《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1U 和末端电压2
U 就不相等，它们之间的电压降落为
1221
(j )(j )U U U R X R X ?=-=+=+ 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
12
N
%100U U U U -?=
?
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 N
N
%100
U U m U -=
?
5-2 何谓潮流计算？潮流计算有哪些作用？
解：潮流计算：电力系统的潮流计算是针对具体的电力网络结构，根据给定的负荷功率和电源母线电压，计算网络中各节点的电压和各支路中的功率及功率损耗。
在电力系统的设计和运行中都要用到潮流计算的结果，例如电力网规划设计时，要根据潮流计算的结果选择导线截面和电气设备，确定电力网主结线方案，计算网络的电能损耗和运行费用，进行方案的经济比较；电力系统运行时，要根据潮流计算的结果制定检修计划，校验电能质量，采取调频和调压措施，确定最佳运行方式，整定继电保护和自动装置。
5-3 何谓功率分点？如何确定功率分点？功率分点有何作用？
解：能从两个方面获取功率的节点，称之为功率分点。功率分点分为有功功率分点和无功功率分点，有功功率分点以“▼”标注在该节点处，无功功率分点则以“▽”标注。 通过计算初步功率分布，得到各负荷节点的有功功率与无功功率流向，找出能从两个方面获取功率的节点，即为功率分点。
确定了功率分点后，就可在功率分点处将闭式电力网拆开为开式电力网，然后应用开式电力网的方法计算其最大电压损耗。
5-4有一额定电压为110kV 的双回线路，如图5-54所示。已知每回线路单位长度参数为
6
1110.17/km ,0.409/km , 2.8210S /km r x b -=Ω=Ω=?。如果要维持线路末端电压
2
1180kV U =∠ ，试求： （1）线路首端电压U
1及线路上的电压降落、电压损耗和首、末端的电压偏移； （2）如果负荷的有功功率增加5MW ，线路首端电压如何变化？ （3）如果负荷的无功功率增加5Mvar ，线路首端电压又将如何变化？
解：画出线路π型等值电路如下： 线路参数为：
11110.1780 6.822
110.4098016.3622
R r l X x l ==??=Ω
=
=
??=Ω
6
4
122 2.828010
4.51210
B b l S
--==???=? 2
2
11451.2110 2.72976var
2
2
C N Q BU M =
=
??=
（1） 225L P P M W ==
210 2.729767.27024var
L C Q Q Q M =-=-=
2222
25 6.87.2702416.36
2.44865118
P R Q X
U kV
U +?+??=
=
=
2222
2516.367.27024 6.8
3.04714118
P X Q R
U kV
U -?-?δ=
== o 1222
118 2.45 3.05120.49 1.45U U U j U j kV =+?+δ=++=∠
电压降落为
12
2.45
3.05 3.91251.23dU U U j kV kV ?=-=+=∠
电压损耗为
12
||||120.49118 2.49U U kV -=-= 或
12
N
120.49118
%100100 2.264
110
U U U U --?=
?=
?=
首端电压偏移为
1N
1N
120.49110
%1001009.536
110
U U m U --=
?=
?=
末端电压偏移为
2N
2N
118110%1001007.273
110
U U m U --=
?=
?=
（2）230L P P M W ==
210 2.729767.27024var
L C Q Q Q M =-=-=
2222
30 6.87.2702416.36
2.73679118
P R Q X
U kV
U +?+??=
=
=
2222
3016.367.27024 6.8
3.74036118
P X Q R
U kV
U -?-?δ=
== o 1222
118 2.74 3.74120.80 1.77U U U j U j kV =+?+δ=++=∠
首端电压幅值变化不大，相位变化较大
（3）225L P P M W ==
215 2.7297612.27024var
L C Q Q Q M =-=-=
2222
25 6.812.2702416.36
3.14187118
P R Q X
U kV
U +?+??=
=
=
2222
2516.3612.27024 6.8
2.75900118
P X Q R
U kV
U -?-?δ=
== o 1222
118 3.14 2.76121.17 1.31U U U j U j kV =+?+δ=++=∠
首端电压幅值变化较大不大，相位变化不大
5-5 如图5-55所示的简单电力网中，已知变压器的参数为S N =31.5MV A ，
0S S 031kW ,190kW ,%=10.5,%=0.7P P U I ?=?=；线路单位长度的参数为6
1110.21/km ,0.416/km , 2.7410S /km r x b -=Ω=Ω=?。当线路首端电压U 1=120kV 时，
试求：
（1）线路和变压器的电压损耗；
（2）变压器运行在额定变比时的低压侧电压及电压偏移。
解：线路参数为
0.21408.40.4164016.64l l l l R r l X x l ==?=Ω==?=Ω
变压器参数为
2
2
3
S N
T 22
N
19011010
2.31731.5
P U R S
-??=
=
?=Ω
2
2
S N T N
%10.5110
40.3310010031.5
U U X S ?=
=
=Ω?
（1） 变压器的功率损耗为
22
2
T S 02
N
2515(
)19031193.760.1937631.5
S P P P kW M W
S +?=?+?=?
+==
22
2
S 0N T N
%%10.5(2515)
0.731.5 3.0538var
100100
10031.5
100
U S I S Q M S ?+??=
+
=
+
=?
1点处线路充电功率为
2
2
111 2.74401100.66308var
22
C N Q blU M =
=
???=
1点功率为
11()
250.19376(15 3.05380.66308)25.1917.39L T L T C S P P j Q Q Q j j M VA
=+?++?-=+++-=+ 线路阻抗中的功率损耗为： 222
22
3
3
3
2
2
2
2519017390
10
10
0.214010
0.65044110
l S P Q P R R M W
U
U
---++?=
?=
?=
???=
222
22
3
3
3
2
2
2
2519017390
10
10
0.4164010
1.2885var
110
l S P Q Q X X M U
U
---++?=
?=
?=
???=
A 点处线路充电功率为
2
2
11 2.74401200.78912var
22
C A N Q blU M =
=
???=
A 点功率为
11()
25.190.65044(17.39 1.2885)25.8418.68A l l C A S P P j Q Q Q j j M VA
=+?++?-=+++=+ 线路电压损耗
25.848.418.6816.64
4.40120
A A A A
P R Q X
U kV
U +?+??=
=
=
1点电压为
1120 4.40115.60A A U U U kV =-?=-=
变压器电压损耗
1111
25.19 2.3217.3940.33
6.572115.60
P R Q X
U kV
U +?+??=
=
=
（2） 变压器低压侧电压为
11
2115.60 6.572
10.9010
N
U U U kV
k -?-=
=
=
电压偏移为
2N
2N
10.9010
%1001009.0
10
U U m U --=
?=
?=
5-6 如图5-56所示两端供电网，网络额定电压为U =10kV ，干线单位长度的阻抗
10.63j 0.4(/km )Z =+Ω，支线单位长度的阻抗10.9j 0.4(/km )Z =+Ω，各级线路长度、负荷有功功率及功率因数均标注在图中。若10.50kV ,10.490kV ,A B
U U =∠=∠ 试求网络的功率分布及最大电压损耗。
A
B
解：
1．计算网络功率分布 (1) 供载功率的计算
干线网为均一网，使用网络拆开法
40(23)60347.5323
A a P kW ?++?==++ 30(23)453
35.625var 323
A a Q k ?++?=
=++
47.535.625Aa
S j kVA =+ 60(23)40352.5323
B C P kW ?++?==++ 45(23)303
39.375var 323
B C Q k ?++?=
=++
52.539.375B C
S j kV A =+ 验证，
(47.535.625)(52.539.375)10075Aa BC S S j j j kVA +=+++=+ (4030)(6045)10075a C
S S j j j kVA +=+++=+ 可见，计算结果正确 进一步求得
(47.535.625)(4030)7.5 5.625aC Aa a
S S S j j j kVA =-=+-+=+ （2） 循环功率的计算
A 、
B 之间电源的阻抗为
(0.630.4)(323) 5.04 3.2AB Z j j =+?++=+Ω
因此，
310.510.49)101014.14j 8.98(kVA )5.04 3.2
ci
S j -??=++ （＝ ③ 网络中实际功率分布的计算：
61.64j 44.61(kVA )
Ci
Aa Aa S S S '=+=+
+
+
=+
(7.5j 5.625)(14.14j 8.98)21.64j 14.61(kVA )
Ci
aC aC S S S '=+=+++=+
.
