电力工程基础试题以及参考答案

1、共享知识分享快乐试题一 降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv压 为 231KV 。2电力系统中性点有效接地方式指的是 中性点直接接地输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和电阻。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。电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和 功率 表示。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。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。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12三绕组变压器的结构、通

2、常将高压绕组放在（ ）内层中间层外层独立设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变压器的电导参数G（ ）TPPU%I%OKKO当功率的有名值为sPjQ（功率因数角为 ）取基准功率为Sn么值为（ ）PPPPcosS cosSnsinSSnnn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19电力系统的频率主要决定于（ ）有功功率的平衡无功功率

3、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（ 页眉内容共享知识分享快乐高峰负荷时允许中枢点电压略低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三、简答题电力变压器的主要作用是什么？用。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）和环形网络）两类。为什么说当

4、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 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？ 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、简算题某三相单回输电线路，采用LG300型导线（计算外径25.2m角形布置，导线间距离D6m，求每公里线路的电抗值。r 25.22 12.6mm 12.6 10-3 m几何均距：Dm=D=6mDx 0.1445lg1m 0.0157r 0.1445lg612.6 103

5、0.0157 0.403 /km页眉内容共享知识分享快乐2.110KV116K求该电力线路末端电压及始端输出的功率。解：页眉内容共享知识分享快乐页眉内容共享知识分享快乐二一、填空题衡量电能质量的主要指标是：电压、频率、波形。我国110kV及以上系统，中性点运行方式采用直接接地。一个将10kV升到220kV的变压器，其额定变比为10.5/242。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。架空线路开路时，其末端电压比首端电压高。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。标幺值近似计算中基准电压常选网络平均额定电压 二、选择题组成电力

6、系统的几种主要元件是：BA 电源、电阻、电感、电容B 发电机、变压器、线路、负C 发电厂、变电所、变压器、线路D 发电机、变压器、线路、开对电力系统运行的基本要求是： CA 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。相同截面的导线，使用的电压等级越高，其电阻 A 一 样 B 越 大 C 越 小 D在变压器的等值电路中，其导纳是BA G+jBB GC -G-G-jBTTTTTTTT中性点不接地系统对设备绝缘的要求AA 高B 低C 不变D 都不6.架空线路采用导线换位的目的CA 减小电抗

7、 B 减小电纳C 减小三相参数的不对称D 都不7.三类节点中，只有一个且必须有一个的是CA PQ节点B 节点C 平衡节点D 都不8变压器的运算负荷是DAB 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页眉内容共享知识分享快乐三、110kVA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 设= =110 CN102 82 (20j30)271 407BC1102 (10 )0.271 0.407 9.793 7.593BCBC 40 309.793 7.95330.207 22.407BBB 7 22.4072

8、(20 j40) 2.338 j4.676AB1102 30.207 22407 2338 j4.67632545 27.083ABABU=121kVAU 32.5452027.08340 14.332(kV)AB121UUBAUAB 121 14.332 106.668(kV)U (9.793)20(7.593)BC106.668 3.972(kV)UUCBUBC 106.668 3.972 110.64(kV)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 7MVAcos =0.8，变压器

9、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U%=10.5，P=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。kk解 变压器的电阻和电抗为PU 21631102RkN 4.93()T1000S 2 N1000 202UXk%U 2N 10.5 1102 63.5()T100SN100 20页眉内容共享知识分享快乐末端最大和最小负荷为18cos 18sin 180.8 180.6 14.4 10.(MV)mzx 7 cos j7 sin 7 0.8 j7 0.6 5.6 j4.2(M VA)min按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为2.5%) 10.25(kV)i

10、maxU i min 10(1 7.5%) 10.75(kV)在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得UU107.514.44.9310.863.5imaxI maxU5.64.9363.5UU 107.5imaxI min解得Ui minUUiUimin 99.9(kV) 104.6(kV)然而最大和最小负荷时分接头电压为iNUU99.911107.2(kV)iNT / maxi max U 10.25Uimax11UT /Ui min U 104.6 107(kV) 10.75UUT/maxi minUT / min 107.2 107 TI22故选分接头电压为 110（1-2.5%

11、）=107.25 的分接头。校验低压母线电压：U11最大负荷时U% Uimaximax UTI 99.9 107.25 10.25(kV)U11最小负荷时UUiminimin UTI 104.6107.25 10.73(kV)电压偏移：最大负荷时U% 10.2510100% 2.5%max10最大负荷时U% 10.7310100% 7.3%7.5%min10比较可知，所选择的分接头满足调压要求。页眉内容共享知识分享快乐三 填空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

