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*1012KW?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。
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
⑴保证供电的安全可靠性。这是对电力系统运行的最基本要求。从发电到输电以及配电，每个环节都必须保证安全可靠，不发生故障，以保证连续不断的为用户提供电能。为此，电力系统各部门应加强现代化管理，提高设备的运行和维护质量。
⑵保证电能的良好质量。电力系统不仅要满足用户对电能的需要，而且还要保证电能的良好质量。频率、电压和波形是电能质量的三个基本指标，其额定值是电气设备设
计的最佳运行条件。电力系统要保证这三个指标符合其额定值的规定。
⑶保证电力系统运行的稳定性。电力系统在运行中不可避免地会发生短路事故，此时系统地负荷将发生突变。当电力系统地稳定性较差，或对事故处理不当时，会导致整个系统的全面瓦解。因此稳定问题是影响大型电力系统运行可靠性的一个重要因素。
⑷保证运行人员和电气设备工作的安全。这是电力系统运行的基本原则，为此要求不断提高运行人员的技术水平和保持电气设备始终处于完好状态。
⑸保证电力系统运行的经济性。电能成本的降低不仅会使各用电部门的成本降低，更重要的是节省了能量资源，因此会带来巨大的经济效益和长远的社会效
、人
益。
综上所述，保证电力系统运行的稳定性，安全可靠地向用户提供充足、优质而又经济地电能，是人们对电力系统地基本要求，
1-4 试述电力系统的质量指标及达标的基本措施。
答：频率、电压和波形是电能质量地三个基本指标。我国规定电力系统的额定频率为50HZ,大容量系统允许频率偏差+ 0.2HZ,中小容量系统运行频率偏
差+ 0.5HZ;电压质量方面，35KV及以上的线路额定电压允许偏差+ 5%, 10KV
线路额定电压运行偏差+ 7％, 380/220V 线路额定电压运行偏差+ 7％,；对于波形,电压波形为正玄形, 10KV 线路波形总畸变率不大于4%, 380/220V 线路电压波形总畸变率不大于+ 5%。
电力系统的负荷是不断变化的,系统的电压和频率必然会随之变动。这就要求调度必须时刻注视电压、频率变化情况和系统的有功和无功负荷平衡情况, 随时通过自动装置快速、及时地调节发电机地励磁电流或原动力, 停止或启动备用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。
《电气工程基础》题解（第2章）2-1某电力系统的日负荷曲线如图2-10所示。试作如下计算：
⑴系统的日平均负荷P av ；
⑵负荷率k m和最小负荷系数〉；
⑶峰谷差。
解：（1 ）系统的日平均负荷P av
A 1 8 1
P av d P k T k(70 2 50 4 80 2 100 4
24 24 ki 24
80 2 90 4 120 4 70 2)
= 85MW
（2 ）负荷率k m和最小负荷系数〉
P max "20(MW)
(3)峰谷差盅n =50(MW)
P 二 P max —P min = 120 - 50 = 70(MW )
2- 2何谓负荷特性？负荷特性如何分类？
答：电力系统综合负荷取用的功率一般要随系统运行参数（主要试电压
U 或频率f ）的变化而变化，反映这种变化规律的曲线或数学表达式称为负荷特性。
负荷特性有静态特性和动态特性之分。
2-3何谓谐波含量、谐波总崎变率和谐波含有率？
答：谐波含量是指各次谐波平方和的开方， 分为谐波电压含量和谐波电流含 量。
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 THD U =U H 100%电流总崎变率为 U 1
I H THD I - 100% 打
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。 = 0.708 50 = 0.42
F max
120 谐波电压含量可表示为 谐波电流含量可表示为
U H V Un n =2
& In 谐波总崎变率是指谐波含量与 n -2
85 120
F mi
n I H
P max "20(MW)
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？
答：电力系统中的谐波会对电网产生严重污染，影响电能质量，增加能量损耗，甚至危害电气设备和电力系统的安全运行。主要危害有：
⑴谐波可使旋转电机附加损耗增加、出力降低，绝缘老化加速。谐波电流与基波磁场间的相互作用引起的振荡力矩严重时能使发电机产生机械共振，使汽轮机叶片疲劳损坏。当谐波电流在三相感应电动机内产生的附加旋转磁场与基波旋转磁场相反时，将降低电动机的效率，使电动机过热。在直流电机中，谐波处附加发热外，还会引起换相恶化和噪声。
⑵谐波电流流入变压器时，将因集肤效应和邻近效应，在变压器绕组中引附加铜耗。谐波电压可使变压器的磁滞及涡流损耗增加。 3 次谐波及其倍数的谐波在变压器三角形接法的绕组中形成的环流会使变压器绕组过热。此外，谐波还会使变压器的噪声增大，使绝缘材料中的电场强度增大，缩短变压器的使用寿命。
⑶谐波电压作用在对频率敏感（频率越高，电抗越降低）的电容元件上，例
如电容器和电缆等，会使之严重过电流，导致发热，介质老化，甚至损坏。
⑷高次谐波电流流过串联电抗器时，会在串联电抗器上形成过高的压降，使电抗器的匝间绝缘受损。
⑸谐波电流流过输电线（包括电缆）时，输电线的电阻会因集肤效应而增大，加大了线路的损耗。谐波电压的存在可能使导线的对地电压和相间电压增大，使线路的绝缘受到影响，或使线路的电晕问题变得严重起来。
⑹谐波电压和谐波电流将对电工仪表的测量正确度产生影响。过大的高次谐波电流流入电能表，可能烧坏电流线圈；频率过高（达到1000Hz 以上）时，电能表可能停转。
⑺供电线路（尤其是电力机车2.5kv接触网）中存在的高次谐波所产生的静电感应和电磁感应会对与之平行的通信线路产生声频干扰，影响到通信质量。此外，谐波入侵电网，有可能会引起电力系统中继电保护的误动作，影响到电力系统的安全运行，也可能对使用中的电子设备产生影响，出现诸如使计算机的计算出错等故障。
《电气工程基础》题解(第3章)
3- 1.双绕组变压器的:型等值电路由哪些等值参数组成？分别写出它们的 计算公式，并说明各参数的物理意义。
答：双绕组变压器的丨型等值电路由短路电阻 R T 、短路电抗X T 、励磁电导 G T 和励磁电纳B T 四个等值参数组成。计算公式分别为:
