电气原理课后习题复习提要

1、复习提要1 （概述部分）1基本概念：电力系统：由发电厂、升压变电所、输电线路、降压变电所及电力用户所组成的 统一整体。电力网：由各类升压变电所、输电线路、降压变电所组成的电能传输和分配的 网络。动力系统： 电力系统加上带动发电机转动的动力装置构成的整体。 一次设备：直接参与生产、输送和分配电能的电气设备 。二次设备：对电气一次设备的工作状况进行监测、控制和保护的辅助性电气设备。2基本知识： 电能的质量指标：（波形、频率、电压） 对电力系统基本要求：（1） 保证供电的安全可靠性：减少事故率（I、 U、川类负荷）（2）保证电能质量 （波形、频率、电压）：随时调频、调压（3）保证足够的发电功率和发电

2、量（4）保证电力系统运行的经济性电力生产过程：把各种天然能源（其它形式的一次能源）转变成二次能源（电能）。 核电厂：原子核裂变释放核能-热能-机械能-电能。频率：其稳定主要取决于有功功率的平衡。电压：其稳定主要取决于无功功率的平衡。核电厂电气设备的安全分级：（安全级设备，安全相关设备，非安全重要设备。）3基本技能：掌握主要一次设备的图形及文字符号（QF断路器,QS隔离开关，TA电流互感器,TV电压互感器，FU熔断器,WB母线等）斤号役备怎称囲砂符号文竽符号序号设各怎称图形苻号1艾说发电机GAGS10输电践路1WL2仅疑组变压器r $G311母线W83三疑组变压器TTV12电貌终端头V4.GT&

3、lt;TM13隔處开矣*Q或QS5L14r 一Q或QF6火花问隙+ +F15K或KM7电说車感器TAIS0FUS就绕纽电压互感爲L $TV17*FUg三疑俎电压互感器TTIS接地±PE复习提要（2-1、2）1. 电弧产生的过程？电弧的形成：大量带电质点在电场力的作用下在气隙中作定向运动，即气隙被击 穿有电流通过。过程：1. 热电子、强电场发射电子。2. 碰撞游离产生电弧。3热游离维持电弧稳定燃烧。2. 交流电弧的特点及熄灭条件？动态伏安特性曲线：电弧电压和电流随时间不断变化，每一周期，电流过零2次交流电弧的特点：1电弧在自然过零时将自动熄灭，但下半周期随着电压的升高，电弧会重燃 2若

4、电流过零时，电弧不再重燃，电弧就此熄灭。03交流电弧的熄灭主要是阻止电弧重燃， 比直流电弧较易于熄灭 熄灭条件：U hf _弧隙恢复电压Uhf ：UjU j 弧隙介质恢复强度3. 交流电弧熄灭的主要方法？（1）吹弧原理：拉长电弧，（2）提高断路器（开关）触头的分离速度原理：将电弧迅速拉长，增大灭弧介质与电弧接触面积，降低弧柱的电位梯度, 减小电弧单位能量；（3）应用短弧原理灭弧原理：用金属栅灭弧罩将电弧分割成多个小的串联短弧， 利用近阴极效应电弧快 速熄灭；（4）米用多断口火弧原理：把电弧分成几个短弧段，使电弧总长度增长，弧隙电阻增大，提高了介质 强度恢复速度，降低了弧隙电压，使开关行程减少，

5、灭弧时间缩短。（5）采用灭弧能力强的新型灭弧介质（6）采用特殊金属材料灭弧触头原理：采用熔点高，导热系数大，热容量大的耐高温合金制作触头，减少开关分 合时热电子发射及金属蒸气产生，减缓游离。复习提要（2-3）1断路器的作用是什么？特点？控制作用一一根据电网运行的需要，将部分电气设备或线路投入或退出运行。（接通或断开电路）保护作用一一 在电气设备或电力线路 发生故障时，继电保护装置发出跳闸信号， 断开断路器，将故障部分设备或线路从电网中 迅速切除，确保电网中无故障部分 的正常运行。特点：（1）具有完善的灭弧装置，通断任何性质的电路电流（2）能快速自动分合 闸。2断路器参数：额定开断电流的意义。指

6、断路器在 额定电压下 能可靠断开的 最大短路电流的有效值 。它表征断路器的开 断能力。3 SF6 气体的性质：(1) SF6气体是一种无色、无味、无毒、不燃的 惰性气体，易液化，对电气设备 的金属不起腐蚀作用。故SF6断路器的使用寿命长，检修周期长，检修工作量 小。另外，该断路器不存在燃烧、爆炸的不安全问题，使用可靠。(2) SF6气体很强的绝缘性。在三个大气压下时其绝缘性能相当于变压器油，在 一个大气压时，其绝缘性能超过空气的二倍。 SF6断路器断口耐压高，断口数和 绝缘支柱数少，零部件也少，结构简单。故 SF6断路器占地面积少，外形尺寸 小。(3) SF6气体它的灭弧性能相当于同等条件下的

