第16卷 三相不平衡电路分析与故障排除-考点训练卷 湖南省（职教高考）电工电子类 考纲百套卷

编写说明：2027版湖南省《电工电子类考纲百套卷》，依据《湖南省高校招生职业技能考试大纲电工电子类专业综合知识》编写。本专辑涵盖四个部分，且每个课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲 “掌握”“理解” 要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦真题突破，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第16卷为考点训练卷，按《电工技术基础》范围和要求编写。具体内容为：1.会分析造成三相不平衡的原因；2.能对三相电路常见故障进行排查与排除。 湖南省《电工电子类考纲百套卷》 第16卷 《电工技术基础》 三相不平衡电路分析与故障排除 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单选题（本大题共15小题，每小题3分，共45分） 1.三相交流电路出现负载不平衡的根本原因是（ ） A. 三相电源电压不对称 B. 三相负载阻抗大小或性质不一致 C. 三相线路导线电阻不一致 D. 电路未接中性线 2.下图为三相四线制供电电路，三相负载阻抗不相等，下列关于中性线作用的说法正确的是（ ） A. 中性线会使三相负载电流相等 B. 中性线可保证三相负载相电压对称 C. 中性线可消除三相电源的不对称 D. 中性线必须安装熔断器以实现短路保护 3.三相对称电源供电的星形三线制电路，当三相负载不平衡时，会出现的现象是（ ） A. 三相负载相电压仍对称 B. 负载中性点发生电位偏移 C. 三相负载线电流仍对称 D. 三相负载的功率仍相等 4.下图为三相对称电源供电的星形三线制电路，电源相电压220V，三相负载阻抗相等，若中性线断开且A相负载开路，此时B相和C相负载承受的电压分别为（ ） A. 220V、220V B. 380V、380V C. 190V、190V D. 0V、0V 5.三相四线制供电电路，电源相电压220V，若中性线意外断开且A相负载发生短路，此时B相和C相负载承受的电压为（ ） A. 220V B. 380V C. 190V D. 0V 6.下图为三相对称电源供电的三角形连接负载电路，三相负载阻抗均为Z，若AB相负载开路，下列说法正确的是（ ） A. 三相负载相电压仍全部对称 B. BC相和CA相负载的相电压变为190V C. 三相线电流仍对称 D. BC相负载的电流变为0 7.三相四线制低压配电系统中，负载长期严重不平衡不会造成的危害是（ ） A. 中性线过热甚至烧断 B. 部分负载因过电压烧毁 C. 部分负载因欠电压无法正常工作 D. 三相电源电压严重不对称 8.下图为三相对称电源供电的三相四线制电路，测量发现中性线有较大电流，最可能的原因是（ ） A. 三相负载阻抗不平衡 B. A相负载发生短路 C. 中性线接触不良 D. 三相电源相序错误 9.三相对称电源相电压为220V，星形三线制连接的三相负载分别为ZA=10Ω（纯电阻）、ZB=j10Ω（纯电感）、ZC=-j10Ω（纯电容），则负载中性点与电源中性点之间的电位差为（ ） A. 0V B. 220V C. 110V D. 380V 10.下图为三相对称电源供电的三角形连接对称负载电路，若L1相线进线断开，下列说法正确的是（ ） A. ZAB、ZBC、ZCA三相负载的相电压均为380V B. ZAB和ZCA相负载串联后接在380V线电压上，每相承受190V C. ZBC相负载承受的电压为0V D. 三相线电流仍保持对称 11.某三相四线制照明电路，合闸后发现部分灯具过亮、部分灯具偏暗，测量三相电源电压正常，第一步应排查的故障是（ ） A. 灯具是否损坏 B. 