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2016年電氣工程師《專業(yè)基礎(chǔ)》考點(diǎn)問(wèn)答題
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什么是三相交流電源?它和單相交流電比有何優(yōu)點(diǎn)?
渦流是怎樣產(chǎn)生的?有何利弊?
答：置于變化磁場(chǎng)中的導(dǎo)電物體內(nèi)部將產(chǎn)生感應(yīng)電流，以反抗磁通的變化，這種電流以磁通的軸線為中心呈渦旋形態(tài)，故稱渦流。
在電機(jī)中和變壓器中，由于渦流存在，將使鐵芯產(chǎn)生熱損耗，同時(shí)，使磁場(chǎng)減弱，造成電氣設(shè)備效率降低，容量不能充分利用，所以，多數(shù)交流電氣設(shè)備的鐵芯，都是用0.35或0.5毫米厚的硅鋼片迭成，渦流在硅鋼片間不能穿過(guò)，從而減少渦流的損耗。
渦流的熱效應(yīng)也有有利一面，如可以利用它制成感應(yīng)爐冶煉金屬，可制成磁電式、感應(yīng)式電工儀表，還有電度表中的阻尼器，也是利用磁場(chǎng)對(duì)渦流的力效應(yīng)制成的。
簡(jiǎn)述感抗、容抗、電抗和阻抗的意義。
答：交流電路的感抗，表示電感對(duì)正弦電流的限制作用。在純電感交流電路中，電壓有效值與電流有效值的比值稱作感抗。用符號(hào)X表示。XL=U/I=ωL=2πfL。
上式表明，感抗的大小與交流電的頻率有關(guān)，與線圈的電感有關(guān)。當(dāng)f一定時(shí)，感抗XL與電感L成正比，當(dāng)電感一定時(shí)，感抗與頻率成正比。感抗的單位是歐姆。
純電容交流電路中，電壓與電流有效值的比值稱做容抗，用符號(hào)XC表示。即：XC=U/I=1/2πfC。
在同樣的電壓作用下，容抗XC越大，則電流越小，說(shuō)明容抗對(duì)電流有限制作用。容抗和電壓頻率、電容器的電容量均成反比。因頻率越高，電壓變化越快，電容器極板上的電荷變化速度越大，所以電流就越大;而電容越大，極板上儲(chǔ)存的電荷就越多，當(dāng)電壓變化時(shí)，電路中移動(dòng)的電荷就越多，故電流越大。
容抗的單位是歐姆。
應(yīng)當(dāng)注意，容抗只有在正弦交流電路中才有意義。另外需要指出，容抗不等于電壓與電流的瞬時(shí)值之比。
交流電的有功功率、無(wú)功功率和視在功率的意義是什么?
答：電流在電阻電路中，一個(gè)周期內(nèi)所消耗的平均功率叫有功功率，用P表示，單位為瓦。
儲(chǔ)能元件線圈或電容器與電源之間的能量交換，時(shí)而大，時(shí)而小，為了衡量它們能量交換的大小，用瞬時(shí)功率的最大值來(lái)表示，也就是交換能量的最大速率，稱作無(wú)功功率，用Q表示，電感性無(wú)功功率用QL表示，電容性無(wú)功功率用QC表示，單位為乏。
在電感、電容同時(shí)存在的電路中，感性和容性無(wú)功互相補(bǔ)償，電源供給的無(wú)功功率為二者之差，即電路的無(wú)功功率為：Q=QL-QC=UISinφ。
什么叫有功?什么叫無(wú)功?
答：在交流電能的發(fā)、輸、用過(guò)程中，用于轉(zhuǎn)換成非電、磁形式的那部分能量叫有功。用于電路內(nèi)電、磁場(chǎng)交換的那部分能量叫無(wú)功。
什么是功率因數(shù)?提高功率因數(shù)的意義是什么?提高功率因數(shù)的措施有哪些?
