电气工程概论.docx
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电气工程概论.docx
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电气工程概论
1、1820年,法国科学家安培发现了通电导线之间的相互作用力,后被称为安培定律
2、1827年,德国科学家欧姆用公式创了电流、电压、电阻的关系,即欧姆定律
3、1831年,英国科学家法拉第通过实验发现了磁可以转化成电,创立了电磁感应定律
4、远距离输电问题的解决是三相交流电理论的形成与技术发展。
5、超导材料、半导体材料与永磁材料的发展对于电工领域有重大意义。
6、建设智能楼宇的目标主要体现在:
提供安全、舒适、快捷的优质服务,建立先进的管理机制,节省能耗与降低人工成本等三个方面。
7、智能楼宇中涉及到的电气工程内容有:
智能建筑的供配电、电驱动与自动控制、智能建筑的电气照明、智能建筑的通信技术、有线电视系统、广播音响系统、办公自动化系统、建筑物自动化系统、智能建筑的防火、智能建筑的防盗、综合布线系统、智能建筑的系统集成、智能建筑的电气安装和智能建筑的节能等。
8、电路理论研究电路中发生的电磁现象,并用电流、电荷、电压、磁通等物理量描述。
9、分析电路时,通常规定电流方向为正电荷运动的方向,电压方向为电位降低的方向,电动势为电位升高的方向。
10、分析电路时选定某一电流或电压方向为参考方向,当实际电压或电流方向与所选方向一致时,电流或电压为正值。
11、MATLAB软件广泛用于控制系统和信号处理,可以完成函数和矩阵的计算,也可以对微分方程、代数方程进行求解。
12、电机是以电磁感应现象为基础实现机械能与电能之间的转换以及变换电能的机械,包括旋转电机和变压器两大类。
13、电机的主要作用表现在:
电能的生产、传输和分配;驱动各种生产机械和装备、作为各种控制系统和自动化、智能装置的重要元件。
14、直流电机按照励磁方式分为他励、并励、串励和复励。
15、直流电机的可逆原理即电机可以作为发电机运行,也可以作为电动机运行。
16、发电机是将机械功率转化为电功率,电动机是将电功率转化为机械功率。
17、发电机是将机械功率转化为电功率,大型发电机主要是同步发电机,其的转子放置励磁绕组,通过滑环接入直流励磁电源。
18、变压器是一种静止电机,主要组成是铁心和绕组。
19、变压器只能传递交流电能,不能产生电能,只能改变交流电压或电流的大小,不改变频率。
20、永磁无刷电动机使用电子取代原直流电机的机械换向,省去了机械换向器和电刷。
21、步进电机是把电脉冲信号转化成角位移以控制转子转动,在自动控制装置中作为执行元件。
22、汽轮发电机用于火力发电厂和核电厂,属于同步电机。
23、风力发电机是通过捕风装置的叶轮将风能转化成机械能,再将机械能转化为电能的过程。
24、电力传动根据电机型式不同,分为直流-直流传动、交流-直流传动、交流-直流-交流传动等类型。
25、普通混合动力汽车有串联式、并联式和混合式三类。
26、磁悬浮列车是由直线电动机驱动,在低速列车上采用异步电动机,在高速列车上采用同步电动机。
27、三相笼式异步电动机的启动方法有直接启动、降压启动、软启动。
28、直流电动机的启动方法有直接启动、串联电阻启动、软启动。
29、电动机的电气制动方法有能耗制动、反接制动、回馈制动、涡流制动。
30、电机运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。
31、电机由静止部分定子和旋转部分转子组成。
32、电机的两个磁场若均由直流电流产生,则形成直流电机;若由不同频率交流电流产生,则形成异步电机;若一个磁场是直流,一个是交流,则形成同步电机。
33、在电气工程中,电器特指用于对电路进行接通、分断、对电路参数进行交换,以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设备和组件。
34、用于接通和分断电路的电器主要有刀开关、接触器、负荷开关、隔离开关、断路器等。
35、电器按照工作电压分为高压电器和低压电器
36、在我国,工作交流电压在1000V及以下,直流电压在1500V以下的属于低压电器。
工作电压在1000V以上,直流电压在1500V以上的属于高压电器。
37、高压开关设备主要用于在额定电压3000V以上的电力系统中关合及开断正常电力线路,以及输送倒换电力负荷,从电力系统中退出故障设备及故障线段,保证电力系统安全、正常运行,将两段电力线路以至电力系统的两部分分开,将已退出运行的设备或线路进行可靠接地,以保证电力线路、设备和运行维修人员的安全。
38、断路器是正常电路条件下或规定的异常电路条件下,在一定时间内接通、分断线路承载电流的机械式开关电器
39、隔离开关是没有专门灭弧装置的开关电器,因此不能带负荷操作。
主要用于设备或线路检修和分段进行电气隔离。
40、互感器是电力系统中供测量和保护用的设备,分为电压互感器和电流互感器。
41、互感器的作用是:
向测量、保护和控制装置传递信息。
使测量、保护和控制装置与高电压之间隔离。
