《電力工程基礎》模擬試題（一）及參考答案

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《電力工程基礎》模擬試題（一）及參考答案

一、填空題（28分）

1、電壓調整的措施有改變發(fā)電機端電壓、改變變壓器變比、改變電網無功分布、驛

低輸電線電抗等。（4分）

2、衡量電能質量的主要指標有電壓、頻率、遮超、電壓波動與閃變、三相不平衡度。（5分）

3、列舉四種無匯流母線的電氣設備連接方式：單元接線、外橋接線、內橋接線、角形接線。

（4分）

4、高壓斷路器選擇及檢驗的內容包括型式選掛、額定電壓選擇、額定電流選擇、開斷電流校

驗、熱穩(wěn)定校驗、動穩(wěn)定校驗。（6分）

5、三繞組變壓器分接頭分別是裝于」宣、中壓側。（2分）

6、對繼電保護裝置的基本要求是選擇性、速動性、靈敏性、nJBtt0（4分）

7、電流的I、H、IH段保護分別是無時限電流速斷保護、帶時限電流速斷保護、定時限

過電流保護。（3分）

二、簡答題（8X6分）

1、大接地和小接地電流系統的接線方式分別包括哪些？各有什么特點？

答：大接地電流系統中性點直接接地；小接地電流系統包括中性點不接地和中性點經消弧線

圈接地。中性點直接接地方式供電可靠性低，出現單相接地時，形成回路，接地電流大；不

接地系統供電可靠性高，但絕緣要求也高，出現單相接地時，不形成回路，接地電流不大，

但非接地相對地電壓卻升高為相電壓的G倍。中性點經消弧線圈接地系統比不接地系統的單

相接地電流小，絕緣要求比較低。

2、高壓斷路器的作用是？隔離開關與其配合的原則是什么？

答：高壓斷路器具有滅弧裝置，可以開斷或閉合負荷電流和開斷短路電流，可用來作為接通

或切斷電路的控制電器。隔離開關與其配合的原則是：先通后斷。即停止供電時，隔離開關

相對斷路器“先通后斷”，母線隔離開關相對線路隔離開關也是“先通后斷”。

3、頻率的一、二次調整分別是通過什么作用的？兩者最大的區(qū)別是什么？

答：當系統頻率下降時，發(fā)電機輸出的有功功率將因調速器的一次調整作用而增加，同時負

荷所需的有功功率將因本身的調節(jié)效應而減少。因此，頻率的一次調整是由發(fā)電機調速器作

用和負荷本身的調節(jié)效應共同完成的。二次調頻是在一次調頻的基礎上調節(jié)調頻器作用進行

的，系統負荷的增量△匕。是由以下三部分調節(jié)功率與之平衡的：（1）由頻率的一次調整（調

速器作用）增發(fā)的功率為-心紂"；（2）頻率的二次調整（調頻器作用）增發(fā)的功率△七”;

以及由負荷自身的調節(jié)效應而減少取用的功率為-勺公產。兩者最大的區(qū)別是二次調頻可以

實現無差調頻。

4、計算負荷的定義？

答:所謂“計算負荷”是按發(fā)熱條件選擇電氣設備的一個假定負荷。通常根據半小時（30min）

的平均負荷所繪制的負荷曲線上的“最大負荷”稱為“計算負荷”，并作為按發(fā)熱條件選擇電

氣設備的依據。

5、請畫出三繞組變壓器差動保護單相原理接線圖？

答：如圖所示。

6、跨步電壓？保護接零？

答：當人在分布電壓區(qū)域內跨開一步，兩腳間（相距）所承受的電壓稱為跨步電區(qū)。

保護接零：將用電設備的金屬外殼與電源（發(fā)電機或變壓器）的接地中性線作金屬性連接，

并要求供電給用電設備的線路，在用電設備一相碰殼時，能夠在最短的時限內可靠地斷開。

7、輸電線的防雷措施？試舉6種。

答：架設避雷線、降低桿塔接地電阻、架設耦合地線、采用不平衡絕緣方式、裝設自動重合

閘、采用消弧線圈接地方式等。

8、安全凈距？屋外配電裝置一般分為哪三種類型？

答：安全凈距是指從保證電氣設備和工作人員的安全出發(fā)，考慮氣象條件及其他因素的影響所規(guī)定的各電

氣設備之間、電氣設備各帶電部分之間、帶電部分與接地部分之間應該保持的最小空氣間隙。屋外配電裝

置一般可分為中型、半高型和高型。

三、分析與計算題（24分）

1、試分析不停電檢修下圖中饋線2斷路器QF2的運行操作。（6分）

答：閉合QS5、QS4,閉合QF1、QS3；斷開QF2、QS1、QS2。則QE2退出檢修。

2、如下圖所示系統，電源為恒壓電源。當取S「100MVA,6,=。砂，沖擊系數時,

試求在K點發(fā)生三相短路時的沖擊電流和短路功率是多少？（8分）

G

115kVT6.3kVR

(3wI4⑶

IIIII

KD-1rl

0.20/km

30MVA6.3kV0.05Q/加

I=50km4%"50.3姑

l=\.()bn

X%=4

微__1001Q0

r=9.164,X]==0.2*50*—r=0.0756,

1152

"一B一百*6.3

S"10.5*1(X)=X,%ULNIB=4*6.3*9.164=I???