12、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 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

13、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地短路、 两相短路 、 两相接地短路、 单相断开和 两相断开 等。9.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2.在发电机稳态运行状态中，机械功率与电磁功率相比，将（ 3 ）大小相等无关3.P曲线被称为（ 4 ）耗量特性曲线负荷曲线正弦电压曲

14、线功角曲线三、简答题1.列出三种提高系统静态稳定的措施。（1）自动励磁装置的应用；（2）减小各元件的电流； 页眉内容共享知识分享快乐（3）改善网络结构和采用中间补偿设备。 3写出系统f 点发生cI ，II ，bac c4.什么是电晕现象？如何避免？线。四、电力系统接线下图所示。其中，发电机G1：S =X =0E =1N1d*发电机G2：S=100/0.85X =0.125E =1N2变压器T1：Sd*=120MVAU%=10.5NT1k线 路 l： l=50kmx=0.4/km111线 路 l： l=40kmx=0.4/km2224I 、冲击电流i。M（S=100MVA，U= U ，K=1.8

15、）BBavM解：用标幺值计算的参数是：XL10.4501001152 0.151分）X0.440L2100 0.121分）1152100T1X0.105T1 0.0875 分）X0.125100Gd100 0.106 分）I 11 4.854 （3分）*X0.121dS100IBB3UB3115 0.502kA （2分）I I * I*B 2.437kA （3分）i2.55*I6.215kA分）M页眉内容共享知识分享快乐五、已知发电机、q轴的同步电抗X=1.X=1.0，负载的电压dq1=1.0 30，电流=0.8 -1，试计算暂态电动势E。q解 XQ 1.030 j0.8 151.08 分）

16、50.77 30 20.77 （2分）I Isin（ 0.73分）d Eqd X 1.723 0.731.738 分）q7357分）q页眉内容共享知识分享快乐四一、有一回电压等级110kV，长为150km 的输电线路，末端接一台容量为31.5MVA 的降压变110/11kV1 所示，当A115kV 时，求AC电压损耗及B 点和C（=190kW， U%=10.5， P%=0.7）kk00（20 分）图 1 题一图解线路 LGJ150r d 17 8.5(mm)r=0.21(/km)221D4000 x 0.1445lgm 0.0157 0.1445lg0.0157 /km)1r8.5b 1D10

17、640001062.84106 /km)1lgmrlg8.5R=0.21150=31.5()X=0.401150=60.15()1B=2.8410-6150=4.2610-6(S)B 2.13104 12变压器：PU21901102RkN2.317()T1000S 2 N1000 31.52kX U 2kN 10.51102 40.3()T100SNPG0100 31.522.566106T2 N1000 11020NB I %S0N0.7 31.51.82106T2 N100 1102设U =110， 0 202.3171540.3 5.92CT110页眉内容共享知识分享快乐P2 QP 2

18、Q2202 152202 152SR T jX 2.317 j 40.3 0.12 ZTU2U211021102U2 G jB )1102 (.566 12)106 03 22YTBTT (20 1)(.12 .0)212 108BCZT (20 1)(.12 0)(003 .2)215 13BCT 215 13 13104 1102 215 1.72BBY12Z120.152 14.7221102(31.5 j60.15) 1.62 j3.1013104 1102 58Y11 215 17262 j3.10- j2.58277 1.24ABZ1Y11SAAP R QX21.7731.515.

19、2460.15U1A1UA1 13.93115P X Q RA1A 21.77 60.15 15.24 31.5 7.211U115AU 2 7.212 101.33(kV)BUT20.12 2.317 17.08 40.3 7.25101.33T20.1240.317.08101.33 7.61U 7.25) 2 7.612 94.39(kV)CU11594.3920.61(kV)AC二、简单输电系统如图2 所示，变压器变比为11022.5%/11kV，若不计变压器励磁支路及线路对地电容，则线路和变压器的总阻抗Z=26+j130，节点A 的电压为 118kV， 且维持不变，降压变电所低压侧母

20、线要求常调压，保持10.5kV 电压。若补偿设备为静电电容器试配合变压器分接头的选择确定受端应设置的无功补偿容量。图 2 题二图解 计算补偿前最大、最小负荷时低压侧归算到高压侧的电压。先计算功率损耗max 202 1521102 (26 j130) 1.34 j6.71MVA 102 7.52 (26 j130) 0.34 j1.68MVAmax1102首端功率为页眉内容共享知识分享快乐A max maxmax (20 21.34 VA (10 j7.5) (0.34 j1.68) 10.34 j9.18M VAA minminminU因此，i节点电压为 118 21.34 26 21.711

