电力系统基础习题与答案

第一章电力系统概述习题一、填空题1．根据一次能源的不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、分布式可再生能源发电厂和核电厂等。3．火电厂分为凝汽式和热电厂。4．水电厂根据集中落差的方式分为堤坝式、引水式和混合式。7.衡量电能质量的指标有电压、频率、正弦交流电的波形。8.根据根据对用电可靠性的要求，负荷可以分成第Ⅰ类负荷、第Ⅱ类负荷、第Ⅲ类负荷。二、判断题1、火力发电厂是利用煤等燃料的化学能来生产电能的工厂。（√）2、抽水蓄能电站是利用江河水流的水能生产电能的工厂。（×）3、变电站是汇集电源、升降电压和分配电力的场所,是联系发电厂和用户的中间环节。（√）4、中间变电站处于电力系统的枢纽点,作用很大。（×）5、直接参与生产、输送和分配电能的电气设备称为一次设备。（√）6、电流互感器与电流表都是电气一次设备。（×）7、用电设备的额定电压与电力网的额定电压相等。（√）8、发电机的额定电压与电力网的额定电压相等。（×）9、变压器一次绕组的额定电压与电力网的额定电压相等。（×）10、所有变压器二次绕组的额定电压等于电力网额定电压的1.1倍。（×）11、二次设备是用在低电压、小电流回路的设备。（√）12、信号灯和控制电缆都是二次设备。（√）13、根据对用电可靠性的要求，负荷可以分成5类。（×）三、简答题1．发电厂和变电所的类型有哪些？。答：发电厂分火力发电厂、水力发电厂、风力发电厂和核能发电厂。根据变电所在电力系统的地位和作用分成枢纽变电所、中间变电所、地区变电所和终端变电所。枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集多个电源电压等级一般为330～500KV。中间变电所汇集2～3个电源和若干线路，电压等级一般为220～330KV。地区变电所的电压等级一般为110～220KV。终端变电所位于配电线路的末端，接近负荷处，电压等级一般为35～110KV。2．供电设备、用电设备和电力网的额定电压之间有什么关系？答：用电设备的额定电压与电力网的额定电压相等；发电机的额定电压等于连接电网额定电压的1.05倍；变压器一次绕组额定电压一般与连接电网额定电压相等，但与发电机直接相连者等于发电机额定电压；变压器二次绕组额定电压一般等于连接电网额定电压的1.1倍，但空载变压器或经短线路与用户相连或小阻抗变压器其二次绕组额定电压等于连接电网额定电压的1.05倍3．为什么对于远距离输电线路电压越高越经济？P184.什么是电力系统的负荷曲线？P145.电力系统运行有什么特点？对电力系统运行的基本要求是什么？P16~17答；特点：(1)电能与国民经济各部门联系密切。(2)电能不能大量储存。(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。(4)电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速，（5）对电能质量的要求颇为严格。要求：(1)保证可靠的持续供电。(2)保证良好的电能质量，(3)保证系统运行的经济性。6.电力网，电力系统和动力系统的定义是什么?答：电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。（生产、输送、配电、消费的系统）电力网：由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。（电力系统中输送和分配电能的部分)动力系统：电力系统和动力部分的总和。（动力部分和电力系统的整体）7.电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？答：三相功率S和线电压U、线电流l之间的固定关系为UIS3，当功率一定时电压越高电流越小，导线的载流面积越小，投资越小；但电压越高对绝缘要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘设备投资越大。综合考虑，对应一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线路电压。