电气工程基础考试(上)2.pdf

武汉大学电气工程学院武汉大学电气工程学院 电气工程基础 上 测试试卷 电气工程基础 上 测试试卷 一 判断改错 每小题一 判断改错 每小题 2 分 共分 共 20 分 分 1 110kV 到 10kV 的降压变压器低压侧的额定电压为 10kV 10 5kV 2 电力网环节首 末端电压的电压损耗主要由通过的无功功率决定 3 负荷率越大 表明负荷波动越大 小 m k 4 调相机在欠 过 励磁状态下运行 可作为无功电源向系统输入无功功率 5 三相三柱式变压器的零序励磁电抗比同样铁芯大小的三相五柱式变压器的小 6 真空电弧具有集聚型和扩散型两种形态 集聚型不易熄灭而扩散型易于熄灭 7 具有暂态稳定性的电力系统 不 一定具有静态稳定性 8 电磁式高压电流互感器和电压互感器的误差都与负载无 有 关 9 短路电流最大 可能 的瞬时值称为短路冲击电流 10 等面积定则是用来判断简单电力系统是否具有静态稳定性的有效方法 二 名词解释 每小题二 名词解释 每小题 2 分 共分 共 14 分 分 1 最大负荷损耗时间 max 如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率 在 max S 小时内的能量损耗恰好等 于线路全年的实际电能损耗 则称 为最大负荷损耗时间 其数学表达式为 22 8760 33 max 22 0 10 d10 SS ARtR UU 2 耗量特性 耗量特性是反映发电设备 或其组合 单位时间内能量输入 F 和输出 P 关系 的曲线 3 10 误差倍数 为电流误差达到 10 时的一次电流和一次额定电流的比 4 网损率 在同一时间内 电力网损耗电量占供电量的百分比 称为电力网的损耗率 简称网损率 或线损率 即 100 供电量 电力网损耗电量 电力网损耗率 5 电气主接线 发电厂或变电所的电气主接线是由发电厂或变电所的所有高压电气设备 包括发电 机 变压器 高压开关电器 互感器 电抗器 避雷器及线路等 通过连接线组成的 用来接受和分配电能的电路 又称电气一次接线图或电气主系统 6 电压降落 电力网任意两点电压的矢量差称为电压降落 记为U 7 转移阻抗 如果仅在i支路中加电势 其他电源电势均为零时 则与在支路中所产生的电流的 比值就是i支路与支路之间的转移电抗 i E i E f f 三 问答题 每小题三 问答题 每小题 6 分 共分 共 30 分 分 1 交流电弧有何特点 提高断路器的熄弧能力可以采取哪些措施 交流电弧的特点是电流每半个周期要经过零值一次 在电流经过零值时 电弧会自动 熄灭 加速断口介质强度的恢复速度并提高其数值是提高开关熄弧能力的主要方法 为此可 以采取以下措施 1 采用绝缘性能高的介质 以便在相同的断口距离下提高断口的耐压 2 提高触头的分断速度或断口的数目 使电弧迅速拉长 3 采用各种结构的灭弧装置来加强电弧的冷却 以加快电流过零后弧隙的去游离 过程 2 简述电力系统的暂态稳定的概念 如何判断原动机输入的机械功率恒定时 简单电 力系统是否具有暂态稳定性 电力系统的暂态稳定是指电力系统在正常工作的情况下 受到一个较大的扰动后 能 从原来的运行状态过渡到新的运行状态 并能在新的运行状态下稳定地工作 当加速 面积小于可能的减速面积时 系统才能保持暂态稳定 反之 当加速面积 大于减速面积时 暂态稳定就会破坏 这是判别简单电力系统暂态稳定的基本准则 也称 等面积定则 abc S cde S abc S cde S 3 电力系统的接地方式有哪些类型 各有什么优缺点 中性点的接地方式可分为两大类 一类是大电流接地系统 或直接接地系统 包括中 性点直线接地或经小阻抗接地 另一类是小电流接地系统 或非直接接地系统 包括 中性点不接地或经消弧线圈接地 在小电流接地系统中发生单相接地故障时 不会出现电源被短接的现象 因此系 统可以带接地故障继续运行 一般允许运行 2 小时 待做好停电准备工作后再停电排 除故障 可见采用小电流接地的运行方式可以大大提高系统供电的可靠性 但这种运 行方式的缺点是 发生单相接地时非接地相的对地电压将上升为线电压 因此线路及 各种电气设备的绝缘均要按长期承受线电压的要求设计 这将使线路和设备的绝缘费 用增大 在小电流接地系统中发生单相接地故障时 缺点是会造成供电中断 数值很大的 单相短路电流会在附近的通信线路上感应出极为危险的电压 优点是 发生单相接地 时非接地相的对地电压不会上升为线电压 线路和设备的绝缘费用不会增大 4 已知当系统中发生不对称短路时 正序 负序和零序网络的等值电抗分别为 0 4 0 3 和 0 2 试写出当短路类型分别为单相短路 两相短路及三相短路时的附加电抗 X 单相短路 0 5 两相短路 0 3 三相短路 0 5 电力系统中有哪些主要的无功电源 各有何优缺点 1 发电机 优点是无需增加额外投资 缺点是输出的无功功率受运行条件的限制 远离负荷中心的发电厂若传输大量的无功功率 会引起网络较大的有功和无功功率损耗 并 增加网络的电压损耗 2 同步调相机 优点是合理地调节调相机励磁电流的大小 就可以平滑无级地改变无功 功率的大小和方向 达到调整系统运行电压的目的 缺点是 1 由于调相机是旋转机械 因而运行维护比较复杂 2 有功功率损耗较大 满载运行时 