大工12春《电气工程概论》辅导资料七
大工12春《电气工程概论》在线答案及题目
大工12春《电气工程概论》在线作业 1一、单选题（共10 道试题，共50 分。
）1. 下列电器不属于开关电器的是（D）。
A. 断路器B. 隔离开关C. 熔断器D. 变压器满分：5 分得分：52. 真空灭弧室主要由绝缘外壳、屏蔽罩、（B）及动静触头等组成。
A. 瓷柱B. 波纹管C. 熔断体D. 绝缘管满分：5 分得分：53. 电力变压器按用途可分为升压变压器、降压变压器和（C）。
A. 联络变压器B. 实验变压器C. 油侵式变压器D. 整流变压器满分：5 分得分：04. 在同样的触头直径下，（C）能够开断的电流最大。
A. 圆盘形触头B. 螺旋形触头C. 纵向磁场触头D. 横向磁场触头满分：5 分得分：55. 下列电力电子器件不可控的是（A）。
A. 功率二极管B. 普通晶闸管C. 门极可关断晶闸管D. 功率场效应晶体管满分：5 分得分：56. （C）是指开关电器在规定条件下能通过而不发生机械损坏的最大标称电流。
A. 额定电流B. 额定短时耐受电流C. 额定峰值耐受电流D. 热稳定电流满分：5 分得分：57. 电机的规格很多，按照其用途的不同可分为电动机、控制电机和（D）。
A. 微型电机B. 同步电机C. 异步电机D. 发电机满分：5 分得分：58. 使晶闸管导通的门极电压必须是（C）。
A. 持续正电压B. 持续负电压C. 有一定宽度和幅度的正向脉冲电压D. 有一定宽度和幅度的负向脉冲电压满分：5 分得分：09. 变流器按内部工作方式可分为不出现换流过程的变流器、具有自然换流的变流器和（D）。
A. 整流变流器B. 逆流变流器C. 直流斩波器D. 具有强迫换流的变流器满分：5 分得分：510. （A）是主要用于配电线路和电气设备的过载、失压、欠压和短路保护的设备。
A. 低压断路器B. 低压接触器C. 电抗器D. 避雷针满分：5 分得分：5二、判断题（共10 道试题，共50 分。
）得分：50V1. 通过熔断体的电流越大，熔断时间也越长。
电气工程概论知识点汇总
电气工程概论知识点汇总1，电气工程可分为:电器与电机及其控制技术,电力电子技术,电力系统及其自动化技术,高电压与绝缘技术,电工新技术。
2，开关电器是指用来关合和开断电路的电器。
断路器的作用：主要用在电力网正常工作和发生故障时关合和开断电路。
隔离开关作用：用来将高压设备与电源隔离,以保证检修人员的安全.熔断器作用：用来在电路发生故障或短路时依靠熔件的熔断来开断电路。
低压控制电气：用于接通和分断低压交，直流的控制电路。
3，SF6断路器SF6的作用是灭弧和绝缘介质.高压断路器是电力系统中最重要的高压开关电器，不但要用于关合，开断正常线路工作，更主要用来在电力系统发生短路故障时自动的切断短路电流。
低压断路器主要用于配电线路和电气设备的过载，欠压，失压和短路保护，是低压开关中性能最完善的开关，常在低压大功率电路中作为主控电器。
4，断路器的额定电流是指截流部分和接触部分设计时所根据的电流.熔体的额定电流是指熔体本身所允许通过的最大电流.对同一熔断器来说,通常可分别装入不同额定电流的熔体,最大的熔体额定电流可与熔断器的额定电流相同.5，触头结构经历的三个阶段：圆盘形触头，横向磁场触头，纵向磁场触头。
6，变压器主要由导磁铁心及两个紧密耦合的绕组组成.7，电压互感器的作用：把高电压转换成100V或50V二次电压，供保护、计量、仪表装置使用，对一次设备和二次设备进行隔离。
电流互感器的作用：将很大的一次电流转变为1A或的5A二次电流；为测量装置和继电保护的线圈提供电流；对一次设备和二次设备进行隔离。
8，电流互感器二次绕组不允许开路，二次绕组和外壳必须可靠接地，以防止因绝缘击穿而危害人身安全。
电压互感器二次绕组不允许短路，二次绕组和铁心必须可靠接地，二次负载不易接太多，以免降低负载阻抗，影响测量准确度。
9，并联电容器主要用在交流电系统中进行无功补偿，提高功率因数，降低线路损耗，充分发挥输电设备的效能。
