电气工程综合实验
综合实
实验报
指导老师：
姓名：
学号：
专业班级：电气工程及其自动化
2009 级
组员：
一、实验目的 (3)
二、提供的设备 (3)
三、实验内容 (3)
第一节电压互感器不完全三角形接线实验 (3)
第二节电压互感器星形—星形—开口三角形接线实验 (8)
第三节中性点不接地系统实验 (8)
第四节中性点通过消弧线圈接地系统实验 (20)
四、实验心得 (22)
'、实验目的
电气工程及其自动化专业综合实验是一个融设计性、综合性、实践性为一体的重要实践教学环节。其目的就是结合本专业的培养目标，充分调动学生的积极性、主动性和创造性，应用所学知识综合分析和解决工程实际问题，以提高学生的素质和能力。具体目的有以下几点：
1.通过综合实验，进一步巩固和掌握所学专业知识的基本概念、基本原理和分析方法;
2.培养学生综合应用所学知识分析和解决工程实际问题的能力，将知识用好用活；
3.培养学生的自学能力、思维能力、实践观点和创新意识；
4.培养学生的动手能力和实践技能，进行工程训练；
5.使学生了解电业工作的特点和要求，培养学生严谨的工作态度和科学作风。
】、提供的设备
综合实验在校内电工实习基地进行，实习基地提供以下设备供学生选用：
1、安装屏：屏的尺寸为2360X 800X 600mm前门、后门和屏内可以安装设备，一个屏可以同
时安排两组学生独立进行实验。
2、电工仪表：电流表、电压表、有功功率表、无功功率表、频率表、有功电度表等。
3、电压互感器、电流互感器及熔断器。
4、接钮、信号灯、光字牌、电阻、端子排等。
5、三相调压器、电流发生器。
6、连接导线、套管。
7、万用表及安装工具。
、实验内容
第一节电压互感器不完全三角形接线实验
一、正确接线实验
(1)将两只380V/100V单相电压互感器按图7-1 (a)正确接线，互感器一、二次装上熔断
1~6FU，接至AC380V的系统中，在二次侧不接负载(开路)或接入负载(一只三相功率表或电能表)。
(2)在互感器二次侧开路和接入负载两种情况下，用万用表分别测量并记录互感器一、二次侧的三个线电压值与表1中。
(3)画出电压互感器二次侧电压向量图
武汉大学2009—2010学年度第二学期 《电气工程基础（下）》试卷（A ） 学号 姓名 院（系） 分数 （全部答案写在答题纸上） 1 判断正误（10分，每小题1分） （1）在对远距离交流输电线路进行分析计算时，应采用分布参数和波动方程。（√） （2）在三段式过电流保护中，一段与二段合起来称作主保护。（√） （3）纵差动保护是由比较被保护元件两侧的电流的相位构成。（×） （4）电力系统中，电压互感器饱和过电压只发生在系统轻载运行的情况下。（×） （5）切除有负载的变压器比切除空载变压器更容易产生过电压。（×） （6）在方向继电器中，规定的功率正方向是功率从母线流向线路。（√） （7）控制回路不属于二次回路。（×） （8）低频减负荷时，特殊级动作，基本级一定动作。（√） （9）同步发电机以自同期方式并列时，冲击电流较大，会对系统有较大扰动。（√） （10）在电力系统的正常状态下，可以实现电力系统的经济运行。（√） 2 名词解释（10分，第（1），（2）题3分，第（3）题4分） （1） 自然功率 c Z U P 21n ，称为自然功率，在传输功率等于自然功率条件下，线路任意点的电压均与首、末端电压相等。 （2） 潜供电流 在具有单相重合闸的线路中，当故障相被切除以后，通过健全相对故障相的静电和电磁耦合，在接地电弧通道中仍将流过不大的感应电流，称为潜供电流。 （3） 操作电源 在发电厂和变电所中，对开关电器的远距离操作、信号设备、测量设备、继电保护和自动控制装置、事故照明、直流油泵及交流不停电装置等用电，都需有专门的供电电源，这种电源称为操作电源。 3 简答题（30分，每题6分） （1） 什么是电流保护的接线方式？常用的有哪两种？各有什么优缺点？ 答：电流保护的接线方式，是指电流保护中电流继电器线圈与电流互感器二次绕组之间的连接方式。目前常用的有两种：三相星形接线和两相星形接线。当小电流接地电网中发生不同地点的两点接地短路时，若为并行线路上的两点接地，若采用两相星形接线，则保护有2/3机会只切除一条线路，
电气控制系统工程实训报告 ——Z3050型摇臂钻床电气控制原理 一、机床加工工艺 钻床是一种用途广泛的孔加工机床。它主要是用钻头钻削精度要求不太高的孔，另外还可用来扩孔、铰孔、镗孔，以及刮平面、攻螺纹等。Z3050摇臂钻床是一种立式钻床，它的最大加工孔径是50mm，适用于单件或批量生产中带有多孔的大型零件的孔加工。 二、机床实际电路控制分析 2.1主电路的控制分析 如图2-1所示，M1是主轴电动机，由交流接触器KM1控制，只要求单方向旋转，主轴的正反转有机械手柄操作。M1装在主轴箱顶部，带动主轴及进给传动系统，热继电器FR1是过载保护元件，短路保护电器是总电源开关中的电磁脱扣装置。 M2是摇臂升降电动机，装于主轴顶部，用接触器KM2和KM3控制其正反转。因为电动机短时间工作，故不设过载保护电器。