.；UB=U2XT=0.35,XR

100UB1000.36.3

100U；SN10030ILN

X“=看&=°.。5*1*粵=0.126

'U%6.3~

「=/：”=0.5638*9.164=5.161（kA）

iM=2.55/”=2.55*5.167=13.176（媯）

SK=S"B=LU,SB=0.5638*100=56.38（MWl）

3、額定電壓110KV的輻射型電網各段阻抗及負荷如下圖所示。已知電源A的電壓為121KV,

求功率分布和各母線電壓（注：考慮功率損耗，可以不計電壓降落的橫分量6U）。（10分）

A20+j40QB1網20。c

40+j30MVA8+j6MVA

解：依題意得

設：U、=110kV

(1)AS~zc=X^4^-n(10+720)=0.0826+jOA65(MVA)(2分)

Sc=-Sc+^Szc=-(S+76)+0.0826+jO.165=-(7.9174+j5.835)(MK4)(2分)

SR=SB-^SC=40+730-(7.9174+75.835)=(32.0826+J24.165)(MW1)

△SZB=^0826^/24,165(20+)40)=2.666+/5.333(MVA)(2分)

?…《/△SZB=32.0826+724.165+2.666+J5.333=(34.7486+j29.498)(MK4)

(2)甩壓降，略去橫分量

PR+QX34.7486*20+29.498*40

△U%AnAB=15.4W)(2分)

Ug=UA-MJZB=121-15.49=105.51(匹)

