《电气工程基础》作业第一章引论1．为什么提高电压能够降低损耗？ 答：由线路中的损耗表达式Scos U P P 22N 2⋅Φ⋅=∆l ρ可以看出，在P 、l 、Φcos 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损耗。
2．电能质量取决于什么指标？答：电能质量取决于三个基本指标：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。
3．如何提高电网运行的安全可靠性？答：提高电网运行的安全可靠性可从以下几个方面着手：（1）提高电网结构的强壮型；（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1．如图电路中，电容器电容为C ，电感线圈的电感为L ，电流源的电流为）（Φ+t sin I m ω。
求：储存在电感磁场和电容电场中的能量和相应的功率；电源发出无功功率为正的条件是什么？答：储存于电感磁场的能量)(sin 2121W 222ϕω+⋅=⋅=t LI i L m mf ，相应的功率为)22sin(212ϕωω+⋅⋅==t I L dt dW P m mf mf储存于电容电容电场中的能量)(sin 21)(2121W 22222ϕωωω+⋅⋅=⋅==t I c c i C CU m C mf ；相应的功率为)22sin(212e ϕωω+⋅⋅==t I c dt dW P m eff 设电源发出的无功功率为）（t Q G ，则由功率平衡可得到m f ef p p =+）（t Q G ，要使电源发出无功功率为正，即0t Q G >）（，只须m f ef p p <，即电容C 发出的无功要小于电感L 吸收的无功。
2．什么是功率方向(又成潮流方向)？如何确定功率方向？答：功率方向（潮流方向）问题即是节点功率是流出还是流入的问题。
假设规定电流I 从电压源E 流出，如教材图2－6（a ），计算*I E ∙∙⋅，若其其实部为正，即说明功率流出，处于发电机状态；若实部为负，则说明是功率流入，处于电动机状态。
3．为什么电力系统通常采用三相制而不是单相制？答：单相传输系统具有功率的脉动特性。
脉动功率将对电动机产生脉动转矩，对于工业上的大感应电动机以及交流发电机，脉动转矩是完全不能接受的。
三相交流电机消除了功率和转矩的脉动，且在经济上的是合理的，三相交流电力系统是目前最主要的电力传输与分配方式。
4．什么叫单相分析法？请简述该方法的计算步骤。
答：对于对称三相系统的稳态运行情况，实际上只要进行其中某一相的计算，而其他两相的电流和电压根据相序关系易于求得。
这种方法就叫单相分析法。
一种单相分析法的计算步骤如下：（1）选择电源的中性点作为电压参考点；（2）如有∆联接的负载，则将其转化为等效Y 联接；（3）将所有元件的中性线联接起来，计算a 相电路，求解a 相变量；检验相序，b 相和c 相电量与a 相电量大小（有效值或最大值）相等，相位分别落后于a 相120度和240度。
（4）如需要，返回原电路求线间变量或∆中有关变量。
第三章电力系统负荷的运行特性及数学模型1．什么是日负荷曲线？如何根据有功日负荷曲线求出一日消耗的总电能？答：日负荷曲线)(t p 是指电力系统负荷在一日24小时内变化的规律。
一日消耗的总电能为⎰=240)(dt t P A 。
2．某用电负荷的年平均负荷曲线如图所示。
试求：全年消耗电能，最大负荷利用小时数。
答：全年消耗电能h KW dt t p A ⋅=++==⎰58760010*3452760*25003000*32003000*6000)( 最大负荷利用小时数h P A T 5750600010*3455max max=== 第四章输变电元件的参数及模型1．30km 长的架空输电线路导线型号为LGJQ-300，其导线直径为23.76mm ，导线等距离水平布置，间距为4m ，求线路电抗。
答：结合均距m D eq 0397.58*4*43==， 等值半径mm e r r 252.9779.0*76.23*2141,==⋅=- 所以线路单位电抗m rD x eq /3953.0lg *1445.0,Ω== 可以得到线路电抗大小为Ω==⋅=86.113953.0*30l x X2．有一条6kV 电缆供电线路，长4km ，每公里的参数如下：km r /1.21Ω=，km x /1.01Ω=，km S b /106061-⨯=。
每相截面为210m m ，通过最大电流为80A ，计算线路充电功率与输送容量之比和电抗与电阻比值。
3．与普通变压器相比，自耦变压器有哪些优缺点？答：在大型超高压电力系统中，多数采用自耦变压器来连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。
由于通常自耦变压器变比接近于1，导致短路电压百分比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。