M3是液压泵电动机，可以做正向转动和反相转动。正向转动和反向转动的启动与停止由接触器KM4和KM5控制。热继电器FR2是液压泵电动机的过载保护电器。该电动机的主要作用是供给夹紧装置压力油，实现摇臂和立柱的夹紧与松开。 M4是冷却泵电动机，功率小，不设过载保护，有开关QS1直接启动与停止。 2.2控制电路的控制分析 (1)主轴的控制 控制电路图如图2-2所示。合上QF，按启动按钮SB2，KM1吸合并自锁，M1启动运转，指示灯HL3亮。按SB1，KM1断电释放，M1停转，HL3熄灭。 (2) 摇臂升降的控制 按摇臂上升按钮SB3（下降按钮SB4），其复合互锁断开KM3（或KM2），时间继电器KT吸合，其瞬动常开触点闭合，还要因为是断电延时，故其延时闭合的常闭触点断开，延时断开的常开触点闭合，使接触器KM5失电复位，同时接触器KM4和电磁铁YA得电闭合，液压泵电动机M3旋转，供给压力油，使摇臂松开。摇臂松开到位后，压位置开关SQ2，使KM4释放，M3停转，放松动作停止，而KM2 (或KM3)吸合，升降电动机M2运转，带动摇臂上升（或下降）当摇臂上升(或下降)到所需位置时，松开SB3 (或SB4)，KM2 (或KM3)、KT 断电释放，M2停转，摇臂停止上升（或下降）。由于KT为断电延时，经过1～3秒
学年第一一学期考试A卷**大学20201010～20201111学年第 课程名称考试日期 考生姓名学号专业或类别 题号一二三四五总分累分人 题分2318102524100 签名 得分 考生注意事项：1、本试卷共页，请查看试卷中是否有缺页。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 备注：答案页码请参考《电气工程基础》温步瀛 一、填空题(共23分) 1、电力系统中继电保护有主保护和后备保护之分，当后备保护不是由本线路 得分评卷人 上的保护实现，称为远后备保护，当后备保护是由本线路的另一套保护 实现，称为近后备保护。（P16） 2、电力系统中无功电源主要有同步发电机、调相机、线路充电功率、 静止无功补偿器、电容器（列举四种）等。（P120） 3、对线路进行送电操作，应先合母线隔离开关、线路隔离开关最后合断路器。（P30） 4、电力系统和电气设备的接地，按其接地的目的不同分为工作接地、保护接地、 三类。（P253） 5、电力系统的调压措施主要有利用发电机励磁调压、无功补偿、利用变压器分接头调压和改变线路参数；试利用变压器分接头调压原理选择变压器分接头：某企业由一台10/0.4kV变压器供电，变压器高压侧有三个分接头分别为：0%、+5%、-5%，当接于0%分接头时，该变压器的低压侧电压为410V，该变压器分接头应接在+5%（2分）时才能保证低压侧的电压质量。（P126）
6、按照结构，高压配电线路可分为架空线路和电缆线路两大类。（P42） 7、低压配电系统的接线方式有：放射式接线、树干式接线及混合式、 链式 。（P54） 8、防雷装置有：避雷针 、避雷线 、 避雷器 。（P260） 二、选择题(单选题，每小题2分，共18分) 1、供电系统短路故障中，一般危害最大的短路类型为（A ）。(P131) A、三相短路 B、两相短路 C、两相接地短路 D、单相接地短路 2、高峰负荷时升高电压至N U 05.1，低谷负荷时降低电压至N U 的中枢点电压调整方式为（B ）。(P125) A、顺调压 B、逆调压 C、常调压 D、有载调压 3、配电线路中应装设短路保护电器，下列不具备短路保护功能的电器是（D ）。 A、断路器 B、熔断器 C、漏电开关 D、隔离开关 4、以下接线方式中，有汇流母线的是（ D ）(P34)A、四角形接线 B、单元接线 C、内桥接线 D、2/3断路器接线 5、下面讲解正确的是（D ）(P156) A、硬母线的校验时母线在按发热条件选择后，不需校验其短路的动稳定和热稳定。 B、电缆的校验时需要校验其短路的动稳定，但不需要校验热稳定。 C、硬母线的校验时母线在按发热条件选择后，只要校验其短路的动稳定。 D、电缆的校验时不需要校验其短路的动稳定，但需要校验热稳定。6、导致人体触电死亡的重要的直接因素有（B ）(P255)A、人体的电阻和电源的频率B、电流的大小和流通的时间C、通流的途径和电压的高低 D、接触电压的高低和人体电阻 7、中性点不接地的电力系统中，线路的绝缘是按照（B ）进行设计。(P254) A、相电压 B、线电压 C、零序电压 D、雷电过电压 得分 评卷人
武汉大学 工程电磁场及高电压综合实验
一、题目 有一极长的方形金属槽，边宽为1cm，除顶盖电位为100sinπxV外，其他三面的电位均为零，试用差分法求槽内电位的分布。 二、解题原理：均匀媒质中的有限差分法 我们在求解场的分布时，当边界形状比较复杂时，解析分析法不再适合了，我们可以采用数值计算的方法，数值计算法的基本思想，是将整体连续的场域划分为若干个细小区域，一般称之为网格或单元，如图1所示，然后用所求的网格交点（一般称为节点或离散点）的数值解，来代替整个场域的真实解。因而数值解，即是所求场域离散点的解。虽然数值解是一种近似解法，但当划分的网格或单元愈密时，离散点数目也愈多，近似解（数值解）也就愈逼近于真实值。 实解。在此处键入公式。 图1场域的剖分，网格节点及步长
(一）、场域的剖分、网格节点及步长 由边界Γ所界定的二维平行平面场（见图1），若采用直角坐标系则可令该场处在xoy 平面内。 所谓场域的剖分就是场域的离散化，即将场域剖分为若干个网格或单元。最常见最简单的剖分为正方形剖分，这种剖分就是在xy 平面上作许多分别与x 轴及y 轴平行的直线，称为网格线。网格线的交点称为节点或离散点，场域内的节点称为内节点，场域边界上的节点称为边界节点。两相邻网格线间距离称为步长，一般以h 表示。若步长相等则整个场域就被剖分为许多正方形网格，这就是正方形剖分。节点（离散点）的布局不一定采用正方形剖分，矩形剖分也常采用，正三角形剖分偶尔也被应用，不过最常见的最简单的仍然是正方形剖分。 （二）、差分与微分 从前面的分析可知，稳恒电、磁场的求解问题，归根到底是求解满足给定边界条件的偏微分方程（泊松方程或拉普拉斯方程）的解的问题所谓差分方法，就是用差商近似代替偏微商，或者说用差分代替微分，从而把偏微分方程转换为差分方程，后者实际上为代数方程。