电力工程基础-第4章习题答案
第4章课后习题及答案
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第4章供电与用电
4.3.2 某三相负载,额定相电压为220V,每相负载的电阻为4Ω,感 抗为3Ω,接于线电压为380V的对称三相电源上,试问该负载应 采用什么联结方式?负载的有功功率、无功功率和视在功率?
解: 星形联结ZR2 Nhomakorabea
X
2 L
42 32 5
Ip
=
Up Z
=
220 5
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第4章供电与用电
4.3.4 试分析如图所示电路在下述两种情况下各线电流、相电
流和有功功率的变化：⑴工作中在M处断线,⑵工作中在N处
断线。 解:
L1
I·l1
Z1 I·1
Z3
L2 L3
I·l2
I·2 Z2 I·3
I·l3 N
M
未断线时相电流、线电流和有功功率分别为 Ip,
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第4章供电与用电
4.2.1 有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路,已知电 源相电压为220V,负载每相阻抗模 Z 为10Ω,试求负载的相 电流和线电流,电源的相电流和相电流.
解: 电源星形联结,线电压UlS = √3 UpS = 380V
负载线电压 UlL = UlS = 380V
三相电源上, 以及采用星形连结,接于线电压为380V的三相电
源上,试求这两种情况下,三相负载的相电流、线电流和有功
功率的比值.
答： I p U p / Z Ul / Z
220 / Z
1
I pY U pY / Z UlY / 3 Z 380 / 3 Z
Il 3I p 3
4.6.(2) IT、TN系统防止间接接触触电的基本思想是什么?
注册电气工程师(供配电)《专业基础考试》【章节习题及详解】电气工程基础(4.1-4.4) 【圣才出
5．衡量电能质量的指标有（ ）。[2007 年真题] A．电压 B．频率 C．波形 D．以上三种都有 【答案】D 【解析】衡量电能质量有三个指标：①电压幅值。对于 35kV 及以上电压级允许变化范
围为额定电压值的 5% ，10kV 及以下电压级允许电压变化范围为 7% ；②频率。我国电 力系统额定频率为 50Hz，正常运行时允许的偏移 0.2~ 0.5Hz ；③波形。为保证电能质
D．电压、频率、不平衡度 【答案】C 【解析】衡量电能质量有三个指标：①电压幅值。对于 35kV 及以上电压级允许电压变 化范围为额定电压值的±5%，10kV 以下电压级允许电压变化范围为±7%；②频率。我国 电力系统的额定频率为 50Hz，正常运行时允许的频率偏移为±0.2～±0.5Hz；③波形。为 保证电能质量，要求电压为正弦波形，但由于某些原因总会产生谐波，造成电压波形的畸变。
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第 4 章 电气工程基础
4.1 电力系统基本知识
ห้องสมุดไป่ตู้
单项选择题（下列选项中，只有一项符合题意） 1．目前我国电能的主要输送方式是（ ）。[2005 年、2011 年真题] A．直流 B．单相交流 C．三相交流 D．多相交流 【答案】C 【解析】电能输送方式主要包括直流输电和交流输电，目前我国电能的主要输送方式是 三相交流。
8．变压器一次侧接 110kV 线路，二次侧接 10kV 线路，该变压器分接头工作在＋2.5％， 则实际变比为（ ）。[2009 年真题]
A．110.10kV B．112.75/11kV C．112.75/10.5kV D．121/11kV 【答案】B 【解析】变压器一次侧相当于用电设备，其额定电压应等于用电设备的额定电压，变压 器二次侧相当于电源，其额定电压应比线路额定电压高 10％。对于两绕组变压器，主接头 装在高压侧，分接头的调节影响高压侧的电压，即二次侧电压：10×（1＋10％）=11kV， 一次侧电压：110×（1＋2.5％）=112.75kV。
电气工程基础习题答案
3