有功功率损耗约为额定容量的 1 5 5 容 量愈小 有功损耗的百分数愈大 3 单位容量的投资费用较大 3 电力电容器 优点是运行维护方便 有功功率损耗小 单位容量投资小且与总容量的 大小几乎无关 缺点是 1 无功功率调节性能差 2 无功功率的改变靠投入或切除电力电容器组来实现 调压方式不是平滑无级的 而是阶跃式的 四 作图题 每小题四 作图题 每小题 8 分 共分 共 16 分 分 1 下图为单母线接线图 为了实现重要用户能够同时从母线的不同分段引接电源实现 双路供电 应增加那些设备 如何接线 请画图说明 2 电力系统接线如下图所示 点发生接地短路 试作出零序等值网络图 图中 1 17 为元件编号 1 f f1 1 23 4 5 6 7 8 9 10 1112 1314 15 16 17 18 X 32 3 4 1 9 11 12 13 1415 16 18XX X X X XX X X f V a0 五 计算题 共五 计算题 共 20 分 分 如图所示电力系统 线路长为 50km 线路参数 kmr 14 0 0 忽略线路充电电容 变压器为普通双绕组变压器 容量为 31 5MVA 电压为 110 2 2 5 11kV 折算到高压侧阻抗为 kmx 501 0 0 3 4056 2jZT 忽略导纳支路 以上线路和变压器的阻抗 均为折算到 110kV侧的数值 A点供电电压为 121kV A点处负荷功率SA最大负荷时为 25 j20MVA 最小负荷时为 20 j15MVA 若变压器低压侧母线要求顺调压 试选择变压器 的分接头电压 10 分 LD S AB SA C 解 线路与变压器的总阻抗为 05 25750501 0 5014 0 jjZl 35 6556 9 jZZZ Tl 最大负荷时 A 点到 C 点电压损耗为 kV U XQRP U A AA 78 12 121 35 652056 925 max C 点折算到高压侧电压为 kVUC22 10878 12121 max 最小负荷时 A 点到 C 电压损耗为 kV U XQRP U A AA 68 9 121 35 651556 920 min C 点折算到高压侧电压为 kVUC32 11168 9 121 min 计算变压器分接头电压 1maxTmax 1tmax2N 2max 108 22 11116 14 kV 10 1 025 UU UU U 1minTmin 1tmin2N 2min 111 32 11113 91 kV 10 1 075 UU UU U 1tav1tmax1tmin 1 115 02 kV 2 UUU 选最接近的标准分接头电压 1t0 110 10 05 115 5 kV U 校验 变压器低压母线的实际运行电压 1maxTmax 2max2N 1t0 108 22 11 10 31 kV 115 5 UU UU U 1minTmin 2min2N 1t0 111 32 11 10 60 kV 115 5 UU UU U 变压器低压母线的电压偏移 2max 10 31 10 100 3 1 10 m 5 2 2min 10 60 10 100 6 0 10 m 5 7 满足要求 2B 如图所示简单系统 已知各元件参数如下 发电机 MVASN60 2 0 2 xxd 05 1 0 E 变压器 MVASN60 5 10 S V Y d12 接法 中性点接地电抗为 20 线路 kml60 kmx 4 0 1 1 0 3xx f 点发生 b 相金属性接地短路 取 试作如下计算 MVASB60 avB VV 短路点各相电压和电流的标么值 变压器高压侧 A 点 各相相电压有名值 计算结果精确到小数点后两位 110kV 10kV GT LA 1 2 1 115 60 604 0 l x0 1089 n x 2 115 60 200 0907 2 0 1 G x 105 0 T x 计算各序输入电抗如下 1 x0 1089 0 105 0 2 0 4139 2 x0 1089 0 105 0 2 0 4139 0 x0 1089 3 0 0907 3 0 105 0 7038 选择 B 相为基准相 那么 6856 0 5316 1 05 1 021 1 j j xxxj Ej I fb 6856 0 0 2 fbfb II 短路点 B 相各序电压分量为 1 02 1 fbfb IXXjV 7664 0j 1 2 2 fbfb IjXV 2838 0j 1 0 0 fbfb IjXV 4825 0j 短路点各相电压为 0 2 2 1 fbfbfbfa VVaVaV 0 910 72j 0 141 5 1 16 j e 0 2 1 fbfbfbfb VVVV 0 0 2 1 2 fbfbfbfc VVaVaV 0 910 72j 0 38 5 1 16 j e 短路点各相电流为 1 30 6856 32 06 fbfb II 0 fafc II 2 1 1 1 1 0 76640 68560 10890 84 Abfbfbl VVIZjjj 2 2 2 2 0 28380 68560 10890 21 Abfbfbl VVIZjjj 0 0 0 0 0 48250 68560 1089 30 26 Abfbfbl VVIZjjj 2 1