有利于仪器、仪表和保护、控制装置小型化、标准化。
42、常用的电流互感器是按照电磁变化原理工作,结构与变压器相同,称为电磁式电流互感器。
43、常用避雷器主要有碳化硅阀式避雷器和金属氧化物避雷器。
44、低压电器通常指交流电压1000V、直流电压1500V及以下配电和控制系统中的电器设备。
它对电能的产生、输送、分配起着开关、控制、保护、调节、检测及显示等作用。
45、继电器是当输入的物理量达到规定值时,其电气输出电路被接通或阻断的自动电器。
46、接触器是用于远距离、频繁接通和分断交、直流主电路和大容量控制电路的电器。
47、低压电器根据它在电气线路中所处的地位和作用,可分为低压配电电器和低压控制电器。
48、二次能源指由一种或多种一次能源经过转换或加工得到的能源输出。
49、电力工业的主要生产环节有发电、输电、变电、配电、用电
50、根据电压等级不同配电分为高压配电(35-110KV)、中压配电(1-35KV)和低压配电(1KV以下,如380/220V)。
51、电网是用于输电、变电、配电的线路、变电站组成的输配电网络或电力网络。
52、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。
53、电力系统联网的优越性表现在:
能更经济合理的开发利用各种一次能源,能解决能源资源与负荷分布地区间的不平衡问题;可以错开用电高峰低谷,减少装机和备用;有利于采用标准化大型设备,节省投资和提高运行经济型;便于故障时互相支援,提高运行安全性;便于集中管理,实现经济调度和电力合理分配。
54、电力系统的基本要求有:
满足用户需求(数量和质量要求);安全可靠性要求;经济性要求;环保和生态要求。
55、电力负荷分为:
一级负荷、二级负荷和三级负荷。
56、电力系统的设备分为电力主设备(一次设备)和二次设备。
57、电力系统一次设备指发电设备、输电设备、变电设备、配电设备、用电设备。
58、电力系统二次设备指电力系统中用来实现测量、监视、控制、继电保护、安全自动装置、通信、以及各种自动化功能,用于保护主系统安全、稳定、正常运行的设备。
59、电力系统的电分为直流电和交流电。
60、电力系统的基本电气参数有电压、电流、阻抗(电阻、电抗、容抗)、功率(视在功率、有功功率、无功功率)、频率等。
61、我国规定的电压等级有:
特高压输电电压(UHV)1000KV(直流800KV);超高压输电电压(EHV)330KV、500KV;高压输电电电压(HV)220KV;高压配电电压(HV)35-110KV;中压配电电压(MV)1-35KV;低压配电电压(LV)1KV以下。
62、电力系统分析分为稳态分析和暂态分析。
63、电能质量一般用频率、电压、波形、三相电压和电流不对称度衡量。
64、太阳能发电是利用太阳能或太阳热能来产生电能,通过光电转换元件。
65、发电设备基本控制是频率调节和电压调节。
66、电力网是输送和分配电能并能进行电压变换,分为输电网和配电网。
67、电力线路分为架空线路和电缆线路
68、变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通过变压器将各级电压的电网联系起来。
69、电力系统常见故障有:
单相接地、两相接地、两相短路、三相短路、断线。
70、继电保护装置的基本任务是自动、迅速、有选择的跳开特定的断路器,从电力系统中切除故障元件,保证无故障部分迅速恢复正常运行。
反应电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护条件,动作于信号、减负荷、和跳闸。
71、电力拖动是以电动机为原动机拖动生产机械运动的一种方式。
72、新能源发电技术有高炉顶压发电、垃圾发电、污泥发电、高温岩体发电、核聚变发电、生物质能资源发电
73、电能储存的技术可分为:
直接储存电磁能,电能转化为化学能储存,电能转化为机械能储存。
74、灵活交流输电系统FACTS,核心环节是采用大功率电力电子器件作为大功率高压开关。
75、电力电子技术是变换电源的技术,其基础是电力电子器件。
76、AC/DC变换是交流到直流的整流技术,DC/AC变换是直流到交流的逆变技术,DC/DC变换是直流到直流的斩波技术。
77、电力电子技术是采用电力电子器件,利用控制理论实施控制,对电力(电源)进行控制变换。
78、电力电子器件从开关特性上分有不可控型,半控型和全控型。
79、晶闸管是半控型电力电子器件,有三个管脚,分别是阳极、阴极和门极。
80、晶闸管是半控型电力电子器件,阳极加上正电压后,门极加上正电压,晶闸管就导通。
81、晶闸管开通时电流上升率不能太大,否则会损害晶闸管,一般串联一个电感来抑制。
82、门极可关断晶闸管GTO是全控型器件,给门极加反向电流可以关断。
83、功率MOS管是电压型驱动器件,分为N沟道和P沟道两种。
84、双极晶体管GTR是电流型驱动器件,工作频率比GTO高,分为NPN型和PNP型
85、绝缘栅双极型晶体管简称IGBT,三个极分别是集电极、发射极和栅极。
86、IGBT是电压型驱动器件,一般驱动电压为15V,
87、电力电子技术中,根据电能变换的输入输出形式,分为四种:
