2025年电工高级试题及答案

2025年电工高级试题及答案一、理论知识试题（共60分）（一）单项选择题（每题2分，共10题，20分）1.某10kV配电系统发生单相接地故障，若系统采用中性点不接地方式，故障相电压会（）。A.升高为线电压B.降低为0C.保持相电压不变D.升高为相电压的√3倍2.三相异步电动机采用变频调速时，若保持U/f恒定，其（）。A.最大转矩基本不变B.临界转差率增大C.启动电流减小D.转速调节范围受限3.某PLC程序中使用TON定时器，输入信号由0变1时，定时器（）。A.立即复位B.开始计时，达到设定值后输出为1C.输出保持原状态D.计时值清零4.晶闸管整流电路中，若触发脉冲相位滞后，会导致（）。A.输出电压升高B.输出电压降低C.晶闸管无法导通D.电流波形畸变5.某变压器型号为S13-M-500/10，其中“500”表示（）。A.额定容量500kVAB.额定电流500AC.短路阻抗500mΩD.空载损耗500W6.高压断路器的合闸时间是指（）。A.从接到合闸命令到所有极触头完全闭合的时间B.从触头闭合到电流稳定的时间C.从分闸完成到接到合闸命令的时间D.从触头分离到电弧熄灭的时间7.某电动机额定功率11kW，额定电压380V，功率因数0.85，效率0.9，其额定电流约为（）。A.20AB.22AC.24AD.26A8.采用零序电流保护的配电网，其适用条件是（）。A.中性点不接地系统B.中性点经消弧线圈接地系统C.中性点直接接地系统D.任何接地方式系统9.直流电动机弱磁调速时，若励磁电流减小，其转速会（）。A.降低B.升高C.不变D.先降后升10.某380V低压线路采用TN-S系统，若发生相线与PE线短路，最可能动作的保护装置是（）。A.熔断器B.剩余电流动作保护器（RCD）C.热继电器D.过电压保护器（二）多项选择题（每题3分，共5题，15分，错选、漏选不得分）1.下列属于电力电子变流技术的有（）。A.AC-DC整流B.DC-AC逆变C.AC-AC变频D.DC-DC斩波2.三相异步电动机机械特性曲线的关键点包括（）。A.启动点（n=0，T=Tst）B.同步点（n=n0，T=0）C.最大转矩点（n=ns，T=Tmax）D.额定运行点（n=nn，T=Tn）3.PLC输入模块的常见类型有（）。A.NPN型直流输入B.PNP型直流输入C.交流220V输入D.4-20mA电流输入4.高压开关柜“五防”功能包括（）。A.防止带负荷分、合隔离开关B.防止误分、误合断路器C.防止带电挂接地线（合接地刀闸）D.防止带接地线（接地刀闸）合断路器5.下列关于电动机保护的说法正确的有（）。A.热继电器主要用于过载保护B.熔断器可作为短路保护C.欠电压保护可防止电压恢复时电动机自启动D.断相保护需采用带断相检测功能的热继电器（三）简答题（每题5分，共5题，25分）1.简述矢量控制技术的基本原理及其在异步电动机调速中的优势。2.说明变频器过流故障的常见原因及排查步骤。3.画出双速电动机（△/YY）变极调速的主电路图，并标注关键元件（如接触器、热继电器）。4.分析10kV配电线路零序电流保护与相间电流保护的配合原则。5.列举PLC程序设计中防止“双线圈输出”的措施及其必要性。二、实操技能试题（共40分）（一）PLC编程与调试（10分）某自动分拣生产线需实现以下功能：-当检测到物料（传感器信号X0=1）时，传送带电机M1启动（Y0=1）；-物料到达分拣区（X1=1）时，延时2秒后，若物料为金属（X2=1），则推料气缸Y1动作；若为非金属（X2=0），则推料气缸Y2动作；-推料完成后（Y1或Y2动作1秒），M1停止；-系统设有急停按钮X3，按下时所有输出复位。要求：1.分配I/O地址（输入X0-X3，输出Y0-Y2）；2.绘制梯形图程序；3.写出调试时需验证的关键逻辑点。（二）变频器参数设置与故障处理（10分）某恒压供水系统采用ABBACS580变频器驱动水泵（额定功率30kW，额定电压380V，额定电流57A），要求：-控制模式：PID闭环控制（压力传感器4-20mA输入）；-运行频率范围：20-50Hz；-保护功能：过流（1.5倍额定电流）、过载（1.1倍额定电流，反时限特性）；-启动方式：正转启动，加速时间8秒；-停止方式：自由停车，减速时间6秒。任务：1.列出需设置的关键参数及设置值（至少8项）；2.若调试时出现“过压故障（OU）”，分析可能原因及解决方法。（三）复杂电路故障诊断（10分）某机床控制电路如图1所示（注：图中包含熔断器FU1/FU2、接触器KM1/KM2、热继电器FR、限位开关SQ1/SQ2、启动按钮SB1/SB2、停止按钮SB3），功能为：按下SB1，KM1吸合，电机正转；按下SB2，KM2吸合，电机反转；SQ1/SQ2为左右限位保护，动作时切断对应接触器电源。故障现象：按下SB1，KM1不吸合，电机不转；按下SB2，KM2正常吸合，电机反转。