10，电抗器主要用与实现对电力系统和工业用户的限流，无功补偿，移项等功能，对提高电能质量，提高电网运行的可靠性，降低系统故障率具有重要意义。
电气工程概论资料
【课后问答】第一章1．电气工程和电工科学的关系是什么？电气工程的理论基础是电气科学。
2．与“现代五大工程”的其他工程相比，电气工程的突出特点是什么？与其他工程相比，电气工程的特点在于：他的出现首先不是来源与文明发展的自发需要，而是来源于科学发现。
他以全新的能量形态开辟出一个人类文明的新领域。
他的发展又伴生了电子工程，从而孕育出通信，计算机，网络等工程领域，为信息时代的出现奠定了基础。
3．为什么说第二次工业革命是以电气化为主要特征的？在这一时期，发电，输电，配电已形成了一气轮机，水轮机为原动机，以交流发电机为核心，以变压器与输配电线路等组成的输配点系统为“动脉”的输电网，使电力的生产，应用达到较高的水平，并具有相当大的规模。
在工业生产，交通运输中电力拖动，电力牵引，电动工具，点加工，点加热等得到普遍应用。
4．根据自己了解，电气工程有哪些应用？多电飞机，线控汽车，全电舰船。
5．20世纪哪些科学技术的进步对电器工程的发展起到了重要作用？超导材料，半导体材料，永磁材料，超导磁体技术，电磁技术。
6.电气科学与电气工程的发展史给你哪些启发?今天电能的应用已经渗透到人类社会的生产，生活的各个领域，他不仅创造了极大的生产力，而且促进了人类文明的极大进步，彻底改变了人类社会生活方式，电气工程也应次被誉为“现代文明之轮”7.21世纪电器工程科学的发展趋势是什么?将电气科学与工程和近代数学，物理学，化学，生命科学，材料科学以及系统科学，信息科学等前沿融合，加强从整体上对大型复杂系统的研究，加深对微观现象及过程规律性的认识，同时用信息科学的成就改造与提升本学科并开创新的研究方向。
8.为什么说21世纪电器工程与其他科学融合交叉是他的显著特点?21世纪的电气工程科学将在与信息科学，材料科学，生命科学及环境科学等学科的交叉和融合中获得进一步发展，创新和飞跃往往发生在学科的交叉点上，9电气工程科学的基础理论包括那些?电路藜芦，电磁理论，电磁计量理论等。
电气工程学科概论复习提纲
电气信息概论复习提纲
题型：
填空题，简答题，论述题
第一章：
莱顿蓄电瓶，避雷针，库仑定律，电流的发现，伏打电池，奥斯特电流的磁效应，安培定律，欧姆定律，电磁感应定律。
第二章：
电动机的原理，电动机也叫驱动装置，发电机，实用发电机，交流发电机和交流电动机；交流发电机和远距离输电；电力系统的优越性；电磁学理论；电子管有线通信；无线通信；现代计算机的结构及逻辑基础；控制的基本原理；经典控制理论与现代控制理论的数学模型
第三章：
电类专业的划分；两大电类专业的具体分科；动力领域的电类专业，信息领域的电类专业；
第三章：
专业定位；。
《电气工程概论》课件
目录
• 电气工程简介 • 电路基础 • 电机与变压器 • 电力系统与电网 • 电气工程中的计算机技术 • 新能源与电气工程
01
电气工程简介
电气工程的定义与重要性
定义
电气工程是研究电的科学和工程 应用，涉及电能的生产、传输、 分配、使用和控制等。
重要性
电气工程是现代工业和经济发展 的重要支柱，为人类生产和生活 提供电力支持，推动科技进步和 社会发展。
PLC技术
PLC（可编程逻辑控制器）是一种专 门为工业环境设计的数字电子设备， 能够进行逻辑控制、顺序控制和运动 控制等功能。
人工智能与机器学习在电气工程中的应用
故障预测与诊断
利用人工智能和机器学习算法对 电气设备的运行数据进行学习， 实现对设备故障的预测和诊断。
优化调度
基于人工智能的优化算法可以对 电气系统进行智能调度，实现能 源的高效利用和系统的稳定运行
电力系统的稳定性与可靠性
稳定性定义
电力系统在正常运行过程中，维持各节点电压、频率和功率平衡 的能力。
可靠性评估
通过分析元件的故障概率和影响程度，对整个系统的可靠性进行量 化评估。
提高稳定性和可靠性的措施
