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2025年电气研究生面试相关问题.docx

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资源描述
1. 传递函数 线性定常單输入單输出持续系统的传递函数定义為:在零初始条件下系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 開环传递函数:1開环系统中系统输出的拉氏变换与系统输入的拉氏变换之比 2人為地断開系统的主反馈通路,将前向通道传递函数与反馈通路传递函数相乘,即得系统的開环传递函数 2 PID控制原理和電路 P控制:以偏差的存在作為前提,关怀偏差的实時值,只要有偏差就输出控制信号,理想效果是把偏差控制在一定范围内震荡,長处是控制及時,缺陷是难以实現無稳态误差。 I控制:不仅取决于偏差信号現時刻的值,還与過去時刻有关,是输入偏差信号在現時刻此前所有過去時间内积累的成果,关怀偏差的稳态终值。只要有偏差就持续输出控制信号,偏差存在時间越長,输出变化量就越大。長处是力图消除稳态误差(提高系统型数),缺陷是积分作用随時间逐渐积累,動作缓慢,對系统暂态特性不利,也許导致系统不稳定,一般不單独使用。 D控制:在偏差信号变化的瞬间,立即根据变化的趋势产生超前的预見调整作用,以改善系统的暂态特性。當偏差存在但不变化時控制作用為零,不單独使用。缺陷是對噪声信号比较敏感。 PI:将P的反应快和I的消除稳态误差長处結合在一起,提高下频段增益的作用是為了減小稳态误差。 PD:响应速度快,超调量小,改善暂态的平稳性。提高高频段增益的目的是增長穿越频率附近频段的相角裕量和提高系统的穿越频率Wc,提高系统的迅速性。 PID:對低频段(稳态精度)和高频段(暂态性能)都進行提高。比例积分微分调整,由放大器、微分器和积分器构成。 3 自動控制概念,基本构造,构成部分 自動控制就是在没有人的直接参与下,通過控制装置使受控對象的被控量按照预定的规律变化。 開环控制:控制精度取决于所用元器件的精度和特性调整的精确度,但抗扰動能力差; 闭环控制:通過反馈将給定和被控量進行比较得到偏差并根据偏差進行控制,以減小或消除偏差,抗扰動能力强。 构成:給定装置(給出与期望的被控量相對应的参照输入信号); 控制器(将输入信号按一定的规律转换成控制量的装置)(校正装置,放大元件); 受控系统【执行机构(执行控制作用并推進被控對象使其被控量按预定规律变化),受控對象(控制系统需要调整的對象,如压力、速度、温度、電压、電流等物理量)】; 反馈装置【测量元件(對输出量進行测量并将测量所得信号引到输入端,与输入信号進行比较,然後用它們的差值進行控制)】。 4 鲁棒性 就是系统的抗扰動能力。鲁棒控制就是规定系统在不可防止的扰動和不确定原因的影响下仍能稳定工作并具有很好的控制系能。鲁棒性問題是真正应用于工程实际問題的前提。 5 根轨迹 就是當系统中某一参数(一般是開环增益)发生变化時,系统闭环特性根(极點)在S平面上变化的轨迹。 6 低,中,高频段 低频反应增益k和系统型数v的关系,因此集中体現為稳态误差,高而陡 中频重要是迅速性和平稳性,因此一般以-20db/dec最佳 高频反应抗干扰的能力。 低频——稳态误差,中频——响应快慢,高频——抗噪性。 低频段,對幅值起重要作用,高频段對相角起重要作用,幅值對稳态性能有著明显影响。 7 稳定 渐近稳定:在有限初始状态下线性定常系统状态最终會回到平衡點位置的稳定性,其充要条件是它的特性方程的所有根均具有负实部,或所有位于S平面的左半開平面。 BIBO稳定:线性定常系统對任何一种有界输入必然产生一种有界输出的稳定性。其充要条件是系统传递函数(有也許包括零极點相消)的极點都在S平面的左半開平面。 渐近稳定则必然BIBO稳定; BIBO稳定却不一定渐進稳定。由于假如存在零极點相消,在相消的零极點中有位于右半平面的點,则此時BIBO稳定,不是渐近稳定。 8 不稳定 不稳定系统,输出量发散,且没有一种稳定域。 9 状态变量 状态变量和電路中的储能元件数量相似,状态变量不一定是确定的。 10 最小相位系统 系统開环传递函数的所有零、极點都位于S平面的左半平面或虚轴上的系统。