任务：1.列出可能的故障点（至少5个）；2.说明使用万用表检测各故障点的具体步骤（以电压法为例）。（四）电机控制线路设计（10分）设计一台三相异步电动机（15kW，380V）的电气控制线路，要求具备以下功能：-正反转控制（互锁保护）；-多地控制（两地均可启动/停止）；-过载保护（热继电器）；-短路保护（熔断器）；-失压/欠压保护。任务：1.绘制主电路和控制电路图（标注元件型号）；2.说明互锁保护的实现方式及作用；3.计算熔断器熔体额定电流（取整）。答案一、理论知识试题答案（一）单项选择题1.D2.A3.B4.B5.A6.A7.B（计算：I=P/(√3×U×cosφ×η)=11000/(1.732×380×0.85×0.9)≈22A）8.C9.B10.A（二）多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABC（4-20mA为模拟量输入，非开关量输入模块）4.ABCD5.ABCD（三）简答题1.矢量控制原理：通过坐标变换将三相异步电动机的定子电流分解为励磁分量（产生磁场）和转矩分量（产生转矩），分别独立控制，使异步电动机的调速性能接近直流电动机。优势：调速范围宽、动态响应快、低速转矩大。2.过流故障原因：负载突变（如机械卡阻）、变频器输出短路（电缆绝缘损坏）、逆变模块损坏、参数设置不当（加速时间过短）、电机堵转。排查步骤：①检查电机及电缆绝缘；②观察负载是否异常；③延长加速时间；④检测逆变模块输出波形；⑤更换损坏元件。3.主电路图：电源→熔断器→接触器KM1（△接法主触头）→接触器KM2（YY接法主触头）→热继电器→电机。标注：KM1控制△连接，KM2控制YY连接，FR为热继电器。4.配合原则：①零序电流保护的动作电流大于相间短路时的最大零序电流；②零序Ⅰ段保护范围不超过线路全长的80%，零序Ⅱ段与相邻线路零序Ⅰ段配合；③时间级差0.3-0.5秒；④灵敏度校验（线路末端单相接地故障时，零序电流保护灵敏度≥1.5）。5.措施：①每个输出继电器（Y）在程序中只出现一次；②使用中间继电器（M）中转多条件控制；③优化逻辑顺序，避免同一扫描周期内多次赋值。必要性：双线圈输出会导致PLC输出状态不确定（最后一次赋值生效），引发设备误动作。二、实操技能试题答案（一）PLC编程与调试1.I/O分配：X0（物料检测）、X1（分拣区检测）、X2（金属检测）、X3（急停）；Y0（M1）、Y1（金属推料）、Y2（非金属推料）。2.梯形图：-X0=1→Y0=1（M1启动）；-X1=1→TONT0（设定2秒）；T0=1→根据X2状态选择Y1或Y2；-Y1/Y2动作→TONT1（设定1秒）；T1=1→Y0=0；-X3=1→全部输出复位（RSTY0/Y1/Y2）。3.调试验证点：①物料未到达时M1不启动；②分拣区检测后延时准确性；③金属/非金属分类推料逻辑；④急停按钮的紧急复位功能。（二）变频器参数设置与故障处理1.关键参数（示例）：-9902（电机额定功率）=30kW；-9905（额定电压）=380V；-9906（额定电流）=57A；-1001（启动方式）=键盘/外部；-1103（加速时间）=8s；-1104（减速时间）=6s；-1301（AI1输入类型）=4-20mA；-1601（最小频率）=20Hz；-1602（最大频率）=50Hz；-2301（PID给定）=AI1；-2501（过流保护）=1.5×57=85.5A；-2504（过载保护）=1.1×57=62.7A（反时限）。2.过压故障原因：减速时间过短（电机再生能量无法及时释放）、电网电压过高、制动电阻损坏或未接入、负载惯性过大。解决方法：①延长减速时间；②检查电网电压（380V±10%）；③检测制动电阻阻值及连接；④增加制动单元或优化工艺（如机械制动配合）。（三）复杂电路故障诊断1.可能故障点：①FU1熔断（正转支路电源故障）；②SB1按钮接触不良；③KM2常闭辅助触头（互锁触头）接触不良；④SQ1限位开关常闭触头断开（未复位）；⑤KM1线圈损坏；⑥KM1主触头前接线松动。2.检测步骤（电压法）：-断开电源，测量FU1两端电阻（正常应为0Ω，熔断则无穷大）；-闭合电源，按下SB1，测量SB1进线端电压（应为380V），出线端无电压则SB1故障；-检查KM2常闭触头两端电压（按下SB1时，若KM2未吸合，触头应导通，电压为0V；若有电压则触头接触不良）；-测量SQ1常闭触头两端电压（正常导通时电压为0V，断开则有电压）；-测量KM1线圈两端电压（按下SB1时应为380V，无电压则线圈损坏或线路断路）。（四）电机控制线路设计1.电路图：-主电路：电源→熔断器FU（RT20-63）→接触器KM1/KM2主触头→热继电器FR（JR36-63，整定电流30A）→电机M（15kW，380V）。-控制电路：电源→FU2→停止按钮SB3（两地）→启动按钮