.
.
(52.5j 39.375)(14.14j 8.98)
38.36j 30.40(kV A )
C i BC BC S S S '=-=+-+=+
实际功率分布如图所示。由图可见，负荷点C 既是有功功率分点，也是无功功率分
点。
（2） 网络最大电压损耗及最低点电压的确定。从C 点将闭式电力网拆开为开式电力网
① 计算各段线路的参数：
0.63j 0.431.89j 1.Aa Z +?=+Ω＝（）
0.9j 0.421.8
j 0.8
ab Z +?=+Ω＝（） 0.63j 0.421.26j 0.aC Z +?=+Ω＝（）
0.63
j 0.43
1.89j 1.
BC Z +?=+Ω＝（） ② 计算各段线路的电压损耗：
61.641.8944.611.2
17.00(V )10A a U ?+??＝＝ 401.8
30
0.8
9.6(V
)10
ab U ?+??＝
＝ 21.641.26
14.610.8
3.90(V
)10
aC U ?+??＝
＝
③ 计算网络的最大电压损耗。因为ab aC U U ?>?，所以网络的最大电压损耗为
m
a x
17.009.6
26.60(V )0.027(k V )
A
b
A
a
a b
U U U U ?=?=?+?
=+==
④ 电压最低点的电压 m a x
10.50.02710.423(k V )
c A U U U =-?=-=
5-7 图5-57是一额定电压为220kV 的环网，已知12j 20(),AB Z =+Ω 10j 15(),AC Z =+Ω
10j 12()BC Z =+Ω。试求：
（1）环网的最终功率分布；
(2) 若U C =218kV ，U A 、U B 将是多少？
在A 点将环网解开，成为一个两端供电网，其两端为A1，A2，供电电压相等。
A2
10+j6MVA
30+j20MVA
解：（1）求出两端供电网的初步功率分布为
111()19.56711.614AB
AB
BC B
C
A A
B A C
AB
BC CA
Z S Z Z S S S S j M VA
Z
Z Z *
*
*
*
*
*
++=+==+++
222()20.43314.386AC
AC
BC C
B
A A
B A C
AB
BC CA
Z S Z Z S S S S j M VA
Z Z Z *
**
*
*
*
++=+==+++
119.567 5.614A C
S S S j M VA =-=+
由此可见，节点B 为功率分点，将两端供电网从B 点拆开，成为两个开式网。
AB 段功率损耗：
2
2
222
(j )0.155j0.258A A AB AB AB
N
P Q S R X M VA U +?=+=+
BC 段功率损耗：
2
2
112
(j )0.0254j0.0305BC BC BC N
P Q S R X M V A U +?=+=+ AC 段功率损耗：
2
2
11
2
(j )0.107j0.161A A C A
C A C A N P Q S R X M VA U
+?=+=+
最终功率分布
1
(9.567 5.614)(0.02540.0305)9.592 5.645S j j j M VA =+++=+
1
(106)(0.1070.161)(9.592 5.645)19.69911.806A S j j j j M VA
=+++++=+
2
(20.43314.386)(0.1550.258)20.58814.644A S j j j M V A
=+++=+
(19.69911.806)(20.58814.644)40.28726.650A
S j j j M VA
=+++=+
（1） AC 线路末端功率为
119.59211.645AC C
S S S j M VA '=+=+ 19.5921011.64515
1.70218
A C U kV ?+??=
=
219.70A C AC U U U kV =+?=
（2） CB 线路末端功率为
1
9.592 5.645C B S S j M VA '==+ 9.59210 5.64515
0.75218
C B U kV ?+??=
=
217.25B C CB U U U kV =-?=
5-8 如图5-58所示的两台变压器并联运行，变压器的额定容量及归算到110kV 侧的阻抗分别为S NT1=31.5MV A ，Z T1=2.3+j40（Ω），S NT2=20MV A ，Z T1=4+j64（Ω）。试求： 解：（1）两台变压器变比均为110/11时，各变压器通过的负荷功率；
（2）要使变压器T 2满载运行，应如何调整变压器的变比？
(1) 变比相同，可等效为电压相等的两端供电网，变压器的负载功率为： 21
12
13.529.87T T T T Z S
S j M VA
Z Z *
*
*==++
12
12
8.48 6.13T T T T Z S
S j M VA
Z Z *
*
*==++
（2）T 2满载运行时，通过的负荷功率为
2
202016.1711.76T S j
j M VA
'=+=+
循环功率为
22
7.69 5.63c T T S S S j M VA '=-=+
由
*
*
*
NH NH
T1T 2T1T 2()H A B c U U U E U S Z Z Z Z ****
-?==++
得
**
*
12
() 5.76 6.95c T T H N H
S Z Z E j kV
U +?=
=-
H 9.027E kV
?=
由
2H 211
(1)
k E U k k ?=-
110
k =
2110U kV
=
得到
29.92
k =
或
210k =
110.08k =
5-9 我国规定频率的额定值是多少？允许偏移值是多少？系统低频运行对用户和系统有什么危害？
解：为了确保电能的质量，我国《电力工业技术管理法规》中规定额定频率为50Hz ，频率偏差范围为H z )5.0~2.0(±，用百分数表示为%1~%4.0±±。
在生产实际中，频率变化所引起的异步电动机转速的变化，会严重影响产品的质量和产量，例如在纺织厂中频率变化会使纱线运动速度变化而出现次品和废品；频率变化会影响现代工业、国防和科学研究部门广泛应用的各种电子技术设备的精确性；频率变化还会使计算机发生误计算和误打印。
频率的变化对电力系统的正常运行也是十分有害的。频率下降会使发电厂的许多重要设备如给水泵、循环水泵、风机等的出力下降，造成水压、风力不足，使整个发电厂的有功出力减少，导致频率进一步下降，如不采取必要措施，就会产生所谓“频率崩溃”的恶性循环；频率的变化可能会使汽轮机的叶片产生共振，降低叶片寿命，严重时会产生裂纹甚至断片，造成重大事故。另外，频率的下降，会使异步电动机和变压器的励磁电流增大，无功损耗增加，给电力系统的无功平衡和电压调整增加困难。
5-10 电力系统为何要设置有功备用？有功备用如何分类？
解：为了保证频率在额定值所允许的偏移范围内，电力系统运行中发电机组发出的有功功率必须和负荷消耗的有功功率在额定频率下平衡。有功功率平衡通常用下式表示。
G LD p P P P P ∑=∑+∑?+∑
为了保证供电的可靠性和良好的电能质量，电力系统的有功功率平衡必须在额定参数下确定，但是系统的负荷经常波动，有时还会出现突发事故，为了保证电力系统安全、优质和经济运行，还应留有一定的的有功备用容量。
有功备用的分类
１）备用容量按用途分。
1）负荷备用。为了适应实际负荷的经常波动或一天内计划外的负荷增加而设置的备
用。电力网规划设计时，一般按系统最大有功负荷的2%～5%估算，大系统取下限，小系统取上限。
2）检修备用。为了保证电力系统中的机组按计划周期性地进行检修，又不影响此期
间对用户正常供电而设置的备用。机组周期性的检修一般安排在系统最小负荷期间内进行，只有当最小负荷期间的空余容量不能保证全部机组周期性检修的需要时，才另设检修备用。检修备用容量的大小要视系统具体情况而定，一般为系统最大有功负荷的8%～15%。