中性线是否断开或接触不良 C. 相线是否短路 D. 电源相序是否错误 12.为避免三相不平衡负载电路发生中性点电位偏移，下列做法正确的是（ ） A. 星形三线制电路中加装中性线熔断器 B. 星形四线制电路中采用机械强度高的中性线，且不装熔断器 C. 星形四线制电路中中性线安装单极开关 D. 尽量增大三相负载的不平衡度 13.下图为三相对称电源供电的星形四线制电路，电源相电压220V，中性线完好，若B相负载发生短路，下列说法正确的是（ ） A. A相和C相负载将因过电压烧毁 B. B相熔断器熔断，A、C相负载正常工作 C. 中性线电流为0 D. 三相负载相电压均变为380V 14.三相对称电源供电的三角形连接对称负载电路，若其中一相负载发生短路，会直接导致的后果是（ ） A. 其余两相负载相电压变为0V B. 对应两相的电源相线直接短路，熔断器熔断 C. 负载中性点电位偏移 D. 其余两相负载串联分压，承受190V电压 15.下列情况中，不会造成三相负载不平衡的是（ ） A. 三相照明电路中，各相接入的灯具数量不同 B. 三相异步电动机一相绕组断路 C. 三相电阻炉的三组加热丝阻值完全一致 D. 单相大功率设备集中接在同一相电源上 二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 1.三相四线制电路中，中性线的核心作用是为不平衡负载提供电流通路，防止______发生电位偏移。 2.下图为三相对称电源供电的星形三线制电路，电源相电压220V，三相负载阻抗相等，若A相负载发生短路，此时B相和C相负载承受的电压为______V。 3.三相对称电源供电的三角形连接对称负载，若其中一相负载开路，此时电路的总有功功率变为正常工作时的______倍。 4.下图为三相四线制电路，电源相电压220V，A相负载ZA=22Ω，B、C相负载ZB=ZC=44Ω，中性线完好时，中性线的电流为______A。 5.三相不平衡电路故障排查中，若测量发现三相电源电压对称，但负载相电压严重不对称，最可能的故障点是______。 三、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分） 1.三相对称工频电源，相电压，采用星形三线制为三相电阻性负载供电，三相负载电阻分别为、、。试完成下列计算与分析： （1）计算负载中性点与电源中性点之间的电位差；（4分） （2）计算A、B、C三相负载实际承受的相电压；（4分） （3）分析该电路存在的安全隐患。（2分） 2.三相对称电源，线电压，为三角形连接的三相对称电阻性负载供电，每相负载电阻。运行过程中AB相负载发生开路故障，试求： （1）故障前电路正常运行时的相电流、线电流和总有功功率；（4分） （2）AB相开路故障后，各相负载的相电流、电路的线电流和总有功功率；（4分） （3）分析故障后电路是否仍对称。（2分） 四、综合题（本大题共1小题，20分） 下图为某车间部分低压三相四线制供电电路，电源相电压220V，L1、L2相接入照明负载（每相220V、100W白炽灯10盏），L3相接入一台220V、3kW的单相电阻炉，中性线采用铜芯导线，未安装熔断器和开关。运行过程中出现以下故障现象：L1相灯具全部偏暗，L2相灯具亮度正常，L3相电阻炉不发热，测量电源侧三相线电压均为380V、相电压均为220V。完成下列问题： 1.结合故障现象与电路参数，分析该电路三相不平衡的核心原因，判断具体故障点，说明判断依据，并计算故障状态下中性线的电流大小。（10分） 2.写出该故障的完整排查与排除操作步骤，并说明若故障处理过程中中性线意外断开，会引发哪些设备损坏风险，同时给出3项针对三相不平衡负载电路的安全运行规范。（10分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：2027版湖南省《电工电子类考纲百套卷》，依据《湖南省高校招生职业技能考试大纲电工电子类专业综合知识》编写。