电源及切除部分负荷等， 使电力系统发出地有功和无功功率与负荷的无功和有功 功率保持平衡，以保持系统额定电压和额定频率地平衡。波形质量问题主要由谐 波污染引起，为保证波形质量就必须限制系统中电压，电流中地谐波成分，确保 电能质量。 1-5 我国标准额定电压等级有哪些？发电机、 变压器和电力网的额定电压的选用 原则是什么？ 答：我国国家标准规定的额定电压等级为 3，6，10，20，35，63，110，220， 330，500，750KV，均指三相交流系统的线电压。 由于发电机总是接在线路的首端， 所以它的额定电压应比电网的额定电压高 5％，用于补偿电网上的电压损失；变压器一次绕组的额定电压规定等于电网的 额定电压，但是当变压器的一次绕组直接与发电机的出线端相连时，其一次绕组 的额定电压应与发电机的额定电压相同； 变压器的二次绕组的额定电压规定应比 同级电网的额定电压高 10％，当变压器的二次侧输电距离较短，或变压器阻抗 较小时，则变压器二次绕组的额定电压可比同级电网的额定电压高 5％；电网的 额定电压，国家规定各级电网电压在用户处的电压偏差不得超过＋5％，故在运 行中可允许线路首端的电压比额定电压高 5％， 而末端的电压比额定电压低 5％。 1-6 试述火电厂、水电厂、核电厂的基本生产过程及其特点。 答：火电厂通过固体、液体、气体燃料的化学能来生产电能。其生产过程如 下：首先原煤由输煤皮带送入煤斗，通过磨煤机磨成煤粉，再由排粉风机将煤粉 混同热空气经喷燃器送入锅炉的燃烧室燃烧，加热燃烧室四周水冷壁管中的水， 使之变成蒸汽， 此蒸汽再经过过热器变为高温高压的过热蒸汽经过蒸汽管道进入 汽轮机，推动汽轮机的转子旋转，带动连轴的发电机发电。在汽轮机内做完功的 蒸汽经凝汽器放出汽化热而凝结成水后， 由凝结水泵送入低压加热器和除氧器加 热和除氧，除氧后由水泵打入高压加热器加热，再经省煤器进一步提高温度后重 新进入锅炉的水冷壁管中，如此重复，循环使用。火电厂的特点是：燃料需要量 极大，同时还大量排放废气、粉尘和废渣，会对城市环境造成污染。 水电厂利用河流所蕴藏的水能资源来发电。水电厂分为堤坝式和引水式等， 其中以堤坝式水电厂应用最为普遍。以堤坝式为例，水电厂的生产过程为：拦河 坝将上游水位提高，形成水库，水库的水在高落差的作用下经压力水管高速进入
电气工程基础习题答案
UH
U
n2
2 n
谐波电流含量可表示为
IH
I
n2
2 n
谐波总崎变率是指谐波含量与
基波分量的比值的百分数称为谐波总崎变率，用 THD 表示。由此可得： 电压总崎变率为
IH 100% I1 THDU UH 100% 电流总崎变率为 U1
THDI
2-4 电力系统中有哪些主要谐波源？ 答：根据负荷特点，电力系统的谐波源大致可分为下面两类。 ⑴含电弧和铁磁非线性设备的谐波源。 ⑵整流和换流电子器件所形成的谐波源。 2-5 电力系统中的谐波可以造成哪些危害？
《电气工程基础》题解（第 1 章）
1-1 简述我国电力工业的现状和发展前景？ 答：建国以来我国的电力工业得到了飞速的发展，在电源建设、电网建设和 电源结构建设等方面均取得了世人瞩目的成就。目前我国电力工业已进入“大机 组”、 “大电网 ”、 “超高压 ”、 “高自动化 ”的发展阶段。截至 2000 年，全国装机容 量已达 316GW，年发电量 1.3*1012 KW•h,均居世界第二位，成为一个电力大国。 不过与发达国家相比仍有较大差距。主要体现在，我国电力工业的分布和发展还 很不平衡，管理水平和技术水平都有待提高，人均占有电力也只有 0.25KW。电 力工业还需持续、稳步地发展。 我国电力工业地发展方针是一方面优先开发水电、积极发展火电、稳步发展 核电、因地制宜利用其他可再生能源发电，搞好水电的 “西电东送 ”和火电的 “北 电南送”建设；另一方面，要继续深化电力体制改革，实施厂网分开，实行竞价 上网，建立竞争、开放、规范的电力市场。 随着总装机容量为 18200MW 的三峡水电站的建成， 将为我国的电力工业发 展注入强大的活力和深远的影响。2009 年三峡电站全部建成投产后，将会通过 15 回 500KV 交流输电线路和 3 回 500KV 直流双极输电线路，将其巨大的电能 向周围的区域电网辐射，逐步建成以三峡电站为核心的全国联合电网。 1-2 电能生产的主要特点是什么？组成电力系统运行有何优点？ 答：电能生产主要有以下特点： ⑴电能的生产和使用同时完成。在任一时刻，系统的发电量只能取决于同一 时刻用户的用电量。因此，在系统中必须保持电能的生产、输送、和使用处于一 种动态的平衡。 ⑵正常输电过程和故障过程都非常迅速。电能是以电磁波的形式传播的，所 以不论是正常的输电过程还是发生故障的过程都极为迅速，因此，为了保证电力 系统的正常运行，必须设置完善的自动控制和保护系统。 ⑶具有较强的地区性特点。电力系统的规模越来越大，其覆盖的地区也越来 越广，各地区的自然资源情况存在较大差别，因此制定电力系统的发展和运行规 划时必须充分考虑地区特点。
