电工高级技师三套试题带答案

电工高级技师三套试题带答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在PLC控制系统中，用于存放中间运算结果和中间变量的存储器区域是（）。A.输入映像寄存器IB.输出映像寄存器QC.变量存储器VD.辅助继电器M答案：D2.三相异步电动机采用变频调速时，为了保持电动机的过载能力不变，应使（）。A.电压与频率成反比调节B.电压的平方与频率成正比调节C.电压与频率的平方成反比调节D.电压与频率成正比调节答案：D3.在交-直-交变频器中，中间直流环节采用大电容滤波的变频器称为（）型变频器。A.电流B.电压C.电阻D.电感答案：B4.触摸屏与PLC通信时，需要设置的首要参数是（）。A.波特率B.数据位C.停止位D.PLC站地址答案：A5.在数控机床的伺服驱动系统中，用于检测工作台实际位移量并反馈给数控装置的元件是（）。A.旋转变压器B.感应同步器C.光电编码器D.测速发电机答案：C6.对电力电缆进行直流耐压试验时，其试验电压通常取（）倍额定电压。A.2~3B.3~4C.4~5D.5~6答案：C7.在工业机器人系统中，用于定义工具末端中心点（TCP）位置与姿态的参数是（）。A.工件坐标系B.工具坐标系C.基坐标系D.关节坐标系答案：B8.用于测量高压电气设备绝缘电阻的仪表是（）。A.万用表B.钳形电流表C.兆欧表D.接地电阻测试仪答案：C9.在三相桥式全控整流电路（大电感负载）中，晶闸管的触发角α移相范围是（）。A.0°~90°B.0°~120°C.0°~150°D.0°~180°答案：A10.根据国家标准，用于直接接触电击防护的漏电保护器的额定漏电动作电流应不大于（）。A.10mAB.30mAC.100mAD.300mA答案：B11.下列传感器中，属于数字量输出的是（）。A.热电偶B.Pt100热电阻C.光电开关（NPN集电极开路输出）D.压阻式压力变送器（4-20mA）答案：C12.在STEP7编程中，用于实现置位优先（SR）功能的块是（）。A.SR触发器B.RS触发器C.上升沿检测D.定时器TON答案：A13.对一台10kV高压电动机进行预防性试验，要求测量其绕组的直流电阻，各相绕组直流电阻的相互差别不应超过最小值的（）。A.0.5%B.1%C.2%D.5%答案：C14.在Profibus-DP现场总线网络中，一个网段最多可连接的站点数（不含中继器）是（）。A.32B.64C.126D.127答案：A15.谐波会对电力系统造成多种危害，下列哪项不是谐波的主要危害？（）A.引起并联谐振，放大谐波电流B.导致电动机效率降低，温升增高C.使电力电容器过电流和过负荷D.提高系统的功率因数答案：D16.安装气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）时，对其气室抽真空的主要目的不包括（）。A.检查气室的密封性B.去除气室内的水分C.去除气室内的氧气D.为充入SF6气体做准备答案：C17.当变压器的负载为电容性时，其电压调整率ΔU%可能（）。A.大于零B.等于零C.小于零D.无法确定答案：C18.在PID调节器中，积分时间Ti越小，表示积分作用（）。A.越强B.越弱C.不变D.无法确定答案：A19.用双臂电桥测量变压器绕组的直流电阻时，能够有效消除（）的影响。A.接线电阻B.引线电阻和接触电阻C.绕组电感D.环境温度答案：B20.在自动控制系统中，前馈控制主要用来克服（）。A.设定值的变化B.可测不可控的扰动C.不可测的随机扰动D.系统的滞后答案：B二、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.提高电力系统静态稳定性的措施有（）。A.提高系统电压水平B.减小输电线路电抗C.采用自动调节励磁装置D.采用电气制动E.快速切除故障答案：A,B,C2.变频器的主要外部接口电路通常包括（）。A.主电路电源输入端（R,S,T）B.变频器输出端（U,V,W）C.数字量输入/输出端子（DI/DO）D.模拟量输入/输出端子（AI/AO）E.通信接口（如RS485）答案：A,B,C,D,E3.下列属于PLC模拟量输入模块信号类型的有（）。A.0-10VDCB.4-20mADCC.-10V~+10VDCD.热电偶（J型）E.热电阻（Pt100）答案：A,B,C,D,E4.电气设备接地的主要目的是（）。A.保证人身安全B.