电气自动化笔试题唐.docx

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电气自动化笔试题唐

电气工程及其自动化专业应聘

一、名词解释：

1、一次设备：

直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备。

包括各种高压断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、消弧线圈、并联电容器及高压熔断器等。

2、二次设备：

对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。

如各种继电器、信号装置、测量仪表、录波记录装置以及遥测、遥信装置和各种控制电缆、小母线等

3、高压断路器：

又称高压开关，它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流。

它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。

4、负荷开关：

负荷开关的构造秘隔离开关相似，只是加装了简单的灭弧装置。

它也是有一个明显的断开点，有一定的断流能力，可以带负荷操作，但不能直接断开短路电流，如果需要，要依靠与它串接的高压熔断器来实现。

5、空气断路器（自动开关）：

是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于500V以下的交、直流装置中，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路。

6、跨步电压（或接触电压）：

如果地面上水平距离为0.8m的两点之间有电位差，当人体两脚接触该两点，则在人体上将承受电压，此电压称为跨步电压。

最大的跨步电压出现在离接地体的地面水平距离0.8m处与接地体之间。

7、相序：

就是相位的顺序，是交流电的瞬时值从负值向正值变化经过零值的依次顺序。

8、计算负荷：

负荷不是恒定值，是随时间而变化的变动值。

因为用电设备并不同时运行，即使用时，也并不是都能达到额定容量。

另外，各用电设备的工作制也不一样，有长期、短时、重复短时之分。

在设计时，如果简单地把各用电设备的容量加起来作为选择导线、电缆截面和电气设备容量的依据，那么，过大会使设备欠载，造成投资和有色金属的浪费；过小则又会出现过载运行。

其结果不是不经济，就是出现过热绝缘损坏、线损增加，影响导线、电缆或电气设备的安全运行，严重时，会造成火灾事故。

因此负荷计算也只能力求接近实际。

为避免这种情况的发生，设计时，用的总负荷应是一个假定负荷，即计算负荷。

负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法、单位指标法等几种。

9、防雷装置 （ LPS ） 

用于减少闪击击于建筑物上或建筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡，由外部防雷装置和内部防雷装置组成。

10、接地装置 

接地体和接地线的总合，用于传导雷电流并将其流散入大地

二、问答题

1、简述电网的中性点接地方式

我国110kV及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式（在实际运行中，为降低单相接地电流，可使部分变压器采用不接地方式），包括中性点直接接地和中性点经低阻接地。

这样中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，非故障相电压升高不会超过1.4倍运行相电压；暂态过电压水平也较低；故障电流很大，继电保护能迅速动作于跳闸，切除故障，系统设备承受过电压时间较短。

因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，从而大幅降低造价。

6～35kV配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非有效接地方式。

包括中性点不接地、高阻接地、经消弧线圈接地方式等。

在小电流接地系统中发生单相接地故障时，由于中性点非有效接地，故障点不会产生大的短路电流，因此允许系统短时间带故障运行。

这对于减少用户停电时间，提高供电可靠性是非常有意义的。

近几年来两网改造，使中、小城市6～35kV配电网电容电流有很大的增加，如不采取有效措施，将危及配电网的安全运行。

2、简述计算短路电流的主要目的

是为了限制短路的危害和缩小故障的影响范围。

在变电所和供电系统的设计和运行中，基于如下用途必须进行短路电流的计算：

⑴选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。

⑵选择和整定继电保护装置，使之能正确的切除短路故障。

⑶确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施。

⑷保护电力系统的电气设备在最严重的短路状态下不损坏，尽量减少因短路故障产生的危害。

3、电气上的“地”是什么？

答：

电气设备在运行中，如果发生接地短路，则短路电流将通过接地体，并以半球面形成地中流散，由于半球面越小，流散电阻越大，接地短路电流经此地的电压降就越大。

所以在靠近接地体的地方，半球面小，电阻大，此处的电流就高，反之在远距接地体处，由于半球面大，电阻小其电位就低。

试验证明，在离开单根接地体或接地极20m以外的地方，球面已经相当大，其电阻为零，我们把电位等于零的地方，称作电气上的“地”。

4、什么是系统的最大、最小运行方式？

答：

在继电保护的整定计算中，一般都要考虑电力系统的最大最小运行方式。

最大运行方式是指在被保护对象末端短路时，系统的等值阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。

最小的运行方式是指在上述同样短路情况下，系统等值阻抗最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。