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。
电气工程基础习题答案
《电气工程基础》题解（第 1 章）
4
螺旋形涡壳推动水轮机旋转，水轮机的转子带动同轴发电机旋转发电。与火电厂 相比，水电厂的生产过程相对简单，水能成本低廉，无污染，水电厂易于实现自 动化控制和管理，能适应负荷的急剧变化，调峰能力强，且水电厂的兴建还可以 同时解决防洪、灌溉、航运等多方面的问题，从而实现江河的综合利用。但是水 电建设也存在投资大、建设工期长、受季节水量变化影响较大等缺点，且建设水 电的过程中还会涉及到淹没农田、移民、破坏自然和人文景观以及生态平衡等一 系列问题，都需要统筹考虑、合理解决。 核电厂利用核能发电，核能发电的过程和火力发电过程类似，只是其热能是 利用置于核反应堆中的核燃料在发生核裂变时释放出的能量而得到的。 核电厂的 主要优点是可以大量节省煤、石油等燃料。
1
⑷与国民经济各部门关系密切。 电能被广泛的应用于国民经济的各个部门和 人们生活的各个方面，且整个社会对电能的依赖性也越来越强，电力供应不足和 电力系统故障造成的停电， 给国民经济造成的损失和对人们日常生活的影响也越 来越严重。 组成电力系统运行的优点有： ⑴合理利用资源，提高系统运行的经济效益。在电力系统中，通过不同类型 的火电厂、水电厂、核电厂之间的调节和互补，可以充分利用水力资源、降低煤 耗，保证系统有充足的电能供应，提高电力系统运行的整体效益。 ⑵可以减小总负荷的峰值，充分利用系统的装机容量，减小备用容量。组成 电力系统后，由于各个地区的负荷尖峰的相互交错，系统的最高负荷一定会比各 地区的最高负荷之和要小，因此，系统的装机容量就可以得到充分利用。另一方 面，组成系统后，由于系统中的所有发电机都并列运行，其负荷可以相互调节， 各机组互为备用，所以整个系统实际所需的备用容量，要比按各个电厂孤立运行 时所需的备用容量要小的多。 ⑶可以大大提高供电的可靠性和电能质量。组成电力系统后，由于在系统中 是多个发电厂并列运行，个别机组发生故障时对系统电能质量的影响甚微；且故 障机组退出运行后，它所带的负荷可由系统中其它运行的机组和备用机组分担， 因此可大大提高供电的可靠性和电能质量。 ⑷可以采用高效率的大容量发电机组。运行经验表明，大容量发电机组的运 行效率较高，而其单位容量的基建投资和运行费用均相对较低。组成大的电力系 统后，由于有足够的备用容量可使大容量机组的运行无后顾之忧，可以充分发挥 其效益，提高电力系统整体运行的经济性。 1-3 动力系统、 电力系统及电力网各自由哪些部分组成？对电力系统的运行有何 要求？ 答：动力系统是由带动发电机转动的动力部分、发电机、升压变电所、输电 线路、降压变电所和负荷等环节构成的整体；电力系统是由发电机、电力网和负 荷组成的统一体；电力网则是由各类降压变电所、输电线路和升压变电所组成的 电能传输和分配的网络， 对电力系统运行的基本要求有
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。
供电工程 课后习题答案
习题解答提示第一章1-1 提示：参见教材P1。
1-2 提示：参见教材P1～P3 。
1-3 提示：见下页表。
1-4 提示：参见教材P10～P12 。
1-5 提示：参见教材P11 。
1-6 提示：参见教材P12 ～P13 。
1-7 提示：参见教材P13 ～P15 。
1-8 提示：参见教材P15 。
1-9 提示：参见教材P16 。
1-10 提示：T1，T2一次侧与G直接相连，T3，T4一次侧与电网直接相连；110kV、10 kV线路长，0.38 kV线路短。
1-11 提示：总降压变压器一次侧与电网直接相连，二次侧10 kV线路短（厂区内部），车间变压器一次侧与电网直接相连，二次侧0.38 kV线路短。
1-12 提示：根据教材P8公式（1-1）计算IC，当IC<30A时，不需要改为经消弧线圈接地。
1-3题中性点接地方式的比较表第二章2-1 提示：参见教材P18。
2-2 提示：参见教材P19。
2-3 提示：参见教材P18和P21～P22。
2-4 提示：参见教材P26。
2-5 提示：参见教材P28和P18 。
2-6 提示：参见教材P31。