(带有延迟环节的系统不是最小相位) 11 電路只有一种极點位于负实轴,問這是什么响应?极點距虚轴遠近的影响 電路只有一种极點位于负实轴是1阶惯性系统,响应是無振荡衰減响应。极點离虚轴越遠,则時间常数越小,响应的過渡過程越快。 12 劳斯判据 根据系统的特性方程系数来确定系统的稳定性,特性方程是变量s的代数方程。 必要条件:特性方程的所有系数均為正。 充要条件:Routh表中第一列各项元素均為正。特性方程具有正实部根的個数等于Routh表第一列中系数变化符号的次数。 13 直流输電和交流输電 交流输電由来已久,交流输電线路中除了有导线的電阻损耗外尚有交流感抗的损耗。為了处理交流输電電阻的损耗,采用高压和超高压输電減小電流来減小损耗。不過交流電感损耗不能減小。因此交流输電不能做太遠距离输電。假如线路過長输送的電能就會所有消耗在输電线路上。交流输電并网還要考虑相位的一致。假如相位不一致两组发電机并网會互相抵消。 直流输電是電力系统中近年来迅速发展的一项新技术。直流输電克服了上述電感的损耗,只有导线電阻的损耗。重要应用于遠距离大容量输電、電力系统联网、遠距离海底電缆或大都市地下電缆送電等方面。直流输電与交流输電互相配合,构成現代電力传播系统。 输電线一般是架空线,但跨過海峡給海岛输電時要用水下電缆,穿過人口密集的都市输電時要用地下電缆,電缆在金属芯线的外面包著一层绝缘皮,水和大地都是导体,被绝缘皮隔開的金属芯线和水(或大地)构成了電容器。在交流输電的状况下,電容伴随電缆的增長而增大,甚至會增大到交流几乎送不出去的程度。這時交流输電已無实际意义,只能用直流输電,由于電容對稳定的直流不起作用。 交流電的長处重要表目前发電和配電方面:运用建立在電磁感应原理基础上的交流发電机可以很經济以便地把机械能(水流能、風能……)、化學能(石油、天然气……)等其他形式的能转化為電能;交流電源和交流变電站与同功率的直流電源和直流换流站相比,造价大為低廉;交流電可以以便地通過变压器升压和降压,這給配送電能带来极大的以便.這是交流電与直流電相比所具有的独特优势。 現代供電系统是把許多電站连成一种電力网,要使電力网内許多发電机同步运行,技术上是很困难的。直流输電就不存在同步問題。 直流電的長处重要在输電方面。現代直流输電,只是输電這個环节是直流,发電仍是交流。在输電线路的起端有专用的换流设备将交流变换為直流,在输電线路的末端也有专用换流设备将直流换為交流。 在直流输電线路中,各级是独立调整和工作的,彼此没有影响.因此,當一极发生故障時,只需停运故障极,另一极仍可输送不少于二分之一功率的電能.但在交流输電线路中,任一相发生永久性故障,必须全线停電。 長处:(1)合用于大系统互联(無需同频、同步,不存在稳定問題);(2)直流线路造价低(线路费用低,节省线路走廊);(3)能量损耗小;(4)控制迅速灵活。 缺陷:(1)换流站造价高;(2)换流产生谐波,惡化電能质量,干扰通信系统,需要滤波;(3)電流没有過零點,熄弧困难,使得直流断路器研制困难。 14 電压表,電流表原理 表頭:根据通電导体在磁場中受磁場力的作用而制成。有一种磁铁和一种导线线圈,线圈通過電流後電流切割磁感线,受磁場力的作用,使线圈发生偏转,带動指针偏转。由于磁場力的大小随電流增大而增大,因此就可以通過指针的偏转程度来观测電流的大小。表頭能通過的電流很小,两端能承受的電压也很小(肯定遠不不小于1V,也許只有零點零几伏甚至更小)。 電压表:給表頭串联一种大電阻,做成電压表。這样,虽然两端加上比较大的電压,可是大部分電压都作用在我們加的那個大電阻上了,表頭上的電压就會很小了。可見,電压表是一种内阻很大的仪器,一般应當不小于几仟欧。 電流表:給表頭并联一种小電阻,做成電流表,并联的電阻起分流作用,否则電流计很轻易烧壞。 15 接地作用 防止人身遭受電击、设备和线路遭受损壞、防止火灾和防止雷击、防止静電损害和保障電力系统正常运行。通過金属导线与接地装置连接来实現,常用的有保护接地(電气设备的金属外壳,金属杆塔等,由于绝缘损壞有也許带電,為了防止這种電压危及人身安全而设的接地)、工作接地(运行需要的接地,如中性點接地等)、防雷接地(避雷针)、屏蔽接地、防静電接地(易燃油、天然气贮罐和管道等,為了防止静電危险而设的接地)。 16 变压器漏抗對整流電路的影响 由于变压器漏感的存在,電流换向不也許在瞬间完毕,输出電位不能立即跳到新导通的那相電位上,致使输出平均電压下降。