3）事故备用。为了防止部分机组在系统或自身发生事故退出运行时，不影响系统正常供电而设置的备用。事故备用容量的大小要根据系统中的机组台数、容量、故障率及可靠性等标准确定。一般按系统最大有功负荷的10%考虑，且不小于系统内最大单机容量。
4）国民经济备用。计及负荷的超计划增长而设置的备用容量，其大小一般为系统最大有功负荷的3%～5%。
（２）备用容量按备用形式分。
①热备用（或称旋转备用）。热备用容量储存于运行机组之中，能及时抵偿系统的功率缺额。负荷备用容量和部分事故备用容量通常采用热备用形式，并分布在各电厂或各运行机组之中。
②冷备用（或称停机备用）。冷备用容量储存于停运机组之中，检修备用和部分事故备用多采用冷备用形式。动用冷备用时，需要一定的启动、暖机和带负荷时间。火电机组需要的时间长，一般25～50MW的机组需1～2h，100MW的机组需4h，300MW机组需10h以上。水电机组需要的时间短，从启动到满负荷运行，一般不超过30min，快的只需要几分钟。
5-11 什么是一次调频？二次调频？各有何特点？
解：进行一次调频时，仅发电机组的调速器动作，依靠发电机组调速器自动调节发电机组有功功率输出的过程来调整频率，此时发电机组输出功率增加，负荷吸收频率减少，直到二者平衡。
在一次调频的基础上，通过控制同步器调节发电机组输出功率来调整频率的方法，称为二次调频。
其特点为：
一次调频为有差调频，频率不会恢复到初始值。一次调频时，系统中所有发电机组均参与。二次调频的调节范围比一次调频大，可将频率恢复到偏移的允许范围或初始值。二次调频时，仅系统中特定的调频电厂（主调频厂与辅助调频厂）参与。
5-12 如何选择主调频厂？
解：主调频厂一般应按下列条件选择：
①具有足够的调节容量和范围；
②具有较快的调节速度；
③具有安全性与经济性。
除以上条件外，还应考虑电源联络线上的交换功率是否会因调频引起过负荷跳闸或失去稳定运行，调频引起的电压波动是否在电压允许偏移范围之内。
按照调频厂的选择条件，在火电厂和水电厂并存的电力系统中，枯水季节可选择水电厂为主调频厂，在丰水季节则选择装有中温中压机组的火电厂作为主调频厂。
5-13 k LD 和k G 有何物理意义？二者有何区别？
解：LD *k 称为综合有功负荷的频率调节效应系数，其数值表示频率发生单位变化时，有功负荷的变化量。实际系统中的LD *1~3k =，它表明频率变化%1时，有功负荷功率就相应变化%3~%1。
G *k 为发电机组的功频静态特性系数，其数值表示频率发生单位变化时，发电机组输出功率
的变化量。
LD *k 不能人为整定，它的大小取决于全系统各类负荷的比重和性质。不同系统或同一系统
的不同时刻，LD *k 值都可能不同。与LD k 不同的是，G k 可以人为调节整定，但其大小，即调整范围要受机组调速机构的限制。不同类型的机组，G k 的取值范围不同。一般汽轮发电机组，G *25~16.7k =；水轮发电机组，G *50~25k =。
5-14 何谓发电机原动机调速器的有差特性？为什么要采用有差特性的调速器？
解：对应增大了的负荷，调速器调整的结果使发电机组输出功率增加，频率低于初始值；反之，如果负荷减小，调速器调整的结果使发电机组输出功率减小，频率高于初始值。这种调节特性称为发电机原动机调速器的有差特性。
有差特性的调速器，对发电机备用容量的要求相对较低，易于实现。而且可以避免发电机由于预留了较多的备用容量，而使发电机的利用率不高。
5-15 什么叫电压中枢点？通常选什么母线作为电压中枢点？电压中枢点的调压方式有哪几种？
解：对电力系统电压的监视、控制和调整一般只在某些选定的母线上实行。这些母线称为电压中枢点。一般选择下列母线为电压中枢点：① 区域性发电厂和枢纽变电所的高压母线；② 枢纽变电所的二次母线；③ 有一定地方负荷的发电机电压母线；④ 城市直降变电所的二次母线。这种通过对中枢点电压的控制来控制全系统电压的方式称为中枢点调压。 根据电网和负荷的性质，中枢点电压的调整方式有顺调压、逆调压和恒调压三种。
5-16 电力系统的调压措施有哪几种？ 解：调整负荷端的电压U ，可采用如下措施：
① 改变发电机的励磁电流，从而改变发电机的机端电压G U ； ② 改变升、降压变压器的变比1k 、2k ； ③ 改变网络无功功率Q 的分布；
④ 改变网络的参数R 、X 。
5-17 在无功不足的系统中，为什么不宜采用改变变压器分接头来调压？
解：由负荷的电压特性分析可知，当改变变比提高用户端的电压后，用电设备从系统吸取的无功功率就相应增大，使得电力系统的无功缺额进一步增加，导致运行电压进一步下降。如此恶性循环下去，就会发生“电压崩溃”，造成系统大面积停电的严重事故。因此，在无功不足的电力系统中，首先应采用无功功率补偿装置补偿无功的缺额。
5-18 某降压变压器的电压为35±2×2.5%/11kV ，最大及最小负荷时低压侧折算到高压侧的电压分别为33.5kV 和35kV 。若变压器低压侧母线要求顺调压，试选择变压器的分接头电压。 解：（1）计算变压器分接头电压
1max T max
1t max 2N 2max
33.51135.95(kV )10 1.025U U U U U -?=
=
?=?
1min T min
1t min 2N 2min
351135.81(kV )10 1.075
U U U U U -?=
=
?=?
()1tav 1t m ax 1t m in 11(35.9535.81)35.88(kV )2
2
U U U =
+=
+=
选最接近的标准分接头电压1t 035(10.025)35.875(kV )U =?+=。
（2）校验
① 变压器低压母线的实际运行电压
1max T max
2max 2N 1t 0
33.51110.27(kV )35.875
U U U U U -?=
=
?=
1min T min
2min 2N 1t 0
351110.73(kV )35.875
U U U U U -?=
=
?=
② 变压器低压母线的电压偏移
%7.2%10010
1027.10max 2=?-=m ＞%5.2 2m in 10.7310
100%7.3%10
m -=
?=＜%5.7
满足要求！
5-19 某升压变压器的额定容量为63MV A ，电压为121±2×2.5%/10.5（kV ），折算到高压侧的变压器阻抗为T 1j 24()Z =+Ω。已知最大运行方式下的负荷为50+j30（MV A ），高压
母线的电压为118kV ；最小运行方式下的负荷为28+j20（MV A ），高压母线的电压为116kV 。如果要求发电机的电压在10~10.5kV 范围内变化，试选择变压器的分接头电压。
解 ⑴ 计算最大最小负荷时变压器的电压损耗。据题意可得
T m ax 5013024
6.53(kV )118U ?+??=
= T m in 2812024
4.38(kV )116
U ?+??=
=
⑵ 计算变压器分接头电压
1t m ax 118 6.5310.5130.76~124.53(kV )10~10.5U +=?= 1t m in 116 4.3810.5126.40~120.38(kV )10~10.5U +=?=
1
t
a v
1(124.53
126.40)
125.47
(k V )
2
U =+= ⑶ 选最接近1tav U 的标准分接头为126.05(kV ) ⑷ 校验
2m ax 118 6.5310.510.37(kV )126.05
U +=?= 2m in 116 4.3810.510.03(kV )126.05
U +=
?=
由计算结果可见，所选分接头电压满足调压要求。
5-20 某降压变电所变压器额定变比为110/11。已知最大、最小负荷运行方式时，变压器低压测折算到高压侧的电压分别为109kV 和113kV ，试作如下计算：
（1）选择在变电所低压母线进行顺调压时的普通变压器分接头； （2）选择在变电所低压母线进行逆调压时的有载调压变压器分接头。 1．解：（1）计算变压器分接头电压
1max T max
1t max 2N 2max
10911116.98(kV )10 1.025U U U U U -?=
=
?=?
