电气人史上最全面的200问 不收藏就亏大了！

电气类专业(包括电气工程和自动化等相关)就是关于电气控制方面的专业; 专业的目标就是怎么让机器自动运行，就是人们常说的“智能化”，机器能够自己根据环境变化调整工作。PS：电气并不是电器，它包括了所有的用电的设备。这个概念相当的广泛，只要是用电的就是电气，只要是用电控制的就是电气控制。

电气：是电能的生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论、应用技术、设施设备等。

电气工程：是现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技术领域中不可或缺少的关键学科。正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来，并将改变人类的生活、工作模式。电气工程的发展前景同样很有潜力，使得当今的学生就业比率一直很高。

电气控制系统一般称为电气设备二次控制回路，不同的设备有不同的控制回路，而且高压电气设备与低压电气设备的控制方式也不相同。

主要功能：

为了保证一次设备运行的可靠与安全，需要有许多辅助电气设备为之服务，能够实现某项控制功能的若干个电器组件的组合，称为控制回路或二次回路。这些设备要有以下功能：

1、自动控制功能：高压和大电流开关设备的体积是很大的 ，一般都采用操作系统来控制分、合闸，特别是当设备出了故障时，需要开关自动切断电路，要有一套自动控制的电气操作设备，对供电设备进行自动控制;

2、保护功能：电气设备与线路在运行过程中会发生故障，电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备;

3、监视功能：电是眼睛看不见的，一台设备是否带电或断电，从外表看无法分辨，这就需要设置各种视听信号，如灯光和音响等，对一次设备进行电气监视;

4、测量功能：灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电)，如果想定量地知道电气设备的工作情况，还需要有各种仪表测量设备，测量线路的各种参数，如电压、电流、频率和功率的大小等。

在设备操作与监视当中，传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代，但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。这也都是电路实现微机自动化控制的基础。

系统组成：

常用的控制线路的基本回路由以下几部分组成：

1、电源供电回路：供电回路的供电电源有AC380V和220V等多种;

2、保护回路：保护(辅助)回路的工作电源有单相220、36V或直流220、24V等多种，对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护，由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成;

3、信号回路：能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路，如不同颜色的信号灯，不同声响的音响设备等;

4、自动与手动回路：电气设备为了提高工作效率，一般都设有自动环节，但在安装、调试及紧急事故的处理中，控制线路中还需要设置手动环节，通过组合开关或转换开关等实现自动与手动方式的转换;

5、制动停车回路：切断电路的供电电源，并采取某些制动措施，使电动机迅速停车的控制环节，如能耗制动、电源反接制动，倒拉反接制动和再生发电制动等;

6、自锁及闭锁同路：启动按钮松开后，线路保持通电，电气设备能继续工作的电气环节叫自锁环节，如接触器的动合触点串联在线圈电路中。两台或两台以上的电气装置和组件，为了保证设备运行的安全与可靠，只能一台通电启动，另一台不能通电启动的保护环节，叫闭锁环节。如两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路中。

运行原理：

电气系统微机保护装置的数字核心一般由CPU、存储器、定时器/计数器、Watchdog等组成。数字核心的主流为嵌入式微控制器(MCU)，即通常所说的单片机;输入输出通道包括模拟量输入通道(模拟量输入变换回路(将CT、PT所测量的量转换成更低的适合内部A/D转换的电压量，±2.5V、±5V或±10V)、低通滤波器及采样、A/D转换)和数字量输入输出通道(人机接口和各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等)。

保护装置：

电气系统微机保护装置是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向(现已基本实现，尚需发展)，它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度。微机保护装置硬件包括微处理器(单片机)为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等。该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。微机的硬件是通用的，而保护的性能和功能是由软件决定。

电气工程是现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技术领域中不可或缺的关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来，并将改变人类的生活工作模式等等。

1. 重要地位

电能作为当下传输效果最好，最高效的次级能源，除非有什么可获诺贝尔的重大技术突破去取代电力，电力在可预见的未来还是会保持能源系统的骨干地位的。

2. 技术革新

电力系统的整体运行和规划正受到各种科学技术发展的冲击，面临着各种各样的问题。而这不正是攻城狮们大展拳脚的好机会么?

