2025年电工(高级技师)模拟试题+答案

2025年电工(高级技师)模拟试题+答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.某智能变电站采用数字化互感器，其输出信号类型为（）。A.模拟电压信号B.数字光信号C.4-20mA电流信号D.脉冲频率信号答案：B2.三相异步电动机采用串级调速时，其调速范围主要取决于（）。A.转子回路附加电阻值B.逆变器输出电压频率C.定子绕组连接方式D.电动机极对数答案：B3.基于IGBT的高压变频器中，中间直流环节的主要作用是（）。A.滤波并储存能量B.实现交直流转换C.调节输出频率D.限制短路电流答案：A4.某10kV配电系统发生单相接地故障，若消弧线圈采用过补偿方式，则故障线路零序电流与非故障线路零序电流的关系为（）。A.故障线路零序电流更大B.非故障线路零序电流更大C.两者相等D.无固定关系答案：A5.同步发电机进相运行时，其（）。A.发出有功、吸收无功B.发出有功、发出无功C.吸收有功、发出无功D.吸收有功、吸收无功答案：A6.电力电子变换器中，PWM控制技术的核心是（）。A.调节输出电压幅值B.调节输出电流相位C.通过脉冲宽度调制等效正弦波D.提高变换效率答案：C7.PLC程序设计中，若需要实现定时5分钟的功能，应选用（）。A.接通延时定时器（TON）B.断开延时定时器（TOF）C.保持型接通延时定时器（TONR）D.累计定时器（CTU）答案：A（注：若5分钟超过单个定时器最大设定值，需通过多个定时器级联实现，但本题默认基础选型）8.某35kV变电站主变压器为YNd11接线，当低压侧发生两相短路时，高压侧的零序电流分布为（）。A.高压侧有零序电流B.高压侧无零序电流C.零序电流仅存在于中性点接地回路D.零序电流与短路相别有关答案：B9.新能源并网逆变器的低电压穿越功能要求是（）。A.电网电压跌落时立即脱网B.电网电压恢复后重新并网C.电压跌落期间保持并网并提供无功支撑D.电压跌落时切换为离网运行答案：C10.大型电动机采用变频调速时，若负载为恒转矩特性，其最佳调速方式为（）。A.恒压频比控制B.矢量控制C.直接转矩控制D.转差频率控制答案：B11.某10kV线路配置微机保护装置，其相间短路保护的电流互感器应采用（）。A.完全星形接线B.两相不完全星形接线C.三角形接线D.零序接线答案：B12.电力系统静态稳定的定义是（）。A.系统受到小干扰后恢复原运行状态的能力B.系统受到大干扰后保持同步运行的能力C.系统频率维持稳定的能力D.系统电压维持稳定的能力答案：A13.晶闸管整流电路中，当α=90°时，三相半波可控整流电路（阻性负载）的输出电压平均值为（）（U2为相电压有效值）。A.0.45U2B.0.675U2C.0D.1.17U2答案：C（注：α=90°时，阻性负载输出电压平均值为0.675U2×cosα=0）14.工厂供电系统中，计算负荷的确定应采用（）。A.需要系数法B.二项式系数法C.单位面积功率法D.逐级计算法答案：A（注：一般工厂采用需要系数法，大型复杂系统可能结合二项式法）15.数字式继电保护装置的采样频率应至少为被采样信号最高频率的（）。A.1倍B.2倍C.4倍D.8倍答案：B（依据奈奎斯特采样定理）二、判断题（每题1分，共10分）1.同步电动机的功率因数可以通过调节励磁电流实现超前、滞后或unity（1）运行。（）答案：√2.零序电流保护只能反映单相接地故障，无法反映相间短路。（）答案：×（零序电流在相间短路时可能为零，但三相短路时无零序电流）3.变频器的过流保护主要针对输出侧短路或电机堵转故障。（）答案：√4.电力系统的无功平衡主要影响系统频率，有功平衡主要影响系统电压。（）答案：×（有功影响频率，无功影响电压）5.变压器并列运行的条件包括变比相等、联结组别相同、短路阻抗标幺值相等（允许±10%偏差）。