2025年【电工(高级)】考试试题及答案

2025年【电工(高级)】考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.某复杂直流电路中，已知三个并联支路的电阻分别为2Ω、3Ω、6Ω，总电流为12A，则2Ω支路的电流为（）。A.2AB.4AC.6AD.8A答案：C解析：并联电路总电导G=1/2+1/3+1/6=1S，各支路电流与电导成正比，2Ω支路电导0.5S，占比0.5/1=50%，故电流12×50%=6A。2.同步电动机与异步电动机的主要区别在于（）。A.定子结构不同B.转子是否有独立励磁C.额定电压不同D.冷却方式不同答案：B解析：同步电动机转子需通入直流励磁建立磁场，与定子旋转磁场同步；异步电动机转子靠电磁感应产生电流，转速略低于同步速。3.PLC梯形图中，输出继电器（Y）的线圈（）。A.只能由外部信号驱动B.只能由内部程序驱动C.可由外部信号或程序驱动D.不能直接驱动负载答案：B解析：PLC输出继电器Y的线圈状态由用户程序决定，其触点可驱动外部负载（需通过输出模块）。4.晶闸管整流电路中，若触发脉冲相位滞后，输出电压会（）。A.升高B.降低C.不变D.波动答案：B解析：晶闸管导通角θ越小（触发脉冲越滞后），整流输出电压平均值Ud=1.17U2cosα（单相桥式），α增大则Ud降低。5.高压设备验电时，应使用（）的验电器。A.电压等级相符且合格B.任意电压等级C.低于设备电压等级D.高于设备电压等级答案：A解析：验电器需与被验电设备电压等级匹配，否则可能因绝缘不足导致事故。6.某三相异步电动机额定功率11kW，额定电压380V，功率因数0.85，效率0.9，则额定电流约为（）。A.18AB.22AC.26AD.30A答案：B解析：I=P/(√3×U×cosφ×η)=11000/(1.732×380×0.85×0.9)≈22A。7.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√3倍B.降低√3倍C.不变D.升高3倍答案：A解析：中性点不接地系统单相接地时，非故障相对地电压由相电压变为线电压（√3倍相电压）。8.绕线式异步电动机采用转子串电阻调速时，随着电阻增大，转速（）。A.升高B.降低C.不变D.先升后降答案：B解析：转子串电阻增大了转子回路阻抗，临界转差率增大，同一负载下转速降低。9.PLC输入模块的公共端（COM）接地方式通常为（）。A.必须接直流电源负极B.必须接交流零线C.可根据输入信号类型选择D.无需接地答案：C解析：PLC输入模块COM端接地方式（如NPN/PNP型）需与外部传感器输出类型匹配。10.电力变压器经济运行的最佳负载率一般为（）。A.30%-40%B.50%-60%C.70%-80%D.90%以上答案：C解析：变压器铜损与负载平方成正比，铁损基本恒定，最佳负载率约为√(P0/Pk)（P0铁损，Pk额定铜损），通常70%-80%。11.某直流电路中，电源电动势E=24V，内阻r=0.5Ω，外接负载R=5.5Ω，则负载端电压为（）。A.22VB.24VC.20VD.18V答案：A解析：总电流I=E/(R+r)=24/(5.5+0.5)=4A，端电压U=IR=4×5.5=22V。12.高压断路器的额定开断电流是指（）。A.长期允许通过的最大电流B.短路故障时能安全开断的最大电流C.空载线路的开断电流D.过载电流答案：B解析：额定开断电流是断路器在额定电压下能可靠开断的最大短路电流有效值。13.变频器的恒压频比（U/f）控制适用于（）。A.精密调速场合B.恒转矩负载C.恒功率负载D.高速轻载场合答案：B解析：U/f控制保持磁通恒定，适合恒转矩负载（如传送带、水泵）。14.接地装置的接地电阻应（）。A.越小越好B.越大越好C.等于设备绝缘电阻D.随季节变化答案：A解析：接地电阻越小，故障时接地电压越低，保护效果越好（一般要求≤4Ω，特殊场合≤1Ω）。15.某PLC输入模块型号为FX3U-16MR-D，其中“MR”表示（）。