电气工程及其自动化面试总结文档格式.docx
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水轮机调速器的类型：
根据水轮机类型的不同，有单调和双调两种。
（1）混流式、轴流定浆式、和贯流定浆式都是靠导水机构调节进入水轮机的流量，为单调。
（2）
（2）转浆式、斜流式机组，除有除有调节流量的导水机构外，还有按导叶开度和水头变化而改变转轮叶片转角的调节机构，可使水轮按最优效率运行。
有两套调节机构，为双调。
（3）折向器：
当线路或设备发生故障，发电机需甩掉部分和全部负荷而要快速调节流量时，折向器可快速改变射流方向，从而使冲射到轮上的射流减小，喷嘴内的喷针便按规定的速度移到相应的位置.
（4）
油、水、气系统
油系统
油系统是水电站必不可少的辅助系统之一，它分为透平油和绝缘油。
油系统的配置视水电站的规模而有不同，在一般的小型水电站中，它的作用是：
绝缘、冷却、润滑，调速系统液压操作及立式机组的电站中还有开机前顶转子之用。
水系统
水系统主要作为水冷式发电机的冷却循环用水，用冷水来带走发电机产生的热量，防止过热和降低损耗。
另外还包括消防用水和部分生活用水，一般在尾水取得。
气系统
A用于开机之前顶起转子.
B用于机组检修和清扫工作.
C在调速器系统中创造适合的油气比例，用于操作和自动控制.
水轮发电机时指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。
水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出。
是水电站生产电能的主要动力设备。
水轮发电机由水轮机驱动。
它的转子短粗，机组的起动、并网所需时间较短，运行调度灵活
水轮发电机的转速将决定发出的交流电的频率，为保证这个频率的稳定，就必须稳定转子的转速。
为了稳定转速，可采用闭环控制的方式对原动机（水轮机）转速进行控制，即将发出的交流电的频率信号采样，并将其反馈到控制水轮机导叶开合角度的控制系统中，去控制水轮机的输出功率，通过反馈控制原理，就可以让发电机的转速稳定了。
水轮发电机按轴线位置可分为立式与卧式两类。
大中型机组一般采用立式布置，卧式布置通常用于小型发电机组和贯流式机组。
水轮发电机由转子、定子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等主要部件组成。
定子主要由机座、铁芯和绕组等部件组成。
定子铁芯用冷轧硅钢片叠成，按制造和运输条件可做成整体和分瓣结构。
水轮发电机铭牌上标示的主要参数有型号、容量、电压、电流、转速各温升。
标示的型号以定子铁芯外径、磁极个数及额定容量等用一定的格式排列表示的；
而标示的容量、电压、电流、转速和温升等都是该台发电机的额定值。
即能保证发电机正常连续运行的最大限值。
型号：
国产发电机型号的含义是□□□□-□/□
其中：
第1、2、3个框为型式（SF为立式空冷，SFS为立式水内冷，SFW为卧式，SFG为贯流式水轮发电机，SFD为水轮机-电动机）；
第4个框为额定容量（MW）；
第5个框为磁极个数；
第6个框为定子铁芯外径（cm）。
额定电压：
常用符号Ue表示，系指发电机正常运行时长期安全工作的最高定子绕组线电压，单位是KV。
额定电流：
常用符号Ie表示，系指发电机正常工作连续运行的最大工作电流，即指额定情况下发电机以此电流运行其温升不会超过允许范围，其单位是A或KA。
额定功率：
常用符号Pe表示，指发电机在额定运行情况下输出的有功功率，单位是KW。
额定转速：
常用符号Ne表示，转子正常运行时的转速，单位为r/min。
额定温升：
常用符号T表示，指发电机某部分的最高温度与额定冷却介质温度差值，额定温升的确定与发电机绝缘的等级以及测量温度的方法有关，我国规定的额定冷却介质温度为40℃。
额定频率：
我国规定的额定频率为50Hz。
励磁系统供给发电机励磁电流的直流电源及其附属部件，统称为水轮发电机的励磁系统。
励磁系统是水轮发电机的重要组成部分，它的特性好坏直接影响到同步发电机运行的可靠性和稳定性。
其主要作用是调节发电机电压和无功功率。
具体说，在电力系统中，自动调节励磁装置的主要作用有以下几种：
※保持电压恒定；
※实现并列运行机组间无功功率的合理分配；
※提高电力系统工作的稳定性及输电线路的输电能力；