采用自动控制系统、加强设备维护和预防性检修、实施需求侧管理 。
05
电气工程中的计算机技术
计算机在电气工程中的应用
运行特性
保持电力供需平衡，确保 电能质量，实现经济和安 全运行。
运行控制
通过调度自动化系统，实 时监控和调整系统运行状 态，确保稳定供电。
电网的规划与设计
规划原则
满足电力需求增长，优化 资源配置，提高电网运行 效率。
设计要点
确保电网结构合理、安全 可靠、经济环保，并具备 可扩展性。
电气工程概论考试复习重点
第一章绪论（注：由于填空简答没有明确是哪些，所以请各位同学自主选择性背诵）1.电能的特点和电能生产必须满足的要求？答：特点：电能可以大规模生产；电能运输简单，便于大容量、远距离传输和分配；电能方便转换和易于控制；电能代替其他能源可以提高能源利用效率，被称为“节约的能源”。
要求：安全，在电能的生产、传输、分配和使用的过程中，不应发生人身和设备事故；可靠，要保持足够的备用容量和备用能源，以保证电能用户对供电可靠性的要求；优质，保证电能的良好质量，以满足电能用户对电压、频率和波形的质量要求；经济，建设投资要省，尽可能减少能源消耗以及网损等。
2.什么是电力系统？答：由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和电力线路以及用户的各种用电设备，按照一定的规律连接而组成的统一整体，称为电力系统。
3.为什么要组建大型电力系统？答：提高供电的可靠性，组成电力系统后由于装机容量大，并列运行机组多，抗干扰能力强，并且大型电力系统在各地区之间互供电能，互为备用，提高供电可靠性；减少系统装机容量，利用地区之间的时间差、季节性，错开高峰负荷用电，削弱系统负荷的尖峰，因而在满足用电高峰负荷条件下，减少系统装机容量；减少系统备用容量，大型电力系统所需备用容量，要比按各个发电厂孤立运行时所需备用容量的总和小的多；采用高效率大容量的发电机组，一个电力系统的最大单机容量受电力系统容量的制约，所以需要使用大型电力系统，拥有足够的备用容量；合理利用能源，充分发挥水电在系统中的作用。
4.电力系统的特点？答：电能不能大量存储；暂态过程十分短暂；地区性特点较强；与国民经济各部门有着极为密切的关系。
5.对电力系统的要求？答：为用户提供充足的电力；保证供电的安全可靠；保证良好的电能质量；提高电力系统运行经济性。
6.电能的质量指标？答：电压、频率、波形。
7.为什么要规定电力系统额定电压？简述发电机、变压器和电力线路的额定电压与电力系统额定电压之间的关系。
电气工程概论复习
1-5 按照你的认识与理解，20世纪哪些科学技术的进步对电气工程的发展起到了重要作用？答：20世纪以来，电子技术、计算机及其网络通信技术和自动化技术等这些技术的进步及其在电气工程领域的应用使电气工程得到了迅速、长足的发展，登上了一个个新台阶。
1-7 21世纪电气工程的发展趋势是什么？答：将电气科学与工程和近代数学、物理学、化学、生命科学、材料科学以及系统科学、信息科学等前沿融合，加强从整体上对大型复杂系统的研究，加深对微观现象及过程规律性的认识，同时利用信息科学的成就改造与提升本学科并开创新的研究方向。
2-4为什么交流电机调速系统必将取代直流电机调速系统？答：20世纪60年代电力电子技术问世之后，使交流调整得到飞跃式发展。
70年代矢量控制发明之后又提高了交流高速系统的静态和动态性能，且在采用微机控制技术使硬件电路规范化，从而降低了成本，提高了可靠性，而且还有可能进一步实现更复杂的控制技术，再加上生产场所所用的都是三相交流电源，一般也都是交流电机，所以交流电机调速系统必将取代直流电机调速系统。
2-8电动机的选用要考虑哪些因素？选择电动机的种类主要是从交流或直流、机械特性、调整与起动性能、维护及价格等方面来考虑的。
特别在机械对起动、调整及起动有特殊要求时，电动机类型及其调整方式应根据技术经济比较确定。
另外从经济意义方面考虑，所选电动机的功率是由生产机械所需的功率确定的。