新能源并网可能是电力系统当下面临的最大挑战。怎样在以保证系统安全为第一要务的前提下尽可能的使用“清洁”电能(我承认此处清洁有歧义)，而不是简单粗暴的弃风弃光。比如爱尔兰的系统管理者就在不断做着尝试，把原先40%左右的风力并网限制提升至了55%。

从发电到用电优化的关注点改变是产业结构调整后电力系统发展无法避免的一步。原因主要有两点：电力需求的增长停滞和新能源发电的不稳定性。因此传统的发电追随用电的时代很可能要慢慢转变成根据发电状态来用电(电池现阶段成本高)。关于电力需求，除非找到新的增长点，例如Heating and cooling(供冷暖)和transportation(通勤)这两个能耗领域的大规模electrification(电气化)，否则长期的高比例用电增长是很难实现的。而目前从英国的经验可以看到，在没有足够经济激励的情况下，民众电气化的意愿还是不高的。比如大力推广的electric heat pump， National grid原本乐观预测到2035年能有一千万个EHP装机，但是现在看起来更像是个不可能完成的任务。而混动汽车的市场目前来看也比纯电动汽车要大得多。

混合能源网络(或者称为能源互联网)会成为未来发展的主流方向。以后不应再单一的从电力系统的角度看问题。供暖网络，天然气网络等能源网络会以电网为主干网络进行联动，这样一来电力系统的运行和扩张也就有了新思路。举个两个能源联动的栗子：1. 多余的风力发电可以进行电解水生成氢气，再合成甲烷或直接混入天然气网络进行供暖。2. 英国居民现在普遍装备了燃气热水器，在未来如果电气化成功的前提下，居民可以根据电价和燃气价格对比决定是使用EHP还是燃气热水器产热，也能减轻电网压力。

3. 资产投资

电气设备进入一轮更新换代的周期，新设备的投资又要考虑到未来技术的发展。再拿英国举个栗子，目前很多的电力设备都是上世纪60-70年代建造的，已经开始进入新一轮更新换代的周期了。而发电侧和用电侧的各种革新设计也要求工程师和电力资产管理者在配置新硬件时做出更多“前瞻性”的考量。

4. 电力改革

为什么说电改而不是中国电改，因为国外的规章制度也是在不断改革的呀，英国的ofgem和DECC也经常需要讨论更改现行的规章制度。当然在系统运行的商业模式上他们已经有了一个较为成熟的框架。可以理解各位对于电改的担忧，个人觉得电改对于有能力的电力攻城狮来说会是一个非常不错的机遇，毕竟只有改革才能造就各种机会洼地。大家还是不断扩展自己的知识面，多充充电。

电气知识200问

1、电荷的性质

答：电荷之间存在着相互作用力，同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引。

2、电场

答：在带电体周围的空间存在着一种特殊物质，它对放在其中的任何电荷表现为力的作用，这一特殊物质叫做电场。

3、电阻，影响电阻的因素

答：电流在导体内流动过程中，所受到的阻力叫做电阻，用R表示。 导体电阻与导体长度成正比，与异体截面积成反比，还与导体的材料有关，它们之间的 关系可用下列公式表示：R=ρL/S 。

4、串联电阻的特点

答：①流过各电阻的电流相同。②串联电阻上的点电压等于各电阻上的电压降之和。 ③串联电阻的点电阻为各电阻之和。 并联电阻的特点 ①各并联电阻上的电压相同。②并联电阻的点电流等于各并联电阻流过电流之和。③并联电阻的等效电阻的倒数为各并联电阻的倒数之和。

5、电能

答：电能是用来表示电场力在一段时间内所做的功用W表示 W=pt W:电能(kw.h) p：电功率(w) t:时间(h)

6、什么叫有功，什么叫无功?

答：在交流电能的输、用过程中，用于转换成非电、磁形式(如光、热、机械能等)的那部分能量叫有功。 用于电路内电、磁场交换的那部分能量叫无功。

7、什么叫力率，力率的进相和迟相是怎么回事?

答：交流电机制功率因数cosФ，也叫力率，是有功功率和视在功率的比值，即 cosФ=p/ s， 在一定的额定电压和额定电流下，电机的功率因数越高，说明有功所占的比重越大。 同步发电机通常既发有功，也发无功，我们把既发有功，又发功的运行状态，称为力率迟相，或称为滞后，把送出有功，吸收无功的运行状态，称为力率进相，或称超前。

8、提高电网的功率因数有什么意义?

