電氣工程基礎(chǔ)(上)試卷B(附標(biāo)答)

1、武漢大學(xué)20072008學(xué)年度第一學(xué)期電氣工程基礎(chǔ)試卷（B）學(xué)號(hào) 姓名 院（系） 分?jǐn)?shù) 一、判斷（每小題1分，共10分）1、 由各類降壓變電所、輸電線路、升壓變電所和負(fù)荷構(gòu)成的電能傳輸和分配的網(wǎng)絡(luò)稱為電力網(wǎng)。（ X ）2、 負(fù)序電壓在短路點(diǎn)處最高，隨著與短路點(diǎn)的距離增加而降低。（）3、 變壓器二次繞組的額定電壓應(yīng)與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓相同。（ X ）4、 輸電線路較長(zhǎng)，主變壓器不宜切除時(shí)，常常采用內(nèi)橋接線。（）5、 中性點(diǎn)不直接接地的運(yùn)行方式，常用于110kV及以上的系統(tǒng)，以提高供電可靠性。（X）6、 電力網(wǎng)任意兩點(diǎn)電壓的矢量差稱為電壓損耗。（X）7、 在豐水季節(jié)，一般選擇高溫高壓的火電廠作為主

2、調(diào)頻廠，而讓水電廠承擔(dān)電網(wǎng)的基本負(fù)荷。（X）8、 實(shí)用短路計(jì)算中的計(jì)算電抗為標(biāo)幺值，其電壓基準(zhǔn)值為平均額定電壓，功率基準(zhǔn)值為相應(yīng)等值電源的額定功率。（）9、 對(duì)于架空輸電線路而言，零序電抗小于正序電抗。（X）電力系統(tǒng)用戶用電設(shè)備消耗電功率的總和稱為電力系統(tǒng)的綜合負(fù)荷。（）二、簡(jiǎn)答（每小題6分，共30分）1、 什么是電流互感器的10%誤差倍數(shù)？當(dāng)電流互感器二次側(cè)接有繼電保護(hù)裝置時(shí)，對(duì)10%誤差倍數(shù)有什么要求？為什么？答：10%誤差倍數(shù)為電流誤差達(dá)到10時(shí)的一次電流和一次額定電流的比。繼電保護(hù)裝置要求電流互感器能在系統(tǒng)短路的情況下正確反映一次電流的大小，由于繼電保護(hù)準(zhǔn)確動(dòng)作所允許的最大電流誤差是1

3、0，所以用10誤差倍數(shù)來(lái)表示電流互感器在短路情況下的工作能力，因此需要電流互感器具有較高的10誤差倍數(shù)。2、 什么是消弧線圈的脫諧度，為什么消弧線圈一般運(yùn)行在過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)？答：消弧線圈的脫諧度用來(lái)表示其L值偏離調(diào)諧的程度，定義為：于是中性點(diǎn)的電位可以寫為： 在欠補(bǔ)償?shù)那闆r下，如果電網(wǎng)有一條線路跳閘（此時(shí)電網(wǎng)對(duì)地自部分電容減?。r(shí)，或當(dāng)線路非全相運(yùn)行（此時(shí)電網(wǎng)一相或兩相對(duì)地自部分電容減?。r(shí)，或U0偶然升高使消弧線圈飽和而致L值自動(dòng)變小時(shí)，中性點(diǎn)的電位表達(dá)式中的分母都可能趨近于零，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的中性點(diǎn)位移。因此，消弧線圈一般應(yīng)采取過(guò)補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)行方式。3、 從電力網(wǎng)運(yùn)行方面來(lái)說(shuō)，有哪幾種降低網(wǎng)損的技術(shù)

4、措施？答：（1）減少電力網(wǎng)中無(wú)功功率的傳送。 提高功率因數(shù)的主要措施有以下幾個(gè)方面：a) 合理選擇異步電動(dòng)機(jī)的容量。2）采用并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置。（2）合理組織或調(diào)整電力網(wǎng)的運(yùn)行方式。1）合理確定電力網(wǎng)的運(yùn)行電壓水平。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于電壓在35kV及以上的輸電網(wǎng)，由于變壓器的鐵耗在網(wǎng)絡(luò)總損耗中所占比重小于50%，銅耗所占比重則較大，故適當(dāng)提高運(yùn)行電壓可以降低網(wǎng)損。但是，對(duì)于變壓器鐵損所占比重大于50%的610kV配電網(wǎng)，情況正好相反。在610kV的農(nóng)村配電網(wǎng)中，由于小容量變壓器的空載電流較大，農(nóng)村電力用戶的負(fù)荷率又較低，變壓器有很多時(shí)間處于輕載狀態(tài)，因而變壓器的鐵耗在總損耗中所占比重可達(dá)60%80%

