电工三级(高级工)试题含答案

电工三级(高级工)试题含答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某三相异步电动机铭牌标注“额定电压380V，接法Δ”，若电源电压为380V时，正确的接线方式应为（）。A.定子绕组接成Y形B.定子绕组接成Δ形C.定子绕组先Y后Δ切换D.任意接线2.晶闸管导通的必要条件是（）。A.阳极加正向电压，门极加反向电压B.阳极加反向电压，门极加正向电压C.阳极加正向电压，门极加正向触发脉冲D.阳极加反向电压，门极加反向触发脉冲3.测量1000V以下电力电缆的绝缘电阻时，应选用（）兆欧表。A.250VB.500VC.1000VD.2500V4.三相桥式全控整流电路带电阻性负载时，晶闸管的触发脉冲间隔为（）。A.60°B.90°C.120°D.180°5.异步电动机采用变频调速时，若保持U/f恒定，其机械特性的（）基本不变。A.最大转矩B.启动转矩C.同步转速D.转子电流6.电流互感器二次侧严禁（）。A.开路B.短路C.接地D.接负载7.一台单相变压器的额定容量为10kVA，额定电压为380V/220V，其二次侧额定电流为（）。A.26.3AB.45.5AC.10AD.50A8.三相异步电动机的同步转速n₀=1500r/min，其极对数p为（）。A.1B.2C.3D.49.低压断路器的热脱扣器主要用于（）保护。A.短路B.过载C.欠压D.失压10.采用电压负反馈的直流调速系统，可减小（）引起的转速降落。A.电枢电阻压降B.励磁电流变化C.负载变化D.电网电压波动二、多项选择题（每题3分，共15分，少选得1分，错选不得分）1.下列属于三相异步电动机调速方法的有（）。A.变极调速B.变频调速C.变转差率调速D.变励磁电流调速2.晶闸管整流电路中，常用的过电流保护措施有（）。A.快速熔断器B.过流继电器C.压敏电阻D.进线电抗器3.电气控制线路中，互锁的作用包括（）。A.防止两个接触器同时吸合B.实现正反转切换的安全操作C.提高电路稳定性D.增大启动电流4.影响变压器空载损耗的主要因素有（）。A.绕组电阻B.铁芯材料C.电源频率D.负载电流5.低压配电系统中，TNC系统的特点包括（）。A.N线与PE线合一B.适用于三相负载平衡的场合C.接地保护可靠D.存在中性线电流干扰问题三、填空题（每题2分，共20分）1.三相异步电动机的转子分为________和________两种类型。2.电力电子器件按控制特性可分为不可控器件、半控器件和________。3.电动机的额定功率是指其________的输出功率。4.晶闸管的三个电极分别是阳极、阴极和________。5.交流接触器的主要组成部分包括电磁系统、________和灭弧装置。6.变压器的损耗包括________和________。7.三相四线制系统中，中性线的作用是________。8.低压电器按用途可分为________电器和________电器。9.直流电动机的调速方法有改变电枢电压、改变励磁电流和________。10.电力系统的过电压分为________过电压和________过电压。四、简答题（共30分）1.（封闭型，6分）简述三相异步电动机星三角降压启动的工作原理及适用场合。2.（封闭型，6分）说明电流互感器和电压互感器的使用注意事项（各列出3条）。3.（开放型，8分）某车间三相异步电动机运行时出现“嗡嗡”声但无法启动，可能的故障原因有哪些？请至少列出5条并说明排查方法。4.（开放型，10分）设计一个由PLC控制的三相电动机正反转电路，需包含必要的保护环节（如互锁、过载保护），请简述控制逻辑和梯形图设计要点。五、应用题（共25分）1.（计算类，8分）一台三相异步电动机的额定数据为：Pₙ=15kW，Uₙ=380V，cosφ=0.85，η=0.88，接法Δ。求：（1）额定电流Iₙ；（2）若改为Y形接法，电源电压仍为380V，此时电动机的相电压和线电流（假设负载不变）。2.（分析类，7分）如图1所示为三相桥式全控整流电路（带电阻负载），已知电源相电压U₂=220V，触发角α=30°。（1）画出整流输出电压u₀的波形；（2）计算输出电压平均值U₀。3.