换相過程對应的時间用電角度表达即换相重叠角,致使输出電压的下降称為换相压降。 17 晶闸管触发電路對触发信号的规定 触发信号应有足够的幅值,不能太大,也不能太小; 触发信号的宽度至少要不小于晶闸管的開通時间; 為使器件迅速导通,并提高承受di/dt的能力,触发脉冲電流应有一定的上升率; 為減少门极损耗,晶闸管的触发信号都采用脉冲方式。 18 電压型逆变器和電流型逆变器比较 電压型逆变器,直流侧為電压源,直流電压無脉動,直流回路低阻抗。交流输出電压波形為矩形波,与负载阻抗角無关。電流波形取决于负载的性质。為了給感性负载電流提供流通途径,需并联無功二极管。 電流型逆变器,直流侧為電流源,直流電流無脉動,直流回路高阻抗。交流输出電流波形為矩形波,与负载阻抗角無关。電压波形取决于负载的性质。由于電流源電流的單相性,無需并联無功二极管。為了給感性负载電流提供流通途径,在交流负载侧并联電容器。 19 PWM 用幅值相似、宽度不等的脉冲来等效正弦波的技术。重要是為了消除谐波。 方波逆变器存在谐波大、動态响应差、電源侧功率因数低、控制電路复杂、成本高等問題,而PWM逆变器具有谐波小、動态响应快、電源侧功率因数高、控制電路简朴、成本低等長处。 PWM有正弦電压PWM,正弦電流PWM,正弦磁链PWM。 正弦電压脉冲宽度调制SPWM的优缺陷: 長处:(1)消除谐波效果好;(2)既可以调频,又可以调压,因而動态响应快;(3)调整装置的功率因数提高了。 缺陷:(1)由于元件開关次数增多,因此開关损耗大;(2)SPWM直流電源電压运用率低。 SPWM控制方式:自然采样法,规则采样法,直接PWM法。 20 SPWM怎么产生?三角波和正弦波幅值哪個大? 通過正弦调制波和载波三角波的大小比较来产生幅值相似、宽度不等的脉冲来等效正弦波。為了输出波形不发生畸变,三角波的幅值应不小于等于正弦波幅值。 21 多重化技术处理什么問題? 由于PWM技术管子開关频率高,损耗大,大容量逆变器PWM無法使用,但電机规定消谐波,故采用多重化技术来改善大容量逆变器的输出波形,減少谐波分量,使波形尽量靠近正弦波。 22 什么是電力電子? 是使用電力電子器件對電能進行变换和控制的技术,把粗電加工成精電的技术。 23 晶闸管整流電路带纯電阻负载的電源侧功率因数怎样?為何對外展現感性? 電源侧功率因数是感性的,這是由于晶闸管控制角的存在,使得電源的電流滞後于電压,故對外呈感性,并且由于交流電源带整流電路工作時,一般状况下输入電流不是正弦波,产生電流畸变因数,使得功率因数较低。 24 整流電路中,用二极管比用晶闸管功率要大吗? 采用二极管整流没有控制角的影响,与采用晶闸管相比可以改善功率因数,因此在视在功率相等的状况下采用二极管比用晶闸管功率应當要大。 25 交交变频和交直交变频的区别?交直交变频频率怎么控制? 交交变频是從交流電源通過变频器直接变為另一频率可调的交流電,而交直交变频是把工频交流電先通過整流器整流成直流,然後再通過逆变器把直流逆变成為频率可调的交流電。 交交变频長处:1省去中间直流环节,能量传递简便,因而效率高; 2功率在電源和负载间可双向传播,能实現再生制動,用于迅速正反转装置如大型轧机; 3多用于大功率,高電压,低速交流传動 缺陷:1输出最高频率必须不不小于输入频率的1/3,否则會有较大谐波分量,減少效率和功率因数,多用于中高频; 2换流失败時會导致電源间短路; 3需要更多晶闸管,控制電路复杂。 交直交变频電路中,假如使用的是方波逆变器,则通過变化逆变器中元件导通与关断频率的快慢,就能变化输出交流電频率的高下(变化直流环节電压的高下,就能调整交流输出電压幅值的大小);假如使用的是PWM逆变器,可以通過变化正弦控制波的频率来变化输出電压的频率。 26 斩波器与否用到PWM?為何要等效成正弦波? 斩波器是直流变换器,没有用到PWM。 等效成正弦波是由于方波的谐波大,用于驱動异步電動机時會产生脉動转矩,當脉動频率和電机自然频率相近時,轻易引起共振,很难得到稳定的低速运行。 27 在電压型PWM中,是怎么实現同步调频和调压的? 由于PWM是通過正弦调制波和三角波载波的大小比较来实現用幅值相似、宽度不等的脉冲来等效正弦波的,因此要想变化逆变器输出電压基波幅值大小以及频率高下,只要变化正弦调制波的幅值及频率就可以。 