以改变交流电压和交流电流，通过改变匝数比来实现。同时，变压器还可以实现阻抗变换，在电子电路中经常用于匹配负载阻抗。但是变压器不能改变交流频率，因为变压器的工作原理是基于电磁感应，输入和输出的频率是相同的。二、判断题1.三相异步电动机的转速总是低于同步转速。（）答案：正确解析：三相异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场与转子导体之间的相对运动产生电磁转矩。如果转子转速等于同步转速，那么转子导体与旋转磁场之间就没有相对运动，也就不会产生电磁转矩，电动机就无法正常运行，所以三相异步电动机的转速总是低于同步转速。2.直流电动机的换向器的作用是将直流电流转换为交流电流。（）答案：错误解析：直流电动机的换向器的作用是将外部的直流电流转换为电枢绕组中的交变电流，从而使电动机产生持续的电磁转矩，保证电动机的正常运转。而不是将直流电流转换为交流电流输出。3.变压器的空载损耗主要是铁损耗。（）答案：正确解析：变压器空载时，一次绕组加额定电压，二次绕组开路。此时变压器的损耗主要是铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，即铁损耗。因为空载时电流很小，铜损耗可以忽略不计。4.可编程控制器（PLC）的扫描周期只与程序的长短有关。（）答案：错误解析：PLC的扫描周期与程序的长短有关，但不仅仅取决于程序的长短。扫描周期还与CPU的运算速度、输入输出模块的响应时间等因素有关。程序越长，扫描周期一般会越长，但即使程序长度相同，不同的PLC型号和配置，其扫描周期也可能不同。5.在三相三线制电路中，不论负载是否对称，都可以用两表法测量三相功率。（）答案：正确解析：两表法测量三相功率的原理是基于基尔霍夫电流定律和功率的计算方法。在三相三线制电路中，不论负载是否对称，都可以通过测量两个线电压和两个线电流，然后根据一定的公式计算出三相功率。三、简答题1.简述三相异步电动机的调速方法及其优缺点。答：三相异步电动机的调速方法主要有以下几种：-改变极对数调速-优点：调速方法简单，运行可靠，效率高，调速时基本不增加损耗。-缺点：调速是有级的，不能实现平滑调速，调速范围有限。-改变电源频率调速-优点：调速范围宽，可以实现无级调速，调速性能好，能适应不同的负载特性要求，效率高。-缺点：需要专门的变频装置，设备投资大，技术要求高。-改变转差率调速-改变定子电压调速：-优点：调速设备简单，成本较低。-缺点：调速范围窄，低速时转差功率损耗大，效率低，只适用于风机、泵类负载。-绕线转子异步电动机转子串电阻调速：-优点：调速方法简单，投资少。-缺点：调速是有级的，不平滑，低速时转差功率损耗在电阻上，效率低。-电磁转差离合器调速：-优点：调速平滑，可以实现无级调速，控制方便。-缺点：低速时效率低，有转差功率损耗，适用于小功率负载。2.简述可编程控制器（PLC）的工作原理。答：PLC采用循环扫描的工作方式，其工作过程主要分为三个阶段：-输入采样阶段：PLC在这个阶段中，顺序读取所有输入端子的通断状态，并将这些状态存入输入映像寄存器中。在本扫描周期内，输入映像寄存器的内容不会因为外部输入信号的变化而改变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段。-程序执行阶段：PLC按照用户程序的顺序，从第一条指令开始，逐条执行程序。在执行过程中，根据输入映像寄存器和其他元件映像寄存器的状态，进行逻辑运算、算术运算等操作，并将运算结果存入相应的元件映像寄存器中。-输出刷新阶段：在所有程序执行完毕后，PLC将输出映像寄存器中的内容传送到输出锁存器中，然后通过输出端子驱动外部负载。至此，一个扫描周期结束，PLC又开始下一个扫描周期。3.简述电力系统短路的危害。答：电力系统短路会带来以下危害：-短路电流产生的热效应：短路电流很大，会使电气设备的温度急剧升高，可能超过设备的允许温度，导致设备绝缘损坏，缩短设备的使用寿命，甚至引发火灾。-短路电流产生的电动力效应：短路电流会在电气设备的导体间产生很大的电动力，可能使导体变形、扭曲，甚至损坏电气设备的结构，影响设备的正常运行。-电压降低：短路会使系统电压大幅降低，影响用户的正常用电。对于电动机等负载，电压降低会使电动机的转矩减小，转速下降，甚至可能导致电动机停转，影响生产的正常进行。-破坏系统的稳定性：严重的短路故障可能会破坏电力系统的稳定性，导致系统失去同步，出现振荡，甚至造成系统瓦解，大面积停电。-影响通信和电子设备：短路产生的电磁干扰可能会影响附近的通信线路和电子设备的正常工作，导致通信中断、设备故障等问题。四、计算题1.一台三相异步电动机，额定功率$P_N=10kW$，额定电压$U_N=380V$，额定转速$n_N=1450r/min$，功率因数$\cos\varphi_N=0.85$，效率$\eta_N=0.9$。求：（1）额定电流$I_N$；（2）额定转矩$T_N$。