《电力工程基础》模拟试题（一）及参考答案

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《电力工程基础》模拟试题（一）及参考答案

一、填空题（28分）

1、电压调整的措施有改变发电机端电压、改变变压器变比、改变电网无功分布、驿

低输电线电抗等。（4分）

2、衡量电能质量的主要指标有电压、频率、遮超、电压波动与闪变、三相不平衡度。（5分）

3、列举四种无汇流母线的电气设备连接方式：单元接线、外桥接线、内桥接线、角形接线。

（4分）

4、高压断路器选择及检验的内容包括型式选挂、额定电压选择、额定电流选择、开断电流校

验、热稳定校验、动稳定校验。（6分）

5、三绕组变压器分接头分别是装于」宣、中压侧。（2分）

6、对继电保护装置的基本要求是选择性、速动性、灵敏性、nJBtt0（4分）

7、电流的I、H、IH段保护分别是无时限电流速断保护、带时限电流速断保护、定时限

过电流保护。（3分）

二、简答题（8X6分）

1、大接地和小接地电流系统的接线方式分别包括哪些？各有什么特点？

答：大接地电流系统中性点直接接地；小接地电流系统包括中性点不接地和中性点经消弧线

圈接地。中性点直接接地方式供电可靠性低，出现单相接地时，形成回路，接地电流大；不

接地系统供电可靠性高，但绝缘要求也高，出现单相接地时，不形成回路，接地电流不大，

但非接地相对地电压却升高为相电压的G倍。中性点经消弧线圈接地系统比不接地系统的单

相接地电流小，绝缘要求比较低。

2、高压断路器的作用是？隔离开关与其配合的原则是什么？

答：高压断路器具有灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，可用来作为接通

或切断电路的控制电器。隔离开关与其配合的原则是：先通后断。即停止供电时，隔离开关

相对断路器“先通后断”，母线隔离开关相对线路隔离开关也是“先通后断”。

3、频率的一、二次调整分别是通过什么作用的？两者最大的区别是什么？

答：当系统频率下降时，发电机输出的有功功率将因调速器的一次调整作用而增加，同时负

荷所需的有功功率将因本身的调节效应而减少。因此，频率的一次调整是由发电机调速器作

用和负荷本身的调节效应共同完成的。二次调频是在一次调频的基础上调节调频器作用进行

的，系统负荷的增量△匕。是由以下三部分调节功率与之平衡的：（1）由频率的一次调整（调

速器作用）增发的功率为-心纣"；（2）频率的二次调整（调频器作用）增发的功率△七”;

以及由负荷自身的调节效应而减少取用的功率为-勺公产。两者最大的区别是二次调频可以

实现无差调频。

4、计算负荷的定义？

答:所谓“计算负荷”是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷。通常根据半小时（30min）

的平均负荷所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为“计算负荷”，并作为按发热条件选择电

气设备的依据。

5、请画出三绕组变压器差动保护单相原理接线图？

答：如图所示。

6、跨步电压？保护接零？

答：当人在分布电压区域内跨开一步，两脚间（相距）所承受的电压称为跨步电区。

保护接零：将用电设备的金属外壳与电源（发电机或变压器）的接地中性线作金属性连接，

并要求供电给用电设备的线路，在用电设备一相碰壳时，能够在最短的时限内可靠地断开。

7、输电线的防雷措施？试举6种。

答：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、架设耦合地线、采用不平衡绝缘方式、装设自动重合

闸、采用消弧线圈接地方式等。

8、安全净距？屋外配电装置一般分为哪三种类型？

答：安全净距是指从保证电气设备和工作人员的安全出发，考虑气象条件及其他因素的影响所规定的各电

气设备之间、电气设备各带电部分之间、带电部分与接地部分之间应该保持的最小空气间隙。屋外配电装

置一般可分为中型、半高型和高型。

三、分析与计算题（24分）

1、试分析不停电检修下图中馈线2断路器QF2的运行操作。（6分）

答：闭合QS5、QS4,闭合QF1、QS3；断开QF2、QS1、QS2。则QE2退出检修。

2、如下图所示系统，电源为恒压电源。当取S「100MVA,6,=。砂，冲击系数时,

试求在K点发生三相短路时的冲击电流和短路功率是多少？（8分）

G

115kVT6.3kVR

(3wI4⑶

IIIII

KD-1rl

0.20/km

30MVA6.3kV0.05Q/加

I=50km4%"50.3姑

l=\.()bn

X%=4

微__1001Q0

r=9.164,X]==0.2*50*—r=0.0756,

1152

"一B一百*6.3

S"10.5*1(X)=X,%ULNIB=4*6.3*9.164=I???