7、空气的 两个数量级。 SF6气体的负电性强。其分子很容易吸附自由电子形成负离子，易于与正离 子复合，使电流过零时去游离过程大大加快。优良的热化学特性。SF6断路器的断路性能好，开断电流大，灭弧时间短。(4) 在高温的作用下，少量的SF6气体会发生分解，但在电弧过零后，它们又会 复合为SF6。故SF6断路器可允许动作多次而不需检修，断路器的检修周期至少 在 20 年以上4. 什么是断路器关合中的“跳跃”？ 断路器在关合电路过程中，如遇到永久性短路事故，则在继电保护装置的作用下 会立即分闸，此时合闸命令尚未解除，操作机构又立即自动合闸，出现重复“合 跳”的现象叫“跳跃” 。5. 断路器操动机构的类

8、型及特点：类型： 手动型 (S) 、电磁型 (D) 、液压型 (Y) 、和弹簧型 (T) 、气压型 (Q) 电磁操作机构： 特点 直接依靠电磁力合闸的操作机构称为电磁操作机构。 它结构简单，工作可靠、价格低廉， 合闸时需要大功率直流电源 ，分闸时功率 较小。体积大且笨重，一般用 110KV 及以下的少油断路器，合闸电源一般为直 流 110V 或 220V弹簧操作机构 ：特点 利用弹簧储存的能量进行合闸的机构， 弹簧操作机 构的优点是不需要大功率的合闸用直流电源 ，但是机械结构比较复杂，加工制 造和调整的要求较高。现已广泛采用，一般用于 35KV 及以下的真空断路器。 液压操作机构： 特点动作迅

9、速，体积小，噪声和冲击力都很小，不需要大 功率直流合闸电源，短时停电失去电源仍可进行合、分闸操作。手动操作机构： 特点靠人力合闸，靠弹簧力分闸的操作机构。6. 操动机构中自由脱扣机构的作用。自由脱扣装置 在断路合闸的过程中又接到分闸命令 时，断路器应立即终止 合闸过程，迅速可靠的分闸，这种在 合闸过程中的分闸 叫自由脱扣。复习提要( 2-4)1 隔离刀闸的特点和作用是什么？隔离开关的特点：(1) 在分闸状态 下，动静触头间应 有明显可见的断口 ，绝缘可靠。(2) 在关合状态 下，其导电系统能可靠通过正常的工作电流和故障下的短路电 流 ， 通过时满足动热稳定 。（3）没有专门的灭弧装置，除了能开

10、断很小的电流外，不能用来开断负荷电流， 更不能开断短路电流。隔离开关的作用：（1）使检修设备与电源隔离，保证安全；（2）切换电路，改变运行方式；（3）接通或切断小电流电路。2隔离刀闸与断路器的配合使用：双侧接电源：（QF两侧都配置QS）电源-QS-QF-QS-电源单侧接电源：电源-QS-QF-负荷3 QF两侧都有QS线路停电与送电开关设备操作次序。 操作要点：只有断路器处于断开状态下才能分、合隔离刀闸！ 线路停电主要操作步骤：1. 先断开QF；2.再断开负荷侧QS；3.最后断开母线侧QS；4.验电确无电压后合地刀。线路送电主要操作步骤：1断开地刀；2.先合母线侧QS； 3.再合线路侧QS； 4

11、.最后合QF。复习提要（2-5）i熔断器的工作原理：（1）正常工作时，熔断器应长期安全地工作而不发生误熔断现象。0（2）过载或短路时熔体升温、熔体熔化，电弧产生、熄灭电弧切断故障电路， 达到保护目的。安秒特性曲线：t二fl即当电流大于额定电流时，电2熔断器的保护特性：流越大，熔断所需要的时间越短。3什么是熔断器选择性熔断与非选择性熔断？A.选择性熔断：当电网中有几级熔断器串联分级保护过负荷或短路故障时，保护该元件的熔断器熔断而其它熔断器不熔断B.非选择性熔断：当电网中有几级熔断器串联分级保护 各元件时，当某一元件发 生过负荷或短路故障时，保护该元件的熔断器不熔断而上级熔断器熔断 。熔断器的保护

12、选择性：总之当上级熔断器保护特性曲线位于下级熔断器保护特性曲线上部时，即可实 现选择性熔断。4限流式熔断器的特点：切断短路电流时间极快，防止短路时冲击电流的产生; （不能与普通熔断器互换使用）。复习提要（2-6）1高压负荷开关的特点与作用：高压负荷开关的特点：1它具有灭弧装置和一定的分合闸速度，能开断正常负荷电流和过负荷电流，能通过但不能断开短路电流。2在分闸状态有明显可见的断口，可 起到隔离开关的作用，但性能又优于隔离开关，是介于 隔离开关与断路器之间的一种开关电器。3高压负荷开关常常与高压熔断器串联合用，前者作为操作电器投切电路的正常负荷电流，而由后者作为保护电器开断电路的短路电流及过载电

13、流。高压负荷开关的作用：高压负荷开关具有简单的灭弧装置，能通断负荷电流和过负荷电流。它能够通过但不能断开短路电流。2高压负荷开关与熔断器的配合使用：G (9在单侧电源的电路中1 高压负荷开关进 行正常的停送电操作;2 短路故障时由熔 断器切断短路电流， 达到保护的目的。以上配置较断路器 与隔离刀闸的控制电 路经济。3高压开关电器的性能特点比较。开关 类型灭弧 装置开断后 间隔开断 能力开断电流QS没有大弱极小电流QL一般较大较强FU较强小强过负荷电QF兀害小最强复习提要（2-7、9）i低压开关的种类及作用。种类：i配电电器：低压断路器、低压熔断器、闸刀开关、组合开关等。2控制电器：低压接触器、