A.继电器输出B.晶体管输出C.晶闸管输出D.模拟量输出答案：A解析：FX系列中，“M”表示基本单元，“R”表示继电器输出，“T”为晶体管输出。二、判断题（每题1分，共10分）1.戴维南定理适用于线性电路的任意支路等效。（√）解析：戴维南定理将有源二端网络等效为电压源与电阻串联，仅适用于线性电路。2.同步电动机不能自行启动，需借助启动绕组或变频装置。（√）解析：同步电动机转子磁场需与定子旋转磁场同步，启动时无启动转矩，需辅助启动。3.PLC的扫描周期仅取决于用户程序的长度。（×）解析：扫描周期包括输入采样、程序执行、输出刷新三阶段，与程序长度和CPU处理速度均有关。4.晶闸管一旦导通，门极失去控制作用，需阳极电流小于维持电流才能关断。（√）解析：晶闸管导通后，门极信号可撤除，关断需阳极电压反向或电流低于维持电流。5.高压设备停电检修时，只需在电源侧装设接地线。（×）解析：需在可能来电的各侧（包括联络线、电压互感器二次侧）装设接地线，防止反送电。6.三相异步电动机的额定转速等于同步转速。（×）解析：异步电动机额定转速略低于同步转速（转差率约2%-5%）。7.变频器的制动电阻用于消耗再生能量，防止直流母线过压。（√）解析：电动机减速时回馈电能，制动电阻通过发热消耗能量，避免直流侧电压过高。8.接地体的埋深应不小于0.6m，以减少土壤电阻变化影响。（√）解析：规范要求接地体埋深≥0.6m，避免地表温度、湿度变化导致接地电阻波动。9.测量高压设备绝缘电阻时，应使用500V兆欧表。（×）解析：高压设备需用2500V及以上兆欧表（如2500V或5000V），低压设备用500V或1000V。10.PLC梯形图中，同一编号的输出继电器（Y）可以多次使用触点，但线圈只能出现一次。（√）解析：PLC程序中，输出继电器线圈应唯一，触点可无限次使用（软继电器特性）。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述三相异步电动机软启动器的工作原理及优点。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，使启动电流平滑上升至设定值，避免冲击。优点：降低启动电流（2-3倍额定电流，传统直接启动6-8倍）；减少机械冲击；可调节启动时间和电流；具备过载、缺相保护功能。2.PLC程序设计的基本原则有哪些？答案：①逻辑清晰：采用模块化设计，功能块划分明确；②可靠性：设置互锁、冗余控制，避免双线圈输出；③可读性：使用注释标注输入输出地址及功能；④经济性：合理分配I/O点，减少资源浪费；⑤可维护性：程序结构符合工艺流程，便于故障排查。3.电力电子变换器主要有哪几类？各举一例说明应用场景。答案：①整流器（AC→DC）：如晶闸管整流装置，用于直流电机调速；②逆变器（DC→AC）：如变频器，用于交流电机调速；③斩波器（DC→DC）：如电动汽车电池降压电路；④交流调压器（AC→AC）：如灯光亮度调节；⑤周波变换器（AC→AC，变频）：如大型轧钢机用低频电源。4.高压线路停电检修的安全技术措施包括哪些？答案：①停电：断开所有可能来电的断路器、隔离开关，验明确无电压；②验电：使用合格验电器在检修设备各侧逐相验电；③装设接地线：在可能来电侧及设备两侧挂接地线，接地端可靠接地；④悬挂标示牌和装设遮栏：在开关操作把手上挂“禁止合闸，有人工作”标示牌，检修现场设遮栏。5.复杂直流电路的解题步骤通常包括哪些？答案：①绘制电路原理图，标注已知参数（电压、电阻、电流方向假设）；②选择合适的分析方法（如基尔霍夫定律、戴维南定理、叠加定理）；③列写方程（节点电流方程、回路电压方程）；④解方程求解未知量；⑤验证结果合理性（如功率平衡、电流方向是否与假设一致）。四、计算题（每题8分，共40分）1.如图所示电路（略），已知E1=12V，E2=6V，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，用戴维南定理求R3支路的电流。