本专辑涵盖四个部分，且每个课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲 “掌握”“理解” 要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦真题突破，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第16卷为考点训练卷，按《电工技术基础》范围和要求编写。具体内容为：1.会分析造成三相不平衡的原因；2.能对三相电路常见故障进行排查与排除。 湖南省《电工电子类考纲百套卷》 第16卷 《电工技术基础》 三相不平衡电路分析与故障排除 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单选题（本大题共15小题，每小题3分，共45分） 1.三相交流电路出现负载不平衡的根本原因是（ ） A. 三相电源电压不对称 B. 三相负载阻抗大小或性质不一致 C. 三相线路导线电阻不一致 D. 电路未接中性线 【答案】B 【解析】三相负载不平衡的核心根本原因是三相负载的阻抗模值或阻抗角（性质）不一致；电源不对称、线路电阻差异、无中性线是加剧不平衡或引发故障后果的因素，并非根本原因。 2.下图为三相四线制供电电路，三相负载阻抗不相等，下列关于中性线作用的说法正确的是（ ） A. 中性线会使三相负载电流相等 B. 中性线可保证三相负载相电压对称 C. 中性线可消除三相电源的不对称 D. 中性线必须安装熔断器以实现短路保护 【答案】B 【解析】三相四线制中，中性线为不平衡负载提供电流通路，强制负载中性点与电源中性点等电位，保证三相负载相电压等于电源相电压，维持对称；中性线严禁安装熔断器，防止断开后引发电压偏移。 3.三相对称电源供电的星形三线制电路，当三相负载不平衡时，会出现的现象是（ ） A. 三相负载相电压仍对称 B. 负载中性点发生电位偏移 C. 三相负载线电流仍对称 D. 三相负载的功率仍相等 【答案】B 【解析】星形三线制无中性线，负载不平衡时，负载中性点与电源中性点之间出现电位差，即中性点电位偏移，导致三相负载相电压不对称，出现有的相电压过高、有的相电压过低的情况。 4.下图为三相对称电源供电的星形三线制电路，电源相电压220V，三相负载阻抗相等，若中性线断开且A相负载开路，此时B相和C相负载承受的电压分别为（ ） A. 220V、220V B. 380V、380V C. 190V、190V D. 0V、0V 【答案】C 【解析】中性线断开且A相开路后，B、C相负载串联接在线电压U_L=380V上，因两相负载阻抗相等，根据串联分压原理，每相负载承受的电压为380V/2=190V。 5.三相四线制供电电路，电源相电压220V，若中性线意外断开且A相负载发生短路，此时B相和C相负载承受的电压为（ ） A. 220V B. 380V C. 190V D. 0V 【答案】B 【解析】中性线断开且A相短路后，负载中性点电位被强制拉至A相电源电位，B、C相负载的一端接负载中性点（A相电位），另一端接B、C相电源端，相当于直接并联在380V的线电压上，因此承受电压为380V。 6.下图为三相对称电源供电的三角形连接负载电路，三相负载阻抗均为Z，若AB相负载开路，下列说法正确的是（ ） A. 三相负载相电压仍全部对称 B. BC相和CA相负载的相电压变为190V C. 三相线电流仍对称 D. BC相负载的电流变为0 【答案】A 【解析】三角形接法中，各相负载直接并联在对应线电压上，即使一相负载开路，其余两相负载仍直接接在对应的线电压上，电源三相对称，因此三相负载的相电压仍等于线电压，保持对称。 7.三相四线制低压配电系统中，负载长期严重不平衡不会造成的危害是（ ） A. 中性线过热甚至烧断 B. 部分负载因过电压烧毁 C. 