28 整流和逆变都會引起電网谐波污染,請問為何電网(電源侧)會被污染? 由于交流電源带整流電路工作時,一般输入電流不是正弦波,而逆变時由于逆变角的影响,输出到電网侧的交流電也不是正弦波,均有谐波存在,故電网會被污染。 29 肖特基二极管 以金属和半导体接触形成的势垒為基础的二极管。長处:反向恢复時间很短,正向恢复過程中不會有明显的電压超调,正向压降小,開通关断损耗小。缺陷:反向耐压提高時正向压降也會高,多用于200V一下場所;反向漏電流较大且對温度敏感。 30 逆变失败的原因,最小逆变角的限制 触发電路工作不可靠。如個别相失去脉冲或移相角過范围。 晶闸管自身性能不好。如不能正常导通或阻断。 交流電源故障。如忽然断電,缺相或電压過低等。 换相的裕量角過小。重要是對换相重叠角估计局限性,使换相時间不不小于晶闸管的关断時间。 最小逆变角=晶闸管关断時间角+换相重叠角+换相安全裕量角 31 并联谐振逆变電路 當開关器件為晶闸管時,由于其無自关断能力,因此需要加大電容值,使负载呈容性,進行负载换流。负载電流必须超前负载電压的角度=晶闸管关断時间角+换相重叠角/2。 32 GTO,MOSFET,IGBT优缺陷 紅宝書P22 33 GTO和SCR同為PNPN构造,為何GTO能自关断 紅宝書P22 34 有源逆变的条件 直流侧一定要有一种直流電動势,且其极性应与晶闸管导通方向一致; 整流電路输出直流平均電压Ud必须為负,即晶闸管的控制角不小于pi/2,且Ud<E。 半控桥和接有续流二极管的電路不能实既有源逆变。 35 三大变换 傅裏叶变换: 傅裏叶变换就是把一种信号,分解成無数的正弦波信号,将一种信号的時域表达形式映射到一种频域表达形式,将信号這样分解後有助于处理。 有的信号重要在時域体現其特性,如電容充放電的過程;而有的信号则重要在频域体現其特性,如机械的振動,人类的語音等。若信号的特性重要在频域表达的话,则對应的時域信号看起来也許杂乱無章,但在频域则解讀非常以便。 拉普拉斯变换: 為简化计算,對一种实变量函数作拉普拉斯变换,并在复数域中作多种运算,再将运算成果作拉普拉斯反变换来求得实数域中的對应成果,往往比直接在实数域中求出同样的成果在计算上轻易得多。 傅裏叶变换有一种最大的問題是其存在的条件比较苛刻,例如時域内绝對可积的信号才也許存在傅裏叶变换。拉普拉斯变换可以說是推广了這個概念。在自然界,指数信号exp(-x)是衰減最快的信号之一,對信号乘上指数信号之後,很轻易满足绝對可积的条件。因此将原始信号乘上指数信号之後一般都能满足傅裏叶变换的条件,這种变换就是拉普拉斯变换。傅裏叶变换可以看做是拉普拉斯的一种特殊形式,即所乘的指数信号為exp(0)。也即是說拉普拉斯变换是傅裏叶变换的推广,是一种更普遍的体現形式。在進行信号与系统的分析過程中,可以先得到拉普拉斯变换這种更普遍的成果,然後再得到傅裏叶变换這种特殊的成果。 Z变换: 是针對离散信号和系统的拉普拉斯变换,Z变换中的Z平面与拉普拉斯中的S平面存在映射的关系。 36 什么是電力系统分析? 電力系统:由发電、输電、变電、配電和用電等环节构成的電能生产与消费系统,對電能的整個生产使用過程進行测量、调整、控制、保护、通信和调度,以保证顾客获得安全、經济、优质的電能。 電力系统分析:重要内容包括電力系统的基本知识,電力系统的等值電路及時尚计算,電力系统有功功率平衡及频率调整,電力系统無功功率平衡及電压调整,電能损耗计算及減少的措施,電力系统运行的稳定性分析等。 37 同步電机,异步電机 异步電机又叫感应電机,转子上的電磁場是通過定子磁場感应出来的。同步電机转子上要有自带的磁場。 同步与异步的最大区别就在于看他們的转子速度是不是与定子旋转的磁場速度一致,假如转子的旋转速度与定子是同样的,那就叫同步電動机,假如不一致,就叫异步電動机 异步電机重要作為電動机使用,其工作時的转子转速總是不不小于同步電机。 异步電机的旋转磁場与转子存在相對转速,即产生转距。异步電机的转速會随负载的不一样略有变化,并且這個转速是低于定子磁場的转速的,因此才叫异步電机。同步電机转速严格的按定子磁場转速旋转,因此叫同步電机。 异步電動机可以直接启動。同步電動机要有专门的启動装置或者启動绕组,因此制造工艺复杂,造价高。 异步電机一般用来做電動机,同步電机一般用来做发電机,也用来做赔偿机。 