高级电工模拟考试题库(及答案)

高级电工模拟考试题库(及答案)一、单项选择题（每题1分，共20题）1.在RLC串联正弦交流电路中，当电源频率等于谐振频率时，电路呈现（）。A.电阻性B.电感性C.电容性D.无法确定答案：A2.三相异步电动机的旋转方向取决于（）。A.电源电压大小B.电源频率高低C.定子电流的相序D.转子结构答案：C3.PLC中，表示输入继电器的字母是（）。A.XB.YC.MD.T答案：A4.在变频调速系统中，为了保持电动机的磁通恒定，必须使（）。A.电压与频率成反比变化B.电压与频率成正比变化C.电压不变，只改变频率D.频率不变，只改变电压答案：B5.测量1Ω以下的电阻阻值，应选用（）。A.单臂电桥B.双臂电桥C.万用表欧姆档D.兆欧表答案：B6.晶闸管由导通变为关断的条件是（）。A.控制极加反向电压B.去掉控制极电压C.阳极电流小于维持电流D.阳极加反向电压答案：C7.变压器的铁芯采用相互绝缘的硅钢片叠成，主要目的是为了减小（）。A.铜损B.涡流损耗C.磁滞损耗D.铁损答案：B8.在纯电感正弦交流电路中，电压与电流的相位关系是（）。A.电压超前电流90°B.电压滞后电流90°C.电压与电流同相D.电压与电流反相答案：A9.用于频繁接通和分断大电流控制电路的电器是（）。A.按钮B.交流接触器C.行程开关D.热继电器答案：B10.直流电动机的机械特性指的是（）之间的关系。A.转速与转矩B.电枢电压与电流C.励磁电流与磁通D.转速与电枢电压答案：A11.在PLC的梯形图编程中，常开触点与母线连接对应的指令是（）。A.LDB.LDIC.OUTD.AND答案：A12.电力系统中，通常采用（）的方法提高系统的功率因数。A.串联电容B.并联电容C.串联电感D.并联电感答案：B13.示波器中，要使波形稳定显示，必须调节（）旋钮。A.聚焦B.辉度C.触发（或同步）D.X轴位移答案：C14.在三相四线制供电系统中，中性线的作用是保证负载的（）。A.相电压对称B.线电压对称C.线电流对称D.功率对称答案：A15.他励直流电动机调速时，在电枢回路中串接电阻，属于（）。A.变极调速B.变频调速C.恒转矩调速D.恒功率调速答案：C16.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：B17.对于高压隔离开关，其最主要的作用是（）。A.切断负荷电流B.切断短路电流C.隔离高压电源，形成明显断开点D.接通小电流电路答案：C18.测量车间电气设备的绝缘状态，应选用额定电压为（）的兆欧表。A.250VB.500VC.1000VD.2500V答案：B19.在步进电动机驱动电路中，使绕组电流快速上升以提高驱动性能的电路是（）。A.单电压电路B.高低压驱动电路C.斩波恒流驱动电路D.调频调压电路答案：B20.变频器输出侧通常不允许接（），以免造成逆变桥功率器件损坏。A.电动机B.接触器C.电容器D.热继电器答案：C二、多项选择题（每题2分，共10题，全部选对得2分，选对但不全得1分，有错选得0分）1.下列电器中，属于主令电器的有（）。A.按钮B.行程开关C.万能转换开关D.空气断路器E.熔断器答案：A,B,C2.可编程控制器（PLC）的主要技术性能指标包括（）。A.I/O点数B.扫描速度C.内存容量D.指令系统E.扩展能力答案：A,B,C,D,E3.三相异步电动机的制动方法包括（）。A.能耗制动B.反接制动C.回馈制动（发电制动）D.机械抱闸制动E.电容制动答案：A,B,C,D,E4.变压器并联运行必须满足的条件有（）。A.额定电压相等（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E.相序一致答案：A,B,C5.集成运算放大器的线性应用电路有（）。A.比例运算电路B.加法运算电路C.积分运算电路D.电压比较器E.有源滤波器答案：A,B,C,E6.提高电力系统暂态稳定性的措施有（）。A.快速切除故障B.采用自动重合闸C.强行励磁D.电气制动E.减少线路电抗答案：A,B,C,D,E7.