2-7 提示：参见教材P39。
2-8 提示：第一步求各组用电设备的计算负荷，对行车，要求设备容量统一换算到，对点焊机，要求设备容量统一换算到；第二步计算总计算负荷（可取K∑p＝0. 95，K∑q＝0.97 ）。
2-9 提示：采用利用系数法（步骤参见例2-3）分别计算两组用电设备的计算负荷，然后进行比较，从而说明设备容量组成不同对最大负荷的影响。
2-10 提示：先将各相所接的单相设备容量大致相同（不能只接在一相上），然后将其等效成1台三相设备进行负荷计算。
2-11 提示：计算单元和整栋楼的计算负荷时，都将其当成一组用电设备，然后按附录表3选取Kd 值，2-12 提示：（1）确定补偿容量时，采用低压侧计算负荷代入公式计算，取 。
（2）确定高压侧计算负荷时，变压器损耗可按经验公式估算。
发电厂电气部分第四章习题解答
第四章电气主接线4-1 对电气主接线的基本要求是什么？答：对电气主接线的基本要求是：可靠性、灵活性和经济性。
其中保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。
灵活性包括：操作、调度、扩建的方便性。
经济性包括：节省一次投资，占地面积小，电能损耗少。
4-2 隔离开关与断路器的区别何在？对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？答：断路器具有专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通和切断电路的控制电器。
而隔离开关没有灭弧装置，其开合电流极小，只能用来做设备停用后退出工作时断开电路。
4-3 防止隔离开关误操作通常采用哪些措施？答：为了防止隔离开关误操作，除严格按照规章实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间加装电磁闭锁和机械闭锁装置或电脑钥匙。
4-4 主母线和旁路母线各起什么作用？设置专用旁路断路器和以母联断路器或者分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修出线断路器时，如何操作？答：主母线主要用来汇集电能和分配电能。
旁路母线主要用与配电装置检修短路器时不致中断回路而设计的。
设置旁路短路器极大的提高了可靠性。
而分段短路器兼旁路短路器的连接和母联短路器兼旁路断路器的接线，可以减少设备，节省投资。
当出线和短路器需要检修时，先合上旁路短路器，检查旁路母线是否完好，如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上后会自动断开，就不能使用旁路母线。
如果旁路母线完好，旁路断路器在合上就不会断开，先合上出线的旁路隔离开关，然后断开出线的断路器，再断开两侧的隔离开关，有旁路短路器代替断路器工作，便可对短路器进行检修。
4-5 发电机-变压器单元接线中，在发电机和双绕作变压器之间通常不装设断路器，有何利弊？答：发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得在选择出口断路器时，受到制造条件或价格等原因造成的困难。
但是，变压器或者厂用变压器发生故障时，除了跳主变压器高压侧出口断路器外，还需跳发电机磁场开关，若磁场开关拒跳，则会出现严重的后果，而当发电机定子绕组本身发生故障时，若变压吕高压侧失灵跳闸，则造成发电机和主变压器严重损坏。
供配电技术习题集及答案-第四章
供配电技术习题集及答案-第四章4-1如何确定⼯⼚的供配电电压?供电电压等级有0.22 KV , 0.38 KV ,6 KV ,10 KV ,35 KV ,66 KV ,110 KV,220 KV配电电压等级有10KV ,6KV ,380V/220V供电电压是指供配电系统从电⼒系统所取得的电源电压.究竟采⽤哪⼀级供电电压,主要取决于以下3个⽅⾯的因素.电⼒部门所弄提供的电源电压.企业负荷⼤⼩及距离电源线远近.企业⼤型设备的额定电压决定了企业的供电电压.配电电压是指⽤户内部向⽤电设备配电的电压等级.有⾼压配电电压和低压配电电压.⾼压配电电压通常采⽤10KV或6KV,⼀般情况下,优先采⽤10KV⾼压配电电压.低压配电电压等级为380V/220V,但在⽯油.化⼯及矿⼭(井)场所可以采⽤660V的配电电压. 4—2 确定⼯⼚变电所变压器容量和台数的原则是什么？答：（1）变压器容量的确定a 应满⾜⽤电负荷对可靠性的要求。