※提高带时限继电保护装置的灵敏性和可靠性；
※限制水轮发电机突然甩负荷时电压上升；
※根据电力系统需要，实现对同步发电机不同的励磁控制方式。
电力系统的运行必须满足下列基本要求：
保证完成国家的生产计划（发电量和热能供应），满足规定的最大负荷。
保证供电的可靠性。
保证电能质量。
电压和频率应在允许的范围内变化。
保证运行的最大经济性。
保证运行人员和设备的安全。
电力系统的运行状态
系统运行分为正常运行状态与异常运行状态。
其中，正常状态又分为安全状态和警戒状态；
异常状态又分为紧急状态和恢复状态。
电力系统运行包括了所有这些状态及其相互间的转移。
各种运行状态之间的转移需通过不同控制手段来实现。
电力系统的负荷曲线
按种类分为有功和无功负荷曲线，按时间长短分为日负荷曲线和年负荷曲线，按描述负荷范围分为用户的、地区的和电力系统的负荷曲线
电力系统的负荷
电力系统负荷是指电力系统所有用电设备消耗功率的综合用电负荷；
综合用电负荷是指工业、农业、交通运输业、市政生活等各方面消耗的功率之和；
供电负荷是指电力系统的综合用电负荷加上网损，即发电厂供出的负荷；
发电负荷是指供电负荷再加上发电厂厂用电就是发电机应发出的功率。
系统调度
电能生产、供应、使用是在瞬间完成的，并需保持平衡。
因此，它需要有一个统一的调度指挥系统。
这一系统实行分级调度、分层控制。
其主要工作有：
①预测用电负荷；
②分派发电任务，确定运行方式，安排运行计划；
③对全系统进行安全监测和安全分析；
④指挥操作，处理事故。
完成上述工作的主要工具是电子计算机。
三、倒闸操作常用术语
⒈常用名词解释
⑴开关：
空气、多油、少油、六氟化硫等各种类型断路器的统称。
⑵刀闸：
各种形式的隔离开关的统称。
⑶接地刀闸：
特指与大地连接的隔离开关，简称地刀。
⑷合上：
是指各种开关、刀闸、地刀通过人工操作使其由分闸位置转为合闸位置的操作。
⑸断开：
是指各种开关通过人工操作使其由合闸位置转为分闸位置的操作。
⑹拉开：
是指各种刀闸、地刀通过人工操作使其由合闸位置转为分闸位置的操作。
⑺跳闸：
开关不经操作，由合闸变为分闸，以及由此而导致的设备退出运行状态。
⑻代路：
用旁路开关代替其他开关运行的操作。
⑼起动：
继电保护装置或安全自动装置达到整定值而开始逻辑功能。
⑽动作：
继电保护装置或安全自动装置发出使开关跳闸的信号。
二、光伏发电
光伏发伏发电原理：
光伏发电是利用光伏效应发电的，光伏效应的全称是“光生伏特效应”，说的是光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。
光伏发电就是利用了这个原理，将太阳能电池板串联起来形成太阳能电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
组成：
太阳能电池板（将太阳能转化为电能）、控制器（控制整个工作系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电和过放电保护）、蓄电池（储存电能）、逆变器（直流转为交流DC—AC）
目前的主要的太阳能电池是硅太阳能电池
优点：
普遍性、无污染
缺点：
占地面积较大、成本高
变电站
变电站作用：
变电站是电力系统的一部分，具有变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，他通过将各级电压的电网联系起来。
变电站组成：
变电站主要是有：
电气设备（一次设备、二次设备）、建筑工程（控制间、设备间、生活配套设施等等）、其他项目工程（安全监视系统、消防监视系统）等。
变电站的形式：
室内型、室外型、地下型。
AIS型（高压设备全部安装于空气中）、GIS型（把各类高压电气设备封闭在密封的容器内）、HGIS型（原理与GIS基本相同，区别在于HGIS只将断路器、隔离开关、接地开关、集成一组模快，整体封闭于充满绝缘气体的容器中）
变电站的主接线形式
变电站的主接线是根据各变电站的地位及主要性、电压等级、容量及规模大小等而确定的。
但是总的原则是；
一可靠性、二灵活性、三经济性。
6-220KV电压等级的高压配电装置的基本接线及适用范围。
单母线接线；
（1）优点；
接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。