答：在生产和生活中使用的电气设备大多属于感性负载，它们的功率因数较低，这样会导致发电设备容易不能完全充分利用且增加输电线路上的损耗，功率因数提高后，发电设备就可以少发无功负荷而多发送有功负荷，同时还可以减少发供电设备上的损耗，节约电能。

9、什么叫电流?电流的方向是怎样规定的?

答：电流：是指在电场力的作用下，自由电子或离子所发生的有规则的运行称为电流。 规定正电荷运动的方向为电流方向，自由电子移动的方向与电流方向相反。

10、什么是互感现象?

答：由于一个电路中的电流发生变化，而在相邻的另一个电路中引起感应电动势的现象，叫互感现象。

11、电压降低的事故处理

答：①当各级母线电压低于额定值的95%时，电气人员应立即调整发电机的励磁，增加无功负荷，使电压维持在正常范围内。

②当各级母线电压低于额定值的90%时，应利用发电机事故过负荷能力，增加无功维持电压。(注意检查发电机温度，记录过负荷倍数和时间)同时也可适当减少有功负荷，并汇报值长联系区调，要求调整和限制负荷。

③如经上处理电压仍继续下降到5.4KV以下时，电气人员请示值长与系统解列，待系统电压恢复5.7KV以上时，再尽快与系统并列。

12、周波降低的事故处理

答：①当系统周波下降至49.5HZ以下时，电气人员应立即汇报值长，联系机、炉增加机组负荷至最大可能出力，同时联系区调。

②当系统周波下降至49HZ以下时，除增加出力外，还要求区调消除周波运行，使周波在三十分钟内恢复至49HZ以上，在总共一小时内恢复至49.5HZ以上。

③当系统周波下降至48.5HZ时，我厂与系统并列的开关低周保护应动作，否则应手动执行，待系统周波恢复至48.5HZ以上时，再尽快与系统并列。

13、高压设备巡视的注意事项

答： ①巡视高压设备时，不得进行其他工作，不得移开或越过遮栏。

②雷雨天气时，应穿绝缘靴，并不得接近避雷器和避雷针。

③高压设备发生接地时，室内不得接近故障点4m以内，室外不得接近8m以内，进入范围必须穿绝缘靴，接触设备外壳，构架时，应戴绝缘手套。

④进出高压室，必须将门锁好。

14、同步发电机是怎么发出三相交流电的?

答：汽轮机带动转子旋转，转子上有励磁绕组(转子绕组)通过电刷与滑环接触，将励磁系统产生的直流电引入转子绕组产生稳恒的磁场，在汽轮机一定速度旋转带动下，三相定子线圈不停切割转子磁通，产生感应电动势，带上负荷后产生负载电流，即三相交流电。(交变的：频率、电势相等而相位不同的交流电)

15、同步发电机的“同步”是指什么意思，同步发电机的频率、转速、磁极对数之间关系

答：①同步即指发电机转子旋转磁场的速度n=60f t和方向与定子磁场的旋转速度和方向相同。

②频率、磁极对数、转子速度关系：f = p n /60 (n：转子速度 p：磁极对数 f：频率)

16、发电机在运行中cosФ降低有何影响?

答：当cosФ低于额定值时，发电机出力应降低，因为cosФ愈低，定子电流的无功分量愈大，由于感性无功起去磁作用，所以抵消磁通的作用愈大，为了维持定子电压不变，必须增加转子电流，此时若仍保持发电机出力不变，则必然引起转子电流超过额定值，引起定子绕组的温升，使绕组过热。

17、发电机空起升压时为何要检查三相静子电流表，核对空载转子电压、电流?

答：发电机合闸并网前，三相静子电流应为0，若发现有电流，则说明静子回路上有短路点，应立即拉开灭磁开关检查。 校对空载转子电压和电流的目的是检查发电机转子绕组有无层间短路，若静子电压达到额定值，转子电流大于空载额定电压时的数值，则说明转子绕组有层间短路。

18、静子绕组单相接地有何危害?

答：由于发电机中性点是不接地系统，发生单相接地时，流过故障点的电流只是发电机系统中较小的电容电流，这个电流对发电机没有多在危害，故发电机可做短时间运行，但如不及时处理，将有可能烧伤静子铁芯，甚至发展成匝间或相间短路。

19、为何要在滑环表面上铣出沟槽?

答：运行中，当滑环与碳刷滑动接触时，会产生高热反应，在滑环表面有螺旋状的沟槽，这一方面是为了增加散热面积，加强冷却，加一方面是为了改善同电刷的接触，而且也容易让电刷的粉未沿螺旋状沟槽排出。

20、发电机对励磁系统有什么要求?

