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降压斩波电路原理图如下：

上图中V为全控器件，可以是IGBT，也可以是可控的三极管，MOS管等器件，但注意一定要可开通，可关断器件控制，UGE为控制V的控制电压。输入电源为直流E，输出为负载R，（如果负载为电机或蓄电池，则会产生反电动势，上图Em为反电动势的等效模型），如果没有反电动势，可以认为Em为0，即只有负载R.电路中的电感L和VD为关断V时为负载R继续提供能量，保证断开V仍有电流可以为负载供电。

由前面的电路原理图和降压斩波电路波形图我们观察，这里我们以时间作为出发点，以控制信号UGE的电压为初始参考。

状态1：在t=0时刻，驱动器件V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，此时电源E通过电感L向负载R供电。R上面的电流随着时间开始上升至t1时刻。

状态2：在t1时刻，控制V关断，负载电流经二极管VD续流，释放电感L中的能量，负载上电压uo=0，但是负载电流io由于电感的能量和VD二极管的通路配合下，负载电流连续减少至t2时刻。

状态3：t2时刻，控制V再次打开，E通过V，L向负载R供电，这就又回到了状态1的情况，形成循环。

状态1和状态2组成一个周期T。状态1的V导通时间为ton，状态2的V关断的时间为toff，负载一个周期的平均电压值计算公式为：

α为导通的占空比，简称占空比或导通比。 由于输入电压E不变，因此调节占空比α，可以调节输出电压uo，这种电路称为降压斩波电路（buck Converter），也称buck变换器。

斩波电路有3种控制方式（第一种PWM方式最常见）：

(2) 开关导通时间ton不变，改变开关周期T，称为频率调制或调频型。

(3) ton和T都可调，使占空比改变，称为混合型。

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华北电力大学(保定)2018年硕士研究生入学考试复试笔试科目考试大纲

《512电力系统继电保护原理》

1) 电力系统中的发电机、变压器、线路可能发生的故障类型和不正常运行状态及其保护配置;电力系统对继电保护装置的基本要求。

2) 三段式电流保护的构成原理、接线方式、整定计算;90°接线的功率方向继电器的工作原理、动作方程、动作特性及其动作行为分析。

3) 中性点直接接地电网中发生不对称接地短路时零序分量的特点、阶段式零序电流保护的构成原理、特点及整定计算;零序方向电流保护的工作原理及动作行为分析。

4) 中性点非直接接地电网中单相接地的特点。

5) 距离保护的基本原理、时限特性、主要构成。

6) 单相式阻抗继电器的接线方式、动作特性和动作方程及其动作行为分析。

7) 过渡电阻和系统振荡对距离保护影响的计算分析及减小其影响的对策。

8) 距离保护的整定计算。

9) 纵联保护(高频闭锁功率方向保护、光纤电流差动保护)构成的基本原理;纵联电流差动保护的动作特性及其动作行为分析;方向纵联保护的构成及其动作行为分析。

10) 自动重合闸的作用及其基本要求、重合闸的类型及重合闸方式;自动重合闸动作时限的确定;重合闸和继电保护的配合方式。

11) 变压器差动保护的工作原理、产生不平衡电流的因素、减小不平衡电流对变压器差动保护影响的方法;励磁涌流产生的机理和特点。

12) 发电机纵差保护、横差保护、不完全纵差保护的构成原理及其反应的故障类型;发电机定子接地时电气量特征，基于基波零序电压的定子接地保护;发电机失磁后电气量的变化过程。

13) 母线电流差动保护的构成方案和工作原理，母线内、外故障时保护的动作行为分析;断路器失灵保护的工作原理与作用。

14) 某种状态(正常、异常和故障)下保护动作行为分析。

三、是否需携带计算器(是或否)：是

1.电介质的极化、电导和损耗

(1)*电介质的极化和介电常数的基本概念，四种极化的基本含义。

(2)电介质的电导与金属电导的区别以及气体、液体、固体电导的特点。

(3)*电介质损耗的概念，电介质的等效电路和向量图，功率表达式。

2.气体放电的物理过程

(1)平均自由行程的概念，四种电离的基本原理，表面电离的四种形式、负离子的产生，去游离的三种形式。

(2)*汤逊理论的发展过程、自持放电条件、应用条件，帕邢曲线及其含义，流注理论的发展过程、自持放电条件、应用条件;

(3)*电晕放电的物理过程，电晕效应和消除措施;不均匀电场击穿的极性效应;