1min T min
1t min 2N 2min
11311115.63(kV )10 1.075
U U U U U -?=
=?=?
()1tav 1t m ax 1t m in 11(116.98115.63)116.31(kV )2
2
U U U =
+=
+=
选最接近的标准分接头电压1t 0115.5(kV )U =。
（2）校验
① 变压器低压母线的实际运行电压
1max T max
2max 2N 1t 0
1091110.38(kV )115.5
U U U U U -?=
=
?=
1min T min
2min 2N 1t 0
1131110.75(kV )115.5
U U U U U -?=
=
?=
② 变压器低压母线的电压偏移
2m ax 10.3810100% 3.8%10m -=?=＞%5.2 2m in 10.7510
100%7.5%10
m -=
?=＝%5.7
满足要求！
2．由题意可知
1t m ax 10911114.19(kV )10 1.05U =?=?
1t m in 11311124.3(kV )10 1.0
U =
?=?
选最接近1tm ax U 的标准分接头为112.75k V ，最接近1t m in U 的标准分接头为123.75k V 。
校验：
2m ax 1091110.63(kV )112.75U =?= 2m in 1081110.04(kV )123.75
U =
?=
由计算结果可见，所选有载调压变压器的分接头满足逆调压的要求。
5-21如图5-59所示35kV 供电系统，变压器的阻抗为折算到高压侧的数值。线路首端电压U A =37kV ，10kV 母线电压要求保持在10.3kV ，若变压器工作在额定分接头35/11，试确定采用串联及并联补偿时所需的电容器容量，并比较计算结果。
1.2+j10欧
10kV
解：补偿前电压损耗为
222
810.2422
4.8535
P R Q X
U kV U +?+??=
=
=
补偿后低压母线折算到高压侧电压为
2
3510.332.7711
U kV '=?=
补偿后电压损耗为
3732.77 4.23C U kV ?=-=
（1）串联补偿
串联电容后网络中减少的电压损耗为
C 4.85 4.230.62(kV)U U ?-?=-=
串联电容器的容抗为
C 32.770.62
5.08()4
X ?=
=Ω
串联电容器的补偿容量为 C 2
22
84 5.080.378(M var)32.77
Q +=
?=
（2）并联补偿
22222
2
2
2
()C C C C P R Q Q X
Q X Q X P R Q X
U U U U U U +-+?=
=
-=-
2C C Q X U U U =-? 20.6232.770.924var 22
C
C U U Q U M X
-?=
=
=
可见，电压调整幅度相同时，采用串联补偿所需的电容量远小于采用并联补偿所需的电容量
5-22 某110kV 线路长100km ，其单位长度参数为10.17/km ,r =Ω10.4/km ,x =Ω
6
1 2.810S /km b -=?。线路末端最大负荷为30+j20 (MV A)，最大负荷利用小时数为
T max =5000h ，试计算全年的电能损耗。 解：依题意得
线路末端充电功率为
2
6
2
0c 2N 0.5 2.810
100110 1.694(M var)2
b l Q U -=-
=-????=-
等值电路中用以计算线路损失的功率为
1C 2j 30j 20j 1.69430j 18.306(M V A)
S S Q =+=+-=+
线路上的有功功率损耗为
222
1
2
2
N
3018.306
0.17100 1.7353(M W )110
l l S P R U +?=
=
??=
cos 0.832?=
=
已知m ax 5000h T =和cos 0.832?=，由表5-10可查得3536h τ=。 线路中全年能量损耗为
L L 34921735.335366136021(kW h)A P ?=??=?=?
5-23 某变电所有两台形号为SFL1-31500/110的变压器并联运行，如图5-58所示。已知每台变压器的铭牌参数为：△P 0=31kw ，I %=0.7，△P s =190kW ，U s %=10.5。最大负荷功率
S
max =40+j25 MV A ，最大负荷利用小时数T max =4500h ，试计算变电所全年的电能损耗。
解
max 47.17S M VA =
=
最大负荷时变压器的绕组功率损耗为
2
2
S T T T S
N N %10.547.17j 2j 2190j 315001002100231.5213.03j3708.33(kV A)
U S S P Q P S S ?????????=?+=?+=+? ? ? ? ??????????=+
变压器的铁芯功率损耗为
000
N %0.72j 231j 3150062j 441(kV A)100100I S P S ?????=?+=+?=+ ? ?????
cos 0.848?=
=
已知m ax 4500h T =和cos 0.8?=，由表5-10可查得3006h τ=。假定变压器全年投入运行，则变压器全年的能量损耗为
T 0T 28760300462876021330041183398(kW h)A P P ?=??+??=?+?=?
电气工程基础 第一章绪论 1煤炭、石油、天然气、水能、核能、风能等由自然界提供的能源，称为一次能源；在我们生活中广泛使用的电能则是由一次能源转换而成的，称为二次能源。 2电力网：由各类升降压变电站、各种电压等级的输电线路所组成的整体。电力网的作用是输送、控制和分配电能。 3电力系统：由发电机、升降压变压器、各种电压等级的输电线路和广大用户的用电设备所组成的统一整体 4动力系统：由带动发电机转动的动力部分、发电机、升压变电站、输电线路、降压变电站和负荷等环节构成的整体。 5.电力网的分类： 地方电力网：是指电压等级在35～110kV，输电距离在50km以内的中压电力网。 区域电力网：是指电压等级在110~220kV，输电距离在50~300km的电力网。 超高压电力网：是指电压等级在330~750kV，输电距离在300~1000km的电力网。 6.变电站的分类 : 枢纽变电站：处于电力系统的中枢地位，它连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，并具有多条联络线路。 中间变电站：是指将发电厂或枢纽变电站与负荷中心联系起来的变电站。一般汇集2~3个电源，起系统交换功率或使长距离输电线路分段的作用。 终端变电站：处于电力网末端的变电站，一般是降压变电站，也称为末端变电站。 .7电力网的电压等级及确定原则 确定原则：输送功率、输送距离、同系统中电压等级不宜过多或过少，级差不宜过大。 用电设备的额定电压和电网的额定电压相等。国家规定，用户处的电压偏移一般不得超过±5％。 发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5％，用于补偿电网上的电压损失 变压器的额定电压，分一次绕组和二次绕组。一次绕组的额定电压：降压变压器一次绕组的额定电压与用电设备的相同，等于电网的额定电压；升压变压器一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。二次绕组的额定电压：升、降压变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10％；当变压器二次侧输电距离较短，或变压器阻抗较小（小于7％）时，二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压高5％ 8电力系统的特点：①电能不能大量储存；②过渡过程十分短暂；③电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系；④电力系统的地区性特点较强。 9电能质量指标: 频率\电压\波形 指标要求：我国规定的额定频率值为50Hz，大容量系统允许频率偏差±0.2Hz，中小容量系统允许频率偏差±0.5Hz。 35kV及以上的线路额定电压允许偏差±5%；10kV线路额定电压允许偏差±7％。 10kV以上波形畸变率不大于4％；380V／220V线路波形畸变率不大于5％。
