电气工程笔试汇总.docx

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电气工程笔试汇总

电气工程笔试汇总

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电气工程及其自动化基础知识

1、电力系统基本概念

1）电力系统定义

由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和输电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。

2）电力系统的组成

电力系统由发电厂的发电机、电力网及电能用户（用电设备）组成的。

3）电力系统电压等级

系统额定电压：

电力系统各级电压网络的标称电压值。

系统额定电压值是：

220V、380V、3kV、6kV、10kV、35kV、63kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV。

4）电力设备

电力系统的电气设备分为一次设备和二次设备，一次设备（也称主设备）是构成电力系统的主体，它是直接生产、输送和分配电能的设备，包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、电力母线、电力电缆和输电线路等。

二次设备是对一次设备进行控制、调节、保护和监测的设备，它包括控制器具、继电保护和自动装置、测量仪表、信号器具等。

二次设备通过电压互感器和电流互感器与一次设备取得电的联系

2、电力系统故障及其危害

凡造成电力系统运行不正常的任何连接或情况均称为电力系统的故障。

电力系统的故障有多种类型，如短路、断线或它们的组合。

短路又称横向故障，断线又称为纵向故障。

短路故障可分为三相短路、单相接地短路（简称单相短路）两相短路和两相接地短路，注意两相短路和两相接地短路是两类不同性质的短路故障，前者无短路电流流入地中，而后者有。

三相短路时三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相回路不对称，因此称为不对称短路。

断线故障可分为单相断线和两相断线。

断线又称为非全相运行，也是一种不对称故障。

大多数情况下在电力系统中一次只有一处故障，称为简单故障或单重故障，但有时可能有两处或两处以上故障同时发生，称为复杂故障或多重故障。

短路故障一旦发生，往往造成十分严重的后果，主要有：

（1）电流急剧增大。

短路时的电流要比正常工作电流大得多，严重时可达正常电流的

十几倍。

大型发电机出线端三相短路电流可达几万甚至十几万安培。

这样大的电流将产生巨大的冲击力，使电气设备变形或损坏，同时会大量发热使设备过热而损坏。

有时短路点产生的电弧可能直接烧坏设备。

（2）电压大幅度下降。

三相短路时，短路点的电压为零，短路点附近的电压也明显下

降，这将导致用电设备无法正常工作，例如异步电动机转速下降，甚至停转。

（3）可能使电力系统运行的稳定性遭到破坏。

电力系统发生短路后，发电机输出的电

磁功率减少，而原动机输入的机械功率来不及相应减少，从而出现不平衡功率，这将导致发电机转子加速。

有的发电机加速快，有的发电机加速慢，从而使得发电机相互间的角度差越来越大，这就可能引起并列运行的发电机失去同步，破坏系统的稳定性，引起大片地区停电。

（4）不对称短路时系统中将流过不平衡电流，会在邻近平行的通讯线路中感应出很高

的电势和很大的电流，对通讯产生干扰，也可能对设备和人身造成危险。

在以上后果中，最严重的是电力系统并列运行稳定性的破坏，被喻为国民经济的灾难，其次是电流的急剧增大。

除此之外，电力系统中还可能出现一些不正常工作状态，如电气设备超过额定值运行（称为过负荷），它也将使电气设备绝缘加速老化，造成故障隐患甚至发展成故障；如发电机尤其是水轮发电机突然甩负荷引起定子绕组的过电压、电力系统的振荡、电力变压器和发电机的冷却系统故障以及电力系统的频率下降等。