38 標么值的优缺陷?有名值和基准值之比 長处:1.易于比较、分析元件特性与参数 2.各级電压標幺值都近似等于1 3.對于三相電路的计算与單相的计算是一致的 4.多電压级网络,基准電压选用對的可以消去变压器 缺陷:無量纲、物理概念不如有名值清晰 39 变压器和发電机并网条件 变压器:并网需要并列运行,即把两台变压器并联接入電网,互為备用,需要1電压变比相似2接线组别相似3短路阻抗相似,并列前需要将低压端對相,用萬用表。 发電机:(1)幅值相等,波形一致;(2)频率相等;(3)相位相似;(4)相序一致。 40 火電,水電的发電作用?什么時候用什么電? 丰水期(5~9月)的時候,水電全力发電,防止無谓的弃水,而由火電廠承担重要调峰调频任务;在枯水季节(12~2月),水電廠重要用于主调频廠,可抽水蓄能,重要是火電发電。 41 電力系统的构成和划分 電力系统由一次系统和二次系统构成。 一次系统由发電机、電力网络(输電线路、变压器、開关设备和母线)、负荷构成。 二次系统是為了保证一次系统的安全、可靠和經济地运行所需的多种信息系统及其操作机构。 42 我国電网分几级?分那几种電网?有那些发電企业? 我国的電网分5级:国调、网调、省调、地调、县调。 電网:西北、東北、华東、华中、华北、南方。 发電企业:华能、华電、大唐、龙源、中国電力投资企业(中電投)。 43 電力系统的特點和规定 特點:(1)亲密性:与国民經济、人民生活水平联络紧密; (2)短促性:多种暂态過程時间非常短促; (3)同步性:電能的生产、输送分派及消费是同步進行的,電能不能大量储存。 规定:可靠性高、電能质量高、經济性好。 44 為何要用分裂导线输電 為了減少线路電抗和電晕损耗,提高系统的静态稳定性。 45 電能输送有哪几种方式?(交流和直流) (1)交流架空输電;(2)直流架空输電;(3)電缆输電(考虑電容效应一般用直流);(4)管道输電;(5)超导输電。 46 大型電力系统重要的发電机是什么类型,說說该类電机的构造? 重要是同步发電机,它由定子绕组、转子绕组、定子铁心、转子铁心和定转子之间的气隙等构成。 47 為何晚上電压會偏高? 由于晚上负载少,而负载是并联的,负载少了阻抗會变大,分到的電压变大晚上電压會偏高。 48 三种解非线性方程的解法(電力系统時尚计算的措施)?引入PQ分解的条件和原因? (1)雅可比迭代法(计算简朴,但收敛性差,收敛速度慢) (2)高斯----塞德尔迭代法(收敛速度比雅可比迭代法有所提高) (3)牛顿----拉夫逊法(将求解非线性方程组的問題转化為反复求解一组线性化的修正方程,并對变量進行不停修正的迭代過程,又称切线法) 引入PQ分解的条件(牛顿----拉夫逊法极坐標形式為基础,牛拉法的简化): (1)電力系统架空线路電抗遠不小于電阻 (2)线路两端電压的相角差较小 (3)与無功功率對应的导纳遠遠不不小于该节點自导纳的虚部 引入PQ分解(只是對牛顿法的雅可比矩阵做了简化,一般只合用于110Kv以上電力网的计算),減少了计算机存储容量和计算工作量,加紧了计算速度。 49 時尚方程的本质是什么? 時尚方程的本质是根据节點電流定律(用功率替代電流)列出的電压方程和功率方程,即节點的流入功率等于流出功率,节點功率守衡。 实际系统中的電源、负荷的功率一般作為已知条件給出,而電流是未知量,故通過時尚方程的分析和计算来分析和评价電力系统运行的安全、經济和质量,服务于電力系统的规划和运行。 50 Y矩阵和Z矩阵的得出措施? Y矩阵(节點导纳矩阵)可以直接按定义形成(自导纳Yii就是与节點i直接相连的支路导纳之和,互导纳Yij就是节點i与j之间支路导纳的负值)(节點電压法的应用)。 Z矩阵(节點阻抗矩阵)可以运用节點导纳矩阵求逆形成。 51 從各個方面比较牛顿拉夫逊法与PQ法 与牛顿----拉夫逊法相比,PQ分解法的特點: (1)以二個低阶线性方程组替代一种高阶线性方程组 (2)线性方程组的系数矩阵在迭代過程中保持不变 (3)系数矩阵由节點导纳矩阵各元素的虚部构成,是對称的 (三個特點带来的好处:节省存储量、減少运算量、提高计算速度等。當收敛到同样的精度時PQ法的迭代次数一般多于牛拉法,不過總的计算時间少于牛拉法。) 52 节點导纳矩阵和阻抗矩阵的物理意义? 