高级电工证历年考试试题及答案

高级电工证历年考试试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在R、L、C串联的正弦交流电路中，当感抗XL大于容抗XC时，电路呈现的性质是（）。A.电阻性B.电感性C.电容性D.无法确定答案：B2.三相异步电动机在额定负载下运行时，若电源电压降低，则其转速将（）。A.升高B.降低C.不变D.急剧下降答案：B3.他励直流电动机在拖动恒转矩负载稳定运行时，若磁场突然减弱，电枢电流将（）。A.立即减小B.立即增大C.保持不变D.先减小后增大答案：B4.在PLC编程中，用于实现“与”逻辑运算的指令是（）。A.LDB.ORC.ANDD.OUT答案：C5.用于测量高频信号电压的仪表是（）。A.电磁系电压表B.整流系电压表C.电子管（或晶体管）毫伏表D.电动系电压表答案：C6.变压器的铁芯采用相互绝缘的硅钢片叠压而成，其主要目的是为了（）。A.减小磁阻和铁损B.增大磁阻和铁损C.减小涡流损耗D.减小铜损答案：C7.在三相桥式全控整流电路中，晶闸管的触发脉冲间隔应为（）。A.60°B.90°C.120°D.180°答案：A8.增量式光电编码器输出的A、B两相脉冲，其相位差为90°，主要用于判别（）。A.转速B.转向C.角位移D.零位答案：B9.在变频器U/f控制模式下，为了在低频时补偿定子电阻压降的影响，通常需要（）。A.提高输出电压B.降低输出电压C.提高输出频率D.降低输出频率答案：A10.电力系统中，通常采用（）方法来提高功率因数。A.串联电容器B.并联电容器C.串联电抗器D.并联电抗器答案：B11.示波器中，使电子束在水平方向偏转的系统是（）。A.电子枪B.垂直（Y轴）偏转系统C.水平（X轴）偏转系统D.荧光屏答案：C12.晶闸管触发导通后，其门极（）。A.仍然保持控制作用B.失去控制作用C.有时有控制作用，有时没有D.与控制极电压有关答案：B13.在电动机的继电器-接触器控制电路中，热继电器主要起（）保护作用。A.短路B.过载C.失压D.过流答案：B14.可编程控制器（PLC）的工作方式是（）。A.等待命令工作方式B.中断工作方式C.循环扫描工作方式D.以上都是答案：C15.测量电气设备绝缘电阻时，应选用（）。A.万用表B.兆欧表C.接地电阻测试仪D.电桥答案：B16.同步电动机的“V”形曲线是指（）之间的关系曲线。A.电枢电流与励磁电流B.输出功率与励磁电流C.电磁转矩与转速D.定子电流与转子电流答案：A17.在自动控制系统中，开环控制系统与闭环控制系统最本质的区别在于（）。A.有无放大环节B.有无执行机构C.有无反馈环节D.有无比较环节答案：C18.下列传感器中，属于有源传感器的是（）。A.热电偶B.热电阻C.光电二极管D.应变片答案：A19.对于共发射极放大电路，若静态工作点设置过高，容易产生（）失真。A.截止B.饱和C.频率D.交越答案：B20.电力电缆进行直流耐压试验时，其优点不包括（）。A.对绝缘损伤小B.试验设备容量小C.可同时测量泄漏电流D.易于发现局部缺陷答案：A21.在PLC的软元件中，表示输入继电器的字母是（）。A.XB.YC.MD.T答案：A22.一台三相变压器，额定容量SN=100kVA，额定电压U1N/U2N=10/0.4kV，其额定电流I1N约为（）。A.5.77AB.144.3AC.10AD.250A答案：A(计算：I1N=SN/(√3U1N)=100000/(1.73210000)≈5.77A)23.变频器调速时，当频率低于额定频率时，为了维持主磁通基本不变，需要保持（）为常数。A.U/fB.U²/fC.U/f²D.U·f答案：A24.直流双臂电桥（凯尔文电桥）主要用于测量（）。A.大电阻B.中值电阻C.小电阻D.绝缘电阻答案：C25.异步电动机采用变频调速时，为了使电动机的过载能力保持不变，在调节频率的同时，必须调节（）。A.定子电流B.定子电压C.转子电阻D.转子电流答案：B26.在单相半波可控整流电路中，电阻性负载，控制角α的最大移相范围是（）。A.0°~90°B.0°~120°C.0°~150°D.0°~180°答案：D27.