電氣工程基礎(chǔ)(下)試卷試題A(附答案)

1、10/10武漢大學(xué)20092010學(xué)年度第二學(xué)期電氣工程基礎(chǔ)（下）試卷（A）學(xué)號(hào) 姓名 院（系） 分?jǐn)?shù) （全部答案寫(xiě)在答題紙上）1 判斷正誤（10分，每小題1分）（1）在對(duì)遠(yuǎn)距離交流輸電線路進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用分布參數(shù)和波動(dòng)方程。（）（2）在三段式過(guò)電流保護(hù)中，一段與二段合起來(lái)稱作主保護(hù)。（）（3）縱差動(dòng)保護(hù)是由比較被保護(hù)元件兩側(cè)的電流的相位構(gòu)成。（）（4）電力系統(tǒng)中，電壓互感器飽和過(guò)電壓只發(fā)生在系統(tǒng)輕載運(yùn)行的情況下。（）（5）切除有負(fù)載的變壓器比切除空載變壓器更容易產(chǎn)生過(guò)電壓。（）（6）在方向繼電器中，規(guī)定的功率正方向是功率從母線流向線路。（）（7）控制回路不屬于二次回路。（）（8）低頻減

2、負(fù)荷時(shí)，特殊級(jí)動(dòng)作，基本級(jí)一定動(dòng)作。（）（9）同步發(fā)電機(jī)以自同期方式并列時(shí)，沖擊電流較大，會(huì)對(duì)系統(tǒng)有較大擾動(dòng)。（）（10）在電力系統(tǒng)的正常狀態(tài)下，可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（）2 名詞解釋（10分，第（1），（2）題3分，第（3）題4分）（1）自然功率，稱為自然功率，在傳輸功率等于自然功率條件下，線路任意點(diǎn)的電壓均與首、末端電壓相等。（2）潛供電流在具有單相重合閘的線路中，當(dāng)故障相被切除以后，通過(guò)健全相對(duì)故障相的靜電和電磁耦合，在接地電弧通道中仍將流過(guò)不大的感應(yīng)電流，稱為潛供電流。（3）操作電源在發(fā)電廠和變電所中，對(duì)開(kāi)關(guān)電器的遠(yuǎn)距離操作、信號(hào)設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、繼電保護(hù)和自動(dòng)控制裝置、事故照明、

3、直流油泵及交流不停電裝置等用電，都需有專門(mén)的供電電源，這種電源稱為操作電源。3 簡(jiǎn)答題（30分，每題6分）（1）什么是電流保護(hù)的接線方式？常用的有哪兩種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：電流保護(hù)的接線方式，是指電流保護(hù)中電流繼電器線圈與電流互感器二次繞組之間的連接方式。目前常用的有兩種：三相星形接線和兩相星形接線。當(dāng)小電流接地電網(wǎng)中發(fā)生不同地點(diǎn)的兩點(diǎn)接地短路時(shí)，若為并行線路上的兩點(diǎn)接地，若采用兩相星形接線，則保護(hù)有2/3機(jī)會(huì)只切除一條線路，從而提高了供電的可靠性，這是兩相星形接線的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是，當(dāng)中性點(diǎn)不直接接地電網(wǎng)中發(fā)生不同地點(diǎn)的兩點(diǎn)接地短路時(shí)，若為串聯(lián)線路上的兩點(diǎn)接地，若采用兩相星形接線，則保護(hù)有1/

4、3機(jī)會(huì)使靠近電源的線路誤跳，擴(kuò)大了停電范圍，作為降壓變壓器和相鄰線路保護(hù)的后備保護(hù)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)靈敏度不能滿足要求的情況在大電流接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，兩相星形接線有一相無(wú)法反映故障。三相星形接線的優(yōu)缺點(diǎn)與兩相星形接線正好相反。（2）電力系統(tǒng)的頻率下降會(huì)引起那些事故？自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)采用那些措施恢復(fù)頻率？答：頻率下降到46Hz左右時(shí)，會(huì)使火電廠的有功出力降低，從而使系統(tǒng)頻率進(jìn)一步下降，造成頻率崩潰，系統(tǒng)瓦解，形成大面積停電。因此，當(dāng)系統(tǒng)頻率大幅度下降時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)采取措施，迅速恢復(fù)頻率。這些措施包括:（1）迅速啟用電力系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)備用。（2）迅速啟動(dòng)和投入備用發(fā)電機(jī)組（主要是水力發(fā)電機(jī)組，

5、采用低頻自啟動(dòng)）。（3）自動(dòng)按頻率減負(fù)荷，切除部分用戶負(fù)荷。（4）自動(dòng)解列，將系統(tǒng)解列成幾個(gè)小系統(tǒng)運(yùn)行。（3）電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化有哪些主要功能？答：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的功能包括：1）電力系統(tǒng)監(jiān)視與控制2）電力系統(tǒng)安全分析3）電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度4) 自動(dòng)發(fā)電控制（4）消除電壓互感器飽和過(guò)電壓的措施有哪些？答： 1）在中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中，可在零序回路中增加阻尼（開(kāi)口三角繞組接燈泡）或躲開(kāi)諧振條件，包括選用勵(lì)磁特性好的電磁式電壓互感器或只使用電容式電壓互感器，回路加電感，當(dāng)空母線帶PT合閘時(shí)可適當(dāng)增加空線，減少系統(tǒng)中接地的PT臺(tái)數(shù)等；2）保證系統(tǒng)三相對(duì)地阻抗的對(duì)稱性，避免中性點(diǎn)位移。（5）什么是SC

