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1、电气工程基础期末考试复习题 一、走进电厂、走进变电站、走进直流换流站（陶永红） 1）什么是电力系统？什么是发电厂？ 电力系统是既包括将一次能源转换为电能的发电、输电、配电、用电的一次系统，又包括保证其安全 可靠运行的继电保护、白动控制、调度H动化和通信等辅助系统。 发电厂：将一次能源变为电能的工厂，称为发电厂。 2）火电厂的电能牛产过程？ 3）水电厂的定义，分类？ 定义：水力发电厂是利用通过筑坝将位于高处的水流向低处的位能转换为动能，此时位于低处的水轮 机受到水流的推动而转动，将水轮机与发电机连接，带动发电机转动，将机械能转换为电能。 分类：堤坝式水电厂、河床式水电厂、引水式水电厂、混合式水电
2、厂、径流式水电厂、梯级水电厂、 抽水蓄能式水电厂。 4）变电站的定义，分类？它的基本组成？ 定义：变电站是电力系统屮连接用户和发电厂的屮间环节，具有汇集和分配电能、变换电压和交换功 率等功能。 分类：a、根据地位和作用可以分为：枢纽变电所、屮间变电所、地区变电所、终端变电所 B、根据设备的安装位置分为：户外变电所、户内变电所、半户外变电所、地下变电所、箱式变电所。 基木组成：电力变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、接地装置、 以及各种无功补偿装置等。 5）什么是一次设备、二次设备？ 一次设备：通常把肓接承担生产、输送、分配、消耗电能的设备称为一次设备 二次设备：在电
3、力系统屮对一次设备、其他设备的工作状况进行监控和控制保护的设备称为电气二次 设备。 6）主接线方式有哪些？ 常用的主接线方式有：单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线接线、双母线 接线、双母线带旁路母线接线方式、双母线分段接线、双母线分段带旁路母线接线、内桥接线、外桥 接线、一台半断路器接线、单元接线和角形接线等。 7）什么是箱式变电站？它的组成部分？ 箱式变压器就是一 ?种把高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定线路方案排列成 一?体的预制型户内、户外紧凑式配电设备。 组成部分：高压配电设备、变压器及低压配电设备 8）直流输电系统基本组成？直流输电的特点？ 基本组成：主要由换
4、流站、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换 流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。 特点 : 优点：a.线路造价低、年运行费用省。B、没有运行稳定性问题。C、能限制短路电流。 D、调节速度快。 缺点：a、换流站造价高。B、消耗大量的无功功率。C、产牛谐波。D、缺乏直流断路 器。 二 同步发电机 . 电网规划（负荷预测） ?电力系统二次回路（方勇） 1）同步发电机原始方程 2）同步发电机基本方程 3）电力二次系统概述 所谓电力系统二次回路，是相对于电力系统一次回路而言的通信，控制和保护回路的总称。相对 于一次回路而言，其工作工作电压低。一般而言，区别于一次和二次回路的边
5、界是互感器。 4）电能计量回路 为了保证电力系统的安全运行和用户的安全用电，使一次设备安全、可靠、经济的运行，必须在 发电厂和变电所中装设电气测量仪表，以监视运行其运行状况。 三、新能源技术、微网接入保护（詹红霞） 1）分布式发电技术 一般的，分布式发电通常是指为满足电力终端用户的特殊要求、接在用户附近、发电功率为 儿千瓦到五十兆瓦的小型模块化且与环境兼容的发电装置。 2）分布式发电技术分类 按容量分：微型，小型，屮型、大型 按使用的发电技术：燃气轮机、水力发电、风力发电、光伏发电、太阳热发电、牛物质能发 电、燃料电池发电、储能装置等 按使用的一次能源的类别：化石燃料发电、电化学装置发电、可再
6、牛能源发电。 3）太阳能光伏发电 光伏发电技术是一种将太阳光辐射能通过光伏效应，经光伏电池直接转换为电能的发电技 术。 4）风力发电 风力发电是 -?种将风能转化为机械能，然后在转化为电能的发电方式。 5）配电网现有的保护配置，传统配电网的保护配置 配电网现有的保护配置介绍：H前在我国的小低压配电网屮采用的保护装置是反应电流增大 而启动的保护即三段式电流保护，它包括了瞬时电流速断保护、定时限电流速断保护和定时限过 电流保护。三段保护的区别主要在于启动电流的选择原则的不同。 传统配电网保护配置介绍：配电网馈线保护装设在变电站内靠近母线的馈线断路器处, 主要 配以三段式电流保护方案，即伍仕贤电流速