.；UB=U2XT=0.35,XR

100UB1000.36.3

100U；SN10030ILN

X“=看&=°.。5*1*粤=0.126

'U%6.3~

「=/：”=0.5638*9.164=5.161（kA）

iM=2.55/”=2.55*5.167=13.176（妫）

SK=S"B=LU,SB=0.5638*100=56.38（MWl）

3、额定电压110KV的辐射型电网各段阻抗及负荷如下图所示。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6U）。（10分）

A20+j40QB1网20。c

40+j30MVA8+j6MVA

解：依题意得

设：U、=110kV

(1)AS~zc=X^4^-n(10+720)=0.0826+jOA65(MVA)(2分)

Sc=-Sc+^Szc=-(S+76)+0.0826+jO.165=-(7.9174+j5.835)(MK4)(2分)

SR=SB-^SC=40+730-(7.9174+75.835)=(32.0826+J24.165)(MW1)

△SZB=^0826^/24,165(20+)40)=2.666+/5.333(MVA)(2分)

?…《/△SZB=32.0826+724.165+2.666+J5.333=(34.7486+j29.498)(MK4)

(2)甩压降，略去横分量

PR+QX34.7486*20+29.498*40

△U%AnAB=15.4W)(2分)

Ug=UA-MJZB=121-15.49=105.51(匹)