21、30 89.38(kV)iUimin118 118 10.34 26 9.18 130 105.61(kV)118（a）选择电容器容量。先按最小负荷时电容器全部退出的条件选择变压器变比，为UUTIUNii min U105.61 11110.64(kV)10.5i minI110kVU =110kV，则变压器变比k=110/11=10。IT再按最大负荷时的要求，求无功补偿容量k2UUQi CmaxU i max CXiCmaxk 102 10.5 10.5 89.3813010 12.62(Mavr)3、BCS=75MVA，X=0.380，S=535MVA，AABX =0.304C4QF350

22、0MVA。Bl、l、l 10、525km0.4/km1123直接短路时的起始次暂态电流和短路冲击电流（20）图 3 题 3 图解 S=1000MVA9-2（b）B首先确定电源C 的等值电抗X。如果短路不是发生在母线1，而是发生在母线4C页眉内容共享知识分享快乐器 QF 之后，则电源A、B、C 供给的短路电流都要通过QF，其中电源A、B 供给的短路电流决定于如下的电抗X=(5.07+0.151)/0.586+0.242=0.754*短路瞬间，这两个电源供给的短路功率为S I S1*BX*S1B0.754 1000 1326(MVA)断路器QF 允许电源C 供组的短路功率为 3500-1326=2

23、174(MVA)由此可得电源C 的等值电抗XC至少为X 1C*S* 10002174 0.46然后作母线 1 的短路计算。这时整个网络对短路点的等值电抗为X =(0.46+0.242 )/0.586 ) +0.151/0.507+0.302=0.728*由此得到起始次暂态电流为I *11.3730.728以有名值表示则为I I I* B 1.37310003 6.89(kA)冲击电流的有名值为i2.55I 2.556.8917.57(kA)M520MVA110/11kV2.5%和 7.5%，最大负荷为 18MVA， 7MVA，cos =0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持变压器参数

24、为U%=10.5，P=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。kk图 5 题 5 图解 变压器的电阻和电抗为P U 21631102RkN 4.93()T1000S 2 N1000 202UXk%U 2N 10.5 1102 63.5()T100SN100 20末端最大和最小负荷为18cos 18sin 180.8 180.6 14.4 10.(MV)mzx 7 cos j7 sin 7 0.8 j7 0.6 5.6 j4.2(M VA)min按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为页眉内容共享知识分享快乐2.5%) 10.25(kV)imaxU i min 10(1 7.5%

25、) 10.75(kV)在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得UU107.514.44.9310.863.5imaxI maxU5.64.9363.5UU 107.5imaxI min解得Ui minUUiUimin 99.9(kV) 104.6(kV)然而最大和最小负荷时分接头电压为iNUU99.911107.2(kV)iNT / maxi max U 10.25Uimax11UT /Ui min U 104.6 107(kV) 10.75UUT/maxi minUT / min 107.2 107 TI22故选分接头电压为 110（1-2.5%）=107.25 的分接头。校验低压母线

26、电压：U11最大负荷时U% Uimaximax UTI 99.9 107.25 10.25(kV)U11最小负荷时UUiminimin UTI 104.6107.25 10.73(kV)电压偏移：最大负荷时U% 10.2510100% 2.5%max10最大负荷时U% 10.7310100% 7.3%7.5%min10比较可知，所选择的分接头满足调压要求。页眉内容共享知识分享快乐五110kVA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 。图一 题一图解 设= 110 kVCN102 82 (20j30)271 407BC1102 (10 )0.271 0.407 9.

27、793 7.593BCBC BB 40 309.793 7.95330.207 22.407B 7 22.4072(20 j40) 2.338 j4.676AB1102 30.207 22407 2338 j4.67632545 27.083ABABU=121kVAU 32.5452027.08340 14.332(kV)AB121UUBAUAB 12114.332 106.668(kV)U (9.793)20(7.593)30 3.972(kV)BC106.668UUCBUBC 106.668 3.972 110.64(kV)三、如图二所示某降压变电所装设一台容量为20MVA110/11kV2.5%和 7.5%，最大负荷为 18MVA， 7MVA，cos =0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持变压器参数为U%=10.5，P=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。kk图二 题三图解 变压器的电阻和电抗为页眉内容共享知识分享快乐P U 21631102RkN 4.93()T1000S 2 N1000 202UXk%U 2N 10.5 1102 63.5()T100SN100 20末端最大和最小负荷为18cos 18sin 180.8 180.6 14.4 10.(MV)mzx 7 cos