电气工程基础课件思考题自己整理篇.docx

如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电气工程基础课件思考题自己整理篇【精品文档】第 8 页第一部分第一章1电力系统由哪几部分构成？现代电力系统的特点是什么？电力系统是由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应的辅助系统，按规定的技术和经济要求组成的一个统一系统。一个现代电力系统是由极宽阔的地域内的大量电力设备互联在一起的。现代电力系统的特点p 发展是以“大机组、大电网、高电压、高度自动化”为特征来描述；p 数字化、网络化、信息化、智能化技术日益提高电力系统的自动化水平；p 洁净煤技术、水电开发、核电的发展越来越得到重视，新能源的开发利用p 建立健全的电力市场机制是提高效率、降低成本，促进电力资产的合理利用与发展的有效保证。课件：现代电力系统应该是一个电力、现代发配电设备、计算机、信息技术和各种用户综合的系统工程，它要求电力系统容量更大、传输距离更远、电压更高、网络更复杂、开关调度更灵活、计量更准确，同时还要求电力系统降低损耗、节能和防止环境污染等。（前言里说：目前我国已基本进入大电网、大电厂、大机组、高压输电、高度自动控制的新时代。）2你认为还有哪些能源可以用于发电？答：如太阳能、风力、地热、潮汐等用的比较多，未来还将有采用海水盐度差温度差、地下高温岩体、高炉顶压、生物质能、垃圾、污泥、磁流体、燃料电池等系列新能源进行发电的。3电力市场的基本原则是什么？答：1. 电力市场要有公开性，以便监督。2. 扩大自由选择权利，保证电网的开放3. 必须建设有关法律法规、标准、规约、使竞争规范化。4柔性交流输电技术的作用是什么？l 柔性交流输配电技术，简称FACTS技术，它是在交流输电系统的主要部位，采用具有专门功能的电力电子器件和现代自动控制装置或组合体，对输电系统的运行状态变量和参数，如电压、相位差和电抗等以至网络结构进行调控，从而实时、灵活、快速的控制交流输电功率，以【大幅度提高现有高压输电线路的输送能力，实现电功率的合理分配，降低功率损耗及发电成本，提高系统稳定运行的水平与可靠性】。5在中性点不接地三相系统中，发生单相接地故障时，各种电压和电流是如何变化的？请画出向量图。6试叙述中性点直接接地的三相系统发生单相接地故障时，电压和电流的变化情况。百度知道：若设备的中性点采取直接接地方式,考虑设备或系统线路在发生单相接地故障时,中性点处对地电压仍为零,非故障相电压不会升高,仍为相电压；故设备的中 性点处绝缘和各相的绝缘仍按正常时情况考虑,不必升高,设备造价相对低一些.但此时故障点的电容电流很大,甚至可能超过三相短路时电流,造成故障点、设备 中性点构成的回路中流过的电流很大,引起事故并扩大；故线路上需加装断路器,在继电保护装置的配合下跳闸,及时将故障相切除,消缺后又自动重合闸.7变电所一般分为哪些类型？功能是什麽？变电站是联系发电厂和用户的中间环节，它的作用是变换电能电压、接受和分配电能。主要由变压器、断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、控制室等组成。（1变电站按功能分类根据其在电力系统中的地位和作用，可以分为枢纽变电站、中间变电站、区域变电站、企业总变电站、终端变电站。（2）变电站按设备的形式分为：传统变电站和现代变电站。8发电厂变电所为什么要设置备用电源？为什么要设置直流电源？事故情况下失去工作电源时，保证给厂用电供电。