保证电力系统正常运行C.防止雷击和过电压D.防止静电积聚和电磁干扰E.降低设备绝缘水平答案：A,B,C,D5.工业机器人的主要技术参数包括（）。A.自由度B.工作空间C.额定负载D.重复定位精度E.最大运动速度答案：A,B,C,D,E6.变压器油在变压器中的作用是（）。A.绝缘B.散热C.灭弧D.防止铁芯和绕组氧化E.作为能量传递介质答案：A,B7.造成三相异步电动机定子绕组短路故障的原因可能有（）。A.绝缘老化B.机械损伤C.长时间过载运行D.电源电压过高E.绕组受潮答案：A,B,C,D,E8.在电力电子电路中，缓冲电路（SnubberCircuit）的主要作用有（）。A.抑制器件的电压尖峰B.减少器件的开关损耗C.改变器件的开关轨迹D.降低电磁干扰（EMI）E.提高器件的电流容量答案：A,C,D9.智能变电站中，过程层设备主要包括（）。A.合并单元（MU）B.智能终端C.电子式互感器D.监控主机E.远动通信装置答案：A,B,C10.以下关于无功补偿的描述，正确的有（）。A.并联电容器补偿可以改善功率因数B.同步调相机既能发出无功也能吸收无功C.静止无功发生器（SVG）响应速度快D.补偿容量越大越好，直至功率因数为1E.无功补偿应遵循分层、分区、就地平衡的原则答案：A,B,C,E三、判断题（每题1分，共10分）1.PLC的扫描周期是一个固定不变的值。（）答案：×2.电压互感器二次侧不允许短路，电流互感器二次侧不允许开路。（）答案：√3.步进电动机的转速与脉冲频率成正比，改变脉冲频率即可实现平滑调速。（）答案：√4.在选用低压断路器时，其额定电流应小于线路的计算负载电流。（）答案：×5.触摸屏本身具有控制功能，可以独立运行程序，无需连接PLC。（）答案：×6.变频器输出侧可以连接改善功率因数的电容器。（）答案：×7.电力系统中性点直接接地方式属于大电流接地系统。（）答案：√8.RS-485通信采用差分信号传输，抗共模干扰能力强，通信距离比RS-232更远。（）答案：√9.直流电动机的调速性能优于交流电动机，因此在所有场合都应优先选用直流调速系统。（）答案：×10.对继电保护装置的基本要求是可靠性、选择性、速动性和灵敏性。（）答案：√四、填空题（每空1分，共20分）1.三相异步电动机的调速方法主要有变极调速、______和______。答案：变频调速，变转差率调速2.在PLC的编程语言中，国际电工委员会（IEC）标准推荐了五种语言，分别是梯形图（LD）、功能块图（FBD）、______、______和结构化文本（ST）。答案：顺序功能图（SFC），指令表（IL）3.测量1Ω以下的小电阻，应选用______电桥；测量电机或变压器绕组的直流电阻，通常使用______电桥。答案：双臂，单臂（或直流）4.高压断路器常用的灭弧介质有：______、______、真空和压缩空气等。答案：SF6气体，绝缘油5.电力系统短路故障的主要类型有：三相短路、______、______和单相接地短路。答案：两相短路，两相接地短路6.工业以太网交换机的主要技术指标包括：背板带宽、______、______和MAC地址表深度。答案：包转发率，端口类型与数量7.在自动控制系统中，按偏差进行控制的系统称为______控制系统；按扰动进行补偿的系统称为______控制系统。答案：反馈，前馈8.伺服驱动系统一般由______、______和检测装置三部分组成。答案：伺服驱动器，伺服电机9.进行变压器耐压试验时，试验电压应为出厂试验电压的______%，时间持续______分钟。答案：85，110.在电气安全工作中，保证安全的技术措施有：停电、______、______、悬挂标示牌和装设遮栏。答案：验电，装设接地线五、简答题（每题5分，共20分）1.简述变频器矢量控制的基本原理及其与V/f控制的区别。答案：矢量控制的基本原理是通过坐标变换（三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换），将异步电动机的定子电流分解为产生磁场的励磁电流分量和产生转矩的转矩电流分量，并分别进行独立控制，从而使异步电动机获得类似于直流电动机的优良调速性能。与V/f控制相比，矢量控制具有动态响应快、调速范围宽、低速转矩大、控制精度高等优点，但算法复杂，对电机参数依赖性较强。2.在PLC控制系统中，什么是“双线圈输出”？它可能造成什么后果？应如何避免？