变频器常见的频率给定方式有（）。A.操作面板给定B.外接电位器给定C.外接电压信号给定（0-10V）D.外接电流信号给定（4-20mA）E.通信给定答案：A,B,C,D,E8.电气设备接地的主要目的是（）。A.保证人身安全（保护接地）B.保证系统正常运行（工作接地）C.防止静电危害D.防雷保护E.等电位连接答案：A,B,C,D9.下列属于PLC数字量输出接口类型的有（）。A.继电器输出B.晶体管输出（NPN/PNP）C.晶闸管（可控硅）输出D.模拟量输出E.脉冲输出答案：A,B,C10.电力电缆预防性试验的项目通常包括（）。A.测量绝缘电阻B.直流耐压试验及泄漏电流测量C.检查电缆线路相位D.充油电缆的绝缘油试验E.交叉互联系统试验答案：A,B,C,D,E三、填空题（每空1分，共20空）1.对称三相交流电动势的瞬时值之和等于______。答案：零2.一台三相异步电动机的额定转速为1460r/min，电源频率为50Hz，则其同步转速为______r/min，额定转差率为______。答案：1500，0.027（或2.7%）3.在PLC的定时器中，T0~T199为______ms定时器，T200~T245为______ms定时器。答案：100，104.变频器的主电路由整流电路、______电路和______电路三部分组成。答案：中间直流（或滤波），逆变5.测量电流时，电流表应______联在被测电路中；测量电压时，电压表应______联在被测电路中。答案：串，并6.直流双臂电桥（凯尔文电桥）适合测量______（高/低）值电阻，能有效消除______电阻的影响。答案：低，接线和接触7.晶闸管的三个电极分别是阳极（A）、阴极（K）和______（G）。答案：门极（或控制极）8.变压器的外特性是指当一次侧电压和负载功率因数一定时，二次侧______与______的关系。答案：端电压，负载电流9.在电气控制线路中，熔断器主要用作______保护，热继电器主要用作______保护。答案：短路，过载10.根据国家标准，电工指示仪表的准确度等级分为0.1、0.2、0.5、______、______、2.5、5.0等七级。答案：1.0，1.511.在自动控制系统中，将输出量的一部分或全部返回到输入端，并与输入量进行比较的过程，称为______。答案：反馈12.电力系统中性点运行方式主要分为中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和______。答案：中性点不接地13.步进电动机的步距角θs与转子齿数Zr、通电相数m的关系为θs=______。答案：360°/(Zrm)（或等价形式）答案：360°/(Zrm)（或等价形式）四、简答题（每题5分，共6题）1.简述三相异步电动机Y-△降压启动的工作原理及适用场合。答案：启动时将电动机定子绕组接成Y形，使得每相绕组承受的电压为额定电压的1/√3（约57.7%），启动电流和启动转矩均减小为直接启动时的1/3。待电动机转速接近额定转速时，再将绕组切换为△形连接，进入全压正常运行。适用于正常运行时为△形接法、轻载或空载启动的中小型鼠笼式异步电动机。2.什么是PLC的扫描周期？它主要由哪几个阶段组成？答案：PLC的扫描周期是指PLC从一次扫描开始到下一次扫描开始所经历的时间。它主要由输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段组成。在输入采样阶段，PLC读取所有输入端子状态并存入输入映像寄存器；在程序执行阶段，CPU按顺序逐条执行用户程序，对输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据进行逻辑运算，结果存入元件映像寄存器；在输出刷新阶段，将元件映像寄存器中所有输出继电器的状态一次性传送到输出锁存器，驱动外部负载。3.在交直流调速系统中，什么是闭环控制？与开环控制相比有何主要优点？