电气工程概论答案

大型电力系统能带来那些技术经济效益：①提高供电的可靠性②减少系统装机容量③减少系统备用容量④采用高效率大容量的发电机组⑤合理利用资源，充分发挥水电在系统中的作用。⑴电力系统的主要特点：①电能不能大量储存②暂态过程十分短暂③地区性特点较强④与国民经济密切相关。⑵对电力系统的要求：①为用户提供充足的电力②保证供电的安全可靠③保证良好的电能质量④提高电力系统运行经济性简述衡量电能质量的主要指标，并举例说明其重要性。①电压：电热装置消耗的功率与电压的平方成正比，过高的电压将损坏设备，过低的电压则达不到所需要的温度。②频率：频率降低将使电动机的转速下降，影响生产效率和电机的寿命；频率增高会使转速上升，增加功率消耗，使经济性降低。③波形：影响电机的正常运行和效率，危害电气设备的安全运行，例如谐波放大或谐振过电压烧坏变电站中无功补偿电容器。为什么要规定电力系统额定电压？简述发电机变压器和电力线路的额定电压与电力系统额定电压之间的关系。①对一个国家来说不可能建设一条输电线路就确定一个电压等级，这样会造成设备通用性差，备用设备增加，网络连接和管理都困难。因此为了使电力系统和电气设备制造厂的生产标准化系列化和统一化，电力系统的电压等级应有统一的标准。②发电机比系统额定电压高5%。变压器一次绕组和系统额定电压相等，二次绕组比系统额定电压高10%。电力线路的额定电压和系统额定电压相等。①互感器的分类：电压互感器和电流互感器。②原理：电磁感应原理③作用：电压互感器是一种电压变换装置，有电压变换和隔离两重作用，它将高电压转变为低电压（一般为100V），供给仪表和继电保护装置实现测量、计量、保护等作用。电流互感器是一种电流变换装置，有电流变换和隔离两重作用，它将大电流转变为低压小电流（一般为5A），供给仪表和继电保护装置实现测量、计量、保护等作用。④使用注意事项：电流互感器工作时二次侧不能开路，电压互感器工作时二次侧不能短路。它们二者二次侧必需有一端接地。⑤断路器的功能：利用断路器的控制作用，根据电网运行的需要，将一部分电力设备或线路投入或退出运行；当电力设备或线路发生故障时，通过继电保护装置作用于断路器，将故障部分从电网中迅速切除，保证其他部分的正常运行。电气主接线的基本接线形式：汇流母线（单母线，单母线分段，单母线分段带旁路母线,双母线，双母线分段，双母线带旁路母线，一台半断路器接线）和无汇流母线(单元接线，桥形接线，角形接线)直流输电的优缺点及使用范围：①优点⑴线路造价低，年运行费用省⑵没有交流输电的运行稳定问题⑶能限制短路电流⑷调节速度快，运行可靠。②缺点⑴换流站比交流变电站的投资大，运行费用高⑵消耗大量的无功功率⑶产生谐波影响⑷缺乏直流断路器。③使用范围：⑴远距离大容量输电⑵海底电缆送电⑶交流电力系统之间的非同步联络⑷向用电密集的大城市供电。负荷曲线：描述在某一段时间内用电负荷大小随时间变化规律的曲线。各类负荷曲线的作用①日负荷曲线：对电力系统的规划设计和运行十分有用，它是安排日发电计划，确定各发电厂发电任务和系统运行方式以及计算用户日用电量等的重要依据。②年负荷曲线：用来制定发电机组的检修计划，并为新建或扩建发电厂的装机容量提供依据。①年最大负荷利用小时数：用户始终保持最大负荷Pmax运行，经过Tmax时间后所消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量，则Tmax为年最大负荷利用小时数。②作用：在一定程度上反应用户的用电特点。用户的性质不同、生产班次不同、环境条件不同，其年最大负荷利用小时数也不同。电力系统中性点接地方式及适用范围：①中性点不接地（3~60KV）②中性点经消弧线圈接地（3~6kv电力网，I>30。10KV电力网，I>20。35~60KV电力网，I>10）③中性点直接接地（220~380V）④中性点经电阻接地（大电阻接地适用于接地故障电流小于10A系统，小电阻接地一般在100~1000A间）。消弧线圈一般应当运行在过补偿状态：采用过补偿方式时，当电力网运行方式改变而切除部分电路时，也不会发展为全补偿方式，致使电力网发生谐振。同时消弧线圈有一定的裕度，今后电力网发展，线路增多、对地电容增加后，原有消弧线圈还能继续使用。电力系统保护接地方式及作用：方式：IT,TT,TN。作用：Imax=IeRe/（Rman+RtRe）由公式可见增加脚与地面的接触电阻Rt，减少保护接地电阻Re，均可在一定范围内减少流过人体的电流。电力系统保护接零方式及其作用：方式：TN-S,TN-C,TN-C-S。作用：①正常供电情况下能维持相线的对地电压不变，从而可向外提供380/220两种不同的电压。②既能减小人体的接触电压，同时还可以适当降低对电气设备的绝缘要求，利于制造和降低造价。③可以避免高压电窜到低压侧的危险。电压损耗=(U1-U2)/Un电压偏移=（U-Un）/Un电力系统的无功电源有：发电机、同步调相机、电力电容器、静止补偿器。中枢点的概念：反应系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电站的母线，系统中大部分负荷由这些节点供电。⑴为什么电力系统无功功率不足会导致电压下降：负载增加后，系统的无功电源已不能满足在电压Ua下无功平衡的需要，因而只好降低电压水平以取得较低电压水平下的无功功率⑵电力系统的调压措施有哪些：①发电机调压②改变变压器的变比调压③利用无功功率补偿调压④改变输电线路的参数调压短路的概念：电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。⑴短路的原因：①电气设备绝缘损坏②运行人员误操作③其他原因鸟兽跨接、大风、雨雪等⑵后果：①产生大电流因此会产生大量的热量，损毁设备②造成低电压：它会使电气设备无法正常工作③干扰抑制与破坏系统的稳定运行④.线损，热损，无功功率等增大⑤影响通信，通讯等短路的类型：：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相接地短路短路电流的周期分量：短路电流的强制分量，由电动势的作用所产生的，与电源电动势具有相同的变化规律，幅值在暂态过程中保持不变，由于此分量是周期性变化的，故称为短路电流的周期分量。短路电流的非周期分量：短路电流的自由分量与外加电源无关，随时间而衰减至零，它是一个依指数规律而衰减的直流电流，通常称为短路电流的非周期分量⑴继电保护装置：能反应电力系统中电气元件故障或不正常运行状态并动作于断路器跳闸或发出指示信号的一种自动装置。⑵基本任务：①自动、迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏并保证非故障元件迅速恢复正常运行②反应电气元件的不正常工作状态并根据实际运行条件做出不同反应。操作电源的分类：交流操作电源和直流操作电源对继电保护装置的要求：有选择性、动作迅速、灵敏度好、可靠性高。电流保护的接线方式：完全星形接线和不完全星形接线。过电压的分类：外部过电压和内部过电压。谐振过电压的类型：线性谐振、参数谐振、铁磁谐振。架空输电线路的防雷保护措施：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、采用中性点经消弧线圈接地、装设