电力工程基础(课后习题答案)..
电力工程基础习题与解答
第一章发电厂概述习题与解答一、简答题1、简述水力发电、火力发电和风力发电的能量转换过程。
答：水力发电是将水流的动能转换为机械能，再将机械能转换为电能的过程。
火力发电是将燃料的化学能转换为热能，再将热能转换为机械能，然后再将机械能转换为电能的过程。
风力发电是将空气的动能转换为机械能，再将机械能转换为电能的过程。
2、火电厂按照原动机不同可分哪几类？火电厂的三大主机是什么？答：火电厂按照原动机不同可分为汽轮机电厂、燃气轮机电厂、蒸汽—燃气轮机联合循环电厂。
锅炉、汽轮机、发电机是常规火力发电厂的三大主机。
3、简述蒸汽动力发电厂的生产过程。
答：燃料送入锅炉燃烧放出大量的热能，锅炉中的水吸收热量成为高压、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功，高速旋转的汽轮机转轴拖动发电机发出电能，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回锅炉，如此周而复始，不断生产出电能。
4、常规燃煤火电厂对环境的污染主要体现在哪些方面？答：主要是烟气污染物排放、灰渣排放、废水排放，其中烟气排放中的粉尘、硫氧化物和氮氧化物经过烟囱排入大气，会给环境造成污染。
5、目前比较成熟的太阳能发电有哪些形式？答：太阳能热发电和太阳能光发电。
6、简述闪蒸地热发电的基本原理。
答：来自地热井的热水首先进入减压扩容器，扩容器内维持着比热水压力低的压力，因而部分热水得以闪蒸并将产生的蒸汽送往汽轮机膨胀做功。
如地热井口流体是湿蒸汽，则先进入汽水分离器，分离出的蒸汽送往汽轮机做功，分离剩余的水再进入扩容器（如剩余热水直接排放就是汽水分离法，热能利用不充分），扩容后得到的闪蒸蒸汽也送往汽轮机做功。
7、简述双循环地热发电的基本原理。
答：地下热水用深井泵加压打到地面进入蒸发器，加热某种低沸点工质，使之变为低沸点工质过热蒸汽，然后送入汽轮发电机组发电，汽轮机排出的乏汽经凝汽器冷凝成液体，用工质泵再打回蒸发器重新加热，重复循环使用。
电力工程基础第4章习题答案
第四章4-1 什么叫短路？短路的类型有哪几种？短路对电力系统有哪些危害？答：短路是指电力系统正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。
短路的类型有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。
短路对电力系统的危害有：短路电流所产生的热效应使设备发热急剧增加，短路持续时间较长时，可使设备因过热而损坏甚至烧毁；短路电流的力效应可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；短路时因系统电压大幅度下降，将会严重影响用户的正常工作，造成产品报废甚至设备损坏；短路情况严重时可导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性；不对称短路电流所产生的不平衡磁场会对邻近的平行线路产生电磁干扰，影响其正常工作。
4-2 什么叫标幺值？在短路电流计算中，各物理量的标幺值是如何计算的？答：某一物理量的标幺值，等于它的实际值与所选定的基准值的比值。
在短路电流计算中，常取基准容量d S =100MV A ，基准电压用各级线路的平均额定电压，即av dU U ，则基准电流d dd U S I 3，基准电抗d ddS UX 2。
4-3 什么叫无限大容量系统？它有什么特征？答：无限容量系统亦称无限大功率电源，是指系统的容量为无限大，内阻抗为零。
它是一个相对概念，真正的无限大功率电源是不存在的。
特征：在电源外部发生短路时，电源母线上的电压基本不变，即认为它是一个恒压源。
当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的5%～10%时，就可以认为该电源是无限大功率电源。
4-4 什么叫短路冲击电流sh i 、短路次暂态电流I 和短路稳态电流I ？在无限大容量系统中，它们与短路电流周期分量有效值有什么关系？答：短路冲击电流sh i 是指在最严重短路情况下三相短路电流的最大瞬时值；短路次暂态电流I是指短路瞬间（0t s ）时三相短路电流周期分量的有效值；短路稳态电流I 是指短路电流非周期分量衰减完后的短路全电流。
在无限大容量系统中，有p shshI Ki 2和p I II。
电力工程基础 考试课后题
1.什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：通过各级电压的电力线路，将发电厂、变电所和电力用户连接起来的一个整体，叫电力系统。
建立联合电力系统的优点：①可以减少系统的总装机容量②可以减少系统的备用容量③可以提高供电的可靠性④可以安装大容量的机组⑤可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
2.消弧线圈的补偿方式有几种？一般采用哪种补偿方式？为什么？答：消弧线圈的补偿方式有三种，即全补偿、欠补偿和过补偿。
一般采用过补偿，因为在过补偿方式下，即使电网运行方式改变而切除部分线路时，也不会发展成为全补偿方式，致使电网发生谐振。
同时，由于消弧线圈有一定的裕度，即使今后电网发展，线路增多、对地电容增加后，原有消弧线圈仍可继续使用。