因此这种转化有利于方程的求解。 下面分别对一阶及二阶的差分公式进行推导。首先回顾有关偏导数的定义，有 00(,)(,)(,)(,) lim lim x x f f x x y f x y f x y f x x y x x x →→?+---==? (1) 因此当|x| 充分小时，可近似地用(,)(,)f x x y f x y x +- 或(,)(,) f x y f x x y x -- 代 替 f x ??，所谓差分公式，即是基于上述观点推得的。 设图1所示场域中的位函数为A ，任取一网格节点0，它在xy 平面上的坐标为（x ,i i y ），记节点0的矢量磁位为,i j A ，并把与节点0相邻的其他四个节点1、2、3、4的矢量磁位分别记为1,i j A +、,1i j A +、1,i j A -、,1i j A -，将节点0处函数A 的 一阶偏微商A x ??，用1、0两点函数值的差商1,,i j i j A A h +-近似代替，则有
[试题分类]:专升本《电气工程基础》_08188450 [题型]:单选 [分数]:2 1.额定电压在一下的发电机,其额定电压一般（）相应的系统额定电压。 A.高于 B.低于 C.等于 D.不确定 答案:A 2.电流互感器的二次侧绕组不能（）。 A.开路 B.短路 C.无所谓 答案:A 3.双母线带旁路接线的优点不包括（）。 A.检修母线可以不停电 B.检修母联断路器可以不停电 C.检修出线断路器可以不停电 D.任意一段母线故障可以不停电 答案:D 4.冲击电流是指（）。 A.每次短路电流的最大短路电流有效值
B.每次短路电流的最大短路电流瞬时值 C.可能出现的最大短路电流有效值 D.可能出现的最大短路电流瞬时值 答案:D 5.在220kV电力系统中,并联静电电容器一般装设在变压器的（）。 A.低压侧 B.中压侧 C.高压侧 D.低压侧或中压侧 答案:A 6.铁磁谐振过电压的特点不包括（）。 A.铁芯未饱和时感抗大于容抗 B.产生谐振时出现“翻相”现象 C.谐振状态可能自保持 D.电感-电容效应 答案:D 7.测量用电流互感器二次侧电流额定值一般为（）。 答案:D 8.对降低供电网电能损耗的效果最差的是（）。 A.采用并联电容就地补偿
B.在向供电网供电的变电站内采用调相机补偿 C.改造供电网络,缩短供电路径 D.将供电网络的电压提高到接近上限运行 答案:B 9.在超高压或特高压系统中主要由内过电压决定系统的绝缘水平,请问主要是如下哪种电压决定？ A.操作过电压 B.谐振过电压 C.工频过电压 D.由上述三种电压共同决定 答案:A 10.为了提高线路耐雷性能、降低雷击跳闸率、保证安全供电,下列防雷措施不正确的是（）。 A.架设避雷线 B.增加杆塔接地电阻 C.采用中性点经消弧线圈接地 D.安装线路避雷器 答案:B 11.启停速度最快的发电机组是（）。 A.凝汽式汽轮机组 B.水轮机组 C.供热式背压机组 D.燃气轮机组 答案:B 网络中有A,B两台变压器,已知SNA=,UkA%=UKB%,则变压器的电抗（）。 >XB =XB
目录 第一部分电气线路安装调试技能训练 (2) 题目一: 三相异步电动机的可逆控制 (2) 一.课题分析 (2) 二.设计电气原理图 (3) 三.设计电气安装接线图 (4) 四.设备清单 (5) 五.故障现象及故障分析 (5) 题目二: 三相异步电动机Y-△降压启动控制 (6) 一.课题分析 (6) 二.设计电气原理图 (7) 三.设计电气安装接线图 (9) 四.设备清单 (10) 五.故障现象及故障分析 (10) 电气线路安装调试技能训练小结 (11) 一电气原理图的绘制要求 (11) 二电气接线图的绘制要求: (12) 三电器安装、接线的工艺要求: (12) 四实训线路发生的故障及排除办法 (13) 第二部分PLC电气控制系统设计 (14) 题目三电镀生产线的PLC控制 (14) 一.课题分析 (14) 二、设计主电路 (16) 三、设计PLC的I/O分配表 (17) 四、设计PLC的I/O接线图 (18) 五、设计功能图 (19) 六、设计梯形图 (20) 七、小结 (26) 第三部分基础知识培训 (27) 一电工基础知识 (27) 二、钳工基础知识 (27) 三、电气安全技术与文明生声及环境保护知识 (27) 四、质量管理知识及相关法律与法规知识 (27) 参考文献 (28)
第一部分电气线路安装调试技能训练题目一: 三相异步电动机的可逆控制 一.课题分析 1课题要求 设计三相异步电机可逆双重联锁控制电气原理图、电气安装接线图；按设计图纸工艺接线，即按横平竖直原则走线，每元件出线需做直角（出线距离6~8厘米），不得背线、跳线、反圈及露铜过多，接线不得松动，保持排线美观；能排查自己或老师设置的故障，并列写故障分析。 2课题分析 接触器控制的三相异步电动机可逆双重连锁控制电路的实质上是两个方向相反的单向运行电路的组合。反转电路只需要将电动机三相当中的任意两相接线方法对调，其他保持不变，就可实现电动机的反转。为了避免正反向同时工作引起电源相间短路，必须在这两个运行电路中加设互锁装置，保证同时只能有一个电路工作。按照电动机正反转操作顺序的不同，分“正—停——反”和“正—反—停”两种控制电路。 而实际运用中则要求直接实现从正转到反转转换的控制(即“正—反—停”控制电路)，因为此控制方法电路简单，易于实现，成本较低廉。通常来说，使用此种控制方式要求电机功率相对比较小，且负荷较低，能够迅速实现电动机的反转，否则电动机可能会因为过热而损坏。 在本课题设计的控制电路中，采用复合按钮来控制电动机的正、反转。正转启动按钮SB2的常开触点串接于正转接触器KM1的线圈回路，用于接通KM1的线圈，而SB2的常闭触点则串接于反转接触器KM2线圈回路中，工作时首先断开KM2的线圈，以保证KM2不得电，同时KM1得电。反转启动按钮SB3的接法与SB2类似，常开触点串接于KM2的线圈回路，常闭触点串接于KM1的线圈回路中，从而保证按下SB3使KM1不得电，KM2能可靠得电，实现电动机的反转。 根据设计的要求以及电气的一些基本常识，为防止两个接触器同时得电而导致电源短路，需采用双重互锁来保证其不短路，即利用两个接触器的常闭触点KM1、KM2分别串接在对方的工作线圈电路中，构成相互制约的关系，称为联锁，实现联锁作用的常闭辅助触点称为联锁触点。由复合按钮SB2、SB3常闭触点实现的互锁称为机械互锁。