第1章电力系统的基本概念 1-1 电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？基本构成形式如何？ 1-2 对电力系统运行的基本要什么？ 1-3 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？ 1-4 电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压如何确定？ 1-5 目前我国电力系统的额定电压等级有哪些？额定电压等级选择确定原则有哪些？ 1-6 电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？ 1-7 联合电力系统的优越性有哪些？ 1-8 根据发电厂使用一次能源的不同，发电厂主要有哪几种型式？ 1-9 电力变压器的主要作用是什么？主要类别有哪些？ 1-10 架空线路与电缆线路各有什么特点？ 1-11 直流输电与交流输电比较有什么特点？ 1-12 电力系统的结构有何特点？比较有备用和无备用接线形式的主要区别。 1-13 为什么要规定电力系统的电压等级？主要的电压等级有哪些？ 1-14 试述我国电压等级的配置情况。 1-15 电力系统各个元件(设备)的额定电压是如何确定的？ 1-16 某一60kV电力线路长为100km，每相导线对地电容为0.005F/km，当电力线路末端发生单相接地故障时，试求接地电容电流值(60kV系统中性点经消弧线圈接地)。 1-17 电力网的额定电压是怎样规定的？电力系统各类元件的额定电压与电力网的额定电压有什么关系？ 1-18 升压变压器和降压变压器的分接头是怎样规定的？变压器的额定变化与实际变化有什么区别？ 1-19 电能生产的主要特点是什么？对电力系统运行有哪些基本要求？ 1-20 根据供电可靠性的要求，电力系统负荷可以分为那几个等级？各级负荷有何特点？ 1-21 电能质量的基本指标是什么？ 1-22 直流输电与交流输电相比较，有什么特点？ 1-23 电力系统的结构有何特点？比较有备用和无备用接线形式的主要区别？ 1-24 我国电力系统的中性点运行方式主要有哪些？各有什么特点？ 1-25 电能质量的三个主要指标是什么？各有怎样的要求？ 1-26 电力系统的主要特点是什么？ 1-27 电力网的接线方式中，有备用接线和无备用接线，各有什么特点？
西安交通大学 “电气工程概论”课程教学大纲 英文名称：Introduction of Electrical Engineering 课程编号：EELC3016 学时：48 学分： 3 适用对象：电气工程学院三年级本科生 先修课程：数学，电路，电机学等。 使用教材及参考书： 王锡凡主编，“电力工程基础”西安交通大学出版社1998年 刘涤尘主编，“电气工程基础”武汉理工大学出版社2002年 刘笙主编，“电气工程基础”(上、下册) 科学出版社2002年 一、课程性质、目的和任务： “电气工程概论”是电气工程及自动化学院的院级基础课，课程内容涉及电气工程学院各专业基础知识。目的在于了解电气工程领域的概况，对电气工程中各学科的研究内容及其相互关系有一个全面的了解和认识，为进一步学习专业课程打好基础。主要内容包括：电气技术的发展，电力系统的构成和特点，电力系统稳态运行分析基础，电力系统故障分析基础，高、低压开关电器基本理论，电气主设备及主接线，高电压绝缘的基本理论，电力系统过电压，继电保护，电力系统稳定性分析，远距离大容量输电等。 二、教学基本要求： 1．使学生对电气工程领域有全面的了解，用全局的观点去认识、了解电气工程领域的知识。 2．使学生了解电气工程相关领域及相互关系。 3．掌握电气工程领域基本知识的分析和计算方法，培养学生分析和解决电气工程问题的能力。 4．了解电气工程的发展趋势及电气工程领域的新技术。 三、教学内容及要求 第一章电气技术的发展及电力系统的构成 1.电气技术的发展及应用。 2.近代电力系统的发展。 3.国内电力系统简介。 4.电力系统的特点和运行的基本要求。 第二章电力系统稳态运行分析
第一章 1、由生产、输送、分配与消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。 2、输送与分配电能的部分称为电力网,或电力网络,包括升、降压变压器与各种电压等级的输电线路。 电力网 + 发电机 = 电力系统 (输送,分配) 动力系统:包括所有,把水轮机也包进去 3、输送功率一定时,输电电压越高,电流越小,导线电阻一定时,导线损耗也相应减小。理论上,输电线路的输电能力与输电电压的平方成正比。 4、国家从设备设计制造角度考虑,为保证生产的系列性,就规定了一系列的标准的电压等级,又称额定电压。3/6/10/35/110/220/330/500 5、 同一个电压等级下(同一行中),各种设备的额定电压并不完全相等。 6、电压等级越高,传输功率随传输距离增大下降得越快。 7、我国规定电力系统的额定频率为50Hz,简称工频或基频。 频率:50Hz 允许偏移:±0、2~±0、5Hz 与有功功率有关 电压:35kV 及以上的允许偏差为±5% 10kV 及以下的允许偏差为±7% 与系统的无功功率有关 波形:6~10kV 供电电压的波形畸变率不超过4% 0、38kV 供电电压的波形畸变率不超过5% 8、每一个负荷都只能沿唯一的路径取得电能的网络,称为开式网络。 有备用接线的网络中,每一个负荷点至少通过两条线路从不同的方向取得电能,统称为闭式网络。 第二章 jX R V S +=2e &&
1、 电力线路包括:输电线路与配电线路。 从结构上分为:架空线路、电缆线路 2、 架空线路由导线、避雷线(即架空地线)、杆塔、绝缘子与金具等主要部件组成。 3、 导线型号后的数字代表主要载流部分(非整根导线)额定截面积的平方毫米数 4、绝缘子片数越多,电压等级越高 5、 在220kV 及以上的超高压架空线路上,为了减小电晕放电与单位长度电抗,普遍采用分裂导线。 6、 分裂导线由数根相同的钢芯铝绞线并联构成,每相导线分裂成若干根,各根导线之间每隔一定长度用金具支撑,以固定尺寸。所用的导线根数称分裂数,常用的有2、3与4分裂。 7、 普通的分裂导线的分裂根数一般不超过4,而且就是布置在正多边形的顶点上。正多边形的边长d 称为分裂间距,一般取40cm 左右。 8、 ∵d>>Ds,∴Dsb>Ds,∴L 分裂
《电气工程基础》题解（第7章） 7-1 设已知三相不对称电压为：V U V U V U c b a ?∠=?∠=?∠=17585,13570,1080 。求正序、负序和零序电压对称分量。 解： 计算m 文件 %conj(Z) = real(Z) - i*imag(Z) Ua=80*exp(j*10*pi/180) Ub=70*exp(j*135*pi/180) Uc=85*exp(j*175*pi/180) a=exp(j*120*pi/180) aa=exp(j*240*pi/180) Ua0=1/3*(Ua+Ub+Uc) Ua1=1/3*(Ua+a*Ub+aa*Uc) Ua2=1/3*(Ua+aa*Ub+a*Uc) RUa0=abs(Ua0) RUa1=abs(Ua1) RUa2=abs(Ua2) AgUa0=angle(Ua0)/pi*180 AgUa1=angle(Ua1)/pi*180 AgUa2=angle(Ua2)/pi*180 结果： a=-0.5000 + 0.8660i aa = -0.5000 - 0.8660i Ua0 = -18.4631 +23.5992i Ua1 = 36.4738 + 5.3017i Ua2 = 60.7740 -15.0090i RUa0 = 29.9635 RUa1 = 36.8571 RUa2 = 62.5999 AgUa0 = 128.0383 AgUa1 = 8.2703 AgUa2 = -13.8724
因为：2a1a b c 2a2a b c a0a b c 13 1313U =(U +U +U )U =(U +U +U )U =(U +U +U )αααα??? ??? ??? 120j a e = 所以 a U = 8010=78.7846 +j 13.8919∠ b U = 70135=-49.4975 +j 49.4975∠ c U = 85175= -84.6765 + j 7.4082∠ 零序分量：0-18.4631 +j23.5992=29.9635128.0383a U =∠ 正序分量：1 36.4738 + j5.3017= 36.8571 8.2703a U =∠ 负序分量：2 60.7740 -j15.0090= 62.5999 -13.8724a U =∠ 验证：012 78.7846 +j13.8919=8010a a a U U U ++=∠ 7-2 某330kV 线路，三根导线水平布置。相间距离为8m ，每根导线采用LGJQ-600型（轻型钢芯绞线，额定截面为6002 m m ），大地电阻率为100m ?Ω，试计算输电线路的零序电抗。 解： 采用有架空地线的单回架空输电线的零序阻抗 首先不考虑架空地线 返回电路的等效深度：848.5281 (m)e D === 几何均距： 1.26 1.26811.34ge D D = ==?= 72410100.05()2 e r f π ω π--=?=?=Ω 零序分量：0223a m a e Z Z Z r r j =+=++?