3.何谓负荷曲线？试述年最大负荷利用小时数和负荷系数的物理意义。
答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。
Tmax的大小说明了用户用电性质，也说明了用户负荷曲线的大致趋势。
对于相对类型的用户，尽管Pmax有所不同，但Tmax却是基本接近的，这是生产流程大致相同的缘故。
所以Tmax亦是反映用电规律性的参数。
负荷系数也成负荷率，又叫负荷曲线填充系数，它是表征负荷变化规律的一个参数。
其值愈大，说明负荷曲线愈平坦，负荷波动愈小。
4.什么叫计算负荷？确定计算负荷的意义是什么？答：计算负荷是按发热条件选择导体和电气设备时所使用的一个假想负荷。
为了确定供电系统中各个环节的电力负荷大小，合理地选择供电系统中的导线、开关电器、变压器等元件，有必要对电力负荷进行统计计算。
5.什么叫短路？短路的类型有哪几种？短路对电力系统有哪些危害？答：短路是电力系统中最常见和最严重的一种故障。
所谓短路是指电力系统正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。
短路有：三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。
短路的危害：①短路电流的热效应②短路电流的力效应③影响电气设备的正常运行④破坏系统的稳定性⑤造成电磁干扰。
电力工程基础学习指导及习题解答
电力工程基础学习指导及习题解答2006．11第一章电力工程基础一、重点和难点1．火力发电厂、水力发电厂以及核电站的能量转换过程，以及它们在生产成本、生产效率、厂用电率和机组启停速度方面的区别。
2．现代电力系统的概念（了解反映电力系统常用的基本参数）；变电所的分类。
3．负荷的分级和供电要求。
★★4．电力系统的质量指标。
★★5．电力系统的接线方式。
★★6．我国交流电力网和电气设备的额定电压―――发电机、变压器、输电线路的额定电压的确定。
★★★7．电压等级的选择尤其是供电电压的选择。
二、作业1．确定图中（略）所示供电系统中发电机和所有变压器的额定电压。
分析：作业中需要注意的问题包括①电力系统中的电压除非特别说明一般指的都是线电压。
因此变压器的变比一般都是线电压和线电压之比，单位kV。
②对于某些电压等级国家规定的其1.05倍的电网额定电压往往取的是整数值，如380×1.05＝400V，以后的短路电流计算中常用的35kV和110kV电压等级的平均额定电压分别是37kV和115kV。
③如果同时标出相电压和线电压其形式如：220/380V，即220V为相电压，380V 为线电压。
答案：发电机的额定电压为10.5kV，即电网额定电压的1.05倍；变压器T1的额定电压为10.5/38.5kV；变压器T2的额定电压为35/6.6kV；变压器T3的额定电压为10/0.4kV；三、课外学习1．电力与国民经济发展之间的关系。
能源弹性系数；电力弹性系数2．查找火力发电厂生产过程的详细资料并了解其能量的转换原理以及锅炉、汽轮机和发电机的基本结构、生产过程，并了解整个发电厂的组成。
★2．我国核电站的情况。
2．了解现代新型发电形式以及目前的情况和发展前景。
3．了解世界各国电压等级的频率的情况，寻找电压等级确定的规律。
4．查找各级负荷的实例并分析它们的供电情况。
5．查找电力系统可靠性的概念、指标以及目前各国电力系统可靠性的情况。
电力工程基础 第二版 孙丽华主编 课后习题答案
2-7 功率因数低的不良影响有哪些�如何提高企业的自然功率因数� 答�功率因数低将会引起线路的总电流增大�使供电网络中的功率损耗和电能损耗增大�使供 电网络的电压损失增大�影响负荷端的电压质量�使供配电设备的容量不能得到充分利用�降低了 供电能力�使发电机的出力下降�发电设备效率降低�发电成本提高。 提高企业的自然功率因数的方法有�正确选用感应电动机的型号和容量�限制感应电动机的空 载运行�提高感应电动机的检修质量�合理使用变压器�感应电动机同步化运行。 2-8 并联电容器的补偿方式有哪几种�各有什么优缺点� 答�并联电容器的补偿方式有高压集中补偿、低压成组补偿和分散就地补偿�个别补偿�。 高压集中补偿方式的投资较少�电容器组的利用率较高�能够提高整个变电所的功率因数�但 它的补偿范围小�只能补偿 6�10kV 母线以前的线路上的无功功率�不能补偿工业企业内部配电线 路的无功功率。 低压成组补偿方式的投资不大�运行维护方便�能够减小车间变压器的容量�降低电能损耗� 其补偿区大于高压集中补偿�能够补偿变电所低压母线前的变压器和所有有关高压系统的无功功率。 分散就地补偿方式的补偿范围最大�补偿效果最好�能够补偿安装地点以前的变压器和所有高 低压线路的无功功率�但投资较大�且电容器组在被补偿的设备停止工作时也一并被切除�利用率 较低。 2-9 某工厂车间 380V 线路上接有冷加工机床 50 台�共 200kW�吊车 3 台�共 4.5kW�� � 15% �� 通风机 8 台�每台 3 kW�电焊变压器 4 台�每台 22kVA� � � 65% � cos � N � 0.5 ��空压机 1 台� 55kW。试确定该车间的计算负荷。 解�该车间的计算负荷如下表所示。
5
�2�线路的功率损耗和电能损耗 变压器高压侧的计算负荷为� P30(1) � P30(2) � �PT � 900 � 10 .2 � 910 .2 kW
电力工程基础答案(DOC)