（综合类，10分）某机床电气控制电路中，主轴电动机M1需先启动，冷却泵电动机M2才能启动；M2可单独停止，M1停止时M2必须同时停止。请设计电气控制电路图（主电路+控制电路），并标注必要的电器符号（如接触器KM1、KM2，热继电器FR1、FR2等）。答案及解析一、单项选择题1.B（铭牌标注Δ接法时，电源电压等于绕组额定电压，应直接接成Δ形）2.C（晶闸管导通需阳极正向电压+门极触发脉冲）3.C（1000V以下电缆用1000V兆欧表）4.A（三相桥式全控整流触发脉冲间隔为360°/6=60°）5.A（U/f恒定时，气隙磁通恒定，最大转矩基本不变）6.A（电流互感器二次侧开路会产生高电压，损坏设备）7.B（二次侧电流I₂=S/U₂=10000/220≈45.5A）8.B（n₀=60f/p→p=60×50/1500=2）9.B（热脱扣器利用双金属片受热变形，用于过载保护）10.D（电压负反馈可补偿电网电压波动引起的转速变化）二、多项选择题1.ABC（异步电动机调速：变极、变频、变转差率；变励磁电流用于直流电机）2.ABD（压敏电阻用于过电压保护，快速熔断器、过流继电器、进线电抗器用于过电流保护）3.AB（互锁防止接触器同时吸合，避免电源短路，实现正反转安全切换）4.BC（空载损耗主要为铁芯损耗，与铁芯材料、电源频率相关）5.ABD（TNC系统N线与PE线合一，适用于三相平衡负载，但中性线电流可能干扰设备）三、填空题1.笼型；绕线型2.全控器件（如IGBT、MOSFET）3.轴上4.门极（控制极）5.触头系统6.铁损（空载损耗）；铜损（负载损耗）7.使三相负载电压保持对称（或平衡三相电压）8.控制；配电（或低压控制；低压配电）9.改变电枢回路电阻10.内部；外部（或操作；雷电）四、简答题1.工作原理：启动时定子绕组接成Y形，降低每相绕组电压（为Δ形的1/√3），减小启动电流；待转速接近额定值时切换为Δ形，恢复额定电压运行。适用场合：适用于正常运行时为Δ形接法、容量较大（一般≥10kW）的三相异步电动机。2.电流互感器注意事项：①二次侧严禁开路；②二次侧必须接地；③接线时极性（同名端）不能接反。电压互感器注意事项：①二次侧严禁短路；②二次侧需接熔断器保护；③二次侧负载不能超过额定容量。3.可能故障原因及排查方法：①电源缺相：用万用表测量三相电压，检查熔断器、断路器是否熔断或接触不良；②定子绕组短路或接地：用兆欧表测量绕组绝缘电阻，或用万用表检测三相电阻是否平衡；③转子绕组故障（绕线型）：检查转子滑环、电刷接触是否良好，转子绕组是否断路；④负载过重：检查机械传动部分是否卡阻，减轻负载后试启动；⑤控制电路故障：检查接触器主触头是否接触不良，启动按钮或继电器触点是否损坏。4.控制逻辑：正转按钮SB1按下，PLC输出Q0.0得电，KM1吸合，电动机正转；Q0.0常闭触点互锁Q0.1，防止KM2同时吸合。反转按钮SB2按下，PLC输出Q0.1得电，KM2吸合，电动机反转；Q0.1常闭触点互锁Q0.0。停止按钮SB3按下，Q0.0/Q0.1失电，电动机停转。热继电器FR触点接入PLC输入I0.2，过载时I0.2断开，Q0.0/Q0.1失电。梯形图要点：输入信号：SB1（I0.0）、SB2（I0.1）、SB3（I0.2常闭）、FR（I0.3常闭）；输出信号：KM1（Q0.0）、KM2（Q0.1）；互锁：Q0.0常闭触点串联在Q0.1回路，Q0.1常闭触点串联在Q0.0回路；自锁：Q0.0/Q0.1常开触点并联在对应输入按钮两端。五、应用题1.（1）额定电流Iₙ=Pₙ/(√3Uₙcosφη)=15000/(1.732×380×0.85×0.88)≈30.3A（2）Y形接法时，相电压Uₚ=Uₙ/√3=380/1.732≈220V（与原Δ形相电压相同）；因负载不变，相电流不变，线电流Iₗ=相电流=Iₙ（Δ形）/√3≈30.3/1.732≈17.5A2.（1）波形：每个晶闸管用60°间隔触发，输出电压为三相电压正半周包络线，共6个波头，α=30°时波形从自然换相点后30°开始导通。（2）输出电压平均值U₀=2.34U₂cosα=2.34×220×cos30°≈2.34×220×0.866≈446V3.控制电路图设计要点：主电路：M