河南理工大学电气工程概论考试题

1、1. 电力系统的基本概念电力系统：由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和电力线路以及用户的各种用电设备，按照一定的规律连接而组成的统一整体。电力系统由发、输、变、配组成（生产、输送、分配、消费）2. 电能的质量指标：电压，频率，波形3. 输电线路的种类从结构上来分：架空线路：将导线（无绝缘的裸导线）通过杆塔露天架设电缆线路：埋在地下的电缆沟或管道中4. 架空线路的主要器件是什么架空线路是由导线，避雷线，杆塔，绝缘子，金具等主要元件组成5. 杆塔分类杆塔是用来支持导线、避雷线及其附件的支持物，以保证导线与导线、导线与地线、导线与地面或交叉跨越物之间有足够的安全距离。按照杆塔材料的不同：分为木杆（

2、基本被钢筋混凝土杆取代）、钢筋混凝土杆（220kV及以下）和铁塔（330kV以上）三种。按杆塔架线的回路数：分为单回路杆塔、双回路杆塔和多回路杆塔。按照在线路中的用途分为直线杆塔（用在线路直线走向段内，主要作用是悬挂导线，是线路上最普通的一种杆塔，占总杆塔数量的80%。允许在不平衡张力作用下杆塔发生倾斜结构比较简单，材料消耗量较少，造价较低），耐张杆塔（能够承受事故（如断线）情况下导线和避雷线的不平衡张力，以限制故障范围（限制在一个耐张段内）。在线路较长时，每隔3-5km设置一基耐张杆塔。杆塔强度要求较高，结构也较复杂，钢材消耗量和造价都比较高。），终端杆塔（输电线路进出变电所或发电厂的最后或

3、最初一基杆塔，用来承受最后一个耐张段内导线的单向拉力。由于杆塔两侧导线、避雷线的不平衡张力很大，所以材料消耗量大、造价高。），转角杆塔（位于线路的转角处，改变导线走向，用来承受线路方向的侧向拉力。一般是耐张型的。），跨越杆塔（为线路跨越河流、山谷、铁路、居民区等中间无法设置杆塔的地方而特殊设计的大跨越杆塔。高度较一般杆塔高），换位杆塔（为了在一定长度内，实现三相导线轮流换位（轮流改换三相导线在杆塔上的位置） ，以便使三相导线的电气参数均衡而设计的杆塔。导线换位的原因：三相导线的布置在几何上的不对称（不等边三角形、水平布置），使得三相电感、电容及阻抗均不相等，会造成三相电流不平衡。对发电机、电动

4、机和电力系统的运行以及输电线路附近的弱电线路均会带来一系列的不良影响。）6. 变压器的功能，分类变压器是一种静止不动的电气设备，它利用电磁感应原理把一种电压等级的交流电能转换成相同频率的另一电压等级的交流电能。按用途分类：电力变压器、配电变压器、互感器、特种变压器 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器 按相数分类：单相变压器和三相变压器 按每相绕组数量分类：双绕组（在一相铁心上套有2个绕组，一个为一次绕组，另一个为二次）、三绕组变压器（在一相铁心上套有3个绕组（高、中、低压绕组）用以连接3种不同等级的电压）和自耦变压器（一次侧和二次侧共用一部分绕组，尺寸较小用于连接额定电压相差不大的两个电网

5、） 按调压方式分类：无载调压变压器、有载调压变压器 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器7. 变压器的额定参数额定容量，额定电压，额定电流，短路电压百分比，短路电流百分比8. 互感器概念及作用（功能）互感器是电力系统中一次系统和二次系统之间的联络元件，用以变换电压或电流。一次侧接一次系统。二次侧接测量仪表、继电保护装置和控制装置，为其提供反映电气设备正常/故障运行状态的电压或电流信号。作用：a。将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压（ 100V或1003V ）和小电流（5A或1A）。二次设备的绝缘水平

6、可按低压设计，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，结构轻巧、价格便宜。 所有二次设备可用低电压、小电流的控制电缆来连接，接线灵活、方便；容易实现远距离的测量和控制。b。使二次设备和一次侧高压部分实现电气隔离，保证了设备和人身安全。为了防止绕组间绝缘损坏而使二次部分出现高电压，互感器二次绕组必须可靠的接地。二次设备出现故障不会影响到一次侧；对二次设备进行维护、调试及更换时，不需中断一次系统的运行。9. 电流互感器的种类，工作特性 按照安装地点:户内式（ 35kV及以下）和户外式（35kV以上）。 按照安装方式:穿墙式、支持式、装入式 按照一次绕组匝数：单匝式：一次绕组为单根导体。复（多）匝式：一