1-2 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。
答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。
对电力系统的主要影响（略）。
1-7 为什么我国规定110kV以上的高压电网和380/220V的低压电网要采用大电流接地系统？各有什么优点？答：大电流接地系统发生单相接地时中性点电位仍为零，非故障相对地电压不会升高，仍为相电压，因此电气设备的绝缘水平只需按电网的相电压考虑，故可以降低工程造价。
所以我国110kV 及以上的电力系统基本上都采用中性点直接接地的方式。
而在380/220V系统中采用中性点直接接地方式，主要是考虑人身安全问题，一旦发生单相接地故障，可以迅速跳开自动开关或烧断熔断丝，将故障部分切除。
1-8 试确定图1-12所示供电系统中发电机和所有变压器的额定电压。
图1-12 习题1-8附图答：发电机G：10.5kV；变压器T1：10.5/242kV；变压器T2：10/3.3kV；变压器T3：220/38.5kV；变压器T4：220/121/38.5kV；变压器T5：35/6.6 kV2-9 某工厂车间380V 线路上接有冷加工机床50台，共200kW ；吊车3台，共4.5kW （%15=ε）；通风机8台，每台3 kW ；电焊变压器4台，每台22kV A （%65=ε，5.0cos =N ϕ）；空压机1台，55kW 。
试确定该车间的计算负荷。
解：该车间的计算负荷如下表所示。
电力负荷计算表序号 用电设备名称 台数设备容量/kWd Kϕcosϕtan计算负荷铭牌值 换算值 P 30/kWQ 30/kvar S 30/kV A I 30/A 1 冷加工机床 50 200 200 0.16 0.5 1.73 32 55.36 2 吊车 3 4.5 3.5 0.15 0.5 1.73 0.525 0.91 3 通风机 8 24 24 0.8 0.8 0.75 19.2 14.4 4 电焊变压器 4 88 35.47 0.35 0.35 2.68 12.4 33.23 5空压机 1 55 55 0.85 0.8 0.75 46.75 35.06 小计66 110.875 138.96 负荷总计（9.0=∑K ）99.8125.06160243.12-12 某电力用户10kV 母线的有功计算负荷为1200kW ，自然功率因数为0.65，现要求提高到0.90，试问需装设多少无功补偿容量？如果用BW10.5—40—1W 型电容器，问需装设多少个？装设以后该厂的视在计算负荷为多少？比未装设时的视在计算负荷减少了多少？ 解：（1）需装设的BWF10.5-40-1W 型并联电容器容量及个数822)]9.0tan(arccos )65.0s [tan(arcco 1200=-⨯=C Q kvar55.2040822===C C q Q n 取21=n 则实际补偿容量为：8404021=⨯=C Q kvar（2） 无功补偿前后视在负荷的变化补偿前：1403)65.0tan(arccos 1200tan 3030=⨯==ϕP Q kvar184665.01200cos 3030===ϕP S kV A 补偿后：5.1325)8401403(1200)(2223023030=-+=-+='C Q Q P S kV A补偿后视在负荷减少了：5.5205.132518463030=-='-S S kV A2-13 某降压变电所装有一台Y,yn0联结的S9—800/10型电力变压器，其二次侧（380V ）的有功计算负荷为520kW ，无功计算负荷为430kvar ，试求此变电所一次侧的计算负荷和功率因数。
电力工程基础 考试课后题
电力工程基础考试课后题电力工程基础考试课后题电力工程基础考试课后题1.什么就是电力系统？创建联手电力系统存有哪些好处？答：通过各级电压的电力线路，将发电厂、变电所和电力用户连接起来的一个整体，叫电力系统。
建立联合电力系统的优点：①可以减少系统的总装机容量②可以减少系统的备用容量③可以提高供电的可靠性④可以安装大容量的机组⑤可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
2.消弧线圈的补偿方式存有几种？通常使用哪种补偿方式？为什么？答：消弧线圈的补偿方式有三种，即全补偿、欠补偿和过补偿。
一般采用过补偿，因为在过补偿方式下，即使电网运行方式改变而切除部分线路时，也不会发展成为全补偿方式，致使电网发生谐振。
同时，由于消弧线圈有一定的裕度，即使今后电网发展，线路增多、对地电容增加后，原有消弧线圈仍可继续使用。
3.何谓负荷曲线？试述年最小负荷利用小时数和负荷系数的物理意义。
请问：负荷曲线就是表观电力负荷随其时间变动情况的一种图形。
tmax的大小说明了用户用电性质，也说明了用户负荷曲线的大致趋势。
对于相对类型的用户，尽管pmax有所不同，但tmax却是基本接近的，这是生产流程大致相同的缘故。
所以tmax亦是反映用电规律性的参数。
负荷系数也变成负荷率为，又叫做负荷曲线充填系数，它就是表观负荷变化规律的一个参数。
其值愈小，表明负荷曲线愈平缓，负荷波动愈小。
4.什么叫计算负荷？确定计算负荷的意义是什么？请问：排序负荷就是按咳嗽条件挑选导体和电气设备时所采用的一个假想负荷。
为了确定供电系统中各个环节的电力负荷大小，合理地选择供电系统中的导线、开关电器、变压器等元件，有必要对电力负荷进行统计计算。
