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 3 道题，每题 20 分，共 60 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。- 1 - 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。3、电力系统故障可能引起哪些后果？答：（1）短路故障点强大的短路电流及燃起的电弧，可能损毁设备；（2）部分区域电能质量下降；（3）短路电流的热效应和电动力效应会损坏设备或缩短设备寿命；（4）电力系统稳定性遭到破坏，产生振荡，甚至引起系统瓦解。二、问答题（本题含 2 道题，每题 20 分，共 40 分）1、电机学研究内容主要有哪些？再分别加以阐述。答：电机学研究的主要内容有：物理模型、数学模型、实际运行、实验测试。物理模型：了解电机的基本构造、工作原理、表示转速与转矩之间关系、机械特性、应用场合和使用方法。同时，也是理想化的物理系统。数学模型:正确的建立电机的基本方程，对电机参数有清晰的物理概念，牢固掌握电机稳态运行时的分析方法和运行特性，明确能量转化关系。数学模型也可称为物理模型的数学描述。实际运行：了解电机的发热和能却、电机的额定值、效率、功率因素、过载能力等主要运行性能指标及主要参数范围等。对稳态运行电机，发电机的外特性、电动机的机械特性是最重要的特性。实验测试：实验是研究电机的最重要的手段。熟练掌握电机的基本实验测试方法，如电机的运行特性、损耗、稳态参数等的测定方法，电动机的起动和调速等，对实验结果进行正确分析和评价。2、常用限制过电压的措施有哪些？答：第一：提高断路器灭弧性能，因为切除空载线路过电压的主要原因是断路器开断后触头间电弧的重燃，因此限制这种过电压的最有效措施是改善断路器的结构，提高触头间介质的恢复强度和灭弧能力，以减少或避免电弧重燃。近年来，已经广泛采用的压缩空气断路器，带压油式灭弧装置的少油断路器以及 SF6 断路器都大大改善了灭弧性能，在切除空载线路时，基本上不重燃。- 2 - 第二：采用带并联电阻的断路器，这种断路器有两个触头，主触头 K1 并联一个电阻 R，K2 是辅助触头。断路器的动作分为两步进行。分闸时先断开主触头 K1，线路仍通过 R 与电源相连，线路上的残余电荷可通过 R 向电源释放。这时 R 上的电压即为 K1 上的恢复电压；只要 R 不太大，主触头间就不会发生电弧的重燃。在经过 1.5~2 个工频周期后，辅助触头 K2 断开，因 R 消耗了部分能量，线路残余电压较低，故触头 K2 上的恢复电压不高，K2 上不易发生电弧重燃。即使发生重燃，因 R 串在回路中仰制了振荡，过电压也显著降低，实际值只有 2.28 倍左右。从 K1 断开不易发生重燃的目的出发，希望 R 值小些；从仰制振荡和使 K2 不易发生重燃的角度看又希望 R 值大些，对一般开关 1000~3000Ω，这样的电阻称为中值并联电阻。- 3 -