系统中的故障和不正常运行状态都可能引起电力系统事故，不仅使系统的正常工作遭到破坏，甚至可能造成电气设备损坏和人身伤亡。

3、电力系统继电保护

电力系统中的各元件之间有十分紧密的电或电磁联系，一旦某个元件发生故障，电气信息将以近似光的速度向系统各处传播。

这种故障不可能用人工手动方法排除而必须有高速自动化的装置来排除。

这是保证电力系统安全运行最有效的方法。

电力系统继电保护就是一门研究这种自动识别故障并排除故障元件的自动装置的技术学科。

也就是说，继电保护自动装置是能反应电力系统中电气元件故障或不正常运行状态并动作于断路器跳闸或发出指示信号的一种自动装置。

1）继电保护的作用

I、自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证无故障部分迅速恢复正常运行。

II、反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。

2）继电保护装置

当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。

实现这种自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。

3）继电保护装置的组成及工作原理

一般继电保护装置由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件三部分组成。

I、测量比较元件：

测量通过被保护的电力元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。

II、逻辑判断元件：

根据测量比较元件输出的逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。

III、执行输出元件：

根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。

4）继电保护的分类

I、按被保护的对象分类：

输电线路保护、发电机保护、变压器保护、母线保护、电动机保护等。

II、按保护原理分类：

电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等。

III、按保护所反应故障类型分类：

相间短路保护、接地短路保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等。

IV、按继电保护装置的实现技术分类：

机电型保护、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护、微机型保护。

V、继电保护测量值与整定值的关系分类：

过量保护（测量值﹥整定值）、欠量保护（测量值﹤整定值）

VI、按保护所起的作用分类：

主保护、后备保护、辅助保护等。

主保护是指满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。

后备保护是指主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。

又分为近后备保护和远后备保护。

近后备保护：

在本元件处装设两套保护，当主保护拒动时，由本元件的另一套保护动作。

远后备保护：

当主保护拒动时，由该电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。

5）继电保护的基本要求：

选择性、速动性、灵敏性、可靠性

可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。

选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。

灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生故障时，保护装置具有的正确动作能力的裕度，一般以灵敏系数来描述。

速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。

4、变电站综合自动化系统

利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。

通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。

电气工程师面试题

1.什么是电气设备的额定值？

  答：

任何一个电气设备，为了安全可靠的工作，都必须有一定的电流，电压和功率因数的限制和规定值，这种规定值就称为额定值。

2.电路的三种工作状态是什么？

  答：

（1）通路  

（2）开路  （3）短路

3.单相交流电路的有功功率、无功功率和视在功率的计算公式？

  答：

（1）有功功率：

P=UIcosΦ

（2）无功功率：

Q=UIsinΦ（3）视在功率：

S=UI

4.什么是中性点位移？

  答：

当星形连接的负载不对称时，如果没有中线或者中线的阻抗较大，就会出现中性点电压，这样的现象就叫做中性点位移。

  5.什么叫有功功率？

什么叫无功功率？

  答：

（1）电流在电阻电路中，一个周期内所消耗的平均功率叫有功功率。

（P）单位：

瓦    

（2）储能元件线圈或电容器与电源之间的能量交换，为了衡量他们之间能量的大小，用瞬时功率的最大值来表示，也就是交换能量的最大速率，称为无功功率（Q）单位：

乏。

  6.功率因数进相和迟相是怎么回事？

  答：

同步发电机既发有功也发无功，这种状态称为迟相运行，或称滞后，此时发出感性无功功率，但有时，发电机送出有功，吸收无功，这种状态称为进相运行。

  7.发电机并列有几种方法？

各有何优缺点？

  答：

1发电机并列的方法分两类：

准同期法和自同期法。

      2准同期法的优点是发电机没有冲击电流，对电力系统没有什么影响，但如果因某种原因造成非同期并列时，则冲击电流很大，比机端三相短路时电流还大一倍。

自同期法并列的优点是操作方法比较简单，合闸过程的自动化简单，在事故状态下，合闸迅速。

缺点是有冲击电流，而且对系统有影响，即在合闸的瞬间系统电压降低。

  8.准同期并列有哪几个条件？

不符和这些条件将产生什么样的后果？

  答：

1满足三个条件

（1）电压相等

（2）电压相位一致（3）频率相等      2

（1）电压不相等的情况下，并列后，发电机绕组内的冲击电流相当大。

（2）电压相位不一致，后果可能产生很大的冲击电流使发电机烧毁或使大轴扭曲。

      （3）频率不等，将使发电机产生机械震动。

  9.端电压低了或高了，对发电机本身有什么影响？

  答：

1电压过低会降低运行的稳定性。

励磁电流变化就会引起电压大变化，降低了调节的稳定性，而定子绕组温度可能升高（出力不变的情况下）。

      2电压太高，转子绕组的温度可能超出允许值，并对定子线圈的绝缘也有威胁。

  10.发电机允许变为电动机运行吗？

  答：

发电机变为电动机运行是完全允许的。

发电机变为电动机时，要关闭主汽门，发电机变为电动机运行后，定子磁极在前，转子磁极在后，由定子磁场拖着转子跑，它仍不失同步，故称为同步电动机。

此时，电机从系统中吸收有功，补偿机械损耗，而无功也可吸收也可送出。

  11.事故情况下发电机为什么可以短时间过负荷？

  答：

发电机过负荷要引起定子、转子绕组和铁心温度升高，加速绝缘老化。

但绝缘材料老化需要一个时间过程，并需要一个高温的过程，高温时间愈短，绝缘材料损坏愈轻，发电机满载温度距允许温度还有一定余温，即使过负荷也不会超出很多，因此，发电机允许短时间过负荷。