5.什么叫做短路？短路的类型存有哪几种？短路对电力系统存有哪些危害？答：短路是电力系统中最常见和最严重的一种故障。
所谓短路是指电力系统正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。
短路存有：三相短路、两二者短路、单相接地短路和两相连地短路。
电力工程基础答案
电力工程基础答案1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有什么好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路与电力用户构成的整体。
建立联合电力系统的优点是：能够减少系统的总装机容量；能够减少系统的备用容量；能够提高供电的可靠性；能够安装大容量的机组；能够合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
1-2 电能生产的要紧特点是什么？对电力系统有什么要求？答：电能生产的要紧特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门与人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有什么？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV与0.66/0.38kV；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV与750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，关于降压变压器，应等于电网的额定电压，关于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高10%，当变压器二次侧供电线路较短时，应比同级电网额定电压高5%。
1-4 衡量电能质量的要紧指标有什么？简述它们对电力系统的要紧影响。
答：衡量电能质量的要紧指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压与瞬态过电压。
对电力系统的要紧影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何能够暂时继续运行，但又不同意长期运行？答：中性点不接地与中性点经消弧线圈接地的系统称之小电流接地系统；性点直接接地（或者经低电阻接地）的系统称之大电流接地系统。
电力工程基础_答案
第一章1-1 什么是电力系统建立联合电力系统有哪些好处答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。
建立联合电力系统的优点是：可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
1-2 电能生产的主要特点是什么对电力系统有哪些要求答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系为什么答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有kV、kV和；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高10%，当变压器二次侧供电线路较短时，应比同级电网额定电压高5%。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些简述它们对电力系统的主要影响。
答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。
对电力系统的主要影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统什么叫大电流接地系统小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化这时为何可以暂时继续运行，但又不允许长期运行答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。
电力工程基础第二版习题及答案
第一章1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。
建立联合电力系统的优点是：可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
1-2 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV和0.66/0.38kV；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高10%，当变压器二次侧供电线路较短时，应比同级电网额定电压高5%。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。
答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。
对电力系统的主要影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行，但又不允许长期运行？答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。
