1、.武漢大學(xué)2007 2008 學(xué)年度第一學(xué)期電氣工程基礎(chǔ)試卷（A）學(xué)號(hào)姓名院（系）分?jǐn)?shù)一、判斷（每小題1 分，共 10 分）1、由發(fā)電機(jī)、電力網(wǎng)和負(fù)荷組成的統(tǒng)一體稱為電力系統(tǒng)。（）2、變壓器一次繞組的額定電壓應(yīng)比同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓高10%。（X ）3、電力系統(tǒng)用戶用電設(shè)備消耗電功率的總和稱為電力系統(tǒng)的綜合負(fù)荷。（）4、輸電線路較長(zhǎng)，主變壓器不宜切除時(shí)，常常采用外橋接線。（X）5、中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式，常用于60kV 及以下的系統(tǒng)，以提高供電可靠性。 （X）6、電力網(wǎng)任意兩點(diǎn)電壓的矢量差稱為電壓降落。（）7、在豐水季節(jié)，一般選擇中溫中壓的火電廠作為主調(diào)頻廠，而讓水電廠承擔(dān)電網(wǎng)的基本負(fù)荷。（）

2、8、實(shí)用短路計(jì)算中的計(jì)算電抗為標(biāo)幺值，其電壓基準(zhǔn)值為平均額定電壓，功率基準(zhǔn)值可根據(jù)實(shí)際情況，選擇100MVA或 1000MVA。（X）9、對(duì)于架空輸電線路而言，零序電抗大于正序電抗。（）零序電壓在短路點(diǎn)處最高，隨著與短路點(diǎn)的距離增加而降低（）二、簡(jiǎn)答（每小題6 分，共 36 分）1、 什么是電流互感器的最大二次電流倍數(shù)？當(dāng)電流互感器二次側(cè)接有測(cè)量?jī)x表時(shí)，對(duì)最大二次電流倍數(shù)有什么要求？為什么？答：在額定負(fù)載阻抗下，電流互感器二次可能出現(xiàn)的最大電流和二次額定電流的比值，稱為最大二次電流倍數(shù)。當(dāng)電流互感器的二次側(cè)接有測(cè)量?jī)x表時(shí)，為保護(hù)測(cè)量?jī)x表的安全，往往需要對(duì)二次可能出現(xiàn)的最大電流加以限制。減小鐵芯

3、的截面，降低電流互感器的最大二次電流倍數(shù)是限制二次側(cè)可能出現(xiàn)的最大電流的常用辦法。2、 請(qǐng)簡(jiǎn)述雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。答：優(yōu)點(diǎn)： 1）供電可靠。 因?yàn)橛辛藘山M主母線，所以就可以輪流檢修主母線而不停止供電。同時(shí)若有一組主母線故障，經(jīng)倒閘操作可以將所有回路倒換至另一組主母線而迅速恢復(fù)供電；若有一回路的母線隔離開關(guān)檢修，只須停止該回路供電，其他回路倒換至另一組主母線而不影響供電。2）調(diào)度靈活。 因?yàn)橛袃山M主母線，就可以通過倒閘操作實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行方式，使調(diào)度顯得靈活、滿足調(diào)度和潮流變化需要。3）便于擴(kuò)建。雙母線接線便于向左、右方向任意擴(kuò)展而不會(huì)影響兩組主母線上電源和負(fù)荷的組合，不會(huì)引起原有回路的停電。缺

4、點(diǎn)：接線復(fù)雜、設(shè)備多、造價(jià)高；配電裝置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性差；主母線故障，仍需短時(shí)停電；特別是在倒閘操作中，隔離開關(guān)作為操作電器，容易引起誤操作，對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化也不便。3、 簡(jiǎn)述電壓中樞點(diǎn)的概念，并說明電壓中樞點(diǎn)有哪幾種調(diào)壓方式？答：對(duì)電力系統(tǒng)電壓的監(jiān)視、控制和調(diào)整一般只在某些選定的母線上實(shí)行。這些母線稱教育資料.為電壓中樞點(diǎn)。中樞點(diǎn)電壓的調(diào)整方式有順調(diào)壓、逆調(diào)壓和恒調(diào)壓三種。1) 順調(diào)壓。就是大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些，但在最大負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓不應(yīng)低于線路額定電壓的 102.5%，小負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓高一些，但在最小負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓不應(yīng)高于線路額定電壓的107.5%。2)

