电气工程基础
实验指导书
上海交通大学
电气工程实验教学中心
2018年3月
目录
实验一电力系统稳态运行方式实验
实验二机电能量转换实验
实验三发电机不同限制条件下的运行实验
实验四发电机单机带负荷实验(发电机P(f.Q(u)特性实验）
实验五同步发电机三相突然短路实验
实验六电力系统潮流计算仿真实验（PowerWorld Simulator平台）
实验一电力系统稳态运行方式实验
一、实验目的
1.了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；
2.了解和掌握输电系统稳态运行的条件。
二、原理与说明
电力系统稳态对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图1-1所示。
图1-1 一次系统接线图
原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。
为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。
三、实验步骤：微机自动方式下的开、停机操作
1.当微机调速装置的按钮全松开时，则“开机方式”选择为“微机自动方式”，此时“微机自动”指示灯亮，数码管显示“发电机转速”为零。
2.合上“原动机开关”即给三相可控整流装置供电。
3.按下“停机/开机”按钮，此时“开机”指示灯亮，则“Ud ”自动增加，可控硅导通角逐渐增大，“原动机电压”表的电压值也在增大，发电机开始启动，然后逐渐逼近额定转速。
4.给上励磁电压后，当满足同期条件时，发电机与系统并列即“发电机开关”合上，“并网”指示灯亮；
当同期条件不满足时，可以通过“微机调节”区的“增速”、“减速”按钮来调节发电机转速，也可通过微机准同期控制器，自动调节发电机转速。
5.当并网成功后（冲击电流很小），数码管显示功率角接近为零；
通过面板上“ ”按钮可以分别看到“发电机转速”、“可控硅控制量”、“发电机功率角”等量。
6.当需要增加或减少发电机有功功率时，可通过“增速”或“减速”按钮来改变其功率大小，此时可以看到功率角的大小变化。
7.当需要停机时，应先将发电机的有功、无功减至零；然后将发电机与系统解列，即跳开“发电机开关”；再将发电机逆变灭磁或者跳开励磁开关灭磁；松开“停机/开机”按钮，此时“开机”指示灯灭，“停机”指示灯亮，控制量递减直至为零，发电机减速逐渐停止转动。
8.当发电机转速为零时，跳开“原动机开关”时，可控硅冷却，风扇停止运转，发电机测功角盘的频闪灯灭，即微机自动方式下的开停机操作结束。
四、实验项目和方法
1.单回路稳态对称运行实验
在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然
后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。
2.双回路对称运行与单回路对称运行比较实验
按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。
注：U Z —中间开关站电压
?U —输电线路的电压损耗
△U —输电线路的电压降落
五、实验报告要求
1.整理实验数据，说明单回路送电和双回路送电对电力系统稳定运行的影响，并对实验结果进行理论分析。
2.根据不同运行状态的线路首、末端和中间开关站的实验数据、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点和变化范围。
六、思考题
1.影响简单系统静态稳定性的因素是哪些？
2.提高电力系统静态稳定有哪些措施？
3.何为电压损耗、电压降落？
4.“两表法”测量三相功率的原理是什么？它有什么前提条件？
实验二机电能量转换实验
一、实验目的
1.加深理解同步发电机机电能量转换条件；
2.观察并网或解列过程中相关参数(f, U, P , Q)之间的关系。
二、原理与说明
发电机在并网或解列前后,会发生机械能与电能之间的相互转换,为观察到这一现象而又不造成设备损坏,必须严格按照满足并网(解列)的要求进行,其方法如下:将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。
手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（同相点）时合闸，考虑到断路器和继电器固有的合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。
同期装置一般在发电机端的电压和频率与系统侧电压和频率相差不大时投入，而在同期结束后就可退出运行。
三、实验项目和方法
1.将发电机组电动机三相电源插头与机组控制屏侧面“电动机出线”插座连接，发电机三相输出电压插头与“发电机进线”插座连接，发电机励磁电源插头与“励磁出线”插座连接。机组控制屏侧面的“380V电源”插座与实验室380V
三相交流电源连接，220V电源插头（“发电机出线”插座左侧的黑色插头）与实验室220V交流电源连接。
2.检查机组控制屏上各指示仪表的指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置。