14、热继电器、磁力启动器等。作用：不经常手动通断电路负荷电流及短路保护。2接触器的作用及特点。作用：用来接通或断开主电路大电流。多用于异步电动机等低压设备频繁起停。可实现小电流远距离控制。特点：1. 有多对主触头和辅助触头；2.主触头通断电流比较大，一般配有灭弧装置；3. 触头通断动作时间与继电器相比，相对较慢；3电动机控制原理（启动与停止）起动：合上电源刀闸QK; 按下启动按钮SB4 ;则控制回路L3FU1-FU2-SB1-SB2-KM 线圈- FU2-FU1-L2 导通：KIVI动作三主触头闭合一电动机起动 辅助触头闭合一自保持 （S田松开后控制回路保持闭合。）LI L2 L30 0 0 FU

15、1 FU2停止按下停止按钮SB2;则控制回路L3-FU1- FU2-KM辅助触头S B2-KM线圈 FU2-FU1-L2 断开；KM返回蛊主触头断开一电动机停转 辅助触头断开一自保持解除 （SB2松开后控制回路断开。） kmKM4. 热继电器的原理及用途。双金属片式：利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作 。热敏电阻式：利用电阻值随温度变化而变化的特性制成。易熔合金式：利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作 。 用途：过载保护。5. 磁力起动器的结构及用途。结构：由接触器与热继电器组成。用途：a.组成电器（电动机）控制回路 b.具有过负荷保护功能c.不能切断短路电流，应与熔断器配合使用

16、6. 低压断路器（自动空气开关）的工作原理及用途。工作原理：正常工作时通过线圈电流较小，电磁铁吸力小于弹簧拉力，脱扣器不 动作，电路正常接通工作。电动机短路故障时，电流增大，电磁铁吸下衔铁， 衔铁另端顶撞搭勾，释放勾杆，主触头在分闸弹簧作用下自动断开， 切断电路起 到保护作用。用途：是功能最完善的低压开关电器。用于不频繁通断电路，并能在电路过载、 短路及失压时自动分断电路，具有保护功能。7. 高压真空接触器的优点及用途。优点：1.开断能力强，截流值小（v 0.5A）; 2.使用寿命长，维修周期长；3.可频 繁操作，可达毎小时2000次分合动作；4.体积小，重量轻，不爆炸，无污染；用途：6KV母

17、线因技术要求低于断路器 制适工艺和成本比断路器低， 般与高压限流式熔断器配合 使用，构成Ft回路：控制功能 由接触器完成，保护功能由熔 断器完成，可实现对高压电动 机等故障电流较大的高压设备 进行远方频繁操作，经济性大 大优于断路器回路；&核电厂电气贯穿件的作用。为确保反应堆安全壳内电气设备 的供电、控制、保护、核测量、照明、仪表、 通讯等信号的传输，电缆要求贯穿特殊的气密性的安全壳，电气贯穿件就是为实 现这功能进行安全壳内外电缆连接的装置。复习提要（4）1发电厂有哪几种直流负荷？A、经常性负载：指在所有运行状态下由直流电源不间断供电的负载。它包括：（1）经常带电的直流继电器、信号灯、

18、位置指示器；（2）经常点亮的直流照明灯；（3）经常投入运行的逆变电源等。B事故性负载：指正常运行由交流电源供电，当厂（站）自用交流电源消失后由 直流电源供电的负载。它一般包括有：事故照明、汽机润滑油泵、发电机氢冷密 封油泵及载波通讯备用电源等。C冲击性负载：指直流电源承受的短时最大电流， 它包括断路器合闸时的冲击电 流和当时所承受的其它负载电流。2各类直流负荷的供电方式：（1）蓄电池直流电源系统（2）硅整流电容储能直流电源系统：在正常运行时：厂用交流电源经硅整流设备变为直流电源， 作为全厂的操作电源 并向电容器充电；在事故情况下：将电容器储存的电能向重要负荷（继电保护、 自动装置和断路器跳闸回

19、路）放（供）电，以确保继电保护及断路器可靠动作。（3）复式整流直流电源系统：正常情况下：由电压源供电给：电源I合闸，电源U保护、信号、跳闸。 发生短路时：u c （直流母线电压）下降，由电流源供电给：电源U 保护、 信号、跳闸。（4）电源变换式直流电源系统3蓄电池组的运行方式有哪些？1 充电一放电运行方式 2.浮充电运行方式4什么叫浮充电运行方式？其特点是什么?（1）浮充电运行方式：将充好电的蓄电池组与充电器并联在直流母线上共同向直 流负荷供电。（2）特点：1正常时充电器既向经常直流性负荷供电，又以不大的电流向蓄电池充电，用 来补偿蓄电池由于内部自放电而损失的能量， 使蓄电池总是处于充满电的状

