电力工程基础模拟试卷附答案

《电力工程基础》模拟卷
一．填空题（本大题共20小题，每题1分，共20分）
1．发电成本低、污染小，但受自然条件影响较大的是水力发电厂。

2．全所停电将导致系统解列，甚至出现全系统崩溃的灾难局面的是枢纽变电所。

3．没有灭弧装置，用来在切断电路时建立明显可见的空气绝缘间隙的设备是隔离开关。

4．内桥桥式接线适用于线路较长，变压器不需要经常切换的场合。

5．为使任何一条进、出线断路器检修时该线路不停电，可采用带旁路母线的接线方式。

6．在超高压、大容量的配电装置中，由于对供电可靠性要求很高，宜采用一台半断路器接线。

7．凝汽式火电厂的厂用电率一般为 58% 。

8．在事故情况下失去工作电源时，保证给厂用电供电的电源为事故保安电源。

9．为了保证厂用电系统的供电可靠性和经济性，高压厂用母线均应采用按炉分段的接线原则。

10．配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装置。

11．配电装置间为保证人身和设备的安全所必须的最小电气距离称为安全净距。

12．行波从电容旁经过，其最大陡度只与传输线路的前一段波阻抗有关，而与后段无关。

13．变压器绕组之间、绕组对地的绝缘称为主绝缘。

14．变压器绕组的波振荡过程中，最大电位梯度都将出现在变压器首端，纵向绝缘应加强。

15．避雷针主要用于对直击雷的保护。

16．使产生冲击接地电阻大于工频接地电阻的为电感效应。

17．冲击闪络转变为稳定工频电弧的概率称为建弧率。

18．三绕组变压器的防雷一般采用在低压侧任一相绕组出线端加装一台阀式避雷器。

19．当主保护拒动时，就近实现后备作用的保护为近后备保护。

20．电流保护的返回系数应该小于 1。

二．判断改错题（本大题共10小题，每题2分，共20分）判断下列命题正误，正确的打“√”；错误的打“×”，并改正。

1．电力网的作用是输送电能，所以只包括各种电压等级的输配电线路。

×
2．电压等级的选择与输送功率和输送距离有关，当输送功率和输送距离大时，应选择高电压等级。

√
3．中性点不接地系统在发生单相接地故障时，虽然相电压要发生变化，但线电压的相位和大小不发生变化，所以可以继续运行。

√
4．线路停电的操作顺序是：先拉开母线隔离开关，再拉开线路隔离开关，最后断开断路器。

×5．倒闸操作过程中，应使操作人员行走路径最短。

√
6．对厂用Ⅰ类负荷的供电方式是应由两个独立电源供电，一个电源消失后，另一个电源要立即自动投入。

√
7．习惯上把雷击于低接地阻抗时流过该物体的电流定义为雷电流，它通常是不可测的。

×
8．导线周围空间在单位时间内获得的磁场能量和电场能量不一定总是相等。

×
9．避雷针和避雷线的保护范围是指在该范围内物体绝对不可能遭受雷击的空间区域。

×
10．避雷器的灭弧电压应高于工作母线上可能出现的最高工频电压，其值越高保护性能越好。

√
三．简答题（本大题共5小题，每题6分，共30分）
1．根据对电容电流补偿程度的不同，消弧线圈可以有哪几种补偿方式？通常采用哪种方式？为什么？
消弧线圈有完全补偿、欠补偿和过补偿三种补偿方式。

常用过补偿。

因为完全补偿会产生串联谐振，导致消弧线圈或电容两端出现危险的过电压，所以不采用；而欠补偿，在电网切除部分运行线路时，会导致电容减小，导致串联谐振的发生，所以也不采用；过补偿能避开谐振点，所以采用。

2． 在中小型地区电厂的电气主接线中，常设有发电机电压级母线，为了限制短路电流，可以采用
哪两种措施？
为限制发电机电压级的短路电流，可以采用在发电机电压母线间串联电抗器，也可以只将部分发电机接入母线，其余采用单元接线接入更高电压级。

3． 简述分布参数线路的波阻抗与集中参数电路的电阻的区别。

分布参数的波阻抗于集中参数的电阻虽然有相同的量纲，但在物理意义上有本质的不同： ①波阻抗从电源吸收的功率和能量以电磁波的形式沿导线向前传播，能量以电磁能的形式储存在导线周围介质中，并没有被消耗掉。