7、次绕组由穿过铁心的一些线匝制成 按照绝缘方式分：干式：用绝缘胶浸渍，用于户内、低压。浇注式：用环氧树脂作绝缘、浇注成型，仅用于35kV以下、户内。油浸式：内部采用油和纸复合绝缘，多用于户外，35kV以上。气体绝缘式：内部充有SF6等绝缘气体，多用于110kV以上高压。工作特性：1）TA一次侧串接在被测电路中，因此一次电流的大小决定于被测电流；而二次电流 I2在理想情况下仅取决于一次电流 I1。2）正常运行时，二次绕组近似短路状态。这是因为二次绕组的负载是测量仪表和继电器的电流线圈，阻抗很小。3）二次绕组电路不允许开路。10. 电压互感器的种类，工作特性按工作原理，电压互感器可分为：电磁式电压互

8、感器（电力变压器型，原理和普通变压器相似；适用于6kV110kV系统；价格贵，容量大，误差小）电容式电压互感器（电容分压型；适用于110kV500kV系统；价格低，容量小，误差大） 工作特性：1，TV与电路并联连接。一次绕组并接于被测回路；二次绕组与其负载亦为并联关系2，一次侧电压不受二次负载的影响，为被测电力网的电压3，二次绕组近似工作在开路状态。二次绕组的负载是测量仪表和继电器的电压线圈，阻抗很大，通过的电流很小4，二次侧绕组不允许短路。二次侧流过的电流由二次回路的阻抗决定短路时将产生很大的短路电流，损坏TV,。为了保护TV，一般在二次侧出口处安装熔断器或快速断路器，用于过载和短路保护。1

9、1. 什么是电流互感器的准确级以及影响电流互感器测量误差因素有什么电流互感器的准确级是以电流误差 fi 来定义的。在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差百分数。包括测量用准确级和保护用准确级。影响因素：电流互感器的电流误差及相位差决定于互感器铁心及二次绕组的结构，同时又与互感器的运行状态（二次负荷Z2L及运行中铁心的值）有关。由于磁化曲线的非线性，为了减小误差，通常电流互感器按制造厂家设计的额定参数运行时，铁心的磁感应强度不大，即在额定二次负荷下，一次电流为额定值时，接近最大值。12. 高压开关电器有高压断路器，隔离开关，高压熔断器，高压负荷开关13. 交流电弧特性及主要

10、灭弧措施随着正弦交流电流的周期性变化，交流电弧电流也将随之每半周过零一次。在电弧电流过零时，电弧向弧隙输送能量减少，电弧温度和热游离下降，电弧将自动熄灭（交流电弧过零值自然熄灭）。如果在电弧自然熄灭时，采取有效措施加强弧隙的冷却，使弧隙介质的绝缘能力达到不会被弧隙外加电压击穿的程度，则在下半周电弧就不会重燃而最终熄灭。1）利用灭弧介质：常用的灭弧介质有：空气，油，SF6，真空。（2）采用特殊金属材料作灭弧触头：常用的触头材料有：铜钨合金，银钨合金（3）利用气体或油吹动电弧:吹动的方式有：纵吹、横吹、纵横复合吹、环吹。（4）利用多断口灭弧（5）增大断路器触头的分离速度14. 断路器与隔离开关的区

11、别高压断路器是开关电器中功能最为完善、结构最复杂的一种设备，是电力系统最重要的控制和保护设备。功能：接通和断开正常工作电流、过负荷电流以及故障电流。基本要求：足够的开断能力、尽可能短的动作时间和高可靠性。断路器最重要的任务就是熄灭电弧，所以，都有不同结构的灭弧装置。隔离开关（刀闸）常用的开关电器一般配有电动及手动操动机构，单相或三相操作，需与断路器配套使用。隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。功能：隔离电压：将需要检修的线路或电气设备与带电的电网隔离，形成明显可见的电气断口，保证检修人员和设备安全。倒闸操作：双母线电路中，将设备从一组母线切换到另一组母线分合小电流 ：分、

12、合避雷器、电压互感器和空载母线 ；分、合励磁电流不超过2A的空载变压器；关合电容电流不超过5A的空载线路15. 熔断器与断路器的区别熔断器是最简单的保护电器。保护电气设备免受过载电流和短路电流的损害。原理：串连接入被保护电路。正常状态下，熔体通过不大于额定值的负荷电流，其正常发热温度不会使它熔断。电路发生过负荷或短路时，随着电流增大，熔体温度升高超过熔点而熔化，将电路切断。16. 限流电抗器的主要功能及种类限流电抗器主要用在610kV配电装置中，目的在于限制发电机回路和发电机电压负荷线路侧短路时的短路电流水平，以便在这些回路中选用轻型电气设备，从而减少投资。按结构不同，电抗器分为“普通电抗器”

