电力工程基础模拟试卷附答案.pdf

1 电力工程电力工程基础基础模拟模拟卷卷 一填空题（本大题共一填空题（本大题共 2020 小题，每题小题，每题 1 1 分，共分，共 2020 分）分） 1 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 5%-8% 。 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。 二判断二判断改错题（本大题共改错题（本大题共 1010 小题，每题小题，每题 2 2 分，共分，共 2020 分）判断下列命题正误，分）判断下列命题正误， 正确的打“”；错误的打“”，并正确的打“”；错误的打“”，并改正改正。 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。 2 三简答题（本大题共三简答题（本大题共 5 5 小题，每题小题，每题 6 6 分，共分，共 3030 分）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： 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。 为区别不同方向的行波，波阻抗 Z 前面有正、负符号。 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。 波阻抗 Z 的数值只与导线单位长度的电感和电容 L0、C0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（本大题共四计算题（本大题共 2 2 小题，每题小题，每题 1010 分，共分，共 2020 分）分） 1一幅值 U0 = 1000kV 的无限长直角波从一条波阻抗 Z1 = 500 的架空线路经一串联电阻 R = 550 与一根波阻抗 Z2 = 50 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； 3 （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 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 0.4 。 kVZ ZRZ U U q B 91.9050 50550500 10002 2 2 21 1 kVZR ZRZ U U q A 91.1090)50550( 50550500 10002 )( 2 2 21 1 kVUU Bq 91.90 2 kA Z U I q q 82. 1 50 91.90 2 2 2 kVUUU qAf 91.90100091.1090 11 kA Z U I f f 18. 0 500 91.90 1 1 1 kA R UU I BA R 82. 1 550 91.9091.1090 MW R UU P BA R 18.1818 550 )91.9091.1090()( 22 4 解： KA 84. 1 604 . 012 3115/ .ZZ E I AB1mins s maxBK KA 21. 284. 12 . 1IKI maxBK I rel I 1act km95.19)/ZZ I E 2 3 ( 1maxs I 1act s min %15%25.33% min 0t I I 五分析题（本大题共五分析题（本大题共 1 1 小题，每题小题，每题 1010 分，共分，共 1010 分）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 接在组母线上，L2、L4、电源 2 接在组母线 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 1QF1（线路 L1 的断路器）的操作步骤（5 分）。 5 操作步骤如下： 拉开断路器 1QF1 及其两则的隔离开关 1QS2 和 1QS1I；将停电的断路器 1QF1 两端接线 拆开，用“跨条”将 1QF1 短接使 1QF1 与引出线断开； 合上母联断路器两侧的隔离开关，然后再合上母联断路器； 按照倒母线的操作步骤将连接在组母线上的电源和其它引出线转移到组母线上（即 a.依次闭合线路 3、电源 1 与组母线联接的母线隔离开关；b.依次拉开线路 3、电源 1 与 组母线联接的母线隔离开关）；（也可以从 II 组母线转移到 I 组母线） 断开母联断路器，以及两侧隔离开关。 合上 1QS1I，1QS2，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 组母线经母联断路器送到组母线，再由组母线送到线路 L1 上，实现了利用母联断路替 代引出线断路器 1QF 工作。 一一 6 一、填空题一、填空题 1降压变压器高压侧的主分接头电压为 220kv，若选择22.5%的分接头，则该分接头电 压为 231KV。 2电力系统中性点有效接地方式指的是 中性点直接接地 。 3输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和 电阻 。 4输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路 额定电压 的数 值差。 5电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和 功率 表示。 