2012—2013学年第一学期《电力工程》试卷(适用专业：电气10)专业班级姓名学号开课系室电气工程系考试日期 2013年12月 6日一、填空题 (32)1．电力系统中性点有效接地方式指的是中性点直接接地。
3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和电阻。
4．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路额定电压的数值差。
5．复合故障一般是指某一时刻在电力系统二个及以上地方发生故障。
6.电压调整的措施有_改变发电机端电压_、_改变变压器变比_、_改变电网无功分布、_降低输电线电抗等。
7.衡量电能质量的主要指标有电压、频率、波形、电压波动与闪变、三相不平衡度。
3、列举四种无汇流母线的电气设备连接方式：单元接线、外桥接线、内桥接线、角形接线。
8.高压断路器选择及检验的内容包括型式选择、额定电压选择、额定电流选择、开断电流校验、热稳定校验、动稳定校验。
9.三绕组变压器分接头分别是装于_高、_中_压侧。
10.对继电保护装置的基本要求是_选择性_、_速动性、_灵敏性、_可靠性_。
11.电流的I、II、III段保护分别是_无时限电流速断保护、带时限电流速断保护、定时限过电流保护。
二、简答题 (30)1、大接地和小接地电流系统的接线方式分别包括哪些？各有什么特点？答：大接地电流系统中性点直接接地；小接地电流系统包括中性点不接地和中性点经消弧线圈接地。
中性点直接接地方式供电可靠性低，出现单相接地时，形成回路，接地电流大；不接地系统供电可靠性高，但绝缘要求也高，出现单相接地时，不形成回路，接地电流不大，但非接地相对地电压却升高为相电压的倍。
中性点经消弧线圈接地系统比不接地系统的单相接地电流小，绝缘要求比较低。
2、高压断路器的作用是？隔离开关与其配合的原则是什么？答：高压断路器具有灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，可用来作为接通或切断电路的控制电器。
隔离开关与其配合的原则是：先通后断。
即停止供电时，隔离开关相对断路器“先通后断”，母线隔离开关相对线路隔离开关也是“先通后断”。
3．简单闭式网分为哪些类网络？答：简单的闭式网可分为两端供电网络（2分）和环形网络（2分）两类（1分）。
4．为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系统的电压水平？答：通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平，同时却使系统中另个的某些局部电压水平变差并不能改变系统无功不足的状况因此就全系统总体来说并不能改变系统的电压水平。
5.试绘出单母线接线并分析其优缺点。
答：单母线接线优点：（1）简单清晰（2）设备少、投资小（3）运行操作方便（4）有利于扩建和采用成套配电装置等。
其主要缺点是：可靠性和灵活性较差，如当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所接的电源，与之相接的所有电力装置，在整个检修期间均需停止工作。
此外，在出线断路器检修期间，必须停止该回路的工作。
6.常见的水电站类型有哪几种？抽水蓄能式水电站具有什么特点？答：水电站常见的类型有：河床式水电站、坝后式水电站和引水式水电站。
抽水蓄能电站是特殊形式的水电站。
当电力系统内负荷处于低谷时，它利用电网内富余的电能，机组采用电动机运行方式，将下游（低水池）水抽送到高水池，能量蓄存在高水池中。
在电力系统高峰负荷时，机组改为发电机运行方式，将高水池的水能用来发电。
在电力系统中，抽水蓄能电站既是电源又是负荷，是系统内唯一的削峰填谷电源，具有调频、调相、负荷备用、事故备用的功能。
三、计算题 (38)1、下图所示网络中，装设阶段式电流保护，试对保护1的无时限以及延时电流速断保护进行整定计算。
图中所示电压为电网额定电压，单位长度线路阻抗为km /4.0Ω，可靠系数3.1=Irel K ，1.1=II rel K ，时限级差s t 5.0=∆。
（12）解：保护1的无时限电流速断保护。
1）动作电流，按照躲过被保护线路末端发生短路的最大短路电流的原则进行整定：一次侧：)(9323.47941.33.1304.05.53/1153.1)3(max .1kA I K I kB I rel I op =⨯=⨯+⨯==继电器侧：)(1025.415/60010009323.4.1A I Ir op =⨯=2）动作时限，只需考虑继电器本身固有的时延：s t I01≈ 3）灵敏度校验，计算最小保护范围：%20~15%31.41)7.69323.423/1153(304.01)23(1(%)max 1.min .>=-⨯⨯⨯=-⋅=X I E lX l I op phx p ，可见，灵敏度满足要求。
保护1的延时电流速断保护。