而电阻从电源吸收的功率和能量则均转化成热能被消耗掉了。

② 为区别不同方向的行波，波阻抗Z 前面有正、负符号。

③如果导线上既有前行波、又有反行波时，导线上电压和电流的比值并不等于波阻抗；而电阻的阻值就等于电压和电流的比值。

④波阻抗Z 的数值只与导线单位长度的电感和电容L 0、C 0有关，与线路长度无关。

而一条线路的电阻是与线路长度成正比的。

4． 简述输电线路遭受绕击和反击的定义，以及各自的防止方法。

反击：是指雷击中杆塔塔顶时，巨大的雷电流流过杆塔电感和接地电阻，产生很高的塔顶电
位，从而造成杆塔与导线之间的绝缘子串发生击穿闪络，这种现象称为输电线路的“反击”。

绕击：是指雷绕过避雷线直接击中导线，使导线电位很快上升，从而造成导线与杆塔之间的
绝缘子串发生击穿闪络。

防止绕击措施主要有：减小线路保护角，采用线路避雷器等；
防止反击措施主要有：减小接地电阻，提高耦合系数，如采用耦合地线，增加绝缘子片数，采用线路避雷器等。

5． 简述切除空载线路过电压的产生原因、过电压幅值和限制措施。

切除空载线路过电压的产生原因：分闸时电源侧电压与导线电压不同所引起的电磁振荡，使开关电弧重燃，电弧的多次重燃是切除空载线路时产生高幅值过电压的根本原因。

一般过电压幅值可达到3倍相电压。

限制措施：采用灭弧能力强性能好的断路器；在断路器中加装并联分闸电阻；采用专门的磁吹避雷器来保护。

四．计算题（本大题共2小题，每题10分，共20分）
1．一幅值U 0 = 1000的无限长直角波从一条波阻抗Z 1 = 500Ω的架空线路经一串联电阻R = 550Ω与一根波阻抗Z 2 = 50Ω的电缆线路相连，如下图所示。

试求：
（1）根据彼得逊法则画出等值电路；
（2）节点A 、B 上的电压；
（3）流入电缆的电压折射波与电流折射波；
（4）节点A 处的电压反射波与电流反射波；
（5）串联电阻上流过的电流和消耗的功率。

解： 电压入射波
根据彼德逊法则，可以画出其等值电路如右图所示。

节点B 上的电压为
kV Z Z R Z U U q
B 91.905050
5505001000222211=⨯++⨯=⨯++=
节点A 上的电压为
（1）进入电缆的电压折射波与电流折射波为
（2）架空线路上的电压反射波与电流反射波的幅值为
（3）串联电阻上流过的电流和消耗的功率
2．如图网络，试计算保护1电流速断保护的动作电流，动作时限及保护范围。

已知：可靠系数为1.2，线路每公里阻抗为0.4Ω。

解：
KA
84.1 604.0123115/.Z Z E I AB 1min s s max B K =⨯+=+=⋅⋅⋅
KA 21.284.12.1I K I max B K I rel I 1act =⨯=⋅=⋅⋅⋅
km 95.19)/Z Z I E 23(
1max s I 1
act s min =∙=⋅⋅－ι %15%25.33%min >=ι ''0t I
I =
五．分析题（本大题共1小题，每题10分，共10分）
1． 画出两个电源、四条引出线的双母线接线的电气主接线图（5分）；假设原运行状态为双母线同
时运行，线路L1、L3、电源1接在Ⅰ组母线上，L2、L4、电源2接在Ⅱ组母线上。

检修线路L1的断路器时，为避免线路L1长期停电，欲采取接跨条的措施，请写出检修11（线路L1的断路器）的操作步骤（5分）。

kV Z R Z R Z U U q
A 91.1090)50550(50
55050010002)(22211=+⨯++⨯=+⨯++=kV U U B q 91.902==kA Z U I q
q 82.150
91.90222===kV
U U U q A f 91.90100091.109011=-=-=kA Z U I f
f 18.0500
91.90111-=-=-=kA R U U I B A R 82.155091.9091.1090=-=-=
MW R U U P B A R 18.1818550
)91.9091.1090()(2
2=-=-=
操作步骤如下：
①拉开断路器11及其两则的隔离开关12和11I；将停电的断路器11两端接线拆开，用“跨条”将11短接使11与引出线断开；
②合上母联断路器两侧的隔离开关，然后再合上母联断路器；
③按照倒母线的操作步骤将连接在Ⅰ组母线上的电源和其它引出线转移到Ⅱ组母线上（即 a.依次闭合线路3、电源1与Ⅱ组母线联接的母线隔离开关；b.依次拉开线路3、电源1与Ⅰ组母线联接的母线隔离开关）；（也可以从组母线转移到I组母线）
④断开母联断路器，以及两侧隔离开关。

⑤合上11I，12，以及母联两侧隔离开关，最后合上母联断路器。

这时工作电流由Ⅱ组母线经母联断
路器送到Ⅰ组母线，再由Ⅰ组母线送到线路L1上，实现了利用母联断路替代引出线断路器1工作。