(4)气隙的沿面放电的定义、影响因素，爬电比距和等值盐沉积密度盐密，污闪的发展过程和提高污闪电压的措施。

(1)气隙的击穿时间组成和放电时延。

(2)*气隙的伏妙特性的定义、制作和应用，几种基本过电压波形的定义。

(3)大气条件对气隙击穿电压的影响。

(4)*提高气隙击穿电压的方法。

4.固体、液体和组合绝缘的电气强度

固体的电击穿、热击穿，热老化，液体的电击穿、热击穿(气泡击穿理论)。

5.电气设备内绝缘的非破坏性试验

(1)*绝缘电阻与吸收比的测量所使用的仪器、接线，绝缘电阻、吸收比、极化指数的定义，可发现的缺陷种类。

(2)*泄露电流测量的原理、接线，可发现的缺陷种类。

(3)*介质损耗角正切测量的原理、接线，正、反接线的使用场合，抗干扰措施。

6.电气设备绝缘的高压试验

(1)*单级工频高压试验电路和测量高压的方法。

(2)直流高压试验基本整流电路和倍压整流电路，脉动系数。

(3)冲击电压发生器的基本原理。

7.线路和绕组中的波过程

(1)*输电线路的波过程

波沿均匀无损单导线的传播的电报方程，波过程的四个基本规律，波阻抗和波速的概念，波的折射与反射，彼得逊法则，波穿过串联电感与通过并联电容，波的多次折射与反射(网格法)，波的衰减与变形。

(2)*绕组中的波过程

无穷长直角波作用于单相变压器绕组时入口电容的概念，初始、稳态电位分布和最大电位包络线，降低电位梯度的措施，三相绕组中的波过程，旋转电机绕组中的波过程。

(1)*雷电流的波形，表达式，雷暴日、雷暴小时。

(2)避雷针的保护范围。

(3)避雷器的防雷原理，氧化锌避雷器的特点。

(4)*接地装置的基本概念、接地种类、跨步电压和接触电压。

9.输电线路的防雷保护

*耐雷水平的定义，雷击塔顶、档距中间和绕击的耐雷水平表达式，输电线路的防雷措施。

10.发电厂和变电所的防雷保护

*发电厂、变电所的直击雷防护，变电所避雷器的保护作用，变电所的进线段保护，旋转电机的防雷保护，变压器的防雷保护。

11.电力系统的暂时过电压和操作过电压

过电压的分类，各种过电压的形成原因。

*标注的内容为考查重点。

三、是否需携带计算器(是或否)：是

《513电力电子技术基础》

电力电子技术的内容、特点、发展、应用。

概述：分类、特征及应用;

电力二极管的原理、特性及主要参数;

晶闸管的结构与工作原理，静态特性和动态特性及主要参数;晶闸管的派生器件;

典型的全控器件：介绍GTO、GTR、MOSFET、和IGBT的基本工作原理、特点、应用范围;

单相半波、单相桥式全控整流电路：电阻负载、阻感负载及反电势负载的电路结构、波形与数量关系;

单相全波、单相桥式半控整流电路及三相半波可控整流电路：电阻负载、阻感负载及反电动势负载的电路结构、波形与数量关系;

三相桥式全控整流电路：电阻负载、阻感负载及反电动势负载的电路结构、波形与数量关系;

变压器漏感抗对整流电路的影响：换相过程与换流重叠角γ及对整流电路的影响;

有源逆变：逆变的概念，有源逆变条件，三相桥式整流电路的有源逆变的工作波形与数量分析，逆变失败及最小逆变角;

电容滤波的不可控整流电路：波形分析与主要数量关系;

整流电路的谐波和功率因数：谐波和无功危害，单相和三相全控桥式整流电路的交流侧谐波和功率因数分析。

基本的降压和升压式斩波器的工作原理。

5. 交流电力变换电路电路

交流调压电路：单相交流调压器和三相交流调压器带电阻负载、纯电感负载及TCR的基本原理;

交流电力电子开关及TSC的基本原理。

换流方式：逆变电路的基本工作原理，换流方式的分类;

电压型逆变电路：单相半桥式与全桥逆变电路，三相电压型逆变电路;

电流型逆变电路：单相电流型逆变电路，三相电流型逆变电路;谐振型逆变电路;

PWM控制的基本原理;

PWM电路的控制方法：单相桥式PWM逆变电路，计算方法和调制法;

SPWM调制方法：异步调制和同步调制，规则采样法;

PWM逆变电路的谐波分析。

高压直流输电的构成，换流器的工作原理，基本计算。

电力电子技术的概念， 电力电子技术用于电力变换，而信息技术用于信息处理;电力变换的基本类型。

电力电子器件的工作特点：只工作在开关状态;单级型和双极型器件的特点对比;晶闸管的开通条件，静态伏安特性，额定电流和掣住电流、维持电流的定义;四个全控型器件所属类型基本特点。