7、断保护、带限时屯流速断保护和定时限过电流保护。 %1.绝缘. 试验. 过电压（张彼德） 1）了解高压绝缘介质的类型 高压电气设备的绝缘介质有气体、液体、固体、以及其符合介质。 2）掌握气体中带电质点产生的主要方式、电子碰撞游离系数的概念 气体中带电质点产生的主要方式: 碰撞电离电子碰撞游离系数用a表示z表示一个电子沿着电 场方向运动lcm的行程所完成的 撞游离次数平均值。 3）电子崩的形成过程了解液体介质击穿的三种理论、固体介质击穿的三种方式 电子崩的形成过程可以简要的描述如下：假定由于外电离因素的作用，在阴极附近出 现一个初始电子，这一个电子在向阳极运动的过程中，如果电场的强度足够大，则会发
8、生碰撞电 离，产生一个新电子，新电子和初始电子在向阳极的运动过程中还会发生碰撞电离, 产生两个新 电子，电子的总数增加到4个。第三次电离后电子数将增加到8个，即按照几何级数的不断增 加。由于电子数如雪崩式的增长，因此各这一剧增的电子流称为电子崩。 液体击穿三种理论: 电击穿理论，气泡击穿理论、小巧击穿理论 固体击穿的三种方式：电击穿、热击穿、电化学击穿。 4）高电压试验中非破坏性试验、破坏性试验的定义及各自所包括的试验类型 非破坏性试验 定义：非破坏性试验，或称为检查性试验或者特性试验。它是指较低电压下或用其他不 损伤绝缘的方法来测定电气设备绝缘的某些特征及其变化情况，从而判断在加工制造过程和
9、运 输、运行过程中出现的绝缘缺陷。 试验类型：测量绝缘电阻及泄露电流、介质损耗、局部放电、色谱分析、X射线及超声波探 测绝缘缺陷等。 破坏性试验： 定义：它是模拟设备在运行过程中实际可能碰到的危险过电压状况, 对绝缘加上与之等价的高 电压来进行试验 , 从而考核绝缘的耐压强度。 试验类型：绝缘的工频耐压试验 5)雷电过电压、暂时过电压、操作过电压的相关定义和分类 雷电过电压：雷云放电引起的电力系统过电压，又称为大气过电压 分类：直击雷过电压、感应雷过电压 内部过电压：通常由于系统内部电磁能量的集聚和转换引起的过电压。 分类 : 暂时过电压和操作过电压。 暂时过电压： 分类：工频电压升高，谐振过
10、电压 操作过电压：由于电网参数突变引起的过电压 分类：切断空载线路过电压、空载线路合闸过电压、切除空载变压器过电压、断续电弧接地 过电压。 6)了解避雷针的保护原理，掌握避雷器的保护原理 保护原理：吸引雷电于自身”并将雷电流迅速泄入大地。从而使被保护物体免受直接 LLI o 7)掌握发电厂和变电所的直击雷防护 针对发电厂、变电所的直击雷防护，所有的被保护设备均应处于避雷针的保护范围只内， 以免遭受到雷击。P.104 8)了解输电线路的防雷保护 变电所中限制雷电浸入波过电压的主要措施是装设避雷器，需要正确选择避雷器的类 型、参数，合理的确定避雷器的数量和安装位置。P.105 9）掌握绝缘配合和绝
11、缘水平的概念 绝缘配合 : 所谓的绝缘配合就是根据设备在系统中可能承受的各种电压”限压装置的特性和设备 的绝缘特性来确定必要的耐压强度，以便把作用于设备上的何种电压所引起的绝缘结构损坏和影响连续运 行的概率，降低到在经济和运行上能接受的水平。 绝缘水平：所谓的电气设备的绝缘水平是设备可以承受的试验电压值。 %1. 计算机控制技术（陈立功） 1）计算机控制系统的结构框图 微型计算机控制系统由计算机工业对象两大部分组成。 3）计算机控制系统的分类 数据采集系统（DAS ） 直接数字控制系统（DDC ） 监督控制系统（SCC ） 集散控制系统（DCS ） 4）模拟量输入通道 组成：信号采集单元，信号
12、处理电源，多路开关，放大器，S/H （采样保持器）,A/ D转换器及 控制电路组成。 作用：A/D转换（模拟信号到数字信号转换包括信号的采样和量化两个过程） 采样方式：周期采样，多阶采样，随机采样 采样定理 : 采样的频率要大于信号的最高频率的两倍（f采样2fmax ） 量化单位：指量化后二进制的最低位（LSD ）所对应的模拟量Q=（ymax-ymin）/2n AI通道的信号变化过程。 多路开关：特点：断开电阻高，接通电阻低，切换速度快，噪音小，寿命长，无机械磨损； 尺寸小，便于安装，使用方便，工作可靠。 多路开关常用芯片：CD4051是单端8通道双向多路开关。 AD转换器：工作过程P.120