5、继电保护的用途是什么？

答：

①、当电网发生足以损坏设备或危及电网安全运行的故障时，使被保护设备快速脱离电网；②、对电网的非正常运行及某些设备的非正常状态能及时发出警报信号，以便迅速处理，使之恢复正常；③、实现电力系统自动化和远动化，以及工业生产的自动控制。

6、继电保护装置的基本原理是什么？

答：

电力系统发生故障时，基本特点是电流突增，电压突降，以及电流与电压间的相位角发生变化，各种继电保护装置正是抓住了这些特点，在反应这些物理量变化的基础上，利用正常与故障，保护范围内部与外部故障等各种物理量的差别来实现保护的，有反应电流升高而动作的过电流保护，有反应电压降低的低电压保护，有即反应电流又反应相角改变的过电流方向保护，还有反应电压与电流比值的距离保护等等。

7、什么是变压器并列运行？

意义何在？

并列运行的条件是什么？

为什么？

答：

变压器并列运行，就是将两台或以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上，二次绕组并联在另一电压的母线上运行。

意义在于：

变压器是电力网中的重要电气设备，由于连续运行的时间长，为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性，在运行中通常将两台或以上变压器并列运行。

当一台变压器发生故障时，并列运行的其它变压器仍可以继续运行，以保证重要用户的用电；或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器，再将要检修的变压器停电检修，既能保证变压器的计划检修，又能保证不中断供电，提高供电的可靠性。

又由于用电负荷季节性很强，在负荷轻的季节可以将部分变压器退出运行，这样既可以减少变压器的空载损耗，提高效率，又可以减少无功励磁电流，改善电网的功率因数，提高系统的经济性。

条件：

1、接线组别相同。

2、变比差值不超过±0.5%。

3、短路电压值不超过±10%。

4、两台变压器容量比不超过3:

1。

原因:

1、接线组别不同在并列变压器的二次绕组中会出现电压差，在变压器的二次侧内部产生循环电流。

2、变压器比不同，二次电压不等，在二次绕组中也会产生环流，并占据变压器的容量，增加变压器的损耗。

3、变压器短路电压与变压器的负荷分配成反比。

4、容量不同的变压器短路电压不同，负荷分配不平衡，运行不经济。

8、综述正序、负序和零序的含义：

当前世界上的交流电力系统一般都是A、B、C三相的，而电力系统的正序、负序、零序三序分量便是根据A、B、C三相的顺序来确定的。

   正序：

A相领先B相120度，B相领先C相120度，C相领先A相120度。

   负序：

A相落后B相120度，B相落后C相120度，C相落后A相120度。

   零序：

ABC三相相位相同，哪一相也不领先，也不落后。

首先要说明，正、负、零序分量是个表征量，随环境变换而呈现的量。

如同电感一般在通交流时呈现大的阻抗值，但是通以直流，就如同一根导线。

这也就是说正负零三序分量是一个环境下人为剥离量。

正序分量根据性质定义特点，自然明白他始终存在；而负序分量则需要短路；零序分量需要短路故障且要有与大地的流通回路，当然最常见最典型的就是接地故障。

换句话从本质上讲各序分量的值可以认为与各种短路状态是不相关的，只是依据环境表现与否的问题。

三相对称短路，则负序、零序分量都表现不出来；各种短路状态时正、负序分量能表现出来，但是零序分量不容易表现；而接地故障时正、负序分量表现出来，零序分量也表现出来。

其次上升到理论，正序、负序、零序的出现是为了分析在系统电压、电流出现不对称现象时，把三相的不对称分量分解成对称分量（正、负序）及同向的零序分量。

只要是三相系统，就能分解出上述三个分量（有点象力的合成与分解，但很多情况下某个分量的数值为零）。

对于理想的电力系统，由于三相对称，因此负序和零序分量的数值都为零（这就是我们常说正常状态下只有正序分量的原因）。

当系统出现故障时，三相变得不对称了，这时就能分解出有幅值的负序和零序分量度了（有时只有其中的一种），因此通过检测这两个不应正常出现的分量，就可以知到系统出了毛病（特别是单相接地时的零序分量）。