工厂供电系统中，保护接地适用于（）。A.中性点不接地系统B.中性点直接接地系统C.中性点经消弧线圈接地系统D.以上都可以答案：A28.集成运算放大器构成的反相比例放大电路，其反馈类型是（）。A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈答案：B29.步进电动机的转速主要取决于（）。A.负载大小B.电源电压C.脉冲频率D.绕组电阻答案：C30.在电力电子装置中，造成电力公害的主要因素是（）。A.高次谐波和功率因数低B.电压波动C.电磁辐射D.温度升高答案：A二、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.下列属于PLC数字量输出模块类型的有（）。A.继电器输出型B.晶体管输出型C.晶闸管输出型D.模拟量输出型答案：A、B、C2.三相异步电动机的调速方法有（）。A.变极调速B.变频调速C.变转差率调速（如调压、串电阻）D.变电流调速答案：A、B、C3.自动控制系统的稳态性能指标主要包括（）。A.超调量B.调节时间C.稳态误差D.振荡次数答案：C(注：本题为多选题，但标准答案通常只选C，因A、B、D为动态性能指标。若按多选题理解，则A、B、C、D均与性能相关，但严格分类下，仅C为稳态指标。此处提供常见考点答案：C。若题目意在考察分类，则无正确选项组合，故可能为单选题。按历年真题常见考法，此处按考察稳态误差知识点，答案选C。若必须多选，则可能题目表述有争议。)4.提高电力系统静态稳定性的措施有（）。A.缩短电气距离（如采用串联电容器）B.提高系统电压水平C.采用自动调节励磁装置D.改善系统结构答案：A、B、C、D5.变压器并联运行的条件包括（）。A.变比相等B.连接组别相同C.短路阻抗标幺值相等D.额定容量相同答案：A、B、C6.变频器常见的频率给定方式有（）。A.操作面板给定B.外部模拟量给定（如0-10V，4-20mA）C.多段速给定D.通信给定答案：A、B、C、D7.在电气控制线路中，熔断器主要用于（）保护。A.短路B.过载C.失压D.断路答案：A8.集成运算放大器线性应用电路包括（）。A.比例运算电路B.比较器电路C.积分微分电路D.有源滤波电路答案：A、C、D9.电力电缆的预防性试验项目通常包括（）。A.测量绝缘电阻B.直流耐压试验及泄漏电流测量C.交流耐压试验D.测量电缆导体直流电阻答案：A、B、D10.伺服驱动系统的主要组成部分包括（）。A.控制器B.功率驱动器（伺服放大器）C.伺服电动机D.检测装置（如编码器）答案：A、B、C、D三、判断题（每题1分，共10分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.三相负载作三角形连接时，线电流等于相电流的√3倍。（）答案：×(应为：对称三相负载时，线电流等于相电流的√3倍)2.直流电动机的机械特性曲线是描述转速与电磁转矩之间的关系。（）答案：√3.PLC的输入继电器状态仅由外部输入信号决定，不能用程序驱动。（）答案：√4.测量电流时，电流表应并联在被测电路中。（）答案：×(应为串联)5.晶闸管具有双向导电特性。（）答案：×(普通晶闸管为单向导电)6.变压器的效率在负载功率因数一定时，其最大值出现在铜损等于铁损时。（）答案：√7.在交-直-交电压型变频器中，中间直流环节采用大电容滤波。（）答案：√8.接地电阻越小，接地装置的接地效果越好。（）答案：√9.逻辑函数化简的目的是使表达式最简，便于用最少的器件实现逻辑功能。（）答案：√10.转速负反馈闭环调速系统可以有效抑制负载变化引起的转速波动。（）答案：√四、填空题（每空1分，共20分）1.我国工业用电的标准频率是______Hz，习惯上称为工频。答案：502.三相异步电动机的旋转磁场转速称为______转速，其计算公式为n1=______。答案：同步，60f/p3.直流测速发电机输出电动势的大小与转速成______比。答案：正4.在PLC的指令系统中，LD指令的含义是______，OR指令的含义是______。答案：取常开触点，或5.