3《电力工程基础》模拟试卷三及参考答案(江岳文)

1~《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：%10012UUU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)(1NUU或)(2NUU。电压偏移常用百分值表示，即首端电压偏移1001NNUUU％＝、末端电压偏移1002NNUUU％＝5、最大负荷损耗时间答：如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率maxS，在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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NU025.1）；低谷负荷时允许中枢点电压略高（取NU075.1）。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2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。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（O3）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压的目的。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3（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。G太阳锅炉蓄热器锅炉汽轮发电机组凝汽器给水泵凝结水泵答：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。4四、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kmSbkmxkmr/10*66.21,/42.01,/108.016。已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：（1）首端充电功率：2112UBQB＝－=2.66410**2402=15.3Mvar(2)线路阻抗功率损耗：7.22j748j6.212403.65120j~222212121＋）＝＋（＋）＝（＋＝LLLXRUQPS(MVA)5(3)线路电压降：655.33240843.656.21120111＝＋＝＝UXQRPULLLkV362406.21*3.6584*120R1L112UQXPUL.123kV(4)线路末端电压：2U=240—（33.655+j36.123）=206.345-j36.123=209.4893.9(5)末端充电功率：2222UBQB＝－=2.66410**209.482=11.67Mvar(6)线路末端功率：2S67.112.2773.65120jjj=113+j49.77(MVA)2、110kV输电线路选用LGJ-150，导线直径17.5mm，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＝31.5mm2/km。解：（1）计算单位长度的电阻21.01505.311Sr（/km）（2）计算单位长度的电抗0157.0lg1445.01rDxm0157.0)2/5.17(4000lg1445.0＝0.4（/km）（3）计算单位长度的电纳66110)2/5.17(4000lg58.710lg58.7rDbm＝2.8496610（S/km）lrR1，lxX1，lbB1等值电路图：63、如下图所示110kV单侧电源辐射电网，线路L1、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15Ω、16Ω，单位长度线路的正序电抗X1=0.4Ω/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2.0s。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%）GL1100kmL2100kmL3100kmQF1QF3QF2K1K2K3最大及最小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）1.20720.6990.4919最小运行方式下三相短路电流（kA）1.18690.69150.4884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）)3(max.11kIkelIopIKI=1.2×1.2072=1.45（kA）b）动作时间（只是继电器的固有动作时间，近似为0s）stI01c）灵敏度（按照保护范围校验）)1545.13/115(4.01)(11min.1.max.sIopphpXIEXl，max.pl=77km，因此7m=max.pl/L1=77/100=77%50%)162345.13/115(4.01)23(11max.1.min.sIopphpXIEXl，min.pl=59km，因此m=min.pl/L1=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）IopIIkelIIopIKI21=1.1×1.2×0.669=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t=0.5s）tttIII21=0+0.5=0.5sc）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IIsKmin.1.3）IIopkIIopkIIsIIIIK1)3(min.11)2(min.1min.23=88.021869.13=1.171.3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：IIopIIkelIIopIKI21=1.1×1.1×1.2×0.4919=0.71（kA）tttIIII21=0+0.5+0.5=1.0sIIopkIIopkIIsIIIIK1)3(min.11)2(min.1min.23=71.021869.13=1.451.3，灵敏度可以满足要求。C、定时限过电流保护a）动作电流（躲过最大的负荷电流）max.LressIIIrelIIIopIKKKI=13085.02.22.1=0.4（kA）b）动作时间IIIt1=IIIt2+Δt=2.0+0.5=2.5s8c）灵敏度近后备时，IIopkIIIopkIIIsIIIIK1)3(min.11)2(min.1min.23=4.021869.13=2.571.5远后备时，IIopkIIIopkIIIsIIIIK1)3(min.21)2(min.2min.23=4.026915.03=1.51.2灵敏度满足要求。