资源描述
第一章 引论1-1，电能较之其他形式的能量有许多突出的优点。电能可以集中生产分散使用、便于传输和分配、便于和其他形式的能量相互转化，可以满足生产及生活多方面的需要。1-2，由线路中的损耗表达式 可以看出，在P、l、cos及已经确定的情况下，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线路损耗。1-3，各设备的额定电压分别为：(a) G1 10.5KV ；T1 10.5/121KV ； T2 110/38.5KV ；(b) G1 10.5KV；T1 10.5/121KV ；T2 110/11KV ；T3 110KV/6.6/38.5KVG2 6.3KV ；T4 35/6.6KV ； T5 6.3/38.5KV ；M1 6KV(c) G1 10.5KV ；G2 10.5KV ；T1 10.5/121KV ；T2 10.5/121/38.5KV1-4，电能质量的三个基本指标是频率、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。1-5，提高电力系统安全可靠性主要从以下几个方面着手：（1）提高电网结构的强壮性；（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2-1，解：只须pefpmf，即电容C发出的无功要小于电感L吸收的无功。2-2，功率方向问题即是节点功率是流出还是流入的问题。同题2-5类似。2-3，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一脉动转矩，对于工业上的大型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，且在经济上是合理的，三相交流电力系统仍是当今具支配性的电力传输与分配的方式。2-4，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）倘使需要，返回原电路去求线间变量或中有关变量。2-5，假设规定电流I从电压源E流出，如教材图26（a），计算，若其实部为正，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。2-6，电阻支路吸收的有功功率，无功功率Q10；电阻电感支路吸收的功率： VA，即吸收的有功功率为52943W，吸收的无功功率为31761Var。2-7，解：1）该负荷所吸收的复功率是 VA2）负荷上流经的电流 A3）该负荷的吸收的功率表达式 其中2f，f50HZ第三章 电力系统负荷的运行特性及数学模型3-1，日负荷曲线p(t) 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3-2，负荷的静态特性是指电压与频率缓慢变化时（稳态）负荷功率与负荷端母线电压或频率的关系，一般表示为电压和频率的函数： 负荷的动态特性是指负荷端母线电压或频率在急剧变化过程中负荷功率与电压或频率的关系，是计及电压与频率（U，f）从一种状态变化到另外一种状态时负荷急剧变化的中间过程，其表示式如下： 3-3，全年消耗电能 最大负荷利用小时数3-4，异步电动机的等值电路如教材书图3-7无功功率与电压的静态关系：异步电动机的无功功率Q由无功漏磁功率Qs和无功励磁功率Q组成，功率表示如下：由上述关系式可以得出，无功与电压是成正比的关系。3-5，负荷综合特性常用以下三种模型描述：a，恒定阻抗模型；b，多项式模型，该式把负荷分成三个部分，第一部分为恒定阻抗，第二部分为恒定电流，最后为恒定功率部分；c，幂函数模型，p(q)、p(q)为特征系数第四章 输电线的参数及模型4-1，当三相输电线排列不对称时，三相电感就不相等，即使负载是对称的，也会引起不平衡，为了解决此问题，工程上采用循环换位方法。经过换位循环，使三相电感平均起来相等。4-2，线路电抗大小为4-3， 型等值电路中，4-4，z1、y1分别为输电线单位长度串联阻抗和并联导纳，称输电线路特性阻抗或称波阻抗，称为输电线路传播常数，当0，即无损线路时，线路传输的功率或者负载所消耗的功率称为线路自然功率。4-5，解， a相某段电压降为 同理，b相某段电压降为 c相某段电压降为所以题目得证！4-6，解： 每公里电抗每公里电纳第五章 电力变压器参数及模型5-1， 等值电路 5-2，在大型超高压电力系统中，多数采用由自耦变压器来联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。