X T 二U S %U N 10 ( Q ),表示变压器的绕组的总漏抗
S N
G T 10^ (S)，表示变压器励磁支路的电导
U N
B T 氓1宀罟吹⑸，表示变压器励磁支路的电纳
以上公式中，U N 的单位为kV ; S N 的单位为kVA ，.沪。和厶^的单位为kW 3-2.某变电所装有两台并列运行的 OSFPSL-90000/220型自耦变压器，容量 比为100/100/50,试计算变压器的等值参数，并画出其等值电路。
答：查手册得该型号变压器的参数为： P o =77.7kW , APg=323.7kW ， ：Psj=315kW ， ：Ps2； =253.5kW ，U S1/% =9.76， =18.31 ，U S2J %
=12.12，I 。％ =0.5。
(1) 短路损耗的折算
S N 、2 90000、2
P s1： = P s1：( —) = 315( ) = 1260 (kW)
S N3
45000 S N 2 90000 2
P s2； —P s2；(d) = 253.5( ) = 1014(kW)
S N 3 45000 (2) 短路电压百分数的折算
R T 2
■ P S U N 3
10 (Q),表示变压器的绕组的总电阻
：U s2% Y U s ；%(工)=18.31(90000) =36.62
S N3 45000 . ：U s2；% — ：U S 2；%(色)=12.12(90000^
24.24 S N3 45000
(3) 各绕组短路损耗的计算
1 1 .-■：P s1 ( ：P s1N ：P S 1J3 - ：P S 2J3) (323.7 1260 -1014) =284.85(kW)
2 2
1 1 ：艮
2 ( :：P S 2J
3 - FS^) (323.7 101
4 — 1260) = 38.85(kW)
2 2 1 1
.P s3 (也 s 吃2」一 (1260 1014 —323.7) = 975.15(kW) 2 2
(4)各绕组电阻的计算
(5) 各绕组短路电压百分数的计算 U s1% =1 (U s1 ^ % U s1；% —U S 2；%)=丄(9.76 36.62-24.24) =11.07 2 2
1 1
U s2% (U g% U s2j3% -U s1j3%) (9.76 24.24 -36.62) 一1.31 ： 0 2 2
1 1 U s3% = (U s1；% U s2；% -U s1/%) = (36.6
2 24.24-9.76) =25.55 2 2
(6) 各绕组电抗的计算
S N
R T1 2 忆U N 103 S N 2 284・85 220 103 900002 = 1.702 (门) R T2 2 P s2U N 103 2
38・85 220
103 2 90000 -0.232 (门)
R T3 P s3U N
103 s N 2 975.15 220 103 2 90000 二 5.826 (门)
X TI S N
2
10 11.07 2202 9000^ 10 皿532 (门)
X T2 2 U S2%U N 10 S N -1.31 2202 10 一7.044
90000 X T3
2
二 U S 3%U N 忙 S N
2 25.55 220 "0=137.402 90000
(7)计算变压器激磁回路中的G T、B T及功率损耗
G T
p
10 - U 10- =1.605 10- (S)
U N 2202
10%S N_5 0.5汉90000 _5 6
B T02N 10，210」=9.29 10-6 (S)
U N220
相应的功率损耗为
匚P
0 J =-Q0
"0
J
100
S
N 57 j 1
。
5 90000
= 77.7 j450 (kVA )
等值电路:
3- 3.架空线路主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
答:架空线路主要由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等5部分组成。导线用于传导电流，输送电能；避雷线将雷电流引入大地，对线路进行直击雷的保护；杆塔能支撑导线和避雷线，并使导线与导线之间、导线与接地体之间保持必要的安全距离；绝缘子使导线与导线、导线与杆塔之间保持绝缘状态；金具用来固定、悬挂、连接和保护架空线路各主要元件。
3-4.有一长800km的500kV输电线路，采用三分裂导线3X LGJQ-400 ,分裂间距为400mm，水平排列方式，线间距离为12m。试计算输电线路不计分布特性的等值参数，并画出其n型等值电路。
答：查手册得该导线的计算外径为27.36mm。
⑴每公里线路电阻r i的计算
P 31 5
r1—150.0263 (Q /km)
S 3 400
⑵ 每公里线路电抗x i的计算：导线水平排列时的几何均距为
D ge =1.26D =1.26 12000 =15119.1 (mm)
分裂导线的等值半径为
r e q =4 rd 12d 13d 14 = 4 13.68 400 400
2 400 = 187.58(mm) 13
3-5.交流电弧的特点是什么？采用哪些措施可以提高开关的熄弧能力？ 答：交流电
弧的特点是电流每半个周期要经过零值一次。 在电流经过零值时,
电弧会自动熄灭。加速断口介质强度的恢复速度并提高其数值是提高开关熄弧能 力的主
要方法：
(1)采用绝缘性能高的介质
⑵提高触头的分断速度或断口的数目，使电弧迅速拉长； (电弧拉长，实际上是
使电弧上的电场强度减小，则游离减弱，有利于灭弧，伏安特性曲线抬高 )
(3)采用各种结构的灭弧装置来加强电弧的冷却，以加快电流过零后弧隙的去游 离过
程。
3-6.简述旋弧式灭弧装置的工作原理。
答：如下图所示，旋弧式灭弧装置由处于轴心的静触杆和带动触杆的圆筒
捲=0.1445lg D ge 0.0157 = 0.144519 15119.1 0.0157
r eq n 187.58 3 = 0.280 (「/km)
(3)每公里线路的电纳b 1
- 7.58 “_6 b 1 10 1 , D ge lg —— r eq
7 58 6 6 10 =3.976 10 (S/km) ,15119.1 lg 187.58 全线路的参数
R 汀丨= 0.0263 800 = 21.04 (门)
X 訥=0.280 800 =224 (门)
B =01=3.976 10"6 800 =3.18 10‘(S)