下面再介绍用作图法简单得出各分量幅值与相角的方法，先决条件是已知三相的电压或电流（矢量值），当然实际工程上是直接测各分量的。

1）求零序分量：

把三个向量相加求和。

即A相不动，B相的原点平移到A相的顶端（箭头处），注意B相只是平移，不能转动。

同方法把C相的平移到B相的顶端。

此时作A相原点到C相顶端的向量（这时是箭头对箭头），这个向量就是三相向量之和。

最后取此向量幅值的三分一，这就是零序分量的幅值，方向与此向量是一样的。

2）求正序分量：

对原来三相向量图先作下面的处理：

A相的不动，B相逆时针转120度，C相顺时针转120度，因此得到新的向量图。

按上述方法把此向量图三相相加及取三分一，这就得到正序的A相，用A相向量的幅值按相差120度的方法分别画出B、C两相。

这就得出了正序分量。

3）求负序分量：

注意原向量图的处理方法与求正序时不一样。

A相的不动，B相顺时针转120度，C相逆时针转120度，因此得到新的向量图。

下面的方法就与正序时一样了。

接着再了解各元件的序阻抗值：

先讨论正负两序分量，因为这两个分量很相似，只是旋转的方向是相反的，于是在线路和变压器这样的一般元件里，正负两序分量是相等的，但是电机的正负两序阻抗分量是不同的，这主要是电机的横轴纵轴的电抗不相等，发生故障时会出现高次谐波，负序阻抗与两轴次暂态阻抗的算术平均值相等，当然还一个情况无阻尼绕组的是取几何平均值，也即乘积后开根号。

再看零序阻抗，明显对于线路而言，由于三相平行线，零序分量是同相位的，所以依据右手定则会发现磁通是相互增加的，也就是说零序阻抗要比正序阻抗大，故线路的零序阻抗要比正序阻抗大，具体如何计算可参阅相关书籍，例如电力系统分析。

变压器的就更不用说了，零序阻抗，自然就和铁心结构参数有关，一般情况下也是不和正负序阻抗相等的。

电机的同样如此。

 即我们根据公式Z=U/I，但是我们如何去得到改序的U和I。

典型的就是零序电流取得（三相电流相加），零序电压取得（开口三角），这样零序阻抗就很容易得出来了，但是要注意这是故障电网的零序阻抗，而且各种故障点的空间位置差别，也会导致不同的零序阻抗，这一点主要是由于零序阻抗要与大地构成回路。

通过上述方法，可以分析出各种系统故障的大概情况，如为何出现单相接地时零序保护会动作，而两相短路时基本没有零序电流。

应用到交流电力系统中，根据下列出现不同状态分量的检测分别采用相应的保护。

三相短路故障和正常运行时，系统里面是正序。

      单相接地故障时候，系统有正序负序和零序分量。

      两相短路故障时候，系统有正序和负序分量。

      两相短路接地故障时，系统有正序负序和零序分量。

最后需要值得注意的是：

各分量与谐波的关系。

由于谐波与基波的频率有特殊的关系，故在与基波合成时会分别表现出正序、负序和零序特性。

但我们不能把谐波与这些分量等同起来。

由上所述，之所以要把基波分解成三个分量，是为了方便对系统的分析和状态的判别，如出现零序很多情况就是发生单相接地，这些分析都是基于基波的，而正是谐波叠加在基波上而对测量产生了误差，因此谐波是个外来的干扰量，其数值并不是我们分析时想要的，就如三次谐波对零序分量的干扰。