百度知道：发电厂或变电所直流电源是供操作、保护、灯光信号、照明和通信等设备使用的，应有良好的电压质量及足够的输出容量，运行稳定可靠，因此一般多使用固定蓄电池组。但由于蓄电池组造价高、寿命短及维护工作量大等缺点，因而只作备用，而主要采用硅整流来获取直流电源。硅整流克服了蓄电池组的严重缺点，采用浮充电方式保证了直流负荷用电的可靠性。第三部分电气控制技术 第一章1. 用低压验电笔验电时，如何判断所验电是直流或是交流？对于交流电通过氖泡时，氖泡两极均发光，直流电通过时，仅有一个电极附近发光。2. 能否用高压验电器检测直流电压？否。（高压验电器：主要用来检验设备对地电压在1200V以上的高压电气设备）3. 10kV以下的安全距离是多少？验电时人与导电体应保持足够的安全距离，10kV以下的安全距离为0.7m以上。4. 用电烙铁焊接时，焊锡量过多有什么坏处？焊锡量过少有什么坏处？焊锡量不要过多或过少：焊锡过多既消耗焊锡，又增加焊接时间，降低工作效率，且在高密度的电路中，过量的焊锡很容易造成不易觉察的短路；焊锡过少不能形成牢固的结合，降低焊点的强度，日久可能造成焊点脱落。5. 使用指针式万用表测量晶体管时，用电阻挡R×1k，哪一端为内电源的正端？哪一端为内电源的负端？测量晶体管时，要用低压高倍率挡（R×100,R×1k）。注意“-”为内电源的正端，“+”为内电源的负端。6. 使用数字式万用表时，哪一端为内电源的正端？哪一端为内电源的负端？黑表笔接内部电源的正极，红表笔接内部电源的负极。7. 测量完毕后，应将万用表的转换开关转至什么位置？ OFF位置8. 如何扩大电压表的量程？l 如果需要扩大量程，可外串分压电阻RV（倍压器），如图1-25所示。l 设R0为电表内阻，U0为电压表量程，U为扩大后电压表量程，则 U/U0=（R0+RV）/R0 RV=R0（U/U0-1）9. 如何扩大电流表的量程？l 如需扩大量程可并接一分流器RA，如图1-26所示。 设R0为电流表内阻，I0为电流表量程，I为扩大后电流表的量程，则 I/I0=R0/(R0+RA) RA=R0/(I/I0-1)第三部分电气控制技术 第二章1. 规定的安全电压是指多少伏以下的电压？36v（课件：我国有关标准规定，12V、24V和36V三个电压等级为安全电压级别，分别适用于不同的应用场合）2. 影响人体触电危害程度的因素有哪些？电流的强弱，电压的高低，触电时间的长短，人体电阻的大小3. 电击能量超过多少mAs，触电者就有生命危险？若电击能量超过50mA.s，触电者就有生命危险4. 如何防止机电设备金属外壳漏电造成人的触电？电气设备的金属外壳在正常情况下是不带电的，一旦绝缘损坏，外壳便会带电，人触及外壳就会触电。接地和接零是防止这类事故的有效措施。保护接地/接零是将所有暴露出来的用电设备的不带电的金属部分连接到大地，起到保护设备和人身安全的作用。5. 三相380V或单相220V电系统中的接地电阻一般为多少欧姆？ 接地电阻：三相380V及单相220V，接地电阻为46. 三相五线制中的中性线N与保护零线PE有什么差别？课件相关：为了改善和提高三相四线低压电网的安全程度，提出了三相五线制和单相三线制，即增加一根保护零线（PE），而三相四线制中的中性线称为工作零线（N），如图2-4所示。这一点对家用电器的保护接零特别重要。因为目前单相电源的进线（相线和中性线）上都安装有熔断器，此时的中性线 （N）就不能作为保护接零用了。所有的接零设备都要通过三孔插座接到保护零线（PE）上（三孔插座中间粗大的孔为保护接零，其余二孔为电源线）。