20、态。2. 因充电器容量一般较小，事故负荷和冲击性负荷则由蓄电池组与充电器共同供电。3为避免随时可能出现的事故负荷和冲击性负荷的大电流损坏充电器，蓄电池必需可靠接于直流母线上，共同向上述负荷供电。5 UPS （交流不停电电源装置）的作用及工作原理是什么？作用：确保发电厂热工、电气等重要不可停止供电的交流负荷在正常及各类停电 事故时可靠连续供电。工作原理：1交流电源正常时，由旁路支路向负荷供电，并经充电器向蓄电池组 充电;交流电源停电时，由逆变器将蓄电池组直流电转变为交流电，由静态开关 快速切换到交流负荷，使交流供电不中断。2由380V厂用交流电源经整流器、逆变器和静态开关向负荷供电，并经充电器向

21、蓄电池组充电；当380V交流电源失电或UPS整流器故障时，由逆变器将蓄电池组直流电转换成交流电，经静态 开关快速切换，不间断地向交流负荷供电。复习提要（5-1）i基本原理：变压器的工作原理：变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组 只有磁耦合没有电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的 交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。只要一、二次绕组的匝数不同，就能达 到改变电压的目的。调压原理及方法：1调压原理（U1为电源电压，大小不变，仅改变输出电压U2）；g E1 U" E2得詈潜K输出电压U2= U1XNNi改变原方或副方绕组匝数均可使输出电压 U2改变。实际

22、是改变高压侧绕组匝数。2. 调压方法：无励磁调压与有载调压2变压器基本结构及作用。（1）铁芯：一是在原边线圈交流电流的作用下 形成工频交变磁通；二是通过铁 芯中的交变磁通 感生出副方线圈中的电动势，形成低压电源。（2）绕组：一次绕组是将原方电能引进变压器中 ，一部分完成励磁过程，一部 分填补二次侧绕组中的电能， 二次绕组是将磁能转换成电能 并送出去。（3） 油箱：油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是 绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。（4）绝缘套管：将线圈的高、低压引线引到箱外，是 引线对地的绝缘，担负着 固定的作用。3变压器铁芯为何要采用硅钢片叠成？为

23、了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。（变压器的损耗：铜损耗和铁损耗）4.单相和二相变压器额定容量的表达式。单相：SN " U1N I1N " U 2N I2N二相:Sn = i 3JlN llN| =、2N I2N 1 0a5线电压与相电压，线电流与相电流的关系。 电压：星形连接：线电压Uab Ubc Uca相电压UanUbnUcn。线电压是相电压3倍,依次超前相应相电压的相位为30度。即Uab=持3Uan30° 三角形连接：Uab =U an电流：星形连接：线电流等于相电流。三角形连接：线电流时相电流的3倍，依次滞后相应相电流

24、的30度。即Ia3 Ia'b-30复习提要（5-2）i什么是主磁通和漏磁通？两者的作用和主要区别是什么？主磁通的大小决定于什么？主磁通：以铁芯为路径流通而闭合，在 两个绕组中感应出电势，属于工作磁通。 漏磁通：仅与原绕组相连，通过变压器油或者空气而形成回路，属于非工作磁通。 作用：主磁通起 传递能量的作用，漏磁通起 漏抗压降作用。主要区别：1）性质上：主磁通 与Io成非线性关系；漏磁通与Io成线性关系;2）数量上： 主磁通占99%以上，漏磁通仅占1%以下；3）作用上： 主磁通起传递能量的作用，漏磁通起漏抗压降作用。主磁通取决于一次电压、频率和一次绕组的匝数。对于给定的变压器，主磁通 由

25、一次电压决定。2原方感应电势的表达式是什么？（有效值及向量）有效值：Elm：22 fNi ：-4.44 fN1 ：J向量：E1 八 j444fNf' m当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动势也按正弦规律变化，时间相位上滞后主磁通90度。主电动势的大小与电源频率、绕组匝数及主磁通的最大 值成正比;铁损耗分量，作用是供应3变压器空载电流的性质，作用及大小是什么？ 作用：励磁分量，作用是建立主磁通-无功分量 变压器铁芯损耗-有功分量。性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空载电流主要是感性无功性质也称励磁电流；大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载

26、电流百 分数I 0%来表示：I。 = 5100%一般丨0% 乞 5In4为什么说空载损耗等于铁损耗？变压器空载时，一次侧从电源吸收少量的有功功率P0,用来供给铁损PFe和绕组铜损I20Ri。由于I0和R1均很小，绕组铜损很小。对于已制成变压器，铁损与磁 通密度幅值的平方成正比，与电流频率的1.3次方成正比，此时电压及磁通等于额定值，pFe尤Bm f1.3因为空载时U1 = UiN ，PFe二八PFeN数值较大；Il"。 吧=1訊数值较小;所以空载损耗近似于 P0、PFe5励磁阻抗和励磁电阻的物理意义是什么？在U1 一定的情况下，I0大小取决于Zm的大小。从运行角度讲，希望I0越小越好

27、, 所以变压器常采用高导磁材料，增大 Zm，减小I0，提高运行效率和功率因数。(Zm- jXm)电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。 6熟悉空载时的等值电路及向量图作法。根据电势方程*可作出变压器 空载时的向量图：即用已知各量用作图法求叭；<1)以为参考向虽(2) 九与屈相，九超前臨亦(3) £，念滞后 090?-:复习提要(5-3)i掌握磁势平衡方程式及变压器能量传递原理_磁势平衡方程空载时，由一次磁动势伊生主磁通咋负载时，产生e尚磁动势 为一、二次的合成磁动势E+“由于喩的大小取决于矶，只要

