電力工程基礎(chǔ)習(xí)題與解答

1、第一章 發(fā)電廠概述習(xí)題與解答一、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述水力發(fā)電、火力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。答：水力發(fā)電是將水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程。火力發(fā)電是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，然后再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程。風(fēng)力發(fā)電是將空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程。2、火電廠按照原動(dòng)機(jī)不同可分哪幾類？火電廠的三大主機(jī)是什么？答：火電廠按照原動(dòng)機(jī)不同可分為汽輪機(jī)電廠、燃?xì)廨啓C(jī)電廠、蒸汽燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)電廠。鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)是常規(guī)火力發(fā)電廠的三大主機(jī)。3、簡(jiǎn)述蒸汽動(dòng)力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程。答：燃料送入鍋爐燃燒放出大量的熱能，鍋爐中的水吸收熱量成為高壓、

2、高溫的蒸汽，經(jīng)管道有控制地送入汽輪機(jī)，蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)降壓降溫，其熱能轉(zhuǎn)換成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)機(jī)械功，高速旋轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能，電能由升壓變壓器升壓后送入電力系統(tǒng)，而做功后的乏汽（汽輪機(jī)的排汽）進(jìn)入凝汽器被冷卻水冷卻，凝結(jié)成水由給水泵重新打回鍋爐，如此周而復(fù)始，不斷生產(chǎn)出電能。4、常規(guī)燃煤火電廠對(duì)環(huán)境的污染主要體現(xiàn)在哪些方面？答：主要是煙氣污染物排放、灰渣排放、廢水排放，其中煙氣排放中的粉塵、硫氧化物和氮氧化物經(jīng)過(guò)煙囪排入大氣，會(huì)給環(huán)境造成污染。5、目前比較成熟的太陽(yáng)能發(fā)電有哪些形式？答：太陽(yáng)能熱發(fā)電和太陽(yáng)能光發(fā)電。6、簡(jiǎn)述閃蒸地?zé)岚l(fā)電的基本原理。答：來(lái)自地?zé)峋臒崴紫冗M(jìn)入減壓擴(kuò)容器

3、，擴(kuò)容器內(nèi)維持著比熱水壓力低的壓力，因而部分熱水得以閃蒸并將產(chǎn)生的蒸汽送往汽輪機(jī)膨脹做功。如地?zé)峋诹黧w是濕蒸汽，則先進(jìn)入汽水分離器，分離出的蒸汽送往汽輪機(jī)做功，分離剩余的水再進(jìn)入擴(kuò)容器（如剩余熱水直接排放就是汽水分離法，熱能利用不充分），擴(kuò)容后得到的閃蒸蒸汽也送往汽輪機(jī)做功。7、簡(jiǎn)述雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電的基本原理。答：地下熱水用深井泵加壓打到地面進(jìn)入蒸發(fā)器，加熱某種低沸點(diǎn)工質(zhì)，使之變?yōu)榈头悬c(diǎn)工質(zhì)過(guò)熱蒸汽，然后送入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，汽輪機(jī)排出的乏汽經(jīng)凝汽器冷凝成液體，用工質(zhì)泵再打回蒸發(fā)器重新加熱，重復(fù)循環(huán)使用。為充分利用地?zé)崴挠酂幔瑥恼舭l(fā)器排出的地?zé)崴ヮA(yù)熱器加熱來(lái)自凝汽器的低沸點(diǎn)工質(zhì)液體，使其溫

4、度接近飽和溫度，再進(jìn)入蒸發(fā)器。8、可用于發(fā)電的海洋能有哪幾種類型？答：可用于發(fā)電的海洋能主要為：潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水溫差能和海水濃度差能。二、問(wèn)答題1、水電站常見(jiàn)的類型有哪幾種？抽水蓄能式水電站具有什么特點(diǎn)？答：水電站常見(jiàn)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(dāng)電力系統(tǒng)內(nèi)負(fù)荷處于低谷時(shí)，它利用電網(wǎng)內(nèi)富余的電能，機(jī)組采用電動(dòng)機(jī)運(yùn)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(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)，機(jī)組改為發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式，將高水池的水能用來(lái)發(fā)電。因此，在電力系統(tǒng)中抽水蓄能電站既是電源又是負(fù)荷，是系統(tǒng)內(nèi)唯一的削峰填谷電源，具

5、有調(diào)頻、調(diào)相、負(fù)荷備用、事故備用的功能。2、水力發(fā)電有哪些主要特點(diǎn)？答：水力發(fā)電主要有以下特點(diǎn)：（1）水能是可再生能源，一般也不會(huì)造成水體污染；（2）水力發(fā)電不排放有害氣體、煙塵和灰渣，沒(méi)有核廢料；（3）水力發(fā)電的效率高，常規(guī)水電廠的發(fā)電效率在80%以上；（4）水力發(fā)電可同時(shí)完成一次能源開(kāi)發(fā)和二次能源轉(zhuǎn)換；（5）水力發(fā)電的生產(chǎn)運(yùn)行成本低，無(wú)需燃料、運(yùn)行人員較少、管理和運(yùn)行簡(jiǎn)便、運(yùn)行可靠性較高；（6）水力發(fā)電機(jī)組起停靈活，輸出功率增減快、可變幅度大，是理想的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用電源；（7）水力發(fā)電資源一般遠(yuǎn)離用電負(fù)荷中心，開(kāi)發(fā)投資大，工期長(zhǎng)；（8）無(wú)水庫(kù)調(diào)節(jié)或水庫(kù)調(diào)節(jié)能力較差的水電站，其發(fā)電受豐

6、枯季節(jié)變化的影響較大，與用戶用電需要不相適應(yīng)；一般采用水、火、核電站聯(lián)合供電方式；（9）水電站的水庫(kù)可以綜合利用，可獲得較高的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。（10）建有較大水庫(kù)的水電站，有的水庫(kù)淹沒(méi)損失較大，移民較多，并影響野生動(dòng)植物的生存環(huán)境。3、什么是鍋爐？其作用是什么？答：鍋爐本體實(shí)際上就是一個(gè)龐大的熱交換器，由“鍋”和“爐”兩部分組成的。鍋是指鍋爐的汽水系統(tǒng)，完成水變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽的吸熱過(guò)程。爐是指鍋爐的燃燒系統(tǒng)，完成煤的燃燒放熱過(guò)程。其作用是：燃料在爐膛內(nèi)燃燒將其化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊煔鉄崮?；煙氣熱能加熱給水，水經(jīng)過(guò)預(yù)熱、汽化、過(guò)熱三個(gè)階段成為具有一定壓力、溫度的過(guò)熱蒸汽。4、風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由哪些部件

7、組成？各有什么作用？答：風(fēng)力發(fā)電機(jī)由風(fēng)輪、升速齒輪箱、發(fā)電機(jī)、偏航裝置（對(duì)風(fēng)裝置）、控制系統(tǒng)、塔架等部件所組成。風(fēng)輪的作用是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，它由氣動(dòng)性能優(yōu)異的葉片裝在輪轂上所組成，低速轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)輪通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)由升速齒輪箱增速，以便與發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的轉(zhuǎn)速相匹配并將動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)。由于風(fēng)向經(jīng)常變化，為了有效地利用風(fēng)能，必須要有對(duì)風(fēng)裝置，它根據(jù)風(fēng)向傳感器測(cè)得的風(fēng)向信號(hào)，由控制器控制偏航電機(jī)，驅(qū)動(dòng)與塔架上大齒輪咬合的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)艙始終對(duì)準(zhǔn)來(lái)風(fēng)的方向。由于風(fēng)能是隨機(jī)性的，風(fēng)力的大小時(shí)刻變化，必須根據(jù)風(fēng)力大小及電能需要量的變化及時(shí)通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的起動(dòng)、調(diào)節(jié)（轉(zhuǎn)速、電壓、頻率）、停