单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路的波形分析和计算，电阻负载和阻感负载时，晶闸管承受的最大正反向电压，移相范围是多少;变压器漏抗对整流电路和逆变电路的影响，换相压降的计算;有源逆变的概念、条件和逆变失败的原因，有源逆变的计算;电容滤波的不可控整流电路输出电压范围;功率因数定义，单相和三相桥式电路的谐波分析。

4.直流斩波电路与交流电力控制电路

斩波电路：降压、升压输出电压范围，升压斩波电路电压升高的原因;三种基本斩波电路的波形分析和计算，电感的电压、电流波形。交流电力控制器：交流调压、交流调功、交流电力电子开关的控制目的、控制方法;调压、调功电路的计算，三相交流调压的波形分析。

换流方式，电压型、电流型逆变电路的特点;电压型逆变电路的波形分析;谐振型逆变电路的负载特点。

PWM控制的理论基础，调制波和载波，如何调节输出电压幅值和频率;载波比定义，同步调制和异步调制，SPWM波形的谐波特点。

三、是否需携带计算器(是或否)：是

《516电力工程基础》

2) 电力系统稳态运行分析与计算

3) 电力系统的短路电流计算

4) 发电厂和变电站的主设备及主系统

5) 远距离大容量输电

7) 电力系统过电压及接地

8) 电力系统的监控系统

9) 电网设计及电气设备选择

1) 了解电力工业发展历史，理解电力系统的构成及特点、各类发电厂的工作原理及运行特性、电力系统的负荷。

2) 掌握电力系统的数学模型、电力系统的潮流计算的手算方法，理解电力系统的潮流计算的计算计计算方法，理解电力系统的无功功率与电压调整的原理并掌握其基本计算方法，理解电力系统的有功功率与频率调整的原理并掌握其基本计算方法。

3) 理解电力系统短路的基本概念，掌握无限大电源供电系统三相短路的计算、电力系统三相短路的实用计算、基于对称分量发的电力系统不对称短路的计算。

4) 掌握发电厂和变电站的主设备的功能和特征、发电厂和变电站的主接线方式及其配电装置的布置方式。

5) 理解远距离输电线路的功率传输特性，理解电力系统的稳定性以及静态稳定性和暂态稳定性的定义，掌握简单电力系统静态稳定的实用判据定义及其应用方法、电力系统暂态稳定的等面积定则定义及其应用方法，了解直流输电及灵活交流输电的基本概念。

6) 电力系统继电保护的基本知识。

7) 电力系统过电压及接地的基本知识。

8) 电力系统的监控系统的基本知识。

9) 掌握电网设计的基本规则，理解并且部分掌握电气设备选择的方法、经济评价方法。

三、是否需携带计算器(是或否)：是

电磁场的数学物理基础，静电场，恒定电流的电场与磁场，动态电磁场与电磁波。

1.电流、电荷、电场强度、磁感应强度和位移电流的概念，失量分析和场论基础，麦克斯韦方程组及本构关系。

2.静电场的基本方程和性质，介质、电场强度、电位、电位移矢量、电极化的概念，分界面的边界条件，高斯通量定理，静电场的泊松方程和拉普拉斯方程，边值问题，唯一性定理，镜像法和电轴法，多导体系统及部分电容，电场的能量和虚位移求解电场力。

3.导电媒质中恒定电场的基本方程和性质，恒定电流的连续性，分界面上的边界条件和拉普拉斯方程，电导、接地电阻、跨步电压及计算。恒定磁场的基本方程和性质，磁通连续性原理，矢量磁位，磁偶极子、磁场强度概念，磁场的边值问题，磁场的镜像法，安培环路定理、分界面的边界条件，自感和互感，磁场的能量和虚位移求解磁场力。

4.时谐场的分界面的边界条件，电磁场能量，坡印廷矢量及其通量，洛伦兹规范、库仑规范、准静态电磁场、媒质中的电流、趋肤效应、电磁位及其方程、辐射概念、理想介质中的平面波、波矢量、波速、波阻抗。

三、是否需携带计算器(是或否)：是

《517电力系统专业综合》

2.电力系统继电保护原理

(1)电气一次设备和二次设备的作用、类型和常用设备。

(2)电气主接线：对电气主接线的基本要求;主接线的各种基本形式的结构、特点、适用范围及常规电气倒闸操作步骤;限制短路电流的方法。

(3)高压断路器：交流电弧灭弧原理及基本方法;高压断路器类型及结构。

(4)互感器：互感器类型、工作原理、误差分析、准确级和额定容量、种类和型式、常用接线。

(5)导体的发热和电动力：发热的热源、危害及最高温度限定值概念;长期发热和短时发热的定义、特点;导体长期发热温升变化规律及导体载流量计算;短路电流热效应及短路时发热最高温度计算;短路时电动力及动态应力的计算。

