2016年电气工程师《专业基础》考点问答题

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　　什么是三相交流电源?它和单相交流电比有何优点?

　　涡流是怎样产生的?有何利弊?

　　答：置于变化磁场中的导电物体内部将产生感应电流，以反抗磁通的变化，这种电流以磁通的轴线为中心呈涡旋形态，故称涡流。

　　在电机中和变压器中，由于涡流存在，将使铁芯产生热损耗，同时，使磁场减弱，造成电气设备效率降低，容量不能充分利用，所以，多数交流电气设备的铁芯，都是用0.35或0.5毫米厚的硅钢片迭成，涡流在硅钢片间不能穿过，从而减少涡流的损耗。

　　涡流的热效应也有有利一面，如可以利用它制成感应炉冶炼金属，可制成磁电式、感应式电工仪表，还有电度表中的阻尼器，也是利用磁场对涡流的力效应制成的。

　　简述感抗、容抗、电抗和阻抗的意义。

　　答：交流电路的感抗，表示电感对正弦电流的限制作用。在纯电感交流电路中，电压有效值与电流有效值的比值称作感抗。用符号X表示。XL=U/I=ωL=2πfL。

　　上式表明，感抗的大小与交流电的频率有关，与线圈的电感有关。当f一定时，感抗XL与电感L成正比，当电感一定时，感抗与频率成正比。感抗的单位是欧姆。

　　纯电容交流电路中，电压与电流有效值的比值称做容抗，用符号XC表示。即：XC=U/I=1/2πfC。

　　在同样的电压作用下，容抗XC越大，则电流越小，说明容抗对电流有限制作用。容抗和电压频率、电容器的电容量均成反比。因频率越高，电压变化越快，电容器极板上的电荷变化速度越大，所以电流就越大;而电容越大，极板上储存的电荷就越多，当电压变化时，电路中移动的电荷就越多，故电流越大。

　　容抗的单位是欧姆。

　　应当注意，容抗只有在正弦交流电路中才有意义。另外需要指出，容抗不等于电压与电流的瞬时值之比。

　　交流电的有功功率、无功功率和视在功率的意义是什么?

　　答：电流在电阻电路中，一个周期内所消耗的平均功率叫有功功率，用P表示，单位为瓦。

　　储能元件线圈或电容器与电源之间的能量交换，时而大，时而小，为了衡量它们能量交换的大小，用瞬时功率的最大值来表示，也就是交换能量的最大速率，称作无功功率，用Q表示，电感性无功功率用QL表示，电容性无功功率用QC表示，单位为乏。

　　在电感、电容同时存在的电路中，感性和容性无功互相补偿，电源供给的无功功率为二者之差，即电路的无功功率为：Q=QL-QC=UISinφ。

　　什么叫有功?什么叫无功?

　　答：在交流电能的发、输、用过程中，用于转换成非电、磁形式的那部分能量叫有功。用于电路内电、磁场交换的那部分能量叫无功。

　　什么是功率因数?提高功率因数的意义是什么?提高功率因数的措施有哪些?

　　答：功率因数COSφ，也叫力率，是有功功率和视在功率的比值，即COS=P/S。在一定的额定电压和额定电流下，功率因数越高，有功所占的比重越大，反之越低。

　　发电机的额定电压，电流是一定的，发电机的容量即为它的视在功率，如果发电机在额定容量下运行，其输出的有功功率的大小取决于负载的功率因数，功率因数低时，发电机的输出功率低，其容量得不到充分利用。

　　功率因数低，在输电线路上将引起较大的电压降和功率损耗。因当输电线输送功率一定时，线路中电流与功率因数成反比即I=P/COSφ，当功率因数降低时，电流增大，在输电线电阻电抗上压降增大，使负载端电压过低，严重时，影响设备正常运行，用户无法用电。此外，电阻上消耗的功率与电流平方成反比，电流增大要引起线损增加。

　　提高功率因数的措施有：

　　合理地选择和使用电气设备，用户的同步电动机可以提高功率因数，甚至可以使功率因数为负值，即进相运行。而感应电动机功率因数很低，尢其是空载和轻载运行时，所以应该避免感应电动机空载或轻载运行。

　　安装并联补偿电容器或静止补偿等设备，使电路中总的无功功率减少。

　　什么是三相交流电源?它和单相交流电比有何优点?

　　答：由三个频率相同，振幅相等，相位依次互差120度电角度的交流电势组成的电源称为三相交流电源。它是由三相交流发电机产生的。日常生活中所用的单相交流电，实际上是由三相交流电的一相提供的，由单相发电机发出的单相交流电源现在已经很少采用。

　　三相交流电较单相交流电有很多优点，它在发电、输配电以及电能转换成机械能等方面都有明显的优越性。例如：制造三相发电机、变压器都较制造容量相同的单相发电机、变压器节省材料，而且构造简单，性能优良，又如，由同样材料所制造的三相电机，其容量比单相电机大50%，在输送同样功率的情况下，三相输电线较单相输电线可节省有色金属25%，而且电能损耗较单相输电时少。由于三相交流电有上述优点所以获得了广泛的应用。

　　对称的三相交流电路有何特点?