在⼀⼆级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术上，经济上⽐较合理时，主变器选择也可多于两台；b 对季节性负荷或昼夜负荷⽐较⼤的宜采⽤经济运⾏⽅式的变电所，技术经济合理时可采⽤两台主变压器c 三级负荷⼀般选择⼀台猪变压器，负荷较⼤时，也可选择两台主变压器。
（2）变压器容量的确定装单台变压器时，其额定容量SN应能满⾜全部⽤电设备的计算负荷Sc,考虑负荷发展应留有⼀定的容量裕度,并考虑变压器的经济运⾏,即SN>=(1.15~1.4)Sc装有两台主变压器时,其中任意⼀台主变压器容量)SN应同时满⾜下列两个条件:a 任⼀台主变压器运⾏时,应满⾜总计算负荷的60%~70%的要求,即SN=(0.6~0.7)Scb 任⼀台变压器单独运⾏时,应能满⾜全部⼀⼆级负荷Sc(I+II)的要求,即SN>=Sc(I+II)4-4 ⾼压少油断路器和⾼压真空断路器各⾃的灭弧介质是什么？⽐较其灭弧性能，各适⽤于什么场合？⾼压少油断路器的灭弧介质是油。
《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(课后习题答案)
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。
第四章发电厂作业答案
第四章发电厂作业答案4.2隔离开关与断路器的主要区别何在？在运行中，对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？答：主要区别：断路器可有载操作，触头一般在高真空中，或者在绝缘介质内，分断路器时有灭弧功能，有保护装置，故障时保护装置可使其动作分开电路；断路器一般分断和投切的负荷比较大。
隔离开关一般是无载操作，有明显的断开电路空间，开断和关合电路的部分一般没有绝缘介质，也没有高真空空间，一般都是在普通大气状态下，体积较庞大，同一电压等级和电流等级的占地面积更大。
重要原则：断路器“先断后通”；隔离开关“先通后断”4-3主母线和旁路母线各起什么作用？设置专用旁路断路器和母线断路器或分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修出线断路器时，如何操作？答：主母线：它的功能是当工作母线上任一台需要检修而退出运行时，由旁路开关通过旁路母线来代替退出运行的断路器，从而保持系统的供电方式不变。
旁路母线：当正常出线的的开关发生故障，需要检修时，由旁路母线带其出线。
设置专用旁路断路器的特点：没有专用旁路断路器，进出线断路器检修时，可由旁路断路器代替，通过旁路母线供电，从而对母线的运行方式没有影响。
但是设备投资和配电装置的占地面积有所增加。
设置母联断路器或分段断路器兼作旁路断路器的特点：当检修进出线断路器就要将母联断路器或者分段断路器用作旁路断路器。
双母线变成单母线运行或者单母线分裂运行，降低了供电可靠性，并且增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作。
图1 单母线分段兼旁路对QF1进行检修。
已知QS1及QS2闭合状态，QFD闭合，QS3及QS4断开，其操作票为先合上隔离开关QSD，再断开断路器QFD，再断开QS2，再合上QS4，再接通QFD，对母线WP充电等待5分钟，若断路器QFD没有跳闸，则WP完好，最后再断开QF1，依次断开QS5和QS6，则可以对QF1进行检修。
图2 双母线带旁路对母线W1进行检修。
其操作票为：闭合QS1，再闭合QS2，再接通QFC 对W2进行充电，等待五分钟若没有跳闸，则W2母线完好，若保证用户不断电，则闭合出线与W2母线相连的隔离开关，再断开工作母线上W1的隔离开关，再断开QFC依次断开QS1和QS2，从而对母线W1进行检修。
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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 =100MVA ，基准电压用各级线路的平均额定电压，即av d U U =，则基准电流d d d U S I 3=，基准电抗d d d S U X 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（0=t 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 sh sh I K i 2=和p I I I ==''∞。