线路的n 型等值电路
I 2L.0-l+j224(£i) i_rm II ------- > —I --- 0
Uy
-- jl.59 10r 3(S)--
|1 59 icr 3(s )
U 2
电极组成，圆筒电极内部设置一向静触头凸出的圆环。 圆筒电极上装设有磁场线 圈。当动触头和静触头分开产生电弧后，电弧会很快转移到动触头和圆筒电极间， 把磁场线圈接入电路，使被开断的电流流经线圈。由于电弧电流是沿半径方向流
3- 7.真空灭弧室的真空度对其工作性能有何影响？
答：真空灭弧室的真空度是保证真空断路器正常工作的重要参数。真空度对 真空灭
弧室的绝缘强度、灭弧性能都有很大影响。真空度降低，真空灭弧室的绝 缘和灭弧性能下降
3- 8简述扩散型电弧和集聚型电弧的特点。
答：真空电弧实为金属蒸汽电弧，在电流较小（通常为数千安以下）时，维持
真空中电弧放电的金属蒸汽是由作为阴极的触头上的多个阴极斑点提供的。 从阴 极斑点蒸发出的金属蒸汽及其游离质点，在向阳极运动的过程中会向周围的低气 压区扩
散，形成从阴极斑点向阴极逐渐扩散的，由金属等离子体组成的光亮的圆 锥形弧柱。这种电弧称为扩散型真空电弧。扩散型真空电弧在电流过零后介质强 度恢复十分迅速，极易开断。
当真空电弧的电流增大到超过某一值（不同电极材料其值不同，对铜电极来 说，其
值为104
A ）时，大量电子在电场作用下朝着阳极运动并撞击阳极后，会使 阳极表面温度升高而出现阳极斑点，使阳极蒸发出金属蒸汽及其游离质点。阳极 斑点的出现会使原来分散在阴极表面的阴极斑点集聚到正对阳极斑点处， 成为集 聚型电弧。实验证明：当出现集聚型电弧时，真空断路器就会失去开断能力。因 此,提高出现阳极斑点的电流值，使电弧在大电流范围内仍能保持扩散型电弧的 形态，是提高真空断路器开断能力的有效措施。
3- &简述对操动机构的要求。
答：断路器的分合闸操作靠操动机构实现。对操动机构的要求包括：
（1）合闸元件必须有足够大的合闸力和合闸功，以得到足够的触头刚合速 度,使断路器能顺利地关合短路故障；（2）支持元件应能在合闸后把断路器保持 在合闸位置，不因外界震动或其他原因发生误分闸；（3）断路器的分闸操作应能 实现遥控并能做到自由脱扣，机构中应采取省力措施使分闸操作所需的功尽可能 小；（4）在关合预伏故障或重合闸不
动的，而线圈生成的磁场是轴线方向的,
质发生相对运动，实现吹弧。
所以电弧会沿圆周旋转而与 SF 6气体介
成功时要能防止断路器的跳跃。
3-9.电压互感器与电力变压器有什么差别？电流互感器与电压互感器又有什么差别？
答：电压互感器在工作时二次侧接近开路，所以电压互感器实质上为一容量极小（额定容量在1000VA以下）的降压变压器，其一次绕组的匝数W i远大于二次绕组的匝数眼。电压互感器和变压器的主要差别是设计和使用都要以能达到一定的精度为前提。即在磁路方面，电压互感器应采用优质的冷轧硅钢片，设计时磁通密度要取得低些；在使用方面，电压互感器所接负载应根据所需测量精度来决定，不能用到发热允许的最大容量。当有检测单相接地故障的需要时，电压互感器还需设第三绕组来获取零序电压。
电流互感器工作时，其一次绕组是串接在线路中的，互感器的负载则是串联后接到二次线圈上的仪表和继电器的电流线圈。由于这些电流线圈的阻抗很小，电流互感器在工作时接近短路状态。运行中的电流互感器的二次绕组必须通过仪表接成闭合回路或自行短路。电流互感器工作的另一个特点是：随着系统用电情况的变化，电流互感器所需变换的电流，可在零和额定电流间的很大范围内变动。在短路情况下，电流互感器还需变换比额定电流大数倍，甚至数十倍的短路电流。电流互感器应能在电流的这一很大的变化范围内保持所需的准确度。
3-10.为什么可以采取变比和匝比不等的措施（也称匝补偿）来改善电压及电流互感器的误差特性。
答：电压互感器一次侧额定电压U NI和二次侧额定电压U N2之比称为电压互感器的
变比即k N二仏，匝比k w = W。
U N 2 ^^2
根据电压互感器二次侧电压U2按额定电压比换算出的一次电压k N U2即为相
量图中的二次归算电压U2。U2和一次电压u1•在数值上和相位上的差别就是电压互感器误差的来源。为了提高电压互感器的测量精度，变比k N通常要略小于其
匝比k w。如取k N = k w，则在规定的负载功率因数（0.8）附近，k N U2均小于U i。即在任意负载电流下互感器的比值差均为负值。若要使比值差出现正值，必须使
由额定电压换算所得的电压k N U2 > k w U2，即变压器的变比k N应大于匝比k w。
电气工程基础》题解（第4 章）
4-1. 何谓无备用接线方式的电力网？有备用接线方式的电力网？各有何优缺点？
答：用户只能从单方向的一条线路获得电源的电力网称为无备用接线方式的电力网。用户能从两个或两个以上方向获得电源的电力网称为有备用接线方式的电力网。
无备用接线方式电力网的优点是简单明了，运行方便，投资费用少。缺点是供电的可靠性较低，任何一段线路故障或检修都会影响对用户的供电。这种接线方式不适用于向重要用户供电，只适用于向普通负荷供电。
在有备用接线方式电力网中，双回路的放射式、干线式、链式网络的优点是供电可靠性和电压质量明显提高，操作简单和运行方便。缺点是设备费用增加多，经济指标差。
环形网络接线具有较高的供电可靠性和良好的经济性，缺点是当环网的节点较多时运行调度较复杂，且故障时电压质量较差。
两端电源供电网在有备用接线方式中最为常见，但采用这种接线的先决条件是必须有两个或两个以上独立电源。其供电可靠性相当于有两个电源的环形网络。
4-2. 如何确定输电网的电压等级？答：输电网的电压等级是根据输送功率和输送距离，结合电力系统运行和发展的实际需要以及电力设备的制造水平来确定。当输送的功率一定时，线路的电压越高，线路中通过的电流就越小，所用导线的截面就可以减小，用于导线的投资可减少，而且线路中的功率损耗、电能损耗也都会相应降低。因此大容量、远距离输送电能要采用高压输电。但是，电压越高，要求线路的绝缘水平也越高，除去线路杆塔投资增大、输电走廊加宽外，所需的变压器、电力设备等的投资也要增加。我国国家标准规定的输电网额定电压等级为110，220，330，500，750kV 。
4-3. 我国常用的配电网电压等级有几种？答：我国现行配电网的电压等级可分为三种，即高压配电网（35kV、110kV），中压配电网（6kV、10kV）和低压配电网（220V、380V）。
4-4. 对主接线的基本要求是什么？在设计和评价主接线时，应从哪几方面分析和评述？