1）动作电流，按照与相邻线路的无时限电流速断保护配合的原则进行整定： 一次侧：)(7747.16134.11.1)2411.13.1(1.1))9030(4.05.53/1153.1(1.121kA I K I I op II rel II op =⨯=⨯⨯=+⨯+⨯⨯==继电器侧：)(7892.145/60010007747.1.1A I IIr op =⨯=2）动作时限：按照与相邻I 段配合的原则考虑：s t t t III5.05.0021=+=∆+= 3）灵敏度校验。
计算灵敏度系数：5.173.1304.07.63/1157747.123231)3(min..1)2(min ..min.>=⨯+⨯⨯===IIop B k II op B k s I I I I k 可见，灵敏度满足要求。
2如图三所示的网络中，当降压变压所10.5kV 母线上发生三相短路时，可将系统视为无限大功率电源，试求此时短路点的冲击电流和短路功率。
(12)图三 题四图解取S B =100MVA U B =U av119.22.310007.0292.037100104.0525.020100105.0**4*32*2*1==⨯===⨯⨯==⨯=E X X X X 等值网络如图所示。
912.119.221292.0525.0*=⨯++=∑X 周期分量电流的有效值 523.0912.111**===∑X I 有名值电流为)kA (88.25.103100523.0B *=⨯⨯=⋅=I I I若取K M =1.8，则冲击电流)kA (34.788.255.255.28.12M =⨯==⨯⨯=I I i 短路功率为)MVA (3.52100523.0B *B *k =⨯=⋅=⋅=S I S S S3有一回电压等级110kV ，长为150km 的输电线路，末端接一台容量为31.5MVA 的降压变压器，变比为110/11kV 。
如图1所示，当A 点实际电压为115kV 时，求A 、C 二点间的电压损耗及B 点和C 点的实际电压。
（注：P k =190kW ， U k %=10.5， P 0=31.05kW ，I 0%=0.7）（14分）图1 题一图解线路LGJ —150 )mm (5.82172===d r r 1=0.21(Ω/km) )km /(401.00157.05.84000lg 1445.00157.0lg 1445.0m 1Ω=+=+=r D x )km /S (1084.2105.84000lg 58.710lg 58.7666m1---⨯=⨯=⨯=rD b R =0.21⨯150=31.5(Ω) X =0.401⨯150=60.15(Ω) B =2.84⨯10-6⨯150=4.26⨯10-6(S) )S (1013.2214-⨯=B变压器：)S (1082.11101005.317.0100%)S (10566.2110100005.311000)(3.405.311001105.10100%)(317.25.3110001101901000622N N 0T 622N 0T 22N 2N k T 222N 2N k T --⨯=⨯⨯==⨯=⨯==Ω=⨯⨯==Ω=⨯⨯==U S I B U P G S U U X S U P R设U C =110， 0° 92.51103.4015317.220T=⨯+⨯=∆U 08.2j 12.03.401101520j 317.21101520j 222222222T 222ZT+=⨯++⨯+=+++=∆T X U Q P R U Q P S3.17j 15.20)22.0j 03.0()08.2j 12.0()15j 20(08.17j 12.20)08.2j 12.0()15j 20(22.0j 03.010)2.18j 566.2(110)j (TC B ZT C B 62T T 2B YT +=+++++=∆+=+=+++=∆+=''+=⨯+=+=∆-S S S S S S B G U S 24.15j 77.21j2.58-j3.1062.172.14j 15.2058.2j 1101013.2j 10.3j 62.1)15.60j 5.31(11072.1415.2072.14j 15.201101013.2j 3.17j 15.20Y11Z1BA24Y11222Z124Y12B B +=+++=∆+∆+'=-=⨯⨯-=∆+=++=∆+=⨯⨯-+=∆+='--S S S SS S S S S 由S A 和A 点电压求各点电压及电损耗)kV (61.2039.94115)kV (39.9461.7)25.733.101(61.733.101317.208.173.4012.2025.733.1013.4008.17317.212.20)kV (33.10121.7)93.13115(21.71155.3124.1515.6077.2193.1311515.6024.155.3177.21AC 22C T T 22B A 1A 1A 1A 1A 1A 1=-=∆=+-==⨯-⨯==⨯+⨯=∆=+-==⨯-⨯=-==⨯+⨯=+=∆U U U U U U R Q X P U U X Q R P U δδ。