6调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的 频率 。 7复合故障一般是指某一时刻在电力系统 二个及以上地方 发生故障。 8减小输出电元件的电抗将 提高 系统的静态稳定性。 二、单项选择题二、单项选择题 11同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（ ） 否 是 不一定 根据发电机的形式定 12三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（ ） 内层 中间层 外层 独立设置 13中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（ ） 全补偿 欠补偿 过补偿 有时全补偿， 有时欠补偿 14三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（ ） 越大 越小 不变 无法确定 15变压器的电导参数 GT，主要决定于哪一个实验数据（ ） PO PK UK% IO% 16.当功率的有名值为 sPjQ 时（功率因数角为）取基准功率为 Sn，则有功功率的标 么值为（ ） cosS P n sinS P n n S P n S cosP 17.环网中功率的自然分布是（ ） 与电阻成正比分布 与电抗成正比分布 与阻抗成正比分布 与阻抗成反比分布 18在同一时间内，电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为（ ） 负载率 网损率 供电率 厂用电率 19电力系统的频率主要决定于（ ） 有功功率的平衡 无功功率的平衡 电压质量 电流的大小 20关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（ ） 高峰负荷时允许中枢点电压略低 7 低谷负荷时允许中枢点电压略低 适用于用户对电压要求不高的场合 适用于供电线路不长的场合 21通过改变变压器变比，实质上（ ） 改变了电压损耗的数值 改变了负荷变化时次级电压的变化幅度 改变了电力网的无功功率分布 增加了整个电力系统的无功功率容量 22三相短路时，非周期分量极小值，只能是在某种情况（ ） 一相中出现 同时在两相中出现 三相均不出现 只有故障相出现其它相不出现 三、简答题三、简答题 23电力变压器的主要作用是什么？ 答： 电力变压器的主要作用是升高或降低电压， 另外还起到将不同电压等级电网相联系的作 用。 24简单闭式网分为哪些类网络？ 答：简单的闭式网可分为两端供电网络（2 分）和环形网络（2 分）两类（1 分）。 25 为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系 统的电压水平？ 答：通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平，同时却使系统 中另个的某些局部电压水平变差并不能改变系统无功不足的状况因此就全系统总体来说并 不能改变系统的电压水平。 26为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性？ 答：在输电线路送端的变压器经小电阻接地，当线路送端发生不对称接地时，零序电流通过 该电阴将消耗部分有功功率起到了电气制动作用，因而是能提高系统的暂态稳定性。 四、简算题四、简算题 27某三相单回输电线路，采用 LGJ300 型导线（计算外径 25.2mm），已知三相导线正三 角形布置，导线间距离 D6m，求每公里线路的电抗值。 解：计算半径： m106 .12mm6 .12 2 2 .25 r 3- 几何均距：Dm=D=6m /km 403. 0 0157. 0 106 .12 6 lg1445. 0 0157. 0 r D g l1445. 0x 3 m 1 8 一、填空题一、填空题 1.衡量电能质量的主要指标是：电压、频率、波形 。 2.我国 110kV 及以上系统，中性点运行方式采用 直接接地 。 3.一个将 10kV 升到 220kV 的变压器，其额定变比为 10.5/242 。 4.电厂供电负荷与综合用电负荷的差别是前者包括 网络损耗 。 5.架空线路开路时，其末端电压比首端电压 高 。 6.将压三绕组变压器三个绕组排列方式，从内至外为 低中高 。 7 常用的潮流计算的基本数学模型是 节点电压方程 。 8.标幺值近似计算中基准电压常选 网络平均额定电压 。 二、选择题二、选择题 1.组成电力系统的几种主要元件是： B A 电源、电阻、电感、电容 B 发电机、变压器、线路、负荷 C 发电厂、变电所、变压器、线路 D 发电机、变压器、线路、开关 2.对电力系统运行的基本要求是： C A 在优质前提下，保证安全，力求经济； B 在经济前提下，保证安全，力求优质； C 在安全前提下，保证质量，力求经济； D 在安全前提下，力求经济，保证质量。 3.相同截面的导线，使用的电压等级越高，其电阻 A A 一样 B 越大 C 越小 D 都不对 4.在变压器的等值电路中，其导纳是 B A GT+jBT B GT-jBT C -GT+jBT D -GT-jBT 5.中性点不接地系统对设备绝缘的要求 A A 高 B 低 C 不变 D 都不对 6.