电气工程基础试卷

1DDABDBCDCCCDABA2CCCDABA3BDCADAAACA426、电气一次接线电气一次接线：发电厂和变电站中的一次设备（1分），按其功能和输配电流程，连接而成的电路称为电气主接线，也称电气一次接线或一次系统（2分）。27、正序等效定则正序等效定则：在简单不对称短路的情况下，短路点的正序分量电流，与在短路点每一相中接入附加电抗而发生三相短路的电流相等。28、近后备保护近后备保护：在保护安装处的主保护拒动时动作的保护称为近后备保护。29、工频电压升高工频电压升高：电力系统在正常运行或故障时可能出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高，称为工频电压升高。30、落雷密度5落雷密度：每平方千米每雷暴日的地面受到的平均落雷次数。31、某变电站采用双母线接线，有2条进线，4条出线，画出其电气主接线，并说明不停电检修工作母线的操作步骤？（正常运行时，一组母线工作，另一组母线备用）（1）图（2.5分）。（2）闭合母联两侧的隔离开关、，合QF向备用母线充电（0.5）；若备用母线带电后一切正常，下一步则先接通（一条或全部）回路接于备用母线侧的隔离开关，然后断开（该条或全部）回路接于工作母线上的隔离开关，（1分）；待全部回路操作完成后，断开母联断路器及其两侧的隔离开关。（1分）32、简述降低电网电能损耗的措施。（1）提高电力网负荷的功率因数，降低电网的电能损耗：①合理选择异步电动机的容量及运行方式；②实现无功功率就地补偿，限制无功功率在电网中传送。（2.5分）（2）合理组织电力网的运行方式：①电力网运行于重负荷状态时，应尽量提高运行电压水平，以降低功率损耗和电能损耗；②合理组织并联变压器的运行，减少功率损耗和电能损耗。（2.5分）33、以三段式电流保护为例，说明保护配置时应该如何保证动作的选择性以各级线路动作值和动作时间相互配合来保证选择性（2分）电流I段按躲开本线路末端最大短路电流整定，动作时间为0s；（1分）电流II段整定值与下一条线路的I段（或II段）整定值配合，动作时间相应提高Dt；（1分）电流III段整定电流躲开正常工作电流，定值较小，因此采用动作时间来保证选择性。电流III段动作时间按照阶梯原则整定，即前一级线路比后一级线路动作时间相应提高Dt；并且电流III段动作时间长于电流I、II段动作时间。（1分）34、如图所示回路是如何区分手动跳闸与自动跳闸的？答：①手动或自动跳闸前，断路器处于合闸状态（QF1断开，QF2接通），控制开关SA的16-13接点接通，红灯RD发出平光；（1分）6②当值班人员手动操作使断路器跳闸后（QF1接通，QF2断开），控制开关处在“跳闸后”位置，SA的10-11接点接通，绿灯GN发出平光，指示断路器在分闸状态。（2分）③当断路器由继电保护动作自动跳闸后，控制开关仍处在原来的“合闸后”位置，而断路器已经跳开，两者的分合闸位置不一致，此时绿灯GN经SA的9-12接点接至闪光电源小母线+WF上，所以绿灯闪光，以引起值班人员的注意。（2分）35、含有铁芯元件的回路中为什么会出现铁磁谐振过电压？35答：电力系统正常运行时呈感性。（1分）当外界扰动使电流增大时，铁芯元件磁饱和，L下降。当L下降到感抗与容抗接近或相等时就出现铁磁谐振过电压。（3分）即使外界扰动消除，铁磁谐振过电压仍会存在。（1分）36、变电站的雷害来源有哪些？说明其防雷的基本措施。答：变电站的雷害来源主要有直击雷及沿导线入侵波过电压。（2分）对于直击雷采用避雷针（线）保护，但在选择安装地点时要注意安全距离，对于入侵波过电压，采用避雷器保护，但要注意避雷器安装地点与被保护设备间的距离不能超过允许值并加进线保护段。（3分）37、如图所示网络，变压器参数为=16000kV×A，D=21kW，%=0.85，D=85kW，%=10.5，变比K=110kV/11kV；10kV线路参数为r0=0.65W/km，x0=0.33W/km；变压器高压侧电压为115kV；负荷=（11+j4.8）MV×A，=（0.7+j0.5）MV×A。试求c点电压。