28、 3保持不变.由空载到负载，丸基本不变，因此有磁势平衡方程或Ni+NZ=NiZ用电流形式表示i严i严（一与）j严人+ （-纟）=/0+ ilL他 'k表明:变压器原方电流分成两个分量，一个是励磁电流入用来产 生主磁通，另一个是负载分量人 7匕用来抵消二次磁势的作用。 电磁关系将一*二次联系起来，二次电流增加或减少必然引起一次电 流的增加或减少.实现电能由一次侧向二次侧的传递o2什么是变压器的折算？其目的和方法是什么？定义：用变比等于1的变压器取代原变压器，将变压器的二次（或一次）绕组用 另一个匝数不同绕组来等效，同时对该绕组的电磁量作相应的变换， 以保持原变 压器两侧的电磁关系不变。目

29、的：将变压器两侧用一个等值电路表示实际的变压器。折算原则：1）保持二次侧磁动势不变；2）保持二次侧各功率或损耗不变 折算方法：（例如将二次侧折算到一次侧，则令 N2=N1）I2E厂kE厂E,U 厂 kU 2R2 二 k2R2X2 二 k2X2Z2 二 k2Z23绘画变压器T形等值电路，解释其中各参数物理意义。%尺励- j;刀;X；Z就主要表征q在:励磁阻抗，表征在电路中的作用。 励儘电抗兀战,Z植的无功分量,电路中对电流的阻碍作用；等值电路中各参数的物理意义:4.作出变压器阻感性负载时的向量图。三-负载时向量图1 作向量图的根据二折算后的平衡方程式 牡応+施十加!2 .作由量鹵的步骤：:原方绕

30、组电阻;X；:折算后的副方漏电抗，表征 莊电路中的作用:电阻Rm ,ZW的有功分量, 的有功代表铁损耗：为模拟电阻，消耗=原方漏电抗，表征在电路中的作用;:折算后的副方绕组电阻;阻感性负载时向量图参考向量闿= £2（£1=-J4.44/jV1<bj根据负裁性质（旳）作XAt5解释短路阻抗Zk的意义及对变压器运行的影响。简化等值电路:二接线图三.要求及分析RK二儿十R2 其中 XK 二 X + X；ZM Rk + jX K分别为短路电阻.短路电抗 和短路阻抗。由简化等值电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用，由 于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一般可达额

31、定电流的1020倍口复习提要（5-4）i什么是变压器的短路损耗？它是如何测得的？ 变压器二次绕组短路，一次绕组施加电压使其达到额定值时，变压器从电源吸 收的功率称为短路损耗，短路损耗即额定电流时的铜耗。2）通过调节电压让电流&在0范围内变化 测出对应的玉和毘 画眦 =/（厂£和曲绽3）同时记录宾验室的室温匚4）当以时，记录短路损耗1）高压侧加电压，低压侧短略;2为什么变压器的.-： p =拱p ？CU短路试验时，由于外加电压Uk很小，主磁通很 吵，B和小，所以铁损耗很少，此时厶 *皿达到正常运行时的较大值； 所以汀A/亿.|件么是込黑p-短路试验时（为了区别于短路时的损耗，有

32、时称 此试验为负载试验），副方短路，原方施加电压 叭（« % ）,当4=zv时变压器的有 功损耗。复习提要（5-6）基本概念A.电压变化率;一次侧加额定频率的额定电压时的二次侧空载电压与带负载后的二次电压之差，与二次额定电压的比值 ，即:U 2N U 2U 2NU20 -U2U 2 N计算式:B变压器的外特性；变压器输出电压随负载变化的基本规律土 当变压器带阻性负载时”电压随负载上升而下降； 当变压器帯阻感性负载时，电压随负载上升快速下降: 当变压器带阻容性负载时，电压随负裁上升而上升；变压器的外特性；当外加电源电压和功率因数 一定侖，变压器的输出电压与输 岀电涼的关垂曲线。4 =/

33、（匚）（COS 卩=匚）C.变压器的效率及效率特性； 效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。二效率及效率特性，帀=（1人 +0%_）x 100 %0S时 cos 仍十+ P'Pn变压器效率的大小与负载的大小* 功率因数及变压器本身参数有关.效率特性：在功率因数一定 时，变压器的效率与负载电 流之间的关系7 = /（0）称为 变压器的效率特性，D. 变压器铁损耗等于铜损耗时效率最高；E. 负载系数'与负载状态；变压器运行时负载系数'等于0.50.6时效率最高复习提要（5-7）1. 单相绕组的极性：加极性，减极性；加极性：一、二次绕组的同极性端异标志时，一、二次绕组的电

34、动势反相位。减极性：一、二次绕组的同极性端同标志时，一、二次绕组的电动势同相位。2. 三相变压器连接组别及时钟表示法的意义。时钟表示法：由于无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电压的相位差总是30°的整数倍。因此可以采用时钟表示法即用时钟整点时的分针和时针表示两向量一一 原方线电压 Uab作为时钟的分针，恒指12点，副方线电压Uab乍为时钟的时针，其表示的钟点数就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以30°，就是二次 绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。3. 变压器连接组别的判断(作向量图)。4. 不同磁路(三相三柱式和三相组式)，三相绕组不同连接方式(Y , Yn或