查自百度：中性线是工作零线，没有它设备就不能工作，用兰色标记。接地线是保护线，只有当设备漏电时具有释放电流起到保护作用。用黄绿双色线标记。7. 为什么隔离变压器能增加操作人员的安全性？隔离变压器隔断了电流通路。（ 采用隔离变压器或具有同等隔离作用的发电机，使电气线路或设备带电部分处于悬浮状态。即使该设备或线路绝缘损坏，人站在地面与之接触也不易触电，如图2-7所示。注意，单手触及隔离变压器的负载侧不会构成电流通路，但双手分别触及隔离变压器的负载侧二根电力线仍会触电。）第三部分电气控制技术 第三章1. 绝缘材料的耐热分为那几个等级，与它们对应的极限温度是多少（摄氏度）？Y90，A105，E120，B130，F155，H180，C>1802. 铝的导电性能不如铜，但架空线经常使用铝绞线，为什么？铝导体的导电性能和机械强度虽然比铜导体差，但重量轻、价格便宜、资源较丰富，所以在架空线、电缆、母线和一般电气设备安装中广泛使用。3. 架空铝绞线经常加入钢心，为什么？ 百度知道：架空线在架起时由于自重下垂,需要很大的力张紧,用钢芯铝线是为了能承受较大的拉力,又不会是电线过重。4. 磁通密度的常用单位为特斯拉（T）和高斯（G），它们之间的换算关系是什么？1特斯拉=10000高斯5. 电动机永磁转子上使用的永磁材料常做成瓦片状，粘贴在转子铁心的表面，为什么？有一点应注意，永磁材料本身的导磁率比较小，它的相对导磁率略大于1，难以被磁化，也难以被退磁。用永磁材料作同步电机转子，多使用瓦片型的薄片，如图3-8所示，贴在非永磁材料的转子铁心上，相当于等效的空气隙加大。6交流磁路用铁心常采用涂漆的薄硅钢片叠加而成，为什么？ 加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率,降低矫顽力、铁心损耗（铁损）和磁时效，主要用来制作各种变压器、电动机和发电机的铁心。（避免涡流的产生？）7. 根据表3-2估算塑料绝缘线允许的电流密度？它们与哪些布线方式有关？暂未找到。第三部分电气控制技术 第四章1单相交流电磁铁的短路环的作用是什么？三相交流电磁铁有无短路环？为什么？单相交流电磁铁产生的电磁吸力是交变的，每周期内要过零两次，过零时电磁力减小会使衔铁振动而产生噪声，所以在铁心或衔铁表面应安装短路环，其材质多为铜或铝质材料。如图46所示，利用短路环可以建立一个辅助磁场，以保证主磁场和辅助磁场不同时过零，以减小振动。如果没有短路环或者短路环损坏，电磁铁的噪声和磨损都会增大，同时温度上升，其使用寿命会大大缩短。无。因为短路环是在电流过零时产生感应电流维持铁芯吸合，三相交流电磁铁一相电流过零时其余两相不为零，铁芯还是吸合的，因此不再需要短路环。2交流电磁铁在工作时有时会产生很大的噪音，试分析原因？百度知道：在通电工作状态,电磁铁的活动铁芯(又称衔铁)上的释放弹簧,始终都产生与铁芯吸力相反的作用力存在,在交流电过渡到零值附近时,总有短暂的瞬间电磁吸引力小于反作用力;但因交流电变化速度较快,每半周(过零一次)仅有0.01秒,而过零则约占静铁芯电磁力又将其快速吸持住.由此可见,活动铁芯工作过程中,一直处于释放(时间极短)与吸合(绝大部分时间)的动态之中,这就是交流衔铁产生震动和噪音的根本原理.3如何使用兆欧表检查直流电机的绝缘，针对绝缘电阻低的问题，应如何处理？来自网络：一般规定380V电机的最低对地绝缘在0.5M（欧姆）以上绝缘兆欧表的使用方法摇表又称兆欧表，是用来测量被测设备的绝缘电阻和高值电阻的仪表，它由一个手摇发电机、表头和三个接线柱（即L：线路端、E：接地端、G：屏蔽端）组成。