第20卷 变压器常见故障分析与排除-考点训练卷《电工技术基础》 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20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.会分析变压器常见故障成因；2.能规范完成变压器常见故障的排查与排除。 湖南省《电工电子类考纲百套卷》 第20卷 《电工技术基础》 变压器常见故障分析与排除 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.变压器运行中发出均匀且持续增大的 “嗡嗡” 声，最可能的原因是（ ） A. 铁芯硅钢片松动 B. 变压器过负载运行 C. 绕组发生匝间短路 D. 电源电压大幅降低 【答案】B 【解析】变压器正常运行时发出均匀的电磁振动声，负载增大时铁芯磁通密度升高，电磁力增强，声音会均匀增大；铁芯松动会产生不规则的 “咔嚓” 声；匝间短路会出现尖锐的 “滋滋” 电弧声；电源电压降低会使声音变小。 2.下图为变压器常见外部故障，图中箭头所指的故障类型是（ ） A. 套管裂纹漏油 B. 接线端子氧化烧蚀 C. 外壳锈蚀穿孔 D. 冷却风扇损坏 【答案】B 【解析】图中箭头指向变压器高压接线端子，表面发黑、有烧蚀痕迹，是接线端子氧化松动、接触不良导致的过热烧蚀故障；套管裂纹表现为玻璃 / 陶瓷套管出现裂纹；外壳锈蚀表现为金属表面大面积锈迹；冷却风扇损坏表现为风扇不转。 3.变压器通电前必须测量绝缘电阻，其核心目的是排查（ ） A. 绕组断路故障 B. 绝缘受潮或破损故障 C. 铁芯多点接地故障 D. 绕组匝间短路故障 【答案】B 【解析】绝缘电阻测量主要检测绕组与外壳、绕组之间的绝缘性能，可有效排查绝缘受潮、老化破损等故障；绕组断路通过测量直流电阻排查；铁芯多点接地通过空载试验排查；匝间短路通过直流电阻和空载试验联合排查。 4.下列变压器故障中，属于机械故障的是（ ） A. 绕组相间短路 B. 铁芯硅钢片绝缘损坏 C. 油箱密封不良漏油 D. 高压绕组接地 【答案】C 【解析】变压器故障分为电气故障和机械故障。机械故障指结构部件损坏或失效，包括漏油、冷却系统故障、紧固件松动、外壳变形等；其余选项均为电气故障。 5.测量额定电压 380V 的小型变压器绝缘电阻，应选用的兆欧表规格是（ ） A. 250V B. 500V C. 1000V D. 2500V 【答案】B 【解析】根据电气安全规范，额定电压 500V 及以下的电气设备，应使用 500V 兆欧表测量绝缘电阻；1000V 及以上设备使用 1000V 或 2500V 兆欧表。 6.下图为变压器原理图，用摇表测量高压绕组与低压绕组之间的绝缘电阻时，正确的接线方式是（ ） A. L 接高压绕组，E 接低压绕组，G 接外壳 B. L 接低压绕组，E 接高压绕组，G 接外壳 C. L 接高压绕组，E 接外壳，G 接低压绕组 D. L 接低压绕组，E 接外壳，G 接高压绕组 【答案】A 【解析】测量两绕组之间的绝缘电阻时，兆欧表 L 端接其中一个绕组，E 端接另一个绕组，G 端（屏蔽端）接变压器外壳，以消除表面泄漏电流的影响。 7.变压器空载运行时，空载电流比额定值大 3 倍以上，最不可能的原因是（ ） A. 铁芯硅钢片间绝缘老化 B. 绕组存在多处匝间短路 C. 电源电压低于额定值 D. 铁芯发生多点接地 【答案】C 【解析】空载电流过大的本质是铁芯磁阻增大或绕组有效匝数减少。电源电压降低会使铁芯磁通密度减小，空载电流随之减小，不会导致电流增大；其余选项均会使空载电流显著升高。 8.三相变压器带对称电阻负载运行时，低压侧三相电压分别为 215V、218V、162V，最可能的故障是（ ） A. 高压侧 C 相绕组匝间短路 B. 低压侧 A 相绕组断路 C. 电源三相电压不平衡 D. 变压器铁芯松动 【答案】A 【解析】带对称负载时一相电压明显偏低，排除负载和电源因素；低压侧绕组断路会导致该相电压为 0；铁芯松动主要表现为异响，不会引起单相继电大幅降低；高压侧 C 相匝间短路会使该相有效匝数减少，感应电动势降低，对应低压侧电压下降。 9.