电器智能化原理与应用期末复习内容

1、智能电器输入通道的基础结构，简要说明。第3章

模拟量：时间上连续的信号

开关量：接触器，能够输出高低电平的元器件

2、零磁通霍尔电流传感器，大体原理。第3章

其本质是闭环系统。传感器稳定工作时，补偿电流与被测电流产生的磁场磁化强度总是大小相等，方向相反，使铁心中的磁通为0。

3、采样信号能够恢复原始连续信号的条件。第4章

当采样频率ωS≤2ωC时，采样结果的傅立叶变换像函数图形将分别变为

①截止频率ωC确定后，采样频率ωS是采样结果能使原始信号复现的重要参数，也是影响

数字测量准确度的重要因素之一。

②当ωS≥2ωC，采样结果的傅立叶变换像函数基本保持了原始信号频谱的基本特征，能

够复原该原始信号。

③当ωS <2ωC，采样结果的傅立叶变换像函数中，将会出现相邻采样周期原始信号像函数的

重叠，即所谓的“混叠效应”。

这种情况下，采样结果就失去了原始函数的基本特征，将无法复现原始信号。

4、试设计小型低压塑壳断路器智能脱扣器的电器结构图。

设计过程简要说明：

特点：

中央处理与控制模块与供电电源、输入通道、输出通道全部安装在一块PCB上，体积小，价格较低。

能完成的功能比较简单。

适用场合：

没有复杂人机交互和通信要求的小容量低压塑壳式断路器的智能脱扣器。

5、电磁干扰模型，简要分析。

1）干扰源：能发出一定能量的干扰信号的设备。

2）接收器：能接收干扰源能量并受其影响，使工作发生紊乱的器件和设备。

3）耦合路径：传输电磁干扰能量的路径。

6、数字通信系统的结构模型。第7章

7、数字滤波器的目的，采用的算法特点。第4章P92 【核心特点即可】

数字滤波的目的：受到运行环境中的电磁干扰，信号经调理环节滤波后进入中央控制模块时，仍存在周期性或不规则的随机干扰。在软件设计中必须采取消除措施。最常用的方法是数字滤波。

1）一阶滞后滤波算法：适合需要较低截至频率的应用场合。

2）程序判断滤波：适合于变化比较缓慢的参量，如智能电器工作环境温度、湿度、变压器部气体压力等参量的检测。

3）平均值滤波

○1算术平均滤波：适用于对一般的具有随机干扰的信号滤波。采样速率远大于信号变化

速率的场合。

○2滑动平均滤波：

1、每个采样点只进行一次采样就能得到当前采样结果。

2、两次采样之间信号变化必须很小。【重要】

3、采样周期确定后，算法的实时性取决于数据队列的长度N。

4、不宜处理智能电器工作现场的电参量信号采样值。【重要】

○3防止脉冲干扰的滤波：可以滤去正极性和负极性的脉冲干扰，对随机干扰也有较好的滤波效果。计算方便，速度快，数据存贮量小。

4）中值滤波：把各个采用数据从小到大或从大到小排序，取中间值作为本次采样值。

8、电磁干扰的耦合路径。

①干扰源到接收器的直接辐射；

②干扰源对接收器信号I/O电缆的辐射。

③通过信号I/O电缆或AC干线辐射到接收器。

④通过普通电力线或信号I/O电缆传播。

——————以上8选5简答题，6分/个

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9、电器智能化是传统电器学科、现代传感器技术、微机控制技术、现代电子技术、

电力电子技术、数字通讯及其网络技术等多门学科交叉融合的结果。

10、电器：用于电力传输与分配，完成电路运行状态监测和保护，控制电路的接通/

分断操作，用电设备控制与保护的电气设备。

11、智能电器以具体产品的形式出现，有形的开关电器元件或系统。

12、电气智能的三个层次：1、智能电器元件2、智能化成套开关设备3、智能化供

配电系统

13、智能电器的一般组成结构：智能电器由一次开关和监控器构成，监控器是核心。

监控器由输入、中央处理与控制、输出、通信、人机交互5大模块组成。

14、智能电器由智能监控器和一次设备组成，那么智能电器中一次设备与监控器的

关系是？

作为电器设备，一次设备是本体，监控器为一次设备完成的操作功能服务。

一次设备的分类

15、一次设备的分类

16、 永磁操动机构的分类：①双线圈永磁操动机构、②单线圈永磁操动机构、③分

离磁路式永磁操动机构。

双线圈特点

① 合闸线圈线圈线径较细。

② 永磁铁体积较小。 ③ 分闸线圈需要较大的供电电流 。 ④ 合闸时动触头冲击大。 ⑤ 紧急情况下手动分断速度较慢。 ⑥ 便于实现断路器操作的智能控制。 分离磁路式特点【了解】 结构复杂，加工装配难度较大。难于实现分闸操作的智能控制。实际使用的产

品很少。

单线圈特点 ① 有分闸弹簧，提供分闸操作的能量，可使机构满足断路器对分闸速度的要求。 ② 供电电路及其控制器简单，体积较小，适于户外封闭式箱体内安装 。

③ 电磁铁线圈电流较大，保证提供合闸能量同时为分闸弹簧储能。

④ 可手动立即分闸。

⑤ 不易实现分闸操作的智能控制。

17、电磁式电压互感器：这类电压互感器工作时二次侧不允许短路。工作特点：正

常运行时，二次侧负载基本不变，且电流很小，接近于空载状态，类似空载变压器。

18、铁心电流互感器使用特点：电力系统使用的电流互感器，二次绕组任何情况下

不允许开路或带高阻值负载。二次侧开路，会使铁芯深度饱和，二次绕组产生尖峰过电压，导致绝缘击穿，危及互感器安全运行。

19、 1.光学电流互感器OCT

基本原理：根据法拉第磁光效应，偏振光通过置于磁场中的半导体磁光材料，其偏振面在磁场作用下偏转。若磁场为被测电流产生，测量偏转角可确定被测电流的大小。

2. 光学电压互感器：用光电子技术和电光调制原理实现电压测量。

20、Licl湿敏元件

基本原理：潮解性盐类受潮时电阻值发生改变。

工作特点：

①是离子导电型元件。供电电源应采用交流，以免极化。

②传感器滞后误差小，一般为±5％RH（相对湿度）以下。

③不影响和破坏被测环境。

④在高湿和结露环境中，元件因电解质潮解、流失而损坏，怕污染。

21、设置开关量输入通道的目的

①把开关量的接通、分断状态变成与中央控制模块输入电平兼容的逻辑信号。

②隔离开关设备现场，避免干扰。

典型电路结构和原理：采用LEC实现变换与隔离。常用电路结构有两种。