MJ」心X：=仁.也留2。083打4。=_4.73四）（2分）

长力105.51

〃乜-AUzc=105.51+4.73=110.24（匹）

《电力工程基础》试卷二及参考答案

一、填空题（28分）

1、衡量电能质量的主要指标有电压、频率、波彩、电压波动与闪变、三相不平衡度。（5分）

2、列举五种有汇流母线的电气设备连接方式：单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、

一台半断路器接线。（5分）

3、无功补偿的措施有利用同步发电机进行补偿、利用调相机进行补偿、利用电容器进行补偿

和利用静止补偿器进行补偿等。（8分）

4、双绕组变压器分接头装于总压侧.（2分）

6、对继电保护装置的基本要求是选接鳖、速动性、灵敏性、可靠性。（4分）

7、列举四种短路的类型三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路。（4分）

二、简答题（8X6分）

1、电力系统的中性点运行方式有哪些？各有什么特点？

答：分为中性点直接接地和天接地系统两类。其中不接地系统还分为不接地和经消弧线圈接

地两种。中性点直接接地方式供电可靠性低，出现单相接地时，形成回路，接地电流大；不

接地系统供电可靠性高，但绝缘要求也高，出现单相接地时，不形成回路，接地电流不大，

但非接地相对地电压却升高为相电压的G倍。中性点经消弧线圈接地系统比不接地系统的单

相接地电流小，绝缘要求比较低。

2、试画出内桥和外桥接线形式，并分别说明各自适用的场合。

答：内桥式接线适用于输电线路较长，故障几率较多，而变压器又不需经常切除的场合；外桥式接线则适

用于出线较短，且变压器随经济运行的要求需经常切换，或系统有穿越功率流经本厂的情况。

LIL2

（a）内桥（b）外侨

3、高压断路器的作用是？隔离开关与其配合的原则是什么？

答：高压断路器具有火弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，可用来作为接通

或切断电路的控制电器。隔离开关与其配合的原则是：先通后断。即停止供电时，隔离开关

相对断路器“先通后断”，母线隔离开关相对线路隔离开关也是“先逋后断”。

4、频率的一、二次调整分别是通过什么作用的？两者最大的区别是什么？

答：当系统频率下降时，发电机输出的有功功率将因调速器的一次调整作用而增加，同时负

荷所需的有功功率将因本身的调节效应而减少。因此，频率的一次调整是由发电机调速器作

用和负荷本身的调节效应共同完成的。二次调频是在一次调频的基础上调节调频器作用进行

的，系统负荷的增量△生。是由以下三部分调节功率与之平衡的：（1）由频率的一次调整（调

速器作用）增发的功率为-KGAT；（2）频率的二次调整（调频器作用）增发的功率△七°；

以及由负荷自身的调节效应而减少取用的功率为-《想"。两者最大的区别是二次调频可以

实现无差调频。

5、试画出双绕组变压器差动保护单相原理接线图？

答:如图所不。

6、跨步电压？保护接零？

答：当人在分布电压区域内跨开一步，两脚间（相距）所承受的电压称为跨步电区。

保护接零：将用电设备的金属外壳与电源（发电机或变压器）的接地中性线作金属性连接，

并要求供电给用电设备的线路，在用电设备一相碰壳时，能够在最短的时限内可靠地断开。

7、采用标么制进行计算电网参数的优点？

答：三相电路的计算公式与单相电路相同，三相功率的标么值与单相功率标么值相等；采

用标么制计算的数量级比较小，计算比较简单；选定全网的基准功率以及各级的基准电压后，

直接进行标么值计算，计算参数不需折算。

8、试用单位长度电抗计算公式分析采用分裂导线的优点？

答：采用分裂导线，增大了导线的等效半径，所以其单位长度电抗值相对普通减小，具体

分析如下：普通导线的单位电抗％=0.144抗g幺+0.0157（Q）；其中4表示三相导线几何

r

平均距离；r表示导线半径；分裂导线的单位长度电抗用=0.14451g曳+义也（。），

r,q=,%表示分裂导线的等效半径：d2、I”…九表示某根导线与其余nT

根导线间距离。$相对内值减小了。当分裂根数超过4根时，电抗值下降不明显，故一般不

超过4根。

三、计算题（24分）

1、对某车间进行可行性研究时，采用单位面积负荷密度法估算负荷，该车间面积为S=200(W,

单位面积负荷密度为c二0.6kW/1Rcos°=0.7,该车间的视在功率计算负荷是？

解：依题意得

有功计算负荷：匕=S*p=2000*0.6=1200(kW),cos^=0.7,.•.tan。

/.视在功率计算负荷：S=IP2+Q2=/产+(Ptan⑼2

caVcaca\caat

=J1ZOO：+(1200*1.02)2=1714.1(kVA)

2、一个无限大容量系统通过一条100km的UOkV输电线向变电所供电，线路和变压器的参数

标于下图中，试用标么制计算线路末端勺点和变电所出线上凝点发生三相短路时，短路电流

周期分量有效值和短路冲击电流(取0=1.8,S/1分量A,4=4)。(9分)

c1nn

解：Xp=x/^-=0.4*100*—7=0.302,

隔1152

「Ui-”鬻畿啮翳。35,

勺点短路时，X,=X=0.302,/：=一--=---=3.311

Xv1rX0.302

Z*

..100r

I=。=3.311*G*][$=112（公）,iM=V27CA/7=2.55/=2.55*1.662=4.238（公）

YnQSII

七点短路时，=X..+—^-=0.302+—=0.477,/；=——=-------=2.096

Z।22Xy40.477

/=/；*/氏=2.096*$=5.499（乂），iM=42KMf=2.55/1=2.55*5.499=14.022（M）

3、一线路电压等级为UOkV,长为100km的输电线路，末端接一容量为31.5MVA的降压变压

器，变比为110/llkV。如下图A点实际电压为115kV时，求A、C两点间电压损耗及B点和C

点的实际电压。其中线路及变压器参数如下：（电压降横分量不计）

4Q/km,芭=0.401Q/km,Pk=190^,。＜％=1051^=31.05kw,I0%=0.7o(10分)

Ac

1I5KV

20+j\5MVA

解：设〃=110吐,鸟=〃=0.21*100=21(C),巧"/=0.401*100=40.1(C)

弧190*11020.5*1102

3

T=40.33(0)

10005；1(X)0*31.5?~'l(X)5iV1(X)*31.5

5二舟二^7二2.5*叱⑸，%二金=短„6⑸

P2+n2on2+1f)2

AS«c+jX7.)=-———(2.32+J40.33)=0.096+j\.667(MVA)

UN1IU

Ss=Sc+AS区=20+jl0+(0.096+71.667)=(20.096+j]].667)(MVA)

△S"=U；(Gr+/%)=ll()2(2.5+jl8.2)*IO-6=0.03+jO.22(MVA)

S/r=5«+ASyT=20.126+J11.887(ME4)

AS/5萨(6+jX,)=2S126；,1887-(21十〃()⑴=().948+./1.81\(MVA)

SA二SB+AS,=20.126+/11.887+0.948+jl.811=(30.013+j!3.698)(MVA)

电压降，略去横分量

30.013*21+13.698*40.1

AG10.26(8/)

%115

UH=。八一AU.=115-15.26=104.74(%V)

PBRT+OBXT(20.096)*2.32-11.667*4().33

XUBC==4.93(匹)

104.74

UC=UB-\UBC=104.74-4.93=99.81(^V)

C点实际电压：U：=t/c*11/110=99.81*11/110=9.98(^V)

