电气工程基础》(熊信银张步涵华中科技大学)习题答案全解

书本说明电力系统工程基础--华中科技大学出版社-....doc

书本说明：《电力系统工程基础》－－华中科技大学出版社－－主编：熊信银张步涵第一章绪论电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及用电设备（或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。

电能的质量指标主要包括：电压，频率，波形电力系统中性点接地接地：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。

电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。

电力系统的中性点接地方式：小电流接地：★中性点不接地（中性点绝缘）适用范围3kV~60kV的电力系统★中性点经消弧线圈接地消弧线圈：安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器作用：它和装设消弧线圈前的容性电流的方向刚好相反，相互补偿，减少了接地故障点的故障电流，补偿方式：大多采用过补偿方式。

大接地电流：★中性点直接接地380/220V系统中一般都采用中性点直接接地方式，主要是从人身安全考虑问题。

★中性点经电阻接地适用范围：配网系统第二章发电系统火电厂由三大主机（锅炉，汽轮机，发电机）及其辅助设备组成。

第三章输变电系统第一节概述输变电系统: 包括变电所和输电线路★电气主接线发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，称为电气主接线，也称为电气一次接线或一次系统。

★一次设备发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称为电气主设备或一次设备。

★二次设备发电厂或变电所中用于对一次设备或系统进行监视、测量、保护和控制的电气设备称为二次设备，由二次设备构成的系统称为二次系统。

第二节输变电设备★电流互感器运行特点：二次绕组不能开路，二次侧必须接地二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线★电压互感器运行特点：二次绕组不能短路，二次侧必须接地分为电磁式和电容式两种第三节电气一次接线(重点)第一大类有汇流母线接线1. 单母线接线简单、清晰、设备少2. 单母线分段接线减少母线故障或检修时的停电范围3. 单母线分段加装旁路母线接线旁路母线的作用是不停电检修进出线断路器4. 双母线接线具有两组母线W1，W25. 双母线分段接线工作母线分成2段，即母线II，III段，备用母线I不分段6. 双母线带旁路母线接线任一进出线的断路器检修时可不停电7. 一台半断路器接线在母线W1，W2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。

电气工程基础习题答案

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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C01

ｋＷ（山东邹县发电厂，浙江玉环）最大的水电机组容量７０万ｋＷ（三峡工程）最大的核电机组容量１００万ｋＷ（岭澳核电厂）华中科技大学电气学院举世瞩目的三峡工程，装机容量３２台（含地下电厂６台机组），单机容量７０万ｋＷ，年均发电量８４６亿ｋＷ·ｈ，比全世界７０万ｋＷ机组的总和还多，是世界上最大的发电厂。华中科技大学电气学院？？？最大的火力发电厂容量４５４万ｋＷ（邹县）２２４８ｋＷ（三峡）最大的水力发电厂２２４８ｋＷ２２４８万ｋＷ最大的核能发电厂３０５万ｋＷ（秦山核电厂）最大抽水蓄能电厂２４０万ｋＷ（广东抽水蓄能电厂，８×３０万ｋＷ），这也是目前世界上最大的抽水蓄能电厂华中科技大学电气学院我国电力系统的发展：年份１９４９１９８７１９９５２０００２００４２００７２００８２００９装机容量（万ｋＷ）年发电量（亿ｋＷｈ）１８４．８６４３．１１００００４９６０２１０００１００００３００００１３０００４４０７０２１８７０７．１３亿ｋＷ３２５５９７．９２亿ｋＷ３４３３４８．７４亿ｋＷ３６６３９年人均电量：我国：中等发达国家：北欧、美国：２７００ｋＷ·ｈ２７００ｋＷ· ７０００ｋＷ·ｈ７０００ｋＷ· １８０００ｋＷ·ｈ１８０００ｋＷ· 华中科技大学电气学院二、电力系统发展前景１．做好电力规划，加强电网建设加强电力规划，确定合理的电源结构和布局，留有足够的容量和能量的备用，建成容量充足、结构合理、运行灵活的联合电力系统２．电力工业现代化高电压、大系统？大电厂、大机组？高度自动化华中科技大学电气学院３．联合电力系统？效益各系统间电负荷的错峰效益？提高供电可靠性、减少系统备用容量？有利于安装单机容量较大的机组？进行电网的经济调度？进行水电跨流域调度？调峰能力互相支援华中科技大学电气学院支出增加联络线和电网内部加强所需投资以及联络线的运行费用？当系统间联系较弱时，有可能引起调频的复杂性和出现低频振荡？增加了系统短路容量，并可能导致增加或调换已有设备？增加联合电网的通讯和高度自动化的复杂性华中科技大学电气学院４．电力市场基本特征：开放性？基本原则：公平竞争性公开计划性公正协调性５．ＩＴ技术在电力系统中的应用６．谐波治理７．绿色能源的开发和利用（风能、太阳能等）华中科技大学电气学院第二节电力系统基本概念一、动力系统与电力系统？二、电力系统的特点？三、对电力系统的要求华中科技大学电气学院一、动力系统与电力系统发电厂水轮机发电机水库Ｇ￣电力网电力系统动力系统变电所升压变压器变电所降压变压器用户用电设备输电线路