答：对主接线的基本要求是可靠性，灵活性和经济性。在设计和评价主接线时，也应从以上三方面进行分析和评述。
4-5.隔离开关与断路器配合操作时应遵守什么原则？举例说明对出线停、送电操作顺序。
答：隔离开关与断路器配合操作时，隔离开关应严格遵循“先通后断”的原
则。例如对线路进行送电操作的顺序应该是：先合母线隔离开关QS B,再合出线隔离开关QS I，最后合断路器QF;而对出线进行停电操作时，则应先断开断路器QF,再断开线路隔离开关QS,最后断开母线隔离开关QS B。
4- 6.画图说明什么是单母分段接线？从运行角度看它与两组汇流母线同时运行的双母线接线技术上有什么区别？
答:
dLi
II
单母分段接线
从运行角度看，单母分段接线可轮流检修一段汇流母线，使停电范围减小,因此采用单母分段接线时重要用户可同时从不同分段引接电源供电实现双路供电。而两组汇流母线同时运行的双母线接线可以轮流检修主母线而不停止供电。同时若有一组主母线故障，经倒闸操作可以将所有回路倒换至另一组主母线而迅速恢复供电。因此，两组汇流母线同时运行的双母线接线具有更高的供电可靠性。
4-7.在带旁路的双母线接线中，汇流母线和旁路母线的作用各是什么？叙述检修与旁母相连的出线断路器的原则操作步骤。
答：在带旁路的双母线接线中，汇流母线的作用是汇集和分配电能，旁路母线的作用是检修断路器不停电。检修与旁母相连的出线断路器的原则操作步骤是：首先合旁路断路器两边的隔离开关，再合旁路断路器向旁路母线充电以判断旁路母线有否问题，如果旁路母线有故障，旁路断路器会立即跳闸，而不影响其他正常运行；若旁路母线正常，等充电3~5min再断开旁路断路器，在旁母无电压的情况下合旁路隔离开关，再合上旁路断路器，然后再断开出线断路器及两侧
隔离开关，实现对出线断路器的检修
4-8. 什么是单元接线？发电机与双绕组主变构成的单元接线中，发电机出口为什么可不装断路器？
答：单元接线是发电机与变压器直接串联的接线形式。由于系统容量不断增大，发电机出口处短路电流太大，发电机侧断路器的开断容量不够（制造不出），采用单元接线，所有故障均由线路侧高压断路器开断，所以发电机出口可不装断路器。
4-9. 什么是桥形接线？内桥和外桥接线在事故和检修时有何不同？它们的适用范围有何不同？
答：由一台断路器和两组隔离开关组成连接桥，将两回变压器-线路组横向连接起来的电气主接线。
变压器检修时：
内桥：检修主变T i,内桥接线要断开QF、QF i，再拉开QS i,这时出线l i 只得停电。要恢复l i供电，需再关合QF和QF i，操作显得复杂。
外桥：要检修T i仅停QF i和QS i，做相应安全措施即可检修，操作就简单。线路故障时：
内桥接线仅QF i 跳闸，T i 及其他回路继续运行。
外桥接线中，QF 和QF i 会同时自动跳闸，主变T i 被切除。要恢复T i 运行，必须断开QS2，合QF i和QF。
适用范围：内桥适用于线路长（则易发生故障），主变不常切除的火电系统。外桥适用于线路短，主变经常切除，有穿越功率（不经过变电厂）的水电系统。
4-10. 一座220kV 重要变电所共有220kV 、110kV 、10kV 三个电压等级，安装两台120MVA 自耦变压器，其220kV 侧有4 回出线，采用双母带旁路接线，110kV 侧有6 回出线，采用双母带旁路接线，10kV 侧有12 回出线，采用单母分段接线。试绘出该变电所的主接线图。
答：
i6
4-11.中性点接地方式有几种类型？概述它们的优缺点
答：中性点的接地方式可分为两大类：一类是大电流接地系统（或直接接地系统），包括中性点直线接地或经小阻抗接地；另一类是小电流接地系统（或非直接接地系统），包括中性点不接地或经消弧线圈接地。
在大电流接地系统中发生单相接地故障时，接地相的电源将被短接，形成很大的单相接地电流。此时断路器会立即动作切除故障，从而造成停电事故。单相接地短路后，健全相的电压仍为相电压。
在小电流接地系统中发生单相接地故障时，不会出现电源被短接的现象，因此系统可以带接地故障继续运行（一般允许运行2小时），待做好停电准备工作后再停电排除故障。可见采用小电流接地的运行方式可以大大提高系统供电的可靠性。但这种运行方式的缺点是，发生单相接地时非接地相的对地电压将上升为线电压，因此线路及各种电气设备的绝缘均要按长期承受线电压的要求设计，这
将使线路和设备的绝缘费用增大。电压等级愈高，绝缘费用在电力设备造价中所占的比重也愈大。
4-12.简述消弧线圈的作用，在什么情况下需加装消弧线圈。
答：接在中性点与地之间的铁芯有气隙的电感线圈，其作用是补偿电力系统单相接地电流及减缓接地故障点恢复电压的上升速度，从而增大接地故障点自动熄弧的概率。当3~10kV电网单相接地电流大于30A; 35~66kV电网单相接地电流大于10A;或发电机单相接地电流大于5A时应当在中性点安装消弧线圈，对电容电流进行补偿。
4-13 ■什么是消弧线圈的脱谐度，为什么消弧线圈一般应当运行在过补偿状
答：将消弧线圈的L 值偏离调谐的程度用脱谐度 v 表示 v= （lc-l L ）/Ic
在欠补偿的情况下，如果电网有一条线路跳闸（此时电网对地自部分电容减 小）时，或当线路非全相运行（此时电网一相或两相对地自部分电容减小）时， 或U o 偶然升高使消弧线圈饱和而致 L 值自动变小时，消弧线圈都可能趋近完全 调谐，从而产生严重的中性点位移。因此，消弧线圈一般应采取过补偿的运行方 式。
《电气工程基础》题解（第5章）
5- 1什么是电压降落、电压损耗和电压偏移？
解：电压降落：电力网任意两点电压的矢量差称为电压降落，记为 =U 。阻抗支 路中有电流（或功率）传输时，首端电压 U i 和末端电压U 2就不相等，它们之间 的电压降落为 U =U 1 -U 2
=、、3l 2（R jX ）二.3I 1（R jX ） 电压损耗：电力网中任意两点电压的代数差，称为电压损耗。工程实际中，线路 电压损耗常用线路额定电压 U N 的百分数 U %表示，即 U % 丿1 U 100
U N
电压偏移：电力网中任意点的实际电压 U 同该处网络额定电压U N 的数值差称为 电压偏移。在工程实际中，电压偏移常用额定电压的百分数 m%表示，即
态？
-'(C 11 - C 22 - C 33)- V
L
:.-?(C 11 C 22 ' C 33)
电气工程基础（上）_武汉大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.幂函数式模型中，PU、Pf分别为（）。 答案: 负荷有功功率的电压特性系数和频率特性系数 2.适用于将功率从低压向中压和高压系统馈送的三绕组变压器的绕组排列方式 为 答案: 铁心中压低压高压 3.无备用接线方式的供电可靠性（）有备用接线方式。 答案:
低于 4.旁路断路器的作用是（） 答案: 出线断路器检修时，可代替该出线断路器工作 5.规程规定，频率偏移不超过( )时由主调频厂负责调频。（） 答案: 0.2Hz
6.异步电动机激磁电抗消耗的无功功率，和（）的平方成正比。 答案: 电压 7.提高负荷（），减少网络中无功功率的传送，能够有效降低网损。 答案: 功率因数 8.某输电系统中变压器T1的额定容量为25MV·A、额定变比为110/10.5kV、 短路电压百分数Uk%=10.5。请计算当系统基准功率取为125MV·A，基准电压取为平均额定电压时，变压器T1的等值电抗标幺值为（）。 答案: 0.525 9.对于架空输电线路的正序，负序和零序电抗分别为X1，X2和X0，则三者 的大小关系为
答案: X1=X2 分离厂用电，以确保发电厂能迅速恢复正常，与系统并列运行 切除部分负荷 12.系统中的无功电源功率容量要大于或等于下列哪些量之和。（） 答案: 厂用电的无功需求 网络中的无功功率损耗 负荷的无功功率 一定的无功备用容量 13.电力系统的频率主要取决于系统有功功率的平衡。 答案: 正确 14.规定发电机的额定电压比所接电力网的额定电压高10％，用于补偿电力网 上的电压损失。 答案: 错误 15.我国规定的电力网额定电压等级500kV，是指三相交流系统的相对地电压。 （） 专升本《电气工程基础》 一、（共75题,共150分） 1. 额定电压在一下的发电机,其额定电压一般（）相应的系统额定电压。（2分） A.高于 B.低于 C.等于 D.不确定 .标准答案：A 2. 电流互感器的二次侧绕组不能（）。（2分） A.开路 B.短路 C.无所谓 .标准答案：A 3. 双母线带旁路接线的优点不包括（）。（2分） A.检修母线可以不停电 B.检修母联断路器可以不停电 C.检修出线断路器可以不停电 D.任意一段母线故障可以不停电 .标准答案：D 4. 冲击电流是指（）。（2分） A.每次短路电流的最大短路电流有效值 B.每次短路电流的最大短路电流瞬时值 C.可能出现的最大短路电流有效值 D.可能出现的最大短路电流瞬时值 .标准答案：D 5. 在220kV电力系统中,并联静电电容器一般装设在变压器的（）。（2分） A.低压侧 B.中压侧 C.高压侧 D.低压侧或中压侧 .标准答案：A 6. 铁磁谐振过电压的特点不包括（）。（2分） A.铁芯未饱和时感抗大于容抗 B.产生谐振时出现“翻相”现象 C.谐振状态可能自保持 D.电感-电容效应 .标准答案：D 7. 测量用电流互感器二次侧电流额定值一般为（）。（2分）.标准答案：D 8. 对降低供电网电能损耗的效果最差的是（）。（2分） A.采用并联电容就地补偿 B.在向供电网供电的变电站内采用调相机补偿 C.改造供电网络,缩短供电路径 D.将供电网络的电压提高到接近上限运行 .标准答案：B 9. 在超高压或特高压系统中主要由内过电压决定系统的绝缘水平,请问主要是如下哪种电压决定（2分） A.操作过电压 B.谐振过电压 C.工频过电压 D.由上述三种电压共同决定 .标准答案：A 10. 为了提高线路耐雷性能、降低雷击跳闸率、保证安全供电,下列防雷措施不正确的是（）。（2分） A.架设避雷线 B.增加杆塔接地电阻 C.采用中性点经消弧线圈接地 D.安装线路避雷器 .标准答案：B 11. 启停速度最快的发电机组是（）。（2分） A.凝汽式汽轮机组 B.水轮机组 C.供热式背压机组 D.燃气轮机组 .标准答案：B 12. 220kV网络中有A,B两台变压器,已知S NA =,U kA %=U KB %,则变压器的电抗（）。（2分） >X B =X B D.无法确定 .标准答案：C 13. 若发电机母线上接有2台以上主变压器,当其中容量最大的一台因故退出运行时,其它主变压器在允许正常过负荷范围内应能输送剩余功率的（）。（2分）% % % % .标准答案：B 14. 在（1）屏面布置图、（2）屏背面接线图、（3）端子排图中,安装接线图包括（）。（2分） 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*1012KW?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。 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 作业二 1、有几个参数反映架空输电线路？它们具体反映线路的什么特性？ 答： 电阻R线路通过电流时产生的有功功率的损耗效应 电感L:载体导流的磁场效应 电导G:线路通电时绝缘介质产生的泄露电流以及导体附近空气游离而产生的有功功率损耗 电容C：带电导体周围产生的磁场效应 2、一条LGJQ—3×500 的分裂导线的输电线路，按等间距排列，间距为12m，每相分裂间距为400mm，导体直径为30.2mm。求该线路每公里电抗和电纳. 3、一台SFL-15000/110 型双绕组变压器,额定容量为15MVA，额定变比为 110/11kV，其试验参数为Pk=133kW,P0=50kW，Uk﹪=10.5，I0﹪=3。5，试计算归算到高压侧的各参数并画出等值电路。 4、与普通变压器相比,自耦变压器有哪些优缺点?自耦变压器运行需要注意哪些问题？ 答： 1）、在大型超高压电力系统中,多数采用由自耦变压器来联接两个电压级的电力网，自耦变压器具有消耗材料少、投资低、损耗小等优点，得到广泛的应用。另外，由于通常自耦变压器变比接近于1，导致短路电压百分数要比普通变压器小得多，所以在系统发生短路时，自耦变压器的情况将更为严重。 2）、自耦变压器除了与一般变压器运行特性相同之外，还需要注意的一些问题是: a，由于自耦变压器一、二次侧有直接的电的联系，为了防止高压侧单相接地故障而引起低压侧过电压，其中性点必须牢靠接地； b,自耦变压器两侧都需安装避雷器，以防止过电压； c，自耦变压器短路电压比普通变压器小得多，因此短路电流较普通双绕组变压器大, 必要时，必须采取限制短路电流措施. 5、在开关电器断开的过程中，间隙的自由电子是如何产生的?试说明电弧的形成和熄灭过程。 解： 切断电路瞬间，由于动静触头间的介质迅速游离，存在着一定浓度的带正电荷的离子和带负电荷的离子。通过强电场发射、碰撞游离、热游离、热电子发射等过程，弧隙中带电质点不断增多，产生电弧电流。 