用双臂电桥测量电阻时，电位端接头应比电流端接头更______被测电阻。答案：靠近6.晶闸管的三个电极分别是阳极（A）、阴极（K）和______（G）。答案：门极7.变压器的______损耗又称不变损耗，______损耗又称可变损耗。答案：铁，铜8.变频器的输出频率设定范围是指变频器能够输出的______频率至______频率的范围。答案：最小，最大9.工厂高压线路的继电保护中，过电流保护的动作电流应按躲过线路的______电流来整定。答案：最大负荷10.集成运放工作在线性区时，存在“虚短”和“______”两个重要概念。答案：虚断11.电力系统中性点运行方式主要有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和______。答案：中性点直接接地12.按误差的表示方法分类，测量误差可分为绝对误差、______误差和引用误差。答案：相对13.在自动控制系统中，将输出量引回来与输入量进行比较的过程称为______。答案：反馈14.光电编码器根据其刻度方法和信号输出形式，可分为增量式和______式。答案：绝对五、简答题（每题5分，共30分）1.简述三相异步电动机能耗制动的工作原理。答案：能耗制动时，将运行中的异步电动机定子绕组从交流电源断开，立即在两相或三相定子绕组中通入直流电流。直流电流在定子中产生一个静止的恒定磁场。转子由于惯性继续在原方向旋转，切割该静止磁场，在转子导体中产生感应电动势和电流。该转子电流与恒定磁场相互作用，产生一个与转子旋转方向相反的制动转矩，使电动机迅速减速停车。制动过程中，转子的动能转化为电能消耗在转子回路电阻上，故称能耗制动。2.在电力电子技术中，什么是SPWM控制？其基本原理是什么？答案：SPWM即正弦脉宽调制。它是一种用于变频器等逆变电路的控制技术。基本原理是：用一个与期望输出电压（正弦波）同频率的调制波（通常为正弦波）与一个高频的三角载波进行比较。在两者相交的时刻，产生一系列幅值相等而宽度按正弦规律变化的矩形脉冲序列（即SPWM波）。用这个SPWM波去控制逆变电路中开关器件的通断，使逆变器输出一系列等幅不等宽的脉冲电压。这些脉冲电压的面积（或平均值）按正弦规律变化，经过滤波后，负载上就能得到接近正弦波的电压和电流。3.简述PLC控制系统设计的一般步骤。答案：(1)分析控制要求，明确控制任务。(2)确定输入/输出设备，分配I/O地址。(3)设计控制系统流程图或顺序功能图。(4)进行PLC程序设计（梯形图、指令表等）。(5)程序模拟调试与修改。(6)硬件接线、安装。(7)联机统调，进行现场调试。(8)整理技术文件，交付使用。4.变压器并联运行的条件有哪些？若连接组别不同，会产生什么后果？答案：变压器并联运行的条件：(1)各变压器的额定电压和变比应相等（允许有微小差别）。(2)各变压器的连接组别必须相同。(3)各变压器的短路阻抗标幺值应相等（允许有较小差值），且短路阻抗角也尽量接近。若连接组别不同，各变压器二次侧绕组电压相位不同，将产生很大的相位差电压（可达额定电压的两倍），在变压器二次侧形成的回路中产生很大的环流，可能烧毁变压器。5.什么是电力系统的继电保护？对继电保护的基本要求是什么？答案：电力系统继电保护是指当电力系统发生故障或不正常运行状态时，利用一些电气自动装置，迅速有选择性地将故障设备从系统中切除，或发出报警信号，以缩小故障范围，保证系统安全运行。基本要求是：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。6.简述伺服系统与一般调速系统的区别。答案：主要区别在于控制目的和性能要求。一般调速系统主要实现电动机转速的稳定控制，对位置没有精确要求。伺服系统则是以物体的位移、角度等为被控量，能够快速、精确地跟踪输入指令的变化。伺服系统要求具有更快的响应速度、更高的定位精度和更宽的调速范围，通常包含位置检测与反馈环节，构成闭环控制。六、计算题（每题8分，共24分）1.一台三相异步电动机，额定功率PN=30kW，额定电压UN=380V，额定效率ηN=0.92，额定功率因数cosφN=0.88。