一、单选（共20题,每题2分,共40分） 1.我国实现配电网故障隔离的方法一般是（） A.利用电流保护中电流定值选择性配合实现故障隔离 B.线路首端断路器跳闸实现故障隔离 C.利用电流保护时间阶梯原则实现故障隔离 D.在线路首端断路器跳闸后，利用自动化系统或自动化设备实现故障隔离 2.二次设备不包括（） A.远动装置 B.继电保护装置 C.电流互感器 D.监视与测量仪表 3.不需要同时校验动稳定和热稳定的电气设备是（） A.电压互感器 B.电抗器 C.断路器 D.隔离开关 4.下列发电机组中，启动速度最快的发电机组是（） A.背压式热电机组 B.核电机组 C.水电机组 D.凝汽式火电机组 5.下列发电机组中，有功功率应该尽可能在额定功率附近运行的发电机组是（） A.背压式热电机组 B.凝汽式火电机组 C.水电机组 D.核电机组 ?? 6.对于Y0/接的变压器，变压器Y0侧输电线路上发生两相短路故障，绕组侧输电线路中（） A.肯定产生零序电流 B.肯定产生零序电压 C.可能产生零序电压 D.肯定产生负序电压 7.计量用电压互感器的准确级是（） A.0.2级 B.1级 C.0.1级 D.0.5级 8.短路电流最大有效值用于校验电气设备的（） A.动稳定 B.机械强度 C.热稳定 D.开断能力 9.在下列措施中，对降低电能损耗效果最明显的是（） A.在线路首端并联电容器 B.调整分接头提高运行电压 C.提高发电机的端电压 D.在用户端并联电容器，提高用户的功率因数 10.在下列保护中，保护范围最短的保护是（） A.带时限电流速断保护 B.无时限电流电压连锁速断保护 C.定实限过电流保护 D.无时限电流速断保护 11.关于调压的地点，正确的是（） A.仅仅只在中枢点调压 B.先在负荷点调压，再对电压不合格的中枢点调压 C.仅仅只在负荷点调压 D.先在中枢点调压，再对电压不合格的负荷点调压
一、填空题 1安装接线图包括、和。 2、电力系统相间短路的形式有短路和短路。 3、电力系统接地短路的形式有接地短路和接地短路。 4、继电保护的可靠性是指保护在应动作时,不应动作时。 5 、 三相一次自动重合闸装置通常由元件、元件、元件和元件。 6、变压器轻瓦斯保护动作于，重瓦斯保护动作于。 7 、 电力系统中性点接地方式有：、和中性点不接地。 & 在我国，110kV及以上的系统中性点采用 。 ，60kV及以下系统中性点采用9 、电力系统对继电保护的基本要求是、、、。 10、电力系统内部过电压一般有和。 11、电力系统中最基本的防雷保护装置有、、、。 12、电力线路相间短路的三段式电流保护是指电流速断保护、电流速断 保护、__________ 过电流保护。 13、电力市场的基本特征是_________ 、_________ 、__________ 、__________ 。 14、电力市场的基本原则是_________ 、_________ 、__________ 。 15、我国电力体制改革的总体目标是建立____________ 、 _________ 、__________ 的电力市场。 16、电力网通常按电压等级的高低、供电范围的大小分为__________ 、__________ 、 _______ 17、电能具有_________ 、__________ 、_________ 等优点。 18、自动重合闸作用在线路上发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而可提高供电的 。 19、衡量电压的质量指标通常包括___________ 、 ________ 、__________ 。 20、通常，要求电力系统供电电压（或电流）的波形为_____________ 。 21、谐波电压是谐波电流在系统__________ 上的压降。 22、电气设备分为_________ 、__________ 。 23、电力系统中性点经消弧线圈接地时，有三种补偿方式，即__________ 、_________ 。 24、构成客观世界的三大基础是__________ 、_________ 、__________ 。 25、能源按获得的方法可分为__________ 、 _________ 。 26、能源按被利用的程度可分为__________ 、_________ 。 27、能源按本身的性质可分为__________ 、 _________ 。 28、火力发电厂能量转换过程是__________ ~~__ ―。 29、凝汽式火力发电厂三大主机是指___________ 、_________ 、 _________ 。 30、核电厂的系统和设备有两大部分组成____________ 、 _________ 。 31、海洋能主要有_________ 、__________ 、_________ 等。 32、输变电系统是电力系统的组成部分，包括____________ 、__________ 。 33、输电线路按电力线路的结构可分为___________ 、__________ 。 34、无汇流母线接线形式有_________ 、_________ 、__________ 。 35、保护接地按电源中性点接地方式不同可分为_____________ 、 _________ 、_________ 三种。