【第一卷目录】 第一篇电气工程基础篇 1 (1-1) 第一章电气工程基础理论 3 (1-2) 第一节电路及其基本定律3 (1-2) 第二节电场与电磁场22 (1-21) 第三节电气识图与电工标准36 (1-35) 第四节计量单位与单位换算71 (1-70) 第五节电路分析方法80 (1-79) 第六节电路的动态分析90 (1-89) 第七节电磁路分析103 (1-102) 第二章电工材料与电线电缆107 (1-106) 第一节绝缘材料107 (1-106) 第二节电线电缆110 (1-109) 第三节通信（光纤）电缆114 (1-113) 第三章仪器仪有及其检测125 (1-124) 第一节电工仪表的基本知识125 (1-124) 第二节常用电气测量仪表131 (1-130) 第三节电流表与电压表141 (1-140) 第四节万用表与功率表145 (1-144) 第五节测量仪表附件（钳形电表与电度表）161 (1-160) 第六节自动化测量仪表164 (1-163) 第七节仪器仪表检测技术166 (1-165) 第四章电子器件与电子电路185 (1-184) 第一节电子器件185 (1-184) 第二节半导体电路207 (1-206) 第三节数字电路236 (1-235) 第四节案例分析259 (1-258) 第二篇电气工程安装与维护篇265 (1-263) 第五章电机及其安装维护技术267 (1-264) 第一节电机设计技术267 (1-264) 第二节三相异步电机安装与维护281 (1-278) 第三节同步电机运行与维修293 (1-290) 第四节直流电动机安装与维护301 (1-298) 第五节小功率电机运行与维护322 (1-319) 第六章变压器及其安装与维护技术333 (1-330) 第一节电力变压器原理与参数333 (1-330)
第一章 26、电气一次接线：发电厂和变电站中的一次设备（1分），按其功能和输配电流程，连接而成的电路称为电气主接线，也称电气一次接线或一次系统（2分）。 27、正序等效定则：在简单不对称短路的情况下，短路点的正序分量电流，与在短路点每一相中接入 附加电抗而发生三相短路的电流相等。 28、近后备保护：在保护安装处的主保护拒动时动作的保护称为近后备保护。 29、工频电压升高：电力系统在正常运行或故障时可能出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高，称为工频电压升高。 30、落雷密度：每平方千米每雷暴日的地面受到的平均落雷次数。 31、某变电站采用双母线接线，有2条进线，4条出线，画出其电气主接线，并说明不停电检修工作母线的操作步骤？（正常运行时，一组母线工作，另一组母线备用） 31答：（1）图（2.5分）。 （2）闭合母联两侧的隔离开关、，合QF向备用母线充电（0.5）；若备用母线带电后一切正常，下一步则先接通（一条或全部）回路接于备用母线侧的隔离开关，然后断开（该条或全部）回路接于工作母线上的隔离开关，（1分）；待全部回路操作完成后，断开母联断路器及其两侧的隔离开关。（1分） 32、简述降低电网电能损耗的措施。 32答：（1）提高电力网负荷的功率因数，降低电网的电能损耗：①合理选择异步电动机的容量及运行方式；②实现无功功率就地补偿，限制无功功率在电网中传送。（2.5分） （2）合理组织电力网的运行方式：①电力网运行于重负荷状态时，应尽量提高运行电压水平，以降低功率损耗和电能损耗；②合理组织并联变压器的运行，减少功率损耗和电能损耗。（2.5分） 33、以三段式电流保护为例，说明保护配置时应该如何保证动作的选择性。 33答：以各级线路动作值和动作时间相互配合来保证选择性（2分） 电流I段按躲开本线路末端最大短路电流整定，动作时间为0s；（1分） 电流II段整定值与下一条线路的I段（或II段）整定值配合，动作时间相应提高Dt；（1分） 电流III段整定电流躲开正常工作电流，定值较小，因此采用动作时间来保证选择性。电流III段动作时间按照阶梯原则整定，即前一级线路比后一级线路动作时间相应提高Dt；并且电流III段动作时间长于电流I、II段动作时间。（1分） 34、如图所示回路是如何区分手动跳闸与自动跳闸的？
注册电气工程师发输变电《基础考试》题库及模拟试卷 2020年注册电气工程师（发输变电）《基础考试》题库【历年真题（部分视频讲解）＋章节题库＋模拟试题】 目录 ?第一部分历年真题[部分视频讲解] ?【公共基础（上午）】 ?2019年注册电气工程师（发输变电）《公共基础考试》真题及详解?2018年注册电气工程师（发输变电）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解] ?2017年注册电气工程师（发输变电）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解] ?2016年注册电气工程师（发输变电）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解] ?2014年注册电气工程师（发输变电）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解] ?2013年注册电气工程师（发输变电）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解] ?2012年注册电气工程师（发输变电）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解]
?2011年注册电气工程师（发输变电）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解] ?2010年注册电气工程师（发输变电）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解] ?2009年注册电气工程师（发输变电）《公共基础考试》真题及详解?2008年注册电气工程师（发输变电）《公共基础考试》真题及详解?【专业基础（下午）】 ?2019年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2018年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2017年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2016年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2014年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2013年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2012年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2011年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2010年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2009年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2008年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2007年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2006年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?2005年注册电气工程师（发输变电）《专业基础考试》真题及详解?第二部分章节题库
