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电工技术基础平时作业一
电工技术基础是电气工程专业的核心课程之一，涉及电路基本
理论、电气设备原理、电气测量与仪表等内容。
在平时作业中，学
生可能会遇到以下类型的问题：
1. 计算电路参数，包括电阻、电流、电压等的计算，以及串联、并联电路的等效电阻计算等。
2. 分析电路，根据给定的电路图，分析电路中的电流、电压分布，找出电路中的节点、支路，计算电路中的功率、能量等。
3. 使用电气设备原理，理解各种电气设备的工作原理，进行设
备的参数计算、性能分析等。
4. 进行电气测量与仪表，学习使用各种电气仪表进行电流、电压、功率等参数的测量，学习仪表的使用方法和注意事项。
在平时作业中，学生需要结合课堂学习的知识，运用公式和理
论进行计算、分析，同时也需要进行实际的电路搭建和测量实验，
加深对电工技术基础的理解和掌握。
《电⽓⼯程基础》习题集第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求是什么？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0.005 F/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？1-28什么是开式⽹络？什么是闭式⽹络？它们各有什么特点？1-29你知道各种电压等级单回架空线路的输送功率和输送距离的适宜范围吗？1-30电⼒系统的部分接线⽰于题图1-30,各电压级的额定电压及功率输送⽅向已标明在图中。
学习-----好资料《电气工程基础》（熊信银张步涵华中科技大学）习题答案更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料更多精品文档．学习-----好资料因时间较紧，所以没能仔细核查，其中可能错误较多。
若看得不太本题解为图片组合而成，清楚，敬请谅解……更多精品文档．。
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。
8、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。
第1章电力系统的基本概念1-1 电力网、电力系统与动力系统的定义就是什么？基本构成形式如何？1-2 对电力系统运行的基本要求就是什么？1-3 电力系统的电气接线图与地理接线图有何区别？1-4 电力系统的额定电压就是如何确定的？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就是什么？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？比较有备用与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)的额定电压就是如何确定的？1-16 某一60kV电力线路长为100km,每相导线对地电容为0、005 F/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 电力网的额定电压就是怎样规定的？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 升压变压器与降压变压器的分接头就是怎样规定的？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就是什么？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就是什么？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？比较有备用与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就是什么？各有怎样的要求？1-26 电力系统的主要特点就是什么？1-27 电力网的接线方式中,有备用接线与无备用接线,各有什么特点？1-28 什么就是开式网络？什么就是闭式网络？它们各有什么特点？ 1-29 您知道各种电压等级单回架空线路的输送功率与输送距离的适宜范围不？1-30 电力系统的部分接线示于题图1-30,各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。
专业概论(电气工程类) ----------------1. 电气工程专业的性质是什么？有何特点？电气工程及其自动化专业主要是研究电能的产生、传输、转换、控制、储存和利用的专业。
近几十年来，有关电能的转换、控制在该专业所占的地位日益重要，专业名称中的“及其自动化”就反映了科学技术的这种发展和变化。
电气工程是从人们对电磁现象的研究开始，电磁理论是电气工程的理论基础，而电磁理论是从物理学中的电学和磁学逐步发展而形成。
人类社会发展到任何时候也离不开能源，能源是人类永恒的研究对象，电能是利用最为方便的能源形式。
以电能为研究对象的电气工程及其自动化专业有十分强大的生命力。
电气工程及其自动化专业是一个工程性很强的专业，正是因为电气工程的发展，才能有庞大的电力工业，人类才不可逆转地进入伟大的电气化时代。
本专业主要特点是强弱电结合、机电结合、软件与硬件结合、元件与系统结合，具有交叉学科的性质，电力、电子、控制、计算机多学科综合，使毕业生具有较强的适应能力，是宽“ 口径”专业。
强调实践性，专业领域的实践性很强，要求从业人员有较高的动手操作能力和较好的空间思维能力。
与数学、物理等自然科学联系紧密，在专业的学习过程中，要求掌握比较深入的物理和数学知识，具有良好的的分析、计算和空间想象能力。
不断发展和创新，专业知识技术更新快。
新型材料、新的加工工艺制作方法不断涌现，新的行业标准也在适时调整。
前景灿烂，半个世纪以来，我国的电气工程专业得到了很大的发展，已经建立了较完善的学科体系，在学科前沿研究、技术创新和工程应用、国民经济服务诸方面取得了突出成就。
未来电气工程科学发展的总趋势将是交叉、综合化、数字、智能化、高效化和集成化这些发展方向，并将拓宽到生物系统、光子学，微机电系统等领域， 21 世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术将来自这些领域。
2. 电气工程专业的研究领域有哪些？结合你目前的工作情况谈谈在该领域电气工程的研究现状及发展情况。
《电力工程基础》作业作业一：某发电厂电气主接线图如下所示，现运行方式为：电源进线T1、T3接在Ⅱ段母线上，电源进线T2接在Ⅰ段母线上，引出线L1、L3、L5接在Ⅱ段母线上，引出线L2、L4接在Ⅰ段母线上，旁路母线处于冷备用状态。
请仔细分析回答下列问题：（1）请写出线路L1上的线路侧隔离开关文字符号，并说明其作用？答：L1上的线路侧隔离开关文字符号QS1p（2）请写出线路L1上的母线侧隔离开关文字符号，并说明其作用？答：L1上的母线侧隔离开关文字符号QS1（3）当馈线L1对侧接的是没有电源连接的用户，则隔离开关QS1是否需要装设？并说明原因？（4）写出检修出线断路器QF1而不停止向线路L1供电的操作步骤；（5）写出出线断路器QF1检修后恢复供电的操作步骤；（6）写出检修Ⅱ段母线的操作步骤；答：1.先合上母线断路器两侧的隔离开关。
2.（7）写出Ⅱ段母线检修后恢复供电的操作步骤。
答：恢复供电作业二：一幅值等于1000A 的冲击电流波从一条波阻抗Z1 = 500Ω的架空线路流入一根波阻抗Z2 = 50Ω的电缆线路，在二者连接的节点A 上并联有一只阀式避雷器的工作电阻R = 100Ω，如图所示。
试求： （1） 进入电缆的电压波与电流波的幅值；（2） 架空线路上的电压反射波与电流反射波的幅值； （3） 流过避雷器的电流幅值IR 。
解：线路1电流入射波幅值 I 1q=I 0=1000A线路1电压入射波幅值 U 1q=U 0= I 1q Z 1=1000×500=500 KV 根据彼得逊法则，可以画出其等值电路如以下图所示。
节点A 上的电压幅值为：U A=KV Z R Z R R Z P U 5.6250100501005010050100500500222Z2R Z2112=+⨯⨯+⨯+⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+⑴进入电缆的电压波与电流波的幅值为： U2q=UA=62.5 KV I2q=KA Z q U 25.1505.6222== ⑵架空线路上的电压反射波与电流反射波的幅值为： U1-U1q=62.5-500=-437.5 KVI1f=-KA Z f U 875.05005.43711=--= ⑶流过避雷器的电流幅值IR 为： IR=KA R UA 625.01005.62==作业三：如图所示单电源辐射形电网，保护1、2、3均采用阶段式电流保护，巳知线路电抗X1=0.4Ω/km ，发电机电压等级110kV ，AB 线路最大工作电流。
《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@。
