西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别： 网教 专业：电力系统自动化技术 课程名称【编号】： 电气工程概论 【1037】 A 卷大作业 满分：100 分 一、简答题(本题含 2 道题，每题 20 分，共 40 分)1、数字化测量装置具备哪些功能？答：可以以数码、数字曲线或数字图像等多种方式显示测量结果，以数码及数字图形显示控制过程及 控制结果；数字化测量系统具有自检测、自诊断、自校正功能实现系统的自我维护，确保系统性能保持正常水平。2、液电效应的应用有哪些方面？答：1.液电加工原理如图 2 所示。电源设备由控制器、高压发生器、高压脉冲电容器、隔离间隙开关和主放电电极组成。高压静电电源对高压脉冲电容器充电，当电压达到空气隔离间隙击穿电压时 ，隔离间隙被击穿，高压脉冲电容器充电所储存的能量全部加在主放电间隙上。隔离间隙控制了电源对电容器的充电电压值，也控制了液电效应的强度。当主放电间隙电场强度大于其临界击穿电场强度时 ，主间隙间发生激烈的高压静电放电，即主间隙击穿。放电时间极短约为 10-6 s，使液体气化，温度为数万摄氏度。压力为数万个大气压的等离子体，并高速向外扩张成液压冲击波，液体可认为是不可压缩的介质，瞬间冲击波的压力可达 103 ～ 104 个标准大气压，电能直接转换成爆炸式的机械能。根据实验结果可把放电通道附近的区域划分为如图 3 所示的几个区域。区域 A 是放电通道本身；区域 B 是破坏区，此区域中的液体带有硬脆性；区域 C 是硬化区，液体处于硬弹性状态，放置在此区域中的材料将受到冷硬化作用；区域 D 是弹性作用区，液体处在强弹性状态，呈现巨大的推力作用；区域 E 是压缩区，在此区域液体处于流动状态。各个区域的作用距离和范围与液电效应的功率成正比。根据光学的聚焦原理，由弹性材料制成的平板状或特殊形状的反射器，可将液电作用集中到液体的某一个区域，从而实现对材料的加工。液电加工在性质上类似于爆炸加工，但液电加工克服了爆炸加工的所有缺点：操作复杂、危险，不能大量生产。2.液电成型。液电成型主要用于板料的拉延、冲孔和管件的胀形。对于浅拉延和较薄的工件，一次放- 1 - 电即可成型，对于较大尺寸和较深拉延的材料，可采用反复放电完成。模具 (只需凹模)可采用锌合金、环氧树脂塑料、石膏等制作。由于放电时间短，冲击波传播速度快，因此成型速度快，工件回弹小，成型精度高，最高可达±(0.1～0.13 )mm。在成型后期还可同时完成冲孔、压突包等局部成型。图 4 为钣金加工和管胀形的液电成型示意图。由于液电加工原理简单，无需一系列复杂的辅助设备，而且能准确地控制加工能量，操作简单，加工速度快，没有环境污染，因此该项技术用途十分广泛。随着液电加工技术向机械化、自动化方向发展，该项技术在宇航工业和汽车工业都有其广阔的应用发展空间。液电加工成型速度快，工件回弹小，无需校正，成型精度高，且模具( 只需凹模) 可采用石膏、环氧树脂塑料等材料制作，因此，对于航空航天和汽车制造工业中的一些高精度零件和特殊形状及采用特殊材料零件的试制，具有特别重要的意义，可大大降低制造成本和制造周期。可用于纺织工业和石化工业和工程机械等场合。二、问答题（本题含 3 道题，共 60 分）1、简述人们利用太阳能的方法，每种方法试举一例。（15 分）答：阳能光伏发电技术：太阳能光伏发电技术是利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转换为电能，光伏发电具有不消耗燃料、不受地域限制、规模灵活、无污染、安全可靠、维护简单等优点，但是这种分布发电技术的成本很高，所以现阶段还需要降低成本而适合于广泛应用；2、浅谈电力工业的主要生产环节有哪些，分别有什么作用？（20 分）答：电力工业的主要生产环节： （1）发电：利用各种能源资源，生产电能； （2）输电：电力的输送； （3）变电：电压等级的变换； （4）配电：电能的分配供给； （5）用电：电能消费。 电力工业还包括以下环节：规划、勘测设计、施工建设、运行调度、维护改造、安全监察、科研开发、设备制造、教育培训、法规标准、电力营销（电力市场）等等。 3、为了充分发挥电力系统的功能和作用，应该满足什么样的基本要求？（25 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同一系统。 发电、变电、输电、配电、用电等设备称为电力主设备，也称为一次设备；由主设备构成的系统称为主系统，也称为一次系统。 测量、监视、控制、继电保护、安全自动装置、通信，以及各种自动化系统等用于保证主系统安全、稳定、正常运行的设备称为二次设备；二次设备构成的系统称为辅助系统，也称为二次系统。 电力系统基本任务：安全、可靠、优质、经济地生产、输送与分配电能，满足国民经济和人民生活需- 2 - 要。 基本要求： （1）满足用户需求； （2）安全可靠性要求； （3）经济性要求； （4）环保和生态要求。应用各种具有自动检测、反馈、决策和控制功能的装置,并通过信号、数据传输系统对电力系统各元件、局部系统、或全系统进行就地或远方的自动监视、协调、调节和控制,以保证电力系统的供电质量和安全经济运行。 现代控制理论、电子技术、计算机技术、通信技术、图像显示技术等科学技术的最新成就来实现电力系统自动化。 电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障或不正常运行情况时,用于快速切除故障、消除不正常状况的重要自动化技术和设备(装置)。 用于保护电力元件的通常称为继电保护装置,用于保护电力系统安全运行的通常称为安全自动装置,例如自动重合闸、按周减载等。 - 3 -