5、逆調(diào)壓。中樞點(diǎn)電壓隨負(fù)荷增減而增減的調(diào)壓方式稱為逆調(diào)壓，具體要求是：最大負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)， 中樞點(diǎn)的電壓要高于線路額定電壓 5%；最小負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓要等于線路額定電壓。3) 恒調(diào)壓（或常調(diào)壓）。恒調(diào)壓是指在最大和最小負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)保持中樞點(diǎn)電壓等于線路額定電壓的 1.02 1.05 倍的調(diào)壓方式。4、 在三相短路實(shí)用計(jì)算中，需要將多個(gè)不同的電源合并成若干個(gè)不同的電源，請(qǐng)寫出電源合并應(yīng)遵循的基本原則。答：在將多個(gè)電源合并為若干個(gè)不同的電源時(shí)，應(yīng)遵循下列基本原則：1) 短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近（以電源到短路點(diǎn)間的阻抗來區(qū)分）是影響電流變化規(guī)律的關(guān)鍵因素。短路點(diǎn)近時(shí)，電流初值大，變化也大，短路點(diǎn)遠(yuǎn)時(shí)

6、，電流初值小，變化也小。因此距短路點(diǎn)遠(yuǎn)近相差很大的電源，即使是同類型的發(fā)電機(jī)也不能合并。2) 發(fā)電機(jī)的類型也是影響電流變化規(guī)律的因素。短路點(diǎn)愈近，發(fā)電機(jī)的類型對(duì)電流變化的影響愈大，因此距短路點(diǎn)很近的不同類型的發(fā)電機(jī)是不能合并的。距短路點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，這種因電機(jī)類型不同而引起的差異就會(huì)減小，此時(shí)距短路點(diǎn)較遠(yuǎn)的不同類型的電機(jī)是可以合并的。3) 無限大容量電源不能合并，必須單獨(dú)計(jì)算，因?yàn)樗亩搪冯娏髟跁簯B(tài)過程中是不變的。5、 什么叫電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定？提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的原則是什么？答：在小干擾作用下，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)將有小變化而偏離原來的運(yùn)行狀態(tài)（即平衡點(diǎn)） ，如干擾不消失，系統(tǒng)能在偏離原來平衡點(diǎn)很小處建

7、立新的平衡點(diǎn)，或當(dāng)干擾消失后，系統(tǒng)能回到原有的平衡點(diǎn)，則稱電力系統(tǒng)是靜態(tài)穩(wěn)定的。反之，若受干擾后系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)原平衡狀態(tài)的偏離不斷擴(kuò)大，不能恢復(fù)平衡，則稱電力系統(tǒng)是靜態(tài)不穩(wěn)定的。發(fā)電機(jī)的電勢(shì)越高，發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)移阻抗越小，則功率特性的幅值越高，靜態(tài)穩(wěn)定性也就越好。因此，提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的原則就是降低轉(zhuǎn)移阻抗，提高發(fā)電機(jī)電勢(shì)。教育資料.三、作圖題（每小題12 分，共 24 分）簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)正常、故障時(shí)、故障后的功角特性分別為PI 、 PII 和 PIII ，如圖所示。已知在2 時(shí)切除故障，試畫出加速面積、最大可能的減速面積圖，簡(jiǎn)要說明加速、減速面積的物理意義。PPIPIIIPTPII02答

8、：加速面積表示發(fā)生故障時(shí)， 此時(shí)原動(dòng)機(jī)的輸入功率PT大于發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率PII ，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子做加速運(yùn)動(dòng)，一直到功角達(dá)到2 時(shí)切除故障。減速面積表示切除故障時(shí)，此時(shí)發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率PII 大于原動(dòng)機(jī)的輸入功率PT，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子做減速運(yùn)動(dòng)，一直到功角達(dá)到另一個(gè)穩(wěn)定角。教育資料.2、電力系統(tǒng)接線如下圖所示，f 點(diǎn)發(fā)生接地短路，試作出零序等值網(wǎng)絡(luò)圖。 圖中 127 為元件編號(hào)。13122111171811516192024f143222324275625267 98 10火電廠2341415161719186910教育資料.四、計(jì)算題 （第一小題 15 分，第二小題 25 分，共 40 分）