35、D )，io，e波形分析；(1) 变压器一次侧是YN或D连接时，、e为正弦波。(2) 变压器二次侧是YN或D连接时，、e波为基本正弦波。(3) 变压器是Y,y连接时，三柱式变压器，、e波为基本正弦波；组式变压器为平顶波，电势为尖顶波。(4) 无论相电动势是否为正弦波，线电动势一定是正弦波。若一定需要丫，y连接，可以增加第三绕组，采用 D接线。复习提要(5-8)1什么叫变压器的并联运行？并联运行有何优点？定义：并联运行是指将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。优点：1、提高供电的可靠性；2、提高供电的经济性。2变压器并联运行的条件是什么？1、空载时各

36、变压器绕组之间无环流；2、负载后，各变压器的负载系数相等；3、负载后，各变压器的负载电流与总的负载电流同相位。3变压器并联运行条件不满足会产生什么后果？2, 8. 2并联条件不满足时的运行分析一-变比不等时并联运行当变压器的变比不等时，在空载时，环涼4就存在°变比差 越大，环流越大.由于变压器的短路阻抗很小，即使变比差很小， 也会产生很大的环流匚环流的存在，既占用了变压器的容量，又 增加了变压器的损耗这是很不利的°为了保证空裁时环流不超过额定电流的10%,通常规定并联运行的变压器的变比差不大于1%.二连接组别不同时并联运行连接组别不同时，二次侧线电压之何至少相差3"

37、;,则二次线电压差为线电压的51.8%,由于变压器的短路阻抗程小，这么大的电压差将产生几倍于额定电流的空载环流会烧毁绕组，所连接组别不同绝不允许井联。三、短路阻抗标么值大小不等时并联运行等值电路如图所示.由等效电路可知：）忆口 i MknZ 1冏上迫_ in石®T_石Piid Pnkii A : Pn =:可见，各台变压器所分担的负载系数大小与其短路阻抗标-值成反比为了充分变压器的容量，理想的负载分配，应使各台变压！的负载系数相等而且短路阻抗标值相等e一般误差在10%以下。四 并联运行的变压器容量大小相差过大时：由于大容量变压器绕组导线粗，电阻较小，而小容量变压器导线细，电阻较大，

38、使各变压器R与L比值不同，致使大小容量变压器的短路阻抗的阻抗角不等， 各变压器输出电流的相位不同，造成总输出电流小于各变压器电流之和。复习提要（6）1. 异步电动机的基本工作原理。三相对称电流流过定子三相对称绕组， 产生三相合成旋转磁场，切割静止的短接 转子绕组，使之产生感应电势和感应电流，有电流流过的转子绕组与三相旋转磁 场相互作用产生电磁转矩，使转子旋转。2. 鼠笼式异步电动机与绕线式异步电动机的主要区别（转子绕组结构，R2是否可调起动调速性能）。鼠笼式电机的转子绕组是插入每个转子中的单个导条和两端的环形端环组成。如果去掉铁芯，整个绕组的外形像一个关松鼠的笼子， 所以称作鼠笼式电机，其 特

39、点是是结构简单。而绕组式电机的转子绕组是一个对称的三相绕组，这个三相 绕组接成星形，并接到转轴上三个集环上，再通过电刷使转子绕组与外电路接通， 特点是启动性能与调速性能好。3. 转差率S的定义；转子转速n，旋转磁场转速ni转差率转差（旳-程肖同步转速的比值为转差率 叫7S =q转差率是决定异步电机运行状态的重要变量=4.定子频率与转子频率的关系（fi=sf2）。转子电流的频率fn.-nn-n = q =网4 (n,-n)p snxp60 60 丛当n等于零时，有f2二fi，此时12最大。即电动机在启动时转子电流最大5鼠笼式电动机起动方法？（1）直接启动 （2）降压启动：自耦变压器启动、星-三角

40、启动。 6鼠笼式电动机的调速原理及方法？调速：nYn由 $= ,$111=111； D=lli-$口1；11=111（1-雷）所決：心空（If因此，异步嘗动机的调速有以下几种方法（1）改变供电电源的频率；（2）改变电动机的磁极对数；（3）改变转差率5 :改变转差率可以由改变外施电压、转子回路串电阻等变频调速、变极调速、改变外加电压调速。7绕线式电动机起动与调速方法？启动：增大起动时的转子电阻可以大大改善起动性能（并电阻并非越大越好， 应取一个合理的数值），既限制起动电流，又获得较大的起动转矩。绕线式电动 机起动时转子绕组通过集电环和电刷与起动变阻器相连接， 起动结束后需将串入 的起动变阻器切除

41、，将转子绕组短接。调速方法：1在转子回路中接入调速电阻 2串级调速复习提要（7-1）1. 简述同步发电机的基本工作原理。发电机转子绕组通入直流电流产生 恒定不变的转子磁场，在原动机的驱动下 以同步转速切割定子三相对称绕组，定子绕组产生三相对称交流电势，接通负 载即向外发出三相交流电能。pn2. 频率与转速的关系：603. 同步的概念同步：定子合成磁场和转子磁场以相同的方向、相同的速度旋转60 f14. 同步转速ni二P5相电势有效值：Eo= 4.44 f N kwi复习提要（7-2,3）i. 水轮发电机与汽轮发电机的基本特点。水轮发电机（Hydraulic turbine generator）