节點导纳矩阵(高度稀疏矩阵) 自导纳Yii:在节點i上加一單位值電压,而其他节點均接地時,流入节點i的電流; 互导纳Yij:在节點i上加一單位值電压,而其他节點均接地時,自节點j流入的電流。 节點阻抗矩阵(满矩阵) 自阻抗zii:在节點i注入一單位電流,而其他节點均開路時,节點i的電压; 互阻抗zij:在节點i注入一單位電流,而其他节點均開路時,节點j的電压。 53 发電机节點為何能做PV节點(電压控制节點),PV节點什么時候會转化為PQ节點(负荷节點) 由于同步发電机可以通過调整励磁電流来调整無功功率的输出,用以维持電压值的恒定,并且调整無功時有功不变,故发電机节點可以做PV节點。 當無功功率抵达发電机发出無功功率的上下限時,就無法使電压保持在设定值,PV节點會转化為PQ节點。 時尚计算中,每個节點均有4個電气量,有功P,無功Q,電压幅值V和相角。 當负荷节點存在無功源的時候,也可以作為PV节點,只是P為负。 54 為何要三相输電 三相是交流電在不使用辅助设备能产生稳定旋转磁場的最小相数。 相比两相: 三相供電的重要好处是它可以传播恒定的瞬時有功和無功,而两相或如下的输出功率都是波動的。交流输電技术的发展是以增長输送容量、扩大输送距离和提高输電线路電压等级為標志的。因此單相、双相达不到规定。重要電气设备,如发電机、变压器与電動机等,制成三相制设备比制成單相或两相制设备的制造工艺简朴,花费的材料也最省,制导致本最低。 相比多相: 使用更多相時會使发電、输配電及用電环节变得复杂,输電线路根数要增長,发電机、变压器、電動机等设备也趋于复杂化,增長制导致本;三相不平衡已經引起诸多問題了,多相输電的故障排查,相间故障,單相接地,功率電压分布计算估计就愈加复杂了。這样看来不經济。 55 有源逆变的条件 56 逆变失败的原因,最小逆变角的限制 57 單相電流型并联谐振逆变電路最小容性负载阻抗角的限制 58 有源逆变计算(三相半波,三相桥式) 59 buck(直流電机速度控制,開关稳压電源),boost(電池供電设备升压,液晶背光電源),buck-boost(開关稳压器,電池供電设备产生负電源),cuk(输入输出波纹小)電路图,波形,计算(電压比(持续,断续),持续条件,最大電感電流),公式推导,開关管选型(计算流過電流的最值) 60 正激(变压器运用不高),反激(构造最简朴,常工作于電流断续模式),推挽(通态损耗小),半桥(变压器运用率高,没有直流磁化),全桥(功率最大)電压比,占空比,特點,公式推导 61 直流斩波器,工作象限(横轴i,纵轴u) 62 一次调频和二次调频 一次调频是运用发電机上的调速器响应负荷变化变化机组出力使有功功率重新到达平衡的调整過程。合用变化幅度很小,变化周期较短的随机负荷分量。 二次调频是运用发電机上的调频器参与调整的调频過程。只有通過二次调频才能使频率实現無差调整。合用变化幅度较大,变化周期较長的脉動负荷分量。 原则一:带调速器的机组,只要有可调容量,都参与一次调频。 原则二:二次调频由部分電廠承担(调频廠)。 调频廠的规定:有足够的可调容量和可调范围;有一定的调整速度;符合經济运行原则。 63 等微增率准则 假如存在发電成本的最优解,则在最优解中,所有机组的发電成本微增率相等。 成本微增率:增長單位出力,單位時间内增長的发電成本。 64 串补和并补 串补就是指串联赔偿,并补就是指并联赔偿,两者均為電压赔偿的一种方式,区别在于電容器的安装方式,是串联安装還是并联安装。 電容器在正弦電压作用下能“发”無功功率(容性電流),假如把電容器并接在负荷(如電動机)或供電设备(如变压器)上运行,這就是并联赔偿,负荷或供電设备要吸取的無功功率,恰好由電容器“发出”的無功功率供電,這样线路上就防止了無功功率的输送,到达提高電压的作用。 假如把電容器串联在线路上,赔偿线路電抗,這就是串联赔偿。用容性電抗抵消线路一部分感性電抗,使线路電压损耗減小,线路末端電压提高,以改善電压质量,提高電力系统稳定性和增長输電能力。 65 中枢點電压控制规定 66 電能质量,额定電压制定原则 電能质量是指電能的電压、频率和波形三個方面。 67 電压水平取决于什么?频率水平取决于什么? 電压水平取决于無功平衡水平,频率水平取决于有有功平衡水平。 68 什么是無限大系统? 系统的容量無穷大,電压、频率不随负载的变化而变化。 69 什么是短路容量? 