4-5 如何计算电力系统各元件的正序、负序和零序电抗？变压器的零序电抗与哪些因素有关？答：发电机的正序电抗包括稳态时的同步电抗d X 、q X ，暂态过程中的d X '、q X '和d X ''、q X ''。
负序电抗与故障类型有关，零序电抗和电机结构有关，查教材表4-2；变压器的负序电抗与正序电抗相等，零序电抗与变压器的铁心结构及三相绕组的接线方式等因素有关；线路的负序电抗和正序电抗相等，零序电抗却与正序电抗相差较大，查教材表4-3。
4-6 什么叫复合序网？各种简单不对称短路的复合序网是什么？答：所谓复合序网，是指根据边界条件所确定的短路点各序量之间的关系，由各序网络互相连接起来所构成的网络。
单相接地短路的复合序网是由正序网、负序网和零序网串联而成的；两相短路的复合序网是由正序网和负序网并联而成的；两相接地短路的复合序网是由正序网、负序网和零序网并联而成的。
4-7 何谓正序等效定则？如何应用它来计算各种不对称短路？答：在简单不对称短路的情况下，短路点的正序电流与在短路点每一相中接入附加电抗)(n X ∆而发生三相短路的电流相等，即)(11)(1n a n a X X E I ∆∑∑+=，这就是正序等效定则。
各种不对称故障时短路电流的绝对值)(n k I 为： )(1)()(n a n n k I m I =附加电抗)(n X ∆和比例系数)(n m 可查教材表4-4。
4-8 什么叫短路电流的力效应？什么叫短路电流的热效应？短路发热的假想时间是什么意思？如何计算？答：短路电流通过电气设备和导体时，会产生很大的电动力，称为短路电流的力效应；短路电流通过电气设备和导体时，会产生很高的温度，称为短路电流的热效应。
假想时间ima t 是指用稳态短路电流∞I 来代替实际短路电流kt I ，在该时间内产生的热量与实际短路电流kt I 在短路时间k t 内产生的热量k Q 相等。
假想时间包括周期分量假想时间p ima t .和非周期分量假想时间两部分，即np ima t .np ima p ima ima t t t ⋅⋅+=。
4-9 某工厂变电所装有两台并列运行的S9-800（Y,yn0接线）型变压器，其电源由地区变电站通过一条8km 的10kV 架空线路供给。
已知地区变电站出口断路器的断流容量为500MVA ，试用标幺制法求该厂变电所10kV 高压侧和380V 低压侧的三相短路电流k I 、sh i 、sh I 及三相短路容量k S 。
解：（1）取100=d S MVA ， 5.101=d U kV ，4.02=d U kV ，则kA 5.5kA 5.103100311=⨯==d dd U S I ，kA 3.144kA 4.03100322=⨯==d dd U S I（2）计算各元件电抗标幺值系统 2.0500100*===oc d S S S X 线路 9.25.1010084.0221*=⨯⨯==av d WL U S l x X 变压器 625.58.01001005.4100%*=⨯==N d k T S S U X （3）k 1点短路： 1.39.22.0***1=+=+=∑WL S X X XkA 77.1kA 1.35.5*111===∑X I I d k kA 51.4kA 77.155.255.21=⨯==k sh I ikA 67.2kA 77.151.151.11=⨯==k sh I IMV A 26.32MV A 1.3100*1===∑X S S d k （4）k 2点短路： 9125.52625.59.22.02****2=++=++=∑T WL S X XX X kA 4.24kA 9125.53.144*222===∑X I I d k kA 9.44kA 4.2484.184.12=⨯==k sh I ikA 6.26kA 4.2409.109.12=⨯==k sh I IMV A 9.16MV A 9125.5100*22===∑X S S d k 4-10 如图4-30所示网络，各元件的参数已标于图中，试用标幺值法计算k 点发生三相短路时短路点的短路电流。