1摇表的选用原则（1）额定电压等级的选择。一般情况下，额定电压在500V以下的设备，应选用500V或1000V的摇表；额定电压在500V以上的设备，选用1000V2500V的摇表。（2）电阻量程范围的选择。摇表的表盘刻度线上有两个小黑点，小黑点之间的区域为准确测量区域。所以在选表时应使被测设备的绝缘电阻值在准确测量区域内。2摇表的使用（1）校表。测量前应将摇表进行一次开路和短路试验，检查摇表是否良好。将两连接线开路，摇动手柄，指针应指在“”处，再把两连接线短接一下，指针应指在“0”处，符合上述条件者即良好，否则不能使用。（2）被测设备与线路断开，对于大电容设备还要进行放电。（3）选用电压等级符合的摇表。（4）测量绝缘电阻时，一般只用“L”和“E”端，但在测量电缆对地的绝缘电阻或被测设备的漏电流较严重时，就要使用“G”端，并将“G”端接屏蔽层或外壳。线路接好后，可按顺时针方向转动摇把，摇动的速度应由慢而快，当转速达到每分钟120转左右时（ZC-25型），保持匀速转动，1分钟后读数，并且要边摇边读数，不能停下来读数。（5）拆线放电。读数完毕，一边慢摇，一边拆线，以防止电气设备向摇表反充电导致摇表损坏，然后将被测设备放电。放电方法是将测量时使用的地线从摇表上取下来与被测设备短接一下即可（不是摇表放电）。4在直流电机的日常维护中，应如何检查电刷和换向器部分，何种情况下应更换电刷？(1) 电刷故障处理电刷在使用过程中与换向器相互摩擦，而且还要承载很大的电枢电流，所以在电刷和换向器之间常出现火花，火花会引起电机发热、并且磨损严重。所以在电机运行过程中，要定期观察电刷的工作情况，如果没有火花，或者火花很小，而且没有噪声，即表示其运行状况良好。如果有明显的噪声、火花或者换向器表面有很严重的黑痕，即表示电刷需要调整或更换。 检查电刷的步骤： 关闭电机电源，悬挂警示牌（禁止合闸标志）并加锁； 测量电机接线端子电压，确认电源关闭； 从刷握中拆下电刷，检查电刷的移动是否自如，每个电刷的弹簧力是否相同； 测量电刷的长度，如果电刷长度已经小于原长的一半，就应更换新的电刷。每次更换电刷时应将全部电刷一起更换，而且应根据制造商规定的安装位置和弹簧力进行调整。（2）换向器故障处理 电刷在更换一至两次后，换向器就应该考虑进行保养。处理步骤如下： 观察换向器表面。换向器表面应该是光滑的，同心度也应保持很好。表面上均匀的的黑色氧化薄膜是很好的润滑剂，可以延长电刷和换向器的寿命，减少磨损。 检查换向片沟槽内的云母片绝缘。云母片使换向片之间保持绝缘，云母片应低于换向器铜片表面0.8-1.5mm，电机越大，云母的沟槽越深。当换向片磨损使得云母片沟槽变浅时，就应该考虑更换或保养换向器。 第三部分电气控制技术 第五章1. 在输配电系统中为什么要使用变压器？变压器是一种装置，它利用电磁感应原理将原边电压变为副边电压，并且实现原边与副边的电隔离。在输配电系统中利用变压器安全的和高效的实现升压和降压。例如，将发电机发出的电压升高，以便高效率的输电；将输电线上的高压降低，以便用户使用2. 发电机中励磁绕组的功能是什么？励磁绕组的作用是产生发电机中的磁场，也可以使用永磁体代替。3. 为什么变压器的效率不能达到100%？尽管变压器的效率很高，但做不到将原边输入的能量全部从副边输出，总有损耗存在。主要的损耗表现为变压器发热，损耗根源可以归纳为：电阻损耗、涡流损耗、磁滞损耗三种。 1. 电阻损耗 变压器原边绕组和副边绕组都存在电阻，电流通过绕组时，绕组电阻发热所引起的能量损耗。2. 