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。

2-12在电机学中哪几方面的内容最重要？
答:电机学中以下四方面的内容非常重要。

（1）物理模型。

（2）数学模型。

（3）实际运行。

（4）实验测试。

另外，对电机的计算机辅助分析与仿真，也必须予以重视。

3-1为什么电力工业必须优先于其他工业部门的发展？
答：电力工业是生产和销售电能的行业，其任务是为社会提供能源，是现代社会不可或缺的一种公用事业，是国民经济的基础产业，也是国民经济发展战略中的重点与先行产业。

电力工来必须优先于其它工业部门的发展而发展，其建设和发展的速度必须适应国民经济生产总值的增长速度，只有这样，国民经济各部门才能快速而稳定的发展，这是社会的进步、综合国力的增强及人民物质文化生活现代化的需要。

3-2简要阐述电力系统的构成部分
答：电力系统是由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应的辅助系统，按规定的技术和经济要求组成的一个统一系统。

一个现代电力系统是由极宽阔的地域内的大量电力设备互联在一起的。

3-4 继电器的特点是什么？
答：具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等有点。

广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。

3-3并说明现代电力系统的主要特点是什么？
现代电力系统的特点
☐发展是以“大机组、大电网、高电压、高度自动化”为特征来描述；
☐数字化、网络化、信息化、智能化技术日益提高电力系统的自动化水平；
☐洁净煤技术、水电开发、核电的发展越来越得到重视，新能源的开发利用☐建立健全的电力市场机制是提高效率、降低成本，促进电力资产的合理利用与发展的有效保证。

3-8 为什么同一类电力电子开关器件也会有不同外观？
答：同类器件根据应用的环境，包括温度、湿度、电磁等外部环境对同类开关器件有不同的性能要求，制造时还会根据经济效益对其进行封装
3-5考核电能质量的指标有哪些？
答：一般用频率、电压、波形、三相电压和电流的不对称度来衡量电能质量，另外，电力系统频率的波动，电压的波动和闪变，直流输电系统的电压脉动，供电的连续性、可靠性等也都是考核电能质量的指标。

3-7 你认为还有哪些能源可用于发电？
答：如太阳能、风力、地热、潮汐等用的比较多，未来还将有采用海水盐度差温度差、地下高温岩体、高炉顶压、生物质能、垃圾、污泥、磁流体、燃料电池等系列新能源进行发电的。

3-8既然历史上交流输电取代了直流输电，为什么现在有的电网又采用高压直流输电？
答：随着电力系统的迅速扩大，输电功率和输电距离的进一步增加，交流电遇到了一系列不可克服的技术困难．而大功率换流器的研究成功，为高压直流输电突破了技术上的障碍．因此直流输电重新受到人们的重视．并且现阶段的高压直流输电，有以下一些优点：
（1）输送相同功率时，直流输电所用线材少
（2）在电缆输电线路中，直流输电没有电容电流产生
（3）直流输电时，其两侧交流系统不需同步运行
（4）直流输电发生故障的损失比交流输电小
3-9电力市场的基本原则是什么？
答：1. 电力市场要有公开性，以便监督。

2. 扩大自由选择权利，保证电网的开放
3. 必须建设有关法律法规、标准、规约、使竞争规范化。

3-10灵活交流输电技术的作用是什么？
答：1. 灵活交流输电系统，其核心环节是采用大功率电子器件大功率高压开关，与其他电力设备组成以实现更灵活的调控，从而大幅度提高输电线路传输能力，提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。

3-11从可持续发展的角度来看，电力发展应注意哪些问题？
答：1. 发电环节资源的可持续性
2. 发电与供电环节共性资源的可持续性
3. 电力终端消费的可持续性
4. 电力技术发展的可持续性
5. 政府电力监管政策的可持续性。

4-8试述今后电力电子技术的发展方向。

答：
（1）集成化。

主要包括专用芯片的集成，有源器件的封闭集成，无源元件的集成和系统集成四部分。

（2）模块化。

即将功能单元模块组件化。

（3）智能化。

（4）高频化。

（5）不断提高装置效率
（6）不断拓展电压应用范围
4-9为什么近20年来交流传动才开始取代直流传动？
答：直流电机具有对速度进行完全和便利的控制能力；结构简单而维护量小的交流电机由于转矩和转速的调节困难。

在20世纪80年代以来，交流传动技术开始走向成熟，其优越性开始得到显现。

而直流电机突出的缺点——换流问题，一直未能得到解决，它限制了直流电机的极限容量，又增加了维护的工作量，所以逐步开始为交流电机所取代。

5-5电力系统过电压是怎样分类的？
答：电力系统过电压=雷电过电压+内部过电压
雷电过电压=直击雷过电压+感应雷过电压
内部过电压=暂时过电压+操作过电压
暂时过电压=工频电压过高+谐振过电压
5-6．电气设备绝缘试验的目的和主要内容是什么？
答：目的：通过实验，掌握电气设备绝缘的情况，保证产品的质量或尽早发现绝缘缺陷，从而进行相应的维护与检修，防患于未然，以保证设备的安全运行
内容：1. 电阻吸收比的测量
2. 泄露电流的测量
3. 介质损失角正切值的测量
4. 局部放电的测量
5. 绝缘油的色谱分析
6. 工频交流耐压试验
7. 直流耐压试验
8. 冲击高压试验
9. 电气设备的在线监测技术
5-7．避雷针与避雷器有何区别？
答：避雷针：其作用是将雷电吸引到避雷针上并安全地将雷电流引入大地，从而遮蔽了被保护建筑物或设备。