3.合上机组控制屏上的“220V电源”开关，检查开关状态：控制屏一次系统图上1QF处信号灯应绿灯亮，红灯熄灭。观测微机型自动调速装置、微机型自动励磁装置及微机型自动同期装置（以下分别简称为“调速装置”、“励磁装置”和“同期装置”）面板上的“运行”灯，正常应亮或闪烁。
4.合上“调速励磁电源”开关（380V）。
注意：
一定要先合“220V电源”开关，再合“调速励磁电源”开关，否则，励磁或调速输出的功率模块可能处于失控状态。
5.将机组控制屏上的励磁调节装置“方式选择”开关选择为“恒α”方式，“远方/就地”选择为“就地”（选择为“远方”时，就地控制失效），“启动/停止”开关选择为“启动”。通过按“减磁”按钮逐渐升高励磁调节装置输出电压，至15伏左右，（超过时按“增磁”按钮）。
7.将机组控制屏上的调速装置“方式选择”开关选择为“自动”方式，“远方/就地”选择为“就地”（选择为“远方”时，就地控制失效）。“启动/停止”开关选择为“启动”，此时，调速装置开始输出控制信号。
7.通过“增速”按钮逐渐升高电动机转速，当按住“增速”按钮不动时，转速将快速升高。超过额定转速(1500)时，松开“增速”按钮按“减速”回调，直到达到需要的转速，然后调速开关选择为“手动”方式。手动调节机组转速至1500 转/分。
8.操作励磁装置增磁或减磁按钮进行电压调整，直至发电机的端电压近似等于300V，达到需要的系统电压。
下面进行手动准同期并列:
图2-1 发电机组准同期并列示意图
发电机组准同期并列示意图如图2-1，1QF作为同期开关（位于机组控制屏上）。
9.合上实验台上的1QF、2QF、3QF、4QF、5QF、6QF按钮，使系统侧母线带电。各QF处指示灯应红灯亮、绿灯灭。
10.根据发电机电压和系统电压的大小，相应操作励磁装置增磁或减磁按钮进行调压，直至发电机的端电压近似等于系统电压。根据发电机频率和系统频率的大小，相应操作调速装置上的增速或减速按钮进行调速，直至发电机频率近似等于系统频率。
此时表示压差、频差均满足条件，观察同期装置液晶显示屏上的相角图，当旋转至0度位置前某一合适时刻时，按下机组控制屏上的1QF，将发电机并网。
发电机在满足并网三要要素(频差、压差、角差.准同期并列时很难看清能量转换过程，下面就按照不同的工况进行解列，重复步骤10）观察唯一对应的不同现象，进行记录分析。
实验分别在不同的工况下解列，记录对应情况：
1.有功功率表P和无功功率表Q指针偏转正半格方向，观察并填入下表。
2.有功功率表P指针偏转正半格方向，无功功率表Q指针偏转负半格方向填入下表。
3.有功功率表P和无功功率表Q指针偏转负半格方向，观察并记录，填入下表。
4.有功功率表P指针偏转负半格方向，无功功率表Q指针偏转正半格方向填入下表。
不同并网或解列条件下的对应工况
停机
首先将同期装置的“启动/停止”开关打到“停止”位，跳开同期开关1QF，使同步发电机与系统解列。在发电机与系统解列之后，通过“减磁”按钮使发电机电压降低到零时再选择“停止”，励磁装置将停止功率单元的输出。通过“减速”按钮使电动机转速降低到零时再选择“停止”。调速装置将停止功率单元的输出。待机组停稳后先断开“励磁调速电源开关”，再断开“220V电源”开关。
四、实验报告要求
1.并列两侧相序不同(如系统侧相序为A、B、C、为发电机侧相序为A、C、
B)，能否并列？为什么？
2.当两侧频率几乎相等，电压差也在允许范围内，但合闸命令迟迟不能发出，这是一种什么现象？应采取什么措施解决？
五、思考题
运用所学的理论，针对表2-1 的实验现象进行定性分析。
实验三发电机正常运行实验
一、实验目的
1.掌握同步发电机正常运行过程中所需具备的基本条件；
2.了解同步发电机正常运行过程中在不同限制条件下相关曲线的对应关系；
3.掌握同步发电机正常运行过程中有功功率P、无功功率Q、发电机电压U 以及励磁电流If之间的相互关系。
二、实验内容
1．发电机并网（过程略）
2．维持发电机电压Ug = Un = 300 伏，有功功率Pg = 1.0 千瓦的条件下，改变励磁电流If，求取发电机功角δ、发电机定子电流 Ig、发电机功率因数COS φ、发电机无功功率Qg与励磁电流If的对应关系。（如果改变励磁电流If，造成发电机电压Ug偏离设定值，可采取改变末端电压Us的方法，维持发电机电压Ug仍旧不变。）
3．维持发电机电压Ug = 300 伏，励磁电流If = 0.45A（对应 Pg = 0、Qg0 = 0.60Kvar、Ug = 300V）, 改变发电机有功功率P，求取发电机功角δ、发电机定子电流 Ig、发电机功率因数COSφ、发电机无功功率Qg与有功功率P的对应关系。
三、实验示意图及实验原理
图3-1 一次系统接线图
电力系统稳态对称运行，本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。
实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。
为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。
实验内容2及实验内容3的相关公式
δ
sin ??=
d
g
q g X U E P
d g
d
g
q g X U X U E Q 2
c o s -
??=
δ
2
2Q P P
COS +=
? ?