电弧中存在的游离与去游离这两个性质相反过程的强弱对比决定了电弧的最终发展趋势，即当游离强于去游离时，电弧就会发生并燃烧剧烈;若去游离与游离过程达到平衡，电弧就会稳定燃烧；而去游离占优势时，电弧的燃烧即将减弱并最终熄灭。 6、什么叫介质强度恢复过程和电压恢复过程？它们与哪些因素有关？交流电弧电流有何特点？熄灭交流电弧的条件是什么？ 解： 弧隙中介质强度的恢复过程与电弧电流的大小有关,但主要决定于断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质、电弧的冷却条件等因素，描述的是弧隙介质绝缘能力由电弧电流过零的水平恢复至正常状态的过程。 恢复电压的变化过程是指施加于弧隙上的电压由弧隙电压过渡到电源电压的过程,以开关电器触头间电压描述,交流电弧恢复电压的变化过程与线路结构、参数、负荷性质有关. 交流电弧特点： 1）交流电弧存在自然暂时熄弧点，与交流电流特性一样，交流电弧电流每半周期也要过零一次。电流过零时，电弧自然暂时熄灭,与电弧中去游离程度有关. 电气工程基础习题答案 电气工程基础习题答案 在学习电气工程基础的过程中，习题是我们检验自己理解程度的重要方式之一。下面将为大家提供一些电气工程基础习题的答案，希望能够帮助大家更好地理 解和掌握相关知识。 1. 电阻、电容和电感是电路中常见的三种基本元件，请问它们分别有什么特点 和作用？ 电阻是电路中最常见的元件之一，它的作用是限制电流的流动。电阻的特点是 阻碍电流通过，使得电流在电路中产生压降，同时也会产生热量。 电容是一种存储电荷的元件，它的作用是储存电能。电容的特点是能够通过两 个导体之间的电场存储电荷，并且能够在电路中释放电能。 电感是一种储存磁能的元件，它的作用是储存电流。电感的特点是能够通过线 圈中的磁场储存电能，并且能够在电路中释放电流。 2. 请问直流电路和交流电路有什么区别？ 直流电路是指电流方向始终保持不变的电路。在直流电路中，电流的方向是恒 定的，不会发生改变。直流电路常用于电池供电的设备中。 交流电路是指电流方向周期性改变的电路。在交流电路中，电流的方向会随着 时间的变化而周期性地改变。交流电路常用于电网供电的设备中。 3. 请问欧姆定律是什么？它的公式是什么？ 欧姆定律是描述电路中电流、电压和电阻之间关系的定律。根据欧姆定律，电 流等于电压与电阻之间的比值。 欧姆定律的公式为：I = V/R 其中，I表示电流，单位为安培（A）；V表示电压，单位为伏特（V）；R表示电阻，单位为欧姆（Ω）。 4. 请问串联电路和并联电路有什么区别？ 串联电路是指电路中元件依次连接在一起的电路。在串联电路中，电流只有一 条路径可以流动，而电压会分配到每个元件上。串联电路中的元件共享相同的 电流。 并联电路是指电路中元件同时连接在一起的电路。在并联电路中，电流可以分 流到不同的元件上，而电压在每个元件上保持不变。并联电路中的元件共享相 同的电压。 5. 请问功率的计算公式是什么？功率的单位是什么？ 功率是描述电路中能量转换速率的物理量。功率的计算公式为功率等于电流乘 以电压。 功率的公式为：P = VI 其中，P表示功率，单位为瓦特（W）；V表示电压，单位为伏特（V）；I表示 电流，单位为安培（A）。 希望以上习题的答案能够帮助大家更好地理解和掌握电气工程基础知识。通过 不断地练习和思考，相信大家一定能够在电气工程领域取得更好的成绩和进步。 《电气工程基础》作业参考答案 1.1 接触器的作用是什么？根据结构特征，如何区分交、直流接触器？ 答：（1）作用：用来频繁接通和切断电动机或其它负载主电路； （2）区分：直流：单极或双极；交流：三极以上； 交流接触器铁心端面上有一个分磁环（短路环） 1.2.为什么交流电弧比直流电弧更易熄灭？ 答：（1）交流电压过零时，容易自然熄灭； （2）阴极效应：新阴极附近缺少“正离子”，出现断流区。 时间继电器：敏感元件获得信号后，执行元件延迟一段时间后才动作；用于星-角变换、自耦变压器起动控制；主、后备保护配合等。 速度继电器：测量电机速度，用于异步电动机的反接制动控制等； 热继电器：过载保护 继电特性：跳跃式输入-输出特性。 1.8 交流220V的电压继电器误接于直流220V的控制电路上能正常工作吗？为什么？会产生什么现象？ 答：不能正常工作。 同样的线圈通交流电时呈现阻抗，但通直流时仅呈现电阻。 所以交流220V的电压继电器误接于直流220V的控制电路上，线圈通过的电流过大，导致线圈烧坏。 1.9 直流220V的电压继电器误接于交流220V的控制电路上能正常工作吗？为什么？会产生什么现象？ 答：不能正常工作。 同样的线圈通交流电时呈现阻抗，但通直流时仅呈现电阻。 直流220V的电压继电器误接于交流220V的控制电路上有可能不能可靠吸合。另直流电压继电器铁心端面没有分磁环，交变的电压会产生交变的电磁吸力，即使能吸合也会产生强烈的振动与噪声。 1.10交流220V的电压继电器误接于交流380V的控制电路上能正常工作吗？为什么？会产生什么现象？ 答：不能正常工作。 电压过高，电流过大，会烧坏线圈。 1.11交流380V的电压继电器误接于交流220V的控制电路上能正常工作吗？为什么？会产生什么现象？ 答：不能正常工作。 380*0.85＝323V，电磁吸力小于反力，不能可靠吸合，电流增大，烧坏线圈。 1.13 热继电器与熔断器的作用有何不同？ 答：都是利用电流的热效应实现动作的。 但热继电器发热元件为两个不同膨胀系数的金属片，受热弯曲，推动相应的机械结构 1.现代电力系统由哪些部分组成? 答: 电力系统是由发电厂、输电系统、配电系统和负荷组成的整体. 2.三相导线损耗与哪些参数有关? 答:I为线路电流,RL为单回路电阻,P为三相线路的输送功率, ρ为导线电阻率，l为导线长度，S为导线截面积，cos φ为负载功率因数，UN为三相线路的线电压。 假定P,l，cos φ及ρ已经确定，那么线损就由截面积和线电压决定。 3.电力系统有哪些发展趋势，其优点有哪些？ 1.能源开发与环境保护的协调 2.电源结构的优化配置 3.灵活交流输电与新型直流输电 4.现代能量管理系统 5.电能质量新标准 6.电力市场的兴起 4.解释电力系统基本参量的含义。 答：1总装机容量——系统中所有发电机组额定有功功率的总和，以兆瓦（MW）计。 2年发电量——系统中所有发电机组全年所发电能的总和，以兆瓦时（MW.h）计。 3最大负荷——指规定时间（一天、一月或一年）内电力系统总有功功率负荷的最大值，以兆瓦（MW）计。 4年用电量——接在系统上所有用户全年所用电能的总和，以兆瓦时（MW.h）计。 5额定频率——我国规定的交流电力系统的额定频率为50赫（Hz）。 