8、機(jī)、故障保護(hù)（超速、振動(dòng)、過(guò)負(fù)荷等）以及對(duì)電能用戶所接負(fù)荷的接通調(diào)整及斷開(kāi)等。5、太陽(yáng)能光發(fā)電的基本原理是什么？太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)一般由哪些設(shè)備組成？答：光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)原理，利用太陽(yáng)能電池（光伏）將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能。當(dāng)太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池上時(shí)，電池吸收光能產(chǎn)生電子空穴對(duì)，從而產(chǎn)生光生電壓。太陽(yáng)能電池（光伏電池）發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽(yáng)能電池方陣、防反充二極管、儲(chǔ)能蓄電池、充電控制器、逆變器等設(shè)備組成。6、利用生物質(zhì)能發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)在哪方面？生物質(zhì)能發(fā)電主要特點(diǎn)是什么？答：利用生物質(zhì)能發(fā)電關(guān)鍵在于生物質(zhì)原料的處理和轉(zhuǎn)化技術(shù)。采用生物質(zhì)能發(fā)電特點(diǎn)是：（1）生物質(zhì)能發(fā)電的重要配套技術(shù)是生

9、物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化技術(shù)，且轉(zhuǎn)化設(shè)備必須安全可靠、維護(hù)方便；（2）利用當(dāng)?shù)厣镔Y源發(fā)電的原料必須具有足夠數(shù)量的儲(chǔ)存，以保證連續(xù)供應(yīng)；（3）發(fā)電設(shè)備的裝機(jī)容量一般較小，且多為獨(dú)立運(yùn)行的方式；（4）利用當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)能資源就地發(fā)電、就地利用，不需外運(yùn)燃料和遠(yuǎn)距離輸電；（5）城市糞便、垃圾和工業(yè)有機(jī)廢水對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，用于發(fā)電，化害為利，變廢為寶；（6）生物質(zhì)能發(fā)電所用能源為可再生能源，資源不會(huì)枯竭、污染小、清潔衛(wèi)生，有利于環(huán)境保護(hù)。三、讀圖題1、如圖1-1所示為某一水電站的示意圖，請(qǐng)回答圖中標(biāo)注所代表的設(shè)備或設(shè)施名稱。圖1-1 某一水電站的示意答：1水庫(kù)；2壓力水管；3水電站廠房；4水輪機(jī)；5發(fā)電機(jī)；6尾水渠

10、道。2、如圖1-2所示為某一蒸汽動(dòng)力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程原理示意圖，請(qǐng)回答圖中標(biāo)注所代表的設(shè)備名稱。圖1-2 某一蒸汽動(dòng)力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程原理示意答：1鍋爐；2汽輪機(jī)；3發(fā)電機(jī)；4凝汽器；5凝結(jié)水泵；6回?zé)峒訜崞鳎?給水泵。3、如圖1-3所示為某一獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功能模塊示意圖，請(qǐng)回答圖中標(biāo)注所代表的功能模塊名稱?？刂破?交流負(fù)載直流負(fù)載 2 1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組圖1-3 獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功能模塊答：1耗能負(fù)載；2蓄電池組；3逆變器。4、如圖1-4所示為某一塔式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)原理示意圖，請(qǐng)回答圖中標(biāo)注所代表的設(shè)備名稱。圖1-4 某一塔式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)原理示意答：1定日鏡； 2接收器；

11、3塔； 4熱鹽槽； 5冷鹽槽；6蒸汽發(fā)生器； 7汽輪發(fā)電機(jī)組； 8凝汽器。第二章 電氣主接線習(xí)題與解答一、簡(jiǎn)答題1、什么是電氣主接線？答：電氣一次設(shè)備根據(jù)其作用和工作要求，按一定的順序連接，用以表示生產(chǎn)匯集和分配電能的電路，稱為電氣主接線，或一次電路，或主電路。2、 什么叫電力系統(tǒng)？答：由發(fā)電廠電氣部分、變電所、輸配電線路以及用戶用電設(shè)備有機(jī)連接起來(lái)的，組成發(fā)、變、輸、配、用電的整體，稱為電力系統(tǒng)。3、什么叫電力網(wǎng)？答：電力系統(tǒng)中，由升壓、降壓變電所和各種不同電壓等級(jí)的輸配電線路連接在一起所組成的部分，稱為電力網(wǎng)。4、什么叫配電裝置？答：發(fā)電廠和變電所的開(kāi)關(guān)電器、載流導(dǎo)體及必要的輔助設(shè)備，根據(jù)

12、電氣主接線要求建造而成的用來(lái)在正常工作情況和故障情況下正確工作的電工建筑物，稱為配電裝置。5、什么叫最小安全凈距？答：無(wú)論正?；蜻^(guò)電壓情況下都不致發(fā)生空氣絕緣的電擊穿的最小凈距，稱為最小安全凈距。二、問(wèn)答題1、對(duì)電氣主接線的基本要求?答：主接線代表了發(fā)電廠或變電所電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系.對(duì)其的基本要求是：1）可靠性，安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。2）靈活性，電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的切換，并

13、滿足擴(kuò)建要求。3）經(jīng)濟(jì)性，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性包括：投資、占地面積及電能損耗三方面內(nèi)容。2、倒閘操作中隔離開(kāi)關(guān)相對(duì)斷路器而言“先通后斷”如何理解？ 答：隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，用隔離開(kāi)關(guān)來(lái)斷開(kāi)電路使得在電路斷開(kāi)瞬間產(chǎn)生的電弧沒(méi)法熄滅，會(huì)造成弧光短路，故在斷開(kāi)電路應(yīng)該由具有滅弧裝置的斷路器完成，在斷開(kāi)電路時(shí)，先斷開(kāi)斷路器再斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)，同里在接通電路時(shí)也應(yīng)由斷路器來(lái)完成接通，即隔離開(kāi)關(guān)要在斷路器合上之前來(lái)合上。這個(gè)“先通后斷”是為了防止用隔離開(kāi)關(guān)帶負(fù)荷拉合電路。3、母線隔離開(kāi)關(guān)相對(duì)線路隔離開(kāi)關(guān)而言“先通后斷”又如何理解？答：一般情況下，斷路器斷開(kāi)后，電路已

14、沒(méi)有電流，先拉哪個(gè)都可以。但是，若斷路器實(shí)際并未斷開(kāi)時(shí)先拉母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)，則由于隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置就會(huì)造成弧光短路，此時(shí)相當(dāng)于母線短路，電源側(cè)斷路器跳閘，導(dǎo)致全廠停電若先拉線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)，也造成弧光短路，此時(shí)相當(dāng)于線路上短路，線路斷路器跳閘，事故影響小。因此，斷開(kāi)線路斷路器后，應(yīng)先拉線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)，最后才拉母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)，以防意外。4、為什么屋內(nèi)配電裝置室的門要向外開(kāi)？答：這是為了防止萬(wàn)一配電裝置內(nèi)發(fā)生油燃燒或爆炸等類似事故時(shí)，便于工作人員迅速可靠地撤離事故現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)，這樣規(guī)定也有利于配電裝置外的人員在發(fā)生上述事故時(shí)，可以采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，不致于在緊急與慌亂中造成配電裝置門緊閉、與外界隔離