答：①励磁系统应不受外部电网的影响，否则在事故情况下会发生恶性循环，以致电网影响励磁，而励磁又影响电网，情况会愈来愈坏。

②励磁系统本身的调整应该是稳定的，若不稳定，即励磁电压变化量很大，则会使发电机电压波动很大。

③电力系统故障发电机端电压下降，励磁系统应能迅速提高励磁到顶值。

21、什么叫励磁倍数?强励动作后应注意什么?

答：强励倍数，即强行励磁电压与励磁机额定电压Ue之比，对于空冷励磁绕组的汽轮发电机，强励电压为2倍额定励磁电压，强励允许时间为50s。 强励动作后，应对励磁机的碳刷进行一次检查，另外要注意电压恢复后短路磁场电阻的继电器接点是否已打开，接点触头是否完好。

22、励磁回路的灭磁电阻起何作用?

答：①防止转子绕组间的过电压，使其不超过允许值。

②将磁场能量变成热能，加速灭磁过程。

23、发电机三相电流不对称会产生什么影响?

答：当三相电流不对称时，产生负序旋转磁场，它以两倍的转速扫过转子表面，出现的主要后果：

①使转子表面发热。

②使转子产生振动

24、发电机进出风温差变化说明什么问题?

答：在同一负荷下，进出风温差应该不变，如果发现风温差变大，说明是发电机的内部损耗增加，或者是空气量减小。

25、巡查发电机时，从窥视孔看电机的端部，重点应检查什么?

答：①对定子线棒端部的检查 a 是否松弛 b 绝缘是否完好 c 有无电晕现象。

②对端部结构部件的检查：主要检查压圈支架，螺母，端箍等紧固情况是否良好。

26、励磁机的正、负极性在什么情况下可能变化?

答：①检修后试验时，如测电阻或进行电压调整试验，没断开励磁回路，加入反向电时，将励磁抵消或相反。

②励磁机经一次突然短路，由于电枢反应很强，使去磁作用超过主磁场，有可能使极性改变。

③当电力系统发生突然短路，由于发电机定子突增电流，使在转子内感应出一直流分量，可能使转子出现极性相反。

④由于励磁机磁场回路断开重又接通，可能引起极性相反。

27、发电机的空载特性

答;发电机转子以额定转速旋转，定子绕组开路(不带负载)，运行时，其电势Eo，与励磁电流Il之间的关系曲线。

28、电枢反应

答：同步发电机在负载情况下，定子绕组里的三相电流所产生磁通ФS的旋转磁场(电枢磁场)，它对转子绕组里的励磁电流所产生磁通ФI的转子旋转磁场发生影响，从而改变了气隙磁场，这种影响称为电枢反应。

29、静子或转子仪表之一突然无指示，如何处理

答：①当失去指示时，按其余表计继续运行，并看可能不改变发电机的运行方式，联系有关人员检查回路，清除故障。

②如果影响正常运行，根据情况减少负荷直至停机。

30、发电机变为调相机运行与变为电动机运行有何区别

答：变为调相机是指发电机失去原动力(主汽门关闭)，有功降至0以下，发电机自系统吸收有功，维持能量损耗。 变为电动机是指发电机既失去原动力也同时失磁，这时从系统中既吸收有功，又吸收无功，变成电网中的负载。 两者均对发电机产生巨大危害。

31、变压器上层油温的规定，主厂变在何时开风扇?

答：上层油温在周围空气温度为40℃情况下，不宜经常超过85℃，最高不能超过95℃，温升不得超过55℃，当上层油温达到55℃时应开启排风扇加强通风冷却。

32、变压器运行中检查

答：①油色油位，本体清洁，无渗漏油 ②套管清洁，无裂纹，破损，放电及其它异常 ③声音、风扇，上层油温正常 ④WSJ无气体，呼吸器硅胶未变色 ⑤气道及保护膜完好 ⑥各侧引接线无发热变色 ⑦外壳接地良好