(6)电气一次设备的选择：电气设备选择的一般条件;高压断路器、隔离开关、限流电抗器、裸导体的选择方法。

2.电力系统继电保护原理(50%)

(1)电力系统中的发电机、变压器、线路可能发生的故障类型和不正常运行状态及其保护配置。

(2)三段式电流保护、功率方向继电器、零序电流保护的的工作原理、整定计算。

(3)阻抗继电器的接线方式、动作特性、动作方程;距离保护的整定计算;过渡电阻以及振荡对阻抗继电器的影响。

(4)纵联保护(高频闭锁功率方向保护、光纤电流差动保护)构成的基本原理;比率制动特性的电流差动保护的整定计算原则。

(5)自动重合闸的工作原理;单侧(双侧)电源线路自动重合闸的动作时限确定的原则;重合闸前加速和后加速的原理及特点。

(6)变压器差动保护的工作原理、产生不平衡电流的因素、减小不平衡电流对变压器差动保护影响的方法;励磁涌流产生的机理和特点。

(7)发电机纵差保护、横差保护、不完全纵差保护的构成原理及其反应的故障类型;发电机定子接地时电气量特征，基于基波零序电压的定子接地保护;发电机失磁后电气量的变化过程。

(8)母线电流差动保护的构成方案和工作原理，母线内、外故障时保护的动作行为分析;断路器失灵保护的工作原理与作用。

(9)某种状态(正常、异常和故障)下保护动作行为分析。

(1)电介质的极化、电导和损耗的基本概念，电介质的等效电路和向量图。

(2)气体放电的物理过程:电离和去游离的基本概念;汤逊理论和流注理论的放电发展过程、自持放电条件、应用条件;电晕放电的物理过程和消除措施。

(3)气隙的电气强度:气隙伏秒特性的定义、制作和应用，几种基本过电压波形的定义。

(4)电气设备内绝缘的非破坏性试验:绝缘电阻与吸收比的测量所使用的仪器、接线，绝缘电阻、吸收比、极化指数的定义;介质损耗角正切测量的原理、接线。

(5)线路和绕组中的波过程:输电线路的波过程(波沿均匀无损单导线的传播的电报方程，波过程的四个基本规律，波阻抗和波速的概念，波的折射与反射，彼得逊法则);绕组中的波过程(无穷长直角波作用于单相变压器绕组时入口电容的概念，初始、稳态电位分布和最大电位包络线，降低电位梯度的措施)。

(6)发电厂和变电所的防雷保护：雷电流的波形、表达式;避雷针和避雷线的保护范围;避雷器的防雷原理;接地的基本概念、接地种类、跨步电压和接触电压;发电厂、变电所的直击雷防护，变电所的进线段保护。

(7)电力系统的暂时过电压和操作过电压的分类，各类过电压的形成原因。

三、是否需携带计算器(是或否)：是

1.三相半波可控整流电路中三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差

2.双窄脉冲触发是在触发某一号晶闸管时，触发电路同时给

( 前)一号晶闸管补一个脉冲。

3.晶闸管是四层三端器件，三个引出电极分别为：阳极、阴极和

4.将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电直接( 供给非电源负载)的过

5.在晶闸管有源逆变电路中，绝对不允许两个电源电动势( 反极性串联)相连。

6.电力电子器件是直接用于主电路中，实现（电能）的变换或控制的电子

7.降压斩波电路中通常串接较大电感，其目的是使负载电流( 连续)

8.在电力电子电路中GTR工作在开关状态, 在开关过程中，在（截止区）和（饱

和区）之间过渡时，要经过放大区。

9.根据（面积等效原理），SPWM控制用一组（等幅不等宽）的脉冲

来等效一个（正玄波）。

10.斩波电路有三种控制方式：（脉冲宽度调制）、（脉冲宽度调制））和（混合

型）。其中最常用的控制方式是：（脉冲宽度调制））。

11.11、电力电子电能变换的基本类型：（ AC/AC ）、（ AC/DC）、

12.抑制过电压的方法之一是用（电容）吸收可能产生过电压的能量，并用（电

13.把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为( 触发角)。

14.为了保证晶闸管可靠与迅速地关断，通常在管子阳极电压下降为零之后，加

一段时间的( 反面)电压。

15.单相半波可控整流电路，当电感性负载接续流二极管时，控制角的移相范围

16.由于电路中共阴极与共阳极组换流点相隔60。，所以每隔60。有一次（脉冲）。

17.电力电子器件一般工作在（开关）状态。