MJ」心X：=仁.也留2。083打4。=_4.73四）（2分）

長力105.51

〃乜-AUzc=105.51+4.73=110.24（匹）

《電力工程基礎》試卷二及參考答案

一、填空題（28分）

1、衡量電能質量的主要指標有電壓、頻率、波彩、電壓波動與閃變、三相不平衡度。（5分）

2、列舉五種有匯流母線的電氣設備連接方式：單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、

一臺半斷路器接線。（5分）

3、無功補償的措施有利用同步發(fā)電機進行補償、利用調相機進行補償、利用電容器進行補償

和利用靜止補償器進行補償等。（8分）

4、雙繞組變壓器分接頭裝于總壓側.（2分）

6、對繼電保護裝置的基本要求是選接鱉、速動性、靈敏性、可靠性。（4分）

7、列舉四種短路的類型三相短路、兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路。（4分）

二、簡答題（8X6分）

1、電力系統的中性點運行方式有哪些？各有什么特點？

答：分為中性點直接接地和天接地系統兩類。其中不接地系統還分為不接地和經消弧線圈接

地兩種。中性點直接接地方式供電可靠性低，出現單相接地時，形成回路，接地電流大；不

接地系統供電可靠性高，但絕緣要求也高，出現單相接地時，不形成回路，接地電流不大，

但非接地相對地電壓卻升高為相電壓的G倍。中性點經消弧線圈接地系統比不接地系統的單

相接地電流小，絕緣要求比較低。

2、試畫出內橋和外橋接線形式，并分別說明各自適用的場合。

答：內橋式接線適用于輸電線路較長，故障幾率較多，而變壓器又不需經常切除的場合；外橋式接線則適

用于出線較短，且變壓器隨經濟運行的要求需經常切換，或系統有穿越功率流經本廠的情況。

LIL2

（a）內橋（b）外僑

3、高壓斷路器的作用是？隔離開關與其配合的原則是什么？

答：高壓斷路器具有火弧裝置，可以開斷或閉合負荷電流和開斷短路電流，可用來作為接通

或切斷電路的控制電器。隔離開關與其配合的原則是：先通后斷。即停止供電時，隔離開關

相對斷路器“先通后斷”，母線隔離開關相對線路隔離開關也是“先逋后斷”。

4、頻率的一、二次調整分別是通過什么作用的？兩者最大的區(qū)別是什么？

答：當系統頻率下降時，發(fā)電機輸出的有功功率將因調速器的一次調整作用而增加，同時負

荷所需的有功功率將因本身的調節(jié)效應而減少。因此，頻率的一次調整是由發(fā)電機調速器作

用和負荷本身的調節(jié)效應共同完成的。二次調頻是在一次調頻的基礎上調節(jié)調頻器作用進行

的，系統負荷的增量△生。是由以下三部分調節(jié)功率與之平衡的：（1）由頻率的一次調整（調

速器作用）增發(fā)的功率為-KGAT；（2）頻率的二次調整（調頻器作用）增發(fā)的功率△七°；

以及由負荷自身的調節(jié)效應而減少取用的功率為-《想"。兩者最大的區(qū)別是二次調頻可以

實現無差調頻。

5、試畫出雙繞組變壓器差動保護單相原理接線圖？

答:如圖所不。

6、跨步電壓？保護接零？

答：當人在分布電壓區(qū)域內跨開一步，兩腳間（相距）所承受的電壓稱為跨步電區(qū)。

保護接零：將用電設備的金屬外殼與電源（發(fā)電機或變壓器）的接地中性線作金屬性連接，

并要求供電給用電設備的線路，在用電設備一相碰殼時，能夠在最短的時限內可靠地斷開。

7、采用標么制進行計算電網參數的優(yōu)點？

答：三相電路的計算公式與單相電路相同，三相功率的標么值與單相功率標么值相等；采

用標么制計算的數量級比較小，計算比較簡單；選定全網的基準功率以及各級的基準電壓后，

直接進行標么值計算，計算參數不需折算。

8、試用單位長度電抗計算公式分析采用分裂導線的優(yōu)點？

答：采用分裂導線，增大了導線的等效半徑，所以其單位長度電抗值相對普通減小，具體

分析如下：普通導線的單位電抗％=0.144抗g幺+0.0157（Q）；其中4表示三相導線幾何

r

平均距離；r表示導線半徑；分裂導線的單位長度電抗用=0.14451g曳+義也（。），

r,q=,%表示分裂導線的等效半徑：d2、I”…九表示某根導線與其余nT

根導線間距離。$相對內值減小了。當分裂根數超過4根時，電抗值下降不明顯，故一般不

超過4根。

三、計算題（24分）

1、對某車間進行可行性研究時，采用單位面積負荷密度法估算負荷，該車間面積為S=200(W,

單位面積負荷密度為c二0.6kW/1Rcos°=0.7,該車間的視在功率計算負荷是？

解：依題意得

有功計算負荷：匕=S*p=2000*0.6=1200(kW),cos^=0.7,.?.tan。

/.視在功率計算負荷：S=IP2+Q2=/產+(Ptan⑼2

caVcaca\caat

=J1ZOO：+(1200*1.02)2=1714.1(kVA)

2、一個無限大容量系統通過一條100km的UOkV輸電線向變電所供電，線路和變壓器的參數

標于下圖中，試用標么制計算線路末端勺點和變電所出線上凝點發(fā)生三相短路時，短路電流

周期分量有效值和短路沖擊電流(取0=1.8,S/1分量A,4=4)。(9分)

c1nn

解：Xp=x/^-=0.4*100*—7=0.302,

隔1152

「Ui-”鬻畿嚙翳。35,

勺點短路時，X,=X=0.302,/：=一--=---=3.311

Xv1rX0.302

Z*

..100r

I=。=3.311*G*][$=112（公）,iM=V27CA/7=2.55/=2.55*1.662=4.238（公）

YnQSII

七點短路時，=X..+—^-=0.302+—=0.477,/；=——=-------=2.096

Z?22Xy40.477

/=/；*/氏=2.096*$=5.499（乂），iM=42KMf=2.55/1=2.55*5.499=14.022（M）

3、一線路電壓等級為UOkV,長為100km的輸電線路，末端接一容量為31.5MVA的降壓變壓

器，變比為110/llkV。如下圖A點實際電壓為115kV時，求A、C兩點間電壓損耗及B點和C

點的實際電壓。其中線路及變壓器參數如下：（電壓降橫分量不計）

4Q/km,芭=0.401Q/km,Pk=190^,。＜％=1051^=31.05kw,I0%=0.7o(10分)

Ac

1I5KV

20+j\5MVA

解：設〃=110吐,鳥=〃=0.21*100=21(C),巧"/=0.401*100=40.1(C)

弧190*11020.5*1102

3

T=40.33(0)

10005；1(X)0*31.5?~'l(X)5iV1(X)*31.5

5二舟二^7二2.5*叱⑸，%二金=短?6⑸

P2+n2on2+1f)2

AS?c+jX7.)=-———(2.32+J40.33)=0.096+j\.667(MVA)

UN1IU

Ss=Sc+AS區(qū)=20+jl0+(0.096+71.667)=(20.096+j]].667)(MVA)

△S"=U；(Gr+/%)=ll()2(2.5+jl8.2)*IO-6=0.03+jO.22(MVA)

S/r=5?+ASyT=20.126+J11.887(ME4)

AS/5薩(6+jX,)=2S126；,1887-(21十〃()⑴=().948+./1.81\(MVA)

SA二SB+AS,=20.126+/11.887+0.948+jl.811=(30.013+j!3.698)(MVA)

電壓降，略去橫分量

30.013*21+13.698*40.1

AG10.26(8/)

%115

UH=。八一AU.=115-15.26=104.74(%V)

PBRT+OBXT(20.096)*2.32-11.667*4().33

XUBC==4.93(匹)

104.74

UC=UB-\UBC=104.74-4.93=99.81(^V)

C點實際電壓：U：=t/c*11/110=99.81*11/110=9.98(^V)