（）答案：√6.PLC的扫描周期包括输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段，与用户程序长度无关。（）答案：×（程序越长，扫描周期越长）7.消弧线圈的作用是补偿单相接地故障时的容性电流，减少电弧重燃概率。（）答案：√8.有源电力滤波器（APF）通过注入与谐波电流大小相等、方向相反的电流来治理谐波。（）答案：√9.电动机的温升是指电机温度与周围环境温度的差值，其限值由绝缘材料等级决定。（）答案：√10.高压断路器的额定开断电流是指其能安全开断的最大短路电流周期分量有效值。（）答案：√三、简答题（每题6分，共30分）1.简述同步发电机失步的主要原因及处理措施。答案：失步原因：励磁系统故障（如灭磁开关跳闸、励磁调节器失效）、原动机输入功率突变（如汽轮机调速系统故障）、电力系统短路故障导致电磁功率大幅下降。处理措施：若为励磁故障，立即增加励磁电流（若自动励磁装置未动作，手动强励）；若为原动机问题，调整输入功率使有功平衡；若系统故障，待故障切除后自动恢复同步，若无法恢复，需解列发电机。2.说明PLC梯形图设计的基本原则。答案：①梯形图按从左到右、从上到下的顺序执行，输出线圈应放在最右侧；②同一编号的输出继电器在梯形图中只能出现一次（双线圈输出易导致逻辑混乱）；③触点可无限次使用；④串联触点多的支路放在上方，并联触点多的支路放在左侧，以减少扫描时间；⑤避免出现无法执行的“悬浮”电路（如无输出的触点串联）；⑥正确使用定时器、计数器的复位条件，防止溢出。3.列举电力电子变换器的主要分类方式及典型应用场景。答案：按输入输出类型分：AC/DC（整流，如电镀电源）、DC/DC（斩波，如电动汽车电池变换器）、DC/AC（逆变，如光伏逆变器）、AC/AC（变频，如空调变频器）。按控制方式分：相控（晶闸管整流）、PWM控制（IGBT逆变器）。按功能分：电压型（中间直流环节为电容滤波）、电流型（中间直流环节为电感滤波）。4.简述谐波对电力系统的主要危害及常用治理方法。答案：危害：①增加变压器、电机等设备的损耗，导致过热；②干扰继电保护和测量仪表的正常工作；③使电容器过电流甚至烧毁；④引起电网谐振，放大谐波电流。治理方法：①安装无源滤波器（LC滤波器），针对特定次谐波；②安装有源电力滤波器（APF），动态补偿各次谐波；③提高换流装置的脉波数（如12脉波整流），减少特征谐波；④对非线性负载采用PWM控制技术，降低谐波含量。5.说明电动机软启动装置的工作原理及主要优势。答案：工作原理：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，避免传统直接启动的大电流冲击。优势：①启动电流可限制在1.5-4倍额定电流（直接启动为5-8倍）；②减少对电网的冲击，避免电压骤降；③降低电机和机械传动装置的机械应力，延长寿命；④可实现软停车，减少水锤效应（泵类负载）。四、计算题（每题8分，共32分）1.某10kV配电变压器型号为S13-M-800/10，短路阻抗Uk=4.5%，空载损耗P0=0.9kW，负载损耗Pk=7.5kW。计算该变压器在负载系数β=0.7时的运行效率（假设功率因数cosφ=0.9）。答案：变压器效率η=（βS_Ncosφ）/（βS_Ncosφ+P0+β²Pk）×100%代入数据：β=0.7，S_N=800kVA，cosφ=0.9，P0=0.9kW，Pk=7.5kW输出有功P2=0.7×800×0.9=504kW总损耗ΔP=0.9+0.7²×7.5=0.9+3.675=4.575kWη=504/(504+4.575)×100%≈99.09%2.一台Y接法的三相异步电动机，额定功率P_N=110kW，额定电压U_N=380V，额定电流I_N=200A，启动电流倍数Kst=6.5，定子电阻R1=0.05Ω。若采用延边三角形降压启动，启动时定子绕组抽头比为2:1（部分绕组接成Δ，部分接成Y），计算启动电流和启动转矩（相对于直接启动的倍数）。