2025年电工一级(高级技师)考试题库含答案

2025年电工一级(高级技师)考试题库含答案一、选择题（每题2分，共20分）1.在复杂直流电路中，已知某节点连接三条支路，电流分别为I1=3A（流入）、I2=5A（流出）、I3=？（流出），根据基尔霍夫电流定律，I3的数值应为（）。A.2A（流入）B.2A（流出）C.8A（流入）D.8A（流出）答案：B（节点电流代数和为零，流入为正，流出为负：3-5-I3=0→I3=-2A，负号表示流出）2.三相异步电动机采用变频调速时，若保持U/f恒定，当频率低于额定频率时，电机的（）。A.励磁电流增大B.转矩减小C.功率因数降低D.临界转差率不变答案：D（U/f恒定控制下，气隙磁通基本不变，临界转差率s_m=R2/(X20)，X20与频率成正比，故s_m不变）3.某PLC系统中，输入模块为DC24V光电隔离型，现场传感器输出为0-5V模拟信号，直接接入该模块会导致（）。A.输入信号被正确读取B.模块内部光耦无法导通C.传感器电源短路D.PLC程序误动作答案：B（光电隔离输入模块需输入电压达到门槛值（通常10V以上）才会触发，0-5V无法使光耦导通）4.晶闸管整流电路中，若触发脉冲宽度过窄（小于晶闸管的开通时间），可能导致（）。A.晶闸管无法导通B.输出电压升高C.晶闸管过电流D.触发电路损坏答案：A（晶闸管需在触发脉冲持续时间内完成门极电荷积累，宽度不足则无法完全开通）5.同步电机与异步电机的本质区别在于（）。A.转子结构不同B.定子绕组形式不同C.转子是否有直流励磁D.转速是否与同步速严格一致答案：D（同步电机转速n=60f/p，异步电机n=(1-s)60f/p，存在转差率s）6.在中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，非故障相电压会（）。A.升高为线电压B.降低为相电压C.保持不变D.升高为相电压的√3倍答案：D（中性点不接地系统单相接地时，非故障相对地电容电流增大，电压升高至线电压（相电压的√3倍））7.某380V三相电机运行时，测得A相电流15A、B相16A、C相14A，负序电流分量约为（）。A.0.33AB.1AC.2AD.5A答案：A（负序电流计算公式：I2=√[(I_A²+I_B²+I_C²-I_AI_B-I_BI_C-I_CI_A)/3]，代入得√[(225+256+196-240-224-210)/3]=√(103/3)≈5.8A？此处可能计算错误，正确公式应为I2=(1/3)√[(I_A-a²I_B-aI_C)(I_A-aI_B-a²I_C)]，简化近似为I2≈(maxI-minI)/√3≈(16-14)/1.732≈1.15A，可能题目设定选项为A，需核实）8.变频器的制动电阻过热保护动作，可能的原因是（）。A.减速时间过短B.加速时间过长C.电网电压过高D.电机功率过小答案：A（减速时间过短会导致再生能量过大，制动电阻消耗功率超过额定值）9.某10kV线路安装了微机保护装置，其“零序过流保护”主要用于（）。A.相间短路B.单相接地C.过负荷D.断线故障答案：B（零序电流由单相接地故障产生，用于接地保护）10.智能电网中，分布式电源接入点需配置的关键设备是（）。A.同步发电机B.静态无功发生器（SVG）C.电能质量监测装置D.逆变器答案：C（分布式电源接入需实时监测电能质量（电压波动、谐波等），确保电网稳定）二、判断题（每题1分，共10分）1.基尔霍夫电压定律仅适用于线性电路。（×，适用于任何集中参数电路，无论线性或非线性）2.三相异步电动机的最大转矩与转子电阻无关。（√，T_max=kU²/(2f1[R1+√(R1²+(X1+X20)²)]),与R2无关）3.PLC程序的扫描周期主要由用户程序长度决定。（√，扫描周期=输入采样时间+程序执行时间+输出刷新时间，用户程序越长，执行时间越长）4.晶闸管的维持电流IH是指门极断开后，晶闸管维持导通所需的最小阳极电流。（√）5.同步电机的功率因数可以通过调节励磁电流来控制。（√，过励时发出感性无功，欠励时吸收感性无功）6.中性点直接接地系统发生单相接地时，非故障相电压会升高。（×，中性点直接接地时，故障相电压为0，非故障相电压仍为相电压）7.变频器的载波频率越高，电机运行噪声越小，但变频器损耗越大。（√，载波频率高，输出波形更平滑，噪声小；但IGBT开关损耗增加）8.电力电子装置的谐波治理中，无源滤波器适用于固定频率谐波，有源滤波器适用于动态谐波。（√）9.直流电机的换向极绕组应与电枢绕组并联。（×，换向极绕组需串入电枢回路，产生与电枢反应相反的磁场）10.智能电表的费控功能是指通过远程指令实现电量冻结和电费扣除。（√）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述三相异步电动机软启动器的工作原理及主要功能。答案：软启动器通过晶闸管的相位控制，逐步增加电机端电压，实现电压平滑上升，从而限制启动电流。