涡流损耗 由于铁心是导电体，交变磁场在副边绕组感应出电压的同时，也在铁心里感应出小的电压，这个小电压在铁心里形成涡流，这个涡流使铁心电阻发热，代表了一种损耗，称为涡流损耗。把铁心做成叠片状，片间有绝缘漆绝缘；或者使用粉末状铁心代替整块的铁心，可使涡流损耗最小化。叠片状铁心间的绝缘层阻断了涡流的通路，减小了涡流和涡流损耗。3. 磁滞损耗 在变压器中交变磁场的作用下，铁心中的小磁胞不断的按交变磁场的方向改变自己的排列方向，这个过程需要消耗能量。小磁胞跟随不上磁场的变化，总有小的滞后，称为磁滞。这个能量损耗称为磁滞损耗。磁滞损耗导致铁心发热。由于类似于机械摩擦，磁滞有时也称为磁摩擦。使用高硅钢可使磁滞损耗最小化。4. 什么是屏蔽极电动机？屏蔽极电动机是最简单的单相电动机，如图5-19所示。它利用屏蔽极的滞后效应产生旋转磁场，从而产生转矩。屏蔽极电动机的功率通常只有几十瓦或更小，其最大的缺点是启动转矩比较小，常用在计算机的冷却风扇驱动，或家庭娱乐设备小功率电气传动上。屏蔽极的实现是用一匝铜环套在主磁极叠片的部分铁心上，如图5-19所示。屏蔽极铜线圈中感应出的电流产生差不多滞后主磁场90°的屏蔽极磁场，主磁场和屏蔽极磁场合成的结果，在空气隙中形成从主磁极到屏蔽磁极的旋转磁场，决定了转子的旋转方向。5. 什么是分相电动机？分相电动机是单相电动机，定子上除了主绕组外，还有一个启动绕组。它的功率通常在几十瓦到几百瓦的范围内，因此又称为分马力电机。通常用来拖动洗衣机、家用风扇和各种泵类负载。如图5-20所示，分相电动机主要由转子和定子两大部分组成，定子上有主绕组和启动绕组。其中还有一个离心力开关，检测到电动机的速度达到稳态速度的60%80%时，自动断开启动绕组。6. 与直流电动机相比交流电动机的优点是什么？三相交流电动机是工业生产中最广泛使用的动力来源，其功率范围从分马力到数千千瓦覆盖了大多数电力拖动应用。与直流电动机和单相交流电动机比较，它的结构简单、需要的维护少、价格便宜。7. 电容电动机中容易损坏的部位在哪里？来自百度：定子线圈是最容易损坏的,它的绕制、嵌放、连接、绝缘、检验,都有严格的要求。8. 在家用洗衣机或电冰箱中使用的是哪一种电动机？电容电动机第三部分电气控制技术 第六章1. 使用刀开关启停电动机的缺点？ 1.操作开关时有触电的危险；2.开关速度仅由操作人员的动作快慢决定；3.慢开关所形成的电弧会很快的磨损和烧毁触点。2. 为什么必须用热继电器和熔断器/断路器对电动机实行双重保护？ 不能指望熔断器或者断路器对电动机进行过载保护，它们是专为过流保护（短路或者接地故障）而设置的，熔断电流和动作电流要大得多。 需要设置专门过载保护用的热继电器，启动时的短时大电流不会让热继电器动作，但是长时间的过载积累效应，会引起热继电器自动切断电源。也就是说，热继电器容许短时过载。它的切断动作有一个时间滞后，过载倍数越小，滞后的时间越长；过载倍数越大，滞后的时间越短。具有反时限特性，如图6-8所示。 3. 对热继电器的基本要求是什么？4. 直流接触器与交流接触器的差别是什么？ 交流（AC）接触器常常有几对主触点，而直流接触器常常只有一对主触点。例如，三相交流接触器有三对主触点，以便断开三相电力线。除了主触点外，接触器一般还有若干对辅助触点，有常开有常闭，用于控制电路。 交流接触器的控制电压一般为交流，直流接触器的控制电压一般为直流。交流接触器的铁心一般由硅钢片叠压而成，以减少涡流与涡流损耗；直流接触器的铁心一般是一整块铁（钢），因为直流激磁不会在铁心中形成涡流，没有必要用硅钢片限制涡流的产生。 