实验二：同步发电机综合实验 三相同步发电机并网运行 一、 实验目的 1、学习三相同步发电机投入并网运行的方法。 2、测试三相同步发电机并网运行条件不满足时的冲击电流。 3、研究三相同步发电机并网运行时的静态稳定性。 4、测试三相同步发电机突然短路时的短路电流。 二、 实验原理 1. 同步发电机的并网运行 发电机与电网是否符合下列条件： a 、双方应有相同的相序； b 、双方应有相同的电压； c 、双方应有相同或接近相同的频率； d 、双方应有相同的电压初相位。 在实际并网中，这些条件并不要求完全达到，只要在一定的 误差范围之内就可以进行并网，比如转速（频率）相差约??（2%～5%）。 总之，在并车的时候必须避免产生巨大的冲击电流，以防止同步电机损坏，避免电力系统受到严重的干扰。 2. 同步发电机的静态稳定性 发电机输出的电磁功率与功角的关系为： 静态稳定的条件用数学表达为0>??δM P ,我们称δ ??M P 为比整步功率,又称为整补功率系数,其大小可以说明发电机维护同步运行的能力，既说明静态稳定的程度，用P ss 表示。
δ角越小，P ss 数值越大，发电机越稳定。由δ d dP E 和P E 可知，当δ小于90°时，δ d dP E 为正值，在这个范围内发电机的运行是稳定的，但当δ愈接近90°，其值愈小，稳定的程度越低。当δ等于90°时，是稳定和不稳定的分界点，称为静态稳定极限。在所讨论的简单系统情况下，静态稳定极限所对应的功角正好与最大功率或称功率极限的功角一致。对应的o 90=δ时达到静态稳定功率极限。为了安全可靠，极限功率应该比额定功率大一定的倍数，即发电机的额定运行点都远低于稳定极限，以保持有足够的静稳定储备。P em 与P en 之比称为静过载能力K m ，即： 一般要求K m >1.7，也可以说发电机带额定有功负荷运行时静态稳定储备应该在70% 以上，因此额定功角n δ一般应该是30°左右。 三、 实验线路 四、 实验结果及分析 a 、 在短路器断开的情况下，测出电网和发电机的电压波形，找到并联条件满 足的点，确定并网的时间，进行并网实验，测试并网时的冲击电流； 实验参数： 图1：励磁电流图2：相位 实验结果： 图3：电网与发电机的电压波形图4：调整后的电网与发电机电压波形 图5：并网时间图6：冲击电流波形 b 、 调整发电机的运行条件，分别在初相位不同和电压幅值不同时，进行并网 实验，测试并网时的冲击电流 实验参数： 图7：相位不同，幅值相同图8：并网时间 实验结果：
《电气工程基础》期末考试复习题 一、走进电厂、走进变电站、走进直流换流站（陶永红） 1）什么是电力系统？什么是发电厂？ 电力系统是既包括将一次能源转换为电能的发电、输电、配电、用电的一次系统，又包括保证其安全可靠运行的继电保护、白动控制、调度H动化和通信等辅助系统。 发电厂：将一次能源变为电能的工厂，称为发电厂。 2）火电厂的电能牛产过程？ 3）水电厂的定义，分类？ 定义：水力发电厂是利用通过筑坝将位于高处的水流向低处的位能转换为动能，此时位于低处的水轮机受到水流的推动而转动，将水轮机与发电机连接，带动发电机转动，将机械能转换为电能。 分类：堤坝式水电厂、河床式水电厂、引水式水电厂、混合式水电厂、径流式水电厂、梯级水电厂、抽水蓄能式水电厂。 4）变电站的定义，分类？它的基本组成？ 定义：变电站是电力系统屮连接用户和发电厂的屮间环节，具有汇集和分配电能、变换电压和交换功率等功能。 分类：a、根据地位和作用可以分为：枢纽变电所、屮间变电所、地区变电所、终端变电所 B、根据设备的安装位置分为：户外变电所、户内变电所、半户外变电所、地下变电所、箱式变电所。 基木组成：电力变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、接地装置、以及各种无功补偿装置等。 5）什么是一次设备、二次设备？ 一次设备：通常把肓接承担生产、输送、分配、消耗电能的设备称为一次设备 二次设备：在电力系统屮对一次设备、其他设备的工作状况进行监控和控制保护的设备称为电气二次设备。 6）主接线方式有哪些？ 常用的主接线方式有：单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线接线、双母线接线、双母线带旁路母线接线方式、双母线分段接线、双母线分段带旁路母线接线、内桥接线、外桥接线、一台半断路器接线、单元接线和角形接线等。 7）什么是箱式变电站？它的组成部分？ 箱式变压器就是一?种把高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定线路方案排列成一?体的预制型户内、户外紧凑式配电设备。 组成部分：高压配电设备、变压器及低压配电设备 8）直流输电系统基本组成？直流输电的特点？ 基本组成：主要由换流站、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换 流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。 特点: 优点：a.线路造价低、年运行费用省。B、没有运行稳定性问题。C、能限制短路电流。 D、调节速度快。 缺点：a、换流站造价高。B、消耗大量的无功功率。C、产牛谐波。D、缺乏直流断路 器。 二同步发电机.电网规划（负荷预测）?电力系统二次回路（方勇） 1）同步发电机原始方程