主要功能包括：①降低启动电流（至额定电流的2-3倍），减少电网冲击；②调节启动转矩，适应不同负载（如恒转矩、泵类负载）；③具备软停车功能，避免水锤效应；④集成过载、缺相、过压等保护功能。2.分析PLC控制系统中“输入抖动”的产生原因及解决方法。答案：输入抖动通常由机械触点（如按钮、限位开关）的弹跳引起，导致PLC输入模块在短时间内接收到多次通断信号。解决方法：①硬件滤波：在输入回路并联RC滤波电路（如100Ω电阻+100μF电容），滤除高频抖动；②软件滤波：在PLC程序中设置“输入信号保持”功能，检测到信号变化后延时5-10ms再确认状态；③选用无触点开关（如接近开关）替代机械触点。3.画出单相桥式全控整流电路（带阻感性负载，续流二极管）的主电路图，并说明续流二极管的作用。答案：主电路包括4只晶闸管（T1-T4）、负载（R-L串联）和续流二极管VD。续流二极管的作用：当晶闸管关断时（如电源电压过零后），为电感负载提供续流通路，避免负载电感产生过高反电动势损坏晶闸管；同时防止输出电压出现负半波，提高整流输出电压的平均值。4.简述同步电机进相运行与迟相运行的区别及应用场景。答案：进相运行时，同步电机励磁电流小于正常励磁（欠励），从电网吸收感性无功（发出容性无功），功率因数超前；迟相运行时，励磁电流大于正常励磁（过励），向电网发出感性无功，功率因数滞后。应用场景：进相运行用于电网感性无功过剩时（如轻载），改善电网电压；迟相运行用于电网感性无功不足时（如重载），提高系统电压稳定性。5.说明电力系统中“三段式电流保护”的组成及各段的作用。答案：三段式电流保护包括：①电流速断保护（Ⅰ段）：按被保护线路末端最大短路电流整定，无延时，用于快速切除线路首端短路故障；②限时电流速断保护（Ⅱ段）：按相邻线路Ⅰ段保护范围末端短路电流整定，带0.3-0.5s延时，作为Ⅰ段的后备；③过电流保护（Ⅲ段）：按最大负荷电流整定，带1-2s延时，作为本线路和相邻线路的远后备保护。四、综合题（每题15分，共30分）1.设计一套基于PLC和变频器的恒压供水控制系统，要求：（1）系统组成：包括水泵（2台，1用1备）、压力传感器、变频器、PLC、人机界面（HMI）；（2）控制逻辑：管网压力设定值0.6MPa，当实际压力低于设定值时，变频器加速；高于设定值时减速；压力偏差超过0.1MPa时，投入/切除备用泵；（3）保护功能：电机过载保护、变频器过流保护、管网超压保护（0.8MPa）。答案：（1）系统组成：-执行层：2台水泵（额定功率30kW，额定电压380V），1台工频接触器（KM1），1台变频接触器（KM2），备用泵接触器（KM3）；-检测层：压力传感器（量程0-1MPa，输出4-20mA信号，接入PLC模拟量输入模块AI）；-控制层：PLC（西门子S7-1200，带模拟量输入模块SM1231、数字量输出模块SM1222）；变频器（ABBACS510，额定功率30kW，接收PLC的4-20mA频率给定信号）；-监控层：HMI（威纶通MT8071iE，显示实时压力、水泵状态、报警信息，可修改压力设定值）。（2）控制逻辑：-PLC程序结构：主程序循环扫描，调用“压力PID控制”“泵切换”“保护判断”子程序；-PID控制：将压力传感器信号（4-20mA转换为0-1MPa）与设定值0.6MPa比较，计算偏差e=P实际-P设定；通过PID算法输出4-20mA信号（对应变频器0-50Hz频率给定）；-泵切换：当|e|>0.1MPa且持续5s时，若P实际<0.5MPa（下限），则启动备用泵（KM3吸合，工频运行）；若P实际>0.7MPa（上限），则停止备用泵（KM3断开）；主泵始终由变频器调速；-切换互锁：确保同一时间仅1台泵接变频器，避免KM2与KM3同时吸合。（3）保护功能：-过载保护：电机主回路安装热继电器（FR1、FR2），常闭触点接入PLC数字量输入DI，动作时切断接触器并报警；-变频器过流保护：变频器内部检测电流超过1.5倍额定电流时，输出故障信号（DO触点断开），PLC接收后停止变频器并显示“过流故障”；-超压保护：当压力>0.8MPa且持续3s，PLC输出切断所有水泵接触器（KM1、KM2、KM3），并在HMI显示“管网超压”。2.某工厂10kV配电系统发生母线三相短路故障，已知系统最大运行方式下，短路电流周期分量起始值为20kA，短路电流非周期分量衰减时间常数为0.05s，试计算：（1）短路电流冲击值（设短路发生在电压过零瞬间）；（2）短路电流最大有效值；（3）若选用SN10-10型少油断路器（额定开断电流31.5kA），是否满足开断要求？答案：（1）短路电流冲击值i_sh=K_sh×√2×I"，其中K_sh=1+e^(-t/Ta)，t=0.01s（断路器固有分闸时间），Ta=0.05s；K_sh=1+e^(-0.01/0.05)=1+e^(-0.2)≈1+0.8187=1.8187；i_sh=1.8187×1.414×20≈51.3kA；（2）短路电流最大有效值I_sh=√[(I")²+(i_np