15、，而引起慘重后果。5、什么叫最大運(yùn)行方式？什么叫最小運(yùn)行方式？答：電力系統(tǒng)中，為使系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、合理運(yùn)行，或者滿足檢修工作的要求需要經(jīng)常變更系統(tǒng)的運(yùn)行方式，由此相應(yīng)地引起了系統(tǒng)參數(shù)的變化。在設(shè)計(jì)發(fā)電廠、變電所等工程時(shí)，選擇電氣設(shè)備和確定繼電保護(hù)裝置整定值時(shí)，往往需要根據(jù)電力系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的短路電流值來(lái)計(jì)算和校驗(yàn)所選用電器、導(dǎo)體的穩(wěn)定度和繼電保護(hù)裝置的靈敏度。最大運(yùn)行方式是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時(shí)，具有最小的短路阻抗值、發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最大的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的短路電流值，來(lái)校驗(yàn)所選用的電器、導(dǎo)體的穩(wěn)定性。最小運(yùn)行方式是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時(shí)，具有最大的短路阻抗值、發(fā)

16、生短路后產(chǎn)生的短路電流最小的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式的短路電流值，來(lái)校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度。6、架空線路、電纜線路的結(jié)構(gòu)，各自的特點(diǎn)及應(yīng)用。答：架空線路將導(dǎo)線和避雷線架設(shè)在露天的桿塔上，主要由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和線路金具等主要部件組成。架空線路露置在空氣中，易于檢修與維護(hù)。利用空氣絕緣，建造較為容易。但由于架空線路露天架設(shè)，容易遭受雷擊和風(fēng)雨冰雪等自然災(zāi)害的侵襲，而且需要大片土地作為出線走廊，對(duì)交通、建筑、市容和人身安全有影響。電纜線路主要包括電纜線、支撐物和保護(hù)層等，其中電纜線導(dǎo)體通常采用多股銅線或鋁絞線，以增加其柔韌性，使之能在一定程度內(nèi)彎曲，以利于施工和存放。電纜

17、線路一般直埋設(shè)在土壤、敷設(shè)在電纜溝或電纜隧道、穿管敷設(shè)等，占地少，整齊美觀，受氣候條件和周圍環(huán)境的影響小，傳輸性能穩(wěn)定，故障少，供電可靠性高，維護(hù)工作量少。因此在如城市人口密集區(qū)，重要公共場(chǎng)所等往往采用電纜出線。但電纜線路的投資大，線路不易變動(dòng)，尋測(cè)故障難，檢修費(fèi)用大，電纜終端的制作工藝要求復(fù)雜等。架空線路的設(shè)備簡(jiǎn)單，建設(shè)費(fèi)用比電纜線路低，電壓等級(jí)越高，二者在投資上差距就越顯著。7、放射式接線特點(diǎn)？樹(shù)干式的特點(diǎn)？答：放射式接線的特點(diǎn)：本線路上故障不影響其它線路；容易進(jìn)行繼點(diǎn)保護(hù)裝置的整定，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；樹(shù)干式配電系統(tǒng)有可能降低投資費(fèi)用和有色金屬消耗量，使變、配電所的饋線出線少，占用出線走廊

18、小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。8、如何區(qū)別屋外中型、半高型、高型配電裝置？ 答：屋外中型、半高型、高型配電裝置的區(qū)別主要是指電氣設(shè)備與母線及母線與母線之間在空間布置上是否有重疊。當(dāng)電氣設(shè)備布置在同一個(gè)水平面上，與母線在空間上無(wú)重疊布置為屋外中型布置；當(dāng)母線及母線隔離開(kāi)關(guān)高層抬高，把斷路器等電氣設(shè)備布置在其下方，母線與電氣設(shè)備具有重疊布置為屋外半高型布置；當(dāng)母線與母線具有重疊布置，使配電裝置占地面積進(jìn)一步減小，空間進(jìn)一步提高，為屋外高型布置。中型布置占地面積最大，但運(yùn)行維護(hù)最方便，有色金屬耗量少，高型布置占地面積最小，但運(yùn)行維護(hù)最不方便，有色金屬耗量最大，半高型布置居兩者之中。9、試畫出內(nèi)橋接線方式接線圖

19、，并說(shuō)明應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。答：繪圖見(jiàn)圖2-1。內(nèi)橋接線的特點(diǎn)是：線路投切比較方便，線路故障僅是故障線路跳閘，不影響其它回路運(yùn)行，但變壓器故障時(shí)與該變壓器連接的兩臺(tái)斷路器均須跳閘，從而影響了同側(cè)線路的運(yùn)行；此外，變壓器的停、投比較麻煩，需要操作兩臺(tái)斷路器，并使同側(cè)線路短時(shí)停電。但由于變壓器比較可靠，故障較少，一般不經(jīng)常切換，因此采用內(nèi)橋接線較多。10、試畫出不分段單母線和用斷路器分段的單母線的基本接線形式，并說(shuō)明后一種接線比前一種接線在可靠性和靈活性方面有哪些提高？ 答：?jiǎn)文妇€接線和單母線用斷路器接線分別見(jiàn)圖2-2和2-3，單母線接線可靠性較高表現(xiàn)在，任一母線段或母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修，另一母

20、線段可以不停電，并可供電給一級(jí)負(fù)荷，不至于發(fā)生全廠或全變電站停電事故。靈活性較高表現(xiàn)在：任一饋電線路都可以從兩個(gè)母線段獲得電源，兩段母線分列和并列運(yùn)行操作簡(jiǎn)單、方便能較好地適應(yīng)運(yùn)行方式的變化。11、某110kV變電站，有兩臺(tái)主變，其中110kV有4回出線，采用單母線帶旁路接線，請(qǐng)（1）畫出110kV電壓等級(jí)接線圖。（2）設(shè)現(xiàn)要對(duì)出線1斷路器進(jìn)行檢修進(jìn)行停電，要求出線1不停電，寫出倒閘操作過(guò)程。答：（1）單母線帶旁路接線見(jiàn)圖2-4。（2）對(duì)出線1斷路器檢修的倒閘操作過(guò)程：1）合QS4、QS5；合QF2，對(duì)旁路母線充電，并檢驗(yàn)旁路母線；若母線完好2）合QS3，此時(shí)出線1為雙回路供電。3）斷QF1,

21、斷QS2、QS1，退出斷路器QF1進(jìn)行檢修。12、寫出雙母線接線中檢修工作母線的倒閘操作過(guò)程。答：設(shè)當(dāng)前運(yùn)行方式為單母線運(yùn)行母線1（W1）工作，母線2備用，母聯(lián)回路斷開(kāi)，要檢修母線1（W1），如圖2-5。倒閘操作過(guò)程如下：1) 合QS01、QS02，合QF0對(duì)母線2充電。2) 合QS12，斷QS11，把出線1倒到母線2。同理可以把其他回路倒到母線2。3) 當(dāng)全部進(jìn)出線都倒閘到W2，斷QF0，斷QS01、QS02， W1停電檢修。三、計(jì)算題1、某縣擬建一35kV城關(guān)變電所，根據(jù)負(fù)荷調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明，在510年建設(shè)規(guī)劃期間，10kV最大負(fù)荷為10000kW（一、二級(jí)負(fù)荷共占75），最小負(fù)荷 7000k