6、ADA系統(tǒng)，它的主要功能是什么？答：SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系統(tǒng)是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)控制系統(tǒng)，具有對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視（包括信息的收集、處理和顯示），遠(yuǎn)距離的開(kāi)關(guān)操作，自動(dòng)發(fā)電控制及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以及制表、記錄和統(tǒng)計(jì)等功能。它可將電網(wǎng)中各發(fā)電廠和變電所的有關(guān)數(shù)據(jù)集中顯示到模擬盤(pán)上，使整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)展現(xiàn)在調(diào)度員面前，及時(shí)將開(kāi)關(guān)變化和數(shù)值越限報(bào)告給調(diào)度員4識(shí)圖題（20分）（1）下圖是高壓斷路器的控制回路，請(qǐng)說(shuō)明本地手動(dòng)合閘時(shí)的相關(guān)回路，并敘述各元件的動(dòng)作順序（包括操作前、操作中、操作后的狀態(tài)）。答：相關(guān)回路為(+W)SSA合

7、KCFV2K3QF2YC（-W）。首先將控制開(kāi)關(guān)S旋至“就地”位置、遙控壓板X(qián)B2打開(kāi)，核對(duì)無(wú)誤后，按下控制開(kāi)關(guān)“SA合”，這時(shí)電路(+W)SSA合KCFV2K3QF2YC（-W）接通，于是斷路器合閘。接著，斷路器輔助觸點(diǎn)*QF1閉合、觸點(diǎn)QF2斷開(kāi)。輔助觸點(diǎn)QF2的斷開(kāi)切斷了合閘回路的電源，可避免合閘線圈YC因常期通電而燒毀，輔助觸點(diǎn)QF1的閉合，電路（+W）K7HRQF1YT（-W）接通，于是紅燈發(fā)光，表明斷路器處于合閘狀態(tài)，同時(shí)合閘位置繼電器K7也勵(lì)磁動(dòng)作，發(fā)出合閘信息。（2）試?yán)L圖分析鐵磁諧振過(guò)電壓的發(fā)展過(guò)程，并簡(jiǎn)述鐵磁諧振過(guò)電壓有哪些性質(zhì)。答： 按電路定理，電感上電壓與電容上電壓之間

8、的差值必定等于電源電壓。因此，當(dāng)我們將電源電壓由正常工作值E開(kāi)始不斷加大時(shí)，電路的工作點(diǎn)將沿曲線3自a點(diǎn)上升。但當(dāng)電源電壓超過(guò)m點(diǎn)的值U0以后，工作點(diǎn)顯然不是沿m-d段下降（因?yàn)楹笳咭馕吨娫措妷旱南陆担鴮膍點(diǎn)突然跳到n點(diǎn)，并沿n-e 段上升。n點(diǎn)與m點(diǎn)相比較，其相應(yīng)的電源電壓雖然一樣，但電容上的電壓值卻大得多。同時(shí)電感上的電壓值也增大了。即此時(shí)產(chǎn)生了過(guò)電壓。鐵磁諧振過(guò)電壓有以下特征：（1）鐵磁諧振過(guò)電壓產(chǎn)生的條件是；（2）需要外界激發(fā)；（3）受電感非線性的限制，鐵磁諧振過(guò)電壓不會(huì)太高，但過(guò)電流會(huì)很大；（4）鐵磁諧振可能自保持；（5）相位反傾現(xiàn)象；（6）有高頻或分頻諧振。5計(jì)算題（30分

9、，第一小題10分，第二小題20分）（1）某電力系統(tǒng)的負(fù)荷額定功率PLDN=1600MW，fN=50Hz，KLD*=2.1，系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大功率缺額Pla.max=232MW。系統(tǒng)機(jī)組出力不可調(diào)。試求：1、無(wú)減負(fù)荷措施時(shí)系統(tǒng)頻率會(huì)下降到多少。2、若系統(tǒng)投入低頻自動(dòng)減負(fù)荷裝置，在全部動(dòng)作后希望系統(tǒng)頻率恢復(fù)到fres=49.1Hz，求低頻自動(dòng)減負(fù)荷裝置的切除負(fù)荷總功率。解：首先求出現(xiàn)最大功率缺額且無(wú)減負(fù)荷措施時(shí)系統(tǒng)頻率穩(wěn)態(tài)值，得Hz故有求得即可求得ZDPJ的切除負(fù)荷總功率為（2）下圖所示網(wǎng)絡(luò)中，線路l1、 l2均裝有三段式電流保護(hù)。已知：=1.15， =1.25，線路每公里正序電抗為 X1=0.38/km，試求：保護(hù)1的電流段的動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)限、及電流段的最小