部分负载因欠电压无法正常工作 D. 三相电源电压严重不对称 【答案】D 【解析】负载不平衡会导致中性线产生不平衡电流，引发过热；中性线断开后会导致负载相电压偏移，出现过压、欠压故障；但负载不平衡不会改变三相电源本身的电压对称性，电源电压由电网侧决定。 8.下图为三相对称电源供电的三相四线制电路，测量发现中性线有较大电流，最可能的原因是（ ） A. 三相负载阻抗不平衡 B. A相负载发生短路 C. 中性线接触不良 D. 三相电源相序错误 【答案】A 【解析】三相四线制中，只有当三相负载不平衡时，三相电流的相量和不为零，中性线才会出现电流；三相负载对称时，中性线电流理论上为零。 9.三相对称电源相电压为220V，星形三线制连接的三相负载分别为ZA=10Ω（纯电阻）、ZB=j10Ω（纯电感）、ZC=-j10Ω（纯电容），则负载中性点与电源中性点之间的电位差为（ ） A. 0V B. 220V C. 110V D. 380V 【答案】B 【解析】根据中性点位移公式，负载不平衡且无中性线时，中性点电压。代入对称相电压与阻抗参数计算，可得，即中性点完全偏移。 10.下图为三相对称电源供电的三角形连接对称负载电路，若L1相线进线断开，下列说法正确的是（ ） A. ZAB、ZBC、ZCA三相负载的相电压均为380V B. ZAB和ZCA相负载串联后接在380V线电压上，每相承受190V C. ZBC相负载承受的电压为0V D. 三相线电流仍保持对称 【答案】B 【解析】L1相线断开后，L2、L3相线仍正常供电，线电压；ZAB和ZCA相负载串联后并联在两端，因负载对称，每相承受电压为380V/2=190V；ZBC相负载直接并联在两端，承受电压380V，电路处于不对称状态。 11.某三相四线制照明电路，合闸后发现部分灯具过亮、部分灯具偏暗，测量三相电源电压正常，第一步应排查的故障是（ ） A. 灯具是否损坏 B. 中性线是否断开或接触不良 C. 相线是否短路 D. 电源相序是否错误 【答案】B 【解析】三相照明电路为典型的不平衡负载，出现部分过亮、部分偏暗，且电源电压正常，核心原因是中性线故障导致中性点电位偏移，使各相负载电压不一致，因此第一步应排查中性线的通断与接触情况。 12.为避免三相不平衡负载电路发生中性点电位偏移，下列做法正确的是（ ） A. 星形三线制电路中加装中性线熔断器 B. 星形四线制电路中采用机械强度高的中性线，且不装熔断器 C. 星形四线制电路中中性线安装单极开关 D. 尽量增大三相负载的不平衡度 【答案】B 【解析】星形四线制的中性线是保证不平衡负载相电压对称的关键，必须保证其可靠连通，严禁安装熔断器、单极开关等可能导致中性线断开的器件；同时应尽量减小三相负载的不平衡度。 13.下图为三相对称电源供电的星形四线制电路，电源相电压220V，中性线完好，若B相负载发生短路，下列说法正确的是（ ） A. A相和C相负载将因过电压烧毁 B. B相熔断器熔断，A、C相负载正常工作 C. 中性线电流为0 D. 三相负载相电压均变为380V 【答案】B 【解析】中性线完好时，B相短路会导致B相回路电流急剧增大，触发B相熔断器熔断，切断故障相；中性线仍能保证A、C相负载的相电压维持220V正常供电，不会出现过电压。 14.三相对称电源供电的三角形连接对称负载电路，若其中一相负载发生短路，会直接导致的后果是（ ） A. 其余两相负载相电压变为0V B. 对应两相的电源相线直接短路，熔断器熔断 C. 负载中性点电位偏移 D. 其余两相负载串联分压，承受190V电压 【答案】B 【解析】三角形接法中，一相负载短路，相当于该相两端的两根电源相线通过短路点直接连通，造成相线间短路，短路电流极大，会迅速触发对应线路的熔断器熔断，切断电源。 15.下列情况中，不会造成三相负载不平衡的是（ ） A. 三相照明电路中，各相接入的灯具数量不同 B. 三相异步电动机一相绕组断路 C. 