第二章 电力系统稳态运行分析与计算 2-9为什么求解潮流方程时要将系统的节点分类?各类节点有何特点? 答：在实际的电力系统中，己知运行条件往往不是节点的注入电流而是发电机和负荷的功率。因此不能用节点电压方程来进行潮流计算。必须在已知节点导纳矩阵的情况下，用己知的节点功率来代替未知的节点注入电流，再求得各节点电压，进而求得整个系统的潮流分布。 把功率方程展开成实数形式，在n 个节点的系统中可得到2n 个实数的方程： 电力系统的每个节点上有4个变量：节点注入有功功率；节点注入无功功率；节点电压实部；节点电压虚部。也就是说在n 个母线系统中有4n 个变量，用以上2n 个方程是解不出4n 个变量的,为了使潮流计算有确定的解，必须根据系统的实际情况给定2n 个变量，来求其余2n 个变量。这就是系统节点分类的问题。在潮流计算小常把节点分成三类： 1）PQ 节点：已知节点的有功功率Pi 和无功功率Qi ，求节点的电压幅值和角度。这种节点对应于实际系统中的负荷节点和给定发电机有功和无功出力的发电机节点。 2）PV 节点：已知节点的有功功率Pi ，和需要维持的电比幅值Ui ，待求的是节点的无功功率Qi 和电压角度δi 。这种节点对应于给定发电机有功出力并控制发电机母线电压的发电厂母线及装有无功补偿装置的变电站母线。 3）平衡节点：这种节点用来平衡全系统的功率。由于电网中的有劝和无功损耗均为各母线电压的函数，在各母线电压未计算出来时是未知的，因而不能确定电网中所有发电机所发功率，必须有—台容量较大的机组来担负平衡全网功率的任务，这个发电机节点称为平衡节点。在平衡节点上，电压幅值取U=1，δ＝0，一般一个系统中只设一个平衡节点。 2-12用简单电力系统说明电力系统电压调整有哪些方式，并说明各方式的优缺点。 答：k1、k2分别为升压变压器和降压变压器的变比R Σ和X Σ为归算到高压侧的变压器和线路的总阻抗。忽略变压器励磁支路和线路的并联支路，以及网络的功率损耗。负荷点的电压为 由上式可见，为调整用户端电压U 有如下的措施 ①改变发电机端电压UG ； ②改变变压器的变比k1，k 2； ③改变网络中流动的无功功率Q ； ④在高压网中一般满足R Σ＜X Σ，因此改变输电线路的电抗X Σ也是有效的调压措施。 2-13何谓一次调频?一次调频如何完成?能否做到无差调节?为什么? 由调速器自动调整负荷变化引起的频率偏核称之为频率的一次调整。 现代电力系统户所有并列运行的发电机组都装有调速器，当系统负荷变化时，有可调容量机组的调速器均将自动反应系统频率的变化，按着各自纳静特性及时调节各发电机的出力，使有功功率重新达到平衡以保持频率的偏移在一定范围之内。 2-14何谓二次调频?二次调频如何完成?能否做到无差调节，为什么? 频率的二次调整是通过发电机组调速器的转速整定元件，也称为调频器来实现的。 频率的二次调整就是操作调频器，使发电机组的频率特性平行地上、F 移动，从而使负荷变动引起的频率偏移可保持在允许范围内。 2-15 解 m r r 3621091610150--?=→?=.π Ω=?==→Ω===81680210210150 5 3100....L R R km S R ρ
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。 谐波电压含量可表示为 H U = 谐波电流含量可表示为 H I =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 1 100%H U U THD U =?电流总崎变率为 1 100%H I I THD I =? 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 (2) 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。 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。
《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。
《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S cos 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 222?ω+?=?=t LI i L m mf ，相应的功率为 )22sin(212?ωω+??==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 22222?ωωω+??=?==t I c c i C CU m C mf ；相应的功率为 ) 22sin(21 2e ?ωω+??==t I c dt dW P m ef f 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
第一章 1. 由生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系 统。 2. 输送和分配电能的部分称为电力网， 或电力网络，包括升、降压变压器和各种电压等 级的输电线路。 电力网 + 发电机=电力系统 （输送，分配） 动力系统：包括所有，把水轮机也包进去 3. 输送功率一定时，输电电压越高，电流越小，导线电阻一定时，导线损耗也相应减小 等级，又称额定电压。3/6/10/35/110/220/330/500 5. 同一个电压等级下（同一行中），各种设备的额定电压并不完全相等。 6. 电压等级越高，传输功率随传输距离增大下降得越快。 7. 我国规定电力系统的额定频率为 50Hz,简称工频或基频。 频率：50Hz 允许偏移：士 0.2~± 0.5Hz 与有功功率有关 电压：35kV 及以上的允许偏差为士 5% 10kV 及以下的允许偏差为士 7% 与系统的无功功率有关 波形：6~10kV 供电电压的波形畸变率不超过4% 0.38kV 供电电压的波形畸变率不超过 5% 8. 每一个负荷都只能沿唯一的路径取得电能的网络，称为开式网络。 有备用接线的网络中，每二个负荷点至少通过两条线路从不同的方向取得电能，统称 为闭式网络。 第二章 理论上，输电线路的输电能力与输电电压的平方成正比。 4.国家从设备设计制造角度考虑，为保证生产的系列性, S e R jX 就规定了一系列的标准的电压
1. 电力线路包括：输电线路和配电线路 从结构上分为：架空线路、电缆线路 2. 架空线路由导线、避雷线（即架空地线）、杆塔、绝缘子和金具等主要部件组成。 3. 导线型号后的数字代表主要载流部分（非整根导线）额定截面积的平方毫米数 4. 绝缘子片数越多，电压等级越高 5. 在220kV 及以上的超高压架空线路上，为了减小电晕放电和单位长度电抗，普遍采 用分裂导线。 6. 分裂导线由数根相同的钢芯铝绞线并联构成，每相导线分裂成若干根，各根导线之 间每隔一定长度用金具支撑，以固定尺寸。所用的导线根数称分裂数，常用的有 2、3 和4分裂。 7. 普通的分裂导线的分裂根数一般不超过 4,而且是布置在正多边形的顶点上。正多 边形的边长d 称为分裂间距，一般取40cm 左右。 L 门厶 2 D s 8. v d ＞＞Ds 二Dsb ＞Ds 二L 分裂＜L 单。且分裂数越多，D s 越大L 越小电抗越小。 9. 电晕的出现与施加线路上的电压有关，而与线路上通过的电流大小无关，电晕开始 出现的电压称为临界电压。 10. v d?r ,「. req ＞r ,「. C 分裂＞C 单。电容C 随分裂数增大而增大。 11. 电纳 B 也随分裂数增大而增大。 12. 例2-2有一 330kV 架空输电线路，导线水平排列，相间距离 8m ,每相采用2X LGJQ800分裂导线，分裂间距为 400mm ，计算直径为 23.5mm ，试求线路参数。r =31.5om ? mm2/km 13. d 当架空线路＞1000km,电缆线路＞300km 时，需要用金耐黎系数进行修正；_（2丄当 架空线路＜300km,电缆线路＜50~100km 时，各修正系数均可取1; （3） 35kV 及更低电压 的架空线路，不计并联导纳。等值电路只有一个串联阻抗 Z ; (4)_工程计算中，当线 路＞300km,用若干个串级联接的p 型等值电路来模拟，每一个p 型等值电路代替长度 为200km~300km 的一段线路。采用修正 0.0241 10
第一篇电气工程基础篇 第一章电气工程基础理论 第一节电路及其基本定律 第二节电场与电磁场 第三节电气识图与电工标准 第四节计量单位与单位换算 第五节电路分析方法 电路的动态分析 AA- 、，一 PH 第七节电磁路分析 第二章电工材料与电线电缆 第一节绝缘材料简介 第二节电线电缆 第三节通信（光纤）电缆 第三章仪器仪表及其检测 第一节电工仪表的基本知识 第二节常用电气测量仪表 第三节电流表与电压表 第四节万用表与功率表 第五节测量仪表附件（钳形电表与电度表） 自动化测量仪表 AA- 、，一 PH 第七节仪器仪表测量技术 第四章电子器件与电子电路 第一节电子器件 第二节半导体电路 第三节数字电路 第四节案例分析 第二篇电气工程安装与维护篇第五章电机及其安装维护技术 第一节电机设计技术安装与维护 第二节三相异步电机安装与维护 第三节同步电机运行与维修 第四节直流电动机安装与维护 第五节小功率电机运行与维护 第六章变压器及其安装与维护技术