答案：延边三角形启动时，每相绕组电压Ust=U_N×(1/√(1+2))=380/√3≈220V（注：抽头比2:1时，等效匝数比为1:√3）直接启动电流I_st_direct=Kst×I_N=6.5×200=1300A延边启动电流I_st=I_st_direct×(Ust/U_N)²=1300×(220/380)²≈1300×0.33=429A（倍数为429/200≈2.145倍额定电流）启动转矩T_st与电压平方成正比，故T_st倍数=(220/380)²≈0.33（即直接启动转矩的33%）3.某光伏电站接入35kV电网，测得并网点谐波电流含有率为：3次12%，5次8%，7次6%，11次4%。若系统短路容量为500MVA，计算各次谐波电流允许值（依据GB/T14549-1993，35kV电压等级谐波电流允许值：3次20A，5次14A，7次12A，11次8A）。答案：谐波电流允许值需根据短路容量修正，修正系数K=√(S_c/S_b)，其中S_c为实际短路容量（500MVA），S_b为基准短路容量（100MVA）。K=√(500/100)=√5≈2.236各次谐波允许值：3次：20×2.236≈44.72A（实测值=12%×I1，I1为基波电流，假设基波电流I1=S/(√3U)=500×10³/(√3×35)≈8246A，实测3次谐波电流=8246×12%≈989.5A>44.72A，超标）同理5次：14×2.236≈31.3A（实测=8246×8%≈659.7A>31.3A，超标）7次：12×2.236≈26.83A（实测=8246×6%≈494.8A>26.83A，超标）11次：8×2.236≈17.89A（实测=8246×4%≈329.8A>17.89A，超标）4.单相全控桥整流电路带阻性负载，交流输入电压u=220√2sinωtV，触发角α=30°，计算输出电压平均值Ud和输出电流平均值Id（负载电阻R=10Ω）。答案：单相全控桥阻性负载输出电压平均值Ud=0.9U2(1+cosα)/2（注：单相全控桥公式为Ud=0.9U2cosα，当α≤90°时）更正：正确公式为Ud=0.9U2cosα（单相全控桥阻性负载，α为触发角）U2=220V，α=30°，cos30°≈0.866Ud=0.9×220×0.866≈171.3VId=Ud/R=171.3/10≈17.13A五、综合分析题（每题9分，共18分）1.某10kV工厂供电系统接线如图（略），主变T1（10kV/0.4kV，1000kVA，Uk=4%）带Ⅰ段母线，T2（同型号）带Ⅱ段母线，两段母线通过联络开关K联络。近期发现Ⅰ段母线电压波动较大（±5%），而Ⅱ段母线电压稳定。请分析可能原因并提出解决方案。答案：可能原因：①T1分接开关位置不当，导致输出电压偏差；②T1负载率过高（如超过80%），阻抗压降增大；③Ⅰ段母线所带非线性负载（如变频器、电弧炉）产生谐波，导致电压畸变；④联络开关K未投入，Ⅰ段母线独立运行，系统短路容量小，负载变化时电压波动大；⑤T1低压侧线路阻抗过大（如电缆截面过小、接头接触电阻大）。解决方案：①测量T1高低压侧电压，检查分接开关位置（应调整至合适分接头，如+2.5%档提升输出电压）；②计算Ⅰ段母线负载率，若超过80%，将部分负载转移至Ⅱ段母线（闭合K联络）；③检测Ⅰ段母线谐波含量，若超标，安装无源滤波器或APF；④测量低压线路阻抗，更换截面不足的电缆或处理接触不良点；⑤若T1内部故障（如绕组局部短路），需吊芯检查。2.某污水处理厂大型潜水电机（380V，200kW，额定电流360A）采用变频器驱动，近期频繁出现“过流故障”停机。请列出可能的故障原因及排查步骤。答案：可能原因：①电机负载过大（如泵叶轮卡阻、管道堵塞）；②电机绕组绝缘损坏（匝间短路、接地）；③变频器输出侧电缆绝缘不良（相间或接地短路）；④变频器参数设置不当（如加速时间过短、电流限制值过低）；⑤变频器内部故障（IGBT模块损