37解：（1）各元件参数（2分）变压器：KT＝110/11＝10710kV线路：（2）等值电路（2分）（3）功率分布计算（3分）10kV线路：变压器支路：8（4）电压计算（3分）38、如图所示电力系统，各元件参数标么值如下：发电机：＝50MV×A，E=1.1，=0.2，=0.3；变压器：＝60MV×A，%=10.5；=20W；变压器：＝30MV×A，%=10.5；每回线路：100km，=0.4W/km，=0.8W/km。取=60MV×A，求：（1）k点短路的冲击电流；（2）通过计算说明，k点发生何种类型的短路时流经变压器中性点的电流最大？38、解：（1）参数计算（2分）发电机：9变压器：变压器：输电线路：（2）求k点短路的冲击电流（4分）等值电路如图（3）负序和零序等值电路如图（4分）10流经变压器中性点的电流即为零序电流。三相短路、两相短路的零序电流为0，因此只计算单相接地短路、两相接地短路。单相接地短路：两相接地短路：可见，当k点发生两相接地短路时流经变压器中性点的电流最大。1139、某升压变电所有一台变比＝（121±2×2.5%）kV/10.5kV的变压器，归算到高压侧的变压器阻抗为=（2.44+j40）Ω，变压器的最大负荷为=（28+j14）MV×A，最小负荷为=（10+j6）MV×A。高压母线要求为顺调压，当低压母线电压保持为11kV时，试选择变压器分接头。39、解：（1）由题意，作出等值电路如图所示，且有（2分）＝110×102.5%＝112.75kV，＝11kV＝110×107.5%＝118.25kV，＝11kV（2）最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗为（2分）（kV）（kV）（3）按最大和最小负荷情况选变压器的分接头电压（2分）（kV）（kV）（4）取平均值（2分）12（kV）选择最接近的分接头电压114.95kV，即121－5%的分接头，KT＝114.95/10.5＝10.948（5）按所选分接头校验高压母线的实际电压（2分）＝KT－△＝11×10.948－5.573＝114.855kV＞112.75kV＝KT－△＝11×10.948－2.236＝118.192kV＜118.25kV所选分接头能满足调压要求。回以上是05-06年试卷华科大06-07试卷华科大AACABBDBCADDADBDADDBDCCBB13ABBDBCADDADBDADDBDCCBB14DADBDADD15BDCCBB1626、电力网电力网：由输电线路和变压器构成的网络，完成电力输送和分配功能。27、短路功率27、短路功率：短路电流有效值乘以短路处的正常工作电压（一般采用平均额定电压）。即：28、展开接线图28、展开接线图：展开接线图是将每套装置的有关设备部件解体，（1分）按供电电源的不同分别画出的电气回路接线图，如交流电流回路、交流电压回路和直流回路分开表示等。（1分）用来说明二次回路的动作原理。（1分）29、操作过电压29、操作过电压：由于断路器正常操作或发生故障，使系统运行状态发生突然变化，导致系统内部电容元件和电感元件之间电磁能量的相互转换，由此而产生的过电压称为操作过电压。30、耐雷水平30、耐雷水平：雷击时绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值，以kA为单位。31、什么叫做接地？接地方式包括哪几种？31答：（1）为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接，称作接地。（2.5分）（2）这种接地包括：工作接地、保护接地、保护接零、防雷接地和防静电接地等。（2.5分）32、在电气主接线中，加装旁路母线有何作用？如果某变电站有2条进线、4条出线，采用双母线带旁路接线，试画出该变电站的主接线图。32答：1）加装旁路母线的目的，是检修进出线断路器时，可以不中断该回路的供电（2分）。17（2）图（3分）。33、提高导体最大允许载流量的措施有哪些？