答：功率因數(shù)COSφ，也叫力率，是有功功率和視在功率的比值，即COS=P/S。在一定的額定電壓和額定電流下，功率因數(shù)越高，有功所占的比重越大，反之越低。
發(fā)電機(jī)的額定電壓，電流是一定的，發(fā)電機(jī)的容量即為它的視在功率，如果發(fā)電機(jī)在額定容量下運(yùn)行，其輸出的有功功率的大小取決于負(fù)載的功率因數(shù)，功率因數(shù)低時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率低，其容量得不到充分利用。
功率因數(shù)低，在輸電線路上將引起較大的電壓降和功率損耗。因當(dāng)輸電線輸送功率一定時(shí)，線路中電流與功率因數(shù)成反比即I=P/COSφ，當(dāng)功率因數(shù)降低時(shí)，電流增大，在輸電線電阻電抗上壓降增大，使負(fù)載端電壓過(guò)低，嚴(yán)重時(shí)，影響設(shè)備正常運(yùn)行，用戶無(wú)法用電。此外，電阻上消耗的功率與電流平方成反比，電流增大要引起線損增加。
提高功率因數(shù)的措施有：
合理地選擇和使用電氣設(shè)備，用戶的同步電動(dòng)機(jī)可以提高功率因數(shù)，甚至可以使功率因數(shù)為負(fù)值，即進(jìn)相運(yùn)行。而感應(yīng)電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)很低，尢其是空載和輕載運(yùn)行時(shí) ，所以應(yīng)該避免感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載或輕載運(yùn)行。
安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器或靜止補(bǔ)償?shù)仍O(shè)備，使電路中總的無(wú)功功率減少。
什么是三相交流電源?它和單相交流電比有何優(yōu)點(diǎn)?
答：由三個(gè)頻率相同，振幅相等，相位依次互差120度電角度的交流電勢(shì)組成的電源稱為三相交流電源。它是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。日常生活中所用的單相交流電，實(shí)際上是由三相交流電的一相提供的，由單相發(fā)電機(jī)發(fā)出的單相交流電源現(xiàn)在已經(jīng)很少采用。
三相交流電較單相交流電有很多優(yōu)點(diǎn)，它在發(fā)電、輸配電以及電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能等方面都有明顯的優(yōu)越性。例如：制造三相發(fā)電機(jī)、變壓器都較制造容量相同的單相發(fā)電機(jī)、變壓器節(jié)省材料，而且構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良，又如，由同樣材料所制造的三相電機(jī)，其容量比單相電機(jī)大50%，在輸送同樣功率的情況下，三相輸電線較單相輸電線可節(jié)省有色金屬25%，而且電能損耗較單相輸電時(shí)少。由于三相交流電有上述優(yōu)點(diǎn)所以獲得了廣泛的應(yīng)用。
對(duì)稱的三相交流電路有何特點(diǎn)?
答：對(duì)稱的三相交流電路中，相電勢(shì)、線電勢(shì)、線電壓、相電壓、線電流、相電流的大小分別相等，相位互差120度，三相各類量的向量和、瞬時(shí)值之和均為零。
三相繞組及輸電線的各相阻抗大小和性質(zhì)均相同。
在星形接線中，相電流和線電流大小、相位均相同。線電壓等于相電壓的√3倍，并超前于有關(guān)的相電壓30 度。
在三角形接線中，相電壓和線電壓大小、相位均相同。線電流等于相電流的√3倍，并滯后于有關(guān)的相電流30度。
三相總的電功率等于一相電功率的3倍且等于線電壓和線電流有效值乘積的√3倍，不論是星形接線或三角形接線。
基礎(chǔ)電子巡查系統(tǒng)
1.銀行、博物館、大型商場(chǎng)、酒店、寫字樓、住宅小區(qū)、廠區(qū)等場(chǎng)所，根據(jù)用戶要求可設(shè)置離線式或在線式電子巡查系統(tǒng)。
2.為節(jié)省投資、減少工程量，除用戶有特殊要求外，一般工程宜采用離線巡查方式。
3.對(duì)于銀行、博物館等對(duì)實(shí)時(shí)性能要求高的高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)合，應(yīng)采用在線式巡查系統(tǒng)。
4.可將離線式巡查系統(tǒng)和出入口控制系統(tǒng)相結(jié)合，將讀卡器作為巡查系統(tǒng)的在線巡查點(diǎn)，組成綜合的巡查監(jiān)控系統(tǒng)。
斷路器