5、，甚至更高。對(duì)于這類電力網(wǎng)，為了降低功率損耗和能量損耗，非但不能升高電壓，還應(yīng)適當(dāng)降低運(yùn)行電壓。2）組織變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。變電所變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，主要是要根據(jù)負(fù)荷的變化適當(dāng)改變投入運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)。這樣，一方面可以提高變電所的功率因數(shù)，另一方面可以減少變電所的空載有功功率損耗。（3） 在閉式網(wǎng)中實(shí)行功率的經(jīng)濟(jì)分布。閉式網(wǎng)中的功率按電阻成反比分布時(shí)，其功率損耗為最小，稱這種功率分布為經(jīng)濟(jì)分布。4、 簡(jiǎn)述電壓中樞點(diǎn)的概念，并說(shuō)明電壓中樞點(diǎn)有哪幾種調(diào)壓方式。答：對(duì)電力系統(tǒng)電壓的監(jiān)視、控制和調(diào)整一般只在某些選定的母線上實(shí)行。這些母線稱為電壓中樞點(diǎn)。中樞點(diǎn)電壓的調(diào)整方式有順調(diào)壓、逆調(diào)壓和恒調(diào)壓三種。1)

6、 順調(diào)壓。就是大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些，但在最大負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓不應(yīng)低于線路額定電壓的102.5%，小負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓高一些，但在最小負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓不應(yīng)高于線路額定電壓的107.5%。2) 逆調(diào)壓。中樞點(diǎn)電壓隨負(fù)荷增減而增減的調(diào)壓方式稱為逆調(diào)壓，具體要求是：最大負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓要高于線路額定電壓5%；最小負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓要等于線路額定電壓。3) 恒調(diào)壓（或常調(diào)壓）。恒調(diào)壓是指在最大和最小負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)保持中樞點(diǎn)電壓等于線路額定電壓的1.021.05倍的調(diào)壓方式。5、 什么叫電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定？如何判斷簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)是否具有暫態(tài)穩(wěn)定性？答：

7、電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在正常工作的情況下，受到一個(gè)較大的擾動(dòng)后，能從原來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)過(guò)渡到新的運(yùn)行狀態(tài)，并能在新的運(yùn)行狀態(tài)下穩(wěn)定地工作。在簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)中，當(dāng)加速面積小于最大可能的減速面積時(shí)，系統(tǒng)才能保持暫態(tài)穩(wěn)定。反之，當(dāng)加速面積大于最大可能減速面積時(shí)，暫態(tài)穩(wěn)定就會(huì)破壞。這是判別簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的基本準(zhǔn)則，也稱“等面積定則”。三、作圖題（每小題10分，共20分）簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)正常、故障時(shí)、故障后的功角特性分別為、和，如圖所示。已知在時(shí)切除故障，試畫出加速面積、最大可能的減速面積圖，試根據(jù)等面積定則（加速、減速面積的大小比較時(shí)的不同情況）簡(jiǎn)要分析該系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生的三種情況暫態(tài)穩(wěn)定性。 P

8、答： S加 S減表示作用在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的功率過(guò)剩，發(fā)電機(jī)功角會(huì)一直增大，系統(tǒng)不穩(wěn)定；S加 S減表示作用在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的減速功率大于加速功率，發(fā)電機(jī)功角最終會(huì)回到穩(wěn)定點(diǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定；S加S減表示作用在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的減速功率大于加速功率，發(fā)電機(jī)處于臨界狀態(tài)，實(shí)際中是不允許這種情況出現(xiàn)；2、電力系統(tǒng)接線如下圖所示，點(diǎn)發(fā)生接地短路，試作出零序等值網(wǎng)絡(luò)圖。圖中127為元件編號(hào)。四、計(jì)算題（第一小題15分，第二小題25分，共40分）1 、如圖所示的簡(jiǎn)單電力網(wǎng)中，已知發(fā)電機(jī)運(yùn)行在額定功率下SG = 25+j15 MVA，變壓器T1、T2的參數(shù)為SN=31.5MVA，；線路單位長(zhǎng)度的參數(shù)為rl = 0.21/km, xl = 0.416/km，忽略線路電容，長(zhǎng)度100km，端電壓U3 = 110kV。試求：（1）線路和變壓器T1的電壓損耗；（2）變壓器T1運(yùn)行在額定變比時(shí)的低壓側(cè)電壓及電壓偏移。解：線路參數(shù)為變壓器參數(shù)為（1） 變壓器的功率損耗為2點(diǎn)處的功率為線路阻抗中的功率損耗為：3點(diǎn)處的功率為線路電壓損耗2點(diǎn)電壓為變壓器電壓損耗（2） 變壓器低壓側(cè)電壓為電壓偏移為2、如圖所示簡(jiǎn)單系統(tǒng)，已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電機(jī)：，x0 = 0.05，；變壓器：T1:，Y, d11接法，中性點(diǎn)接地電抗為20。T2:，Y,Y0接法。線路：，。f點(diǎn)發(fā)生B、C相金屬性接