22、W，以八回出線向各用戶供電；35kV側(cè)有兩回線路，一回與電力系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)，一回供電給縣水泥廠，水泥廠最大負(fù)荷3000kW，最小負(fù)荷2000kW。試擬定一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理的電氣主接線方案。可供選擇的主變壓器額定容量系列為：1000、1250、1600、2000、2500、3150 、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000kVA。解：（1）主變臺(tái)數(shù)、容量選擇：1） 由于10kV負(fù)荷中一、二級(jí)負(fù)荷共占75，變電站在該地區(qū)為較為重要的變電站，負(fù)荷要求兩獨(dú)立電源供電，故主變臺(tái)數(shù)設(shè)2臺(tái)，備用方式為暗備用。2） 主變?nèi)萘窟x擇考慮5-10年規(guī)劃，2臺(tái)主變互為備用，正常時(shí)每臺(tái)供

23、50的負(fù)荷，當(dāng)一臺(tái)主變發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)要在事故過(guò)負(fù)荷能力的情況下帶上一、二級(jí)負(fù)荷即總負(fù)荷的75?？紤]主變?nèi)萘縎NT0.7Sc0.7*10000/cos7000kW，選擇容量為8000kVA的變壓器2臺(tái)。正常時(shí)一臺(tái)承受5000kW的負(fù)荷，負(fù)荷率為：，滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求。當(dāng)一臺(tái)主變因故退出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)主變承當(dāng)?shù)?5負(fù)荷，其負(fù)荷率為；，這變壓器運(yùn)行足以滿足要求。（2）主接線方案擬定；1） 35kV有兩回線路，一回到電力系統(tǒng)即電源，令一回到縣水泥廠即35kV負(fù)荷。2臺(tái)主變，可以考慮只有一回電源35kV側(cè)可用單母線接線；兩回線路，2臺(tái)主變又可以考慮為橋式接線，因?yàn)榈娇h水泥廠是35kV側(cè)的轉(zhuǎn)供負(fù)荷，可以

24、考慮外橋接線。2） 10kV側(cè)一、二級(jí)負(fù)荷比例大，考慮用單母線分段接線，用成套開(kāi)關(guān)柜布置，布置簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好。可靠性能滿足要求 。3） 故可以擬定供電可靠性靈活性方案有2：一為35kV采用單母線接線，10kV采用單母線分段接線；二為35kV采用外橋接線，10kV采用單母線分段接線。（3）主接線方案確定：對(duì)兩方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，不同部分只在35kV側(cè)，單母線接線用四臺(tái)斷路器，外橋接線用3臺(tái)斷路器。但是單母線接線二次繼電保護(hù)配合等相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)各個(gè)負(fù)荷計(jì)量點(diǎn)明確，外橋接線雖然節(jié)省一臺(tái)斷路器，但其如果發(fā)生故障會(huì)影響主變的供電，一臺(tái)主變要退出工作，且35 kV斷路器價(jià)格不高，綜合考慮故35kV側(cè)采用單母線

25、接線。變電站主接線方案最終確定為：35kV采用單母線接線，10kV采用單母線分段接線。如圖2-6所示。第三章 輸電網(wǎng)運(yùn)行分析習(xí)題與解答一、問(wèn)答題1、電能質(zhì)量的主要指標(biāo)是？其要求分別是？答：電能質(zhì)量的三個(gè)主要指標(biāo)是電壓、頻率、波形。電壓要求：我國(guó)目前規(guī)定35kV及以上電壓允許變化為，10kV及以下為，低壓照明及農(nóng)業(yè)用戶為（5-10）；頻率要求：正常運(yùn)行時(shí)，中小系統(tǒng)允許頻率偏差為，允許時(shí)間40s,大系統(tǒng)為，允許時(shí)間30s；事故運(yùn)行時(shí)，30min內(nèi)，15min內(nèi)，但不低于-4；波形畸變率要求：110kV電網(wǎng) 2.0，3566kV電網(wǎng)3.0，610kV電網(wǎng)4.0，0.38kV電網(wǎng)5.0。2、采用標(biāo)么制

26、進(jìn)行計(jì)算電網(wǎng)參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)？答：三相電路的計(jì)算公式與單相電路相同，三相功率的標(biāo)么值與單相功率標(biāo)么值相等；采用標(biāo)么制計(jì)算的數(shù)量級(jí)比較小，計(jì)算比較簡(jiǎn)單；選定全網(wǎng)的基準(zhǔn)功率以及各級(jí)的基準(zhǔn)電壓后，直接進(jìn)行標(biāo)么值計(jì)算，計(jì)算參數(shù)不需折算。3、潮流計(jì)算機(jī)計(jì)算時(shí)，節(jié)點(diǎn)一般如何分類？答：PQ節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)的有功P和無(wú)功功率Q是給定的，節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角（U、）是待求量，通常變電所母線屬于此類；PV節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)的有功功率P和電壓幅值U是給定的，節(jié)點(diǎn)無(wú)功和電壓相角（Q、）是待求量，當(dāng)節(jié)點(diǎn)處有足夠的可調(diào)無(wú)功量，可以維持給定電壓幅值時(shí)，該節(jié)點(diǎn)可選為PV節(jié)點(diǎn)，一般為有一定無(wú)功儲(chǔ)備的發(fā)電廠和具有可調(diào)無(wú)功電源的變電所母線；平衡節(jié)點(diǎn)：承

27、擔(dān)系統(tǒng)有功平衡的節(jié)點(diǎn)，一般選主調(diào)頻發(fā)電廠。4、潮流計(jì)算的目的？ 答：可以判斷系統(tǒng)各元件（輸電線、變壓器等）是否過(guò)負(fù)荷；可以判斷各節(jié)點(diǎn)電壓是否滿足電能質(zhì)量要求；以便正確選擇系統(tǒng)運(yùn)行方式；作為設(shè)備選型依據(jù)，以滿足技改要求；為系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行提供必要的依據(jù)；可以為系統(tǒng)調(diào)壓計(jì)算、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行計(jì)算等提供必要的數(shù)據(jù)。5、電力系統(tǒng)等值電路中精確和近似計(jì)算的區(qū)別及其各自使用的場(chǎng)合？ 答：利用電網(wǎng)或元件的額定電壓進(jìn)行電路等效參數(shù)計(jì)算或歸算，稱精確計(jì)算，一般用于電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析；利用各級(jí)電壓的平均值進(jìn)行電路等效參數(shù)計(jì)算或歸算，稱近似計(jì)算，一般用于系統(tǒng)故障分析。二、分析題1、試用單位長(zhǎng)度電抗計(jì)算公式分析采用分裂導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)？