电力工程基础 课后答案
电力工程基础学习指导及习题解答2006．11第一章电力工程基础一、重点和难点1．火力发电厂、水力发电厂以及核电站的能量转换过程，以及它们在生产成本、生产效率、厂用电率和机组启停速度方面的区别。
2．现代电力系统的概念（了解反映电力系统常用的基本参数）；变电所的分类。
3．负荷的分级和供电要求。
★★4．电力系统的质量指标。
★★5．电力系统的接线方式。
★★6．我国交流电力网和电气设备的额定电压―――发电机、变压器、输电线路的额定电压的确定。
★★★7．电压等级的选择尤其是供电电压的选择。
二、作业1．确定图中（略）所示供电系统中发电机和所有变压器的额定电压。
分析：作业中需要注意的问题包括①电力系统中的电压除非特别说明一般指的都是线电压。
因此变压器的变比一般都是线电压和线电压之比，单位kV。
②对于某些电压等级国家规定的其1.05倍的电网额定电压往往取的是整数值，如380×1.05＝400V，以后的短路电流计算中常用的35kV和110kV电压等级的平均额定电压分别是37kV和115kV。
③如果同时标出相电压和线电压其形式如：220/380V，即220V为相电压，380V 为线电压。
答案：发电机的额定电压为10.5kV，即电网额定电压的1.05倍；变压器T1的额定电压为10.5/38.5kV；变压器T2的额定电压为35/6.6kV；变压器T3的额定电压为10/0.4kV；三、课外学习1．电力与国民经济发展之间的关系。
能源弹性系数；电力弹性系数2．查找火力发电厂生产过程的详细资料并了解其能量的转换原理以及锅炉、汽轮机和发电机的基本结构、生产过程，并了解整个发电厂的组成。
★2．我国核电站的情况。
2．了解现代新型发电形式以及目前的情况和发展前景。
3．了解世界各国电压等级的频率的情况，寻找电压等级确定的规律。
4．查找各级负荷的实例并分析它们的供电情况。
5．查找电力系统可靠性的概念、指标以及目前各国电力系统可靠性的情况。
电力工程基础_答案
第一章1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。
建立联合电力系统的优点是：可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
1-2 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV和0.66/0.38kV；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高10%，当变压器二次侧供电线路较短时，应比同级电网额定电压高5%。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。
答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。
对电力系统的主要影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行，但又不允许长期运行？答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。
《电力工程基础》习题与解答
《电⼒⼯程基础》习题与解答第⼀章发电⼚概述习题与解答⼀、简答题1、简述⽔⼒发电、⽕⼒发电和风⼒发电的能量转换过程。
答：⽔⼒发电是将⽔流的动能转换为机械能，再将机械能转换为电能的过程。
⽕⼒发电是将燃料的化学能转换为热能，再将热能转换为机械能，然后再将机械能转换为电能的过程。
风⼒发电是将空⽓的动能转换为机械能，再将机械能转换为电能的过程。
2、⽕电⼚按照原动机不同可分哪⼏类⽕电⼚的三⼤主机是什么答：⽕电⼚按照原动机不同可分为汽轮机电⼚、燃⽓轮机电⼚、蒸汽—燃⽓轮机联合循环电⼚。
锅炉、汽轮机、发电机是常规⽕⼒发电⼚的三⼤主机。
3、简述蒸汽动⼒发电⼚的⽣产过程。
答：燃料送⼊锅炉燃烧放出⼤量的热能，锅炉中的⽔吸收热量成为⾼压、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功，⾼速旋转的汽轮机转轴拖动发电机发出电能，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回锅炉，如此周⽽复始，不断⽣产出电能。
4、常规燃煤⽕电⼚对环境的污染主要体现在哪些⽅⾯答：主要是烟⽓污染物排放、灰渣排放、废⽔排放，其中烟⽓排放中的粉尘、硫氧化物和氮氧化物经过烟囱排⼊⼤⽓，会给环境造成污染。
5、⽬前⽐较成熟的太阳能发电有哪些形式答：太阳能热发电和太阳能光发电。
6、简述闪蒸地热发电的基本原理。
答：来⾃地热井的热⽔⾸先进⼊减压扩容器，扩容器内维持着⽐热⽔压⼒低的压⼒，因⽽部分热⽔得以闪蒸并将产⽣的蒸汽送往汽轮机膨胀做功。
如地热井⼝流体是湿蒸汽，则先进⼊汽⽔分离器，分离出的蒸汽送往汽轮机做功，分离剩余的⽔再进⼊扩容器（如剩余热⽔直接排放就是汽⽔分离法，热能利⽤不充分），扩容后得到的闪蒸蒸汽也送往汽轮机做功。
7、简述双循环地热发电的基本原理。
答：地下热⽔⽤深井泵加压打到地⾯进⼊蒸发器，加热某种低沸点⼯质，使之变为低沸点⼯质过热蒸汽，然后送⼊汽轮发电机组发电，汽轮机排出的乏汽经凝汽器冷凝成液体，⽤⼯质泵再打回蒸发器重新加热，重复循环使⽤。
电力工程基础习题答案（王锡凡）