《电力工程基础》试卷三及参考答案

一、名词解释（每小题3分，共18分）

1、发电煤耗率

答：每发一度电需要消耗多少克（千克）的标准煤。

2、安全净距

答：从保证电气设备和工作人员的安全出发，考虑气象条件及其他因素的影响所规定的各电

气设备之间、电气设备各带电部分之间、带电部分与接地部分之间应该保持的最小空气间隙。

3、电压不平衡度

答：把电压负序分量与正序分量有效值之比称为不平衡度，即：

分隼xlOO%

4、电压偏移

答：线路首端或末端电压与线路额定电压的数值差UN）或（3-UN）。电压偏移常用百

分值表示，即首端电压偏移%=3NxlOO、末端电压偏移%=4「Nx]QO

UNUN

5、最大负荷损耗时间r

答：如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率Smax，在工小时内的电能损耗恰好等于

线路全年的实际电能损耗，则称汇为最大负荷损耗时间。

6、顺调压

答：高峰负荷时允许中枢点电压略低（取1.025人）；低谷负荷时允许中枢点电压略高（取

1.075（/jV）o

二、简答题（每小题6分，共30分）

1、抽水蓄能水电站运行有何特点及作用？

答：抽水蓄能电站是特殊形式的水电站。当电力系统内负荷处于低谷时，它利用网内富余的

电能，采用机组为电动机运行方式，将下游（低水池）的水抽送到高水池，能量蓄存在高水

池中。在电力系统高峰负荷时，机组改为发电机运行方式，将高水池的水能用来发电。

在电力系统中抽水蓄能电站既是电源又是负荷，是系统内唯一的削峰填谷电源，具有调

频、调相、负荷备用、事故各用的功能。

2、“电晕现象”的表现形式及危害有哪些？

答：现象：（1）“滋滋”的放电声

（2）导线周围发生蓝紫色荧光，

（3）有氧分子被游离后又结合成臭氧（0；）的气味

危害：（1）电晕消耗有功功率、消耗电能的；

（2）电磁干扰;

（3）导线表面发生腐蚀、降低导线的使用寿命;

3、配电网有哪些降损措施？

答：（1）、合理使用变压器

调整运行负荷；保持三相平衡；选择节能变压器；

（2）、重视和合理进行无功补偿

采取集中、分散、就地相结合无功补偿的方式，避免大量的无功通过线路远距离传输

而造成有功网损。

（3）对电力线路改造，扩大导线的载流水平

（4）调整用电负荷，保持均衡用电

错峰填谷，保持负荷三相平衡。

4、电压调整的措施有哪些？

答：（1）利用发电机调压：调节发电机的励磁电流，可以改变发电机的无功输出实现电力系

统无功功率平衡和调整端电压。

（2）改变变压器变比调压：调整电压双绕组变压器的高压侧绕组和三绕组变压器的高、

中压侧绕组的分接头（抽头），可以调整变压器低压侧电压。

（3）利用无功功率补偿调压：以减少通过网络传输的无功功率，降低网络的电压损耗而

达到调压的目的

（4）改变输电线路的参数：降低输电线路的电抗，从而降低电压损耗达到调后的目的。

5、输电线路的防雷措施有■哪些？

答：（1）架设避雷线

（2）降低杆塔接地电阻

（3）架设耦合地线

（4）采用不平衡绝缘方式

（5）装设自动重合闸

（6）采用消弧线圈接地方式

（7）装设管型避雷器

（8）加强绝缘

三、作图与分析题（每小题10分，共20分）

1、绘制典型太阳能热发电站热力循环系统原理图并简单说明各设备作用。

太

阳

蓄

我

热

炉

器

答：太阳能锅炉：吸收太阳能。

蓄热器：把多余的太阳能储蓄起来供不足时使用。

锅炉：辅助能源锅炉，当太阳能不足时，由辅助能源提供热能。

汽轮机：把工质的热能转化为机械能，带动大轴转动；

发电机：把机械能转化为电能；

凝汽器：使乏汽凝结为水，提高工质循环效率；

给水泵：升压，促进水循环。

2,试绘出单母线接线并分析其优缺点。

答：单母线接线优点：（1）简单清晰

（2）设备少、投资小

（3）运行操作方便

（4）有利于扩建和采用成套配电装置等。

其主要缺点是：可靠性和灵活性较差，如当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断

开它所接的电源，与之相接的所有电力装置，在整个检修期间均需停止工作。此外，在出线

断路器检修期间，必须停止该回路的工作。

四、计算题（共32分）

1、某220kV单回架空线路，长度为200km,导线单位长度的电气参数为

6

rl=0.108Q/kn^x\=0.42Q/krn.bi=2.66*IO_S/km0已知其始端输入功率为(120+j50)MVA,

始端电压为24()kV,求末端电压及功率。(1()%)

Z.ZZ

S】RSL

•J—I---------------------------・I-。

Skn•--------

LSE=PL+0..n.B♦

------"Ui千+4+jf#Ui

(b)

解：(1)首端充电功率：仅^尸一gu；*1()7*240?