解：（1）根据三相异步电动机的功率公式$P_N=\sqrt{3}U_NI_N\cos\varphi_N\eta_N$，可得额定电流$I_N$为：\[\begin{align}I_N&=\frac{P_N}{\sqrt{3}U_N\cos\varphi_N\eta_N}\\&=\frac{10\times1000}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.9}\\&\approx20.1A\end{align}\]（2）根据额定转矩公式$T_N=9550\frac{P_N}{n_N}$，可得额定转矩$T_N$为：\[\begin{align}T_N&=9550\frac{P_N}{n_N}\\&=9550\times\frac{10}{1450}\\&\approx65.9N\cdotm\end{align}\]2.有一个三相负载，每相负载的电阻$R=6\Omega$，感抗$X_L=8\Omega$，接成星形，接到线电压$U_{l}=380V$的三相电源上。求：（1）相电压$U_p$；（2）相电流$I_p$；（3）三相有功功率$P$。解：（1）在星形连接中，相电压$U_p$与线电压$U_{l}$的关系为$U_p=\frac{U_{l}}{\sqrt{3}}$，所以：\[U_p=\frac{380}{\sqrt{3}}\approx220V\]（2）每相负载的阻抗$Z$为：\[Z=\sqrt{R^{2}+X_{L}^{2}}=\sqrt{6^{2}+8^{2}}=10\Omega\]相电流$I_p$为：\[I_p=\frac{U_p}{Z}=\frac{220}{10}=22A\]（3）三相有功功率$P$的计算公式为$P=3U_pI_p\cos\varphi$，其中$\cos\varphi=\frac{R}{Z}=\frac{6}{10}=0.6$，所以：\[\begin{align}P&=3U_pI_p\cos\varphi\\&=3\times220\times22\times0.6\\&=8712W=8.712kW\end{align}\]五、论述题1.论述如何保障电气设备的安全运行。答：保障电气设备的安全运行是电力系统稳定可靠供电和人员生命财产安全的重要前提，需要从多个方面进行综合考虑和采取相应措施，主要包括以下几个方面：-设备选型与安装-合理选型：根据实际使用环境、负载要求、运行条件等因素，选择符合国家标准和质量要求的电气设备。例如，在潮湿、易燃易爆等特殊环境中，应选择具有相应防护等级的设备。-正确安装：严格按照设备的安装说明书和相关规范进行安装。安装过程中要保证设备的接地良好，接线牢固，布线合理，避免出现短路、漏电等隐患。同时，要考虑设备的散热、通风等要求，确保设备在正常的环境条件下运行。-运行维护-定期巡检：建立完善的巡检制度，定期对电气设备进行巡检。巡检内容包括设备的外观、温度、声音、运行参数等，及时发现设备的异常情况，如设备过热、异响、振动等，并进行处理。-维护保养：按照设备的维护手册进行定期的维护保养工作，如清洁设备、紧固螺栓、检查绝缘等。对于一些关键设备，如变压器、断路器等，还需要进行定期的试验和检测，确保设备的性能良好。-故障处理：当电气设备出现故障时，要及时采取有效的措施进行处理。故障处理过程中要严格遵守操作规程，确保人员安全。同时，要对故障进行分析和总结，找出故障原因，采取相应的改进措施，防止类似故障再次发生。-人员管理-培训教育：对电气设备的运行维护人员进行专业的培训教育，提高他们的业务水平和安全意识。培训内容包括电气设备的原理、操作规程、安全知识等，使他们能够正确地操作和维护设备。-安全制度：建立健全的安全管理制度，明确人员的职责和权限，规范人员的操作行为。例如，制定工作票制度、操作票制度等，严格执行“两票三制”，确保电气设备的操作安全。-环境管理-温度和湿度：控制电气设备运行环境的温度和湿度，避免过高或过低的温度和湿度对设备造成损害。例如，在高温季节要加强设备的散热措施，在潮湿环境中要采取防潮措施。-防尘和防腐蚀：保持电气设备运行环境的清洁，防止灰尘、杂物等进入设备内部。对于在有腐蚀性气体或液体的环境中运行的设备，要采取相应的防腐措施，如涂覆防腐漆、采用耐腐蚀材料等。-应急管理-应急预案：制定完善的应急预案，明确在电气设备发生突发事故时的应急处理流程和措施。应急预案要定期进行演练，确保在事故发生时能够迅速、有效地进行处理，减少事故损失。-应急物资：配备必要的应急物资和设备，如消防器材、急救药品、备用电源等，确保在事故发生时能够及时进行救援和处理。2.论述可编程控制器（PLC）在工业自动化中的应用优势及发展趋势。答：-应用优势-可靠性高：PLC采用了大规模集成电路技术和冗余设计，具有很高的可靠性。它能在恶劣的工业环境下稳定运行，抗干扰能力强，能够适应高温、潮湿、振动、电磁干扰等环境条件，大大减少了设备的故障发生率，提高了生产的连续性和稳定性。-编程简单：PLC的编程语言以梯形图为主，这种编程语言形象直观，类似于继电器控制电路，电气技术人员很容易理解和掌握。即使