13、（按安装地点不同分为“母线电抗器”和“出线电抗器”。）和“分裂电抗器”两种。17. 电气主接线的基本要求：可靠性（因故障或检修，导致的停电机会越少、停电影响范围越小、停电时间越短、停电后恢复供电越快，供电可靠性就越高。），灵活性，经济性18. 主接线的基本形式电气主接线形式按有无汇流母线分为两大类：有汇流母线的接线形式，无汇流母线的接线形式。根据母线数量可分为两大类：无汇流母线的接线形式没有母线这一中间环节，需要使用的开关电器少：断路器数量等于或少于出线回路数。适用于进出线少且没有扩建可能的发电厂和变电站。可分为三大类：19. 什么是单母线形式什么是单母线分段接线单母线：最原始、最简单的接线。

14、只有一组母线所有进线(电源)和出线都经过QF和QS接至母线上。单母线分段：用断路器QFd (分段断路器)将母线分段，形成单母线分段接线。20. 单母线接线在可靠性方面存在的问题是什么母线和母线侧隔离开关检修或故障时，所有回路必须停止工作，造成全厂（站）长期停电。任一电源或出线断路器(QF1、QF2、QF3)检修时，必须停止该回路的工作。21. 双母线接线如何检修母线检修母线时不影响正常供电。须将母线由备用转工作；将母线上的全部回路在不停电的状态下通过倒闸操作转移到母线II上；母线由工作转备用（退出运行）。该倒闸操作称之为“倒母线”。倒母线正确的操作顺序：合上QS2、QS1和QFc，给备用母线充

15、电。(两组母线等电位)依次先合上各个回路接在组母线侧的QS，再依次断开各回路接在组母线侧的QS。（先通后断）拉开QFc及其两侧的QS，此时工作母线已被停电并隔离验明无电后(验电)，原工作母线便退出工作，可进行检修22. 双母线接线的接法，画出接线图23. 旁路母线作用断路器经过长期运行和切换数次短路电流之后都需要检修。为了解决在检修断路器期间该回路必须停电的问题，可采用加装“旁路母线”的方法。即：增加一条称为“旁路母线”的母线，该母线由“旁路断路器”供电。在检修出线断路器时，就可以将该条线路转移到旁路母线上，旁路断路器就代替检修中的出线断路器工作。24. 限制短路电流的方法有哪三种装设限流电抗

16、器；采用低压分裂绕组变压器；采用适当的主接线形式及运行方式25. 什么叫设备的工作接地工作接地是保证电气设备在正常或发生故障情况下可靠工作而采取的接地。一般都是通过电气设备的中性点来实现的，所以又称电力系统中性点接地。发电机、电力变压器、电压互感器的中性点接地。要求的接地电阻为0.51026. 工作接地的种类（方式）有那四种我国电力系统中性点接地方式有：中性点不接地，经消弧线圈接地，中性点直接接地，经电阻接地27. 中性点不接地系统的工作特性中性点不接地系统正常运行时，三相系统对称时，三相电压 对称。由于CA=CB=CC=C，则ICA=ICB=ICC=Uph/Xc=CUph也对称，当系统发生单

17、相接地故障时假设A相发生金属接地，其接地电阻为零，这时A相对地电压为零，而非故障相B、C相的对地电压在相位和数值上都发生改变。 当A相发生接地故障时，中性点电压升高为相电压，B相和C相对地电压变为相位差为60，幅值都等于正常运行时的线电压，即升高到相电压的3倍。在系统发生单相接地故障时，三相之间的线电压仍然对称，用户的三相用电设备仍能照常运行。28. 什么是保护接零保护接零(TN)：将电气设备的外壳与零线（工作零线）可靠连接，保护接零的主要作用是借接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上保护装置迅速动作。保护接零方式(TN)包括TN-C、TN-S和TN-C-S三种方式29. 什么叫短路短路：

18、电力系统中相与相或相与地之间发生的一切非正常电气连接。不等电位的导体在电气上被短接30. 短路有哪几种形式（种类）中性点不接地系统：三相短路、两相短路、两相接地短路中性点接地系统：三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路31. 短路的危害1巨大的短路电流，会引起电气设备的发热急剧增加，损坏电气设备2短路电流还可能在电气设备中产生很大的机械力（电动力）。此机械力可引起电气设备载流部件变形，甚至损坏3短路电流流过的线路，产生很大的电压降，使电网的电压突然下降，引起电动机的转速下降，甚至停转。4当发生单相对地短路时，不平衡电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通迅线路、铁路信号系统、可控硅触发系统以及其他弱电控制系统可能产生干扰信号，使通讯失真、控制失灵、设备产生误