2

(2)线路阻抗功率损耗：

12532

&=f(&+jxp=O2^'(21.6+j84)=7+j27.2(MVA)

⑶线路电压降：△〃/.=也券必=坦色寄"上型=33.655kV

品，」『。四」2。*84-65.3*21.6=36.]23kV

U、240

⑷线路末端电压：

3=240—(一9.93

⑸末端充电功率：△。82=一'|右*10~42

(6)线路末端功率：S,=120+J65.3-7-J27.24-711.67=113+j49.77(MVA)

2、110kV输电线路选用LGJT50,导线直径，三角形排列，线间距离为4m,线长100km,试

求输电线路参数并绘出等值电路图。（10%）

已知额定截面s=150mm2,电阻率夕=O•mnf/km。

解：（1）计算单位长度的电阻

=p=3L5=（）21（Q/km）

1S15（）

（2）计算单位长度的电抗

2二0.14451g义+0.0157

4000

=0.14451g—^—+0.0157=0.4(Q/km)

(17.5/2)

（3）计算单位长度的电纳

-6

2=2^-X10-6=—xio^xio(S/km)

lg2lg^^-

°r°(17.5/2)

R=rj,X=X1/>B=bj

等值电路图：

42+j8O

e-------1-----f~l----------------------------o

zzj2.8496*10-4二二j2.8496*1O-4

3、如下图所示UOkV单侧电源辐射电网，线路LI、L2上均装设三段式电流保护，保护采用

两相星形接线。已知：最大与最小运行方式下系统的等值阻抗分别为15Q,16QQ/km,L1

正常运行时最大负荷电流为130A,L2的过电流保护时限为2.Oso试计算线路L1各段电流保

护的一次侧动作电流、动作时间，并校验保护的灵敏度。（12%）

运行方式下各短路点的短路电流值汇总于下表中。

表1短路电流值

短路点K1K2K3

最大运行方式下三相短路电流（kA）

最小运行方式下三相短路电流（kA）

解：整定L1的各段电流保护：

A、无时限电流速断保护（电流I段），保护范围不超出本线路。

a）动作电流（按照躲过本线路末端的最大短路电流计算）

—1.2072=1.45（kA）

b）动作时间（只是继电器的固有动作时间，近似为0s）

//«0.v

C）灵敏度（按照保护范围校验）

]_1/ph1J15/V3"、

—-]45'，=77km，因止匕

=

ra/pmflx/Ll=77/100=77%>50%

minL与"）」粤旦走一⑹=59km，因此

XI2I；）p}0.41.452

m=〃厮41=59/100=59%>15-20%

可见，电流I段能够满足灵敏度要求。

B,带时限电路速断保护（电流II段），与相邻的I段配合，保护范围不超过相邻线路的

I段末端。

a）动作电流（与相邻线路L2的电流I段配合）

%=K2匕2XX0-669=0.88（kA）

b）动作时间（较相邻线路的速断保护高出一个时限级差△尸0.5s）

4〃■=dA+加

C）灵敏度（对本线路末端的最小短路电流应能灵敏反应，即满足K2Q1.3）

K〃——百x1.1869

3以2%2x0.88

通过计算可知，灵敏度不能够满足要求，因此L1的II段应该与相邻线路的II段配合,

重新整定为：

XXX0.4919=0.71(kA)

+4=0+0.5+0.5=1.Os

K'n=与皿=四2二回U丝二1.45>1.3,灵敏度可以满足要求。

刈2/2x0.71

C、定时限过电流保护

a）动作电流（躲过最大的负荷电流）

〃-K*K1,2x2,2X130=0.4(kA)