架空线路采用导线换位的目的 C A 减小电抗 B 减小电纳 C 减小三相参数的不对称 D 都不对 7.三类节点中，只有一个且必须有一个的是 C A PQ 节点 B PV 节点 C 平衡节点 D 都不是 8变压器的运算负荷是 D A 变压器付方功率加上变压器阻抗的功率损耗； B 变压器付方功率加上变压器导纳的功率损耗； C 变压器副方功率加上变压器阻抗和导纳的功率损耗； D 在 C 的基础上，再加上变压器所联线路导纳中的功率。 9 三三、额定电压 110kV 的辐射形电网各段阻抗及负荷如图所示。已知电源 A 的电压为 121kV， 求功率分布和各母线电压。（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量U）。 解解 设U C=U N= 0 =110 0 407. 0 j271. 0j30)20( 110 810 2 22 BC S 407.22j207.30953. 7 j793. 930j40 593. 7 j793. 9407. 0 j271. 0)8 j10( BBB BCCB SSS SSS 083.27j545.32j4.676338. 2407.22j207.30 676. 4 j338. 2)40j20( 110 407.22207.30 ABBA 2 22 AB SSS S 已知UA=121kV )kV(64.110972. 3668.106 )kV(972. 3 668.106 30)593. 7(20)793. 9( )kV(668.106332.14121 )kV(332.14 121 40083.2720545.32 BCBC BC ABAB AB UUU U UUU U 四四、如图所示某降压变电所装设一台容量为 20MVA、电压为 110/11kV 的变压器，要求变压 器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额定值的 2.5%和 7.5%， 最大负荷为 18MVA， 最 小负荷为 7MVA，cos=0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持 107.5kV， 变压器参数为Uk%=10.5，Pk=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。 解解 变压器的电阻和电抗为 )(5 .63 20100 1105 .10 100 % )(93. 4 201000 110163 1000 2 N 2 Nk T 2 2 2 N 2 Nk T S UU X S UP R 10 末端最大和最小负荷为 )MVA(2 . 4 j6 . 56 . 07 j8 . 07sin7 jcos7 )MVA(8 .10j4 .146 . 018j8 . 018sin18jcos18 min mzx S S 按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为 )kV(75.10%)5 . 71 (10 )kV(25.10%)5 . 21 (10 min max i i U U 在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得 min minmaxmax max maxmaxmax 5 .632 . 493. 46 . 5 5 .107 5 .638 .1093. 44 .14 5 .107 i i i i U UUU U UUU I I 解得 )kV(6 .104 )kV(9 .99 min max i i U U 然而最大和最小负荷时分接头电压为 )kV(107 75.10 11 6 .104 )kV(2 .107 25.10 11 9 .99 min N minmin/ max N maxmax/ i i iT i i iT U U UU U U UU )kV( 1 .107 2 1072 .107 2 min/T/max T TI UU U 故选分接头电压为 110（1-2.5%）=107.25 的分接头。 校验低压母线电压： 最大负荷时 )kV(25.10 25.107 11 9 .99% T N maxmax I i ii U U UU 最小负荷时 )kV(73.10 25.107 11 6 .104 T N minmin I i ii U U UU 电压偏移： 最大负荷时 %5 . 2%100 10 1025.10 % max U 最大负荷时 %5 . 7%3 . 7%100 10 1073.10 % min U 比较可知，所选择的分接头满足调压要求。 11 三三 一一 填空填空 1电力系统是电能的 生产 、输送、分配和 消费 的各个环节组成的一个整体。 其中输送和分配电能的部分称为 电力网 。若把水电厂、火电厂的动力部分也包括进来， 就称为 动力系统 。 对电力系统运行的基本要求是：保证 供电的可靠性 ，保证 电能的良好质量，提高 运行的经济性 。 衡量电能质量好坏的指标是 电压 、 频率 和 波形 。 电力系统的无功功率电源， 除了发电机外， 还有 同步调相机 、 静电电容器 及 静 止补偿器 。 短路是电力系统的严重故障。 短路冲击电流 、 短路电流最大有效值 和 短路容量 是校验电器设备的重要数据。 系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和就是电力系统的负荷， 亦称电力系 统的 综合用电负荷 。 