《电力工程基础》试卷及参考答案

《电力工程基础》试卷及参考答案

一、填空题（28分）

1、衡量电能质量的主要指标有电压、频率、波形、电压波动与闪变、三相不平衡度。（5分）

2、列举五种有汇流母线的电气设备连接方式：单母线、单母线分段、双母线、_双母线分段、_一台半断路器接线。(5分)

3、无功补偿的措施有利用同步发电机进行补偿、利用调相机进行补偿、利用电容器进行补偿和利用静止补偿器进行补偿等。(8分)

4、双绕组变压器分接头装于_中_压侧。（2分）

6、对继电保护装置的基本要求是选择性_、_速动性、_灵敏性、_可靠性_。（4分）

7、列举四种短路的类型三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路。(4分)

二、简答题（8×6分）

1、电力系统的中性点运行方式有哪些？各有什么特点？

答：分为中性点直接接地和不接地系统两类。其中不接地系统还分为不接地和经消弧线圈接地两种。中性点直接接地方式供电可靠性低，出现单相接地时，形成回路，接地电流大；不接地系统供电可靠性高，但绝缘要求也高，出现单相接地时，不形成回路，接地电流不大，但非接地相对地电压却升高为相电压的3倍。中性点经消弧线圈接地系统比不接地系统的单相接地电流小，绝缘要求比较低。

2、试画出内桥和外桥接线形式，并分别说明各自适用的场合。

答：内桥式接线适用于输电线路较长，故障几率较多，而变压器又不需经常切除的场合；外桥式接线则适用于出线较短，且变压器随经济运行的要求需经常切换，或系统有穿越功率流经本厂的情况。

3、高压断路器的作用是？隔离开关与其配合的原则是什么？

答：高压断路器具有灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，可用来作为接通或切断电路的控制电器。隔离开关与其配合的原则是：先通后断。即停止供电时，隔离开关相对断路器“先通后断”，母线隔离开关相对线路隔离开关也是“先通后断”。

4、频率的一、二次调整分别是通过什么作用的？两者最大的区别是什么？

答：当系统频率下降时，发电机输出的有功功率将因调速器的一次调整作用而增加，同时负荷所需的有功功率将因本身的调节效应而减少。因此，频率的一次调整是由发电机调速器作用和负荷本身的调节效应共同完成的。二次调频是在一次调频的基础上调节调频器作用进行的，系统负荷的增量0L P ?是由以下三部分调节功率与之平衡的：（1）由频率的一次调整（调速器作用）增发的功率为f K G ''?-；（2）频率的二次调整（调频器作用）增发的功率0G P ?；以及由负荷自身的调节效应而减少取用的功率为f K L ''?-。两者最大的区别是二次调频可以实现无差调频。

5、试画出双绕组变压器差动保护单相原理接线图？ 答：如图所示。

6、跨步电压？保护接零？

答：当人在分布电压区域内跨开一步，两脚间（相距0.8m ）所承受的电压称为跨步电压。 保护接零：将用电设备的金属外壳与电源（发电机或变压器）的接地中性线作金属性连接，并要求供电给用电设备的线路，在用电设备一相碰壳时，能够在最短的时限内可靠地断开。 7、采用标么制进行计算电网参数的优点？

答：三相电路的计算公式与单相电路相同，三相功率的标么值与单相功率标么值相等；采

用标么制计算的数量级比较小，计算比较简单；选定全网的基准功率以及各级的基准电压后，直接进行标么值计算，计算参数不需折算。

8、试用单位长度电抗计算公式分析采用分裂导线的优点？

答：采用分裂导线，增大了导线的等效半径，所以其单位长度电抗值相对普通减小，具体分析如下：普通导线的单位电抗10.1445lg

0.0157m

D x r

=+（Ω）

；其中m D 表示三相导线几何平均距离；r 表示导线半径；分裂导线的单位长度电抗'10.01570.1445lg

m eq D x r n

=+(Ω)