C O S I U P ??=
四、实验步骤：微机自动方式下的开、停机操作
1.当微机调速装置的按钮全松开时，则“开机方式”选择为“微机自动方式”，此时“微机自动”指示灯亮，数码管显示“发电机转速”为零。
2.合上“原动机开关”即给三相可控整流装置供电。
3.按下“停机/开机”按钮，此时“开机”指示灯亮，则“Ud ”自动增加，可控硅导通角逐渐增大，“原动机电压”表的电压值也在增大，发电机开始启动，然后逐渐逼近额定转速。
4.给上励磁电压后，当满足同期条件时，发电机与系统并列即“发电机开关”合上，“并网”指示灯亮；
当同期条件不满足时，可以通过“微机调节”区的“增速”、“减速”按钮来调节发电机转速，也可通过微机准同期控制器，自动调节发电机转速。
5.当并网成功后（冲击电流很小），数码管显示功率角接近为零；
通过面板上“ ”按钮可以分别看到“发电机转速”、“可控硅控制量”、“发电机功率角”等量。
6.当需要增加或减少发电机有功功率时，可通过“增速”或“减速”按钮来改变其功率大小，此时可以看到功率角的大小变化。
7.当需要停机时，应先将发电机的有功、无功减至零；然后将发电机与系统解列，即跳开“发电机开关”；再将发电机逆变灭磁或者跳开励磁开关灭磁；松开“停机/开机”按钮，此时“开机”指示灯灭，“停机”指示灯亮，控制量递减直至为零，发电机减速逐渐停止转动。
8.当发电机转速为零时，跳开“原动机开关”时，可控硅冷却，风扇停止运转，发电机测功角盘的频闪灯灭，即微机自动方式下的开停机操作结束。
五、实验数据记录
实验内容2的相关数据: Pn=1.0 kw Un=300v
实验内容3的相关数据: Un=300v Qg = 0.60Kvar Ifn=If0
六、实验报告要求
1.划出不同限制条件下的相关曲线
2.对实验结果和实验中某些现象的分析讨论
七、思考题
功率角指示器的原理是什么？如何调节其零点？当日光灯供电的相发生改变时，所得的功角值发生什么变化？
注意：
1.有功功率应缓慢调节，每次调节后，需等待一段时间，观察系统是否稳定，以取得准确的测量数值。
2.当系统失稳时，减小原动机出力，使发电机拉入同步状态。
附TGS-03B型微机调速装置数码显示器说明
按“▲”“▼”键可循环显示以下参数。
附WL-04B微机励磁调节器数码显示器说明励磁调节器控制参数及其显示符号
实验四发电机单机带负荷实验
一、实验目的
1.了解和掌握单机带负荷运行方式的特点；
2.单机带负荷手动调速和自动调速时转速特性；
3.单机带负荷手动励磁和自动励磁时的负荷特性。
二、实验内容
1.发电机手动调速转矩特性实验
2.发电机自动调速转矩特性实验
3.发电机手动励磁特性实验(自动调速方式)
4.发电机自动励磁特性实验(自动调速方式)
三、原理与说明
单机带负荷运行方式与单机对无穷大系统运行方式有着截然不同的概念，单机对无穷大系统在稳定运行时，发电机的频率与无穷大频率一样，受无穷大系统的频率牵制。随系统的频率变化而变化，发电机的容量只占无穷大系统容量的很小一部分。而单机带负荷它是一个独立电力网。发电机是唯一电源，任何负荷的投切都会引起发电机的频率和电压变化（原动机的调速装置，发电机的励磁调节装置均为有差调节）此时，也可以通过二次调节将发电机的频率和电压调至额定值。
单机带负荷实验图如图4-1示。实验中的负载使用三相滑线变阻器。
图4-1单机带负荷实验一次示意图
注意：
通电前一定要检查接线是否正确？负荷必须小于发电机组的额定功率？三相负载是否平衡？
四、实验方法
1.合上机组控制屏上的“220V电源”开关，检查开关状态：控制屏一次系统图上1QF处信号灯应绿灯亮，红灯熄灭。观测微机型自动调速装置、微机型自动励磁装置及微机型自动同期装置（以下分别简称为“调速装置”、“励磁装置”和“同期装置”）面板上的“运行”灯，正常应亮或闪烁。
2.合上“调速励磁电源”开关（380V）。
3）将励磁装置“方式选择”开关拨到中间位置（“恒Q/恒α”）将机组控制屏上的励磁调节装置方式选择“恒Q/恒α”开关选择为“恒α角”方式，“远方/就地”选择为“就地”（选择为“远方”时，就地控制失效），“启动/停止”开关选择为“启动”。按住“减磁”按钮不动直至励磁调节装置开始输出电压，再按住“增磁”按钮回调至励磁电压表指示在10~20伏之间，并在10~20伏之间达到稳定的数值，防止先开机后加励磁，机组出现过电压和电压波动。
4）将机组控制屏上的调速装置“方式选择”开关选择为“自动”方式，“远方/就地”选择为“就地”（选择为“远方”时，就地控制失效）。“启动/停止”开关选择为“启动”，此时，调速装置开始输出控制信号。
5）通过“增速”按钮逐渐升高电动机转速，当按住“增速”按钮不动时，转速将快速升高。接近额定转速时，松开“增速”按钮（防止超过额定转速），然后采用点动的方式操作按钮，直到达到需要的转速。确认机组转速在额定转速（1500转）附近。
升高发电机电压，当按住“减磁”按钮不动时，发电机电压将快速升高。接近额定电压（230伏）时，松开“减磁”按钮（防止超过额定电压），然后采用点动的方式操作按钮，直到达到需要的（230伏）电压。
合上3QF、5QF、7QF、8QF、10QF，分别按轻、重负载接线进行实验，将实验数据填入如下表中。表中的数据可在励磁装置和调速装置液晶显示屏上读取。