第三章 电力系统短路电流计算3-18 试计算图3-43中流过断路器QF 的最大可能的次暂态电流"I ，MVA S B 300=。
解：取av B B U U MVA S ==,100X1、X2为发电机次暂态电抗，X3、X4为线路和电抗器电抗，X5、X6为变压器电抗。
41608025********..."=⨯===GN B d S S X X X ，0511051021..""===**E E 3-27 一台无阻尼绕组同步发电机，已知：850200.cos ,==N GN MW P ϕ，kV U GN 7515.=，9621.==q d X X ，2460.'=d X ，当发电机运行于额定电压且带负荷MVA j S L110180+= 时，机端发生三相短路。
求： 1）'',,E E E q q 的值，并画出正常运行时的相量图；2）计算暂态电流交流分量的起始值。
解： 额定容量：MVA P S N GN N 3235850200..cos ===ϕ 额定电流：kA U S I GN N N 62587515332353...=⨯==以电机端电压为参考相量，*=I U S GNL3， 正常工作电流： kA j U S I GN L 004331733775153433195210751531101803......∠=⨯∠=⨯+==*电流标么值：467507650043318966062584331733700.......j I -=-∠=-∠= 虚构电动势标么值：()00638435250119171962146750765001.......∠=+=⨯-+=+=j j j X I j U E qQ0000496943310638...=+=+=ϕδψ交轴电流：19360247300638314100638496989660063800000......cos ..cos j I I q +=∠=∠⨯=∠=ψ直轴电流：()6612051770945183980945149698966006389000000......sin ..cos j I I d -=-∠=-∠⨯=+-∠=ψ空载电动势： 00638435250119171....∠=+==j E E Q q 端电压交轴分量：00006387875006380638....cos ∠=∠=-=GN d d q q U X I j E U交轴暂态电动势：000638994102460945183980063878750.......''∠=⨯-∠+∠=+=j X I j U E dd q q 'dX 后的暂态电动势： 005819131118820115124604331896601.......''∠=+=⨯-∠+=+=j j X I j U E d有效值：kV E q 353875154352...=⨯= kV E q 6615751599410...'=⨯=kV E 811775151311...'=⨯=2）暂态电流交流分量的起始值 标么值：0414246099410...'''===d q X E I有效值：kA I 853*********...'=⨯='dX 后的近似暂态电流交流分量的起始值： 标么值：598424601311...'''===d X E I有效值：kA I 653962585984...'=⨯=。
电力工程基础_答案
第一章1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。
建立联合电力系统的优点是：可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
1-2 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV和0.66/0.38kV；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高10%，当变压器二次侧供电线路较短时，应比同级电网额定电压高5%。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。
答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。
对电力系统的主要影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行，但又不允许长期运行？答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。
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第一章1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。
建立联合电力系统的优点是：可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
1-2 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV和0.66/0.38kV；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高10%，当变压器二次侧供电线路较短时，应比同级电网额定电压高5%。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。