答案：闭环控制是指将被控量（如转速、电压）通过检测装置反馈回来，与给定值进行比较，利用偏差进行控制，使被控量尽可能接近或等于给定值的控制方式。与开环控制相比，其主要优点是具有自动纠正偏差的能力，抗干扰能力强，控制精度高。4.简述电力变压器并联运行时，若连接组别不同会产生什么后果？为什么？答案：若连接组别不同，并联运行的变压器二次侧绕组线电压之间将存在相位差。这个相位差会在两台变压器的二次侧绕组构成的闭合回路中产生很大的环流，其数值可能达到额定电流的几倍甚至几十倍，会烧毁变压器绕组。因此，连接组别不同绝对不允许并联运行。5.说明变频器参数“载波频率”的含义。调整载波频率对变频器和电动机运行有何影响？答案：载波频率是指变频器内部IGBT功率器件的开关频率。提高载波频率，可以使电动机运行噪声减小（进入人耳不敏感频段），输出电流波形更接近正弦波，电动机转矩脉动减小，运行更平稳。但缺点是会增大开关损耗，导致变频器发热增加，可能影响出力，同时可能产生更强的射频干扰。降低载波频率则效果相反。6.什么是保护接零（TN系统）？其工作原理是什么？答案：保护接零是将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳及构架，与电网的零线（中性线N或保护线PE）可靠地连接起来。其工作原理是：当设备发生漏电或碰壳故障时，相线通过金属外壳与零线形成单相短路回路，产生很大的短路电流，使线路上的保护装置（如熔断器、断路器等）迅速动作，切断故障设备的电源，从而防止人身触电事故。五、计算题（每题8分，共3题）1.一个对称三相负载，每相电阻R=6Ω，感抗XL=8Ω，接在线电压为380V的对称三相电源上，试计算：（1）负载作星形（Y）连接时的相电流、线电流和三相总有功功率。（2）负载作三角形（△）连接时的相电流、线电流和三相总有功功率。答案：（1）Y接：相电压Up=Ul/√3=380/√3≈220V每相阻抗Z=√(R²+XL²)=√(6²+8²)=10Ω相电流Ip=Up/Z=220/10=22A线电流Il=Ip=22A功率因数cosφ=R/Z=6/10=0.6三相总有功功率P=√3UlIlcosφ=√3380220.6≈8.7kW三相总有功功率P=√3UlIlcosφ=√3380220.6≈8.7kW（2）△接：相电压Up‘=Ul=380V相电流Ip’=Up‘/Z=380/10=38A线电流Il‘=√3Ip’=√338≈65.8A线电流Il‘=√3Ip’=√338≈65.8A三相总有功功率P‘=√3UlIl’cosφ=√338065.80.6≈26kW三相总有功功率P‘=√3UlIl’cosφ=√338065.80.6≈26kW（或P‘=3Ip’²R=338²6≈26kW）（或P‘=3Ip’²R=338²6≈26kW）2.一台他励直流电动机，额定数据为：PN=22kW，UN=220V，IN=115A，nN=1500r/min，Ra=0.1Ω。忽略空载转矩。（1）求额定运行时的电磁转矩Te。（2）若保持电枢电压和励磁电流为额定值，在电枢回路串入0.5Ω电阻，求串电阻瞬间的电枢电流和稳定后的转速。答案：（1）额定电动势：EN=UNINRa=2201150.1=208.5V（1）额定电动势：EN=UNINRa=2201150.1=208.5V额定电磁功率：Pem=ENIN=208.5115≈23977.5W额定电磁功率：Pem=ENIN=208.5115≈23977.5W额定电磁转矩：Te=9.55Pem/nN=9.5523977.5/1500≈152.7N·m额定电磁转矩：Te=9.55Pem/nN=9.5523977.5/1500≈152.7N·m（2）串电阻瞬间，转速来不及变化，反电动势仍为EN=208.5V。瞬间电枢电流Ia‘=(UNEN)/(Ra+Radd)=(220208.5)/(0.1+0.5)=11.5/0.6≈19.17A稳定后，负载转矩不变（忽略空载转矩，即电磁转矩等于额定负载转矩），故稳定后电磁转矩Te’=Te=152.7N·m。由于励磁电流额定不变，磁通Φ不变，因此Te=CTΦIa，稳定后电枢电流Ia‘’=IN=115A。