但从设备制造角度考虑，又不应任意确定线路电压。考虑到现有的实际情况和进一步发展，我国国家标准规定了标准电压等级。第二章电力系统的接线一、填空题1．有母线的主接线的形式有单母线和双母线。其中单母线分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等，双母线分为普通双母线、双母线分段、3/2断路器、双母线带旁路母线等。3．开关电器按功能分为断路器、隔离开关、熔断器、负荷开关以及自动重合器和自动分段器。4．高压断路器按所采用的灭弧介质分为油断路器、压缩空气断路器、和真空断路器、六氟化硫断路器。5．6SF断路器灭弧室的结构分为单压式和双压式。6.电力系统的中性点接地方式有直接接地，不接地，经消弧线圈接地。7.电力网接线方式通常按供电可靠性分为无备用接线和有备用接线。二、判断题1．电气主接线图是反映电气一次设备连接情况的图纸。(√)2．电气主接线图中所有设备均用单线代表三相。(×)3．隔离开关与断路器在操作时应满足“隔离开关先通后断”原则。(√)4．一台半断路器接线当任意一组母线发生短路故障时,均不影响各回路供电。(√)5．单母线带旁路母线接线中旁路母线的作用是作为母线的备用。(×)6．桥形接线与单母不分段接线相比节省了一台断路器。(√)7．内桥接线适用于变压器需要经常切换的发电厂。(×)8．内桥接线适用于线路有穿越功率的发电厂。(×)9．主接线方案的经济比较主要是比较综合投资和年运行费用。(√)10．发电厂和变电站的自身用电量很小,因此不重要。(×)11、保护接零是在380/220低压系统中,将电气设备的金属外壳与工作零线相连。(√)12、开关电器分为以下四类::断路器、隔离开关、负荷开关、接触器。（×）13、高压断路器在电网中起控制与保护作用。（√）14、高压断路器既能开断负荷电流又能开断短路电流。（√）15、断路器在工作过程中的合、分闸动作是由操动系统来完成的。（√）16、六氟化硫断路器是利用六氟化硫气体作为灭弧和绝缘介质。（√）17、真空断路器由于动触头在真空管中动作因此无需灭弧。（×）18、隔离开关没有专门的灭弧装置因此不能开断负荷电流。（√）19、隔离开关在进行倒闸操作时应遵循“等电位操作”原则。（√）20、带接地刀闸的隔离开关其主刀闸与接地刀闸应同时合上或拉开。（×）21、熔断器在电路中起短路保护和过载保护。（√）三、选择题1．少油式断路器中油的用途是（A）。A．灭弧介质B．灭弧介质和绝缘介质C．绝缘介质D以上都不对2．多油断路器中油的用途是（B）。A．灭弧介质B．灭弧介质和绝缘介质C．绝缘介质D以上都不对3．关于6SF气体的特性下列说法不正确的是（B）。A.无色、无臭、不可燃的惰性气体B.有毒C.电负性气体D.灭弧能力很强4．有关隔离开关的作用下列说法错误的是（D）。A.隔离电源B.刀闸操作C.接通和断开小电流电路D可以带电操作5．线路停电的操作顺序是（D）。A．先分母线隔离开关，再分线路隔离开关，最后分断路器B．先分线路隔离开关，再分母线隔离开关，最后分断路器C．先分断路器，再分母线隔离开关，最后分线路隔离开关D．先分断路器，再分线路隔离开关，最后分母线隔离开关6．双母线接线采用双母线同时运行时，它具有单母线分段接线的特点，（A）A．但双母线接线具有更大的运行灵活性B．但单母线分段接线具有更大的运行灵活性C．并且两者的设备数量一样D．因此，双母线接线与单母线分段接线是等效的四、简答题10.什么是电气主接线？对它有哪些基本要求？答：（1）电气主接线是由多种电气设备通过连接线，按其功能要求组成的接受和分配电能的电路，也称电气一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号将各电气设备，按连接顺序排列，详细表示电气设备的组成和连接关系的接线图，称为电气主接线图。电气主接线图一般画成单线图（即用单相接线表示三相系统），但对三相接线不完全相同的局部则画成三线图。（2）1）保证必要的供电可靠性和电能的质量2）具有一定的运行灵活性3）操作应尽可能简单、方便4）应具有扩建的可能性5）技术上先进，经济上合理。2．高压断路器的作用是什么？对其有哪些基本要求？