三相电阻炉的三组加热丝阻值完全一致 D. 单相大功率设备集中接在同一相电源上 【答案】C 【解析】三相负载阻抗完全一致时，属于三相对称负载，不会造成不平衡；其余选项均会导致三相负载阻抗不一致，形成不平衡负载。 二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 1.三相四线制电路中，中性线的核心作用是为不平衡负载提供电流通路，防止______发生电位偏移。 【答案】负载中性点 【解析】无中性线或中性线断开时，不平衡负载的中性点会与电源中性点产生电位差，即中性点电位偏移，导致各相负载电压不对称；中性线可强制两个中性点等电位，避免偏移。 2.下图为三相对称电源供电的星形三线制电路，电源相电压220V，三相负载阻抗相等，若A相负载发生短路，此时B相和C相负载承受的电压为______V。 【答案】380 【解析】星形三线制无中性线，A相短路后，负载中性点电位与A相电源电位相等，B、C相负载两端的电压等于对应线电压，即380V。 3.三相对称电源供电的三角形连接对称负载，若其中一相负载开路，此时电路的总有功功率变为正常工作时的______倍。 【答案】2/3 【解析】正常三角形接法时，总有功功率；一相开路后，剩余两相负载正常工作，总功率，因此。 4.下图为三相四线制电路，电源相电压220V，A相负载ZA=22Ω，B、C相负载ZB=ZC=44Ω，中性线完好时，中性线的电流为______A。 【答案】5 【解析】中性线完好时，各相相电压均为220V，A相电流，；三相电流相位互差120°，相量和计算得中性线电流。 5.三相不平衡电路故障排查中，若测量发现三相电源电压对称，但负载相电压严重不对称，最可能的故障点是______。 【答案】中性线断开（或中性线接触不良） 【解析】电源电压对称但负载相电压不对称，是典型的中性点电位偏移现象，核心原因是星形连接的不平衡负载电路中，中性线断开或接触不良，失去了强制中性点等电位的作用。 三、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分） 1.三相对称工频电源，相电压，采用星形三线制为三相电阻性负载供电，三相负载电阻分别为、、。试完成下列计算与分析： （1）计算负载中性点与电源中性点之间的电位差；（4分） （2）计算A、B、C三相负载实际承受的相电压；（4分） （3）分析该电路存在的安全隐患。（2分） 【答案】 （1）； （2），； （3）B、C相负载电压超过额定220V，长期运行会导致负载绝缘老化、过热烧毁；A相负载欠压，无法正常工作，严重时会损坏用电设备。 【解析】 （1）设电源相电压相量：，，。 根据中性点位移公式： 代入数值计算分子： 三相电流相量和： 分母导纳和： 因此，即电位差为44V。（4分） （2）各相负载相电压为电源相电压减去中性点位移电压： ，模值176V；（1分） ，模值；（1.5分） ，模值与B相相等，约249.4V。（1.5分） （3）安全隐患：B、C相负载电压远超额定220V，长期过压运行会导致负载绝缘击穿、过热烧毁；A相负载欠压，无法达到额定工作状态，电机类负载会出现堵转、过热，照明类负载亮度不足，严重时会损坏设备。（2分） 2.三相对称电源，线电压，为三角形连接的三相对称电阻性负载供电，每相负载电阻。运行过程中AB相负载发生开路故障，试求： （1）故障前电路正常运行时的相电流、线电流和总有功功率；（4分） （2）AB相开路故障后，各相负载的相电流、电路的线电流和总有功功率；（4分） （3）分析故障后电路是否仍对称。（2分） 【答案】 （1）正常运行时：相电流，线电流，总有功功率； （2）故障后：，；线电流，，；总有功功率； （3）故障后三相负载阻抗不一致，线电流不对称，电路为三相不对称电路。 【解析】 （1）三角形接法正常运行时，相电压等于线电压，即。 