电力系统负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的 功率， 称为电力系统的 供电负荷 ， 在此基础上再加上发电厂厂用电消耗的功率就是 各发电厂应该发出的功率，称为电力系统的 发电负荷 。 在元件的电抗比电阻大得多的的高压电网中， 无功功率 从电压高的一端流向电压低 的一端， 有功功率 则从电压相位越前的一端流向相位落后的一端， 这是交流电网功 率传输的基本规律。 8简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况。简单不对称故障包括 单相接 地短路、 两相短路 、 两相接地短路、 单相断开和 两相断开 等。 9.电力系统的运行电压水平同 无功功率平衡 密切相关。电压调整的主要手段是： 改变发电机端电压； 改变变压器的变比 ； 无功功率补偿 。 10通常系统负荷是随时间变化的，其变化规律可用 负荷曲线 来描述。 二、单项选择题单项选择题 1.短路电流量最大的短路为（ 4 ） 单相短路 两相短路 两相短路接地 三相短路 2.在发电机稳态运行状态中，机械功率 PT与电磁功率相比，将（ 3 ） 大 小 相等 无关系 3.P 曲线被称为（ 4 ） 耗量特性曲线 负荷曲线 正弦电压曲线 功角曲线 12 电力系统工程基础电力系统工程基础模拟试卷模拟试卷 1 一、一、填空题填空题（本本大大题共题共 10 空，每空空，每空 1.51.5 分，共分，共 1515 分分） 1、应用计算曲线确定任意时刻短路电流周期分量有效值的方法称为_。 2、无功补偿设备：如_，_，_。 3 、 我 国 电 力 网 目 前 所 采 用 的 中 性 点 接 地 方 式 主 要 有4 种： ， ， 和经小电阻接地等。 4、 对一次设备进行控制、 保护、 测量、 监察、 信号、 操作、 同期等的回路属于 回 路。 5、采用 母线可以实现不停电检修出线断路器。 6、我国技术标准规定, 电力系统额定频率为 Hz。 二、二、单项单项选择题选择题（本本大大题共题共 5 小题，每小题小题，每小题 2 分，共分，共 10 分分） 7、三相系统的一相零序等值网络中，中性点接地阻抗值须乘以（ ） A一倍 B二倍 C三倍 D. 四倍 8、（ ）将一次回路的高电压变为的二次側的低电压。 A. 电流互感器（TA） B.感应电动机 C. SF6 断路器 D.电压互感器（TV） 9、变压器的电纳 BT是由（ ）计算得到的 A短路损耗Psk B短路电压百分值Uk（%） C空载损耗P0 D空载电流百分值I0% 10、采用正序等效定则进行电力系统不对称故障计算时，若发生的故障是两相短路接地，则 附加电抗应为( ) A. )(n X =X0 B. )(n X = X2/X0； C. )(n X =X2 +X0； D. )(n X =X2； 11、根据对称分量法，a、b、c 三相负序电流分量相位是( ) A. a 相超前 b 相 120 B. c 相滞后 b 相 120 Cb 相超前 a 相 120 D相位相同 三、三、判断题判断题，对的打，错的打，对的打，错的打（本本大大题共题共 10 小题，每小题小题，每小题 1.51.5 分，共分，共 1515 分分） 12、频率的“一次调整”由发电机组上装设的调速器承担。 （ ） 13、输电线路等值电路中两端对地电纳的无功功率损耗呈电感性 （ ） 14、正常工作时不带电而在绝缘损坏时可能带电的金属部分接地，称为保护接地。（ ） 15、无限大功率电源供电的系统发生三相短路时，短路电流中不含非周期分量， 所以冲击系数取 1。 （ ） 16、中性点不接地系统发生单相接地故障时，其它两相对地电压保持不变。 （ ） 17、对于超高压输电线路，为减小线路电抗和减低电晕损耗和抑制电晕干扰，往往采用分裂 导线。 （ ） 18、只要控制措施适当，即使电力系统的无功电源不充足，也可以将电力系统各个节 点的电压调整到合格范围内。 （ ） 13 19、电力系统中的一切静止元件，其正、负序等值电路及其参数是完全相同的。 （ ） 20、电流互感器在运行时其二次绕组是不允许短路的。 （ ） 21、平均额定电压约比相应电压级的额定电压值高 5%。 （ ） 四、四、问答题问答题（本本大大题共题共 3 3 小题，每小题小题，每小题 1010 分，共分，共 3030 分分） 22、写出输电线路有功功率损耗P 的表达式，并说明降低输电线路功率损耗的方法。 23、 试标明发电机和变压器两侧绕组的额定电压值 （图中已标明的是电力系统的额定电压） ？ 24、断路器和隔离开关在电力系统中的作用是什么？它们在性能上有什么不同？ 五、五、计算题计算题（本本大大题共题共 2 2 小题，每小题小题，每小题 1515 分，共分，共 3030 分分） 25、如图所示，已知元件参数如下。 发电机：SN=60MVA，X1= X2=0.16, E=1； 变压器：SN=60MVA，Uk(%)=10.5，XP=0.1，K=115/10.5； 试作出故障状态下的各序等值网络?（3分） 计算短路点f处发生单相接地、两相短路时短路电流的有名值?（8分） 回答:XP中有无正序，负序电流通过?（2分） 回答:XP的大小对正序，负序和零序电流大小有无影响?（2分） 26、一条额定电压为 500kV 的输电线路，长 250km，r0=0.026/km，x0=0.28/km，b0=3.91 10-6，线路首端电压为 520kV。若线路末端空载，试求线路末端的电压和电压偏移。