在机组空载额定运行方式（1500转，230伏）下，调速装置由自动运行方式直接切换到手动运行方式。如偏离空载额定（1500转，230伏）再做调整，直至满足条件。最后合上机组屏上1QF和线路屏用虚线标明的1QF开关，开始读取参数，完成下面手动方式的参数测量。
空载额定（1500转，230伏）
当手动方式的参数测量完成后，按“减速”按钮直至发电机停机，把“启动/停止”开关选择为“停止”，将机组控制屏上的调速装置“方式选择”开关选择为“自动”方式，再把“启动/停止”开关选择为“启动/”，按“增速”按钮逐渐升高电动机转速，直至额定转速（1500转），开始做自动方式的参数测量。
当有功P—F频率特性参数测量完成后，开始做无功Q—U电压特性参数测量，把负荷运行方式开关由左侧有功切换至中间无功轻载位置，作出恒α方式机端电压与无功关系特性曲线，完成后再切换至右侧无功重载位置作出恒α方式机端电压与无功关系特性曲线。
空载额定（1500转，230伏）
当手动励磁无功Q—U电压特性参数测量完成后，此时不用停机,按住“增磁”按钮不动直至励磁调节装置输出电压为零，将机组控制屏上的励磁调节方式选择由“恒α角”改为“恒Ug”方式，再按住“增磁”按钮不动直至机端电压表为230V，完成以及恒Ug自动方式机端电压与无功关系特性曲线。
N
U
五、实验报告要求
1.比较调速装置在手动方式及自动方式下有功P和速转N之间的关系并分析原因
2.比较励磁装置在恒α方式与恒Ug方式下无功Q和电压U之间的关系并分析原因
3.对实验结果和实验中某些现象的分析讨论
实验五三相突然短路实验
一、实验目的
掌握通过三相突然短路实验求取同步发电机稳态、暂态基本参数的方法。
二、实验设备
同步发电机、程序控制器、电力电子开关、计算机、录波仪、打印机。三、实验接线及实验步骤
试验结线如图5-1，试验步骤如下：
1.控验好短路开关的三相同时性。合上DK．
2.机组升速至额定值，调节发电机转子电流大小至机端电压为额定电压1/3．
3.起动示波器后台上短路开关K，录取对应的电流和电压的波形。
图5-1 三相突然短路试验接线图
学年第一一学期考试A卷**大学20201010～20201111学年第 课程名称考试日期 考生姓名学号专业或类别 题号一二三四五总分累分人 题分2318102524100 签名 得分 考生注意事项：1、本试卷共页，请查看试卷中是否有缺页。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 备注：答案页码请参考《电气工程基础》温步瀛 一、填空题(共23分) 1、电力系统中继电保护有主保护和后备保护之分，当后备保护不是由本线路 得分评卷人 上的保护实现，称为远后备保护，当后备保护是由本线路的另一套保护 实现，称为近后备保护。（P16） 2、电力系统中无功电源主要有同步发电机、调相机、线路充电功率、 静止无功补偿器、电容器（列举四种）等。（P120） 3、对线路进行送电操作，应先合母线隔离开关、线路隔离开关最后合断路器。（P30） 4、电力系统和电气设备的接地，按其接地的目的不同分为工作接地、保护接地、 三类。（P253） 5、电力系统的调压措施主要有利用发电机励磁调压、无功补偿、利用变压器分接头调压和改变线路参数；试利用变压器分接头调压原理选择变压器分接头：某企业由一台10/0.4kV变压器供电，变压器高压侧有三个分接头分别为：0%、+5%、-5%，当接于0%分接头时，该变压器的低压侧电压为410V，该变压器分接头应接在+5%（2分）时才能保证低压侧的电压质量。（P126）
6、按照结构，高压配电线路可分为架空线路和电缆线路两大类。（P42） 7、低压配电系统的接线方式有：放射式接线、树干式接线及混合式、 链式 。（P54） 8、防雷装置有：避雷针 、避雷线 、 避雷器 。（P260） 二、选择题(单选题，每小题2分，共18分) 1、供电系统短路故障中，一般危害最大的短路类型为（A ）。(P131) A、三相短路 B、两相短路 C、两相接地短路 D、单相接地短路 2、高峰负荷时升高电压至N U 05.1，低谷负荷时降低电压至N U 的中枢点电压调整方式为（B ）。(P125) A、顺调压 B、逆调压 C、常调压 D、有载调压 3、配电线路中应装设短路保护电器，下列不具备短路保护功能的电器是（D ）。 A、断路器 B、熔断器 C、漏电开关 D、隔离开关 4、以下接线方式中，有汇流母线的是（ D ）(P34)A、四角形接线 B、单元接线 C、内桥接线 D、2/3断路器接线 5、下面讲解正确的是（D ）(P156) A、硬母线的校验时母线在按发热条件选择后，不需校验其短路的动稳定和热稳定。 B、电缆的校验时需要校验其短路的动稳定，但不需要校验热稳定。 C、硬母线的校验时母线在按发热条件选择后，只要校验其短路的动稳定。 D、电缆的校验时不需要校验其短路的动稳定，但需要校验热稳定。6、导致人体触电死亡的重要的直接因素有（B ）(P255)A、人体的电阻和电源的频率B、电流的大小和流通的时间C、通流的途径和电压的高低 D、接触电压的高低和人体电阻 7、中性点不接地的电力系统中，线路的绝缘是按照（B ）进行设计。(P254) A、相电压 B、线电压 C、零序电压 D、雷电过电压 得分 评卷人