28、答：采用分裂導(dǎo)線，增大了導(dǎo)線的等效半徑，所以其單位長(zhǎng)度電抗值相對(duì)普通減小，具體分析如下：普通導(dǎo)線的單位電抗（）；其中表示三相導(dǎo)線幾何平均距離；表示導(dǎo)線半徑；分裂導(dǎo)線的單位長(zhǎng)度電抗()，表示分裂導(dǎo)線的等效半徑；表示某根導(dǎo)線與其余n-1根導(dǎo)線間距離。相對(duì)值減小了。當(dāng)分裂根數(shù)超過(guò)4根時(shí)，電抗值下降不明顯，故一般不超過(guò)4根。2、潮流問(wèn)題中系統(tǒng)變量的約束條件一般是？答：常用的約束條件如下：（1）節(jié)點(diǎn)電壓幅值需控制在一定的范圍內(nèi)，即滿足；（2）電源節(jié)點(diǎn)的功率需滿足(3)節(jié)點(diǎn)間的相位差應(yīng)滿足 ，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3、系統(tǒng)頻率調(diào)整中，怎樣才能做到頻率無(wú)差調(diào)節(jié)（試作圖說(shuō)明）？（5分）答： 二次調(diào)頻可以實(shí)現(xiàn)，如

29、圖3-1所示， 由：發(fā)電機(jī)組增發(fā)的功率(OC),調(diào)速器作用增發(fā)的（CB）,負(fù)荷調(diào)整效應(yīng)減少的負(fù)荷功率 (AB) ；當(dāng) 0，即0，實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)。 圖3-1 二次調(diào)頻示意4、標(biāo)么制計(jì)算中線電壓和相電壓、三相和單相功率標(biāo)么值相等，試加以簡(jiǎn)析。答：一般對(duì)稱的三相電力系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，均化為等值星形電路，電壓、電流的線與相之間的關(guān)系以及三相功率與單相功率之間的關(guān)系如下：、，其中，、表示線電壓、線電流、三相功率；、表示相電壓、相電流、單相功率；且、，所以,5、何謂電暈現(xiàn)象？產(chǎn)生電暈的臨界電壓稱？答：導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度大于空氣分子的游離程度，使之發(fā)生電離的現(xiàn)象。產(chǎn)生電暈的臨界電壓稱電暈起始電壓也稱起暈電壓

30、。，當(dāng)線路運(yùn)行電壓大于是就會(huì)發(fā)生電暈現(xiàn)象， “滋滋”作響。其中表示導(dǎo)線表面的光滑系數(shù)，表示氣象系數(shù)（一般晴朗天氣1，惡劣天氣1），表示導(dǎo)線半徑，表示三相導(dǎo)線的幾何均距；表示空氣的相對(duì)密度，可見(jiàn)是否產(chǎn)生電暈現(xiàn)象與周圍的環(huán)境由極大的關(guān)系，一般惡劣天氣較小，比較容易發(fā)生電暈。三、計(jì)算題1、某三相變壓器型號(hào)為SFPSL-120000/220，各繞組容量比為100/100/50，額定電壓為220/121/11kV，601kW，=180kW，=132kW，=14.85， 28.25，7.6，=130kW，0.62，求該變壓器參數(shù)及其等效電路。解：（1）求阻抗 601(kW)；*180720(kW)；*13

31、2528(kW)；則：1/2(+)1/2（601720-528）396.5(kW)；同理可得：204.5(kW)；323.5(kW)； 1.333（），0.687（），1.087（）1/2(+-)1/2（14.8528.25-7.6）17.75；同理可得：-2.9；10.571.59（），-11.70（），42.35）(2)求導(dǎo)納 等效電路圖3-2所示。圖3-2 等效電路2、某電力網(wǎng)絡(luò)及各元件參數(shù)如圖3-3所示，試用近似計(jì)算法求出其參數(shù)，并做出等值電路。 圖3-3 某電力網(wǎng)絡(luò)及各元件參數(shù)解：采用近似法，取，kV， kV， kV變壓器T:=0.0558線路：0.0378變壓器T:=0.0558線

32、路：0.151圖3-4 等值電路3、額定電壓110KV的輻射型電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖3-5所示。已知電源A的電壓為121KV，求功率分布和各節(jié)點(diǎn)電壓（注：考慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量U）。 圖3-5 輻射型電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷解：依題意得設(shè)：110kV，（1）（2分）（2）電壓降，略去橫分量(kV)(kV)(kV)=105.507-(-1.856)=107.363(kV)4、如圖3-6所示各支路參數(shù)為標(biāo)么值，試寫出該電路節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。 圖3-6 各支路參數(shù)為標(biāo)么值解： ，該電路節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為：5、某系統(tǒng)負(fù)荷為4000MW，正常運(yùn)行時(shí)。若系統(tǒng)發(fā)電出力減少200MW，系統(tǒng)頻率運(yùn)行在48，求

33、系統(tǒng)負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)？解：，系統(tǒng)負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為：第四章 配電網(wǎng)運(yùn)行分析習(xí)題與解答一、簡(jiǎn)答題1、配電網(wǎng)的電壓降落、電壓損耗和電壓偏移指什么？答：電壓降落是指線路首末兩端電壓的相量差。電壓損耗是指線路首末兩端電壓的數(shù)值差。電壓偏移是指線路首端或末端實(shí)際電壓與線路額定電壓的數(shù)值差。2、配電網(wǎng)的損耗由哪些因素引起的？答：配電網(wǎng)的損耗是由兩部分組成的：一部分是與傳輸功率有關(guān)的損耗，它產(chǎn)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(dòng)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(guān)，它產(chǎn)生在輸電線路和變壓器的并聯(lián)導(dǎo)納上，如輸電線路的電暈損耗、變壓器的勵(lì)磁損耗

34、等，這種損耗叫固定損耗。3、配電網(wǎng)的網(wǎng)損率指什么？答：在同一時(shí)間內(nèi)，配電網(wǎng)的電能損耗占供電量的百分比，稱為配電網(wǎng)的損耗率，簡(jiǎn)稱網(wǎng)損率或線損率。4、配電網(wǎng)的潮流計(jì)算指什么？答：配電網(wǎng)的潮流計(jì)算是根據(jù)配電網(wǎng)中已知的負(fù)荷及電源電壓計(jì)算出其它節(jié)點(diǎn)的電壓和元件上的功率分布。5、電力系統(tǒng)中有哪些主要的無(wú)功電源？答：電力系統(tǒng)主要的無(wú)功電源包括同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電容器及靜止無(wú)功補(bǔ)償器、線路充電功率等。6、電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡指什么？答：電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡包含兩個(gè)含義。首先是對(duì)于運(yùn)行的各個(gè)設(shè)備，要求系統(tǒng)無(wú)功電源所發(fā)出的無(wú)功功率與系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷及無(wú)功損耗相平衡。其次是對(duì)于一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)或是在系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要求

35、系統(tǒng)無(wú)功電源設(shè)備容量與系統(tǒng)運(yùn)行所需要的無(wú)功電源及系統(tǒng)的備用無(wú)功電源相平衡，以滿足運(yùn)行的可靠性及適應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)展的需要。7、短路指什么？有哪些基本類型？答：短路就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。供電系統(tǒng)中短路的基本類型分三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。8、簡(jiǎn)述無(wú)窮大功率電源條件下短路電流的計(jì)算步驟。答：無(wú)窮大功率電源條件下短路電流的計(jì)算步驟如下：（1）取功率基準(zhǔn)值，并取各級(jí)電壓基準(zhǔn)值等于該級(jí)的平均額定電壓。（2）計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值，并繪制出等值電路。（3）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，求出從電源至短路點(diǎn)之間的總電抗標(biāo)么值。（4）計(jì)算出短路電流周期分量有效值（