它的保护范围是个锥体，其半径与避雷针高度有关。

避雷器：作用是当系统中出现过电压时，既要限制过电压以保护电气设备不受过电压的损害，又要保证不会跳闸停电保证可靠运行
6-1为什么说电工新技术的分支常常是由多种基础技术的交叉融合产生的？
答:现代技术的发展，尤其是电子与计算机技术的发展并逐步渗透到各行各业中了。

所以，才产生了许多新技术。

这些技术又变成了现代工业的新的基础。

离开了这些新的工业基础的融合，就没有电工的新技术。

故，电工新技术的分支都是由这些现代技术的相互交融而产生的。

6-4核聚变发电和核裂变发电相比有哪些优越性？
答：
（1）运行更为安全稳定，需要的燃料少且不会产生强放射性物质；
（2）没有核废料的污染问题，受控核聚变的实现将为人类提供实际上用之不竭的洁净能源，从而根本上解决人类能源、环境与生态的持续协调发展的问题；
（3）核聚变所需的燃料重氢在地球上即是取之不尽、用之不竭。

6-5与一般的火力发电相比，磁流体发电的优越性主要表现在哪几个方面？
答：1. 综合效率高
2. 启动快
3. 可充分利用含硫较多的劣质煤
4. 排放废热少，产生污染物少
5. 噪音少，设备结构简单，体质和重量大大减少。

3-6 为什么目前世界上发电站以火电站为主？
答：1. 目前世界上使用最多的能源是石油、煤、天然气，这些能源用作发电的话就要建立火电站。

2. 火电站的建设受地理条件影响较小，设立灵活。

3. 按照能源的转化效率来说，相对于其他形式的发电站，火电站的性价比是最高的。

6-8德国与日本高速磁悬浮列车有哪些共同点和不同点？
答：
不同点：日本采用电动悬浮方式，也称为超导磁力浮上方式；德国不用超导磁体，而采用电磁悬浮方式，即为常导磁浮方式
共同点：两者驱动时均采用同步直线电动机方式。

25．了解电气测量中的直读式测量、比较式测量、瞬态测量和稳态测量的概念和方法。

各种电气测量的分类的具体内容
答：
直读式测量，即从仪器仪表的指示中直接获取读数，如电压、电流表测量电压、电流获取参数等；
比较式测量则是把被测量与同类的标准量进行比较，根据比较的结果推算出测量读数，如电桥、电位差计等仪表；
瞬态测量，亦称时域测量，主要是测量被测量随时间的变化规律，如用示波器测量脉冲信号；
稳态测量，亦称频率测量，主要是测量被测量随频率的变化规律，如用频谱分析仪测量信号的频谱。

26．为什么大功率的电子开关比传统的高压机械开关优越的多？
答：大功率的电子开关技术在理论上可完避免电力系统的操作过电压，进而可使电力设备的绝缘水平大幅度降低，由于操作引起设备的损坏也可大大减少。

高压开关属于机械开关,开断的时间长、分散性大,难以实现准确的定相开断。

实现同步开断的根本出路在于用电子开关取代机械开关。

另外现在的电力系统由于还依赖高压机械开关来实现线路、设备、负载的投切，尚不能做到完全可控，“电网控制”目前只能做到部分控制,本质上仍然是一个调度员的决策支持系统。

但如果一旦大功率的电子开关取代机械开关，则电力系统将可以实现全可控同步控制。

27．了解状态维修技术的先进性。

答：状态维修技术可以包涵可靠性为中心的维修技术和预测维修技术。

以可靠性为中心的维修是在对元件的可能故障对整个系统可靠性影响评估的基础上决定维修计划的一种维修策略。

预测性维修是根据对潜伏故障进行在线或离线测量的结果和其他信息来安排维修的技术，其关键是依靠先进的故障诊断技术对潜伏性故障进行分类和严重性分析，以决定设备是否需要立即退出运行和应及时采取的措施。

如此而言,电力设备状态维修技术需要检测与采集信号，并对信号进行分析和诊断、因此将涉及复杂大系统可靠性评价、先进的传感技术、信息采集处理技术、干扰抑制技术、模式识别技术、故障严重性分析、寿命估计等领域。

1.电子电力技术与那些技术的关系最为密切？
答：
（1）弱电控制强电的学科交叉技术
（2）传送能量——数字——模拟转换技术
（3）多学科知识的综合设计
（4）七大关键技术：能源、环保、信息与通信、生命科学、制造业、材料、交通运输
2.电动汽车常用的电动机是哪几种，各有什么优点？
答：
（1）目前电动汽车的驱动电动机主要有直流电动机、异步电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机等。

（2）直流电动机：调速性能好，可以在重负载条件下，实现叫均匀、平滑的无级调速，而且调速范围较宽；起动力矩大，可以均匀而经济地实现转速调
节。

但存在有电流换向的问题，成本高，运行中的维修检测也较麻烦。

（3）异步电动机：结构简单，电机本身可靠性高，缺点起动转矩小，起动电流大，效率低，能量回馈性能差。

（4）永磁无刷电动机：体积小、重量轻，节能效果好，可以做成特殊形状，但存在成本较高，容易退磁的缺点。

（5）开关磁阻电动机：优点是在低速时具有较大的转矩，缺点是低速时震动大、噪声大、效率偏低、能量回馈差，应用很少。

论述题：
1.电气工程的地位、发展和发展趋势？
2.谈谈你对电气工程专业的认识和自己的打算?。