Z,.max

〃一Q0.85

b）动作时间

/;〃=4〃+△

C）灵敏度

听后名时心儡汕_V3x1.1869

近后备时‘^-=^7-^767-

^_^<_V3x0,6915

远后备时，K%in

喟2a2x0.4

灵敏度满足要求。

《电力工程基础》试卷四及参考答案

一、名词解释（每小题3分,共21分）

1、供电煤耗率

答：力供一千瓦时电需要消耗多少克（千克）的标准煤。

2、电气主接线

答：由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、

高电压的网络。

3、电压正弦波形畸变率

100

答：各次谐波有效值平方的和的平方根与其基波有效值的百分比。Dv=—U—

ui

4、电压损耗

答：所谓电压损耗是指线路首末两端电压的数值差，用表示，即AU=q-〃2。

5、最大负荷年利用小时数7；11ax

答：如果用户以年最大负荷匕相持续运行Max小时所消耗的电能即为该用户以变负荷运行时

全年消耗的电能A，则为最大负荷年利用小时数。

6、逆调压

答：高峰负荷时升高电压（取1.05U、），低谷负荷时降低电压（取U、）的中枢点电压调整方

式。

7、负荷率

答：平均负荷与最大负荷的比值。

二、问答题（共28分）

1、“电晕现象”的表现形式及危害有哪些？（6%）

答：

现象：（1）“滋滋”的放电声

（2）导线周围发生蓝紫色荧光，

（3）有氧分子被游离后又结合成臭氧（0J的气味

危害：（1）电晕消耗有功功率、消耗电能的；

（2）电磁干扰；

（3）导线表面发生腐蚀、降低导线的使用寿命。

2、无功补偿的意义有哪些？（6%）

答：（1）减少系统元件的容量，提高电网的输送能力；

（2）降低网络功率损耗和电能损耗；

><（）

由式”=尸:20%1“可知，当无功由补偿前的Q减少到。时，线路的功率损耗下

降，每年在线路上和变压器上的电能损耗也下降。

（3）改善电压质量；

MJ=PR,（y）

从上式可看出，减少线路输送的无功功率，则电压损耗有所下降，改善了电力网和

用户的电压质量。

3、电气设备选择的一般条件是哪些？（10%）

答：（1）按正常工作条件选择

①、额定电压

«>限

“一电气设备铭牌上所标示的额定电压，单位（kV）；

取一电网额定工作电压，单位（kV）。

②额定电流

Zr211Mx

八一电气设备铭牌上所标示的额定电压，单位（A）；

乙一回路中最大长期工作电流，单位（A）o

③按当地环境条件校核

当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般

电器使用条件时，应采取措施。

（2）按短路情况校验

①、短路热稳定

rt之。

式中Qk一一短路电流产生的热效应，单位（kA'qs）；

I,、/——电器允许通过的热稳定电流，单位（kA）和时间，单位（s）o

②、电动力稳定校验

或///她

式中心、心——短路冲击电流幅值及其有效值，单位（kA）：

i、I一一电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值，单位（kA）。

4、按按接地的目的不同，接地可分为哪几种，每种接地起到何作用？（6%）

答：（1）工作接地：为保证电力系统正常工作而采取的接地，即中性点接地运行方式。

（2）保护接地：一切正常不带电而由于绝缘损坏有可能带电的金属部分的接地，从

而保证人身安全。

（3）防雷接地：使月防雷保护装置（如避雷针、避雷线、避雷器）导泄雷电流的接

地。防宙接地还兼有防止操作过电压的作用。

三、作图与分析题（每小题10分，共20分）

1、试绘出单母线接线并分析其优缺点。

答：单母线接线优点：（1）简单清晰

（2）设备少、投资小

（3）运行操作方便

（4）有利于扩建和采用成套配电装置等。

其主要缺点是：可靠性和灵活性较差，如当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断

开它所接的电源，与之相接的所有电力装置，在整个检修期间均需停止工作。此外，在出线

断路器检修期间，必须停止该回路的工作。

2、绘出双绕组变压器差动保护单相原理接线图并简要分析其工作原理。

答：

图2-1单母线接线

工作原理：差动保护是基于比较变压器各侧的电流大小和相位的原理构成的，当两侧电

流互感器TA1和TA2之间的区域发生故障，则流入差动继电器的电流大于整定值，保护动作,

断开两侧的断路器QF1和QF2o

当变压器正常运行或是差动保护区外故障时，理想情况下，流入差动继电器的电流应为零。

但由于不平衡电流的存在，导致流入差动继电器的电流不再是零，为了防止误动作，整定电

流值应大于不平衡电流。

四、计算题（共31分）

1、某220kV单回架空线路，长度为200km,导线单位长度的电气参数为

6

rl=0.108Q/kn^x\=0.42Q/km./?!=2.66*10-S/0己知其始端输入功率为（120+j50）MVA,

始端电压为240kV,求末端电压及功率。（10%）

解:

Ui

L

(b)

-4J

(1)首端充电功率：\Q8X=-^U^*10*240

⑵线路阻抗功率损耗：△葭(此+jXj=120；茅了⑵6+j84)=7+j27.2(MVA)

⑶线路电压降：△〃/=+Q|X,=120x21.6+65.3x84=33.655kV

U、240

死一片上9"=⑵二网二65.咫.6=36.123kV

Ui240

(4)线路末端电压：

(72=240—(-9.93

⑸末端充电功率：△0{2=—&U；*l°j

2

(6)线路末端功率：£=120+J65.3-7-J27.2+711.67=113+j49.77(MVA)

2、试计算SFZ1—63000/110型双绕组变压器归算到高压侧的参数，并画出它的等值电路。变

压器铭牌给出该变压器的变比为110/10.5kV、SN=63MVA、E=260kW、庶=71kW、4％=

10.5、4%=0.9。(10%)