（2）缺的；
不够灵活可靠，任一元件故障或检修，均需使整个配电装置停电。
（3）适用范围；
一般只使用一发电机或一台主变的以下三种情况；
1）6-10KV配电装置的出线回路数不超过五回。
2）35-63KV配电装置的出线回路数不超过三回。
3）110-220KV配电装置的出线回路数不超过两回。
单母线分段接线
1）用断路器把母线分段后对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。
2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。
1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。
2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交差跨越。
3）扩建时需向两个方向均衡扩建。
1）6-10KV配电装置的出线回路数为6回及以上时。
2）35-63KV配电装置的出线回路数为4-8回时。
3）110-220KV配电装置的出线回路数为3-4回时。
双母线接线
1）供电可靠。
2）调度灵活。
3）扩建方便。
4）便于试验。
1）增加一组母线和使每回路需要增加一组母线隔离开关。
2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电气，容易误操作。
需加连锁装置。
当出线回路数或母线上电源较多、输送和窜越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用。
1）6-10KV配电装置,当短路电流较大、出线需要带电抗器时。
2）35-63KV配电装置,当出线回路数超过8回时；
或链接的电源较多、负荷较大时。
3）110-220KV配电装置出线回路数为5回及以上时；
或当110-220KV配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回以上
双母线分段接线
当220KV进出线回路数甚多时，双母线需要分段。
分段原则是：
（1）当进出线回路数为10-14回时，在一组母线上用断路器分段。
（2）当进出线回路数为15回及以上时，两组母线均用断路器分段。
（3）在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器。
（4）为了限制220KV母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段。
增设旁路母线或旁路隔离开关的接线
此种接线有；
单母线带旁路、双母线带旁路。
也有忧缺点。
变压器-线路单元接线
各有忧缺点。
侨形接线
分内桥和外侨接线
3-5角形接线
各断路器互相链接而闭合成环形，对于大电厂、高电压变电站，从而保证了供电的可靠性。
但接线比较复杂，继电保护配置也比较复杂，有的回路连着三台断路器。
我国个别水电厂使用此方案，后期没有推广。
其他接线
在个别大型电厂和枢纽变电站及超高压为了可靠性还有采用一台半断路器等接线。
此种接线比较复杂，继电保护配置也比较复杂，造价也高，但供电性可靠高等优点。
对于大型发电厂、超高压变电站由于所在系统中的地位重要，供电容量大、范围广，一旦发生事故可能使系统稳定破坏，甚至瓦解，造成巨大损失。
为此，对大型发电厂、超高压变电站的主接线，要求可靠性高。
所以它们接线方式、保护配置都比较复杂。
我国330~500KV超高压配电装置采用比较多的为；
双母线三分段（或四分段）带旁路母线接线，一台半断路器接线，变压器-母线接线等。
电力系统部分
1、电力系统：
电力系统是指由生产、输送、分配和消耗电能的发电机、变压器、电力线路以及各种用电设备按照一定的经济指标与技术要求连接起来所组成的统一整体称为电力系统。
2、电力网络：
电力系统中除了发电和用电部分以外的系统。
3、动力系统：
电力系统和动力部分的组合。
动力系统包括火电厂的锅炉、汽轮机、水电厂的水库、水轮机等。
4、电力系统运行的特点：
5、电能（电力系统运行）的特点：
（1）与国民经济和人民生活密切相关
（2）电能不能大量储存
（2）过程过度非常短（发电机、变压器、电力线路、电动机等投入和退出都在一瞬间完成的）
6、对电力系统运行的要求：