答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。
对电力系统的主要影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行，但又不允许长期运行？答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。
在小电流接地系统中发生单相接地时，故障相对地电压为零，非故障相对地电压升高3倍。
此时三相之间的线电压仍然对称，因此用户的三相用电设备仍能照常运行，但是，发生单相接地后，其运行时间不能太长，以免在另一相又发生接地故障时形成两相接地短路。
1-6 消弧线圈的补偿方式有几种？一般采用哪种补偿方式？为什么？答：消弧线圈的补偿方式有全补偿、欠补偿和过补偿，一般都采用过补偿方式。
因为在过补偿方式下，即使电网运行方式改变而切除部分线路时，也不会发展成为全补偿方式，致使电网发生谐振。
同时，由于消弧线圈有一定的裕度，即使今后电网发展，线路增多、对地电容增加后，原有消弧线圈仍可继续使用。
1-7 为什么我国规定110kV 以上的高压电网和380/220V 的低压电网要采用大电流接地系统？各有什么优点？答：大电流接地系统发生单相接地时中性点电位仍为零，非故障相对地电压不会升高，仍为相电压，因此电气设备的绝缘水平只需按电网的相电压考虑，故可以降低工程造价。
所以我国110kV 及以上的电力系统基本上都采用中性点直接接地的方式。
而在380/220V 系统中采用中性点直接接地方式，主要是考虑人身安全问题，一旦发生单相接地故障，可以迅速跳开自动开关或烧断熔断丝，将故障部分切除。
1-8 试确定图1-12所示供电系统中发电机和所有变压器的额定电压。
图1-12 习题1-8附图答：发电机G ：10.5kV ；变压器T1：10.5/242kV ；变压器T2：10/3.3kV ；变压器T3：220/38.5kV ；变压器T4：220/121/38.5kV ；变压器T5：35/6.6 kV1-9 某10kV 电网，架空线路总长度70km ，电缆线路总长度为16km 。
试求此中性点不接地的电力系统发生单相接地时的接地电容电流，并判断此系统的中性点需不需要改为经消弧线圈接地。
答：由于A A U l l I N cab oh C 301835010)163570(350)35(<=⨯⨯+=+=因此，不需要改为经消弧线圈接地。
第二章2-1 电力负荷按重要程度分为哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求？答：电力负荷按对供电可靠性的要求可分为一级负荷、二级负荷和三级负荷三类。
一级负荷应由两个独立电源供电；二级负荷应由两回线路供电；三级负荷对供电电源无特殊要求。
2-2 何谓负荷曲线？试述年最大负荷利用小时数和负荷系数的物理意义。
答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。
年最大负荷利用小时数max T ，是一个假想时间，在此时间内，用户以年最大负荷max P 持续运行所消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电能，年负荷曲线越平坦，max T 值越大，年负荷曲线越陡；max T 值越小。
因此，max T 的大小说明了用户用电的性质，也说明了用户负荷曲线的大致趋势。
平均负荷与最大负荷的比值叫负荷系数，它是表征负荷变化规律的一个参数，其值愈大，说明负荷曲线愈平坦，负荷波动愈小。
2-3 什么叫计算负荷？确定计算负荷的意义是什么？答：计算负荷是根据已知的用电设备安装容量确定的、用以按发热条件选择导体和电气设备时所使用的一个假想负荷，计算负荷产生的热效应与实际变动负荷产生的热效应相等。
确定计算负荷时为正确选择供配电系统中的导线、电缆、开关电器、变压器等提供技术参数。
2-4 什么叫暂载率？反复短时工作制用电设备的设备容量如何确定？答：暂载率是指设备工作时间与工作周期的百分比值。
反复短时工作制用电设备的设备容量是指换算到统一暂载率下的额定功率。
对于吊车：是指统一换算到%25=ε时的额定功率，其设备容量N N e P P ε2=；对于电焊机：是指统一换算到%100=ε时的额定功率，其设备容量N N N N N e S P P εϕεcos == 2-5 需要系数法和二项式系数法各有什么计算特点？各适用哪些场合？答：需要系数法计算较简单，应用较广泛，但计算结果往往偏小，适用于容量差别不大、设备台量较多的场合；二项式法考虑大容量用电设备对计算负荷的影响，主要适用于设备台数较少而容量差别悬殊较大的的场合。
2-6 什么叫最大负荷损耗小时？它与哪些因素有关？答：年最大负荷损耗小时数实际上也是一个假想时间，在此时间内，线路持续通过计算电流所产生的电能损耗，恰好与实际负荷电流全年在线路上产生的电能损耗相等。
它与年最大负荷利用小时数max T 和负荷的功率因数有关。
2-7 功率因数低的不良影响有哪些？如何提高企业的自然功率因数？答：功率因数低将会引起线路的总电流增大，使供电网络中的功率损耗和电能损耗增大；使供电网络的电压损失增大，影响负荷端的电压质量；使供配电设备的容量不能得到充分利用，降低了供电能力；使发电机的出力下降，发电设备效率降低，发电成本提高。