作业二 1、有几个参数反映架空输电线路？它们具体反映线路的什么特性？ 答： 电阻 R线路通过电流时产生的有功功率的损耗效应 电感 L:载体导流的磁场效应 电导 G:线路通电时绝缘介质产生的泄露电流以及导体附近空气游离而产生的有功功率损耗 电容 C:带电导体周围产生的磁场效应 2、一条 LGJQ-3×500 的分裂导线的输电线路，按等间距排列，间距为12m，每相分裂间距为400mm，导体直径为30.2mm。求该线路每公里电抗和电纳。 3、一台 SFL-15000/110 型双绕组变压器，额定容量为15MVA，额定变比为 110/11kV，其试验参数为Pk=133kW，P0=50kW，Uk﹪=10.5，I0﹪=3.5，试计算归算到高压侧的各参数并画出等值电路。
4、与普通变压器相比，自耦变压器有哪些优缺点？自耦变压器运行需要注意哪些问题？ 答： 1）、在大型超高压电力系统中，多数采用由自耦变压器来联接两个电压级的电力网，自耦变压器具有消耗材料少、投资低、损耗小等优点，得到广泛的应用。另外，由于通常自耦变压器变比接近于1，导致短路电压百分数要比普通变压器小得多，所以在系统发生短路时，自耦变压器的情况将更为严重。
2）、自耦变压器除了与一般变压器运行特性相同之外，还需要注意的一些问题是： a，由于自耦变压器一、二次侧有直接的电的联系，为了防止高压侧单相接地故障而引起低压侧过电压，其中性点必须牢靠接地； b，自耦变压器两侧都需安装避雷器，以防止过电压； c，自耦变压器短路电压比普通变压器小得多，因此短路电流较普通双绕组变压器大，必要时，必须采取限制短路电流措施。 5、在开关电器断开的过程中，间隙的自由电子是如何产生的？试说明电弧的形成和熄灭过程。 解： 切断电路瞬间，由于动静触头间的介质迅速游离，存在着一定浓度的带正电荷的离子和带负电荷的离子。通过强电场发射、碰撞游离、热游离、热电子发射等过程，弧隙中带电质点不断增多，产生电弧电流。 电弧中存在的游离与去游离这两个性质相反过程的强弱对比决定了电弧的最终发展趋势，即当游离强于去游离时，电弧就会发生并燃烧剧烈;若去游离与游离过程达到平衡，电弧就会稳定燃烧；而去游离占优势时，电弧的燃烧即将减弱并最终熄灭。 6、什么叫介质强度恢复过程和电压恢复过程？它们与哪些因素有关？交流电弧电流有何特点？熄灭交流电弧的条件是什么？ 解： 弧隙中介质强度的恢复过程与电弧电流的大小有关，但主要决定于断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质、电弧的冷却条件等因素，描述的是弧隙介质绝缘能力由电弧电流过零的水平恢复至正常状态的过程。 恢复电压的变化过程是指施加于弧隙上的电压由弧隙电压过渡到电源电压的过程，以开关电器触头间电压描述，交流电弧恢复电压的变化过程与线路结构、参数、负荷性质有关。 交流电弧特点： 1）交流电弧存在自然暂时熄弧点，与交流电流特性一样，交流电弧电流每半周期也要过零一次。电流过零时，电弧自然暂时熄灭，与电弧中去游离程度有关。
电气工程基础实验指导 李丽 实验一：电度表接线方式实验 说明：三相电度表的接线方式有两种：三相三线式和三相四线式。 本实验使用三相四线式。选用型号为DTS237电子式电度表。参考电压为3*220/380V ；参比频率为50Hz ； 同时可以看到试验台线路装置中，有三相电流互感器TA301和电压互感器TV101。当使用电度表测量时，三相电度表有两种接线方式，一种是三相四线直接接入式；一种是经电流互感器接入式。 注：通常规格为A )20(53?、A )40(103?、A )60(153?、A )80(203?，采用直接接入式接线方式。而A )6(5.13?采用经互感式接线方式。本实验台模拟10KV 、35KV 电压，而实际接的电压为380V ，实际负载为一个1.5KW 的小电机。所以该3*1.5（6）A 规格的电度表，在该实验过程中两种接线测量均可以用，实用倍率为B L =1。 实验注意事项：当不使用电度表测量时，面板显示的35KV 侧A 、B 、C 、N 应左右两侧短接起来。TA301的三相电流互感器的二次侧也要短接起来。 1、 电度表三相四线直接接入式实验： 附图1：三相四线电度表直接接线原理图：
步骤：实验前，查阅电能计量的相关知识，自学机械式和电子式电能表的工作原理。试验中，按图接线，测量负载电能。最后注意观察脉冲。接线中即1、2、3为一组；4、5、6 为一组；7、8、9 为一组。 2、三相四线经电流互感器接入式实验： 附图2：三相四线电度表经电流互感器接线原理图： 实验注意事项及步骤： 1)、实验前，查阅电能计量的相关知识，自学机械式和电子式电能表的结构以及工作原理。 2）、试验中，断电，按图接线。注意的是各电流测量取样必须与其电压取样保持同相，特别注意的是各电流互感器的电流测量取样必须与其电压取样保持同相，即1、2、3为一组；4、5、6 为一组；7、8、9 为一组。实验2经电流互感器接入时，注意，其中1、4、7接电流互感器二次侧S1端，即电流进线端；3、6、9接电流互感器二次侧S2端，即电流出线端；2、5、8分别接三相电源；10、11是接零端。同时注意：为了安全，应将电流互感器S2端连接后接地。 3）、按图接线完成，经老师检查无误，方可接通电源。步骤为首先合上“电源开关”和“控制开关”，保护装置上电，旋转“转换开关”，检查10kv进线电压是否正常。然后按下启动按钮，依次合上QS101、QF101、QS102、QF102、QS103, 旋