解：（1）取100=d S MVA ，av d U U =，则各元件电抗标幺值为线路 151.0115100504.0221*=⨯⨯==av d WL U S l x X 变压器 525.0201001005.10100%*=⨯==N d k T S S U X 电抗器 164.13.663.0631001004100%222*=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯==d NL NL d L LU U S S X X 5775.1164.12525.0151.02****=++=++=∑L T WL X X X X kA 81.5kA 5775.113.6310013*=⨯⨯==∑X U S I d dk 4-11 在图4-31所示电力系统中，所有发电机均为汽轮发电机。
各元件的参数如下：发电机G1、G2容量均为31.25MVA ，13.0=''dX ，发电机G3容量为50MVA ，125.0=''d X ；变压器T1、T2每台容量为31.5MVA ，5.10%=k U ，变压器T3容量为50MVA ，5.10%=k U ；线路WL 的长度为50km ，单位长度电抗为0.4km /Ω，电压为110kV 级，试用运算曲线法计算10kV 电压级的k 点发生短路时0s 和0.2s 时的短路电流。
解：（1）作等效电路 取100=d S MVA ，av d U U =，则各元件电抗标幺值为发电机G1、G2 416.025.3110013.0*2*1=⨯==X X 变压器T1、T2 333.05.31100105.0*4*3=⨯==X X 发电机G3 25.050100125.0*5=⨯=X 变压器T3 21.050100105.0*6=⨯=X 线路WL 151.0115100504.02*7=⨯⨯=X作等值电路如下图所示。
（2）化简网络，求各电源到短路点的转移电抗749.0333.0416.0*3*1*8=+=+=X X X611.0151.021.025.0*7*6*5*9=++=++=X X X X将*4X 、*8X 、*9X 作∆-Y 变换得：49.1611.0749.0333.0749.0333.0*10=⨯++=X 216.1749.0611.0333.0611.0333.0*11=⨯++=X 因此，各发电机对短路点的转移电抗分别为G1支路 49.1*10*1==X X k G2支路 416.0*2*2==X X kG3支路 216.1*11*3==X X k（3）求各电源的计算电抗466.010025.3149.1*1=⨯=c X 13.010025.31416.0*2=⨯=c X 608.010050216.1*3=⨯=c X （4）查计算曲线数字表，并用差值法求短路电流周期分量标幺值对汽轮发电机G1，467.0*1=c X ，查附录表B-1可得当46.0*=c X 时 302.2*0=I ，95.1*2.0=I当48.0*=c X 时 203.2*0=I ，879.1*2.0=I因此，当467.0*1=c X 时，0=t s 和2.0=t s 时的短路电流电流周期分量标幺值分别为()27.2466.048.046.048.0203.2302.2203.2*0=---+=I ()93.1466.048.046.048.0879.195.1879.1*2.0=---+=I 同理，对汽轮发电机G2，13.0*2=c X ，查附录表B-1可得0=t s 和2.0=t s 时的短路电流电流周期分量标幺值分别为()34.813.014.012.014.0718.7963.8718.7*0=---+=I ()05.513.014.012.014.0878.422.5878.4*2.0=---+=I 对汽轮发电机G3，608.0*3=c X ，查附录表B-1可得0=t s 和2.0=t s 时的短路电流电流周期分量标幺值分别为()726.1608.065.06.065.061.1748.161.1*0=---+=I ()522.1608.065.06.065.0431.1539.1431.1*2.0=---+=I （5）计算短路电流有名值归算到短路点的各电源的额定电流为G1、G2支路 kA 72.1kA 5.10325.31=⨯=N I G3支路 kA 75.2kA 5.10350=⨯=N I因此，0=t s 和2.0=t s 时的短路电流电流周期分量有名值分别为kA 23kA 726.175.2kA 34.872.1kA 27.272.10=⨯+⨯+⨯=IkA 2.16kA 522.175.2kA 05.572.1kA 93.172.12.0=⨯+⨯+⨯=I4-12 已知某一不平衡的三相系统的︒∠=1080A U V ，︒∠=13570BU V ，︒∠=17585C U V ，试求其正序、负序及零序电压。