6最高电压等级——，指电力系统中最高电压等级的电力线路的额定电压，以千伏（KV）计。 5.说明用电设备、线路、发电机与变压器的额定电压之间的关系。 答：各用电设备的额定电压取与线路的额定电压相等。发电机的额定电压将比线路额定电压高出5%。变压器一次测额定电压取等同于用电设备额定电压。变压器二次侧额定电压应较线路额定电压高5%。直接与发电机相连的升压变压器一次测额定电压取等于发电机额定电压。 6.电力系统中性点接地方式有哪些，并画出示意图。 答：中性点直接接地、不接地或经电抗器接地 7.电力负荷分为哪三级，并简述之。 答：一级负荷，对一级负荷中断供电，将可能造成生命危险、设备损坏、破坏生产过程、使大量产品报废，给国民经济造成重大损失，使市政生活发生混乱。 二级负荷，对二级负荷停止供电，将造成大量减产，交通停顿，使城镇居民生活收到影响等。 三级负荷，不属于一、二级负荷的其他负荷。 8.电力系统运行特点有哪些？ 答：1.电能目前还不能大量存储； 2.电力系统的暂态过程非常迅速； 3.供电中断有可能给国民经济和人民生活造成重大损失； 4.对电能质量（电压和频率）的要求十分严格，偏离规定值过多时，将导致产生废品，损坏设备，甚至出现从局部范围到大面积停电。 9.电力系统中储能元件有哪些，并简述之。 答：1.电容；电容元件是表征产生电场、储存电场能量的元件。 2.电感；电感元件是表征产生磁场、储存磁场能量的元件。 电气工程师考试《基础知识》试题及答案 1、运行中保护装置变更保护定值应按什么顺序进行? 答:(1)对于故障时反应数值上升的继电器(如过流继电器等),若定值由大改小则在运行方式变更后进行;定值由小改大则在运行方式变前进行. (2)对于故障时反应数值下降的继电器(如低电压继电器.阻抗继电器)若定值由大改小则在运行方式变更前进行,定值由小改大则在运行方式变更后进行。 (3)需改变继电器线圈串并联时严防流就二次回路开路,应先将电流回路可靠短接. 2、跳闸位置继电器与合闸位置继电器有什么作用? 答：它们的作用如下： 1)可以表示断路器的跳、合闸位置如果是分相操作的，还可以表示分相的跳、合闸信号。 2)可以表示断路器位置的不对应或表示该断路器是否在非全相运行壮态。 3)可以由跳闸位置继电器的某相的触点去启动重合闸回路。 4)在三相跳闸时去高频保护停信。 5)在单相重合闸方式时，闭锁三相重合闸。 6)发出控制回路断线信号和事故音响信号。 3、检验微机保护装置数据采集系统应在什么状态下进行?为什么? 答：检验数据采集系统应在“不对应状态”下进行。其原因是，在此状态下无论交流电流如何变化，微机保护不会跳闸，且数据采样系统能正常工作。 4、对微机保护中RAM常用的自检方法是什么? 答：对RAM的自检，通常用写入一个数，然后再读出并比较其是否相等来检验RAM是否完好。一般可分别写入SSH和AAH来进行检验。 5、什么是电气一次设备和一次回路?什么是电气二次设备和二次 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。 二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。如熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路或二次接线系统。 6、哪些回路属于连接保护装置的二次回路? 答：(1)从电流互感器、电压互感器二次侧端子开始到有关继电保护装置的二次回路(对多油断路器或变压器等套管互感器，自端子箱开始)。 (2)从继电保护直流分路熔丝开始到有关保护装置的二次回路。 (3)从保护装置到控制屏和中央信号屏间的直流回路。 (4)继电保护装置出口端子排到断路器操作箱端子排的跳、合闸回路。 7、举例简述二次回路的重要性。 答：二次回路的故障常会破坏或影响电力生产的正常运行。例如若某变电所差动保护的二次回路接线有错误，则当变压器带的负荷较大或发生穿越性相间短路时，就会发生误跳闸;若线路保护接线有错误时，一旦系统发生故障，则可能会使断路器该跳闸的不跳闸，不该跳闸的却跳了闸，就会造成设备损坏、电力系统瓦解的大事故;若测量回路有问题，就将影响计量，少收或多收用户的电费，同时也难以判定电能质量是否合格。因此，二次回路虽非主体，但它在保证电力生产的安全，向用户提供合格的电能等方面都起着极其重要的作用。 8、什么是二次回路标号?二次回路标号的基本原则是什么? 答：为便于安装、运行和维护，在二次回路中的所有设备间的连 第一章 引论 1-1，电能较之其他形式的能量有许多突出的优点。电能可以集中生产分散使用、便于传输和分配、便于和其他形式的能量相互转化，可以满足生产及生活多方面的需要。 1-2，由线路中的损耗表达式S U l P P N ⋅Φ⋅=∆222cos ρ 可以看出，在P 、l 、cos Φ及ρ已经确定 的情况下，线路损耗就由截面积和线电压决定。由于线路损耗与电压成反比，因此提高电压能够降低线路损耗。 1-3，各设备的额定电压分别为： (a) G1 10.5KV ；T1 10.5/121KV ； T2 110/38.5KV ； (b) G1 10.5KV ；T1 10.5/121KV ；T2 110/11KV ；T3 110KV/6.6/38.5KV G2 6.3KV ；T4 35/6.6KV ； T5 6.3/38.5KV ；M1 6KV (c) G1 10.5KV ；G2 10.5KV ；T1 10.5/121KV ；T2 10.5/121/38.5KV 1-4，电能质量的三个基本指标是频率、电压和波形。系统频率主要取决于系统中有功功率的平衡；节点电压主要取决于系统中无功功率的平衡；波形质量问题由谐波污染引起。 1-5，提高电力系统安全可靠性主要从以下几个方面着手：（1）提高电网结构的强壮性；（2）提高系统运行的稳定性；（3）保证一定的备用容量 第二章 基本概念 2-1，解：只须p ef 电气工程基础第二版第十二章课后答案单选题 1.在变压器负载损耗和空载损耗测量的参数中，(c)项参数受试验电源频率的影响可忽略不计。 a.短程损耗和短程电流; b.负载损耗和短路阻抗; c.绕组电阻损耗和短路电阻的电阻分量; d.附加损耗和短路阻抗的电抗分量。 2.磁阻的大小与磁路的长度(d)。 a.无关; b.的平方成正比; c.成反比 d.成正比。 3.周期性交流量的波形因数等于(a)。 a.有效值/平均值; b.最大值/有效值; c.瞬时值/有效值; d.最大值/平均值。 4.周期性交流量的波顶因数等同于(b)。 a.有效值/平均值; b.最大值/有效值; c.瞬时值/有效值; d.