交流接触器用来通断交流电路，而直流接触器用来通断直流电路，它们需要不同的灭弧结构。5. 为什么直流电弧比交流电弧难以熄灭？ 与相等电压的交流电弧比较，直流电弧比较稳定，难以熄灭。交流电弧是自我熄灭的。交流电压每个周期两次过零，因此，交流电弧的最长持续时间不超过交流电半个周期。(百度：交流电弧在电压过零时容易熄灭，直流电弧没有电压过零现象)6. 什么是电动机磁力启动器？l (Magnetic Motor Starters)l 磁力接触器与热继电器组合封装在一起就是电动机磁力启动器。它能启停电动机，并对电动机进行过载保护。其覆盖的功率范围从几个安培到几百个安培，如图6-23所示。7. 什么是环境温度补偿？环境温度 热继电器的工作原理是基于发热，过量的电流流过热元件超过一定的时间，所积累的热量足以熔化易熔合金或者弯曲双金属片，引起热继电器脱扣。热继电器所处的环境温度必须纳入考虑。通常，热继电器的说明书中给出的标准环境温度是40°C，高于或者低于这个标准温度，标示的脱扣电流值需要修订或者补偿。第三部分电气控制技术 第七章1什么是开关的死区？死区的过大或过小对开关有什么影响？死区（返回系数或回差）l 当压力增大使得触点动作后，如果压力减小，理想情况下触点应立即复位，但是在实际应用中只有压力减小到一定程度触点才能复位。死区就是表示从设定压力点到触点复位之间的压力值。如图732所示。例如：压力开关触点在压力增加至12kg/cm2断开，在压力减少至9kg/cm2 时闭合，其压力差即为3kg/cm2。l 死区对于压力开关、温度开关、流量开关来说都是本身固有的。死区有利有弊，如果没有死区或死区过小，触点会在设定值附近频繁地接通断开，容易损坏触点；死区过大，则开关反应不够灵敏，还会影响开关的精度。有些开关的死区是可以调节的，可根据实际情况选用。2直动型限位开关和摆杆式限位开关检测物体的运动方向有何不同？l 摆杆式行程开关在操动头末端装有降低磨损的滚轮，其检测臂长度可调节，通常被检物体只能从固定方向向限位开关运动，典型应用如传送带上的物品检测。l 叉杆式限位开关有两个操动臂，通常被检物体可以从两个方向推动限位开关动作，典型应用如磨床的往复运动行程检测。l 直动式限位开关检测行程很短，被检物体的运动方向与限位开关相对。常用于超行程限位检测，如铣床和车床的工作面行程检测。l 摇杆式行程开关几乎可以检测各个位移方向的物体，操动臂长度可调节，常用于需要进行各个方向检测的场合，如机械手等。3如图7-56，是产品自动填充生产线，其中有多种开关的综合应用，请根据图示说明其控制过程和各种开关的作用。略第三部分电气控制技术 第八章1.针对固态继电器的过电流和过电压情况，应采取什么保护措施？并画出相应的电路图。1.过电流l 固态继电器不允许长时间超过额定电流，可以使用快速熔断器对它进行短路保护。如图838所示。 2.过电压 l 电气线路中的浪涌电压可能会使SSR短时误导通，造成事故；为了避免误动作，可以在SSR的输出端安装压敏电阻。压敏电阻的额定电压应高于电源电压10以上。如图839所示。 2.为了减小浪涌电压对电磁继电器的影响，在直流电路和交流电路中分别应采取什么灭弧措施？电弧所发出的大量的热会损坏触点，甚至烧毁触点。所以在大型的开关元件上必须要考虑灭弧措施，例如在接触器上使用灭弧罩等。在继电器上由于电流比较小，没有灭弧罩，通常在电路上考虑保护措施。在直流电路中，通常使用二极管进行续流。在交流电路中，使用压敏电阻或者吸收电路（电阻电容串联），如图822所示。3.利用软启动器，设计一台软启动分时启动三台电动机的控制线路。自己想