4．变压器并联运行需要满足哪些条件？答：两台或两台以上变压器并联运行，需要满足并联运行的条件：（1）所有并联变压器短路电压相量相等；（2）所有并联变压器高、低压侧额定线电压应分别相等；（3）所有并联变压器联接组别号相同。
5．自耦变压器运行需要注意哪些问题？答：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：（1）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；（2）自耦变压器两侧都需安装避雷器，以防止过电压；（3）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。
6．如图电力系统参数如下，取基准值MVA S B 220=，V U B k 209=线路，试求其标幺值等值电路。
答：容量归算：KW 324P P 2-1k 2-1k ==）（，）（1196KW )60120(299)S S (P P 223N 3-1k 3-1k =*=⋅=）（，）（ 1360KW )60120(340)S S (P P 223N 3-2k 3-2k =*=⋅=）（，）（ 80KW )P -P (P 21P 3-2k 3-1k 2-1k k1=+=∴）（）（）（ 244KW P k2=,1116KW P k3= 所以各绕组电阻标幺值如下：3-3-N1k *1100.66710S P R *=*= 3-3-Nk2*2102.00310S P R *=*= 3-3-N k3*3109.310S P R *=*= 由于短路电压百分数不用容量归算，故可求得各个短路电压百分数：745.7%U %U %U 21%U )32k )31k )21k k1=-+=---（（（（ 825.1%U k2=355.9%U k3=∴各绕组电抗标幺值分别为：07745.0X *1=01825.0X *2=09355.0X *3=00106.0100%B 0*T ==I T G 不计。
利用有名值计算为上述标幺值乘以相对应的基准值，等值电路如下：第六章开关电器1．高压短路器有哪些功能？在主接线中为什么一般在断路器两侧均配置有隔离开关？答：高压断路器是电力系统中最重要的开关设备，它担负着控制和保护的双重任务：（1）在正常情况下能开断和关合电路；（2）在电力系统发生故障时应以较短时间将故障部分从电力系统中切除，以减轻故障对设备的损害；（3）应能配合自动重合闸进行多次关合和开断。
隔离开关是一种没有灭弧装置的开关设备。
它一般只用来关合和开断有电压无负荷的线路，而不能用来开断负荷电流和短路电流，需要与断路器配合使用，由断路器来完成负荷线路的关合、开断任务。
2．根据其灭弧介质，高压断路器可以分为哪几类？分别有什么特点？答：按照灭弧介质不同，高压断路器可分为：（1）油断路器，指触头在变压器油中开断，利用变压器油为灭弧介质的断路器；（2）压缩空气断路器，指利用高压力的空气来吹弧的断路器；（3）六氟化硫断路器，指利用高压力的SF6来吹弧的断路器；（4）真空断路器，指触头在真空中开断，以真空为灭弧介质和绝缘介质的断路器；（5）磁吹断路器，指在空气中由磁场将电弧吹入灭弧栅中使之拉长，冷却而熄灭的断路器；（6）固体产气断路器，该类断路器利用固体产气物质在电弧高温作用下分解出的气体来熄灭电弧。
3．隔离开关与断路器的主要区别何在？它们的操作程序应如何正确配合？为防止误操作通常采用哪些措施？答：隔离开关与断路器的主要区别是：隔离开关是一种没有灭弧装置的开关设备，它一般只用来关合和开断有电压无负荷的线路，而不能用以开断负荷电流和短路电流，需要与断路器配合使用。
操作时的正确配合程序为：接通时，先合上隔离开关，再合断路器；开断时，先断开断路器，再打开隔离开关。
为防止误操作，隔离开关在结构上应满足以下要求：（1）隔离开关在分闸状态时应有明显可见的断口，使运行人员能明确区分电器是否与电网断开，但在全封闭式配电装置中除外；（2）隔离开关断点之间应有足够的距离、可靠的绝缘，在任何状态下都不能被击穿而引起过电压危及工作人员的安全；（3）具有足够的短路稳定性，包括动稳定和热稳定；（4）隔离开关应结构简单，动作可靠；（5）带有接地闸刀的隔离开关应有保证操作顺序的闭锁装置以供安全检修和检修完成后恢复正常运行。
4．熔断器的作用是什么？限流式高压熔断器为何不允许在低于熔断器额定电压的电网中使用？如果要使用，应具备哪些条件？答：高压熔断器一般用在35kv以下电压等级的额小容量电网中。
熔体工作时串联在被保护回路中，正常情况下工作电流不应使熔体熔断，当流过熔体的电流超过一定数值（如短路电流或过负荷电流）时，熔体会因自身产生的热量而自行熔断，从而达到切断电路保护电网和设备的目的。
当流经熔丝的短路电流很大时，熔丝的温度可在电流上升到最大值前达到熔点，熔丝立即形成很高的压力，使短路电流在达到最大值前被截断，从而引起了过电压，由于过电压现象的出现，这类熔断器只用于与自身额定电压相等的电网中。
如果要使用在低于熔断器额定电压的电网中，可以缩短熔丝的长度，减小熔断器的额定电压。
邓老师邮箱：liangdeng8@。