电气工程基础1-1电力工程基础 (NXPowerLite)

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31-61
三、发电厂—火力发电厂
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三、发电厂—火力发电厂
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三、发电厂—火力发电厂
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三、发电厂—火力发电厂
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三、发电厂—火力发电厂
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凝汽式火力发电厂示意图
5-61
一、电力工业的地位 2003年8月14日北美大停电
电力工业的地位
根据事后统计，该次大停电，北美的纽约、底特律、克利夫兰、渥太华、多伦多等重要城市及周边地区近5000万人口受到影响，部分经济活动也出现停滞。停电当天，纽约市发生了60 起严重火灾，电梯救援行动多达 800 次，紧急求救电话接近 8万次，急诊医疗服务求助电话起因：也创记录的达到5000次。俄亥俄州的一家电力公司没有及时修剪树木，导致在用电高峰期，高压
1.电力工业一、电力工业的地位

电力工业：把一次能源转换成人们可
使用的电能的产业
煤炭、石油、天然气
电力工业
火电厂水电厂
核电厂
水能
核能新能源(风能、潮汐、地热、太阳能…)
新能源发电
4-61
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一、电力工业的地位 2012年7月30-31日印度大停电
电力工业的地位
超高压远距离输电网络的电压等级为330～500kV、输电距离超过300km。它担负着将很远处发电厂生产的电能送往用电负荷中心，同时它可以将几个区域电力网联接成跨省 (区)的大电力系统，甚至形成跨国联合电力系统。

电气工程基础复习资料_百度文库

8．电力变压器保护：差动保护、瓦期气体保护的基本原理；电流保护的整定计算方法 9．了解发电机保护、母线保护的保护类型
10.常用自动装置：了解三种装置的作用及基本原理] 11．了解操作电源类型第八章了解远距离输电线路、柔性输电技术、高压直流输电的最基本知识。第九章
1．电介质的极化、电导、损耗 2．气体放电规律 3．绝缘的老化 4．预防性试验 5．过电压的类型 6．雷电过电压及其防雷保护
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华中科技大学-电气工程基础课件(熊银信)-第7章-电力系统的短路计算剖析

➢ 为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据；
➢ 为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提供可靠的依据。
❖ 简化假设
I. 负荷用恒定电抗表示或略去不计；
II. 认为系统中各元件参数恒定，在高压网络中不计元件的电阻和导纳，即各元件均用纯电抗表示，并认为系统中各发电机的电势同相位，从而避免了复数的运算；
0.87
X
T1( N
)*
U
2 T 1(
N
)
ST1( N )
Sd
U
2 dI
10.5 10.52 100 31.5
100 10.52
0.33
X G( N )*
Sd SN
0.26 100 30
0.87
X T1(N )*
Sd ST1(N )
10.5 100 100 31.5
0.33
X
项目 UdⅡ UdⅢ
1. 准确计算法
U dI
/
K1
10.5 1 10.5 /121
121kV
U dI
/(K1K2 )
U dII
/
K2
121 1 110/ 6.6
7.26 kV
2. 近似计算法 UavⅡ＝115 kV UavⅢ＝6.3 kV
E=1.05
各元件电抗的标幺值分别为： 1
2
3
4
5
6
HUST_CEEE
HUST_CEEE
第一节电力系统的短路故障
短路：电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。
一、短路的原因及其后果二、短路的类型三、短路计算的目的和简化假设
HUST_CEEE