《電力工程基礎》試卷三及參考答案

一、名詞解釋（每小題3分，共18分）

1、發(fā)電煤耗率

答：每發(fā)一度電需要消耗多少克（千克）的標準煤。

2、安全凈距

答：從保證電氣設備和工作人員的安全出發(fā)，考慮氣象條件及其他因素的影響所規(guī)定的各電

氣設備之間、電氣設備各帶電部分之間、帶電部分與接地部分之間應該保持的最小空氣間隙。

3、電壓不平衡度

答：把電壓負序分量與正序分量有效值之比稱為不平衡度，即：

分隼xlOO%

4、電壓偏移

答：線路首端或末端電壓與線路額定電壓的數值差UN）或（3-UN）。電壓偏移常用百

分值表示，即首端電壓偏移%=3NxlOO、末端電壓偏移%=4「Nx]QO

UNUN

5、最大負荷損耗時間r

答：如果線路中輸送的功率一直保持為最大負荷功率Smax，在工小時內的電能損耗恰好等于

線路全年的實際電能損耗，則稱匯為最大負荷損耗時間。

6、順調壓

答：高峰負荷時允許中樞點電壓略低（取1.025人）；低谷負荷時允許中樞點電壓略高（取

1.075（/jV）o

二、簡答題（每小題6分，共30分）

1、抽水蓄能水電站運行有何特點及作用？

答：抽水蓄能電站是特殊形式的水電站。當電力系統內負荷處于低谷時，它利用網內富余的

電能，采用機組為電動機運行方式，將下游（低水池）的水抽送到高水池，能量蓄存在高水

池中。在電力系統高峰負荷時，機組改為發(fā)電機運行方式，將高水池的水能用來發(fā)電。

在電力系統中抽水蓄能電站既是電源又是負荷，是系統內唯一的削峰填谷電源，具有調

頻、調相、負荷備用、事故各用的功能。

2、“電暈現象”的表現形式及危害有哪些？

答：現象：（1）“滋滋”的放電聲

（2）導線周圍發(fā)生藍紫色熒光，

（3）有氧分子被游離后又結合成臭氧（0；）的氣味

危害：（1）電暈消耗有功功率、消耗電能的；

（2）電磁干擾;

（3）導線表面發(fā)生腐蝕、降低導線的使用壽命;

3、配電網有哪些降損措施？

答：（1）、合理使用變壓器

調整運行負荷；保持三相平衡；選擇節(jié)能變壓器；

（2）、重視和合理進行無功補償

采取集中、分散、就地相結合無功補償的方式，避免大量的無功通過線路遠距離傳輸

而造成有功網損。

（3）對電力線路改造，擴大導線的載流水平

（4）調整用電負荷，保持均衡用電

錯峰填谷，保持負荷三相平衡。

4、電壓調整的措施有哪些？

答：（1）利用發(fā)電機調壓：調節(jié)發(fā)電機的勵磁電流，可以改變發(fā)電機的無功輸出實現電力系

統無功功率平衡和調整端電壓。

（2）改變變壓器變比調壓：調整電壓雙繞組變壓器的高壓側繞組和三繞組變壓器的高、

中壓側繞組的分接頭（抽頭），可以調整變壓器低壓側電壓。

（3）利用無功功率補償調壓：以減少通過網絡傳輸的無功功率，降低網絡的電壓損耗而

達到調壓的目的

（4）改變輸電線路的參數：降低輸電線路的電抗，從而降低電壓損耗達到調后的目的。

5、輸電線路的防雷措施有■哪些？

答：（1）架設避雷線

（2）降低桿塔接地電阻

（3）架設耦合地線

（4）采用不平衡絕緣方式

（5）裝設自動重合閘

（6）采用消弧線圈接地方式

（7）裝設管型避雷器

（8）加強絕緣

三、作圖與分析題（每小題10分，共20分）

1、繪制典型太陽能熱發(fā)電站熱力循環(huán)系統原理圖并簡單說明各設備作用。

太

陽

蓄

我

熱

爐

器

答：太陽能鍋爐：吸收太陽能。

蓄熱器：把多余的太陽能儲蓄起來供不足時使用。

鍋爐：輔助能源鍋爐，當太陽能不足時，由輔助能源提供熱能。

汽輪機：把工質的熱能轉化為機械能，帶動大軸轉動；

發(fā)電機：把機械能轉化為電能；

凝汽器：使乏汽凝結為水，提高工質循環(huán)效率；

給水泵：升壓，促進水循環(huán)。

2,試繪出單母線接線并分析其優(yōu)缺點。

答：單母線接線優(yōu)點：（1）簡單清晰

（2）設備少、投資小

（3）運行操作方便

（4）有利于擴建和采用成套配電裝置等。

其主要缺點是：可靠性和靈活性較差，如當母線或母線隔離開關故障或檢修時，必須斷

開它所接的電源，與之相接的所有電力裝置，在整個檢修期間均需停止工作。此外，在出線

斷路器檢修期間，必須停止該回路的工作。

四、計算題（共32分）

1、某220kV單回架空線路，長度為200km,導線單位長度的電氣參數為

6

rl=0.108Q/kn^x\=0.42Q/krn.bi=2.66*IO_S/km0已知其始端輸入功率為(120+j50)MVA,

始端電壓為24()kV,求末端電壓及功率。(1()%)

Z.ZZ

S】RSL

?J—I---------------------------?I-。

Skn?--------

LSE=PL+0..n.B?