　　答：对称的三相交流电路中，相电势、线电势、线电压、相电压、线电流、相电流的大小分别相等，相位互差120度，三相各类量的向量和、瞬时值之和均为零。

　　三相绕组及输电线的各相阻抗大小和性质均相同。

　　在星形接线中，相电流和线电流大小、相位均相同。线电压等于相电压的√3倍，并超前于有关的相电压30 度。

　　在三角形接线中，相电压和线电压大小、相位均相同。线电流等于相电流的√3倍，并滞后于有关的相电流30度。

　　三相总的电功率等于一相电功率的3倍且等于线电压和线电流有效值乘积的√3倍，不论是星形接线或三角形接线。

　　基础电子巡查系统

　　1.银行、博物馆、大型商场、酒店、写字楼、住宅小区、厂区等场所，根据用户要求可设置离线式或在线式电子巡查系统。

　　2.为节省投资、减少工程量，除用户有特殊要求外，一般工程宜采用离线巡查方式。

　　3.对于银行、博物馆等对实时性能要求高的高风险场合，应采用在线式巡查系统。

　　4.可将离线式巡查系统和出入口控制系统相结合，将读卡器作为巡查系统的在线巡查点，组成综合的巡查监控系统。

　　断路器

　　正常工作情况下，断路器处于合闸状态(特殊应用除外)，接通电路。当进行自动控制或保护控制操作时，断路器可以在综保装置控制下进行电路的分断或接通操作。断路器不仅可以通断正常的负荷电流，而且能够承受一定时间的短路电流(数倍甚至几十倍于正常工作电流)，并可以分断短路电流，切除故障线路和设备。所以说，断路器的主要功能就是分断和接通电路(包括分断和接通正常电流、分断短路电流)。

　　由于在分断和接通电路的过程中，断路器的动触头与静触头之间不可避免的要产生电弧。为了保护触头，减少触头材料的损耗和可靠分断电路，必须采取措施来尽快熄灭电弧，其中一种就是采用不同的灭弧介质填充到断路器的动、静触头间。按灭弧介质的不同断路器可以分为：油断路器(多油、少油)、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器、空气断路器等。我们在工程中经常接触到的高低压开关柜里的主要一次设备就是断路器。

　　由于断路器的动、静触头一般都是被包在充满灭弧介质的容器中，所以断路器的分、合状态不可以直接判断，一般是通过断路器的辅助器件(如分合位指针等)来判别。

　　熔断器

　　熔断器是一种简单的电路保护电器，其原理是当流经熔断器的电流达到或超过定值一定时间后，本身的熔体熔化，切断电路。其动作原理简单，安装方便，一般不单独使用，主要用来配合其他电器使用。

　　主要动作特点：

　　一是电流要达到一定值，该值在熔断器出厂前已经做好，无法更改;

　　二是电流达到一定值后要经过一定的时间，该时间也是厂家做好的，无法更改，但是类型很多，包括延时动作、快速动作、超快速动作等;

　　三是动作后本体损坏，不能重复使用，必须更换;

　　熔断器是否熔断可以通过熔断指示器判别，也可通过熔体外观上判别;常用的保险丝、保险管都属于该类电器范围。

　　变压器

　　简单的说，变压器就是利用交变电磁场来实现不同电压等级转换的设备(实际上是电能的转换)，其变换前后的电压不发生频率上的变化。按照其用途可以分很多　种，如电力变压器、整流变压器、调压器、隔离变压器，以及CT、PT等。我们在工程现场经常遇到的是电力变压器。

　　与变压器相关的一些主要的技术参数包括：

　　额定容量：指额定工作条件下变压器的额定输出能力(等于U×I，单位为kVA);

　　额定电压：空载、额定分接下，端电压的值(即一次、二次侧电压值);

　　空载损耗：空载条件下，变压器的损耗(也叫铁耗);

　　空载电流：空载条件下，一次侧线圈流过的电流值;

　　短路损耗：一次侧通额定电流，二次短路时所产生的损耗(主要是线圈电阻产生的);

　　分接(抽头)的概念：为适合电网运行需要，一般的变压器高压侧都有抽头，这些抽头的电压值都是用额定电压的百分比表示的，即所谓的分接电压。例如，高压10kV的变压器具有±5%的抽头，就是说该变压器可以运行在三个电压等级：10.5kV(+5%)、10kV(额定)、9.5kV(-5%)。一般来说，有载调压变压器的抽头数(分接点)较多，如7分接点(±3×2.5%)和9分接点(±4×2%)等。由于不能够完全保证分接开关的同步切换，所以有载调压变压器一般不能够并联运行。

　　继电器

　　继电器是用来在控制回路中控制其他电器(一般是一次电气主设备)动作或在主电路中作为保护用以及作信号转换用的电器，只适用于远距离的分断、接通小容量控制回路，比如：交流/直流电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、热继电器等。

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