70 几种负荷曲线和分别的作用 曰负荷曲线:描述系统负荷一天24小時内所需功率的变化状况,可供调度部门制定曰调度计划使用。 年最大负荷曲线:描述一年内逐月(或逐曰)電力系统最大综合用電负荷的变化状况,供调度、计算部门有计划地安排整年机组检修、扩建或新建发電廠。 年持续负荷曲线:将電力系统整年负荷按其大小及累积持续运行時间(小時数)的次序排列而制作的曲线,它可供编制電力系统发電计划和進行可靠性计算用。 71 列举電力系统中三個無功電源和三种调压方式 無功電源:同步发電机、同步调相机、并联電容器、静止赔偿器。 调压方式:顺调压、逆调压、恒调压。 72 高压交流线路末端開路的话首末端電压哪個高? 末端高。线路空载時電容效应不小于電感效应,無功功率為容性的,故會引起末端電压升高,应采用措施,克制容性的無功功率,如并联電抗器等。 73 電感性负载串联電容後功率因数一定提高吗?為何啊? 不一定,假如過赔偿的话還也許會減少。 74 電力系统正常运行的基本条件 有功功率的瞬時平衡和無功功率的瞬時平衡。 75 变压器调無功和電容器调無功有什么区别? 变压器调無功是通過变化变压器变比来变化节點電压,同步变化無功功率的分布。变压器自身不是無功電源,故只有在無功電源充足的条件下才可以奏效。 電容器是通過变化线路网络参数来调整無功的,自身可以发出無功功率。 76 電力系统的電压怎样控制?什么设备、方式? 電力系统的電压控制重要是通過调整無功功率對中枢點電压進行控制,方式有顺调压、逆调压和恒调压。 详细的措施有:(1)运用发電机控制電压;(2)变化变压器变比控制電压;(3)运用并联無功赔偿控制電压;(4)运用串联無功赔偿控制電压。 77 充電功率 线路上的并联電纳发出的感性無功功率叫做充電功率。大小与電压的平方成正比,与通過的電流無直接关系。當電力线路轻载运行時,充電功率不小于线路消耗的無功功率,整条线路呈容性;重负载运行時,线路呈感性。 78 電力系统互联的优缺陷 長处:提高供電可靠性及電能质量;減少系统總装机容量(錯峰);減少备用容量;联合電力系统容量很大,個别机组的開停甚至故障,對系统的影响将減小;合理运用動力资源,便于实現經济运行;采用大容量机组,提高劳動生产率 缺陷:骨干连接线路出問題也許导致大面积停電 79 為何我們要引入派克变换,引入的前提条件是什么? 引入派克变换是由于電机基于abc坐標的数學模型為時变模型,难于分析,引入派克变换後相称于站在与转子同步旋转的坐標系上观测,可以将時变数學模型转化為非時变数學模型。引入前提是電机的時变数學模型是基于“理想電机”的假设得到的。 80 電力系统為何會出現電压偏移? 由于在電力系统正常运行中,负荷常常发生变化,電力系统的运行方式也常有变化,使得電网的构造常常变化,并且大规模的電网节點诸多,变化随机性大,因此网络中的電压损耗也常常变化,進而會出現電压偏移。 81 電力系统低频振荡的原因 大型发電机组忽然解列或失磁,引起系统频率降底,破壞了系统静态平衡。 82 两個三相系统,一种中线接地,一种不接地,发生單相短路時有什么区别 中线接地的無端障两相正常运行,中线不接地两相原先承受相電压,後来承受线電压 83 三相接地短路、两相相间短路、两相接地短路、單相接地短路,按短路電流大小排序。 三相短路>两相接地短路>两相短路>單相接地短路。 84 自然功率 當线路输送有功功率到达某個值的時候,此時线路消耗和产生的無功恰好平衡,此時输送的功率就称為自然功率。在超高压输電時,當输送功率低于自然功率時,由于充電功率不小于线路消耗無功,必然导致线路末端電压升高;相反,當线路输送功率不小于自然功率,由于無功局限性,需要额外的無功赔偿,在没有無功赔偿的状况下,线路電压末端就會下降。因此,线路在输送自然功率的時候,經济性最佳、最合理。 85 发電机转子惯性時间常数的物理意义? 发電机在單位转矩的作用下,转子從静止状态加速到额定状态所需要的時间,單位為秒。 86 谐波對電机有什么影响?對電网有什么影响? 谐波的存在會导致异步電動机效率下降,噪声增大; 高次谐波能使電网的電压与電流波形发生畸变,減少電网電压,增長线路损耗,挥霍電网容量,影响供電系统的無功赔偿设备,使無功赔偿设备不能正常运行,給系统和顾客带来危害。 87 高压為何要通過多次降压? 為了減少线路损耗和安全送電。電力输送到都市附近時,不能直接降压到220V,要先降压到110KV或者35KV,送到用電的区域变電站;再降压到10KV後送到顾客附近,再次降压到380/220V送到顾客。 