答案：“双线圈输出”是指在同一个PLC用户程序（同一扫描周期内）中，对同一个输出线圈（如Q0.0）进行了两次或两次以上的赋值操作。其后果是，由于PLC采用循环扫描的工作方式，程序执行的结果取决于最后一条对该线圈的赋值语句，前面的赋值被覆盖，导致逻辑混乱，输出状态不可控。避免方法：对同一个输出点，确保在程序中只在一个位置对其进行驱动；若逻辑上需要多条件控制，应使用中间继电器（如M点）进行逻辑合并，最后再统一驱动输出线圈。3.简述对高压电力电缆进行直流耐压试验的优缺点。答案：优点：试验设备容量小、重量轻、便于现场试验；能有效发现电缆绝缘中的集中性缺陷（如气泡、机械损伤等）；对绝缘损伤小，无积累效应。缺点：直流电压在绝缘中的分布与交流运行电压下的分布不同（取决于电阻率而非介电常数），不能真实模拟运行状态；对交联聚乙烯（XLPE）等绝缘，直流试验可能在其内部产生空间电荷，导致绝缘“记忆”效应，甚至加速绝缘老化或引发击穿；不易发现绝缘整体受潮等分布性缺陷。4.工业机器人示教编程有哪几种主要方式？各有何特点？答案：主要方式有：在线示教编程和离线编程。在线示教编程：操作者通过手持示教器直接引导机器人末端执行器或操作各关节运动到目标位置，并记录下这些位置点及运动参数。特点：直观、简单，需要占用机器人工作时间，编程效率较低，适用于轨迹简单、批量小的场合。离线编程：在计算机虚拟环境中，利用机器人仿真软件进行轨迹规划、程序编写和调试，生成程序后下载到机器人控制器。特点：不占用机器人实际工作时间，编程效率高，可进行复杂轨迹规划和工艺仿真，但对软件和操作人员要求较高，需处理仿真模型与实际模型的误差。六、计算题（每题10分，共20分）1.某车间有一台三相异步电动机，额定功率P_N=55kW，额定电压U_N=380V，额定电流I_N=103A，额定功率因数cosφ_N=0.88，额定效率η_N=92%。现采用星-三角（Y-Δ）降压启动。试计算：（1）电动机的额定输入功率P1N。（2）电动机的额定转矩TN（已知额定转速nN=1480r/min）。（3）采用星形连接启动时的启动电流Ist(Y)（设电动机的启动电流倍数K_I=Ist/IN=6.5）。（4）若采用直接三角启动，电网允许的启动电流为450A，问该电机能否采用直接三角启动？为什么？答案：（1）额定输入功率P1N=P_N/η_N=55/0.92≈59.78kW（2）额定转矩T_N=9550P_N/n_N=955055/1480≈355.1N·m（2）额定转矩T_N=9550P_N/n_N=955055/1480≈355.1N·m（3）星形启动时，每相绕组电压为额定电压的1/√3，启动电流为直接启动时的1/3。直接启动电流Ist(Δ)=K_II_N=6.5103=669.5A直接启动电流Ist(Δ)=K_II_N=6.5103=669.5A星形启动电流Ist(Y)=Ist(Δ)/3=669.5/3≈223.17A（线电流）（4）直接三角启动时，启动电流Ist(Δ)=669.5A>450A（电网允许值）。因此，不能采用直接三角启动，因为启动电流会超过电网允许值，可能造成电网电压严重下降，影响其他设备运行，也可能导致电机本身启动困难或保护跳闸。2.一个由三相桥式全控整流电路供电的直流调速系统，整流变压器二次侧线电压U2L=220V，触发角α=30°，负载为阻感负载（电感足够大，电流连续平滑）。求：（1）此时整流电路输出的空载直流平均电压Ud0。（2）若负载电流Id=100A，求交流侧电流（即变压器二次侧绕组电流）的有效值I2。（3）计算此时整流变压器的容量S（视在功率）。（已知：三相桥式全控整流电路，Ud0=2.34U2φcosα，其中U2φ为变压器二次侧相电压有效值；在电流连续、电感足够大时，变压器二次侧绕组电流为方波，其有效值I2=√(2/3)Id）（已知：三相桥式全控整流电路，Ud0=2.34U2φcosα，其中U2φ为变压器二次侧相电压有效值；在电流连续、电感足够大时，变压器二次侧绕组电流为方波，其有效值I2=√(2/3)Id）答案：（1）变压器二次侧相电压U2φ=U2L/√3=220/√3≈127.0V空载直流平均电压Ud0=2.34U2φcosα=2.34127.0cos30°≈2.34127.00.866≈257.3V空载直流平均电压Ud0=2.34U2φcosα=2.34127.0cos30°≈2.34127.00.866≈257.3V（2）交流侧电流有效值I2=√(2/3)Id=√(2/3)100≈0.8165100=81.65A（2）交流侧电流有效值I2=√(2/3)Id=√(2/3)100≈0.8165100=81.65A（3）变压器二次侧绕组容量S2=3U2φI2=3127.081.65≈31117VA≈31.12kVA（3）变压器二次侧绕组容量S2=3U2φI2=3127.081.65≈31117VA≈31.12kVA通常变压器容量略大于此值，此处计算值为二次侧视在功率。