答案：①断开R3，求开路电压Uoc：R1、R2串联，电流I=(E1-E2)/(R1+R2)=(12-6)/(2+3)=1.2A，Uoc=E2+IR2=6+1.2×3=9.6V（或Uoc=E1-IR1=12-1.2×2=9.6V）；②求等效内阻R0：电压源短路，R0=R1∥R2=2×3/(2+3)=1.2Ω；③接入R3，电流I3=Uoc/(R0+R3)=9.6/(1.2+6)=1.33A（约1.33A）。2.一台S9-500/10型变压器，额定电压10kV/0.4kV，空载损耗P0=1.1kW，短路损耗Pk=6.5kW，求其经济运行时的负载率β。答案：经济负载率β=√(P0/Pk)=√(1.1/6.5)≈0.41（41%）。3.某三相晶闸管整流电路，输入线电压380V，控制角α=30°，求阻性负载时输出直流电压平均值（三相桥式全控整流）。答案：三相桥式全控整流输出电压Ud=2.34U2cosα（U2为相电压），U2=380/√3≈220V，故Ud=2.34×220×cos30°≈2.34×220×0.866≈446V。4.某PLC系统配置为：输入模块（8点）2个，输出模块（8点）1个，扩展模块（16点I/O）1个，主机I/O为16点（8入/8出），求各模块的I/O地址分配（假设主机起始地址为X0/Y0）。答案：①主机：X0-X7（8入），Y0-Y7（8出）；②第一个输入扩展模块：X10-X17（8入，地址递增8）；③输出扩展模块：Y10-Y17（8出，地址递增8）；④16点扩展模块：输入部分X20-X27（8入），输出部分Y20-Y27（8出）。5.一台10kV/0.4kV配电变压器，低压侧三相短路电流为25kA，求高压侧短路电流（忽略变压器阻抗以外的系统阻抗）。答案：高低压侧电流比等于电压比的反比，I1/I2=U2/U1，故I1=I2×U2/U1=25000×0.4/10=1000A。五、案例分析题（每题10分，共40分）1.某工厂生产线一台15kW三相异步电动机无法启动，试分析可能的电气故障原因及排查步骤。答案：可能原因：①电源故障：缺相、电压过低；②控制电路故障：接触器主触点烧蚀、启动按钮接触不良、热继电器过载保护动作；③电机故障：定子绕组断路/短路、转子断条；④线路故障：电缆接头松动、接线错误。排查步骤：①测量电源电压（三相380V±5%），检查是否缺相；②检查控制回路：按下启动按钮，测量接触器线圈是否得电，触点是否吸合；③断开电机接线，测量三相绕组直流电阻（应平衡，误差≤5%），用兆欧表测绝缘电阻（≥0.5MΩ）；④检查电缆绝缘及接线端子是否紧固；⑤空载试运行，观察电流是否正常（约30A），判断是否转子故障。2.某PLC控制系统中，输入信号X0正常（外部传感器动作），但程序中X0触点不闭合，试分析可能原因及处理方法。答案：可能原因：①输入模块损坏：内部电路断路；②接线错误：X0端子与COM端未接正确（如传感器类型与模块不匹配，NPN/PNP错误）；③输入熔丝熔断：模块内部熔丝烧断；④程序错误：地址编写错误（如误写为X1）；⑤外部信号干扰：电磁干扰导致信号丢失。处理方法：①用万用表测量X0端子与COM端电压（如24VDC传感器，正常时动作后电压应接近0V）；②检查接线极性，确认传感器输出类型与模块匹配；③更换同型号输入模块测试；④检查程序中的地址是否与实际模块对应；⑤增加屏蔽线或滤波电容，减少干扰。3.一台晶闸管整流设备运行中出现输出电压波动大，且晶闸管温升过高，可能原因有哪些？如何处理？答案：可能原因：①触发脉冲异常：脉冲丢失、相位不一致、幅值不足；②晶闸管特性不一致：导通压降差异大；③负载波动：负载电阻变化频繁；④冷却不良：散热片积灰、风机故障；⑤电网电压波动：输入电压不稳定。处理方法：①用示波器检测触发脉冲波形（宽度≥20μs，幅值≥4V），调整触发板参数；②测量各晶闸管导通压降（正常约1-2V），更换特性差异大的器件；③检查负载侧是否有短路或接触不良；④清理散热片，检修冷却风机；⑤加装稳压器或调整整流变压器分接头，稳定输入电压。4.某10kV高压配电系统发生越级跳闸（上级断