9、1如圖所示的簡(jiǎn)單電力網(wǎng)中，已知變壓器12的參數(shù)為SN，T、 T=31.5MVAP0 31kW,PS 190kW, U S %=10.5, I 0 %=0.7 ；線路單位長(zhǎng)度的參數(shù)為 r l = 0.21 /km,xl = 0.416 /km，忽略線路電容，長(zhǎng)度100km，端電壓 U2= 120kV。試求：（1）線路和變壓器 T2 的電壓損耗；（2）變壓器 T2 運(yùn)行在額定變比時(shí)的低壓側(cè)電壓及電壓偏移。T1T2G 10.5kV120kVL110kV/11kV25+j15(MVA)1234解：線路參數(shù)為Rlrll0.216016.32X lxll0.41660112.482變壓器參數(shù)為RTPSU

10、N219011021032.317SN231.52US%UN210.5110240.33X T10031.5100SN變壓器的功率損耗為（ 1）S225 2152PTPS SNP019031.5231193.76kW 0.19376MWQTU S%S2I0 %SN10.5(252152 )0.7 31.53.0538M var100SN10010031.51003 點(diǎn)處的功率為S3PLPTj (QLQT )25 0.19736 j (15 3.0538)25.19 j18.05線路阻抗中的功率損耗為：教育資料.PlS2103P2Q21032519021805021030.5MWU2 RU2R1

11、1026.3QlS2103P2Q 2X10325190218050 212.481030.99MWU2 XU211022 點(diǎn)處的功率為SPPj (QQ )23l3l25.190.5j (18.050.99)25.65j19.04MVA線路電壓損耗U 2P2 RQ2 X25.656.319.04 12.483.33kVU 21203 點(diǎn)電壓為U 3U 2U 21203.33116.67 kV變壓器電壓損耗U 3P3R Q3X25.19 2.32 18.05 40.33U 36.46kV116.67（ 2） 變壓器低壓側(cè)電壓為U 3U 3116.67 6.46U 411.02kVkN10電壓偏移為

12、U 4U N10011.02 10m2 %100 10.20U N10教育資料.2、如圖所示簡(jiǎn)單系統(tǒng)，已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電機(jī)： SN100MVA ， xdx(2 )0.2 ，x0 = 0.05， E01.05；變壓器： T1 SN 100MVA， U S10.5% ，Y, d11 接法，中性點(diǎn)接地電抗為 20 。:T: SN100MVA ， U S10.5% ， Y,Y0 接法。2線路： l60km ， x(1)0.4/ km ， x(0) 3x(1) 。f 點(diǎn)發(fā)生 A 相金屬性接地短路。取 SB100MVA ， U BU av ，試作如下計(jì)算： 短路點(diǎn)各相電壓和短路電流的標(biāo)幺值； 發(fā)電機(jī)

13、低壓母線各相電壓有名值（計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位）；G10.5kVT1115kVLT210kV解：（1）基準(zhǔn)容量SB100MVA，基準(zhǔn)電壓為平均額定電壓，計(jì)算各元件參數(shù)的標(biāo)么值變壓器 T1：XT1*10.51000.105100100100 0.15中性點(diǎn)接地阻抗： X 02010.51001152變壓器 T：XT 2*0.10521001001100 0.15線路 L： Xl *0.4 10021152制定各序網(wǎng)絡(luò)E11.050.2550.480.3050.255教育資料.0.20.1050.30.1390.1050.3I a1E01.050.48V a1V0.20.1050.30.139

14、0.1050.3I a 2VV a 20.9a1a 20.450.1050.1050.27750.9I a 0V a 0V a 2V a 0I a1 I a2 I a00.48j 0.8640.139j(0.1390.2775)I a 3I a1j 0.864 3j 2.6UUUa1a 2a 0j (0.1390.2775) (j 0.864) 0.36j 0.139(j 0.864)0.12j 0.2775(j 0.864)0.24教育資料.U ba2 U a1aU a 2U a 00.36a20.12a0.240.3j 0.4160.513234.2U caU a1a2U a 2U a 00.36 a0.12a20.240.3j 0.4160.513125.8（ 2） U Ga10.36(j 0.864)j 0.105ej 300.45e j 30U Ga 2( 0.12 j0.864j 0.105)e j300.03