  12.定子绕组单相接地时对发电机有危险吗？

    答：

发生一相接地，接地点就会有电容电流流过，当机端发生金属性接地，接地电流最大，而接地点越靠近中性点接地电流就越小。

故障点有电流流过，就可能产生电弧，当接地电流大于5A时，会有烧坏铁心的危险。

  13.转子发生一点接地还可以继续运行吗？

  答：

转子发生一点接地，转子电流就会增大，其后果是部分转子绕组发热，有可能被烧毁，而且电机转子由于作用力偏移而导致强烈的震动。

  14.同步表S的工作原理？

    答：

用两个互相垂直，空间彼此交叉90°角的线圈，如果分别通以电气相位角也为90°的两个电流，则两个线圈形成的磁场为一个旋转磁场。

同步表S就是运用旋转磁场和交变脉冲磁场的相互作用而工作的。

  15.怎样进行手动准同期并列？

    答：

当系统同期条件满足时，同期表的指针在360°的范围内应是顺时针平稳缓慢的旋转。

待观察几圈后，在同步表指针指向“12”点前的某一瞬间合上发电机开关。

  16.发电机同期并列操作应注意哪些事项？

  答：

（1）操作时熟练操作方法，了解同期回路接线情况。

（2）同期表投入时间不超过15min.      （3）当同期表转动过快，跳动或停在12点钟不动及无规律转动，禁止合闸操作。

      （4）若调速系统很不稳定，不能采用自动准同期并列。

17.发电机启动前应做那些检查和准备工作？

  答：

新安装的发电机或检修后的发电机投入运行时，应收回发电机及附属设备的全部工作票和拆除安全措施恢复所设遮拦。

（1）发电机，励磁机及其他有关设备应清洁完整无异常。

（2）发电机断路器，灭磁开关，电压互感器，保护装置等一二次回路情况应正常。

    （3）若为发电机—变压器接线时，应检查变压器的连接线和高压侧断路器和隔离开关等。

    （4）发电机滑环，整流子及电刷应清洁无接地情况。

    （5）继保，自动装置完好，并处于投入状态。

    （6）励磁可变电阻接线无误，电阻处在最大位置。

    （7）检查完毕后，测量发电机绝缘电阻合格及断路器，灭磁开关等开关的拉合试验。

    （8）断路器与灭磁开关励磁开关的联锁，闭锁试验。

    （9）强励动作试验。

    （10）做机电联系信号试验。

  18.发电机启动过程中应怎样检查？

  答：

（1）应仔细听发电机内部的响声是否正常。

（2）轴承油温，振动及其他运转部分应正常。

      （3）整流子或滑环上的电刷是否接触不良，跳动。

      （4）发电机各部分温度有无异常升高现象。

  19.发电机启动操作中有哪些注意事项？

    答：

断路器未合闸三相电流均等于零，若有电流则说明定子回路上有短路点，应立即拉开灭磁开关检查。

三相电压应平衡。

核对空载特性，检查发电机转子绕组有无层间短路。

  20发电机启动前应做哪些试验？

    答：

（1）断路器，灭磁开关的分合试验。

（2）断路器，灭磁开关的联锁试验。

      （3）调速电机动作试验，转向正确，调整平稳。

      （4）磁场变阻器调整灵活，无卡涩现象。

      （5）主汽门关闭联跳断路器，灭磁开关试验。

  21.发电机升压操作时应注意什么？

  答：

（1）升压应缓慢进行，使定子电压缓慢上升。

（2）升压过程中应监视转子电压，电流和定子电压表指示均匀上升。

      （3）电压升至额定值的50%时，应测量定子三相电压是否平衡。

      （4）升压中应检查发电机，励磁机及电刷的运行情况。

      （5）升压至额定后应检查转子回路的绝缘状况。

  22.发电机的出，入口风温差变化说明了什么问题？

    答：

在同一负荷下，出入口风温差应该不变，如果发现有较大变化说明发电机内部损耗增加或空气量减少，应检查并分析原因。

  23.发电机运行中应检查哪些项目？

    答：

（1）定子绕组，铁心，转子绕组，硅整流器和发电机各部温度。

（2）电机有无异常振动及音响和气味如何。

      （3）发电机内有无漏油。

