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基于电力电子技术有载调压变压器的无冲击调压方法
摘　要：提出以电力电子器件为分接开关的有栽调压变压器无冲击调压方法。该方法考虑了调压绕组的改变引起的变比变化和漏电阻、漏电感大小的变化。为考虑铁磁特性，变压器铁芯用非线性电阻和电感来等效。由变压器的空载实验数据，得到描述两者非线性特性的分段线性表达式。通过对变压器等值模型的分析，得出无冲击有载调压时刻的求解方法。在这一时刻进行分接开关通断控制，可以使调压过程按系统运行的需要而改变，并保证负载电流连续、平滑、无冲击。阐述了传统的以负载阻抗角确定调压时刻是本方法的特例。通过仿真及实验验证了这一方法能够实现快速、无冲击、可靠调压过程。
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广东电网公司2012年校园招聘专业知识考试试卷
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&&&&广东电网公司2012年校园招聘专业知识考试试卷&&&&专业类别：电力系统【01】(A卷)&&&&注意事项：1、答卷前将装订线右边的项目和答题卡的考生个人信息项目填写清楚。2、答卷必须在答题卡用2B铅笔将正确的选项涂黑方为有效，试卷上答题无效。3、本份试卷共3道大题，60道小题，满分100分，考试时间60分钟。&&&&&&&&8、同步发电机供给纯电阻负载时的电枢反应的性质为（（A）交磁（B）交磁兼去磁）。（B）带负电的半导体（D）带正电的半导体（C）增磁&&&&&&&&）作用。（D）增磁兼交磁&&&&&&&&9、N型半导体是（（A）掺杂半导体（C）纯净的半导体&&&&&&&&一、单项选择题（请将正确答案的代号填入括号内，共30题，每题2分，共60分）&&&&1、当电流i=4√2sin(314t-45°通过3Ω的电阻R时，电阻R所消耗的功率为（)A（A）48W（B）12W（C）24W（D）16W）。&&&&&&&&10、差动放大电路中，大小相等、极性（相位）相反的两个输入信号成为（（A）共模信号（C）差模信号11、（（B）比较信号（D）交流信号&&&&&&&&）信号。&&&&&&&&）是PWM技术的重要理论基础。（B）电压等效原则（D）宽度等效原则）。&&&&&&&&（A）幅度等效原则（C）面积等效原则&&&&&&&&2、正弦交流电路中，已知两复阻抗Z1=(80+j60)Ω和Z2=(40-j20)Ω，若将Z1、Z2串联，则电路的等效复阻抗为（（A）(120+j80)Ω）。（B）(40+j80)Ω（C）(120+j40)Ω（A）(40+j40)Ω）&&&&&&&&12、十进制数转换为二进制数的方法是（（A）除2取余，逆序排列（C）乘2取整，逆序排列&&&&&&&&（B）除2取余，顺序排列（D）乘2取整，顺序排列&&&&B+VAL&&&&&&&&3、对称三相交流电路中，三相负载由Y形连接改为Δ形连接后，负载功率将变为原来的（倍。（A）√2（B）√3（C）3（D）&&&&13&&&&&&&&13、由开关组成的逻辑电路如图所示，设开关A、B接通为“1”，断开为“0”，电灯L亮为“1”，电灯L暗为“0”，则该电路为（）Ω。（A）“与”门（C）“非”门）。&&&&&&&&4、RL串联电路对基波的输入阻抗为(1+1j)Ω，则其对3次谐波的输入阻抗为（（A）(1+j3)Ω（B）(3+j1)Ω（C）(3+j3)Ω（A）(1-j3)Ω&&&&&&&&（B）“或”门（D）以上各项都不是）。（B）电路的原始状态（D）以上各项都不是）。&&&&&&&&5、在RL串联的正弦交流电路中，如果电阻R上电压为60V，电感L上电压为80V，那么总电压为（）V。（B）20（C）100）。（D）120&&&&&&&&14、触发器输出的状态取决于（（A）输入信号（C）输入信号和电路的原始状态&&&&&&&&（A）140&&&&&&&&6、由∮?dL=0能说明（（A）环路中一定无电流&&&&&&&&15、大型凝汽式火电厂潮流计算中常定为（（A）平衡节点（B）PV节点&&&&&&&&（C）联络节点）。