提高企业的自然功率因数的方法有：正确选用感应电动机的型号和容量；限制感应电动机的空载运行；提高感应电动机的检修质量；合理使用变压器；感应电动机同步化运行。
2-8 并联电容器的补偿方式有哪几种？各有什么优缺点？答：并联电容器的补偿方式有高压集中补偿、低压成组补偿和分散就地补偿（个别补偿）。
高压集中补偿方式的投资较少，电容器组的利用率较高，能够提高整个变电所的功率因数，但它的补偿范围小，只能补偿6～10kV 母线以前的线路上的无功功率，不能补偿工业企业内部配电线路的无功功率。
低压成组补偿方式的投资不大，运行维护方便，能够减小车间变压器的容量，降低电能损耗，其补偿区大于高压集中补偿，能够补偿变电所低压母线前的变压器和所有有关高压系统的无功功率。
分散就地补偿方式的补偿范围最大，补偿效果最好，能够补偿安装地点以前的变压器和所有高低压线路的无功功率，但投资较大，且电容器组在被补偿的设备停止工作时也一并被切除，利用率较低。
2-9 某工厂车间380V 线路上接有冷加工机床50台，共200kW ；吊车3台，共4.5kW （%15=ε）；通风机8台，每台3 kW ；电焊变压器4台，每台22kV A （%65=ε，5.0cos =N ϕ）；空压机1台，55kW 。
试确定该车间的计算负荷。
解：该车间的计算负荷如下表所示。
电力负荷计算表2-10 有一条380V 低压干线，供电给30台小批生产的冷加机床电动机，总容量为200kW ，其中较大容量的电动机有10kW1台，7kW3台，4.5kW8台。
试分别用需要系数法和二项式系数法计算该干线的计算负荷。
解：用需要系数法和二项式系数法所求计算负荷如下表所示。
电力负荷计算表（需要系数法）电力负荷计算表（二项式系数法）2-11 有一条10kV 高压线路供电给两台并列运行的S9—800/10（D,yn11接线）型电力变压器，高压线路采用LJ —70铝绞线，水平等距离架设，线距为1m ，长6km 。
变压器低压侧的计算负荷为900kW ，8.0cos =ϕ，5000max =T h 。
试分别计算此高压线路和电力变压器的功率损耗和年电能损耗。
解：（1） 变压器的功率损耗和电能损耗675)8.0tan(arccos 900tan )2(30)2(30=⨯==ϕP Q kvar112586.0900cos 230)2(30===ϕ）（P S kVA 变压器的负荷率为：703.080021125=⨯=β查附录表A-1可知，S9-800/10型（Dyn11）变压器的技术数据为：4.10=∆P kW ，5.7=∆k P kW ，5.2%0=I ，5%=k U则两台变压器的功率损耗为：2.10)5.7703.04.1(2)(2220=⨯+⨯=∆+∆=∆k T P P P βkW54.79)5703.05.2(1008002%)%(1002220=⨯+⨯=+⨯=∆k N T U I S Q βkvar 由5000max =T h 和8.0cos =ϕ查图2-7得：3650=τh 。
因此，两台变压器的电能损耗为：42201016.5)36505.7703.087604.1(2)8760(2⨯=⨯⨯+⨯⨯=∆+⨯∆=τβk a P P W kWh（2）线路的功率损耗和电能损耗变压器高压侧的计算负荷为：2.9102.10900)2(30)1(30=+=∆+=T P P P kW54.75454.79675)2(30)1(30=+=∆+=T Q Q Q kvar 28.118254.7542.91022)1(30=+=S kV A26.6810328.11823)1(3030=⨯==NU S I A查附录表A-12可知，LJ-70铝绞线的46.01=r Ω/km ，25.1=av S m 时358.01=x Ω/km （实际上26.1=av S m ），因此线路的功率损耗为： 58.3810646.026.683103323230=⨯⨯⨯⨯=⨯=∆--WL WL R I P kW30106358.026.683103323230=⨯⨯⨯⨯=⨯=∆--WL WL X I Q kvar线路的电能损耗为：51041.1365058.38⨯=⨯=∆=∆τWL a P W kWh2-12 某电力用户10kV 母线的有功计算负荷为1200kW ，自然功率因数为0.65，现要求提高到0.90，试问需装设多少无功补偿容量？如果用BW10.5—40—1W 型电容器，问需装设多少个？装设以后该厂的视在计算负荷为多少？比未装设时的视在计算负荷减少了多少？ 解：（1）需装设的BWF10.5-40-1W 型并联电容器容量及个数822)]9.0tan(arccos )65.0s [tan(arcco 1200=-⨯=C Q kvar55.2040822===C C q Q n 取21=n 则实际补偿容量为：8404021=⨯=C Q kvar（2） 无功补偿前后视在负荷的变化补偿前：1403)65.0tan(arccos 1200tan 3030=⨯==ϕP Q kvar184665.01200cos 3030===ϕP S kV A 补偿后：5.1325)8401403(1200)(2223023030=-+=-+='C Q Q P S kV A补偿后视在负荷减少了：5.5205.132518463030=-='-S S kV A2-13 某降压变电所装有一台Y,yn0联结的S9—800/10型电力变压器，其二次侧（380V ）的有功计算负荷为520kW ，无功计算负荷为430kvar ，试求此变电所一次侧的计算负荷和功率因数。