2-9我国高压电器和低压电器是如何划分的？答：1. 按照工作电压分为高压电器和低压电器，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，工作交流电压在1000V及以上，直流电压在1500V以上的属于高压电器。
2-10隔离开关与断路器有何区别？答：1. 断路器是正常电路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，具有过流、短路自动脱扣功能，带有灭弧装置，可以用来接通、切断大电流2. 隔离开关是没有专属装置的开关电器，因此一般不能带负荷操作，主要用于设备或线路的检修和分段进行电气隔离，使检修人员能清晰判断隔离开关出于分闸位置，达到安全操作和安全检修的目的。
大工12秋《电气工程概论》辅导资料五
电气工程概论辅导资料五主题：第一章电机与电器基础（第3节）学习时间：2012年10月29日－11月4日内容：我们这周主要学习第一章第三节电机的部分内容，即直流电机部分，要了解直流电机的工作原理、基本结构、励磁和损耗及效率。
第一章电机与电器基础第三节电机电机是依据电磁感应定律和电磁力定律，实现电能和机械能相互转化的电磁装置。
按照电机的用途分类：可分为发电机、电动机和控制电机。
按照电机的电流类型分类：可以分为直流电机和交流电机，其中交流电机可以分为同步电机和异步电机。
按照电机的相数分类：可以分为单相电机和多相电机，如单相交流电机和最常见三相电机。
按照电机的大小尺寸、容量分类：有大、中、小和微型电机。
1.3.1 直流电机直流电机是电机的主要类型之一。
一台直流电机既可作为发电机使用，也可以作为电动机使用。
直流发电机可以用来得到直流电源，但目前大部分被整流电源所替代，主要用作电力系统中同步发电机的励磁机。
直流电动机用来输出转矩，它具有良好的启动、调速性能，所以在调速要求较高的场所应用广泛。
1．直流发电机工作原理原动机带动线圈abcd逆时针旋转，根据右手定则，ab边和cd边均产生感应电动势e，经过换向器1、2和电刷A、B把电动势e引出来，得到直流电。
当在转速一定的情况下，电动势的大小与切割导体的磁通密度有关系，而直流电机气隙处的磁通密度分布并不均匀，所以输出的电动势波形具有脉动成分。
2．直流电动机工作原理电源通过电刷1、2和换向片A 、B 向线圈供直流电，根据左手定则，线圈ab 边产生向左力f ，线圈cd 边产生向右力f ，线圈在f 的作用下以n 的转速逆时针旋转。
由此可知，（1）电机的可逆原理：直流电机可作为发电机运行，也可作为电动机运行。
（2）换向器的作用是实现电枢线圈内的交流电动势、电流与电刷的直流电压、电流之间的转化。
3．直流电机的结构直流电机主要包括转子和定子两大部分。
转子是电机的转动部分，定子是电机的静止部分。
电气工程概论
电能质量主要(zhǔyào)指标的影响因素、主 要(zhǔyào)危害以及可采用的解决方法见表 1-5。
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第十九页，共77页。
3．提高电力系统(diàn lì xì tǒnɡ)运行的经济 性
（1）在发电环节，要综合各类发电厂的运行 特点，合理安排其发电顺序，实现电源的优化 组合。
第十三页，共77页。
2．保证良好的电能质量 衡量电能质量的主要指标有电压、波形和频率。 （1）电压 电压质量一般用电压偏差、电压波动和闪变以及三
相电压不平衡度三个指标来衡量。
（1-1）
U % U U N 100% UN
式中：△U% 为电压偏差；U电网某点的实际运行 (yùnxíng)电压；UN 为额定电压。
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第二十六页，共77页。
变压器二次绕组的额定电压，是指变压器空载情况下的 额定电压。