交流-直流变换,直流-直流变换、直流-交流变换、交流-交流变换。
88、斩波器常见的有降压斩波器、升压斩波器和升降压斩波器。
89、逆变器根据直流电源的类型通常有电压型和电流型两种。
90、电力电子电路中控制电路的电磁兼容一般要考虑:
导线传导耦合、公共阻抗耦合、电感性耦合、电容性耦合、电磁耦合。
91、电力电子装置散热的方式有自冷式、风冷式、水冷式、沸腾冷却式、热管散热式。
92、电力电子技术中储能元件有磁性元件和电容器两类。
93、电力电子电路是以控制电子开关导通和断开为基本工作状态,设计中必须考虑电磁干扰和电磁兼容。
94、电能质量包括的内容有:
电压质量、电流质量、供电质量、用电质量。
95、举例说明电力电子技术主要应用领域:
电源设计、电机传动、电力系统、汽车工业、绿色照明、新能源开发等。
96、在电力传动系统中,根据采用电机不同,分为直流传动和交流传动
97、直流传动是采用直流电机进行转矩、转速的调节和控制的传动,交流传动是采用交流电机行转矩、转速的调节和控制的传动。
98、直流传动电机的电压调节根据电源分为AC/DC的整流方式和DC/DC的斩波方式。
99、对于AC/DC的整流方式,电机端电压调节方式有相控方式和脉宽调制方式两种。
100、目前交流传动系统中,对高性能电机调节控制方式有空间矢量控制和直接力矩控制
101、提高输电电压,可以提高输电功率,降低损耗。
102、具有绝缘作用的材料称为绝缘材料,即电介质。
103、雷闪直接击中设备的带电导体或接地金属部分时产生的过电压称为直击雷过电压。
104、雷电过电压包括直击雷过电压和感应雷过电压。
105、高压电发生装置包括工频试验装置、串联谐振试验装置和超低频试验装置。
106、绝缘的作用是将电位不等的导体分隔开,从而都能保持各自电位。
107、绝缘材料种类很多,可分为气体、液体和固体。
108、固体绝缘材料包括有机和无机两类。
有机固体绝缘材料包括绝缘漆、绝缘胶、绝缘纸、绝缘纤维制品、塑料、橡胶、漆布漆管及绝缘浸渍纤维制品、电工用薄膜、复合制品和黏带、电工用层压制品等。
无机固体绝缘材料有云母、玻璃、陶瓷及其制品。
109、按灭弧介质的不同,可将断路器分为油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器和真空断路器
110、架空输电线路采用分裂导线,即将一根导线用几根电位相等,但相互间有一定间隔的导线代替,提高输电线路的电晕起始电压。
111、电气设备的绝缘缺陷一般分为集中性缺陷、分布性缺陷。
112、高电压分压器是将输入的高电压转换为低电压输出的测量仪器。
113、电力系统的过电压包括大气过电压和内部过电压。
114、常用的限制过电压的措施有,装避雷针、避雷器、调整线路参数,装设并联电抗器、静止无功补偿器,在操作断路器触头上装设并联电阻,以及用快速继电保护减少工频电压的升高和持续时间。
115、避雷针作用是将雷电吸引到避雷针上并安全将雷电流引入大地,从而遮蔽被保护建筑物或设备
116、避雷针保护范围是个椎体,其半径与避雷针高度有关。
117、避雷器的种类主要有管型避雷器和阀型避雷器。
118、静电技术应用于静电分选、静电喷涂、静电植绒、静电纺纱、静电制版。
119、超导态的两个基本性质是零电阻效应和完全抗磁性。
120、超导电机主要是超导同步发电机和超导单极电机。
121、超导输电主要通过超导电缆来实现,具有载流能力大、损耗低、体积小的优点。
122、超导储能装置是利用超导线圈将电磁能直接储存起来,需要时再将电磁能返回电网或其他负载的一种电力设施。
123、日本超导列车是电动式磁悬浮,实际上是一台大型悬浮转子超导直线同步电动机。
124、磁流体发电是将高温导电燃气或液体与磁场相互作用而将热能直接转化为电能的新型发电方式。
125、可再生能源发电有风力发电、太阳能发电等
126、太阳能光伏发电根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。
127、光伏发电系统由太阳能电池板、控制器和逆变器组成。
128、磁悬浮列车主要依靠电磁力实现传统铁路中的支承、导向和牵引功能。
129、磁悬浮的方式主要有电磁式、电动式和永磁式。
130、飞轮储能应用于电力调峰、电动车辆飞轮电池、飞轮储能-再生制动系统、风力发电系统不间断供电、卫星姿态控制、大功率脉冲放电电源等。
131、微电机系统是融合多种微加工技术制动的集微型传感器、微型执行器及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微米尺度微型机电系统。
132、交流电机与直流电机有哪些区别?
两种电机调速有什么分别用方法?
为什么交流电机调速系统将取代直流电机调速系统?
133、试举例说明电力传动应用的主要领域。
134、既然历史上交流输电取代了直流输电,为什么现在有的电网又采用高压直流输电?
135、电力电子技术中,根据电能变换的输入输出形式可分为几种形式?
试举例说明电力电子技术应用的主要领域。
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