稳定后反电动势E‘’=UNIa‘’(Ra+Radd)=2201150.6=22069=151V稳定后反电动势E‘’=UNIa‘’(Ra+Radd)=2201150.6=22069=151V由E=CeΦn，且CeΦ=EN/nN=208.5/1500=0.139稳定后转速n‘’=E‘’/CeΦ=151/0.139≈1086.3r/min3.用一只量限为150V、内阻为20kΩ的电压表测量某电路电压，读数为100V。若该电压的实际值为105V，求：（1）由于电压表内阻引起的绝对误差和相对误差。（2）被测电路两点间的等效电阻（即电压表未接入时的电阻）是多少？答案：（1）绝对误差ΔU=测量值实际值=100105=-5V相对误差γ=(ΔU/实际值)100%=(-5/105)100%≈-4.76%相对误差γ=(ΔU/实际值)100%=(-5/105)100%≈-4.76%（2）设被测电路两点间等效电阻为Rx，电源电压为实际值Us=105V（电压表未接入时）。当接入内阻为Rv=20kΩ的电压表后，两者并联，电压表读数Ux=100V。根据并联电路分压关系：Ux=Us[Rv//Rx]/[(Rv//Rx)+R0]?此处需修正思路。根据并联电路分压关系：Ux=Us[Rv//Rx]/[(Rv//Rx)+R0]?此处需修正思路。更直接的方法：电压表接入后，其两端电压为100V，则流过电压表的电流Iv=Ux/Rv=100V/20kΩ=5mA。这个电流也流过了被测电路的等效电阻Rx。由于接入电压表导致总电流增大，使得电源内阻（或线路电阻）R0上的压降增大，从而负载端电压从105V降到了100V。设电源内阻为R0。未接表时：Us=105V，回路电流I0=Us/(Rx+R0)?此路不通，因为Us是开路电压。正确解法：将实际电压源（105V）和被测电阻Rx看作一个整体。接入电压表后，Rx与Rv并联，总电阻为R并=(RxRv)/(Rx+Rv)。正确解法：将实际电压源（105V）和被测电阻Rx看作一个整体。接入电压表后，Rx与Rv并联，总电阻为R并=(RxRv)/(Rx+Rv)。此时，电压表测得的电压是R并两端的电压，即100V。而105V是这个含源网络的开路电压。根据分压公式：100=105[R并/(R并+R0)]，其中R0是电源内阻（或除Rx外的其余部分电阻）。但题目未给出R0，可能默认Rx直接接在105V理想电压源上？若为理想电压源，则接入电压表不应改变端电压，矛盾。因此，必须存在一个内阻。根据分压公式：100=105[R并/(R并+R0)]，其中R0是电源内阻（或除Rx外的其余部分电阻）。但题目未给出R0，可能默认Rx直接接在105V理想电压源上？若为理想电压源，则接入电压表不应改变端电压，矛盾。因此，必须存在一个内阻。另一种理解：题目中“实际值105V”是指用理想电压表（内阻无穷大）测得的电压，即Rx两端的开路电压。当用实际电压表测量时，相当于在Rx两端并联了Rv，导致测得值下降。因此，有：100V=105V[R并/Rx]，因为并联后，Rx两端的等效电阻变为R并，而理想电压源电压仍为105V（加在Rx和Rv并联组合上），但流过Rx的电流发生了变化，这个等式不成立。因此，有：100V=105V[R并/Rx]，因为并联后，Rx两端的等效电阻变为R并，而理想电压源电压仍为105V（加在Rx和Rv并联组合上），但流过Rx的电流发生了变化，这个等式不成立。正确关系式应为：实际电压源（105V）与内阻R0串联，为Rx供电。当并联Rv后，端电压Ux=100V。由戴维南定理：从Rx两端看进去，是一个105V的理想电压源和内阻R0串联。当Rx接入时，端电压为105V（因Rx无穷大时电流为零，R0压降为零）。当并联Rv后，负载电阻变为R负载=(Rx//Rv)。此时端电压Ux=105[R负载/(R0+R负载)]=100。此时端电压Ux=105[R负载/(R0+R负载)]=100。但一个方程有两个未知数R0和Rx，无法求解。题目可能隐含了“被测电路”就是由一个105V理想电压源和电阻Rx串联而成（即R0=0）。