变压器运行中油温突然升至 90℃以上，且伴随刺鼻的焦糊味，首先应采取的措施是（ ） A. 立即停机断电 B. 打开冷却风扇降温 C. 测量绕组直流电阻 D. 检查油位是否正常 【答案】A 【解析】油温骤升且有焦糊味，说明内部发生了严重的短路或过热故障，随时可能发生绝缘击穿和火灾，必须立即停机断电，防止故障扩大。 10.下图为变压器绕组直流电阻测量示意图，该试验不能排查的故障是（ ） A. 绕组引线接头松动 B. 绕组匝间短路 C. 绕组完全断路 D. 绕组绝缘受潮 【答案】D 【解析】直流电阻测量可发现绕组断路、匝间短路、接线端子接触不良等故障；绕组绝缘受潮只能通过绝缘电阻测量排查。 11.油浸式变压器油位计显示油位低于最低刻度线，长期运行会导致（ ） A. 绕组散热不良过热 B. 绝缘强度骤升 C. 铁芯多点接地 D. 油箱压力过大 【答案】A 【解析】变压器油兼具绝缘和散热作用，油位过低会使绕组和铁芯部分暴露在空气中，散热能力大幅下降，导致绕组过热老化；绝缘强度会因油面降低而下降；铁芯多点接地是铁芯内部故障；油箱压力过大由油位过高或内部故障产气引起。 12.下列关于变压器绕组匝间短路故障的说法，错误的是（ ） A. 短路匝会产生大环流，导致局部过热 B. 故障相输出电压会升高 C. 变压器空载电流会增大 D. 严重时会引发绕组相间短路 【答案】B 【解析】绕组匝间短路会使该相有效匝数减少，根据变压器电压比原理，对应副边输出电压会降低，而非升高；其余选项均为匝间短路的典型特征。 13.下列变压器故障排查操作中，违反安全规范的是（ ） A. 断电后等待 5 分钟再进行测量操作 B. 用手直接触摸绕组检查温度 C. 高压侧试验时设置专人监护 D. 测量前对绕组进行充分放电 【答案】B 【解析】变压器绕组即使断电后仍可能残留感应电荷，且故障部位温度极高，用手直接触摸会导致触电或烫伤；其余选项均为正确的安全操作规范。 14.三相变压器高压侧一相绕组完全断路，带负载运行时会出现的现象是（ ） A. 三相输出电压均为 0 B. 故障相输出电压为 0，其余两相电压正常 C. 故障相输出电压大幅降低，其余两相电压升高 D. 三相输出电压均降低 1/3 【答案】C 【解析】高压侧一相断路时，该相无励磁电流，低压侧对应相电压大幅降低；其余两相通过铁芯磁路耦合，磁通密度升高，输出电压会超过额定值。 15.变压器内部匝间短路，最可能引发的次生故障是（ ） A. 绕组相间短路 B. 冷却风扇损坏 C. 外壳漏油 D. 接线端子氧化 【答案】A 【解析】绕组匝间短路故障，短路产生的高温会烧毁周围绝缘层，导致相邻绕组之间的绝缘击穿，引发相间短路；其余故障与匝间短路无直接因果关系。 二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 1.变压器故障按发生部位可分为绕组故障、__________故障、绝缘故障和附件故障四大类。 【答案】铁芯 【解析】变压器核心故障部位包括绕组、铁芯、绝缘系统和附件（冷却系统、套管、油箱等），其中绕组故障和铁芯故障是最常见的内部故障。 2.排查变压器绕组断路、接触不良故障的最常用电气试验方法是测量绕组的____________。 【答案】直流电阻 【解析】直流电阻测量能准确反映绕组的导通情况，可发现绕组断线、接头松动、匝间短路等故障，是变压器预防性试验的必测项目。 3.油浸式变压器油色变为深褐色且有沉淀物，说明油质发生了____________，是内部过热故障的信号。 【答案】劣化 【解析】变压器油在高温作用下会发生氧化分解，产生碳粒和酸性物质，导致油色变深、出现沉淀物，绝缘性能下降，称为油质劣化。 4.变压器通电试运行时，应先__________运行 10-15 分钟，无异常后再逐步接入负载。 【答案】空载 【解析】空载试运行可检查变压器的声音、温度、电压等基本参数是否正常，及时发现内部故障，避免带负载时故障扩大。 5.变压器故障排查的基本原则是：先__后内部，先断电后检测，先简单后复杂。 【答案】外部 【解析】故障排查应遵循由外到内的顺序，先通过外观检查发现明显故障（如漏油、端子烧蚀），再进行内部电气试验，提高排查效率。 三、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分） 1.