解：

(1)由短路损耗兄=260kW可求得变压器电阻为

&=褊=眠*。"。)

(2)由电路电压百分值七％

它必㈣=20.2(。)

X-r=

Kg100X63

(3)由空载损耗匕=71kW可求得变压器励磁支路的电导为

尼二71

=5.79x10-6(S)

1000b~1000X1102

(4)由空载电流百分值/()%

0.9x63

67二=5.15x10-5(S)

1(X)心100x11()2

。0.7926+j20.2□

3,如下图所示的系统中，当降压变电所10.5kV母线上发生三相短路时，试求故障点的稳态

短路电流有名值、短路冲击电流蓼有名值及短路容量，有名值。(SH=100MK4,UB=UQ,

kxa=1.8)o(11%)

解:

(1)求各原件电抗表幺值

V△〃％SR10.5100八…

X"=——---------=-----x——=0.525

1100Swi10020

X-即含=0.4x10x^=0.292

Uav2J1

△4%SB_7JOO—219

X*

100Sm1003.2,

X#%心SB=5,6二100

=0.524

X/100届/种%310°gxO.3IO.52

Xzi=X1*+X?*+X3„+X4,=0.525+0.292+2.19+0.524=3.531

(2)稳态短路电流有名值

1(X)

—=1.557IGA

73x10.5X573x10.5

(3)短路冲击电流名值

*=血&/=2.55人

（4）短路容量，有名值

Sk=S4**100=—!—*100=2S.3MVA

Xg*

《电力工程基础》试卷五及参考答案

一、填空题（每空1分，共30分）

1、中枢点调压可以采用、、三种方式。

（逆调压、顺调压、常调压）

2、水电站是将转变成的工厂，能量转换的基本过程是。

（水能、电能、水能一机械能一电能）

3、短路故障主要有、、、四种类型。

（单相接地短路、两相短路、三相短路、两相短路接地/两相接地短路）

4、工厂中，常用的防雷装置有、、三种。

（避雷针、避雷线、阀型避雷器

5、凡从自然界可直接取得而不改变其基本形态的能源称为。

（一次能源）

6、锅炉是火电厂的主要热力设备之一，主要包括和两大部分。

（锅炉本体、辅助设备）

7、风力发电的运行方式有、两种。

（独立运行、并网运行）

8、对电气主接线的基本要求是、和。

（可靠性、灵活性、经济性）

9、按照安装地点，配电装置可以分为和o

（屋内配电装置、屋外配电装置）

10、对继电保护装置的基本要求是、、和可靠性。

（选择性、速动性、灵敏性）

11、按照目的不同，接地可分为、、三种。

（工作接地、保护接地、防雷接地）

12、冲击式水轮机中，用来调节水流量的大小，从而改变水轮机的输出功率。

（喷针）

二、选择题（每小题2分，共10分）

（说明：对多选题，选多或是选错均不得分，选少可适当得分）

1、下列能源中，不属于可再生能源的是。(A)

A、天然气B、太阳能C、海洋能D、核裂变能

2、通常所说的太阳能热发电指的是o(B)

A、太阳热能直接发电B、太阳热能间接发电C、光伏发电

3、以卜主接线形式中，有汇流母线的是o(D)

A、内桥接线B、单元接线C、角形接线D、一台半断路器接线

4、低压配电网可以采用的接线方式有。（A、B、C、D）

A、混合式B、放射式C、链式【）、树干式

5、变电所中用以防御直击雷的主要措施是o(A、B)