变压器带负载运行时，其一,二次绕组均有电压降，如按 变压器满载时一、二次绕组压降为5％考虑，为使满载 时二次绕组端电压仍高出电力网额定电压5％，用于补 偿线路的电压降,则必须(bìxū)选变压器二次绕组的额定 电压比电力网额定电压高出10％。
我国规定的用户受电端的电压偏差见表1-2。
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第十四页，共77页。
表1-2 用户供电电压(diànyā)允许变化范 围
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第十五页，共77页。
电压波动是指电压在系统中作快速、短时的变 化，变化更为剧烈的电压波动称为(chēnɡ wéi) 闪变。
电压波动一般用电网某点电压最大值与最 小值之差对电网额定电压的百分比表示，即
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第三十页，共77页。
电气工程概论复习资料
电气工程学科(专业代码0806) first-grade discipline（Electrical Engineering——The branch of engineering science that studies the uses of electricity and the equipment for power generation and distribution and the control of machines and communication）. 它是工程科学的一个分支，主要研究电气系统的应用和发配电设备与机械的控制及通信。
包含的二级学科：>>Motor & Electric Appliances 电机与电器>>Power System Automation 电力系统及其自动化>>High Voltage and Insulation Technology 高电压与绝缘技术>>Power Electronics and Electrical Drives 电力电子与电力传动>>Theory and New Technology of Electrical Engineering 电工理论与新技术1、MATLAB是美国Mathwork公司自1984年开始推出的一种使用简便的工程计算语言，由于其强大的数值运算能力和开放灵活的应用界面而在科学技术和工程应用的各个领域得到广泛的应用.其数学计算部分提供了强大的矩阵处理和绘图功能。
在工程仿真方面，MATLAB提供的软件几乎支持各个工程领域。
2、微机版本的SPICE称为PSpice，国外许多大学课程和电路及电子学方面的大学教科书均编入了基于PSpice的例子和练习，熟悉PSpice有利于在电力电子学课程中学习。
3、EMTP (Electro-Magnetic Transient Program) 是用于电力系统电磁暂态分析的仿真软件,是电力系统中高电压等级的电力网络和电力电子仿真应用最广泛的程序。
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电气工程概论辅导资料七
主题：第一章第三节同步电机
学习时间：2012年5月14日－5月20日
内容：
我们这周主要学习交流电机的另一种——同步电机，通过学习我们要掌握同步电机的工作原理、结构，掌握同步电机并网所需要的条件，了解电动势平衡方程式及电枢反应，了解同步电机的各种特性和功率平衡。
第一章电机与电器基础
第三节电机
1.3.3 同步电机
同步电机属于交流电机，其转子转速为一固定的同步转速。
同步电机有三种运行方式：发电机、电动机和调相机。
同步电机最重要的用途是作发电机用。
现代电网的电能几乎全部由三相同步发电机提供。
有时工作于同步补偿机状态，提供无功功率，改善电网的功率因数。
1.同步电机的原理和结构
转子绕组直流电励磁产生固定的N、S磁极。
原动机带动转子转动，定子绕
组切割磁力线，产生三相交流电。