36、也就是穩(wěn)態(tài)短路電流），再還原成有名值。（5）計(jì)算出短路沖擊電流和短路最大有效值電流。（6）按要求計(jì)算出其他量。9、簡(jiǎn)述應(yīng)用運(yùn)算曲線計(jì)算有限容量系統(tǒng)短路電流的計(jì)算步驟。答：應(yīng)用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流的具體步驟如下：（1）繪制等值網(wǎng)絡(luò)。首先選取基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓；然后取發(fā)電機(jī)電抗為，無(wú)窮大容量電源的電抗為零，由于運(yùn)算曲線制作時(shí)已計(jì)入負(fù)荷的影響，等值網(wǎng)絡(luò)中可略去負(fù)荷；進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算并做出電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)。（2）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換，求轉(zhuǎn)移電抗。將短路電流變化規(guī)律大體相同的發(fā)電機(jī)合并成等值機(jī)，以減少計(jì)算工作量；消去除等值機(jī)電源點(diǎn)（含無(wú)窮大容量電源）和故障點(diǎn)以外的所有中間節(jié)點(diǎn)；求出各等值機(jī)對(duì)故障點(diǎn)以及無(wú)窮大容

37、量電源對(duì)故障點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗。（3）求出各等值機(jī)對(duì)故障點(diǎn)的計(jì)算電抗。將求出的轉(zhuǎn)移電抗按各相應(yīng)等值發(fā)電機(jī)的容量進(jìn)行歸算，得到各等值機(jī)對(duì)故障點(diǎn)的計(jì)算電抗。（4）由計(jì)算電抗根據(jù)適當(dāng)?shù)倪\(yùn)算曲線找出指定時(shí)刻各等值機(jī)提供的短路電流周期分量標(biāo)么值。無(wú)窮大容量電源供給的三相短路電流是不衰減的，其周期分量有效值的標(biāo)么值可直接計(jì)算出。（5）計(jì)算短路電流周期分量的有名值。將各等值機(jī)和無(wú)窮大容量電源提供的短路電流周期分量標(biāo)么值，乘以各自的基準(zhǔn)值得到它們的有名值，再求和后得到故障點(diǎn)周期電流有名值。二、問(wèn)答題1、什么是最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)和最大負(fù)荷損耗時(shí)間？答：最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)的意義是：如果用戶以年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行小時(shí)所

38、消耗的電能即為該用戶以實(shí)際負(fù)荷運(yùn)行時(shí)全年消耗的電能，用公式表示為 。最大負(fù)荷損耗時(shí)間可以理解為：如果線路中輸送的功率一直保持為最大負(fù)荷功率（此時(shí)的有功損耗為），在小時(shí)內(nèi)的電能損耗恰好等于線路全年的實(shí)際電能損耗，則稱為最大負(fù)荷損耗時(shí)間。2、如何進(jìn)行降低配電網(wǎng)的損耗？答：（1）合理使用變壓器。應(yīng)根據(jù)用電特點(diǎn)選擇較為靈活的接線方式，并能隨各變壓器的負(fù)載率及時(shí)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整，以確保變壓器運(yùn)行在最佳負(fù)載狀態(tài)。變壓器的三相負(fù)載力求平衡，不平衡運(yùn)行不僅降低出力，而且增加損耗。（2）重視和合理進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。合理地選擇無(wú)功補(bǔ)償方式、補(bǔ)償點(diǎn)及補(bǔ)償容量，能有效地穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓水平，避免大量的無(wú)功通過(guò)線路遠(yuǎn)距離傳輸而造

39、成有功網(wǎng)損。對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償通常采取集中、分散、就地相結(jié)合的方式，具體選擇要根據(jù)負(fù)荷用電特征來(lái)確定。（3）對(duì)電力線路改造，擴(kuò)大導(dǎo)線的載流水平。按導(dǎo)線截面的選擇原則，可以確定滿足要求的最小截面導(dǎo)線；但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，選用最小截面導(dǎo)線并不經(jīng)濟(jì)。如果把理論最小截面導(dǎo)線加大一到二級(jí)，線損下降所節(jié)省的費(fèi)用，足可以在較短時(shí)間內(nèi)把增加的投資收回，而且導(dǎo)線截面增大溫升下降，線路無(wú)功損耗也會(huì)有所下降。（4）調(diào)整用電負(fù)荷，保持均衡用電。調(diào)整用電設(shè)備運(yùn)行方式，合理分配負(fù)荷，降低電網(wǎng)高峰時(shí)段的用電，增加低谷時(shí)段的用電；改造不合理的局域配電網(wǎng)，保持三相平衡，使用電均衡，降低線損。3、無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹硎鞘裁?？有什么意義？答

40、：網(wǎng)絡(luò)未加無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備前，負(fù)荷的有功功率、無(wú)功功率為、，與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓β氏嗟?。加裝了一部分無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備后，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)挠泄β什蛔?，傳輸?shù)臒o(wú)功功率變?yōu)?，相?dāng)于無(wú)功消耗由減少到。設(shè)，如下圖所示，視在功率比小了，補(bǔ)償后電力網(wǎng)的功率因數(shù)由補(bǔ)償前的提高到。如圖4-1所示。圖4-1無(wú)功補(bǔ)償原理的示意圖加裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備后，電網(wǎng)的功率因數(shù)提高，具有以下幾個(gè)方面的意義：（1）減少系統(tǒng)元件的容量，換個(gè)角度看是提高電網(wǎng)的輸送能力。（2）降低網(wǎng)絡(luò)功率損耗和電能損耗。（3）改善電壓質(zhì)量。4、配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)呐渲迷瓌t與措施是什么？答：無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備合理配置的主要原則：（1）總體平衡與局部平衡相結(jié)合。（2）電業(yè)部門補(bǔ)償和用戶

41、補(bǔ)償向結(jié)合。（3）分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散為主。（4）降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕胧海?）利用同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償。（2）利用調(diào)相機(jī)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。（3）利用電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。（4）利用靜止補(bǔ)償器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。5、調(diào)壓的方式有哪些？如何進(jìn)行？調(diào)壓有哪些主要措施？答：調(diào)壓主要有：“逆調(diào)壓”、“順調(diào)壓”、“常調(diào)壓”等幾種方式。（1）逆調(diào)壓。若由中樞點(diǎn)供電的各負(fù)荷的變化規(guī)律大體相同，考慮到高峰負(fù)荷時(shí)供電線路上的電壓損耗大，可將中樞點(diǎn)電壓適當(dāng)升高，以抵償電壓損耗的增大。反之，則將中樞點(diǎn)電壓適當(dāng)降低。這種高峰負(fù)荷時(shí)升高電壓（?。凸蓉?fù)荷時(shí)降低電壓（?。┑闹袠悬c(diǎn)電壓調(diào)整方式，稱

42、為逆調(diào)壓。這種方式適用于中樞點(diǎn)供電線路較長(zhǎng)，負(fù)荷變化范圍較大的場(chǎng)合。（2）順調(diào)壓。適用于用戶對(duì)電壓要求不高或供電線路不長(zhǎng)，負(fù)荷變動(dòng)不大的中樞點(diǎn)，可采用順調(diào)壓方式。即高峰負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略低（?。?；低谷負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略高（?。?。（3）常調(diào)壓。介于上述兩種情況之間的中樞點(diǎn)，可采用常調(diào)壓方式，即在任何負(fù)荷下都保持中樞點(diǎn)電壓為一基本不變的數(shù)值，取。調(diào)壓的主要措施：（1）調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓。（2）改變變壓器T1、T2的變比、。（3）通過(guò)改變電力網(wǎng)無(wú)功功率分布。（4）改變輸電線路的參數(shù)（降低輸電線路的電抗）。6、低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算有什么特點(diǎn)？答：電力系統(tǒng)中1kV以下的電網(wǎng)稱為低壓電