33答：采用电阻率小，散热面积、散热系数大的材料（3分）和散热效果好的布置方式。（2分）34、电力系统发生三相短路后0.01s的短路电流Ik0.01s和0.1s的短路电流Ik0.1s相比，哪个电流大？为什么？34答：Ik0.01s³Ik0.1s（2分）若不存在短路电流的非周期分量，则Ik0.01s＝Ik0.1s；（1分）若存在短路电流的非周期分量，在0.01s时短路电流的非周期分量衰减小，而在0.01s时短路电流的非周期分量衰减大，因此Ik0.01sIk0.1s。（2分）35、什么叫电流继电器的动作电流？调节电磁型电流继电器的动作电流有哪些方法？35答：（1）能使继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流，用Iop表示（2分）。（2）动作电流公式为，由此式可知，动作电流可以用下面几种办法调节：改变线圈匝数，改变弹簧的反作用力矩，改变磁阻（一般通过改变磁路的气隙改变磁阻）。（3分）注：不写公式不扣分36、切除带负载的变压器时会产生过电压吗？为什么？36答：不会。（2分）切除带负载的变压器时，断路器通常在工频电流自然过零时切断电弧，此时变压器励磁电感中的储能很小，因此不会产生过电压。（3分）37、一条额定电压为500kV的输电线路，长250km，，，，线路首端电压为520kV。若线路末端空载，试求线路末端的电压和电压偏移。37解：线路参数R=250×0.026=6.5WX=250×0.28=70WB=250×3.91×10-6=9.775×10-4s作出p型等值电路。（4分）⑴若线路末端空载18线路末端电压（4分）⑵线路末端电压偏移（2分）注：不计算电压损耗，作近似计算不扣分。38、如图所示电力系统，当取基准值=60MV×A，时，各元件参数标么值如下：发电机G：＝1，＝0.06，=0.07，=0.02；变压器：=0.105；变压器：=0.105，=0.2；线路L：==0.18，=0.54。若k点发生a相接地故障。求：（1）k点a相短路电流的有名值。（2）k点b相电压有名值300238解：⑴k点发生a相短路时的各序网络如下图所示（4分）19a相接地时（3分）⑵各序电压20（3分）39、图示降压变电所有两台同型号的变压器，变比为110×(1±2´2.5%)kV/11kV，归算到高压侧单台变压器的阻抗为＝6＋j120Ω。变电所的最大负荷＝(40＋j30)MV×A，最小负荷＝(30＋j22)MV×A，低压10kV母线电压要求为逆调压。若变电所高压侧保持为115kV不变，试配合变压器分接头选择，确定用电力电容器作无功补偿装置时的无功补偿容量。39解：1）根据题意，有：（2分）两台变压器并联运行时的总阻抗：Z＝ZT/2＝3＋j60Ω逆调压：U1max＝115kV，U2max＝10×105%＝10.5kVU1min＝115kV，U2min＝10×100%＝10kV2）未补偿时变电所低压母线归算到高压侧的电压（2分）（kV）（kV）3）最小负荷时，将电容器全部切除，选择分接头电压（2分）（kV）选最接近的分接头112.75kV，即110（1＋2.5%）的分接头，则KT＝10.254）按最大负荷时的调压要求，确定电力电容器的容量（2分）21（Mvar）5）取补偿容量为17Mvar，验算低压母线实际电压（2分）（kV）＜10.5（kV）（kV）＞10（kV）所选电力电容器补偿容量满足调压要求。2207-08年度试卷华中科大23242521．何谓电力系统？其中各部分的作用是什么？21．答：由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和输电线路以及用户的各种用电设备，按照一定的规律连接而组成的统一整体，称为电力系统。（2分）作用：发电机生产电能；变压器变换和分配电能；输电线路输送电能；用电设备消费电能。（3分）22．某电厂有两台单元接线的发电机组，四回出线，采用典型双母线带旁路接线。试画出电厂主接线图。22．答：参见教材第67页图3－17。评分要点：①双母线及母联回路；（2分）②旁路母线及旁路回路路；（1分）③两条发电机回路