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？
[试题分类]:专升本《电气工程基础》_08188450 [题型]:单选 [分数]:2 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。 A.高于 B.低于 C.等于 D.不确定 答案:A 2.电流互感器的二次侧绕组不能（）。 A.开路 B.短路 C.无所谓 答案:A 3.双母线带旁路接线的优点不包括（）。 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 答案:D 4.冲击电流是指（）。 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 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（）。 A.低压侧 B.中压侧 C.高压侧 D.低压侧或中压侧 答案:A 6.铁磁谐振过电压的特点不包括（）。 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 答案:D 7.测量用电流互感器二次侧电流额定值一般为（）。 答案:D 8.对降低供电网电能损耗的效果最差的是（）。 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 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？ 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 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（）。 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 答案:B 11.启停速度最快的发电机组是（）。 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 答案:B 网络中有A,B两台变压器,已知SNA=,UkA%=UKB%,则变压器的电抗（）。 >XB =XB
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
一、单选（共20题,每题2分,共40分） 1.我国实现配电网故障隔离的方法一般是（） A.利用电流保护中电流定值选择性配合实现故障隔离 B.线路首端断路器跳闸实现故障隔离 C.利用电流保护时间阶梯原则实现故障隔离 D.在线路首端断路器跳闸后，利用自动化系统或自动化设备实现故障隔离 2.二次设备不包括（） A.远动装置 B.继电保护装置 C.电流互感器 D.监视与测量仪表 3.不需要同时校验动稳定和热稳定的电气设备是（） A.电压互感器 B.电抗器 C.断路器 D.隔离开关 4.下列发电机组中，启动速度最快的发电机组是（） A.背压式热电机组 B.核电机组 C.水电机组 D.凝汽式火电机组 5.下列发电机组中，有功功率应该尽可能在额定功率附近运行的发电机组是（） A.背压式热电机组 B.凝汽式火电机组 C.水电机组 D.核电机组 ?? 6.对于Y0/接的变压器，变压器Y0侧输电线路上发生两相短路故障，绕组侧输电线路中（） A.肯定产生零序电流 B.肯定产生零序电压 C.可能产生零序电压 D.肯定产生负序电压 7.计量用电压互感器的准确级是（） A.0.2级 B.1级 C.0.1级 D.0.5级 8.短路电流最大有效值用于校验电气设备的（） A.动稳定 B.机械强度 C.热稳定 D.开断能力 9.在下列措施中，对降低电能损耗效果最明显的是（） A.在线路首端并联电容器 B.调整分接头提高运行电压 C.提高发电机的端电压 D.在用户端并联电容器，提高用户的功率因数 10.在下列保护中，保护范围最短的保护是（） A.带时限电流速断保护 B.无时限电流电压连锁速断保护 C.定实限过电流保护 D.无时限电流速断保护 11.关于调压的地点，正确的是（） A.仅仅只在中枢点调压 B.先在负荷点调压，再对电压不合格的中枢点调压 C.仅仅只在负荷点调压 D.先在中枢点调压，再对电压不合格的负荷点调压
一、填空题 1安装接线图包括、和。 2、电力系统相间短路的形式有短路和短路。 3、电力系统接地短路的形式有接地短路和接地短路。 4、继电保护的可靠性是指保护在应动作时,不应动作时。 5 、 三相一次自动重合闸装置通常由元件、元件、元件和元件。 6、变压器轻瓦斯保护动作于，重瓦斯保护动作于。 7 、 电力系统中性点接地方式有：、和中性点不接地。 & 在我国，110kV及以上的系统中性点采用 。 ，60kV及以下系统中性点采用9 、电力系统对继电保护的基本要求是、、、。 10、电力系统内部过电压一般有和。 11、电力系统中最基本的防雷保护装置有、、、。 12、电力线路相间短路的三段式电流保护是指电流速断保护、电流速断 保护、__________ 过电流保护。 13、电力市场的基本特征是_________ 、_________ 、__________ 、__________ 。 