1．电力系统最常见的故障是各种类型的短路。 2．电力系统发生短路时电流将___增大________。 3.发电机横差保护是反映____一相绕组匝间短路_______________故障。 4.距离保护1段和距离保护2段共同构成本线路的_主_保护。 5. 三段式电流保护中，电流速断保护的选择性是靠动作电流来实现的；限时电流速断和过电流保护则是靠__延时__来实现的。 6.电流I段保护的缺点是不能___所保护线路全长 __。 7．三段式电流保护广泛用于__35KV__及以下电网。 8.电流保护的灵敏度的定义是__保护范围内发生金属性短路时保护反映的故障量的计算值与保护装置的动作整定值之比。 9.在电流保护的基础上加装方向元件的保护称为_方向性电流 保护__。 1.电力系统发生短路时电流将___短路电流________。 2.使电磁型过电流继电器返回的最大电流称为继电器的___返回电流_____。 3.距离保护1段和距离保护2段共同构成本线路的_主___保护。 4．对中性点直接接地的电力系统，当发生接地短路时，零序电流的大小和分布与中性点直接接地变压器___有关。 5．按90o接线的功率方向继电器，若U k=U cb，则I k=__A相电流_____。 6.发电机定子绕组中性点处单相接地短路时在机端的零序电压为__最大_ 。 7高频相差保护的操作元件是由操作滤过器和___收发信机____组成。 8. 利用供电元件保护切除母线故障，不能保证动作的选择性和__灵敏性___。 1 接地故障区别于正常运行过负荷系统振荡及相间短路的基本特征是出现负序分量。（错） 2 零序过电流保护与相间过电流保护相比，灵敏度低。（错） 3 在运行中，电压互感器二次允许短路。（对） 4 变压器综差保护的不平衡电流比发电机综差保护的不平衡电流大小相同。 （错） 5 继电保护的基本要求是安全性。（对） 1. 定时限过电流保护的动作时限采用阶梯原则，目的是为了保证( A ) A．选择性；B．速动性； C．灵敏性；D．可靠性。 2.相差高频保护的核心元件是( B )
东南大学PLC实验报告 姓名： 学号： 指导教师：
目录 实验一Y/△换接启动的模拟控制 (3) 实验二装配流水线的模拟控制 (4) 实验三轧钢机的模拟控制 (7) 实验四交通灯的模拟控制 (11) 实验五四节传送带的模拟控制 (14) 六心得体会 (18)
V2V1 W2 W1U1U2 实验一Y/△换接启动的模拟控制 1.1 实验目的 用PLC构成Y/△换接启动控制系统 1.2 实验内容 1．控制要求 按下启动按钮SB1,电动机运行，U1，V1，W1亮， 表示是Y型启动，2s后，U1，V1，W1灭，，U2，V2， W2亮表示△型启动。按下停止按扭SB2，电动机停止 运行。 2．I/O分配 输入输出 起动按钮：X0 U1：Y0 U2：Y3 停止按钮：X1 V1：Y1 V2：Y4 W1：Y2 W2：Y5 3．按图所示的梯形图输入程序。 4．调试并运行程序。图2-1 Y/△换接示意图1.3 实验梯形图编程
1.4 实验结果 当按下启动按钮,电动机Y型运行，U1，V1，W1亮，2s后，U1，V1，W1灭，同时点亮U2，V2，W2表示△型运行。按下停止按扭，电动机停止运行，所有灯全部熄灭。再按下启动按钮程序继续。 实验二装配流水线的模拟控制 2.1实验目的 用PLC构成装配流水线控制系统 2.2实验内容 1．控制要求 起动后，按以下规律显示：D→E→F→G→A→D→E→F→G→B→D→E→F →G→C→D→E→F→G→H→D→E→F→G→A……循环，D、E、F、G分别是用 来传送的，A是操作1，B是操作2，C是操作3，H是仓库。
1 D A E B H C F 2 G 3 2．I/O分配 输入输出 起动按钮：X0 A：Y0 E：Y4 复位按钮：X1 B：Y1 F：Y5 移位按钮：X2 C：Y2 G：Y6 D：Y3 H：Y7 3．按图所示的梯形图输入程序。 4．调试并运行程序。 图3-1 装配流水线控制示意图2.3 实验梯形图编程
教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期] 任教学科：_____________ 任教年级：_____________ 任教老师：_____________ xx市实验学校
教学内容：电气工程的历史和形成、地位和发展、展望。 教学重点：电气工程学科的分学科分类的未来发展；； 教学难点：电气工程学科所包含的内容，设备 教学方法：课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念。 教学要求：了解电气工程的历史和形成、电气工程的地位和发展、电气工程的展望。1.1 电气工程的历史和形成 电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术，以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术称为电气工程。 根据电气工程学科的发展现状，可将其分为相对独立的五个分学科:电力系统及其自动化技术、电机与电器及其控制技术、高电压与绝缘技术、电力电子技术和电工新技术。其结构简图如下图所示。 1. 2 电气工程的地位和发展 1.电气工程学科的地位 电气工程学科在国家科技体系中具有特殊的重要地位；是国民经济的一些基本工业（能