33、变压器投入与停用的操作原则

答：①变压器的投入与停用必须使用断路器 。

②主变压器应尽可能由零逐升压到额定值，再与系统并列，停时相反。

③厂用变压器应先合高压侧开关充电，后合低压侧开关，停时相反。

34、测量变压器绝缘注意事项

答：①摇测前应将绝缘子套管清扫干净，拆除全部接地线，将中性线脱开。

②选择合适的摇表，摇测时应记录当时变压器的油温。

③不允许在摇测时用手摸带电导体，摇测后应将绕组放电。

④摇测项目，双绕组变压器测量一次侧对二次侧以及对地，二次侧对一次侧以及对地。

35、油枕的作用

答：减小油与空气接触面，降低油变潮氧化的可能及装及瓦斯断电器与油温计。

36、呼吸器、净油器的作用

答：呼吸器：防止空气中的水份浸入油枕中的油内。 净油器;改善运行中变压器油的性能，防止油老化，吸附油中的水、渣滓，酸和氧化物，使油持保持清洁，延长油的使用年限。

37、变压器有且只有一点接地原因

答：①一点接地为防止变压器运行、试验时产生悬浮电位 ，造成对地放电。

②只允许一点接地，是因为两点接地后形成闭合回路，主磁通穿过回路时产生循环电流，造成局部过热。

38、影响油温变化的因素

答：①负荷 ②环境温度的变化 ③变压器内部故障 ④放热管是否通畅 ⑤冷却系统的状况

39、电压过高对变压器的危害

答：正常电压不超5%Ue，过高会使铁芯磁通严重饱和，铁芯及构件因漏磁产生高热，严重时会损坏变压绝缘，并使构件局部变形，缩短变压器寿命。

40、变压器运行中遇哪些情况应立即停运?

答：①内部声音很大，不均匀，有爆裂声 ②在正常负荷及冷却条件下，温度不正常不断不升 ③油枕、防爆管喷油 ④严重漏油，使油位低于油位计的指示限度，看不见油 ⑤油色改变过甚，油内出现碳质 ⑥套管严重破损，放油

41、变压器轻瓦斯动作可能原因

答：①空气进入 ②油位降低 ③二次回路故障 ④内部轻微故障

42、电机检修结束后，如何送电?

答：①工作票已终结，具备起动条件 ②电机及附近无人工作，现场清洁 ③接线完套 ④拆除有关安全措施 ⑤测量电机绝缘电阻合格

43、启动电机只鸣不转的原因?

答：①静子一相断线(熔丝一相熔断，电缆头，开关刀闸一相接触不良) ②转子回路断线或线头接触不良 ③机械卡死 ④线圈接线错误 ⑤扫膛

44、电机剧烈振动的原因?

答：①电机与机械部分中心不正 ②机组失衡，机械损坏 ③扫膛 ④轴承损坏 ⑤轴弯曲 ⑥底脚松动

45、电机何时立即切断电源

答：①人身事故 ②机械损坏或有明显短路 ③强烈振动 ④声音异常 ⑤轴承温度超过规定 ⑥电机冒烟，失火，有焦味 ⑦电机电流突升，超过规定。

46、电机直接启动有何缺点，电机降压启动有何方法?

答：①直接启动时启动电流大，对电网电压影响大。

②降压启动方法：a在定子回路中串联电抗器 b星三角降压 c自耦降压。

47、为何测变压器温度应用酒精温度计?

答：①水银是良导体，若放在交变磁场很强的部位，将有涡流产生，使温度升高，不能测得准确的温度。 ②测量中，万一温度计损坏，酒精是无毒，易蒸发，且容易清理，而水银可能成为有毒气体，清理也较困难。

48、什么是变压器的铜损和铁损?

答：铜损是指变压器一、二次电流流过线圈电阻所消耗的能量之和，由于线圈多用铜导线制成的，故称铜损，与电流以的平方成正比。 铁损是指变压器在额定电压下，在铁芯中消耗的功率，其中包括激磁损耗与涡流损耗。

49、异步电动机的气隙过大或过小对电机运行有何影响?

答：气隙过大使磁阻增大，因此激磁电流增大，功率因数降低，电机性能变坏。 气隙过小，铁芯损耗增加，运行时定子、转子易发生碰擦，引起扫膛。

50、油开关运行中的检查项目

答：①引线及连接部分接触良好，无松动，发热，变色现象。 ②油位正常，油色清晰透明，呈淡黄色。 ③瓷套管应清洁完整，无破损，放电痕迹。 ④分合闸指示器指示正确。 ⑤操作机构完好，接地牢固，各部销子无脱落，拉杆无断裂痕迹 。 ⑥二次端子排装设牢固，线头不要烂。 ⑦开关遮栏完好，并上锁。