最大值/平均值。 5.直流试验电压的脉动是指对电压(a)的周期性波动。 a.算术平均值; b.最大值; c.最小值; d.峰值。 6.直流试验电压的`脉动幅值等同于(d)。 a.最大值和最小值之差; b.最大值与平均值之差; c.最小值与平均值之差; d.最大值和最小值之高的一半。 7.三相变压器的三相磁路不对称，正常情况下，三相空载励磁电流不相等，三相芯柱中的磁通量为(c)。 a.两边二者成正比，并大于中间二者; b.两边相相等，并小于中间相; c.三相成正比; d.三相不相等，且无规律。 8.经耐热105℃的液体介质冲泡过的纸、纸板、棉纱等都属(a)绝缘 a.a级; b.b级; c.y级; d.f级。 9.电动机的额定功率是指在额定运行状态下(b)。 a.从电源输出的电功率; b.电动机的发热功率; c.电动机轴输入的机械功率; d.电动机所消耗的功率。 10.tyd220/3电容式电压互感器，其额定开路的中间电压为13kv，若运转中出现中间变压器的短路故障，则主电容c1忍受的电压将提升约(b)。 a.5%; b.10%; c.15%; d.20%。 电气工程基础 [单项选择题] 1、发电机额定电压为（）V。 A.360 B.380 C.400 D.420 参考答案：C [单项选择题] 2、用户供电的可靠性程度，是由（）的性质决定的。 A.用电负荷 B.供电质量 C.电源频率 D.用户数量 参考答案：A [单项选择题] 3、配电系统设计应满足供电可靠性和（）的要求。 A.短路保护 B.负载容量 C.电能质量 D.过载保护 参考答案：C [单项选择题] 4、最基本的三个逻辑运算是（）。 A.与运算、或运算、非运算 B.加法运算、减法运算、乘法运算 C.与运算、或运算、异或运算 D.与非运算、或非运算、异或运算 参考答案：A [单项选择题] 5、4分频电路是指计满（）个时钟脉冲CP后产生一个输出信号。 A.2 B.4 C.6 D.8 参考答案：B [单项选择题] 6、对于n个变量而言，最小项共有（）个。 A.2n B.n2 C.2×2n D.2n 参考答案：D [单项选择题] 7、内核中程序要通过紫外线才能擦除的程序存储器为（）。 A.RAM B.FLASH C.动态MOS型RAM D.EPROM 参考答案：D [单项选择题] 8、在图12-4中，正确的输出信号表达式为：（）。 A.Y=A B.Y=1 C.Y=0 参考答案：C [单项选择题] 9、下列各种门电路中哪些可以将输出端并联使用（输入端的状态不一定相同）（）。 A.具有推拉式输出级的TTL电路 B.TTL电路的OC门 C.TTL电路的三态输出门 D.普通的CMOS门 参考答案：B [单项选择题] 10、三态门输出高阻状态时，（）说法是不正确的。 A.相当于悬空 B.输出端电阻极大 C.输出电压为0 D.输出电压值浮动在OV到5V的任意数值上 参考答案：C [单项选择题] 11、对于逻辑函数的化简，通常是指将逻辑函数化简成（）。 A.最简或与式 B.最简与或式 C.最简或非式 D.最简与非式 参考答案：B [单项选择题] 12、权电阻求和网络DAC电路的最小输出电压是（）。 A.0.5VLSB B.VLSB C.0.5VFSR D.VFSR 参考答案：B [单项选择题] 13、电力系统电压等级的划分中（）kV以上规定为高压。 A.1 B.10 C.110 D.0.38 参考答案：A [单项选择题] 14、衡量电压质量的指标有（）。 A.电压偏移 B.电压波动 C.电压闪变 实用文档 专升本《电气工程基础》 一、（共75题,共150分） 1. 额定电压在10.5kV一下的发电机,其额定电压一般（）相应的系统额定电压。（2分） A.高于 B.低于 C.等于 D.不确定 .标准答案：A 2. 电流互感器的二次侧绕组不能（）。（2分） A.开路 B.短路 C.无所谓 .标准答案：A 3. 双母线带旁路接线的优点不包括（）。（2分） A.检修母线可以不停电 B.检修母联断路器可以不停电 C.检修出线断路器可以不停电 D.任意一段母线故障可以不停电 .标准答案：D 4. 冲击电流是指（）。（2分） A.每次短路电流的最大短路电流有效值 B.每次短路电流的最大短路电流瞬时值 C.可能出现的最大短路电流有效值 D.可能出现的最大短路电流瞬时值 .标准答案：D 5. 在220kV电力系统中,并联静电电容器一般装设在变压器的（）。（2分） A.低压侧 B.中压侧 C.高压侧 D.低压侧或中压侧 .标准答案：A 6. 铁磁谐振过电压的特点不包括（）。（2分） A.铁芯未饱和时感抗大于容抗 B.产生谐振时出现“翻相”现象 C.谐振状态可能自保持 D.电感-电容效应 .标准答案：D 7. 测量用电流互感器二次侧电流额定值一般为（）。（2分） A.2A B.3A C.4A D.5A .标准答案：D 8. 对降低供电网电能损耗的效果最差的是（）。（2分） A.采用并联电容就地补偿 B.在向供电网供电的变电站内采用调相机补偿 C.改造供电网络,缩短供电路径 D.将供电网络的电压提高到接近上限运行 .标准答案：B 9. 在超高压或特高压系统中主要由内过电压决定系统的绝缘水平,请问主要是如下哪种电压决定？（2分） A.操作过电压 B.谐振过电压 C.工频过电压 D.由上述三种电压共同决定 .标准答案：A 10. 为了提高线路耐雷性能、降低雷击跳闸率、保证安全供电,下列防雷措施不正确的是（）。（2分） A.架设避雷线 B.增加杆塔接地电阻 C.采用中性点经消弧线圈接地 D.安装线路避雷器 .标准答案：B 11. 启停速度最快的发电机组是（）。（2分） A.凝汽式汽轮机组 B.水轮机组 C.供热式背压机组 D.燃气轮机组 .标准答案：B 12. 220kV网络中有A,B两台变压器,已知S NA=1.5S NB,U kA%=U KB%,则变压器的电抗（）。（2分） A.X A>X B B.X A=X B C.X A B D.无法确定 .标准答案：C 13. 若发电机母线上接有2台以上主变压器,当其中容量最大的一台因故退出运行时,其它主变压器在允许正常过负荷范围内应能输送剩余功率的（）。（2分）A.60% B.70% C.80% D.90% .标准答案：B 14. 在（1）屏面布置图、（2）屏背面接线图、（3）端子排图中,安装接线图包括（）。（2分） A.（1）（2）（3） B.（1）（2） C.（1）（3） D.（2）（3）专升本《电气工程基础》_试卷_答案
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