源、电力、电工制造等）所依靠的技术科学；是另一些基本工业（交通、铁路、冶金、化工、机械等）必不可少的支持技术；是一些高新技术的重要科技组成部分。 2.发展 解放前，我国电工科学的基础薄弱而落后。建国后，有了多方面的巨大发展。 我国一次能源总产量达10.9亿吨标准煤（2000），居世界第三位，比1949年增长了44倍。但电能比重仍较落后，只占国民经济总能源消耗的25%左右。 1949年,我国电力工业的发电量4.3亿kWh（世界排序第25位）、装机容量1850MW（世界排序第21位）。 2003年，分别增加到19052亿kWh和391GW（皆居世界第二位），各增大443倍和211倍。 截至2003年底，我国水电装机达92170MW，占发电总装机的24％，年发电量2830亿kWh，占总发电量的15％。 3.实例： （1）电工制造业以技术复杂的汽轮发电机组为例： 我国1956年才试制成功6000kW机组； 2002年，已制成并投产900MW，即46年期间汽轮发电机组单机容量的制造能力扩大到1500倍，居于世界先进行列。 （2）在断路器和避雷器等电器制造方面： 解放时，我国只能制造10kV的充油式断路器； 目前，可制造500kV新型的SF6的断路器；从10kV管式避雷器提高到500kV氧化锌避雷器的制造水平，均已进入了世界先进行列。 （3）以大型电力变压器为例： 1923年，我国生产第一台三相电力变压器50kV A； 1948年，制成国内最大的6.6kV三相2500kV A电力变压器； 本世纪初，我国已能生产500kV的三相750MV A和成组1000kV/250MV A的单相电力变压器，按三相容量计算，制造能力扩大到300倍。 （4）在输电线路方面： 1949年，我国只有一回220kV线路，全部35kV以上输电线仅6475km； 1999年底，我国超高压输电500kV（含直流线路）达22927km ，变电容量达80120MV A ；220kV以上输电线路总长达495123km、变电容量达593690MV A。 （5）在电气化方面： 工业用电量占全部电能生产的71.5%（2001），每年新增发电量的64.6%用于工业用电，其中轻工业用电的年增长率已达14.6%。 农业用电增长也很快，自解放以来，平均每年以24%的高速增长，在全国2300个县中，已有2280个县用上了电。 第三产业用电（包括市政商业和交通通信）和居民用电量到2001年已达电能总生产量的24.61%。 （6）在电力电子和电工新技术领域： 1962年，我国试制出第一个晶闸管； 目前，已能批量生产电流达3000A、电压为8500V的晶闸管，并能研制生产和应用快速、全控器件或设备。 （7）在电力系统方面： 1949年，只有东北、京津唐和上海三个容量不大（分别为646，259和250MW）的电力系统； 2003年，已有11个电力系统发电装机容量超过20000MW，其中东北、华北、华东、
土木学院期末考试基础工程课程试卷答案和评分标准（B）卷 2012——2013学年第一学期第 1页共 3页 题号一二三四五六七总分审核得分 得分 阅卷人 一、填空题：（每空1分，共20分） 1、地基可分为天然地基_和人工地基。 2、明挖基坑时，排除地下水的方法有表面排水法和井点法降低地下水位两种。 3、一般沉井主要有_井壁__、_刃脚、_隔墙、井孔、_凹槽、射水管、封底和盖板等组成。 4、钻孔灌注桩的施工中，常用的清孔方法有：_抽浆清孔_、_掏渣清孔_和换浆清孔_。 5、护筒的作用：固定桩位,并作钻孔导向；保护孔口防止坍塌；隔离孔内外表层水并保持孔内水位高出施工水位以稳固孔壁。 6、湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土两类。 7、挤密砂（碎石）桩对松散砂土地基的加固机理主要有_挤密作用、排水减压和砂土地基预振作用。 得分 阅卷人 二、判断题：（每小题1分，共10分） 1、刚性基础必须要满足刚性角的限制。（√） 2、沉井基础混凝土达到设计强度的70%时即可抽撤垫木。（×） 3、桩附近地面大面积堆载的情况会使桩周产生负摩阻力。（√） 4、按照桩的承载性状，桩可以分为挤土桩，部分挤土桩和非挤土桩。（×） 5、群桩承载力等于各单桩承载力之和。（×） 6、当桩侧土层压缩变形大，桩底土层坚硬，中性点位置会上移。（×） 7、当有负摩阻力产生时，桩身轴力在中性点处为零。（×） 8、地基系数随深度变化的比例系数m的单位是kN/m4。（√） 9、挤密砂（碎石）桩法对松散的砂土以及松软的粘性土地基加固机理是完全一致的。（×） 10、桩基承台发生冲剪破坏的原因是承台底配筋率不够。（×） 得分 阅卷人 三、简答题（每小题7分，共35分） 1、简述确定基础埋置深度需要考虑的因素。 答：（1）地基地质条件（1分）；（2）河流冲刷深度（1分）；（3）当地冻结深度（1分）；（4）上部结构形式（1分）；（5）当地的地形条件（1.5分）；（6）保证持力层稳定所需的最小埋置深度（1.5分）。 2、简述沉井基础的适用场合。 答：上部荷载较大，而表层地基土的承载力不足，做扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较为合理时。（3分） 在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基础施工时。（2分）岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深，采用扩大基础施工围堰有困难时。（2分） 3、简述桩基础的计算和验算项目。 答：拟定桩基础设计方案后，应对桩基础的强度、变形和稳定性进行必要的验算。（1分） （1）单根基桩的验算，包括单桩轴向承载力验算，横向承载力验算，单桩水平位移及墩台顶水平位移验算；（2分） （2）群桩基础承载力和沉降量的验算；（2分） （3）承台强度验算。（2分） … … … … … … … … … 密 … … … … … … … … 封 … … … … … … … … 线 … … … … 精品文档