14、电力市场的基本原则是_________ 、_________ 、__________ 。 15、我国电力体制改革的总体目标是建立____________ 、 _________ 、__________ 的电力市场。 16、电力网通常按电压等级的高低、供电范围的大小分为__________ 、__________ 、 _______ 17、电能具有_________ 、__________ 、_________ 等优点。 18、自动重合闸作用在线路上发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而可提高供电的 。 19、衡量电压的质量指标通常包括___________ 、 ________ 、__________ 。 20、通常，要求电力系统供电电压（或电流）的波形为_____________ 。 21、谐波电压是谐波电流在系统__________ 上的压降。 22、电气设备分为_________ 、__________ 。 23、电力系统中性点经消弧线圈接地时，有三种补偿方式，即__________ 、_________ 。 24、构成客观世界的三大基础是__________ 、_________ 、__________ 。 25、能源按获得的方法可分为__________ 、 _________ 。 26、能源按被利用的程度可分为__________ 、_________ 。 27、能源按本身的性质可分为__________ 、 _________ 。 28、火力发电厂能量转换过程是__________ ~~__ ―。 29、凝汽式火力发电厂三大主机是指___________ 、_________ 、 _________ 。 30、核电厂的系统和设备有两大部分组成____________ 、 _________ 。 31、海洋能主要有_________ 、__________ 、_________ 等。 32、输变电系统是电力系统的组成部分，包括____________ 、__________ 。 33、输电线路按电力线路的结构可分为___________ 、__________ 。 34、无汇流母线接线形式有_________ 、_________ 、__________ 。 35、保护接地按电源中性点接地方式不同可分为_____________ 、 _________ 、_________ 三种。
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
上海交通大学电气工程与自动化本科工程型—— 卓越工程师教育计划培养方案 一、学科专业及项目简介 电气工程与自动化专业是上海交通大学历史最悠久的专业，已逾百年，为国家培养了大批社会精英。 本专业目前为教育部“第一类特色专业”，也是教育部“卓越工程师”培养专业，体现强弱电、软硬件相结合的特色，将学生培养成为具有国际视野，具有综合运用所学的科学理论与技术方法从事与电气工程相关的系统运行和控制、电工技术应用、信息处理、试验分析、研制开发、工程管理以及计算机技术应用等领域的人才。本专业本科生在“全国大学生节能设计大赛”和“全国大学生电子设计大赛”等比赛中屡创佳绩。毕业生大量进入电力公司等国企、世界五百强企业，约1/3的学生进入国内外大学继续深造。 在《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》文件引导下，我校电气工程与自动化专业被列入教育部第一批“卓越工程师教育培养计划”，为此，从2009级开始，电气工程与自动化专业每年有35名本科生按卓越工程师教育培养计划进行培养，其三个特点为：1）行业企业深度参与培养过程（共同制定培养计划，企业设立“工程实践教育中心”）；2）学校按通用标准和行业标准培养工程人才；3）强化培养学生的工程能力和创新能力。我校“电气工程与自动化”专业卓越工程师培养依托于上海交大电气工程一级学科及上海电气、上海电力、施耐德电气等企业和其他研究所。其特色为：1）学科基础好，电气工程一级学科拥有博士学位授予权，涵盖了电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电机与电器、电力电子与电力传动、电工理论与新技术五个二级学科，其中电力系统及其自动化为国家重点培育学科。2）师资力量雄厚，电气工程系现有教职工98人，其中院士2人，以及一批在国内外有一定影响、承担国家及地方重大工程项目的中青年专家，并有一大批企业导师参与指导。该专业学位硕士点还依托教育部重点“电力传输与功率转换”实验室、高电压试验设备研究开发中心、风力发电研究中心、国家能源智能电网（上海）研发中心、上海市高压电器产品质量监督检验站，给学生们提供大量的实习、实践及参与各类科研项目的机会。