------"Ui千+4+jf#Ui

(b)

解：(1)首端充電功率：僅^尸一gu；*1()7*240?

2

(2)線路阻抗功率損耗：

12532

&=f(&+jxp=O2^'(21.6+j84)=7+j27.2(MVA)

⑶線路電壓降：△〃/.=也券必=坦色寄"上型=33.655kV

品，」『。四」2。*84-65.3*21.6=36.]23kV

U、240

⑷線路末端電壓：

3=240—(一9.93

⑸末端充電功率：△。82=一'|右*10~42

(6)線路末端功率：S,=120+J65.3-7-J27.24-711.67=113+j49.77(MVA)

2、110kV輸電線路選用LGJT50,導線直徑，三角形排列，線間距離為4m,線長100km,試

求輸電線路參數并繪出等值電路圖。（10%）

已知額定截面s=150mm2,電阻率夕=O?mnf/km。

解：（1）計算單位長度的電阻

=p=3L5=（）21（Q/km）

1S15（）

（2）計算單位長度的電抗

2二0.14451g義+0.0157

4000

=0.14451g—^—+0.0157=0.4(Q/km)

(17.5/2)

（3）計算單位長度的電納

-6

2=2^-X10-6=—xio^xio(S/km)

lg2lg^^-

°r°(17.5/2)

R=rj,X=X1/>B=bj

等值電路圖：

42+j8O

e-------1-----f~l----------------------------o

zzj2.8496*10-4二二j2.8496*1O-4

3、如下圖所示UOkV單側電源輻射電網，線路LI、L2上均裝設三段式電流保護，保護采用

兩相星形接線。已知：最大與最小運行方式下系統的等值阻抗分別為15Q,16QQ/km,L1

正常運行時最大負荷電流為130A,L2的過電流保護時限為2.Oso試計算線路L1各段電流保

護的一次側動作電流、動作時間，并校驗保護的靈敏度。（12%）

運行方式下各短路點的短路電流值匯總于下表中。

表1短路電流值

短路點K1K2K3

最大運行方式下三相短路電流（kA）

最小運行方式下三相短路電流（kA）

解：整定L1的各段電流保護：

A、無時限電流速斷保護（電流I段），保護范圍不超出本線路。

a）動作電流（按照躲過本線路末端的最大短路電流計算）

—1.2072=1.45（kA）

b）動作時間（只是繼電器的固有動作時間，近似為0s）

//?0.v

C）靈敏度（按照保護范圍校驗）

]_1/ph1J15/V3"、

—-]45'，=77km，因止匕

=

ra/pmflx/Ll=77/100=77%>50%

minL與"）」粵旦走一⑹=59km，因此

XI2I；）p}0.41.452

m=〃廝41=59/100=59%>15-20%

可見，電流I段能夠滿足靈敏度要求。

B,帶時限電路速斷保護（電流II段），與相鄰的I段配合，保護范圍不超過相鄰線路的

I段末端。

a）動作電流（與相鄰線路L2的電流I段配合）

%=K2匕2XX0-669=0.88（kA）

b）動作時間（較相鄰線路的速斷保護高出一個時限級差△尸0.5s）

4〃■=dA+加

C）靈敏度（對本線路末端的最小短路電流應能靈敏反應，即滿足K2Q1.3）

K〃——百x1.1869

3以2%2x0.88

通過計算可知，靈敏度不能夠滿足要求，因此L1的II段應該與相鄰線路的II段配合,

重新整定為：

XXX0.4919=0.71(kA)

+4=0+0.5+0.5=1.Os

K'n=與皿=四2二回U絲二1.45>1.3,靈敏度可以滿足要求。

刈2/2x0.71

C、定時限過電流保護

a）動作電流（躲過最大的負荷電流）

〃-K*K1,2x2,2X130=0.4(kA)