&&&&&&&&（D）PQ节点&&&&&&&&（B）环路中可能有电流，但代数和为零（C）环路上的B处处为零（D）不能说明一定的问题7、三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的（（A）空载线（B）空载相（C）额定负载时的线）电压。（D）额定负载时的相&&&&&&&&16、当系统有功出力略小于有功负荷需求，电网频率会（（A）随之上升（B）随之下降（C）不变&&&&&&&&（D）不确定&&&&&&&&17、当电压中枢点采用（（A）顺调压&&&&&&&&）方式时，更易于保证最小负荷系数低的用户获得合格的电压质量。（C）逆调压（D）改变变压器变比调压）。&&&&&&&&（B）恒调压&&&&&&&&18、运用正序等效等则求短路点正序电流时，两相接地短路的附加电抗为（&&&&&&&&（A）xff(2)xff(0)&&&&&&&&（B）&&&&&&&&(2)(0)&&&&&&&&（C）xff(2)+xff(0)）有关。（B）中性点是否接地（D）与上述三者都有关&&&&&&&&（D）&&&&&&&&(2)(0)(2)+(0)&&&&&&&&（A）计划阶段、开发阶段、运行阶段（C）设计阶段、开发阶段、编码阶段&&&&&&&&（B）设计阶段、编码阶段、测试阶段（D）设计阶段、编码阶段、维护阶段&&&&&&&&19、三相变压器的零序电抗与（（A）变压器绕组的连接形式（C）变压器铁芯结构&&&&&&&&30、在TCP/IP参考模型中，传输层的主要作用是在互联网络的源主机与目的主机对等实体之间建立用于会话的（（A）点-点连接）。（B）操作连接（C）端-端连接（D）控制连接&&&&&&&&20、不计元件的电阻，在元件中传送有功功率的条件是（（A）元件两端存在电压幅值差（C）元件不消耗有功功率&&&&&&&&）。&&&&&&&&（B）元件两端存在电压相位差（D）以上都不对）。&&&&&&&&二、是非判断题（请判断下列叙述是否正确，并将正确答案的代号填入括号内：共30题，每题1分，共30分）&&&&（A）正确（B）错误）&&&&&&&&21、三相五柱式电压互感器的二次侧辅助副绕组其作用是监测系统的（（A）相电压（B）线电压（C）零序电压）。&&&&&&&&（D）相电压和线电压&&&&&&&&31、用节点电压法分析具有n个结点的电路时，需要列写n个关于结点电压的KCL独立方程。（32、叠加定理适用于线性电路，不适用于非线性电路。（））&&&&&&&&22、我国110kV及以上系统，中性点运行方式采用（（A）不接地（B）经消弧线圈接地&&&&&&&&（C）直接接地）&&&&&&&&（D）经大电抗接地&&&&&&&&33、网络函数的极点分布在坐标平面的左半平面时，电路是稳定的。（34、在换路瞬间，电容电流和电感电压都不能突变。（）&&&&&&&&23、电压互感器运行中的误差与下列哪个因素有关？（（A）一次电压（B）二次负荷&&&&&&&&（C）负载的功率因素&&&&&&&&（D）一次负载&&&&&&&&24、一发电厂的升压变压器将发电机侧的24kV电压升为500kV，这台变压器的额定变比为（）。（B）24/550（C）25.2/500（D）25.2/550）。&&&&&&&&35、对于单个线圈自感系数的定义式为L=。当线圈的几何形状、大小及周围磁介质分布不变，且&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&无铁磁性物质时，若线圈中的电流强度变小，则线圈的自感系数L变大。（&&&&&&&&）&&&&&&&&（A）24/500&&&&&&&&36、变化着的电场和磁场相互激发、交替产生、由近及远地以有限的速度在空间中传播，就形成了电磁波。（））&&&&&&&&25、线路两端电压分别为?A=110∠8°kV，?B=110∠5°kV，表明线路（（A）有功、无功功率由A端流向B端（C）有功功率由A端流向B端26、能够实现全线速动的保护是（（A）纵联差动保护）。（C）电流保护&&&&&&&&37、在电机和变压器铁芯材料周围的气隙中存在少量磁场。（38、温度变化会影响半导体器件的性能。（）&&&&&&&&（B）有功功率由B端流向A端（D）没有功率流动&&&&&&&&39、三极管共射极放大电路中，带负载后电压放大倍数会有所下降。