某三相星形接法的小型干式变压器，额定电压 380V/220V，用直流电阻测试仪测得高压侧三相绕组的直流电阻分别为：，，。规程规定三相绕组直流电阻不平衡率不得超过 4%。计算该变压器高压侧绕组直流电阻的不平衡率，并判断是否符合规程要求。（10 分） 【答案】 不平衡率约为 4.23%，不符合规程要求。 【解析】 第一步：计算三相直流电阻平均值 （4 分） 第二步：计算直流电阻不平衡率 （3 分） 其中，，代入得： （2 分） 第三步：判断结果 因为 4.23%>4%，超过规程规定的限值，说明绕组可能存在接触不良或轻微匝间短路故障，不符合要求。（1 分） 2.某单相变压器通过空载试验测得铁损，通过短路试验测得额定铜损。当该变压器带负载系数的阻性负载运行时，计算此时变压器的总损耗功率。（10 分） 【答案】 总损耗功率为 110.4W。 【解析】 第一步：计算当前负载下的铜损 铜损与负载系数的平方成正比，公式为： （5 分） 代入，，得： （3 分） 第二步：计算总损耗 总损耗为铁损与铜损之和： （2 分） 四、综合题（本大题共1小题，20分） 某实训用三相干式变压器，额定容量，额定电压，采用星形接法。为排查故障，对其进行了两项试验： 试验 1：直流电阻测量，测得高压侧三相绕组直流电阻分别为，， 试验 2：空载试验，在额定电压下测得空载功率，空载电流（额定空载电流约为额定电流的 5%） 完成下列计算与分析： 1.计算该变压器高压侧绕组直流电阻的不平衡率，判断是否存在匝间短路故障，并说明判断依据。（10 分） 2.计算该变压器的额定空载电流，对比试验测得的空载电流，判断是否存在铁芯故障，并说明判断依据。（10 分） 【答案及解析】 1.直流电阻不平衡率计算与故障判断 （1）计算三相直流电阻平均值 （3 分） （2）计算直流电阻不平衡率 （4 分） （3）故障判断 存在 C 相绕组匝间短路故障。（1 分） 判断依据：规程规定三相绕组直流电阻不平衡率不得超过 4%，该变压器不平衡率为 8.06%，远超限值，且 C 相电阻明显大于其他两相，说明 C 相绕组存在匝间短路，导致有效匝数减少，直流电阻增大。（2 分） 2.额定空载电流计算与铁芯故障判断 （1）计算变压器高压侧额定电流 三相变压器额定电流公式：（3 分） 代入参数，，得： （2 分） （2）计算额定空载电流 额定空载电流约为额定电流的 5%，因此： （2 分） （3）故障判断 存在铁芯故障。（1 分） 判断依据：试验测得空载电流为 1.2A，远大于额定空载电流 0.76A，说明铁芯磁阻增大，可能是铁芯硅钢片绝缘老化、铁芯多点接地或硅钢片松动等故障导致。（2 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20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.会分析变压器常见故障成因；2.能规范完成变压器常见故障的排查与排除。 湖南省《电工电子类考纲百套卷》 第20卷 《电工技术基础》 变压器常见故障分析与排除 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.变压器运行中发出均匀且持续增大的 “嗡嗡” 声，最可能的原因是（ ） A. 铁芯硅钢片松动 B. 变压器过负载运行 C. 绕组发生匝间短路 D. 电源电压大幅降低 2.下图为变压器常见外部故障，图中箭头所指的故障类型是（ ） A. 套管裂纹漏油 B. 接线端子氧化烧蚀 C. 外壳锈蚀穿孔 D. 冷却风扇损坏 3.变压器通电前必须测量绝缘电阻，其核心目的是排查（ ） A. 绕组断路故障 B. 绝缘受潮或破损故障 C. 铁芯多点接地故障 D. 绕组匝间短路故障 4.下列变压器故障中，属于机械故障的是（ ） A. 绕组相间短路 B. 铁芯硅钢片绝缘损坏 C. 油箱密封不良漏油 D. 高压绕组接地 5.测量额定电压 380V 的小型变压器绝缘电阻，应选用的兆欧表规格是（ ） A. 250V B. 500V C. 1000V D. 2500V 6.