Z,.max

〃一Q0.85

b）動作時間

/;〃=4〃+△

C）靈敏度

聽后名時心儡汕_V3x1.1869

近后備時‘^-=^7-^767-

^_^<_V3x0,6915

遠后備時，K%in

喟2a2x0.4

靈敏度滿足要求。

《電力工程基礎》試卷四及參考答案

一、名詞解釋（每小題3分,共21分）

1、供電煤耗率

答：力供一千瓦時電需要消耗多少克（千克）的標準煤。

2、電氣主接線

答：由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、

高電壓的網絡。

3、電壓正弦波形畸變率

100

答：各次諧波有效值平方的和的平方根與其基波有效值的百分比。Dv=—U—

ui

4、電壓損耗

答：所謂電壓損耗是指線路首末兩端電壓的數值差，用表示，即AU=q-〃2。

5、最大負荷年利用小時數7；11ax

答：如果用戶以年最大負荷匕相持續(xù)運行Max小時所消耗的電能即為該用戶以變負荷運行時

全年消耗的電能A，則為最大負荷年利用小時數。

6、逆調壓

答：高峰負荷時升高電壓（取1.05U、），低谷負荷時降低電壓（取U、）的中樞點電壓調整方

式。

7、負荷率

答：平均負荷與最大負荷的比值。

二、問答題（共28分）

1、“電暈現象”的表現形式及危害有哪些？（6%）

答：

現象：（1）“滋滋”的放電聲

（2）導線周圍發(fā)生藍紫色熒光，

（3）有氧分子被游離后又結合成臭氧（0J的氣味

危害：（1）電暈消耗有功功率、消耗電能的；

（2）電磁干擾；

（3）導線表面發(fā)生腐蝕、降低導線的使用壽命。

2、無功補償的意義有哪些？（6%）

答：（1）減少系統元件的容量，提高電網的輸送能力；

（2）降低網絡功率損耗和電能損耗；

><（）

由式”=尸:20%1“可知，當無功由補償前的Q減少到。時，線路的功率損耗下

降，每年在線路上和變壓器上的電能損耗也下降。

（3）改善電壓質量；

MJ=PR,（y）

從上式可看出，減少線路輸送的無功功率，則電壓損耗有所下降，改善了電力網和

用戶的電壓質量。

3、電氣設備選擇的一般條件是哪些？（10%）

答：（1）按正常工作條件選擇

①、額定電壓

?>限

“一電氣設備銘牌上所標示的額定電壓，單位（kV）；

取一電網額定工作電壓，單位（kV）。

②額定電流

Zr211Mx

八一電氣設備銘牌上所標示的額定電壓，單位（A）；

乙一回路中最大長期工作電流，單位（A）o

③按當地環(huán)境條件校核

當氣溫、風速、溫度、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般

電器使用條件時，應采取措施。

（2）按短路情況校驗

①、短路熱穩(wěn)定

rt之。

式中Qk一一短路電流產生的熱效應，單位（kA'qs）；

I,、/——電器允許通過的熱穩(wěn)定電流，單位（kA）和時間，單位（s）o

②、電動力穩(wěn)定校驗

或///她

式中心、心——短路沖擊電流幅值及其有效值，單位（kA）：

i、I一一電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值，單位（kA）。

4、按按接地的目的不同，接地可分為哪幾種，每種接地起到何作用？（6%）

答：（1）工作接地：為保證電力系統正常工作而采取的接地，即中性點接地運行方式。

（2）保護接地：一切正常不帶電而由于絕緣損壞有可能帶電的金屬部分的接地，從

而保證人身安全。

（3）防雷接地：使月防雷保護裝置（如避雷針、避雷線、避雷器）導泄雷電流的接

地。防宙接地還兼有防止操作過電壓的作用。

三、作圖與分析題（每小題10分，共20分）

1、試繪出單母線接線并分析其優(yōu)缺點。

答：單母線接線優(yōu)點：（1）簡單清晰

（2）設備少、投資小

（3）運行操作方便

（4）有利于擴建和采用成套配電裝置等。

其主要缺點是：可靠性和靈活性較差，如當母線或母線隔離開關故障或檢修時，必須斷

開它所接的電源，與之相接的所有電力裝置，在整個檢修期間均需停止工作。此外，在出線

斷路器檢修期間，必須停止該回路的工作。

2、繪出雙繞組變壓器差動保護單相原理接線圖并簡要分析其工作原理。

答：

圖2-1單母線接線

工作原理：差動保護是基于比較變壓器各側的電流大小和相位的原理構成的，當兩側電

流互感器TA1和TA2之間的區(qū)域發(fā)生故障，則流入差動繼電器的電流大于整定值，保護動作,

斷開兩側的斷路器QF1和QF2o

當變壓器正常運行或是差動保護區(qū)外故障時，理想情況下，流入差動繼電器的電流應為零。

但由于不平衡電流的存在，導致流入差動繼電器的電流不再是零，為了防止誤動作，整定電

流值應大于不平衡電流。

四、計算題（共31分）

1、某220kV單回架空線路，長度為200km,導線單位長度的電氣參數為

6

rl=0.108Q/kn^x\=0.42Q/km./?!=2.66*10-S/0己知其始端輸入功率為（120+j50）MVA,

始端電壓為240kV,求末端電壓及功率。（10%）

解:

Ui

L

(b)

-4J

(1)首端充電功率：\Q8X=-^U^*10*240

⑵線路阻抗功率損耗：△葭(此+jXj=120；茅了⑵6+j84)=7+j27.2(MVA)

⑶線路電壓降：△〃/=+Q|X,=120x21.6+65.3x84=33.655kV

U、240

死一片上9"=⑵二網二65.咫.6=36.123kV

Ui240

(4)線路末端電壓：

(72=240—(-9.93

⑸末端充電功率：△0{2=—&U；*l°j

2

(6)線路末端功率：￡=120+J65.3-7-J27.2+711.67=113+j49.77(MVA)

2、試計算SFZ1—63000/110型雙繞組變壓器歸算到高壓側的參數，并畫出它的等值電路。變

壓器銘牌給出該變壓器的變比為110/10.5kV、SN=63MVA、E=260kW、庶=71kW、4％=

10.5、4%=0.9。(10%)