（（D）都不对&&&&&&&&）））&&&&&&&&40、直流稳压电源中，电容滤波电路输出电压的平均值与负载大小无关。（&&&&&&&&（B）距离保护）。&&&&&&&&41、存储器字数的扩展可以利用外加译码器控制数个芯片的片选输入端来实现（42、如图所示电路，逻辑关系Y=成立。&&&&+VDD&&&&&&&&27、同步发电机并列操作时，要求（（A）冲击电流尽可能小（C）发电机电压为零&&&&&&&&（B）负荷电流尽可能小（D）都不对）。&&&&&&&&28、若没有励磁控制器，在发电机所带无功功率上升的情况下，机端电压会（（A）不变（B）升高（C）降低&&&&&&&&RGA=1Y&&&&&&&&（D）前三种情况都有可能）。&&&&&&&&29、软件的生命周期中，通常分为三大阶段，依次为（&&&&&&&&43、电力系统暂态稳定性是指系统受到大干扰后，能不失同步地过渡到新稳定运行状态的能力。（44、逻辑电路如右图所示，其函数关系为Y=A+B+C。（45、元件的电压降落与元件的电压损耗相同。（46、环网中总是存在循环功率。（）&&&&ABCD1D2D3&&&&&&&&）&&&&&&&&（C）有功功率和无功功率都满足功率守恒定律，视在功率不满足功率守恒定律（D）电容和电感元件消耗的平均功率总为零，电阻元件消耗的无功功率总为零（E）电路的复功率可以代表正弦量&&&&&&&&）&&&&&&&&+VCC&&&&&&&&）&&&&RY&&&&&&&&62、降低网损的技术措施有（（A）提高用户功率因数&&&&&&&&）。&&&&&&&&47、系统的频率调整是集中控制的，而电压调整则是分散调整控制的。（）&&&&&&&&（B）合理确定电网运行电压水平（C）在环网装设潮流控制设备，使功率分布等于或接近经济分布（D）调整用户负荷曲线）（E）线路装设串联补偿电容（F）增加并联运行的变压器台数）63、下列接线中若要检修出线断路器会造成该回路停电的主接线形式为（（A）单母线（B）单母线分段（C）一个半断路器接线（D）双母线分段（E）双母线64、中性点直接接地系统发生单相接地故障时（）。）。&&&&&&&&48、两系统联络线出现振荡，主要是由于两系统电势幅值出现波动引起的。（）&&&&&&&&49、中性点直接接地系统发生接地短路时，非故障相线路中不会出现故障电流分量。（50、导体和电器的热稳定性和动稳定性校验的方法是相同的。（）&&&&&&&&51、水平方向布置的三相平行导体在发生三相短路时，最大电动力出现在B相上。（52、小电流接地系统中可以采用不完全星形接法的是电流互感器。（）&&&&&&&&53、中性点直接接地的系统中，在发生接地短路时，反应接地短路的零序电流保护中流过的电流为一相零序电流的3倍。（）&&&&&&&&54、在中性点非直接接地电网中，由同一变电所引出的并列运行的线路上发生两点异相接地短路，采用完全星形接线的电流保护有2/3的机会只切除一条线路。（55、铁芯叠片越厚，其损耗越大。（）））&&&&&&&&56、联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为电压变化率太大。（57、轻载的超高压输电线路末端电压总是低于首端。（）&&&&&&&&（A）故障点零序电压最高（B）接地中性点处零序电压为零）（C）故障线路上零序电流等于故障点的零序电流（D）故障线路上，两端零序功率的方向相同，实际上是由线路流向母线（E）非故障线路上，两端零序功率的方向相同，实际上是由线路流向母线65、同步发电机励磁系统的任务是（（A）维持机端电压在给定水平（B）控制无功功率的分配）。&&&&&&&&58、不论短路点位置如何，实用计算中均要计及负荷提供的冲击电流。（59、自动励磁调节器的放大倍数越大越有利于提高系统的稳定性。（60、函数的定义不可嵌套，但函数的调用可以嵌套。（））&&&&&&&&三、多项选择题（请将正确答案的全部代号填入括号内，共5题，每题2分，共10分）&&&&61、下列说法正确的是（）。&&&&&&&&（C）提高同步发电机并列运行的稳定性（D）控制用功功率的分配（E）改善电力系统的运行条件&&&&&&&&（A）对一个RL串联电路来说，其等效复功率总是固定的复常数（B）两个同频率正弦量的相位差等于它们的初相位之差，是一个与时间无关的常数&&&&&&&&分享给好友:
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> 第2章 电力机车速度调节
第3节 交直型整流器机车的变压器调压
　　整流器电力机车上装有牵引变压器，利用改变牵引变压器输出电压的方法来调节牵引电动机的端电压，也可以实现机车的速度调节。改变变压器输出电压，既可以在变压器的低压侧进行，也可以在变压器的高压侧进行，即有所谓低压侧调压和高压侧调压两种方法。因为这种调压方式具有线路简单、调压方便、速度调节范围广、经济运行级多和效率高等优点，因而在整流器电力机车上得到了一定应用。
　　一、高压侧调压
　　1.高压侧调压的原理
　　变压器低压绕组(二次侧)匝数不变，利用改变高压绕组(一次侧)匝数来调节变压器输出电压的方法叫高压侧调压，其原理如图2-8所示。
　　图2-8　高压侧调压原理雏形示意图
　　在调压开始时，为了得到变压器二次侧的最小输出电压U2min，需将变压器一次侧全部匝数接入，即n点与A点相接，此时变压器有最大变比Kmax，若忽略变压器内阻压降和负载后漏抗压降，其值为
　　式中 UC&&接触网供电电压;
　　W1&&变压器一次侧绕组总匝数;
　　W2&&变压器二次侧绕组总匝数。
　　在调压过程中，随着n点的逐渐下移，变压器一次侧有效匝数逐渐减小，使变压器变比逐渐减小，变压器二次侧电压即逐渐升高。也就是随着n点在一次侧绕组上的移动，变压器一次侧绕组的有效匝数发生变化，二次侧绕组上就可以获得不同的输出电压。
　　在实际应用中，通常并不采用这种简单的调压线路，这是因为随着调压过程的进行，A点的电位将大大提高。在调压开始时，A点电位与接触网电压值相同，当变压器二次侧输出最高电压时，n点电位仍为接触网电压值，而A点的电位为
　　由此可知，A点电位将高出接触网电压值UC很多倍。这样，变压器一次侧绕组的绝缘就要按很高的电位去设计，加大了变压器的制造成本。所以在实际应用中往往加入调压绕组。例如法制6Y2型电力机车就是采用带有调压绕组的变压器高压侧调压，其调压原理如图2-9所示。
　　图2-9　高压侧调压原理图
　　图中1为调压绕组，通过机车受电弓与电网相接，2为高压绕组，3为低压绕组。因为调压绕组的始端A点与电网联接，所以A点电位与电网电压UC相同。在调压开始时，动触头n与T点相连，高压绕组2上的电压为零，变压器低压绕组3无输出。在调压过程中，随着动触头n的逐渐上移，高压绕组的电压逐渐升高，其值为：
　　式中 WnT&&调压绕组中与高压绕组相连部分匝数。
　　变压器低压绕组输出电压也随之升高,其值为：
　　(2-14)
　　式中 W3&&低压绕组的匝数;
　　W2&&高压绕组的匝数。
　　由式(2-14)可知，在调压过程中不断改变高压绕组与调压绕组相连的匝数WnT，牵引变压器输出电压U2即随之改变。在这种调压方法中牵引变压器为三绕组变压器，也可以把变压器视为一台普通变压器与一台高压自耦变压器的组合体，用高压自耦变压器调压，普通变压器输出。
　　2.高压侧调压的特点
　　对于高压侧调压，由于电流等级低，一般为几百安，因此调压电器开断电流小，不需要灭弧装置。但是由于变压器电压当等级较高(网压)，对绝缘的要求高，更重要的是动触头在调压绕组上的移动不能象一般低压自耦变压器那样进行平滑移动，只能在调压绕组上安排一定数量的抽头，使n与之相连，这样的调压器便只能是有级的，从而使变压器的结构和调压电器的结构复杂。另外，加设了调压绕组也使变压器容量增加。
　　由于变压器一次侧绕组匝数较多，可以安排比较多的抽头获得较多的调压级数。
　　二、低压侧调压
　　1.低压侧调压的原理
　　图2-10　低压侧调压原理图
　　低压侧调压就是变压器高压绕组匝数不变，利用改变低压绕组匝数来改变变压器输出电压的方法。图2-10所示为低压侧调压原理。图中变压器低压绕组分为左右两臂ao、ob，各有若干抽头，每一组抽头上接有调压开关的触头，触头按次序交替地分为两组。以左臂绕组ao为例，一组抽头与触头1、5相连，接到转换硅元件D3上;另一组抽头与触头3、7、9相连，接到转换硅元件D1上。硅元件Dl、D3组成级间转换硅机组，用以完成级间电压转换，防止低压绕组小分段被短接。右臂bo绕组与调压开关的触头、级间转换硅机组(D2、D4)的连接与左臂相似。
　　调压过程是分级进行的。