下图为变压器原理图，用摇表测量高压绕组与低压绕组之间的绝缘电阻时，正确的接线方式是（ ） A. L 接高压绕组，E 接低压绕组，G 接外壳 B. L 接低压绕组，E 接高压绕组，G 接外壳 C. L 接高压绕组，E 接外壳，G 接低压绕组 D. L 接低压绕组，E 接外壳，G 接高压绕组 7.变压器空载运行时，空载电流比额定值大 3 倍以上，最不可能的原因是（ ） A. 铁芯硅钢片间绝缘老化 B. 绕组存在多处匝间短路 C. 电源电压低于额定值 D. 铁芯发生多点接地 8.三相变压器带对称电阻负载运行时，低压侧三相电压分别为 215V、218V、162V，最可能的故障是（ ） A. 高压侧 C 相绕组匝间短路 B. 低压侧 A 相绕组断路 C. 电源三相电压不平衡 D. 变压器铁芯松动 9.变压器运行中油温突然升至 90℃以上，且伴随刺鼻的焦糊味，首先应采取的措施是（ ） A. 立即停机断电 B. 打开冷却风扇降温 C. 测量绕组直流电阻 D. 检查油位是否正常 10.下图为变压器绕组直流电阻测量示意图，该试验不能排查的故障是（ ） A. 绕组引线接头松动 B. 绕组匝间短路 C. 绕组完全断路 D. 绕组绝缘受潮 11.油浸式变压器油位计显示油位低于最低刻度线，长期运行会导致（ ） A. 绕组散热不良过热 B. 绝缘强度骤升 C. 铁芯多点接地 D. 油箱压力过大 12.下列关于变压器绕组匝间短路故障的说法，错误的是（ ） A. 短路匝会产生大环流，导致局部过热 B. 故障相输出电压会升高 C. 变压器空载电流会增大 D. 严重时会引发绕组相间短路 13.下列变压器故障排查操作中，违反安全规范的是（ ） A. 断电后等待 5 分钟再进行测量操作 B. 用手直接触摸绕组检查温度 C. 高压侧试验时设置专人监护 D. 测量前对绕组进行充分放电 14.三相变压器高压侧一相绕组完全断路，带负载运行时会出现的现象是（ ） A. 三相输出电压均为 0 B. 故障相输出电压为 0，其余两相电压正常 C. 故障相输出电压大幅降低，其余两相电压升高 D. 三相输出电压均降低 1/3 15.变压器内部匝间短路，最可能引发的次生故障是（ ） A. 绕组相间短路 B. 冷却风扇损坏 C. 外壳漏油 D. 接线端子氧化 二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 1.变压器故障按发生部位可分为绕组故障、__________故障、绝缘故障和附件故障四大类。 2.排查变压器绕组断路、接触不良故障的最常用电气试验方法是测量绕组的____________。 3.油浸式变压器油色变为深褐色且有沉淀物，说明油质发生了____________，是内部过热故障的信号。 4.变压器通电试运行时，应先__________运行 10-15 分钟，无异常后再逐步接入负载。 5.变压器故障排查的基本原则是：先__后内部，先断电后检测，先简单后复杂。 三、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分） 1.某三相星形接法的小型干式变压器，额定电压 380V/220V，用直流电阻测试仪测得高压侧三相绕组的直流电阻分别为：，，。规程规定三相绕组直流电阻不平衡率不得超过 4%。计算该变压器高压侧绕组直流电阻的不平衡率，并判断是否符合规程要求。（10 分） 2.某单相变压器通过空载试验测得铁损，通过短路试验测得额定铜损。当该变压器带负载系数的阻性负载运行时，计算此时变压器的总损耗功率。（10 分） 四、综合题（本大题共1小题，20分） 某实训用三相干式变压器，额定容量，额定电压，采用星形接法。为排查故障，对其进行了两项试验： 试验 1：直流电阻测量，测得高压侧三相绕组直流电阻分别为，， 试验 2：空载试验，在额定电压下测得空载功率，空载电流（额定空载电流约为额定电流的 5%） 完成下列计算与分析： 1.计算该变压器高压侧绕组直流电阻的不平衡率，判断是否存在匝间短路故障，并说明判断依据。（10 分） 2.计算该变压器的额定空载电流，对比试验测得的空载电流，判断是否存在铁芯故障，并说明判断依据。（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 $