七、综合分析/应用题（每题15分，共30分）1.某恒压供水系统由PLC、变频器、压力传感器、水泵电机等组成，采用一拖二控制（一台变频器拖动两台水泵电机M1、M2，可切换）。控制要求：系统启动后，变频器首先驱动M1启动运行，根据管网压力反馈值进行PID调节。当用水量增大，变频器频率达到50Hz（工频）且压力仍低于设定值并持续一段时间T1（如10s）后，将M1切换至工频电网运行，同时变频器驱动M2启动，继续PID调节。当用水量减少，变频器频率降至下限频率（如30Hz）且压力仍高于设定值并持续一段时间T2（如10s）后，停止M1（工频），由M2变频运行单独供水。请设计该系统的电气主回路和控制回路（PLCI/O分配及程序流程图）。答案：（一）电气主回路设计：电源进线→总断路器QF1→接触器KM0（用于变频器主电源）→变频器（输入端R、S、T）。变频器输出端U、V、W→接触器KM1（用于M1变频）和接触器KM2（用于M2变频）。工频电源（从QF1下端引出）→接触器KM3（用于M1工频）和接触器KM4（用于M2工频）。M1电机：由KM1（变频）和KM3（工频）供电，二者必须有严格的电气互锁和机械互锁。M2电机：由KM2（变频）和KM4（工频）供电，同样设置互锁。热继电器FR1、FR2分别保护M1、M2的工频运行过载（变频运行时由变频器保护）。（二）PLCI/O分配示例（以西门子S7-200为例）：输入：I0.0：启动按钮；I0.1：停止按钮；I0.2：手动/自动切换；I0.3：M1故障复位；I0.4：M2故障复位；AIW0：压力传感器信号（4-20mA）。输出：Q0.0：KM0（变频器上电）；Q0.1：KM1（M1变频）；Q0.2：KM2（M2变频）；Q0.3：KM3（M1工频）；Q0.4：KM4（M2工频）；Q0.5：变频器运行命令；AQW0：变频器频率给定信号（模拟量输出）。（三）程序流程图：1.初始化，检测M1、M2工频回路热保护状态。2.系统启动（自动模式）：a.合KM0，变频器上电。b.合KM1，M1接至变频器。c.发变频器运行命令，频率从下限开始。d.调用PID功能块，根据压力设定值SP与反馈值PV，输出频率给定。3.增泵判断：若变频器频率>=50Hz且压力反馈<设定值且持续T1时间且M2未运行，则：发命令断开KM1（延时少许）→合KM3（M1切工频）→合KM2（M2接变频）→变频器重新启动运行，继续PID。4.减泵判断：若当前是M1工频、M2变频运行且变频器频率<=下限频率且压力反馈>设定值且持续T2时间，则：断开KM3（停M1工频）→（此时仅M2变频运行）继续PID。若当前是M2工频、M1变频运行，逻辑类似。5.故障处理：任何电机热保护动作，则停止对应电机，并报警。变频器故障时，停止所有输出并报警。2.现有一套由S7-300PLC、触摸屏、变频器、编码器组成的物料传送与定位控制系统。传送带由一台变频电机驱动，编码器安装在电机轴上（每转1000脉冲）。在传送带上方固定位置安装有一个光电传感器，用于检测物料起点。控制要求：当光电传感器检测到物料（上升沿）时，开始对编码器脉冲进行高速计数。当计数值达到预设值N（对应输送距离L）时，PLC立即控制变频器停止输出（或减速停止），使物料精确停止在目标位置。已知传送带主动轮直径D=0.2m，减速机减速比i=10。要求定位误差小于±2mm。请回答：（1）计算编码器每脉冲对应的物料移动距离ΔL（mm/脉冲）。（2）若要求输送距离L=5米，计算对应的预设脉冲数N应为多少？（取整数）（3）简述在S7-300PLC中实现该高速计数及比较输出功能，通常使用哪个功能模块？并说明其配置要点。（4）分析可能影响系统定位精度的主要因素（至少三点）。答案：（1）计算每脉冲对应物料移动距离ΔL：电机每转一圈，编码器发出1000个脉冲。电机每转一圈，传送带主动轮走过的距离=πD=3.14160.2≈0.62832m。电机每转一圈，传送带主动轮走过的距离=πD=3.14160.2≈0.62832m。考虑