　　在调压开始时，首先是触头9、10闭合，其它触头均断开，变压器二次侧无输出电压。
　　在第一电压级上，触头1、2闭合，9、10打开，此时变压器绕组的抽头1、2分别通过触头1、2接入整流电路，变压器二次侧正、负半周都有相同的输出电压U1，经整流装置D5、D6整流后给牵引电动机M供电。
　　过渡到第二电压级时，首先闭合触头3，此时变压器左臂ao绕组的电压经变压器抽头3、触头3、转换硅元件D1输出，电压提高到U1+&DU。由于转换硅元件D1、D3对接，故变压器抽头1、3间的一小段绕组13(△U)不致被短接。另外，在触头3闭合之后再打开触头1，触头1不开断电流。此时变压器右臂bo绕组的输出电压仍为U1不变，由于ao臂输出电压升高，故整流装置D5、D6在正负半周输出的平均电压有所提高，即牵引电动机的端电压升高。
　　过渡到第三电压级时，ao臂保持不变，bo臂先使触头4闭合，再打开触头2，于是bo臂输出电压也提高到U1+△U，经整流装置D5、D6整流后，输出平均电压又有所提高。以此类推，随着变压器二次侧ao臂、bo臂接入抽头的不同，变压器二次侧的输出电压也不同，因而达到调节输出电压的目的。
　　分析上述调压器线路可知，在奇数级上，变压器二次侧两臂在正、负半周交替导通时输出电压相同;而在偶数级上，两个半周输出的电压则不相同，其电压波形如图2-11所示，这种情况称为不对称调压。
&&&&&&& 图2-11　不对称调压的电压波形图
　　不对称调压会引起整流电流的脉动增加，引起变压器电流畸变，这对牵引电动机和变压器的工作都非常不利。但是，只要选择较多的低压绕组分段数目，其影响便不显著。
　　2.带固定绕组的低压侧调压
　　为了增加调压级数，而又不增加变压器低压绕组的抽头数，在实际应用中，除了采用不对称调压方式外，还可以将变压器二次侧绕组的每臂分成两部分，即基本绕组(又称固定绕组)和可调绕组(又称分级绕组)。通过基本绕组与可调绕组正、反接的转换可将调压级数增加一倍。SS1型电力机车就是采用这种调压线路，其基本原理如图2-12所示。
　　变压器二次侧绕组的一臂分成a1x1和1o1两部分，另一臂分成a2x2、9o2两部分。a1x1、a2x2为基本绕组，1o1、9o2为可调绕组。基本绕组部分的电压比可调绕组的电压略高。26为绕组转换开关，它由26反和26正两组开关组成。
　　图2-12　SS1型电力机车低压调压原理图
　　调压开始时，绕组转换开关26反闭合，26正打开。此时基本绕组与可调绕组接成反接状态，加在整流电路上的电压为基本绕组与可调绕组两部分电势之差(ea1x1-eⅠo1或ea2x2-eⅡo2)。为了提高变压器输出电压，滑动触头Ⅰ、Ⅱ逐级向变压器可调绕组的o1、o2端移动。当两个滑动触头分别移动到o1、o2端点时，加到整流电路上的电压达到反接状态的最大值为基本绕组的电势。之后，绕组转换开关26正闭合，26反打开，变压器二次侧绕组改为正接，此时加在整流电路上的电压为基本绕组与可调绕组两部分电势之和(ea1x1+ eⅡo2或ea2x2十eⅠo1)。随着滑动触头Ⅰ、Ⅱ从o1、o2分别向可调绕组的另外端点1、9逐级移动，输出电压继续上升，当两个滑动触头Ⅰ、Ⅱ分别移动到端点1、9时，变压器二次侧输出电压最大。
　　3.低压侧调压的特点
　　变压器低压侧调压也是有级调压。采用低压侧调压时，由于低压侧电压较低，因而对调压电器的绝缘要求相应降低，但是因为其工作电流较大，故调压电器体积较大且笨重。
　　由于变压器低压绕组匝数少，安排抽头不太方便，为了得到较多的电压级，就需增加调压电器设备(如绕组转换开关)和采用不对称调压方式。
　　低压侧调压工作电流较大，为了限制大电流，不得不提高低压侧输出电压的最大值，这样牵引电动机的端电压就提高了。在设计牵引电动机时，其额定电压也得相应提高。举例说明，6Y2型电力机车采用高压侧调压，机车上每台牵引电动机的功率为790kW，额定电压为750V，而SS1型电力机车采用低压侧调压，机车上每台牵引电动机的功率为700kW，额定电压为1500V，牵引电动机额定电压提高了很多。这样，就会使电机的绝缘和换向更加困难，而此两点恰恰是目前牵引电动机的薄弱环节，因而降低了牵引电动机的经济技术指标，使运用可靠性下降。
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