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） TOC o 1-5 h z 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

2、的火電廠作為主調(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

3、允許的最大電流誤差是 10%,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：(C11 - C22C33) -v 二(C11 C22 C33)于是中性點(diǎn)的電位可以寫(xiě)為： K C0 EaU0 二v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

4、， 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)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6 10kV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

5、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%,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

6、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）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

7、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：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）L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 PI、&和5 ,如圖所示。已知在為

8、時(shí)切除故障，試畫(huà)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+PillPi.02: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=5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，f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)。8四、計(jì)算題(第一小題15分，第二小題25

9、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 MV A,變壓 器 Ti、T2 的參數(shù)為 Sn=31.5MVA, AF0=31kW, A =190kW, Us%=10.5, 10%=0.7 ;線路 單位長(zhǎng)度的參數(shù)為ri = 0.21 Q/knx,i = 0.416Q /km,忽略線路電容，長(zhǎng)度100km,端電壓 U3 = 110kVo 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1R =rll =0.21m100m =10.5 建2Xi =xil =0.416 100 1 =2082

10、變壓器參數(shù)為D “UNRT _ q2Sn_2190 1102 坨工2- 10 = 2.317J31.52XTUs%uN100SN一一 ，一25 :40.33100 31.5變壓器的功率損耗為(1)PT，: pS2! - -P0 =190Sn222515丁 31 =193.76kW = 0.19376MW31.52Qt =222%S = 10.5(25 15) 07_ - 3.0538M var100Sn100100 31.51002點(diǎn)處的功率為S2 =Pl E J(Ql - Qt) = 25-0.19736 j(15-3.0538) = 24.8 j12.95線路阻抗中的功率損耗為:P 恪 R

11、 10”U 2P2 qu22_3-R 10248002 129502110210.5 10 0.68MWQi22P2 Q2772X IQ-_ _2 2248QQ1295Q1102Q,8 1Q-= 1.346 MW3點(diǎn)處的功率為& =P2 - ：P j(Q2 - Qi)= 24.8-Q.68 j (12.95-1.346) = 24.12 j11.6Q4MVA線路電壓損耗U3= 4.5kVF3R Q3X _ 24.12 1Q.5 11.6Q4 2Q.8 uT1q2點(diǎn)電壓為U2 =U3 . U3 =11Q 4.5 =114.5kV變壓器電壓損耗U2P2R Q2X24.8 2.32 12.95 4Q

12、.332 = = 5.Q6kVU2114.5(2)變壓器低壓側(cè)電壓為U1U2 U2kN114.5 5.Q6 =1Q.375kV121/1Q.5電壓偏移為m2 %U1 -UnN 1QQ1Q.375 -1Q 1QQ=3.751Q2、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)：Sn =100MVA , x；=x(2)=0.2,X0 = 0.05, E1%=1.05;變壓器：Ti： Sn =100MVA , Us =10.5% , Y, d11接法，中性點(diǎn)接地電抗為20CT2： Sn =100MVA , Us =10.5% , Y,Y0 接法。線路：l = 100km, x(1) =0.4。/km

13、, x(0) =3x(1) 0f點(diǎn)發(fā)生B、C相金屬性接地短路。取Sb =100MVA, Ub =Uav,試作如下計(jì)算： 短路點(diǎn)各相電壓和短路電流的標(biāo)幺值；變壓器Ti : 發(fā)電機(jī)低壓母線各相電壓有名值(計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)；解：(1)基準(zhǔn)容量Sb=100MVA,基準(zhǔn)電壓為平均額定電壓，計(jì)算各元件參數(shù)的標(biāo)么值X*10.5 100=x100 100= 0.105中性點(diǎn)接地阻抗：Xo =20 羋 =0.15115100線路 L: Xl* 0.4 1002 =0.15 0.139 0.2775變壓器T2: XT2*10.5 1000.105100 100制定各序網(wǎng)絡(luò)0.139I al0.48j(

14、0.139 0.139/0.2775)-j2.07I a20.27750.139 0.2775j2.07 = j1.38I a00.1390.139 0.2775j2.07= j0.692I b = a I a1 a I a2 I a02=j(-2.07a2 1.38a 0.69)-2.99 j1.035= 3.16 160.92 .I c = a I a1 a I a2 I a02=j(-2.07a 1.38a2 0.69)= 2.99 j1.035= 3.16 19.1U a1 = U a2 = U a0Ua10.139 0.2775(-j2.07) =0.19Ua =3Ua1 =3 0.19 = 0.57(2) UGa1 =0.19 (-j2.07) j0.105 ej30： =0.41ej30UGa2 =(0.19 j 1.38 j 0.105) e,30； =0.05e,