电气一次系统试题(20道简答10道计算)

电气一次系统试题(20道简答10道计算)
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
电气一次系统
问答题
1、什么是电气一次设备和一次回路?
答：一次设备是指直接生产、输送和分配电能的高压电气设备。

它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。

由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电或进行其它生产的电气回路称为一次回路或一次接线系统。

2、电流互感器的作用是什么？为什么电流互感器二次回路不允许开路？
答：电流互感器串接于一次系统的电路中，将大电流变为小电流。

二次开路会产生的不良后果：
①出现的高电压将危及人身及设备安全；
②铁心高度饱和将在铁心中产生较大的剩磁；
③长时间作用可能造成铁心过热。

3、电压互感器的作用是什么？为什么电压互感器二次回路不允许短路？
答：电压互感器并接于一次系统的电路中，将高电压变换为低电压。

电压互感器二次侧线圈匝数比一次侧线圈匝数要少，但线径较大，根据变压器原理，一旦二次侧短路，势必在二次侧引起很大的短路电流，会造成互感器烧毁。

4、常用的断路器类型有哪些？
答：油断路器、真空断路器和SF6断路器等
5、隔离开关与断路器的根本区别是什么？
答：隔离开关与断路器的根本区别在于，它没有专用的灭弧装置，结构简单，因而不能用来分合大电流电路。

6、一般电气设备铭牌上的电压和电流的数值是？
答：有效值。

7、风电场和变电站中常见的导体有哪些？
答：母线、连接导体、架空线和电缆
8、电抗器的作用？
答：电抗器在电路中用于限流、稳流、无功补偿及移相等功能。

9、什么是集肤效应？
答：对于导体中的交流电流，靠近导体表面处的电流密度大于导体内部电流密度的现象。

随着电流频率的提高，集肤效应使导体的电阻增大，电感减小。

10、限流电抗器的主要作用是什么？
答：用于限制系统的短路电流，并能使母线电压维持在一定水平。

11、常用的开关电器有哪些？他们各有什么功能？
答：常用的开关电器有断路器、隔离开关、熔断器和接触器。

断路器作用为切断电路。

它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力
隔离开关作用是在电气设备和断路器之间形成明显的电压断开点，常用来进行电力系统运行方式改变时的倒闸操作。

熔断器作用是当电路中流有故障电流的时候熔化断开电路从而实现故障时对电路的保护功能。

接触器实现电路正常工作时电路的分合，它只能分合正常电流，无法断开故障电流。

12、油浸式变压器有哪些主要部件？各部件的基本作用是什么？
答：油浸式变压器由其核心部件（即铁心和绕组）、分接头和分接开关以及油箱和辅助设备构成。

铁心和绕组作用是实现电磁转换。

分接头和分接开关用于调整电压变比。

油箱作为铁心、绕组和介质液体的容器，其中的油主要用于散热和充当绝缘介质。

13、风电场电气一次系统主要由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？
答：风电场电气一次系统可以分为四个主要部分：风电机组、集电线路、升压站及厂用电系统。

风电机组用于生产电能；
集电线路将风电机组生产的电能按组收集起来;
升压变电站的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高;
厂用电维持风电场正常运行及安排检修维护等生产用电和风电场运行维护人员在风电
场内的生活用电等。

14、交流电正弦量的三要素指的是？
答：幅值、频率、初相位
15、常用开关的灭弧介质有哪几种？
(1) 真空；
(2) 空气；
(3) 六氟化硫气体；
(4) 绝缘油。

16、隔离开关不允许进行哪些操作？
答：隔离开关没有灭弧装置，严禁带负电荷拉闸或合闸操作。

17、隔离开关常见的故障有哪些？
答：（1）接触部分过热；（2）瓷瓶损坏；（3）隔离开关分、合不灵活。

18、电力系统对周波（频率）指标是如何规定的？
答：国家规定我国电力系统的额定频率为50Hz，其允许偏差对3000MW以上的电力系统规定为±0.2Hz，对3000MW及以下的电力系统规定为±0.5Hz。