42、：极数多且为凸极式 -直径大-轴向长度短- 立式。定子铁心由扇形电工钢片拼叠。有径向通风沟。转子磁极由厚度为12mm的钢片叠成，阻尼绕组（起动绕组）抑制短路电流和减弱电机振荡， 磁极与磁极轭部采用 T 形或鸽尾形连接。汽轮发电机（Turbogenerator）:极数少（一般为一对磁极）且为隐极式 -直径小-轴长- 卧式。定子铁心：叠片结构，圆形或扇形冲片。机座：由钢板焊接而成-能满足强度-刚度-通风-散热的需要。定子绕组：要有足够的绝缘强度（高压），一般采用B级或F级 绝缘。有不同的类型（后述）。转子：采用隐极式。细长-铣槽-槽型-同心式励磁绕组- 不导磁槽楔。2. 何谓水氢氢冷却方式？定子绕

43、组用水冷却，转子绕组用氢气冷却，铁芯采用氢气冷却。3. 什么叫气体置换？发电机第一次进行充氢，首先用二氧化碳置换发电机内的空气， 发电机内二氧化 碳纯度达到95%停止置换空气；使用氢气置换发电机机内二氧化碳，发电机内氢 气纯度达95%以上停止置换。尽可能在发电机转子静止状态下进行气体置换。4. 直流发电机的工作原理。1定子上主磁极励磁绕组通过直流电流（称为励磁电流If）时产生恒定磁场（主磁 场）；2. 原动机拖动电枢（转子）旋转；3电枢（转子）线圈切割主磁场产生交变感应电势e = B l v;4. 经过换向器与电刷的作用引出直流电势，输出直流电能。5. 汽轮发电机典型励磁系统工作原理。1发电机

44、转子、主励磁机转子、副励磁机转子在汽轮机驱动下同轴旋转。2. 副励磁机转子为磁场较弱的永久磁铁，工作时定子绕组发出小功率交流电能， 经整流向主励磁机转子绕组提供较小励磁电流。3. 主励磁机为容量较大的交流发电机，工作时定子绕组发出较大交流电能，经整 流向发电机转子绕组提供较大的励磁电流。复习提要（7-4）5. 双层绕组与单层绕组（根据相绕组各直线边连接的次序不同而分）A. 单层绕组：同心式，链式，交叉式B. 双层绕组：叠绕组，波绕组6. 叠绕组（前后线圈依次相叠）与波绕组（线圈相继串联，形同波浪） 。7. 极距-与节距Y、整距绕组与短距绕组极距T :沿定子铁心内圆相邻异性磁极轴线间的距离，用槽

45、数表示：T =Z/（2p）（槽）节距y：线圈两个有效边之间所跨过的槽数称为线圈的节距。整距线圈；y =T短距线圈；y <T&三相绕组的构成（单匝线圈一多匝线圈一线圈组一相绕组一三相绕组）。9. 汽轮发电机定子绕组一般采用三相双层短矩叠绕组。10. 发电机相电势表达式、绕组系数的物理意义。每相电势：E o= 4.44 f N1 Kw1绕组系数Kw仁ky kqN:每相串联总匝数。Kw1的意义：表示分布短距绕组的感应电势较于集中整距绕组减少的程度。11. 脉振磁势及空间向量的意义。脉振磁势：对某瞬时来说，基波磁势的大小在空间按余（或正）弦分布；基波磁 势的大小随时间作正（或余）弦变化;

46、基波磁势的幅值位置永远在该相绕组的轴 线上，是一个位置不变而幅值随时间变化的驻波。空间向量：一个在空间上按正弦分佈的物理量，可用一空间向量表达，向量的 长短表示其幅值（大小），向量的位置在其正的幅值处。脉振磁势可以用一个 空间向量表示，其长度（幅值）随时间变化。12. 三相合成旋转磁场的特点。a. 旋转磁势的转向是由电流超前的相转向电流滞后相。改变旋转磁场转向的方 法：改变相序。调换三相电源线的任意两根。b. 旋转磁势的幅值为单相脉振磁势幅值的二分之三倍。F 1 = （m/2） F1m = （3/2）0.9 （11 N1/ p） Kw1 ;m 二相数c. 旋转磁势的转速为同步转速。 n = 6

47、0f /p ; 一般f=f1,则n= n1 = 60f1 /p即为同 步转速。d. 位置特征：当某相电流达到最大值时，旋转磁势的幅值位置恰好转到该相绕组 的轴线上。13漏磁通及其在定子绕组中感应漏磁电势的漏抗压降表达：JIX；复习提要（7-10）13. 电枢反应的定义。电枢磁势基波对转子磁势基波的影响，这种影响分为增磁、去磁、和交磁。14. 不同负载（R,L,C即 等于0° ,90° ,-90° ）时电枢反应的性质及作用。不同员载电枢反应即角度位置电枢反应性康4HHFn(f)UR波形畸变变化不变L-直轴.衣磁不变下降C屮二Tgpd «直轴，助磁不变R&g