13、。多通道A/D转换器ADC0808/0809o由8路模拟开关、通道 选择逻辑、8位ADC。 5）模拟量输出通道 基本结构 : 主要由ADC和输岀保持器组成。 分类：多ADC结构，共用ADC结构。 6）数字滤波技术 优点： 、数字滤波是用程序实现的, 不需要增加硬件设备。 2、数字滤波能对频率很低的信号实现滤波, 而模拟滤波时，则因R或C选得太大而无法实 现。 3、要改变滤波的方法只需修改滤波程序, 因而灵活方便。 方法：算数平均值滤波, 中值滤波 , 加权平均值滤波 , 程序判断滤波 , 惯性滤波 , 滑 动平均值滤波，复合滤波等。 7） Fuzzy 集合 概念：边界不明确的集合。 隶属度：对
14、于一个模糊集合, 某个元素属于它的程度即为该元素的隶属度。取值:0, 1 表示方法：1、隶属函数法。2、查的表示法。3、向量表示法 8）基本Fuzzy mO器的设计步骤 1、精确量的模糊化 2、模糊控制算法的设计 3、输出信息的模糊判决 9）数字PID控制算法的改进方法 积分项的改进（积分饱和）: 积分分离法 , 遇限削弱积分法 , 变速积分法 微分项的改进（易引起振荡）: 不完全微分法 , 被控量微分法 10）最少拍无差系统设计的具体要求 准确性 , 快速性 , 稳走性 11）计算机控制系统设计的基本要求 可靠性高；系统操作性性能好；通用性好, 便于扩充；实时性强；经济效益好。 12）计算机
15、控制系统设计的一般步骤 1、系统总体控制方案设计 2、微型计算机选择 3、控制算法的设计 4、硬件设计 5、软件设计 6、系统联调 六、电气控制技术与 PLC （郑海春） 1）常用低压电器：继电器（吋间继电器、热继电器等）、接触器、熔断器的概念，原理，符号。 继电器概念：是一种根据特定形式的输入信号血动作的自动控制电器，是电器控制系统屮的信号 检测元件；其触点接在控制电路屮。 原理：P.147 符号：电压继电器，电流继电器，吋间继电器，速度继电器，热继电器P.148 接触器 概念：是用来频繁接通和断开电动机或其他大容量负载主电路的一种自动切换电器。功能：可实 现安全控制；可实现远程控制；可实现
16、自动控制 组成结构：触头系统；灭弧装置；电磁系统符号：P.146 熔断器 原理：利用自身熔体的熔化作用而切断电路，即是敏感元件又是执行元件。特点：简单，但是需 要更换，麻烦。 安秒特性：又称反吋限特性，指熔体熔断吋间与通过熔体电流的关系。符号：P.150 P.152 2）可编程控制器的工作原理。 P.164 七、自动控制系统（李伟） 1）什么运动控制系统？ 2）直流电动机的调速方式有哪几种？电压 调速；弱磁调速；电枢串电阻 3）交流电动机的调速方式有哪儿种？ 1、电压调速； 2、转差离合器； 3、转子串电阻； 4、绕线电机出极或双馈电机； 5、变极对数调速； 6、变压变频调速 4）直流屯动机的
17、可控直流电源主要由哪几种类型？ 1、旋转变流机组 2、静止可控整流器 3、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM） 5）调速系统的稳态调速指标包括哪些？调速范围和静差率。 6）什么叫静差率，什么叫调速范围？静差率和调速范围之间的关系是什么？静差率是用来衡量调速 系统在负载变化下的稳定度的 调速是指在最低速吋还要满足所提静差率要求的转速可调范围。 关系：对于同一调速系统，静差率越小，调速范围越小。 7）采用比例调节器的转速反馈系统是有静差还是无静差系统？如果采用比例积分调节器，那又是什 么系统？ 比例调节器的转速反馈系统是有静差比例积分调节器的转速反馈系统是无静差系统 8）双闭环直流调速系统是由哪两个环构成的？内环是什么环，外环是什么环？转速环（外环）和电 流环（内环） 9）在交流电动机的调速方式屮，哪些是转差功率不变型调速方式，哪些是转差功率消耗型调速方 式，哪些是转差功率冋馈型调速方式。这些调速方式中，性能垠好的是哪种调速方式？ （效率最高）转差功率不变型调速：1）变极对数调速 2）变压变频调速 （效率最低）转差功率消耗型调速：1）降电压调速 2）转差离合调速 3）转子串电阻调速 （效率较高）转差功率回馈型调速：绕线电机屮级调速或双馈调速