《电气工程基础》期末考试复习题 一、走进电厂、走进变电站、走进直流换流站（陶永红） 1）什么是电力系统？什么是发电厂？ 电力系统是既包括将一次能源转换为电能的发电、输电、配电、用电的一次系统，又包括保证其安全可靠运行的继电保护、白动控制、调度H动化和通信等辅助系统。 发电厂：将一次能源变为电能的工厂，称为发电厂。 2）火电厂的电能牛产过程？ 3）水电厂的定义，分类？ 定义：水力发电厂是利用通过筑坝将位于高处的水流向低处的位能转换为动能，此时位于低处的水轮机受到水流的推动而转动，将水轮机与发电机连接，带动发电机转动，将机械能转换为电能。 分类：堤坝式水电厂、河床式水电厂、引水式水电厂、混合式水电厂、径流式水电厂、梯级水电厂、抽水蓄能式水电厂。 4）变电站的定义，分类？它的基本组成？ 定义：变电站是电力系统屮连接用户和发电厂的屮间环节，具有汇集和分配电能、变换电压和交换功率等功能。 分类：a、根据地位和作用可以分为：枢纽变电所、屮间变电所、地区变电所、终端变电所 B、根据设备的安装位置分为：户外变电所、户内变电所、半户外变电所、地下变电所、箱式变电所。 基木组成：电力变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、接地装置、以及各种无功补偿装置等。 5）什么是一次设备、二次设备？ 一次设备：通常把肓接承担生产、输送、分配、消耗电能的设备称为一次设备 二次设备：在电力系统屮对一次设备、其他设备的工作状况进行监控和控制保护的设备称为电气二次设备。 6）主接线方式有哪些？ 常用的主接线方式有：单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线接线、双母线接线、双母线带旁路母线接线方式、双母线分段接线、双母线分段带旁路母线接线、内桥接线、外桥接线、一台半断路器接线、单元接线和角形接线等。 7）什么是箱式变电站？它的组成部分？ 箱式变压器就是一?种把高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定线路方案排列成一?体的预制型户内、户外紧凑式配电设备。 组成部分：高压配电设备、变压器及低压配电设备 8）直流输电系统基本组成？直流输电的特点？ 基本组成：主要由换流站、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换 流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。 特点: 优点：a.线路造价低、年运行费用省。B、没有运行稳定性问题。C、能限制短路电流。 D、调节速度快。 缺点：a、换流站造价高。B、消耗大量的无功功率。C、产牛谐波。D、缺乏直流断路 器。 二同步发电机.电网规划（负荷预测）?电力系统二次回路（方勇） 1）同步发电机原始方程
【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)
电气工程基础实验指导 李丽 实验一：电度表接线方式实验 说明：三相电度表的接线方式有两种：三相三线式和三相四线式。 本实验使用三相四线式。选用型号为DTS237电子式电度表。参考电压为3*220/380V ；参比频率为50Hz ； 同时可以看到试验台线路装置中，有三相电流互感器TA301和电压互感器TV101。当使用电度表测量时，三相电度表有两种接线方式，一种是三相四线直接接入式；一种是经电流互感器接入式。 注：通常规格为A )20(53?、A )40(103?、A )60(153?、A )80(203?，采用直接接入式接线方式。而A )6(5.13?采用经互感式接线方式。本实验台模拟10KV 、35KV 电压，而实际接的电压为380V ，实际负载为一个1.5KW 的小电机。所以该3*1.5（6）A 规格的电度表，在该实验过程中两种接线测量均可以用，实用倍率为B L =1。 实验注意事项：当不使用电度表测量时，面板显示的35KV 侧A 、B 、C 、N 应左右两侧短接起来。TA301的三相电流互感器的二次侧也要短接起来。 1、 电度表三相四线直接接入式实验： 附图1：三相四线电度表直接接线原理图：
步骤：实验前，查阅电能计量的相关知识，自学机械式和电子式电能表的工作原理。试验中，按图接线，测量负载电能。最后注意观察脉冲。接线中即1、2、3为一组；4、5、6 为一组；7、8、9 为一组。 2、三相四线经电流互感器接入式实验： 附图2：三相四线电度表经电流互感器接线原理图： 实验注意事项及步骤： 1)、实验前，查阅电能计量的相关知识，自学机械式和电子式电能表的结构以及工作原理。 2）、试验中，断电，按图接线。注意的是各电流测量取样必须与其电压取样保持同相，特别注意的是各电流互感器的电流测量取样必须与其电压取样保持同相，即1、2、3为一组；4、5、6 为一组；7、8、9 为一组。实验2经电流互感器接入时，注意，其中1、4、7接电流互感器二次侧S1端，即电流进线端；3、6、9接电流互感器二次侧S2端，即电流出线端；2、5、8分别接三相电源；10、11是接零端。同时注意：为了安全，应将电流互感器S2端连接后接地。 3）、按图接线完成，经老师检查无误，方可接通电源。步骤为首先合上“电源开关”和“控制开关”，保护装置上电，旋转“转换开关”，检查10kv进线电压是否正常。然后按下启动按钮，依次合上QS101、QF101、QS102、QF102、QS103, 旋
电气工程基础课程设计(林 俊杰) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
电气工程基础课程设计题目：110kV降压变电站电气系统初步设计 学生姓名：林俊杰 专业：电气工程及其自动化 班级：电气0906班 学号：4 指导教师：罗毅