相电流：（1分） 线电流：（1分） 总有功功率：（2分） （2）AB相开路故障后： AB相负载支路断开，因此相电流（1分） BC相、CA相负载仍直接并联在对应线电压上，相电压仍为380V，因此相电流（1分） 根据KCL，各线电流为对应相电流的相量和： ，模值10A； ，模值10A； ，模值17.32A；（1分） 总有功功率为正常两相负载的功率和：（1分） （3）故障后，AB相负载开路，三相负载阻抗不再对称，三相线电流大小和相位均不满足对称条件，因此电路为三相不对称电路。（2分） 四、综合题（本大题共1小题，20分） 下图为某车间部分低压三相四线制供电电路，电源相电压220V，L1、L2相接入照明负载（每相220V、100W白炽灯10盏），L3相接入一台220V、3kW的单相电阻炉，中性线采用铜芯导线，未安装熔断器和开关。运行过程中出现以下故障现象：L1相灯具全部偏暗，L2相灯具亮度正常，L3相电阻炉不发热，测量电源侧三相线电压均为380V、相电压均为220V。完成下列问题： 1.结合故障现象与电路参数，分析该电路三相不平衡的核心原因，判断具体故障点，说明判断依据，并计算故障状态下中性线的电流大小。（10分） 2.写出该故障的完整排查与排除操作步骤，并说明若故障处理过程中中性线意外断开，会引发哪些设备损坏风险，同时给出3项针对三相不平衡负载电路的安全运行规范。（10分） 【答案及解析】 1.（1）三相不平衡核心原因与故障点判断 该电路三相不平衡的核心原因是L3相负载支路发生开路故障，最可能的故障点为L3相支路熔断器熔断，其次为L3相开关接触不良、电阻炉内部加热丝断路或线路接线端子脱落。（3分） 判断依据： ① 电源侧三相线电压、相电压均正常，排除电源侧不对称故障； ② L2相灯具亮度正常、L1相仅偏暗未过压，说明中性线完好，未发生中性点电位偏移，排除中性线故障； ③ L3相电阻炉不发热，说明该支路无工作电流，属于支路开路故障，低压配电系统中支路熔断器熔断是不平衡负载电路最常见的开路故障类型。（3分） （2）故障状态下中性线电流计算 故障状态下L3相支路开路，电流； L1、L2相负载完好，每相总功率，相电流； 三相电流相位互差120°，中性线电流为三相电流的相量和： ，模值约为4.55A。（4分） 2.（1）故障排查与排除操作步骤 ① 断电验电：断开电路总开关，用万用表验电，确认线路无电后开展操作，保障操作安全； ② 核心部件排查：先检查L3相支路熔断器，查看熔丝是否熔断，若熔断更换与额定电流匹配的熔丝；若熔丝完好，依次检查L3相开关通断性能、线路接线端子紧固情况、电阻炉加热丝通断状态，定位开路故障点； ③ 故障修复：针对定位的故障点进行修复，如更换损坏的开关、紧固松动的接线端子、更换损坏的电阻炉加热丝； ④ 合闸试机：修复完成后，闭合总开关与各支路开关，测试三相负载是否正常工作，测量各相电压、电流确认电路恢复正常。（4分） （2）中性线断开的风险与安全运行规范 中性线意外断开的风险： 中性线断开后，电路变为星形三线制不平衡电路，会发生严重的中性点电位偏移，L1、L2相负载串联接在380V线电压上，因两相负载阻抗相等，每相负载承受190V欠压，灯具无法正常工作；若L3相故障修复后中性线断开，L1、L2相负载会承受远超额定值的过电压，导致白炽灯批量烧毁，L3相负载欠压无法工作，甚至引发用电设备大面积损坏、火灾等安全事故。（3分） 安全运行规范： ① 中性线严禁安装熔断器、单极开关等可断开器件，选用机械强度高、载流量匹配的导线，定期检查中性线接线端子的紧固情况，避免中性线断开； ② 三相负载分配时尽量做到功率均衡，减小三相负载的不平衡度，降低中性线电流与电路不平衡风险； ③ 各相支路安装匹配额定电流的保护器件，定期检查支路开关、熔断器、负载的运行状态，及时处理老化、损坏的器件，避免支路开路故障扩大。（3分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $