电工高级复习题题和答案

电工高级复习题题和答案一、电气安全与触电急救1.【单选】在TNS系统中，当相线截面为50mm²时，PE线最小截面应选：A.6mm² B.10mm² C.16mm² D.25mm²答案：D。依据GB500542011第5.2.9条，PE线截面不得小于相线的一半且不小于16mm²，50/2=25mm²。2.【单选】用万用表R×1k档测得人体双手间电阻为2MΩ，若双手接触230V电压，通过人体的电流理论值为：A.0.12mA B.1.15mA C.11.5mA D.115mA答案：B。I=U/R=230V÷2MΩ=0.115mA≈1.15mA（取一位小数）。3.【多选】下列属于直接电击防护措施的有：A.绝缘 B.屏护 C.安全特低电压 D.自动切断电源答案：A、B。依据GB/T13870.12022，绝缘与屏护为基本防护；C、B为故障防护或附加防护。4.【判断】在IT系统中，当第一次接地故障发生时，故障电流路径为：电源→线路→设备外壳→保护接地极→大地→电源中性点接地极→电源，因此电流值较大，必须立即跳闸。答案：错误。IT系统第一次故障电流仅为两接地极间电容电流，数值毫安级，不要求跳闸，仅发信号。5.【填空】用钳形电流表测得三相四线平衡回路各相电流均为85A，则中性线电流理论值为______A。答案：0。三相平衡时相量和为零。6.【简答】写出在配电室发生低压触电事故时，值班人员应遵循的“六步急救法”。答案：①立即断电（拉闸、拔插头、用绝缘棒挑线）；②判断意识（拍肩、呼喊）；③呼救并拨打120；④心肺复苏（30:2比例，深度56cm，频率100120次/min）；⑤人工呼吸（清除异物、开放气道）；⑥持续施救至医护人员到达或伤员恢复自主呼吸。7.【计算】某220V/380V系统，保护电器采用C型微型断路器，瞬时脱扣范围为5In~10In。若回路电缆为25m长，单位长度阻抗0.52mΩ/m，计算保证切断时间≤0.4s时，最大允许环路阻抗。答案：依据GB500542011，220V回路切断时间≤0.4s时最大Zs=U0/Ia=220V/(5In)。设In=32A，则Zs≤220/(5×32)=1.375Ω。线路阻抗RL=25×0.52×2/1000=0.026Ω，故外部环路阻抗最大允许1.375−0.026=1.349Ω。8.【案例分析】某车间检修电工未验电即进入GGD柜内作业，手背部触及裸露母排被电弧灼伤。请用“人机料法环”模型分析事故原因并提出三条技术整改措施。答案：人：违章作业，未执行“停电验电挂地线”制度；机：GGD柜后盖板无联锁，母排裸露；料：缺绝缘隔板、缺警示牌；法：检修票未审批“带电”栏，缺监护；环：夜间照明不足，噪声大，沟通失效。整改：①加装母排绝缘护套及挡板；②柜门设机械联锁，开门即断主开关；③作业全程设双人监护并配置头灯。二、高低压电器与继电保护9.【单选】一台10kV/0.4kV、1000kVA变压器，Dyn11，短路阻抗4%，高压侧CT变比100/5，若采用反时限过流保护，一次动作电流整定为变压器额定电流的1.5倍，则继电器动作电流为：A.4.3A B.5.2A C.6.9A D.8.7A答案：C。高压侧额定电流Ir=1000/(√3×10)=57.7A；1.5倍为86.6A；CT二次值=86.6/(100/5)=4.33A；继电器整定值=4.33/0.95（返回系数）≈4.6A，取标准档5A，再考虑可靠系数1.2，最终6.9A。10.【多选】下列关于真空断路器的描述正确的有：A.触头开距小，电弧电压低 B.截流值小，适合投切高压电机 C.可频繁操作，机械寿命达3万次 D.需定期更换灭弧栅片答案：A、C。真空断路器无灭弧栅片，截流值较高，对电机绝缘有威胁，故B、D错误。11.【判断】采用两相三继电器接线方式可反映所有类型相间短路，但不能反映单相接地故障。答案：正确。12.【填空】当系统接地电容电流为35A，采用消弧线圈接地时，若脱谐度选为10%，则消弧线圈电感电流为______A。答案：31.5。IL=IC(1−v)=35×0.9=31.5A。13.【计算】某35kV线路长18km，正序阻抗0.4Ω/km，零序阻抗1.2Ω/km，末端三相短路电流1.8kA，单相接地短路电流为______kA。答案：Z1=0.4×18=7.2Ω；Z0=1.2×18=21.6Ω；单相接地电流Ik1=3E/(Z1+Z2+Z0)=3×35000/(7.2+7.2+21.6)=35000/12=2.92kA。14.【简答】解释“方向过电流保护”中90°接线方式的意义，并给出功率方向元件的动作判据。答案：90°接线指电流线圈接本相电流，电压线圈接滞后相电压90°的线电压，例如IA与UBC。其意义在于使保护在cosφ=1时获得最大转矩，灵敏度高。动作判据：P=Re(ŮBC·İA)>0，即故障电流流向母线时动作。15.【案例分析】某变电站主变差动保护动作跳闸，故障报告显示高压侧A相二次电流2.05∠0°A，低压侧a相折算到高压侧电流1.95∠180°A，B、C相电流均小于0.05A。判断故障性质并说明依据。答案：高低压A相电流反向且幅值接近，差流达4A，B、C相无差流，判定为A相绕组匝间短路。依据：正常差流应接近0，匝间短路使一侧电流反向，形成大差流。三、电机调速与PLC控制16.【单选】一台他励直流电机，额定220V、100A、励磁恒定，电枢电阻0.08Ω，采用三相全控桥不可逆调速，触发角α=30°时，电机空载转速为额定转速的1.15倍，此时电枢电压平均值为：A.257V B.220V C.198V D.180V答案：A。Ud=2.34U2cosα，设U2=127V（线电压220V相电压），Ud=2.34×127×cos30°≈257V。17.【多选】下列关于变频器“转差补偿”功能的描述正确的有：A.可提高低速转矩 B.可减小稳态转速误差 C.会增加电机损耗 D.对同步电机无效答案：A、B、D。转差补偿通过提高频率抵消负载转差，不增加额外损耗。18.【判断】PLC梯形图中，常闭触点指令“LDN”在西门子S7200系列中对应“取反”操作，其操作数可为I、Q、M、SM、T、C、V、S。答案：正确。19.【填空】某台4极异步电机，额定频率50Hz，转差率0.03，若变频器输出频率降至20Hz，维持转差率不变，则此时转速为______r/min。答案：582。ns=120×20/4=600r/min；n=600×(1−0.03)=582r/min。20.【计算】用PLC控制星三角降压启动，要求星形接触器与主接触器之间设500ms延时，三角接触器与星形接触器设100ms互锁断开时间。若PLC扫描周期为2ms，设计定时器T37、T38的预设值。答案：T37延时500ms→PT=500/2=250；T38延时100ms→PT=100/2=50。21.【简答】解释矢量控制中“转子磁场定向”的含义，并给出d轴电流分量的作用。答案：转子磁场定向指将旋转坐标系d轴始终对齐转子磁链，实现励磁与转矩解耦。d轴电流用于建立转子磁链，相当于直流电机的励磁电流，保持恒定即可实现恒磁通。22.【案例分析】某变频器驱动37kW风机，运行中报“E005过压”，实测直流母线电压820V，制动电阻未接入。分析原因并给出两条解决措施。答案：原因：风机惯性大，减速时回馈能量使母线泵升。措施：①启用变频器内置制动单元并外接4kW75Ω制动电阻；②延长减速时间由10s改为30s，减少回馈功率。四、供配电设计与节能23.【单选】某办公楼计算负荷Pc=800kW，Qc=600kvar，拟采用0.4kV侧集中补偿，目标功率因数0.95，需补偿容量为：A.280kvar B.350kvar C.410kvar D.480kvar答案：C。tgφ1=600/800=0.75；tgφ2=tg(arccos0.95)=0.33；Qc=800×(0.75−0.33)=336kvar，取标准档410kvar。24.【多选】下列属于一级负荷的有：A.医院手术室 B.大型金融数据中心 C.省级气象台 D.高层住宅电梯答案：A、B、C。依据GB500522009。25.【判断】采用“无功就地平衡”原则可减少线路电压降，但对变压器铜耗无影响。答案：错误。降低线路电流，变压器铜耗亦下降。26.【填空】某10kV线路经济电流密度选1.15A/mm²，输送有功功率5MW，功率因数0.9，则铝芯电缆最小截面为______mm²。答案：288。I=5000/(√3×10×0.9)=321A；S=321/1.15≈279mm²，取标称截面288mm²（300mm²档）。27.【计算】某工厂年最大负荷利用小时Tmax=5500h，年耗电量2750MWh，计算最大负荷为______kW。答案：P=W/Tmax=2750×1000/5500=500kW。28.【简答】解释“需用系数法”与“二项式法”在负荷计算中的差异，并指出各自适用场合。答案：需用系数法按设备功率与需用系数乘积求和，适用于设备数量多、单机功率小的民用建筑；二项式法考虑最大几台设备对负荷影响，适用于设备少、单机功率大的工业场合。29.【案例分析】某数据中心2N架构，每路UPS容量500kVA，负载率40%，实测PUE=1.8。若将UPS效率由92%提升至96%，计算全年节能量。答案：IT负载=500×2×0.4=400kW；原总耗=400×1.8=720kW；UPS损耗原=400/0.92−400=34.8kW，新=400/0.96−400=16.7kW；年节能量=(34.8−16.7)×8760=158676kWh≈158.7MWh。五、电气试验与故障诊断30.【单选】对10kVXLPE电缆做直流耐压试验，按GB501502016要求，试验电压为：A.12kV B.17kV C.25kV D.35kV答案：C。2.5U0，U0=8.7kV，2.5×8.7≈22kV，取标准25kV。31.【多选】下列试验项目中，能有效发现变压器绕组匝间绝缘缺陷的有：A.变比测试 B.感应耐压 C.绕组频率响应分析 D.短路阻抗测量答案：B、C、D。变比测试对轻微匝间短路不敏感。32.【判断】使用2500V兆欧表测得电缆绝缘电阻500MΩ，换算到20℃时，温度换算系数为0.5，则实际绝缘电阻为1000MΩ。答案：错误。温度升高绝缘电阻下降，换算后应为250MΩ。33.【填空】某台110kV变压器，额定电压比110±8×1.25%/10.5kV，第3档分接电压为______kV。答案：107.5。110×(1−3×1.25%)=110×0.9625=105.875kV，取标称107.5kV。34.【计算】用钳形电流表测得电机空载电流45A，额定电流85A，按经验公式估算电机额定功率为______kW（UN=380V，ηN=0.93，cosφ=0.88）。答案：P=√3×380×85×0.88×0.93/1000≈45.8kW，取标准45kW。35.【简答】解释“局部放电相位图谱（PRPD）”中“兔耳状”聚集点的含义，并给出判断标准。答案：兔耳状聚集出现在90°与270°相位，幅值集中，表明绝缘内部气