第一节 第二节 低压架空线路设计 架空线路施工准备工作 放线施 工技术 拉线施工技术 紧线施工技术 电杆组装施工技术 工程验收 架空线路的运行与维修 电缆线路的一般选用标准 电缆的安装与连接工艺 第一节 第二节 第三节 第四节 电力变压器原理与参数 电力高压电器运行与维护 小型变压器安装与维护 特种变压器安装与维护 互感器安装与维护技术 第一节 第二节 第三节 互感器的类型与用途 电压互感器及其运行与维护 电流互感器及其运行与维护 低压电器安装与维护 第一节 熔断器运行与维护 第二节 刀开关及其安装与维护 第三节 断路器及其安转与维护 第四节 配电屏 第五节 继电保护装置的安装与调试 第六节 接触器的安装弓维护 高压电器安装与维修技术 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 高压断路安装与维护 高压隔离开关安装与维修 负荷开关安装与维护 熔断器安装与维护 高压开关柜安装与维护 避雷器使用与维修 机床电气设备安装与维护技术 第一节 第二节 第三节 机床电气设备检查与安全措施 机床电气设备故障检修 常见机床电气设备安装与维护 第十一章 架空线路的安装运行与维护技术 第十二章 电缆线路安装运行与维护 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 弟八^ 第七节 第八节
第一章 1.由生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。 2.输送和分配电能的部分称为电力网，或电力网络，包括升、降压变压器和各种电压等级的输电线路。 电力网 + 发电机 = 电力系统 （输送，分配） 动力系统：包括所有，把水轮机也包进去 3.输送功率一定时，输电电压越高，电流越小，导线电阻一定时，导线损耗也相应减小。理论上，输电线路的输电能力与输电电压的平方成正比。 4.国家从设备设计制造角度考虑，为保证生产的系列性，就规定了一系列的标准的电压等级，又称额定电压。3/6/10/35/110/220/330/500 5.同一个电压等级下(同一行中)，各种设备的额定电压并不完全相等。 6.电压等级越高，传输功率随传输距离增大下降得越快。 7.我国规定电力系统的额定频率为50Hz ，简称工频或基频。 频率：50Hz 允许偏移：±0.2~±0.5Hz 与有功功率有关 电压：35kV 及以上的允许偏差为±5% 10kV 及以下的允许偏差为±7% 与系统的无功功率有关 波形：6~10kV 供电电压的波形畸变率不超过4% 0.38kV 供电电压的波形畸变率不超过5% 8.每一个负荷都只能沿唯一的路径取得电能的网络，称为开式网络。 有备用接线的网络中，每一个负荷点至少通过两条线路从不同的方向取得电能，统称为闭式网络。 第二章 jX R V S +=2e
1.电力线路包括：输电线路和配电线路。 从结构上分为：架空线路、电缆线路 2.架空线路由导线、避雷线（即架空地线）、杆塔、绝缘子和金具等主要部件组成。 3.导线型号后的数字代表主要载流部分(非整根导线)额定截面积的平方毫米数 4.绝缘子片数越多，电压等级越高 5.在220kV 及以上的超高压架空线路上，为了减小电晕放电和单位长度电抗，普遍采用分裂导线。 6.分裂导线由数根相同的钢芯铝绞线并联构成，每相导线分裂成若干根，各根导线之间每隔一定长度用金具支撑，以固定尺寸。所用的导线根数称分裂数，常用的有2、3和4分裂。 7.普通的分裂导线的分裂根数一般不超过4，而且是布置在正多边形的顶点上。正多边形的边长d 称为分裂间距，一般取40cm 左右。 8.∵d>>Ds ，∴Dsb>Ds ，∴L 分裂
《电力工程》课程教学大纲 课程名称：Electric Power Engineering 课程类型：学科基础课 学时：48 学分：3 适应对象：电气工程及自动化专业 一、课程的性质、目的和任务 本课程是电气工程及自动化专业的一门必修的专业基础课。通过本课程的学习，使学生初步掌握110kV及以下电压等级的发电、输变电和供用电工程的设计、运行和维护能力，同时又为学生后期选修电力类课程奠定必备的专业基础。本课程横跨的专业面较宽，知识面较广，理论性和实践性均较强。 其先修课程是电工基础、电机学和电力电子技术。 二、教学基本要求 学生学习本课程后，应达到以下基本要求：对电力系统的组成及电能的生产过程有一定的认识；具有从事工业企业供电和地方电力工业生产所必须的理论基础和专业技能；能够掌握电力工程设计中的基本工程计算方法。 三、课程内容及学时分配 第一章概论4学时 了解电力系统的有关概念及发电厂的生产过程；掌握电力系统的额定电压及中性点的运行方式。第二章电力负荷计算5学时 了解负荷曲线及其有关概念；掌握负荷计算和无功补偿的基本方法。 第三章电力网6学时 了解电力网的接线方式及线路结构；掌握电力网电气参数计算、电压损失和功率损耗计算以及导线截面的选择与计算。 第四章短路电流及其计算6学时 了解短路的有关概念及短路电流的变化规律；掌握短路电流的基本计算方法。 第五章变电所的一次系统8学时 了解电气主接线的基本形式；掌握各种高低压电器的功能特点、变压器台数和容量的选择方法以及电气设备的选择与校验。 第六章电力系统继电保护础9学时 了解继电保护的有关概念和常用保护继电器的工作原理；掌握线路的电流电压保护及变压器保护的整定计算方法；了解微机保护的特点、硬件组成及其算法。 第七章变电所的监控系统和自动装置4学时 了解变电所的操作电源和变电站综合自动化的有关概念；熟悉变电所的控制、信号、测量、绝缘监视装置及其常用自动装置。 *第八章配电网自动化选学 了解配电网自动化的概念、配电网自动化的通信方式、配电网的馈线自动化和用电管理自动化的组成及工作原理。 第九章防雷、接地与电气安全2学时 了解雷电的基本知识和接地的有关概念；熟悉雷电的防护措施及低压配电系统的保护接地方式。 四、实验教学内容及要求（4学时） 1．电磁型电流继电器和电压继电器实验； 2．电磁型时间继电器实验；
复习题 第一章引论 1.电力系统的输电方式有哪几种？直流输电，交流输电 2.为什么电能要采用高电压传输？ 3.掌握电力系统中常用设备的国标图形符号。 4.我国电力系统发展的现状如何？ ①能源地域分布不平衡，能源分布与消费分布脱节，电源结构有待优化； ②区域电网互联结合大电网的发展模式； ③西电东送，南北互供，全国联网； ④电源结构不断调整，新能源发电取得长足的进步。 5.电力系统主要由哪些部分构成？ 发电机、输电网络、配电系统、负荷 6.电力负荷包括哪些？ 7.电力系统的基本参量有哪些？ 总装机容量、年发电量、最大负荷、年用电量、额定功率、最高电压等级 8.什么是年发电量？全年所发电能的总和（MWh） 9.什么是最大负荷？规定时间内总有功功率负荷的最大值 10.线路电压越高，其输送功率和输送距离如何变化？ 11.线路、发电机、变压器的额定电压有什么规定？ 发电机额定电压为线路额定电压的105% 变压器一次侧：相当于用电设备，其额定电压与系统相同；与发电机相 连时，则与发电机相同。 二次侧：相当于电源，其额定电压应比系统高5%，考虑变压器内部的电压损失（5%），实际比线路高10%。即空载时比线路高5%，负载时比线 路高10% 12.发电厂主要有哪些类型？ 1. 火力发电厂（在我国占大约75%左右） 2. 水力发电厂（在我国占约占20%） 迳流式、坝后式、 河床式、抽水蓄能 3.核能发电厂（在我国约占1%） 4. 其他可再生能源发电方式（在我国约占4%） 风力、地热、潮汐、太阳能 13.变电所有哪些类型？ 按功能划分：升压变电所、降压变电所 按照在系统中的地位：枢纽变电所、中间变电所、 地区变电所、终端变电所 14.电力负荷如何分级？ 15.举例说明5种不同类型的电力负荷？ 16.电力系统运行的特点是什么？ ①电能不能大量存储 ②电力系统的暂态过程非常迅速 ③供电中断可能造成重大损失 ④对电能质量（电压和频率）要求十分严格，偏离规定值太多将导致损坏设备 或大面积停电 17.电力系统可靠安全运行的要求有哪些？ ①运行的安全性和可靠性