，eq r =eq r 表示分裂导线的等效半径；12131n d d d L 、表示某根导线与其余n-1根导线间距离。'1x 相对1x 值减小了。当分裂根数超过4根时，电抗值下降不明显，故一般不超过4根。

三、计算题（24分）

1、对某车间进行可行性研究时，采用单位面积负荷密度法估算负荷，该车间面积为S=2000m 2，单位面积负荷密度为ρ=0.6kW ／m 2，?cos ＝0.7，该车间的视在功率计算负荷ca S 是? 解：依题意得

有功计算负荷：*ca P S ρ==2000*0.6=1200(kW)，cos ?＝0.7，tan ?∴＝1.02

∴视在功率计算负荷

:ca S ==

=1714.1( kVA)

2、一个无限大容量系统通过一条100km 的110kV 输电线向变电所供电，线路和变压器的参数标于下图中，试用标么制计算线路末端1k 点和变电所出线上2k 点发生三相短路时，短路电流周期分量有效值和短路冲击电流（取M K =1.8,B S =100MVA,B av U U =）。（9分）

2*30%10.5

k MVA u =

解：1*122

1

100

0.4*100*0.302115B B S X x l

U ===， Q B av U U =,2

1*2*2

%10.5100

*0.3510010030

k N B T T B N u U S X X U S ====, 1k 点短路时，1*

*X

X ==∑0.302，''**11 3.3110.302

I X ===∑

''''*1* 1.662()B I I I kA ===

，''''2.55 2.55*1.662 4.238()M M i I I kA ==== 2k 点短路时，*1**

0.350.3020.47722T X X

X =+=+=∑

，''**11

2.0960.477

I X ===∑

''''*2* 5.499()B I I I kA ===

，''''2.55 2.55*5.49914.022()M M i I I kA ====

3、一线路电压等级为110kV ，长为100km 的输电线路，末端接一容量为31.5MVA 的降压变压器，变比为110/11kV 。如下图A 点实际电压为115kV 时，求A 、C 两点间电压损耗及B 点和C 点的实际电压。其中线路及变压器参数如下：(电压降横分量不计)

1r =0.21/km Ω，10.401/x km =Ω， 190%10.5%0.7k k P kw U ===00，，P =31.05kw ，I 。（10分）

A

B

C

15j MVA

解：设110N U kV =，10.21*10021()l R rl ===Ω，10.401*10040.1()l x x l ===Ω

222

2190*110 2.32()10001000*31.5k N

T N PU R S ===Ω，2

2%10.5*11040.33()100100*31.5

k N T N U U X S ===Ω 6

02231.05 2.5*10()10001000*110T N P G S U -=

==，6022

%0.7*31.518.2*10()100100*110

N T N I S B S U -=== 22

22~

2

2

2010()(2.3240.33)0.096 1.667()110C C BC

T T N P Q S R jX j j MVA U ++?=+=+=+ '

~~~

2010(0.096 1.667)(20.09611.667)()B C BC S S S j j j MVA =+?=+++=+

~

2

26()110(2.518.2)*100.030.22()YT N T T S U G jB j j MVA -?=+=+=+

'

~

~~

20.12611.887()B B YT S S S j MVA =+?=+

22

22

~22

20.12611.887()(2140.1)0.948 1.811()110B B l l l N P Q S R jX j j MVA U ++?=+=+=+ ~

~

~

20.12611.8870.948 1.811(30.01313.698)()A l B S S S j j j MVA =+?=+++=+

电压降，略去横分量

30.013*2113.698*40.1

10.26()115

A l A l A

B A P R Q X U kV U ++?===

11515.26104.74()B A AB U U U kV =-?=-=

''

(20.096)*2.3211.667*40.33

4.93()104.74

T B T B

BC B

P R Q X U kV U +-?=

=

=

104.74 4.9399.81()C B BC U U U kV =-?=-=

C 点实际电压：'

*11/11099.81*11/1109.98()C C U U kV ===