试求：(1)电动机的额定电流IN；(2)若用Y-△降压起动，起动电流Ist△为多少？（设额定电流下起动电流倍数Kst=6.5）答案：(1)额定电流IN=PN/(√3UNηNcosφN)=30000/(1.7323800.920.88)≈30000/532.6≈56.3A(1)额定电流IN=PN/(√3UNηNcosφN)=30000/(1.7323800.920.88)≈30000/532.6≈56.3A(2)直接起动电流Ist=KstIN=6.556.3≈366A(2)直接起动电流Ist=KstIN=6.556.3≈366AY-△起动时，起动电流为直接起动电流的1/3，即IstY=Ist/3=366/3≈122A（注：题目问“起动电流Ist△”可能有歧义，通常指采用△接法直接起动时的电流，或Y-△起动时线电流。按常规计算Y-△起动线电流。）2.一个RLC串联电路，已知电阻R=30Ω，电感L=382mH，电容C=40μF，接在电压u=220√2sin(314t)V的电源上。试求：(1)电路的阻抗Z；(2)电路电流I；(3)各元件上的电压UR、UL、UC；(4)电路的有功功率P。答案：已知：U=220V，f=50Hz，ω=314rad/s。XL=ωL=3140.382≈120ΩXL=ωL=3140.382≈120ΩXC=1/(ωC)=1/(3144010^-6)≈1/0.01256≈79.6ΩXC=1/(ωC)=1/(3144010^-6)≈1/0.01256≈79.6Ω(1)阻抗Z=√[R²+(XLXC)²]=√[30²+(12079.6)²]=√[900+(40.4)²]=√[900+1632.16]=√2532.16≈50.32Ω(2)电流I=U/Z=220/50.32≈4.37A(3)UR=IR=4.3730=131.1V(3)UR=IR=4.3730=131.1VUL=IXL=4.37120=524.4VUL=IXL=4.37120=524.4VUC=IXC=4.3779.6≈347.9VUC=IXC=4.3779.6≈347.9V(4)有功功率P=I²R=(4.37)²30≈19.130=573W或P=UIcosφ，cosφ=R/Z=30/50.32≈0.596，P=2204.370.596≈573W(4)有功功率P=I²R=(4.37)²30≈19.130=573W或P=UIcosφ，cosφ=R/Z=30/50.32≈0.596，P=2204.370.596≈573W3.设计一个运放电路，实现运算关系：Uo=5Ui13Ui2。要求画出电路图，并确定各电阻值之间的关系（设反馈电阻Rf=100kΩ）。答案：这是一个减法运算电路，可用双端输入的反相求和电路或差分放大电路实现。采用反相求和电路结构更直观。电路图：运放构成反相比例求和电路。Ui1通过电阻R1接反相输入端，Ui2通过电阻R2接反相输入端。反相输入端与输出端之间接反馈电阻Rf=100kΩ。同相输入端通过平衡电阻R3接地，R3=R1//R2//Rf。输出关系：Uo=(Rf/R1Ui1+Rf/R2Ui2)输出关系：Uo=(Rf/R1Ui1+Rf/R2Ui2)要求Uo=5Ui13Ui2，与上式比较，需满足：(Rf/R1)=5=>R1=Rf/5=100/5=20kΩ(Rf/R2)=-3=>Rf/R2=3=>R2=Rf/3=100/3≈33.33kΩ则R3=R1//R2//Rf=20k//33.33k//100k≈(2033.33/(20+33.33))//100≈(666.6/53.33≈12.5k)//100k≈1/(1/12.5+1/100)=1/(0.08+0.01)=1/0.09≈11.11kΩ则R3=R1//R2//Rf=20k//33.33k//100k≈(2033.33/(20+33.33))//100≈(666.6/53.33≈12.5k)//100k≈1/(1/12.5+1/100)=1/(0.08+0.01)=1/0.09≈11.11kΩ故电阻关系：R1=20kΩ，R2≈33.33kΩ，Rf=100kΩ，R3≈11.11kΩ。