A、避雷针B、避雷线C、避雷带D、避雷器

三、名词解释（每小题3分，共12分）

1、短路

（答：供电系统中，一相或多相或流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流的现象。）

2、电气主接线

（答：高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路。）

3、安全净距

（答：从保证电气设备和工作人员的安全出发，考虑气象条件及其他因素的影响所规定的各电气设备之间、

电气设备各带电部分之间、带电部分与接地部分之间应该保持的最小空气间隙。）

4、计算负荷

（答：在已知用电设备性质、容量等条件的情况下，按照一定的方法和规律，通过计算确定的电力负荷,

是按发热条件选择电气设备的•个假定负荷。）

四、简答题（每小题5分，共20分）

1、阐述常规火电厂的基本生产过程。

答：将燃料送入锅炉，燃料在锅炉中燃烧，释放出大量的热能，水经水泵引入锅炉中管道，吸收热量后成

为高压、高温的蒸汽，经管道有控制地送入汽轮机，蒸汽在汽轮机内降压降温，其热能转换成汽轮机转轴

旋转机械能，高速旋转的汽轮机转轴拖动发电机实现机械能转换为电能，发电机送出的电能由升压变压器

升压后送入电力系统，而做功后的乏汽（汽轮机的排汽）进入凝汽器被冷却水冷却，凝结成水由给水泵重

新打I可锅炉，如此周而复始，不断生产出电能。

2、常见的水电站类型有哪几种？抽水蓄能式水电站具有什么特点？

答：水电站常见的类型有：河床式水电站、坝后式水电站和引水式水电站。抽水蓄能电站是特殊形式的水

电站。当电力系统内负荷处于低谷时，它利用电网内富余的电能，机组采用电动机运行方式，将下游（低

水池）水抽送到高水池，能量蓄存在高水池中。在电力系统高峰负荷时，机组改为发电机运行方式，将高

水池的水能用来发电。在电力系统中，抽水蓄能电站既是电源又是负荷，是系统内唯一的削峰填谷电源，

具有调频、调相、负荷备用、事故备用的功能。

3、配电网的损耗包括那些？由哪些因素引起？

答：配电网的损耗是由两部分组成的：一部分是与传输功率有关的损耗，它产生在输电线路和变压器的串

连阻抗上，传输功率愈大则损耗愈大，这种损耗叫变动损耗，在总损耗中所占比重较大；另一部分损耗则

仅与电压有关，它产生在输电线路和变压器的并联导纳上，如输电线路的电晕损耗、变压器的励磁损耗等,

这种损耗叫固定损耗。

4、变电站电气主接线设计的步骤？

答：1）对设计依据和原始资料送行综合分析；2）拟定可能采用的主接线形式；3）确定主变的容量和台

数；4）厂用电源的引接方式；5）论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施；6）对拟定的方案进行

技术、经济比较，确定最佳方案；7）选择断路器、隔离开关等电气设备。

五、绘图分析（共8分）

绘出单母线带旁路母线的主接线图，并示例说明如何不停电检修出线断路器。

答:

以检修出线1断路器为例，倒闸操作过程为：

1）合QS4、QS5,合QF2,对旁路母线充电，并检验旁路母线；

2）若旁路母线完好，合QS3,注意，此时出线1为双回路哄电;

3）断QF1,断QS2、QS1,退出断路器QF1进行检修。

六、计算综合（共20分）

1、某电力网络如下图所示。其中，T1：变比24〃丫/10.5々丫，SN=120MVA,以％=12；T2：变比

220kV/121kV,SN=120MVA,以％=6.7；输电线路：再=0.4Q/Am。试用近似计算法求出其

标幺值参数，并做出等值电路。（8分）

解：取基准值:

S„=100A/E4,U=U,因此，U.=1^.5kV,=230/1V,t/=115JlV

nnK«a>vf>Hi”4J/>nJ

计算各元件参数的标幺值:

U%§812x100八.

Tl,Xk------------=().1

-100Sv100x120

LI(并列)，X.^=-x,l=-x0.4x10()x=0.0378

1

"2U；,2223()2

T2'”^=徐繇。358

L2.X“*=xj2=0.4x50x^5^=0.1512

H52

]234

等值电路：0.10.03780.05580.1512

2、下图所示网络中，装设阶段式电流保护，试对保护1的无时限以及延时电流速断保护进行整定计算。

图中所示电压为电网额定电压，单位长度线路阻抗为0.4C/七〃，可靠系数KL=1.3,K胃=1.1,时

限级差4=0.5s。（12分）

解：保护1的无时限电流速断保

1）动作电流，按照躲过被保护线路末端发生短路的最大短路电流的原则进行整定:

一次侧：/)=山U=l・3x=1.3x3.7941=4.9323(一

4.9323x1000

继电器侧:=41.1025(4)

600/5

2）动作时限，只需考虑继电器本身固有的时延：

3）灵敏度校验，计算最小保护范围:

Ip1nh,（%）=（^7^-Xg、）=---（百xU'百-6,7）=41.31%>15-20%,可

iXX•/2o1pA'.皿'0.4x302x4.9323

见，灵敏度满足要求。

保护1的延时电流速断保护。

1）动作电流，按照与相邻线路的无时限电流速断保护配合的原则进行整定：

一次侧：

I''=K1'1'=l,lx(1.3x--------------------------)=1.1x(1.3x1.2411)=1.1x1.6134=1.7747(M)

叼向叩25.5+0.4x(30+90)

1.7747x1000

继电器侧:=14.7892(A)

600/5

2）动作时限:

按照与相邻I段配合的原则考虑：t"=〈+Ar=0+0.5=0.5s

3）灵敏度校验。计算灵敏度系数:

V3115/V3

--------------x-----------=---1--.7--3>1.5

2x1.77476.7