定子产生旋转磁场与转子同步运行。
此时同步电机处于发电机运行状态。
定子三相绕组通入三相交流电，产生旋转磁场。
转子绕组通入直流励磁产生固定N、S极。
这样旋转磁场就吸引转子同步旋转。
此时发电机处于电动机运行状态。
同步电机的转子有两种构造型式，即凸极式和阴极式。
凸极式转子上有明显凸出的成对磁极和励磁绕组。
当励磁绕组中通过直流励磁电流后，每个磁极就出现一定的极性。
隐极式转子的转子铁芯为圆柱形，沿着转子圆周表面开有许多槽，用来嵌入励磁绕组。
同步电机无论作为发电机或电动机，它的转子速度总等于由电机极对数和电枢电流频率所决定的同步转速，同步由此得名。
2.同步发电机的空载运行
当外加原动机带动发电机转子在同步转速下运行，并且转子的励磁绕组通以励磁电流时，电枢绕组开路即为同步发电机的空载运行。
空载运行时，电枢电流等于零，其气隙磁场由转子磁动势单独建立。
电枢绕组切割旋转磁场产生感应电动势，电枢绕组开路时的端电压等于空载电动势。
3.同步发电机的负载运行
（1）电枢反应及电动势方程
当负载运行时，三相对称电流流过定子三相绕组，形成电枢旋转磁动势，它与转子旋转磁动势同步，且转向相同。
此时的气隙磁场与空载运行的情况不同，是二者的合成磁场。
电枢磁动势对气隙磁场的影响称为电枢反应。
电枢反应对同步电机的性能有
重大影响，负载的性质决定了电枢反映的特性。
可以应用时空矢量图来分析电枢反应特性。
凸极同步电机的电动势方程
其中X d为直轴同步电抗，X q为交轴同步电抗。
隐极同步电机的电动势方程
其中X t为隐极电机同步电抗。
（2）同步发电机的特性
n下运行，并且转1）空载特性。
当外加原动机带动发电机转子在同步转速
1
I时，电枢绕组开路即为同步发电机的空载运行。
子的励磁绕组通以励磁电流
f
E，电枢绕组开路时的端电压等于空载电动电枢绕组切割旋转磁场感应电动势
势0E 。
当1n n =、0=q I 时)(0f I f E =称为同步发电机的空载特性。
下图中曲线1。
2）短路特性。
同步发电机在同步转速下三相的稳态短路电枢电流I ，即短路电流K I 与励磁电流f I 的关系称为短路特性，两者在数量上成线性关系。
下图中直线3。
3）零功率因数负载特性。
4）同步发电机的外特性。
同步发电机的外特性表示在1n n =、励磁电流等于常数、功率因数等于常数情况下，端电压和电枢电流的关系。
外特性曲线与外加负载有关系，负载性质不同，外特性曲线也不同。
发电机的电压调整率：
4.同步发电机的并网运行 同步发电机并列投入电网时，为了避免发生电流的冲击和转轴突然受力，应使发电机每相电动势瞬时值与电网电压瞬时值保持相等。
此条件可分开写成以下四条：
（1）发电机的频率和电网频率相同；
（2）发电机和电网的电压波形要相同；
（3）发电机和电网电压大小、相位要相同；
（4）发电机和电网的相序要相同。
5.同步发电机的功率平衡
同步发电机的功率平衡方程为：
由于定子绕组很小，因此其电阻损耗可以不计，就有上式。
其中，ψ为内功率因素角，把ϕψδ-=称为功角，它表示发电机励磁电动势与电枢端电压之间的夹角。
凸极电机：
隐极电机：
本周要求掌握的内容如下：
本周我们要了解掌握同步电机的工作原理、结构，掌握同步电机并网所需要的条件，了解电动势平衡方程式及电枢反应，了解同步电机的各种特性和功率平衡。
习题
（一）选择题
1．同步电机有三种主要的运行方式，其中最主要的用途是（）。
A．发电机
B．电动机
C．调相机
D．以上都不正确
答案：A
2．对于感性负载，在励磁电流不变的情况下，随着电枢电流的增大，同步电机的外特性是（）的曲线。
A．上升
B．下降
C．没有影响
D．不能确定
答案：B
（二）判断题
1．中小型同步电机多采用凸极式转子。
（正确）（三）简答题
1．同步发电机关列投入电网时需满足的条件。
答：
（1）发电机的频率和电网频率相同；
（2）发电机和电网的电压波形要相同；
（3）发电机和电网电压大小、相位要相同；
（4）发电机和电网的相序要相同。