保证可靠持续的供电、保证良好的电能质量、保证系统运行的经济性
7、电力系统的负荷：
一类负荷（具有重大政治和经济意义的用电）、二类负荷（中断供电后将使政治和经济上造成重大损失）、三类负荷（除了一二类）
8、对电能质量的要求：
频率（50HZ）、电压（单相220和三相380V高电压10、35、63、110、220、330、500KV等）、波形（正弦波）
9、衡量电力系统经济运行指标：
标准煤耗率（生产1KW电消耗的煤）、厂用电率、线路损耗率
10、提高供电可靠性措施：
提高供电系统（包括发电厂、变电站、用户）的供电设备可靠性、提高输配电线路运行的可靠性、选择合理的电力系统及接线、保持足够的备用容量、制定合理的运行方式、采取可靠的继电保护装置和自动化装置
11、提高电能质量的措施：
再适当的位置装设必要数量的无功补偿装置（即电容器）、提高供电系统的功率因素、在负荷比较轻的地方装设适当数量的电抗器，吸收过多的无功功率
12、电力系统的稳定性：
电力系统是有发电、供电、用电设备组成的一个庞大整体，其内部所有设备的运行状况都是相关联的，当电力系统中的任何一台或多台设备发生事故时，它应能够迅速将发生事故的部分脱离出去，继续正常运行，这就是电力系统的稳定运行能力。
分为静态稳定（受到较小的扰动，能恢复到原来运行状态的能力）、暂态稳定（受到较大的扰动后，发电机能够从原来的运行状态过度到新的运行状态，并在新的运行状态下继续保持稳定运行的能力）
13、电力系统的频率只与发电机的转速有关n=60f/p,当系统的频率降低的时候，负荷辉减少
14、当电力系统中的有功功率过剩，频率将会上升。
15、电力系统的振荡：
当电系统发生故障时，使电力系统稳定遭到破坏，此时系统内部的发电机组将失去同步，转入异步运行状态，从而导致系统发生振荡。
会产生的影响发电机和电源联络线上的功率、电流及某些节点的电压会产生不同程度的周期性变化，发电机的定子电流表指针摆动最为剧烈、有功功率表和无功功率表摆动也厉害
16、电力系统的故障分（短路和断线）：
单相接地短路、两相短路、两相接地短路、三相短路、两相接地短路、单相断线、两相断线等
17、为什么要建立统一的电力系统：
电力系统是有发电、供电、用电设备组成的一个庞大整体，其内部所有设备的运行状况都是相关联的，建立统一的电力系统，对电力系统运行的安全性、可靠兴、经济性有许多的有点。
18、电力系统中性点运行方式有：
中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点直接接地
19、电力系统的中性点是指星型连接的发电机或变压器的中性点。
20、3—10kv采用中性点不接地、110kv以上采用直接接地。
电气主接线
1、电气主接线：
是指发电站、变电站、电力系统中传送电能的通路，再通路中有发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、电抗器等组成
2、对电气主接线的要求：
应保证供电的可靠性和电能的质量、接线力求简单清晰运行灵活操作方便、能保障道闸操作人员及设备的安全、经济合理、具有克扩建性
3、发电厂及变电站的主接线基本形式：
单母线接线（优点：
结构简单清晰、操作简便，缺点当母线发生故障或需要清扫是要全部停电），
单母线分段接线，分段将母线分为两段，由隔离开关和断路器进行连接（优点：
当其中一条母线或隔离开关需要清扫时、检修时，可分段断路器和隔离开关，另一母线认可正常工作）
单母线带旁路母线接线（优点：
当检修断路器是，可用旁路断路器代替，线路还是正常运行，缺点：
投资大、占地面积大、操作复杂）
双母线接线：
电源进线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组母线上，相当于两组母线并联，当母线1作为工作母线时，母线2作为备用母线，他的隔离开关处于断开状态（优点：
检修母线时，可以把工作母线上的回路切换到另外一组备用母线上缺点：
操作复杂，容易发生误操作）
双母线带旁路母线：
增加了旁路母线、旁路断路器、旁路隔离开关优点：
可在不停电的状态下检修断路器缺点：
投资大、操作复杂
桥式接线：
它是单母线分段接线的一种变形，当只有两组线路—变压器单元时，通过一组断路器将他们连接起来，，这种接法成为桥式接发，根据断路器连接位置的不同，分为内桥和外侨。