目录 变电站电气系统课程设计说明书 一、概述 1、设计目的———————————————————————————— 2、设计内容 3、设计要求 二、设计基础资料 1、待建变电站的建设规模 2、电力系统与待建变电站的连接情况 3、待建变电站负荷 三、主变压器与主接线设计 1、各电压等级的合计负载及类型 2、主变压器的选择 四、短路电流计算 1、基准值的选择 2、
一、概述 1、设计目的 （1）复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识。 （2）培养和分析解决电力系统问题的能力。 （3）学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法。 2、设计内容 本课程设计只作电气系统的初步设计，不作施工设计和土建设计。 （1）主变压器选择：根据负荷主变压器的容量、型式、电压等级等。 （2）电气主接线设计：可靠性、经济性和灵活性。 （3）短路电流计算：电力系统侧按无限大容量系统供电处理； 用于设备选择时，按变电所最终规模考虑；用于保护整定计算时，按本期工程考虑；举例列出某点短路电流的详细计算过程，列表给出各点的短路电流计算结果S k、I”、I∞、I sh、T eq（其余点的详细计算过程在附录中列出）。 （4）选择主要电气设备：断路器、隔离开关、母线及支撑绝缘子、限流电抗器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈。每类设备举例列出一种设备的详细选择过程，列表对比给出选出的所有设备的参数及使用条件。（5）编写“××变电所电气部分设计”说明书，绘制电气主接线图（＃2图纸） 3、设计要求 （1）通过经济技术比较，确定电气主接线； （2）短路电流计算； （3）主变压器选择； （4）断路器和隔离开关选择； （5）导线（母线及出线）选择； （6）限流电抗器的选择（必要时）。 （7）完成上述设计的最低要求； （8）选择电压互感器； （9）选择电流互感器； （10）选择高压熔断器（必要时）； （11）选择支持绝缘子和穿墙套管； （12）选择消弧线圈（必要时）； （13）选择避雷器。 二、设计基础资料 1、待建变电站的建设规模 ⑴变电站类型： 110 kV降压变电站 ⑵三个电压等级： 110 kV、 35 kV、 10 kV ⑶ 110 kV：近期线路2回；远期线路 3回 35 kV：近期线路2回；远期线路4 回
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]
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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。
1．电力系统最常见的故障是各种类型的短路。 2．电力系统发生短路时电流将___增大________。 3.发电机横差保护是反映____一相绕组匝间短路_______________故障。 4.距离保护1段和距离保护2段共同构成本线路的_主_保护。 5. 三段式电流保护中，电流速断保护的选择性是靠动作电流来实现的；限时电流速断和过电流保护则是靠__延时__来实现的。 6.电流I段保护的缺点是不能___所保护线路全长 __。 7．三段式电流保护广泛用于__35KV__及以下电网。 8.电流保护的灵敏度的定义是__保护范围内发生金属性短路时保护反映的故障量的计算值与保护装置的动作整定值之比。 9.在电流保护的基础上加装方向元件的保护称为_方向性电流 保护__。 1.电力系统发生短路时电流将___短路电流________。 2.使电磁型过电流继电器返回的最大电流称为继电器的___返回电流_____。 3.距离保护1段和距离保护2段共同构成本线路的_主___保护。 4．对中性点直接接地的电力系统，当发生接地短路时，零序电流的大小和分布与中性点直接接地变压器___有关。 5．按90o接线的功率方向继电器，若U k=U cb，则I k=__A相电流_____。 6.发电机定子绕组中性点处单相接地短路时在机端的零序电压为__最大_ 。 7高频相差保护的操作元件是由操作滤过器和___收发信机____组成。 8. 利用供电元件保护切除母线故障，不能保证动作的选择性和__灵敏性___。 1 接地故障区别于正常运行过负荷系统振荡及相间短路的基本特征是出现负序分量。（错） 2 零序过电流保护与相间过电流保护相比，灵敏度低。（错） 3 在运行中，电压互感器二次允许短路。（对） 4 变压器综差保护的不平衡电流比发电机综差保护的不平衡电流大小相同。 （错） 5 继电保护的基本要求是安全性。（对） 1. 定时限过电流保护的动作时限采用阶梯原则，目的是为了保证( A ) A．选择性；B．速动性； C．灵敏性；D．可靠性。 2.相差高频保护的核心元件是( B )
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？
《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。