43、網(wǎng)，其短路電流計(jì)算具有以下特點(diǎn)：（1）供電電源可以看作是“無(wú)窮大”容量系統(tǒng)。這是因?yàn)榈蛪号潆娤到y(tǒng)中配電變壓器容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其高壓側(cè)電力系統(tǒng)的容量，所以配電變壓器阻抗加上低壓短路回路阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)的阻抗。在計(jì)算配電變壓器低壓側(cè)短路電流時(shí)，一般不計(jì)電力系統(tǒng)到配電變壓器高壓側(cè)的阻抗，而認(rèn)為配電變壓器高壓側(cè)的端電壓保持不變。（2）低壓電網(wǎng)中各元件電阻值相對(duì)較大，而電抗值相對(duì)較小，所以低壓配電系統(tǒng)中電阻不能忽略。為避免復(fù)數(shù)計(jì)算，一般可用阻抗的模進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)時(shí)，可將忽略。（3）直接使用有名值計(jì)算更方便。由于低壓配電系統(tǒng)的電壓往往只有一級(jí)，而且在短路回路中，除降壓變壓器外，其它各元件的阻抗都用毫歐表示，

44、所以用有名值計(jì)算而不用標(biāo)么值計(jì)算。（4）非周期分量衰減快，取11.3。僅在配電變壓器低壓側(cè)母線附近短路時(shí)，才考慮非周期分量。（5）必須計(jì)及某些元件阻抗的影響。包括：長(zhǎng)度為1015m或更長(zhǎng)的電纜和母線阻抗；多匝電流互感器原繞組的阻抗；低壓自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)過(guò)流線圈的阻抗；隔離開(kāi)關(guān)和自動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸頭電阻。三、計(jì)算題1、某10kV變電所裝有一臺(tái)SJL1-750/10型變壓器，銘牌上數(shù)據(jù)為：SN=750kVA、電壓比10/0.4kV、Pk=11.5 kW、P0=3.26 kW、Uk%=4.5、I0%=2，求該臺(tái)變壓器歸算到10kV側(cè)的各電氣參數(shù)，并做出等值電路圖。解：取UN=10kV（按工程單位計(jì)算），繞組電

45、阻：=2.044 (繞組電抗：=6 (勵(lì)磁電導(dǎo)：=3.26 (S)勵(lì)磁電納：=1.5 (S)等值電路如圖4-2所示。 圖4-2 等值電路2、某降壓變電所中裝有一臺(tái)SFSL1-31500/110型三相三繞組變壓器，銘牌上數(shù)據(jù)為：容量比31500/31500/31500 kVA、電壓比110/38.5/10.5kV、P0=38.4 kW、I0%=0.8、 kW、 kW、 kW、=18、=6.5、=10.5。試計(jì)算以變壓器高壓側(cè)電壓為基準(zhǔn)的各變壓器參數(shù)值，并做出等值電路圖。解：取UN=110kV（按工程單位計(jì)算），勵(lì)磁電導(dǎo)：=3.17 (S)勵(lì)磁電納：=2.08 (S)先求各繞組的短路損耗： （kW

46、）然后按與雙繞組變壓器相似的計(jì)算公式計(jì)算各繞組的電阻： (求出各繞組的短路電壓百分值：再按與雙繞組變壓器相似的公式，求各繞組的電抗： (等值電路如圖4-3所示。圖4-3 等值電路3、某雙回路配電線路，如圖4-4所示，已知線路型號(hào)為L(zhǎng)GJ-120，水平布置，D=5m，線路全長(zhǎng)80km。變壓器的銘牌數(shù)據(jù)為：SN=31.5MVA、電壓比110/11kV、Pk=190kW、P0=31.05 kW、Uk%=10.5、I0%=0.7。已知變壓器在+2.5%的分接頭上運(yùn)行，負(fù)荷為40MW，功率因數(shù)為0.9，電源側(cè)母線電壓維持在118 kV。試求：（1）潮流分布和電壓分布；（2）變壓器低壓母線的實(shí)際電壓及電壓

47、偏移。圖4-4 雙回路配電線路解：取UN=110kV（按工程簡(jiǎn)化計(jì)算），（1）先計(jì)算參數(shù)和畫出等值電路線路：查得LGJ-120，水平布置，D=5m時(shí)，r1=0.27，x1=0.423，b1=2.69；變壓器：繞組電阻：=1.16 (繞組電抗：=20.17 (勵(lì)磁電導(dǎo)：=5.13 (S)勵(lì)磁電納：=3.65 (S)圖4-5 等值電路（2）由末端向首端求功率分布變壓器阻抗的功率損耗：=則：=變壓器導(dǎo)納的功率損耗：=則：（）+（）=線路末端電納的功率損耗： 則：線路阻抗的功率損耗：=線路首端電納的功率損耗：則：=線路首端注入的功率： = （3）根據(jù)已求和，由首端向末端求電壓分布線路電壓損耗：線路末端

48、電壓：變壓器阻抗電壓損耗：歸算到110kV側(cè)的變壓器低壓側(cè)電壓：（4）求變壓器低壓側(cè)母線的實(shí)際電壓及電壓偏移變壓器的實(shí)際變比：k=變壓器低壓側(cè)母線實(shí)際電壓：變電所低壓側(cè)母線電壓偏移：4、設(shè)某配電線路末端負(fù)荷為700kW，功率因數(shù)為0.75，要求將其功率因數(shù)提高到0.95，則需要的無(wú)功補(bǔ)償容量為多少？解： kW，則補(bǔ)償容量： =345.8 (kvar)5、如圖4-6所示的系統(tǒng)，有關(guān)參數(shù)已標(biāo)注在圖中，當(dāng)電纜線路末端k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，求短路電流周期分量的有效值和短路沖擊電流。圖4-5 供電系統(tǒng)解：取MVA，；線路的電抗：變壓器的電抗：電抗器的電抗：電纜的電抗：從恒壓母線至短路點(diǎn)k的總電抗：短路電流

49、周期分量的有效值： （kA）短路沖擊電流： （kA）6、下圖所示為某系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖。已知水輪發(fā)電機(jī)G1的容量為110MVA，G1至短路點(diǎn)k的轉(zhuǎn)移阻抗為0.254，短路點(diǎn)的母線電壓等級(jí)為35kV，為無(wú)窮大系統(tǒng)，至短路點(diǎn)k的轉(zhuǎn)移阻抗為0. 4（注：取MVA，）。求k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流周期分量的起始值和穩(wěn)態(tài)短路電流及沖擊電流。圖4-6 等值網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖解：（1）將化為以G1的容量為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗標(biāo)么值： k點(diǎn)的額定電流：（kA）（2）查水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)算曲線表可得G1所提供的短路電流： （t=0 s），化為有名值：（kA） （t=4 s），化為有名值：（kA）（3）由無(wú)窮大電源提供的短路電