解：

(1)由短路損耗兄=260kW可求得變壓器電阻為

&=褊=眠*。"。)

(2)由電路電壓百分值七％

它必㈣=20.2(。)

X-r=

Kg100X63

(3)由空載損耗匕=71kW可求得變壓器勵磁支路的電導為

尼二71

=5.79x10-6(S)

1000b~1000X1102

(4)由空載電流百分值/()%

0.9x63

67二=5.15x10-5(S)

1(X)心100x11()2

。0.7926+j20.2□

3,如下圖所示的系統中，當降壓變電所10.5kV母線上發(fā)生三相短路時，試求故障點的穩(wěn)態(tài)

短路電流有名值、短路沖擊電流蓼有名值及短路容量，有名值。(SH=100MK4,UB=UQ,

kxa=1.8)o(11%)

解:

(1)求各原件電抗表幺值

V△〃％SR10.5100八…

X"=——---------=-----x——=0.525

1100Swi10020

X-即含=0.4x10x^=0.292

Uav2J1

△4%SB_7JOO—219

X*

100Sm1003.2,

X#%心SB=5,6二100

=0.524

X/100屆/種%310°gxO.3IO.52

Xzi=X1*+X?*+X3?+X4,=0.525+0.292+2.19+0.524=3.531

(2)穩(wěn)態(tài)短路電流有名值

1(X)

—=1.557IGA

73x10.5X573x10.5

(3)短路沖擊電流名值

*=血&/=2.55人

（4）短路容量，有名值

Sk=S4**100=—!—*100=2S.3MVA

Xg*

《電力工程基礎》試卷五及參考答案

一、填空題（每空1分，共30分）

1、中樞點調壓可以采用、、三種方式。

（逆調壓、順調壓、常調壓）

2、水電站是將轉變成的工廠，能量轉換的基本過程是。

（水能、電能、水能一機械能一電能）

3、短路故障主要有、、、四種類型。

（單相接地短路、兩相短路、三相短路、兩相短路接地/兩相接地短路）

4、工廠中，常用的防雷裝置有、、三種。

（避雷針、避雷線、閥型避雷器

5、凡從自然界可直接取得而不改變其基本形態(tài)的能源稱為。

（一次能源）

6、鍋爐是火電廠的主要熱力設備之一，主要包括和兩大部分。

（鍋爐本體、輔助設備）

7、風力發(fā)電的運行方式有、兩種。

（獨立運行、并網運行）

8、對電氣主接線的基本要求是、和。

（可靠性、靈活性、經濟性）

9、按照安裝地點，配電裝置可以分為和o

（屋內配電裝置、屋外配電裝置）

10、對繼電保護裝置的基本要求是、、和可靠性。

（選擇性、速動性、靈敏性）

11、按照目的不同，接地可分為、、三種。

（工作接地、保護接地、防雷接地）

12、沖擊式水輪機中，用來調節(jié)水流量的大小，從而改變水輪機的輸出功率。

（噴針）

二、選擇題（每小題2分，共10分）

（說明：對多選題，選多或是選錯均不得分，選少可適當得分）

1、下列能源中，不屬于可再生能源的是。(A)

A、天然氣B、太陽能C、海洋能D、核裂變能

2、通常所說的太陽能熱發(fā)電指的是o(B)

A、太陽熱能直接發(fā)電B、太陽熱能間接發(fā)電C、光伏發(fā)電

3、以卜主接線形式中，有匯流母線的是o(D)

A、內橋接線B、單元接線C、角形接線D、一臺半斷路器接線

4、低壓配電網可以采用的接線方式有。（A、B、C、D）

A、混合式B、放射式C、鏈式【）、樹干式

5、變電所中用以防御直擊雷的主要措施是o(A、B)