七、综合分析/应用题（每题12分，共36分）1.分析下图所示三相异步电动机控制电路（图略，用文字描述：电路包含两个接触器KM1和KM2，KM1用于正转，KM2用于反转，有按钮SB1（停止）、SB2（正转）、SB3（反转），有互锁和自锁环节）。试问：(1)该电路实现什么控制功能？(2)图中使用了哪些互锁措施？其作用是什么？(3)若只按下SB2（正转启动按钮），电动机运行；此时再直接按下SB3（反转启动按钮），电路会发生什么情况？为什么？(4)若接触器KM1的常闭辅助触点接触不良（开路），会出现什么故障现象？答案：(1)该电路实现三相异步电动机的正反转控制。(2)使用了两种互锁：①按钮互锁：将正转启动按钮SB2的常闭触点串入反转控制回路，反转启动按钮SB3的常闭触点串入正转控制回路。②接触器互锁：将正转接触器KM1的常闭辅助触点串入反转接触器KM2的线圈回路，将反转接触器KM2的常闭辅助触点串入正转接触器KM1的线圈回路。作用：防止正反转接触器同时吸合造成主电路电源相同短路。(3)此时电动机将保持正转运行，不会反转。因为当KM1吸合后，其串联在KM2线圈回路中的常闭辅助触点（接触器互锁）已经断开，切断了KM2线圈的得电通路。即使按下SB3，KM2线圈也无法得电。必须先按下SB1停止，使KM1释放，其常闭触点复位后，再按SB3才能启动反转。(4)若KM1的常闭辅助触点接触不良（开路），则反转控制回路在KM1未动作时就已经断开。故障现象是：正转启动正常，但无法启动反转。按下反转启动按钮SB3，反转接触器KM2不动作。2.某设备由一台变频器驱动一台三相异步电动机。系统要求：①电动机额定数据：380V，15kW，50Hz，额定电流约30A。②调速范围：5Hz~50Hz。③具有正反转控制、多段速（至少3段）运行功能。④有过载、短路等保护。请完成以下设计任务：(1)为该系统选择合适的变频器类型（电压型/电流型，V/f控制/矢量控制），并简述理由。(2)列出需要设置的变频器主要参数（至少5个）及其大致设定值或设定方式。(3)画出实现正反转及三速运行（设三速频率分别为：低速15Hz，中速35Hz，高速50Hz）的变频器外部接线示意图（主电路可简画，控制电路需清晰）。答案：(1)选择通用型电压源型交-直-交变频器，采用V/f控制或开环矢量控制。理由：设备为一般工业传动，对动态性能要求不是极高，V/f控制已能满足宽范围调速要求，且成本较低，操作简单。若对低速转矩或动态响应有更高要求，可选用开环矢量控制。(2)主要参数设置示例：①基本频率：50Hz。②额定电压：380V。③加速时间：根据负载惯性设定，如10~20s。④减速时间：根据负载惯性设定，如10~20s。⑤转矩提升：根据负载特性设定，低频时适当提升电压。⑥多段速设定：第一速（低速）频率：15Hz；第二速（中速）频率：35Hz；第三速（高速）频率：50Hz。⑦操作模式选择：外部端子控制。⑧过电流保护值：设定为电机额定电流的110%~150%，如33A~45A。(3)外部接线示意图（文字描述）：主电路：电源L1、L2、L3接变频器R、S、T输入端；变频器U、V、W输出端接电动机。控制电路：公共端（如COM）与正转端子（如FWD）之间接正转启动开关SA1。公共端（COM）与反转端子（如REV）之间接反转启动开关SA2。公共端（COM）与多段速控制端子1（如X1）、端子2（如X2）之间分别接选择开关SA3、SA4。通过SA3、SA4的通断组合（00，01，10，11）选择预先设定的四段速度（含一个默认速度，如由面板设定或另一端子选择）。变频器的故障报警输出触点（常开或常闭）可接至外部报警指示灯或PLC。（注：具体端子符号依不同品牌变频器手册而定，此处为通用描述。）3.某工厂10kV配电所采用单母线分段接线，装有两台容量相同的变压器，分别运行。现有一套高压电动机需要设置继电保护。已知：电动机额定电压10kV，额定电流85A，起动电流倍数Kst=6，最大过负荷电流为100A。电流互感器变比选为150/5。系统最小运行方式下，电动机端子两相短路电流为4000A。请设计该电动机的过电流保护（采用两相两继电器式接线，GL型反时限继电器