50、流：，化為有名值：（kA） （4）k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流周期分量的起始值： （kA）穩(wěn)態(tài)短路電流： （kA）沖擊電流： （kA）。第五章 電力設(shè)備的選擇習(xí)題與解答一、簡(jiǎn)答題1、什么叫熱穩(wěn)定？答：開(kāi)關(guān)電器和載流導(dǎo)體具有承受短路電流熱效應(yīng)而不至于損壞的能力，稱為熱穩(wěn)定。2、什么叫動(dòng)穩(wěn)定？答：開(kāi)關(guān)電器和載流導(dǎo)體具有承受短路電動(dòng)力效應(yīng)而不至于產(chǎn)生機(jī)械變形或永久性變形損壞的能力，稱為動(dòng)穩(wěn)定。3、什么叫長(zhǎng)期工作電流？答：是指電氣設(shè)備滿載時(shí)的持續(xù)工作電流，稱為長(zhǎng)期工作電流。4、什么叫經(jīng)濟(jì)電流密度？答：所謂經(jīng)濟(jì)電流密度就是當(dāng)線路導(dǎo)線單位截面上通過(guò)這一電流時(shí)，使線路的建設(shè)投資、電能損耗和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等綜合

51、起來(lái)將會(huì)最小、最經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)電流密度是經(jīng)過(guò)各種經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較得出的最合理的導(dǎo)線單位截面的電流值。5、高壓斷路器的作用是什么？答：高壓斷路器又叫高壓開(kāi)關(guān)，它在電網(wǎng)內(nèi)有著兩個(gè)作用：控制作用：根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行需要，用高壓斷路器將一部分電力設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行；保護(hù)作用：高壓斷路器可以在電力設(shè)備或線路出現(xiàn)短路事故時(shí)， 由繼電保護(hù)裝置啟動(dòng)，將短路事故部分從電網(wǎng)中切除，防止事故擴(kuò)大，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。6、對(duì)高壓斷路器的基本要求是什么？答：（1）工作可靠，在額定工作條件下能可靠的長(zhǎng)期運(yùn)行；（2）具有足夠的斷路能力；（3）盡可能短的開(kāi)斷時(shí)間；（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。7、對(duì)隔離開(kāi)關(guān)的基本要求是什么？答：對(duì)隔離開(kāi)

52、關(guān)的基本要求是：（1）有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)；（2）隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)應(yīng)具有可靠的絕緣；（3）具有足夠承受短路的穩(wěn)定性；（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠；（5）與接地刀閘相互聯(lián)鎖。8、簡(jiǎn)要說(shuō)明帶負(fù)荷拉高壓隔離開(kāi)關(guān)為什么會(huì)造成弧光短路？答：隔離開(kāi)關(guān)是開(kāi)啟式的電氣設(shè)備，其動(dòng)、靜觸頭都是外露的，它起著隔離設(shè)備和具有明顯斷開(kāi)點(diǎn)的作用，只能拉合較小的變壓器空載電流和空載線路的電容電流。當(dāng)帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，因?yàn)殡娏鬏^大會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電弧，而隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，則電弧不會(huì)熄滅。所以在高溫電弧的作用下，空氣嚴(yán)重?zé)嵊坞x，空氣擊穿電壓大大下降，從而導(dǎo)致空氣擊穿造成弧光短路。9、為什么兩只電流互感器的二次繞組順向串聯(lián)使用可以減小誤差

53、？答：電流互感器有不同的準(zhǔn)確度級(jí)，每級(jí)規(guī)定出它的電流誤差和角度誤差（簡(jiǎn)稱誤差）。如果電流互感器二次負(fù)荷不超過(guò)規(guī)定值，則所產(chǎn)生的誤差在相應(yīng)準(zhǔn)確級(jí)規(guī)定的范圍以內(nèi)。如果二次負(fù)荷超過(guò)規(guī)定值，誤差就增大，準(zhǔn)確級(jí)就降低如把兩只電流互感器的二次繞組順向串聯(lián)后使用，電流變比不變，但每只電流互感器二次繞組上的電壓只是原來(lái)的一半，相應(yīng)地它的實(shí)際負(fù)荷也就減小了一半，從而它的誤差也就減小，容易滿足規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)的要求。10、RN1型和RN2型兩種高壓熔斷器各有何異同？答：RN1型和RN2型的結(jié)構(gòu)基本相同，都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充填石英砂的封閉管式熔斷器。所不同的是，RN1 型供高壓配電線路及高壓設(shè)備包括電力變壓器作短路和過(guò)負(fù)荷

54、保護(hù)之用，而且由于熔體要通過(guò)主電路的負(fù)荷電流，因此電流規(guī)格比較大，可達(dá) 100A或更大，外形尺寸也較大；而RN2型只供電壓互感器作短路保護(hù)之用，而且由于電壓互感器近于空載狀態(tài)工作，因此其電流規(guī)格很小，只有0.5A，外形尺寸也較小。11、如何判斷運(yùn)行中的電流互感器二次回路開(kāi)路？答：電流互感器在運(yùn)行中，如有二次回路開(kāi)路現(xiàn)象時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生異常聲響，同時(shí)電流表指示不正常，電度表鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)慢或不足，二次回路可能發(fā)生打火現(xiàn)象，運(yùn)行人員應(yīng)通過(guò)指示儀表的數(shù)值和實(shí)際負(fù)荷的大小及聲響等情況，判斷電流互感器二次回路是否開(kāi)路。12、三相水平布置的導(dǎo)體，受到的電動(dòng)力最大的是哪相？電動(dòng)力是周期變化的嗎？包含哪些周期？實(shí)際運(yùn)行

55、時(shí)該如何避免共振？ 答：三相水平布置的導(dǎo)體，受到的電動(dòng)力最大的是中間相，由于中間相與兩邊相的相間距離相對(duì)邊相較小。由于電流是交流的故，電動(dòng)力也是交變的，其包含50HZ和100HZ即工頻和倍頻兩種周期。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，要避免導(dǎo)體的共振頻率與其所受的電動(dòng)力頻率相同或相近，要遠(yuǎn)離這兩種頻率，可以通過(guò)調(diào)整導(dǎo)體的布置來(lái)進(jìn)行調(diào)整，如導(dǎo)體平放和豎放、導(dǎo)體絕緣子之間的距離的改變等，當(dāng)導(dǎo)體的固有振動(dòng)頻率低于30Hz或高于160Hz時(shí)，共振可以忽略不計(jì)。二、問(wèn)答題1、為什么選擇電氣設(shè)備時(shí)不僅要考慮電壓、電流，還要考慮動(dòng)、熱穩(wěn)定度？答：電壓、電流是指正常情況下電氣設(shè)備所能承受的電氣參數(shù)，一旦發(fā)生短路時(shí)，電氣設(shè)備通過(guò)很大的短路電流，每相載流部分會(huì)急劇發(fā)熱甚至燒毀，同時(shí)相間的電動(dòng)力很大，設(shè)備可能承受不了。因此，為了保證按正常工作條件選擇的設(shè)備，在最大短路電流通過(guò)之后仍能繼續(xù)工作，就還要考慮動(dòng)、熱穩(wěn)定度。2、自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)和接觸器在用途上的區(qū)別是什么？答：自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)是用于當(dāng)電路中發(fā)生過(guò)載、短路和欠電壓等不正常情況時(shí)，能自動(dòng)分?jǐn)嚯娐返碾娖?，亦可用作不頻繁控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止或接通、分?jǐn)嚯娐?。它是低壓交、直流配電系統(tǒng)中的重要控制和保護(hù)電器之一。