但这样接入电压表后读数应为105V，与题设矛盾。推测题目本意是考虑电压表内阻对被测电路的影响，且被测电路可等效为一个理想电压源Us=105V与一个电阻Rx串联。当不接电压表时，Rx两端电压就是105V。当接上电压表后，Rx与Rv并联，并联总电阻为R并，此时R并两端的电压为100V。根据分压原理：100=105[R并/(Rx+R0)]?不对，因为此时总电阻是R并+R0?不，R0就是Rx？逻辑混乱。100=105[R并/(Rx+R0)]?不对，因为此时总电阻是R并+R0?不，R0就是Rx？逻辑混乱。更合理的模型：被测“电路两点间”的等效电阻就是Rx。用理想电压表测得其两端电压为105V。当用实际电压表（内阻Rv）并联上去测量时，实际电压表读数Ux=100V。这相当于一个电动势为105V、内阻为Rx的电压源（因为从这两点看进去，等效电阻就是Rx），接上一个负载Rv。根据全电路欧姆定律：Ux=Us[Rv/(Rx+Rv)]Ux=Us[Rv/(Rx+Rv)]即100=105[20000/(Rx+20000)]即100=105[20000/(Rx+20000)]解得：100(Rx+20000)=10520000解得：100(Rx+20000)=10520000100Rx+2,000,000=2,100,000100Rx=100,000Rx=1000Ω=1kΩ因此，被测电路两点间的等效电阻为1kΩ。六、综合应用题（每题12分，共2题）1.设计一个用PLC控制的三相异步电动机正反转控制线路，要求：（1）具有正转、反转、停止三个按钮。（2）具有电气互锁和按钮互锁双重保护，防止电源短路。（3）具有过载保护功能。（4）画出PLC的I/O地址分配表。（5）画出梯形图程序。答案：（1）-（3）要求体现在I/O分配和梯形图中。（4）I/O地址分配表（以三菱FX系列为例）：输入信号：正转启动按钮SB1——X0反转启动按钮SB2——X1停止按钮SB3——X2热继电器常闭触点FR——X3输出信号：正转接触器线圈KM1——Y0反转接触器线圈KM2——Y1（5）梯形图程序：（注：以下用文本描述梯形图逻辑）网络1：正转启动与自锁，并受反转互锁及停止、过载控制。常开触点X0（正转按钮）并联Y0常开触点（自锁）。串联常闭触点X1（反转按钮的常闭触点，按钮互锁）。串联常闭触点Y1（反转输出继电器常闭触点，电气互锁）。串联常闭触点X2（停止按钮）。串联常闭触点X3（热继电器FR）。输出线圈Y0（正转接触器KM1）。网络2：反转启动与自锁，并受正转互锁及停止、过载控制。常开触点X1（反转按钮）并联Y1常开触点（自锁）。串联常闭触点X0（正转按钮的常闭触点，按钮互锁）。串联常闭触点Y0（正转输出继电器常闭触点，电气互锁）。串联常闭触点X2（停止按钮）。串联常闭触点X3（热继电器FR）。输出线圈Y1（反转接触器KM2）。（梯形图图形略，按上述逻辑绘制即可。）2.某车间采用一台变频器驱动一台额定功率为37kW、额定电流为70A的四极三相异步电动机，用于风机负载。已知电网电压为380V±10%，变频器与电动机之间电缆长度约为80米。请分析并回答：（1）为该应用选择变频器容量（额定功率和额定电流）时应考虑哪些因素？如何选择？（2）长电缆传输可能对变频器-电机系统带来什么问题？可采取哪些抑制措施？（3）风机负载属于哪种转矩特性负载？变频器应采用哪种控制方式（U/f控制或矢量控制）更为合适？为什么？（4）若要求风机在40Hz下长期运行以节能，变频器的输出电压大约是多少？此时电动机的散热需要注意什么？答案：（1）选择变频器容量需考虑：电动机额定功率和电流；负载类型（风机泵类为变转矩负载）；运行周期（是否频繁启停）；环境温度。对于风机泵类负载，变频器额定电流应不小于电动机的额定电流。考虑到电网电压波动（-10%时电流可能增大）及一定的裕量，建议选择变频器额定功率≥37kW，额定电流≥1.170A=77A，故可选择45kW或55kW档的变频器，并核对其额定输出电流是否满足要求。（1）选择变