《发电厂电气部分》第四版课后习题答案_熊信银版精品文档19页

第一章能源和发电1-1人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。

答：第一、机械能。

它包括固体一流体的动能，势能，弹性能及表面张力能等。

其中动能和势能是大类最早认识的能量，称为宏观机械能。

第二、热能。

它是有构成物体的微观原子及分子振动与运行的动能，其宏观表现为温度的高低，反映了物体原子及分子运行的强度。

第三、化学能。

它是物质结构能的一种，即原子核外进行化学瓜是放出的能量，利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢，而这两种元素是煤、石油、天然气等燃料中最主要的可燃元素。

第四、辐射能。

它是物质以电磁波形式发射的能量。

如地球表面所接受的太阳能就是辐射能的一种。

第五、核能。

这是蕴藏在原子核内的粒子间相互作用面释放的能。

释放巨大核能的核反应有两种，邓核裂变应和核聚变反应。

第六、电能。

它是与电子流动和积累有关的一种能量，通常是电池中的化学能而来的。

或是通过发电机将机械能转换得到的；反之，电能也可以通过电灯转换为光能，通过电动机转换为机械能，从而显示出电做功的本领。

1-2 能源分类方法有哪些？电能的特点及其在国民经济中的地位和作用？答：一、按获得方法分为一次能源和二次能源；二、按被利用程度分为常规能源和新能源；三、按能否再生分为可再生能源和非再生能源；四、按能源本身的性质分为含能体能源和过程性能源。

电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。

随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。

电气化在某种程度上成为现代化的同义词。

电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。

1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。

按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。

按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。

(完整版)熊信银《发电厂电气部分》第四版课后习题答案含计算题

第一章发电、变电和输电的电气部分2-1哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？其功能是什么？答：往常把生产、变换、分派和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。

其中对一次设备和系统运行状态进行丈量、监督和保护的设备称为二次设备。

如仪用互感器、丈量表计，继电保护及自动装置等。

其主要功能是起停机组，调整负荷和，切换设备和线路，监督主要设备的运行状态。

2-2简述300MW发电机组电气接线的特色及主要设备功能。

答： 1）发电机与变压器的连结采纳发电机—变压器单元接线；2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供应厂用电；3）在发电机出口侧，经过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器；4）在发电机出口侧和中性点侧，每组装有电流互感器 4 个；5）发电机中性点接有中性点接地变压器；6）高压厂用变压器高压侧，每组装有电流互感器 4 个。

其主要设备以下：电抗器：限制短路电流；电流互感器：用来变换电流的特种变压器；电压互感器：将高压变换成低压，供各样设备和仪表用，高压熔断器：进行短路保护；中性点接地变压器：用来限制电容电流。

2-3简述600MW发电机组电气接线的特色及主要设备功能。

2-4影响输电电压等级发展要素有哪些？答： 1）长距离输送电能；2）大容量输送电能；3）节俭基建投资和运行花费；4）电力系统互联。

2-5简述沟通500kV 变电站主接线形式及其特色。

答：当前，我国500kV 变电所的主接线一般采纳双母线四分段带专用旁路母线和3/2 台断路器两种接线方式。

其中3/2 台断路器接线拥有以下特色：任一母线检修或故障，均不致停电；任一断路器检修也不惹起停电；甚至在两组母线同时故障（或一组母线检修另一组母线故障）的极端条件下，功率均能连续输送。

一串中任何一台断路器退出或检修时，这种运行方式称为不完好串运行，此时仍不影响任何一个元件的运行。

这种接线运行方便，操作简单，隔走开关只在检修时作为隔绝带电设备用。