优点接线简单，运行灵活，操作方便。
高压电气设备
1、变压器作用变化电压和传递电能，有升压变压器和降压变压器
电压为什么要升压：
在输送同一电功率时，他的功率损耗与电压的平方成反比的，电压损耗与电压成反比，即电压越高，损耗在输电线路上的电功率和电压损耗就越小，为了减少线路损耗，提高输送电能的经济性，达到远距离输送电能的目的，就必须采用高压输电。
2、变压器原理：
基本工作原理是电磁感应原理。
变压器有一次和二次绕组，当交流电压加到一次绕组后，交流电流就流入一次绕组产生励磁作用，在铁心中产生交变磁通，这个交变磁通作用于二次绕组，在二次绕组产生感应电动势，在电动势的作用下，便有电能输出，可以通过调节变压器的砸数，来改变变比大小，从而调节电压大小。
3、变压分类：
用途分为升压和降压按相数分为单相、三相、多相按绕组：
双绕组、三绕组、自偶按调压方式分：
有载调压和无载调压按冷却分为：
油寖、干式、充气式
4、变压器组成：
一次绕组、二次绕组、铁心、外壳、油枕、气体继电器、散热器、高压套管、低压套管等
5、变压器的铁心为什么接地：
变压器运行中，铁心及有关器件都处在强电场中，在电场作用下，他们具有较高的对地电位。
如果铁心不接地，它与接电器件就会产生电位差，载电位差的作用下，会产生断续的放电现象。
只能一点接地是因为铁心的硅钢片之间是绝缘的，这是为了防止产生较大的涡流，因此不可将所有的硅钢片接地，否则将造成较大的涡流而是铁心严重发热。
6、变压器油的作用：
绝缘作用（变压器油充满整个变压器，防止各个器件与空气接触受潮引起绝缘降低）散热作用（油循环带走变压器产生的热量）
7、油枕：
储油和补油
8、调压方式：
有载调压（带负荷情况下进行调节）和无载调压（与电网断开的状态下进行
调节变压器砸数）
9、变压器额定电压：
变压器长期工作时能承受的工作电压额定电压是线电压
在额定容量下允许长期通过的电流
额定容量：
在额定使用条件下变压器传输电能的大小kVA
10、变压器的接线绕组：
星形连接（将同一侧各相绕组的一个端子接成一个公共端）三角形连接（将同一侧的各项绕组首尾相连，串联成闭合回路，在串联出引出相应的端子）
11、变压器的励磁涌流:
当变压器空载合闸的时候，由于铁心饱和而产生很大的空载合闸电流，成为励磁涌流
12、为什么要限制变压器的温度：
变压器在运行中，由于铁心和绕组的损耗，会产生热能，致使变压器各部位发热，绕组温度最高，其次铁心，再次变压器油，如果变压器的温度长期处于高温中，就会加快绝缘物老化，当老化到一定程度时，容易发生电击穿而造成事故。
13、温升：
变压器的温度与空气温度之间的温度差。
14、变压器的损耗：
变压器的输入功率与输出功率之差
电压互感器（TV）
1、工作原理：
利用电磁感应原理制成，相当于小型的变压器。
由一次绕组、二次绕组、铁心，一次绕组砸数较多，二次较少，一次与被测电路并联，二次连接测量仪表、继电保护装置等使用，这样就是大电压转换为了小电压。
2、作用：
将高电压转为统一的标准值，以利于测量仪表和继电保护装置的使用
与高压电气隔绝，保护人身安全和电气设备。
3、二次侧不允许短路电压互感器在正常运行时负载阻抗很大，相当于开路，如果二次侧短路，负载阻抗为零，二次侧通过的电流增大，将会造成二次侧熔断器熔断，仪表指示不正常、继电保护误动作。
4、二次侧为什么要接地：
接地属于保护接地，为了防止一次、二次测绝缘损坏击穿，防止一次测高电压窜到二次侧，对人体和设备造成伤害，
电流互感器（TA）
与电压互感器相似，一次绕组串联在被测电路，二次绕组串接测量仪表、继电保护装置等。
将大电流转为统一的标准值，以利于测量仪表和继电保护装置的使用
与电气隔绝，保护人身和电设备安全。
高压断路器
1、作用：
（1）在正常运行情况下，安全可靠的控制各种电气设备和电力线路的投入与退出运行.
（2）在电力系统或电器设备发生故障时，与继电保护装置、自动重合闸及其他自动控制装置相配合，将故障部分从电力系统忠切除
2、断路器：
D多由断路器S少油断路器K空气断路器C磁吹断路器L六氟化硫断路器Z真空断路器
3、工作原理：
断路器是专门用来分合电路的一种电气设备，它与普通闸刀开关的区别在于它有较强的灭弧能力。
当开关触头分离形成电弧时，利用拉长电弧，
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