      （4）发电机各引出线，断路器，励磁开关的设备完整，接头无放电过热现象。

      （5）发电机内无流胶，渗水现象。

      （6）冷却系统是否良好。

      （7）电刷清洁完整，无冒火。

  24.事故处理的主要原则是什么？

    答：

（1）设法保证厂用电源。

（2）迅速限制事故发展，消除事故根源，并解除对人身和设备的危险。

      （3）保证非故障设备继续良好运行，必要时增加出力，保证正常供电。

      （4）迅速对已停电用户恢复供电。

      （5）调整电力系统运行方式，使其恢复正常。

      （6）事故处理中必须考虑全局，积极主动做到稳，准，快。

  25.强送电时有何注意事项？

    答：

（1）设备跳闸后，有下列情况不准送电：

a：

有严重短路现象。

B：

断路器严重缺油。

C：

作业完后，充电时跳闸。

D：

断路器连跳闸二次后。

（2）凡跳闸后可能产生非同期电源者。

      （3）强送220kv线路时，强送断路器所在的母线上必须有变压器中性点接地。

      （4）强送电时，发现电流剧增，电压严重下降，应立即断开。

      （5）强送电后应作到：

线路或发电机的三相电流应平衡，对已送电断路器进行检查。

  26.强行励磁起什么作用？

    答：

（1）增加电力系统的稳定性。

（2）在短路切除后，能使电压迅速恢复。

      （3）提高带时限的过流保护动作的可靠性。

      （4）改善系统事故时的电动机的自启动条件。

    27.为何要在滑环表面上出沟槽？

  答：

（1）增加散热面积，加强冷却

（2）改善同电刷的接触，容易让电刷的粉末沿沟槽排出

  28.运行中，维护碳刷时应注意什么？

答：

（1）用压缩空气吹扫时，应没有水分和油，压力不超过0.3Mpa  

（2）在滑环上工作，工作人员应该穿绝缘鞋，并站在绝缘垫上，防止短路和接地。

  （3）禁止用两手同时接触励磁回路和接地部分，或两个不同极的带电部分。

  （4）工作时穿工作服，禁止穿短袖衣服，或卷起衣袖，并扣紧衣袖。

  （5）更换的碳刷型号，尺寸要统一，并研磨（6）每次更换碳刷数不应过多，不超过每极总数的20％

  29.运行中对滑环的检查有那些？

    答：

（1）整流子和滑环上电刷的冒火情况

（2）电刷在刷握内有无跳动或卡涩情况，弹簧的压力是否均匀。

（3）电刷连接软线是否完整。

（4）电刷边缘是否有剥落的情况。

（5）电刷是否过短并给予更换。

（6）滑环表面的温度是否超过规定。

  （7）刷握跟刷架有无积垢。

  30.变压器的额定容量，额定电压，额定电流，空栽损耗，短路损耗，阻抗电压各代表什么？

  答：

（1）额定容量：

变压器在额定电压额定电流时连续运行所能输送的容量。

（2）额定电压：

变压器长时间的运行所能承受的工作电压。

（3）额定电流：

变压器允许长时期通过的工作电流。

（4）空载损耗：

变压器二次开路在额定电压时变压器铁芯所产生的损耗。

（5）短路损耗：

将变压器二次绕组短路，流经一次绕组的电流为额定时，变压器绕组导体所消耗的功率。

（6）阻抗电压：

将变压器二次绕组短路使一次侧电压逐渐升高，当二次绕组的短路电流达到额定值时，此时一次侧电压也额定电压比值的百分数。

  31.变压器中油起什么作用？

  答：

⑴绝缘  ⑵散热

  32.变压器的冷却方式有哪几种？

  答：

⑴油浸自然冷却方式。

  ⑵油浸风冷式。

  ⑶强迫油循环水冷式。

  ⑷强迫油循环风冷式。

  ⑸强迫油循环导向冷却。

  33.变压器瓦斯继电器的动作原理是什么？

    答：

当变压器内部故障时，产生的气体聚集在瓦斯继电器的上部，使油面降低。

当油面降低到一定程度，上浮筒下沉水银对地接通，发出信号，当变压器内部严重故障时，油流冲击挡板，挡板偏板并带动板后的连杆转动上升，挑动与水银接点相连的连动环，使水银接点分别向与油流垂直的两侧转动，两处水银接点同时接通使断路器跳闸或发出信号。