A、避雷針B、避雷線C、避雷帶D、避雷器

三、名詞解釋（每小題3分，共12分）

1、短路

（答：供電系統中，一相或多相或流導體接地或相互接觸并產生超出規(guī)定值的大電流的現象。）

2、電氣主接線

（答：高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路。）

3、安全凈距

（答：從保證電氣設備和工作人員的安全出發(fā)，考慮氣象條件及其他因素的影響所規(guī)定的各電氣設備之間、

電氣設備各帶電部分之間、帶電部分與接地部分之間應該保持的最小空氣間隙。）

4、計算負荷

（答：在已知用電設備性質、容量等條件的情況下，按照一定的方法和規(guī)律，通過計算確定的電力負荷,

是按發(fā)熱條件選擇電氣設備的?個假定負荷。）

四、簡答題（每小題5分，共20分）

1、闡述常規(guī)火電廠的基本生產過程。

答：將燃料送入鍋爐，燃料在鍋爐中燃燒，釋放出大量的熱能，水經水泵引入鍋爐中管道，吸收熱量后成

為高壓、高溫的蒸汽，經管道有控制地送入汽輪機，蒸汽在汽輪機內降壓降溫，其熱能轉換成汽輪機轉軸

旋轉機械能，高速旋轉的汽輪機轉軸拖動發(fā)電機實現機械能轉換為電能，發(fā)電機送出的電能由升壓變壓器

升壓后送入電力系統，而做功后的乏汽（汽輪機的排汽）進入凝汽器被冷卻水冷卻，凝結成水由給水泵重

新打I可鍋爐，如此周而復始，不斷生產出電能。

2、常見的水電站類型有哪幾種？抽水蓄能式水電站具有什么特點？

答：水電站常見的類型有：河床式水電站、壩后式水電站和引水式水電站。抽水蓄能電站是特殊形式的水

電站。當電力系統內負荷處于低谷時，它利用電網內富余的電能，機組采用電動機運行方式，將下游（低

水池）水抽送到高水池，能量蓄存在高水池中。在電力系統高峰負荷時，機組改為發(fā)電機運行方式，將高

水池的水能用來發(fā)電。在電力系統中，抽水蓄能電站既是電源又是負荷，是系統內唯一的削峰填谷電源，

具有調頻、調相、負荷備用、事故備用的功能。

3、配電網的損耗包括那些？由哪些因素引起？

答：配電網的損耗是由兩部分組成的：一部分是與傳輸功率有關的損耗，它產生在輸電線路和變壓器的串

連阻抗上，傳輸功率愈大則損耗愈大，這種損耗叫變動損耗，在總損耗中所占比重較大；另一部分損耗則

僅與電壓有關，它產生在輸電線路和變壓器的并聯導納上，如輸電線路的電暈損耗、變壓器的勵磁損耗等,

這種損耗叫固定損耗。

4、變電站電氣主接線設計的步驟？

答：1）對設計依據和原始資料送行綜合分析；2）擬定可能采用的主接線形式；3）確定主變的容量和臺

數；4）廠用電源的引接方式；5）論證是否需要限制短路電流，并采取什么措施；6）對擬定的方案進行

技術、經濟比較，確定最佳方案；7）選擇斷路器、隔離開關等電氣設備。

五、繪圖分析（共8分）

繪出單母線帶旁路母線的主接線圖，并示例說明如何不停電檢修出線斷路器。

答:

以檢修出線1斷路器為例，倒閘操作過程為：

1）合QS4、QS5,合QF2,對旁路母線充電，并檢驗旁路母線；

2）若旁路母線完好，合QS3,注意，此時出線1為雙回路哄電;

3）斷QF1,斷QS2、QS1,退出斷路器QF1進行檢修。

六、計算綜合（共20分）

1、某電力網絡如下圖所示。其中，T1：變比24〃丫/10.5々丫，SN=120MVA,以％=12；T2：變比

220kV/121kV,SN=120MVA,以％=6.7；輸電線路：再=0.4Q/Am。試用近似計算法求出其

標幺值參數，并做出等值電路。（8分）

解：取基準值:

S?=100A/E4,U=U,因此，U.=1^.5kV,=230/1V,t/=115JlV

nnK?a>vf>Hi”4J/>nJ

計算各元件參數的標幺值:

U%§812x100八.

Tl,Xk------------=().1

-100Sv100x120

LI(并列)，X.^=-x,l=-x0.4x10()x=0.0378

1

"2U；,2223()2

T2'”^=徐繇。358

L2.X“*=xj2=0.4x50x^5^=0.1512

H52

]234

等值電路：0.10.03780.05580.1512

2、下圖所示網絡中，裝設階段式電流保護，試對保護1的無時限以及延時電流速斷保護進行整定計算。

圖中所示電壓為電網額定電壓，單位長度線路阻抗為0.4C/七〃，可靠系數KL=1.3,K胃=1.1,時

限級差4=0.5s。（12分）

解：保護1的無時限電流速斷保

1）動作電流，按照躲過被保護線路末端發(fā)生短路的最大短路電流的原則進行整定:

一次側：/)=山U=l?3x=1.3x3.7941=4.9323(一

4.9323x1000

繼電器側:=41.1025(4)

600/5

2）動作時限，只需考慮繼電器本身固有的時延：

3）靈敏度校驗，計算最小保護范圍:

Ip1nh,（%）=（^7^-Xg、）=---（百xU'百-6,7）=41.31%>15-20%,可

iXX?/2o1pA'.皿'0.4x302x4.9323

見，靈敏度滿足要求。

保護1的延時電流速斷保護。

1）動作電流，按照與相鄰線路的無時限電流速斷保護配合的原則進行整定：

一次側：

I''=K1'1'=l,lx(1.3x--------------------------)=1.1x(1.3x1.2411)=1.1x1.6134=1.7747(M)

叼向叩25.5+0.4x(30+90)

1.7747x1000

繼電器側:=14.7892(A)

600/5

2）動作時限:

按照與相鄰I段配合的原則考慮：t"=〈+Ar=0+0.5=0.5s

3）靈敏度校驗。計算靈敏度系數:

V3115/V3

--------------x-----------=---1--.7--3>1.5

2x1.77476.7