48、t; L氏q轴直轴.去磁变化下降R. C90叱屮®°血q轴直轴、助磁増鱼壷化15. 电枢反应与发电机功率转换的关系。1交轴电枢反应实现有功功率的转换a发电机输出电能的有功增大，即阻性负载增大，贝U交磁作用增大，对转子 产生制动性质的电磁转矩增大，发电机为保持转子转速不变，需增大有功输入。 调P的方法是调节原动机输入功率。b,单机运行时若P变化会引起n及f变化。2直轴电枢反应实现无功功率的转换a发电机输出电能无功的增大，即感性负载增大，贝U去磁作用的直轴电枢反应 增加，导至转子磁场及感应电势（电压）减小，发电机为保持感应电势（电压）不变， 需增大励磁电流。b.发电机输出无功的

49、减少，即容性负载增大，则助磁作用的直轴电枢反应增加， 导至转子磁场及感应电势（电压）增大，发电机为保持感应电势（电压）不变，需 减小励磁电流。调Q的方法是调节If。C调节无功，电磁转矩不变，即有功不变，不影响有有功。d,单机运行时，若Q变化会引起U变化。16. 发电机调节P与Q的方法。调节发电机有功功率的方法是改变原动机输入功率；调节发电机无功功率的方法是调节励磁电流，调节励磁电流的大小可以改变流入电网的无功电流大小及 性质。17. 电枢反应电抗，同步电抗的定义。电枢反应电抗：表示电枢反应电势在电路中的作用。每相电枢反应电势可表达为：Ea=jlXa对凸极机而言，当Fa和Ff正交时,Fa经过交轴

50、磁路而闭合。磁阻较大，所以 Xa较小。对于隐极电机来说，由于电枢为圆柱体，可以认为直轴磁路和交轴磁路的磁 阻相等，则Xad=Xaq=Xa :Xs=Xa+X c定义为隐极电机的同步电抗。由定义可知，同步电抗包括两部分：电枢绕组的漏电抗和电枢反应电抗。Xs、Xa随着饱和程度的增加而减小；X（T不随饱和程度的变化而改变，X c比Xa小得多。复习提要（7-11,12）18隐极机电势方程式Eo= U +Ra + jIXs19.作隐极机向量图（阻感性负载）。 隐极式发电机向量图画法 在水平方向作出向量； 根据不同负载时功率因数角 作出向量 作出 E°=U + IRa十jIXS20. 同步发电机并

51、列的条件；W;（误差v 10% UN） 频率应相双方的相序相同。电压大小及相位应相等：=等：仁fW （误差V 土 0.1HZ 21. 同步发电机并列的方法及特点。1准同期法：优点：对电网及发电机没有冲击。缺点：并列过程时间较长，正 常并列采用。2自同期法：优点是：操作简单，方便快捷；缺点是：合闸时有冲击电流。常 在事故处理时采用。复习提要（7-13）EJJ22.功角特性：(4)功角特性：Pe= f(8)(E0=C,U=C)或者(I产®U=c)乩发电机有功增大时功角也将増大.b.发电机的最大电磁功率受 限制°GP产生制动转矩°CL分析中可以近视认为 发电机输出功率）

52、23. P与Q调节的方法及过程。调节时相互影响及功角的变化有功调节的物理过程开大汽轮机的汽门増加进气址二驱动转距陌之增大A鞘余转矩AMAO产生加加速度，促慢转子加速 Tt& TtacZTtA(0T调节发电机无功功率的方法是调节J磁电流，调节励磁电流的大小可以改变流入电网的无功电流大加及性质"发电机输出有功尚未増大，M未变夹角吝增大1A电班功率几和电at转短胚 也堆加直至剰余转矩血=0气隙合贱磁场的转速却受电网頻率的牵制保持不变(2)无功Q调节的物理过程调节有功P时对Q无功的影响分析:调节有功时因引起功角5变化，而无功Q是& 的函数，将随之而变化口所以二调节P不仅引起5

53、的变化，也会引起Q变化口 般增大有功F无功Q会随之减小.(2)调节无功Q时对有功P的影响分析；调节无功Q时因心变化而将引起5变化， 遵循能量守恒定律，输入有功未变，输出有 功不会改变，所以，调节无功Q将引起8变化，但有功P不会改变。24.静态稳定的概念：同步发电机在运行中受到微小干扰，在干扰消去后，能 够回到原来运行状态的能力。能够回到原来运行状态发电机运行稳定，否 则为不稳定。静稳定极限25. U形曲线。U型曲线二U,P不变时，!=£（!（）结论：臼增大或调小励磁电流， 定子电流都可能增大。b.减小励磁电流，调小无 功Q时，可能会进入欠 励区，导致功角增大， 可能使发电机失稳。26.发电机稳定运行条件和 P-Q图。条件（1）原动机的额定功率：原动机的额定功率一般要稍大于或等于发电机 的额定功率。（2）定子的发热温度：定子电流小于额定电流。（3）转子发热温度：转子电流小于额定励磁电流。（4） 发电机进相运行时的静态稳定极限：功角小于90度。原动机備入岁率极限定子发热极限 / <A / / 转子发热极限实际运行中，只要测得巴Q实际值便可 在P £图中确定运行点久只要A点在此图内 则发电机基本满足安全与稳定运行要求。复