正常工作情況下，斷路器處于合閘狀態(tài)(特殊應(yīng)用除外)，接通電路。當(dāng)進(jìn)行自動(dòng)控制或保護(hù)控制操作時(shí)，斷路器可以在綜保裝置控制下進(jìn)行電路的分?jǐn)嗷蚪油ú僮�。斷路器不僅可以通斷正常的負(fù)荷電流，而且能夠承受一定時(shí)間的短路電流(數(shù)倍甚至幾十倍于正常工作電流)，并可以分?jǐn)喽搪冯娏�，切除故障線路和設(shè)備。所以說(shuō)，斷路器的主要功能就是分?jǐn)嗪徒油娐?包括分?jǐn)嗪徒油ㄕｋ娏�、分�(jǐn)喽搪冯娏?。
由于在分?jǐn)嗪徒油娐返倪^(guò)程中，斷路器的動(dòng)觸頭與靜觸頭之間不可避免的要產(chǎn)生電弧。為了保護(hù)觸頭，減少觸頭材料的損耗和可靠分?jǐn)嚯娐�，必須采取措施�?lái)盡快熄滅電弧，其中一種就是采用不同的滅弧介質(zhì)填充到斷路器的動(dòng)、靜觸頭間。按滅弧介質(zhì)的不同斷路器可以分為：油斷路器(多油、少油)、六氟化硫(SF6)斷路器、真空斷路器、空氣斷路器等。我們?cè)诠こ讨薪?jīng)常接觸到的高低壓開關(guān)柜里的主要一次設(shè)備就是斷路器。
由于斷路器的動(dòng)、靜觸頭一般都是被包在充滿滅弧介質(zhì)的容器中，所以斷路器的分、合狀態(tài)不可以直接判斷，一般是通過(guò)斷路器的輔助器件(如分合位指針等)來(lái)判別。
熔斷器
熔斷器是一種簡(jiǎn)單的電路保護(hù)電器，其原理是當(dāng)流經(jīng)熔斷器的電流達(dá)到或超過(guò)定值一定時(shí)間后，本身的熔體熔化，切斷電路。其動(dòng)作原理簡(jiǎn)單，安裝方便，一般不單獨(dú)使用，主要用來(lái)配合其他電器使用。
主要?jiǎng)幼魈攸c(diǎn)：
一是電流要達(dá)到一定值，該值在熔斷器出廠前已經(jīng)做好，無(wú)法更改;
二是電流達(dá)到一定值后要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，該時(shí)間也是廠家做好的，無(wú)法更改，但是類型很多，包括延時(shí)動(dòng)作、快速動(dòng)作、超快速動(dòng)作等;
三是動(dòng)作后本體損壞，不能重復(fù)使用，必須更換;
熔斷器是否熔斷可以通過(guò)熔斷指示器判別，也可通過(guò)熔體外觀上判別;常用的保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)管都屬于該類電器范圍。
變壓器
簡(jiǎn)單的說(shuō)，變壓器就是利用交變電磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換的設(shè)備(實(shí)際上是電能的轉(zhuǎn)換)，其變換前后的電壓不發(fā)生頻率上的變化。按照其用途可以分很多 種，如電力變壓器、整流變壓器、調(diào)壓器、隔離變壓器，以及CT、PT等。我們?cè)诠こ态F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常遇到的是電力變壓器。
與變壓器相關(guān)的一些主要的技術(shù)參數(shù)包括：
額定容量：指額定工作條件下變壓器的額定輸出能力(等于U×I，單位為kVA);
額定電壓：空載、額定分接下，端電壓的值(即一次、二次側(cè)電壓值);
空載損耗：空載條件下，變壓器的損耗(也叫鐵耗);
空載電流：空載條件下，一次側(cè)線圈流過(guò)的電流值;
短路損耗：一次側(cè)通額定電流，二次短路時(shí)所產(chǎn)生的損耗(主要是線圈電阻產(chǎn)生的);
分接(抽頭)的概念：為適合電網(wǎng)運(yùn)行需要，一般的變壓器高壓側(cè)都有抽頭，這些抽頭的電壓值都是用額定電壓的百分比表示的，即所謂的分接電壓。例如，高壓10kV的變壓器具有±5%的抽頭，就是說(shuō)該變壓器可以運(yùn)行在三個(gè)電壓等級(jí)：10.5kV(+5%)、10kV(額定)、9.5kV(-5%)。一般來(lái)說(shuō)，有載調(diào)壓變壓器的抽頭數(shù)(分接點(diǎn))較多，如7分接點(diǎn)(±3×2.5%)和9分接點(diǎn)(±4×2%)等。由于不能夠完全保證分接開關(guān)的同步切換，所以有載調(diào)壓變壓器一般不能夠并聯(lián)運(yùn)行。
繼電器
繼電器是用來(lái)在控制回路中控制其他電器(一般是一次電氣主設(shè)備)動(dòng)作或在主電路中作為保護(hù)用以及作信號(hào)轉(zhuǎn)換用的電器，只適用于遠(yuǎn)距離的分?jǐn)�、接通小容量控制回路，比如：交�?直流電流繼電器、電壓繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器、熱繼電器等。
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