答：（1）高压断路器的用途高压断路器是高压电器中最重要的设备，是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备。它在电网中的作用有两方面：其一是控制作用，即根据电力系统的运行要求，接通或断开工作电路；其二是保护作用，当系统中发生故障时，在继电保护装置的作用下，断路器自动断开故障部分，以保证系统中无故障部分的正常运行。（2）高压断路器的基本要求1）工作可靠2）具有足够的开断能力3）具有尽可能短的切断时间。4）具有自动重合闸性能5）具有足够的机械强度和良好的稳定性能6）结构简单、价格低廉3.高压断路器有哪几类？答：（1）高压断路器的分类高压断路器按安装地点可分为屋内式和屋外式两种；按所采用的灭弧介质可以分为四种。1）油断路器2）压缩空气断路器3）真空断路器4）六氟化硫断路器4.隔离开关与断路器的主要区别是什么？它们的操作顺序？答：（1）断路器有灭弧装置，能开断过负荷电流，也能开断短路电流；而隔离开关没有灭弧装置，只能开断很小的空载电流。（2）断路器和隔离开关的操作顺序为：接通电路时，先合上断路器两侧的隔离开关，再合断路器；切断电路时，先断开断路器，再拉开两侧的隔离开关。5．零线上允许安装熔断器吗？为什么？答：不允许。因为如果熔断器熔断，则零线就相当于断线，如果这时有设备发生单相接地故障时，接在断线后面的所有设备外露可导电部分都将呈现接近于相电压的对地电压，即UUE，这是很危险的。6．隔离开关的用途是什么？答：（1）隔离开关的作用在电力系统中，隔离开关的主要作用有：1）隔离电源。将需要检修的线路或电气设备与带电的电网隔离，以保证检修人员及设备的安全。2）倒闸操作。在双母线的电路中，可利用隔离开关将设备或线路从一组母线切换到另一组母线，实现运行方式的改变。3）接通和断开小电流电路。隔离开关可以直接操作小电流电路。7．简述熔断器的保护作用？答：熔断器串联在电路中使用，安装在被保护设备或线路的电源侧。当电路中发生过负荷或短路时，熔体被过负荷或短路电流加热，并在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔断，使电路断开，设备得到了保护。熔体熔断电流和熔断时间之间呈现反时限特性，即电流越大，熔断时间就越短。8.直流输电与交流输电比较有什么特点？P359.为什么电压等级较高的电力系统采用中性点不接地？我国在电力系统中性点接地的方式？P33～3410.电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别?答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。11.导线型号LGJ-300／40中各字母和数字代表什么？答：L表示铝，G代表钢，J表示多股导线绞合；300表示铝线额定截面积为300mm²；40表示钢线额定截面积为40mm²。12.电力系统的接线方式有哪些？各自的优缺点有哪些？答：接线方式：有备用接线和无备用接线。有备用接线优点：提高供电可靠性，电压质量高。缺点：不够经济。无备用接线优点：简单，经济，运行方便。缺点：供电可靠性差。13.我国中性点接地方式有几种？为什么110kV以上电网采用中性点直接接地？110kV以下电网采用中性点不接地方式？而380/220V配电系统中性点直接接地？答：有不接地、直接接地、经消弧线圈（线性电抗线圈）接地三种。110kV以上电网采用中性点直接接地，防止单相故障时某一相的电压过高，可以降低设备绝缘水平；110kV以下电网采用中性点不接地，满足设备经济绝缘水平。提高了供电可靠性；380/220V采用中性点接地，保证人身安全。14.中性点经消弧线圈接地的应用形式？补偿方式：1.欠补偿（ILIC）感性电流小于容性电流；2.过补偿（ILIC），一般采用这种方式；3.全补偿（IL=IC），不允许，容易谐振。15.中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化？单相接地电流的性质如何？答：故障相电压等于0，非故障相电压升高3倍。单相接地电流为容性。第三章电力系统元件及等值电路一、填空题1.变压器按其绕组数分为双绕组普通式、三绕组式以及自耦式等。2.架空线路由导线、避雷