  34.变压器的铁芯为什么要接地？

  答：

运行中的变压器的铁芯及其他附件都处于绕组周围的电场内，如果不接地，铁芯及其他附件必然产生一定的悬浮电位，在外压电压的作用下，当该电压超过对地放电电压时，就会出现放电现象，为了避免变压器内部放电，所以铁芯要接地。

  35.变压器并列的条件是什么？

  答：

1）电压比相同，允许相差±0.5％；　　2）百分阻抗相等，允许相差±10％；　　3）接线组别相同。

  36.变压器的阻抗电压在运行中有什么作用？

  答：

阻抗电压是涉及变压器成本，效率及运行的重要经济技术指标，从变压器的运行条件来说，阻抗电压小一些较好，从限制短路电流来说，希望阻抗电压大一些，以避免电器设备如断路器、隔离开关等经受不住短路电流的作用而损坏。

所以应根据设备的运行条件来设计阻抗电压，且应尽量小一些。

  37.怎样测量变压的绝缘？

  1）变压器绕组额定电压在6KV以上，使用2500V兆欧表；2）变压器绕组额定电压在500V以下，用1000V或2500V兆欧表；3）变压器的高中低压绕组之间，使用2500V兆欧表；

  38.摇测变压器的注意事项？

  1）摇测前应将绝缘子、套管清理干净，拆除全部接地线，将中性点隔离开关拉开。

2）使用合格的绝缘电阻表。

3）摇测时应记录当时变压器的油温及温度；4）摇测后应将变压器的绕组放电，防止触电；5）对三绕组变压器应测量一次对二、三次及地、二次对一、三次及地、三次对一、二次及地的绝缘电阻。

6）在潮湿或污染地区应加屏蔽线。

  39.什么是变压器的空载运行？

  答：

变压器的空载运行是指变压器的一次绕组接电源，二次绕组开路的工作状况。

  40.什么是变压器的负载运行？

  答：

一次绕组接上电源，二次绕组接有负载的状况。

  41.什么是变压器的正常过负荷？

  答：

1）当变压器过负荷运行时，绝缘寿命损失将增加，而轻负荷运行时，绝缘寿命损失将减小因此可以互相补偿。

　　2）夏季油温升高时，在额定负荷时绝缘寿命损失将增加，冬季油温降低，在额定负荷时绝缘寿命损失将减小，因此可以互相补偿。

　　3）变压器的正常过负荷能力，是指在上述的两种补偿后，不以牺牲变压器的正常使用寿命为前提的过负荷。

42.轻瓦斯保护动作应如何处理？

答：

瓦斯保护信号动作时，值班人员应密切监视变压器的电流、电压和温度变化，并对变压器作外部检查，倾听音响有无变化、油位有无降低，以及直流系统绝缘有无接地、二次回路有无故障，如瓦斯继电器内存在气体，则应鉴定其颜色，并取气样和油样作色谱分析，以判断变压器的故障性质。

43.重瓦斯保护动作应如何处理？

答：

⑴变压器差动保护是否掉牌。

⑵重瓦斯保护动作前，电压、电流有无波动。

⑶防爆管和吸湿器是否破裂，压力释放阀是否动作。

⑷瓦斯继电器内有无气体或收集的气体是否可燃。

⑸重瓦斯保护掉牌能否复归，直流系统是否接地。

44.变压器着火如何处理？

答：

变压器着火时，首先将变压器断路器松开，使之脱离电源，然后用1211灭火器或二氧化碳、四氯化碳灭火器、干粉灭火器进行灭火。

45.变压器运行中试验项目有哪些？

答：

⑴测量绕组的绝缘电阻和吸收比。

⑵测量绕组连同套管一起的泄露电流。

⑶测量绕组的直流电阻。

⑷变压器及其套管中绝缘油试验。

⑸冷却装置的检查试验。

⑹检查运行中的净油器。

⑺局部放电试验。

⑻检查衬垫和法兰的连接情况。

46.变压器故障一般容易在何处发生？

答：

一般都发生在：

绕组、铁芯、套管、分接开关和油箱、漏油、导线接头发热等。

47.变压器自动跳闸后如何处理？

答：

⑴如有备用变压器，则应迅速投入运行，并检查自动跳闸原因。

⑵如无备用变压器，则应检查是何种原因造成跳闸，如证明是由于过负荷、外部短路和保护装置二次回路故障，则可投入运行。

如有故障，经消除后再送电。

48.发现变压器油位过高或过低如何处理？

答：

⑴如变压器油位与温度、负荷及冷却条