19、高压断路器在电力系统中的作用是什么？
答：高压断路器能切断、接通电力电路的空载电流、负荷电流、短路电流，保证整个电网的安全运行。

20、电力系统中变压器的中性点接地方式有那几种？
答：电力系统中变压器中性点的接地方式分为三种：中性点不接地；中性点经电阻或消弧线圈接地；中性点直接接地。

计算题
1、某一50HZ电动机旋转磁场的转数为1500转/分，求该电动机的极数为多少？
解：根据公式：N1=（60×F1）/ρ
则ρ=（60×F1）/ N1=（60×50）/1500=2（极对）
则极数：ρ×2=4（极）
答：该电动机的极数为4极。

2、已知一台三相35/0.4kV所内变压器，其额定容量S为500kVA，求变压器的一、二次额定电流。

解：已知U1=35kV，U2=0.4kV，，根据公式S= 3UI
一次电流I1N=S/（3×U1）=500/（1.73×35）=8.26（A）
二次电流I2N=S/（3×U2）=500/（1.73×0.4）=722.54（A）
答：此变压器一次电流为8.26A，二次电流为722.54A。

3、交流电频率为50Hz，求交流电的周期T与角频率ω。

解：T=1/f=1/50=0.02s
=2πf=2×3.14×50=314（rad/s）
答：交流电的周期T为0.02秒，角频率ω为314弧度/秒。

4、一台1.7kVA单相变压器的一次电压为3000V,变比为15，求二次电压是多少？当二次侧电流为60A时，求一次电流是多少？
解：根据变压器变比：K=U1/U2=I1/I2
二次侧电压为：U2=U1/K=3000/15=200(V)
一次侧电流为：I=I2/K=60/15=4(A)
5、一台三相电力变压器,其一次绕阻的电压为6kV，二次绕组电压为230V，求该台变压器的变比是多少？若一次绕组为1500匝，试求二次绕组多少匝？
解：根据变压器变比：
K=N1/N2≈U1/U2
该台变压器的变比为：
K= U1/U2=6×103/230=26
变压器二次绕组的匝数为：
N2=N1/K=1500/20=58（匝）
6、 一台三相电动机的线电压为100V ，线电流为5A ，cos φ=0.83，sin φ=0.56。

求有功功率P,无功功率Q ？
解：P=VI cos φ= ×100×5×0.83 =718（W ）
Q=VI sin φ= ×100×5×0.56=484（Var ）
答：有功功率P 为718W ，无功功率Q 为484Var
7、 某台发电机，其定子线电压为13.8kV ，线电流为6.15A ，若负载功率因数由0.85降到0.6时，问发电机有功功率和无功功率如何变化？
解：P=VI cos φ ， Q=VI sin φ
cos φ=0.85
P=×13.8×6.15×0.85=125MV
Q=77.44MVar
sin φ=0.6
P=×13.8×6.15×0.6=88MV
Q=117.6MVar
其有功功率下降（125-88）37MW ，无功功率增加（117.6-77.44）40.16MVar
8、 有一台三相电阻炉，其每相电阻R=8.68欧姆，电源线电压为380V ，如要取得最大消耗总功率，采用哪种方法接线最好（通过计算说明）？
解：（1）三相电阻采用星接接线方式时：
线电流I L =U L /3R=380/(3×8.68)=25.3A
单相功率P=I 2L R=25.32×8.68=5556W
三相功率P=3×5556=16668W
（2）三相电阻采用角接接线方式时：
线电压U L =380V
相电流I=U L /R=380/8.68=43.8A
单相功率 P=I 2R=43.82×8.68=16652W
三相功率P=3×16652=49956W
对比（1）和（2）的计算结果可知采用角接法时有最大消耗功率。

9、 已知某发电机的某一时刻的有功功率P 为240MW ，无功功率Q 为70Mvar ，此时发电机发出的视在功率是多少？功率因数是多少？
解：根据公式S 2=P 2+Q 2可得：
视在功率：222224070250S P Q =+=+= MVA
33333333
ϕ===
P S
cos2402500.96
答：此时发电机发的视在功率为250 MVA，功率因数为0.96
10、某线路电能表10min转36rad，已知TA的变比为600/5,TV的变比为110000/100，求线路一天送出多少负荷？
解：W=36×60/10×24×600/5×110000/100×1/1000=6842800kwh
答：线路一天送出6842800度电能。