88 三相不平衡 三相负载不平衡時,使变压器处在不對称运行状态,导致变压器的损耗增大。 三相负载不平衡运行會导致变压器零序電流過大,局部金属件升温增高,甚至會导致变压器烧毁。 增長线路的损耗,由于三相不平衡會导致零线产生電流,增長了线路的损耗。 产生负序電流,形成与转子旋转方向相反的旋转磁場,以两倍速切割转子,感应出很大的倍频電流,引起電机发热,使用寿命缩短。并且产生两倍的電磁转矩,引起机组振動,导致机械损伤。 89 正序负序零序 正序分量:a-b-c;负序分量:c-b-a;零序分量,abc相位相似。只要是三相系统,就能分解出上述三個分量。對于理想的電力系统,由于三相對称,因此负序和零序分量的数值都為零(這就是我們常說正常状态下只有正序分量的原因)。當系统出現故障時,三相变得不對称了,這時就能分解出有幅值的负序和零序分量了(有時只有其中的一种),因此通過检测這两個不应正常出現的分量,就可以知到系统出了毛病(尤其是單相接地時的零序分量)。 三相短路故障和正常运行時,系统裏面是正序。 單相接地故障時候,系统有正序负序和零序分量。 两相短路故障時候,系统有正序和负序分量。 两相短路接地故障時,系统有正序负序和零序分量。 90 高压的定义 高压電气设备:電压等级在1000V及以上;低压電气设备:電压等级在1000V如下。 91 三次谐波的影响 奇次谐波中三次谐波的幅值最大,导致的谐波電压最高,因此危害最大。由于三次谐波的幅值最大,對继電保护的影响也最大,對设备的冲击也最大。 92 变压器铁芯的作用 首先,铁心是整個变压器的机械骨架。 铁心的另一种更重要的作用是,提供磁回路。绕组通電後来产生磁場,磁力线通過铁心构成磁回路,使整個磁路的磁場强度到达最大,防止漏磁损耗。 93 中性點接地 大接地電流:直接接地,經小阻抗接地 小接地電流:不接地,經消弧线圈接地(谐振接地),經高阻抗接地。 94 為何要進行無功赔偿? 发電机作為無功電源,假如提供的無功過多,那有功便減少了,這样运行不經济。 無功局限性會使线路压降增大,使供電质量減少,對顾客设备产生不良影响。 無功局限性會使线路损耗加大。 95 無功概念,有哪些無功损耗? 無功功率是用来在電气设备中建立和维持磁場,進行能量的互换的,它為能量的输送、转换发明了必须的条件。没有它,变压器就不能变压和输送電能,没有它,電動机的旋转磁場就建立不起来,電動机就不能旋转。 電力系统中的無功损耗包括变压器的無功损耗,励磁损耗和绕组中的损耗,以及電力线路的無功损耗:并联電纳和串联電抗。 96 電力系统假如没有配置完善的继電保护系统,想象一下會出現什么情景? 電力系统离開继電保护系统是不能运行的。當電力系统发生故障時,電源至故障點之间的電力设备中将流過很大的短路電流,若没有继電保护系统将故障迅速切除,则會引起故障元件和流過故障電流的其他電气设备的损壞;當電力系统发生故障時,发電机端電压減少导致发電机的输入机械功率和输出電磁功率的不平衡,也許引起電力系统稳定性的破壞,甚至引起電网的瓦解、导致人身伤亡。假如電力系统没有继電保护系统,则當電力系统出現不正常运行時,不能及時地发出信号告知值班人员進行合理的处理。 97 直流電動机怎么工作?异步電動机的调速方式,各有什么特點 98 步進電机和伺服電机 步進電机是将電脉冲信号转变為角位移或线位移的開环控制元步進電机件,在非超载的状况下,電机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲個数,而不受负载变化的影响,當步進驱動器接受到一种脉冲信号,它就驱動步進電机安设定的方向转動一种固定的角度,称為“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通過控制脉冲個数来控制角位移量,從而到达精确定位的目的,同步可以通過控制脉冲频率来控制電机转動的速度和加速度,從而到达高速的目的。 伺服電机又称执行電机,在自動控制系统中,用作执行元件,把收到的電信号转换成電机轴上的角位移或角速度输出。伺服電机内部的转子是永磁铁,驱動器控制的U/V/W三相電形成電磁場
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