另外，由于通常自耦变压器变比接近于1，导致短路电压百分数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。5-3，解： GT不计。利用有名值计算为上述标么值乘以对应的基准值，略。等值电路如下：5-4，解：型等值电路： 5-5，两台或两台以上变压器并联运行，首先是满足并联运行的条件，即a，所有并联变压器短路电压相量相等；b，所有并联变压器高、低压侧额定线电压应分别相等；c，所有并联变压器联接组别号相同。5-6，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：a，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；b，自耦变压器两侧都需安装避雷器，以防止过电压；c，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。5-7，解： 各元件电抗标么值：5-8，由a图可得：由图b可得到由系数分别对应相等可求出：Z12=16.8562+j67.0265，Y1=-2.5635*10-5+j5.1017*10-4SY2=2.5893*10-5+j1.2689*10-4S5-9，解：f50HZ，I1.5A, U=120V, R1=0.4（1） 铁心损耗（2） 视在功率空载功率因数为（3） 变压器励磁支路的R和X5-10，解：各参数标么值分别为：所以型等效电路为：5-11，解： 网络等值电路：（1）归算至220KV侧各参数值大小：（2）归算至110KV侧的各参数值大小（4） 取SB=100MVA,220KV处UBI=220KV，网络的各参数标么值为：第六章 同步发电机的数学模型与运行特性6-1，解：电动机吸收的功率为 电动机吸收的有功功率为129.90KW，吸收的无功功率为75Kvar，由于是负值，所以吸收的无功功率是容性的。6-2，解： 相量图如下： 发电机电势为6-3，解：相量图如下： 机端线电压大小为 6-4，在稳态运行条件下，发电机组的容许运行范围由下述的一些条件所决定：a，定子绕组温升约束。定子绕组温升由定子绕组电流决定，在额定电压下，也就是由发电机的额定视在功率SN所决定；b，励磁绕组温升约束。励磁绕组温升由励磁绕组电流所决定，也就是由发电机的空载电势Eq所决定；c，原动机输出功率约束。原动机的额定功率通常等于发电机的额定有功功率PN；d，进相运行时的静态稳定条件及定子端部温升的约束。 发电机的运行限制PQ图如教材P149-151图6-12以及6-13。6-5，发电机运行时的有功功率不允许超过其额定值PN，无功功率允许稍大于额定无功功率QN。考虑到原动机输出功率的约束，发电机发出的有功功率不允许大于其额定值PN；在滞后额定功率因数运行时，转子电流约束具有支配性地位，此时发电机发出的有功功率小于额定值时，它所发出的无功功率允许稍大于额定无功功率QN。参看发电机的运行限制P-Q图可清楚看出。6-6，当发电机定子回路发生短路瞬间，根据磁链守恒原理，励磁绕组的磁链是不能突变的。所以，在短路瞬间，由于定子绕组产生的短路电流产生了电枢反应磁通，故在励磁绕组中感应出一自由电流产生的磁通，与之大小相等方向相反，使得励磁绕组的总磁通保持不变。设电势和磁链标么值相等，引入等效实用变量，f是穿链励磁绕组的总磁链，Eq，称为电机的暂态电势。在定子回路发生短路的瞬间，空载电势Eq是一突变量，故在暂态过程中用起来并不方便。将磁链守恒定则应用于励磁绕组，则f是一个短路前后不变的量，因而Eq，在故障前后一瞬间不变。6-7，稳态运行时，发电机的同步电抗等于定子漏抗和电枢反应电抗之和，即，前者为定子漏抗，与定子漏磁通相对应，在短路瞬间的过程中，电枢反应并没有表现出来，此时的电机的电抗只体现出定子的漏抗部分，这个电抗称为电机的“d轴暂态电抗”xd，在忽略转子漏磁时，它等于定子漏抗，即。次暂态电抗是针对于有阻尼绕组电机来讲的，意义同暂态电抗。6-8，参考2-7题。第七章 开关电器7-1，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：a，在正常情况下能开断和关和电路；b，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；c，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，而不能用以开断负荷电流和短路电流，需要与断路器配合使用，由断路器来完成带负荷线路的关合、开断任务。7-2，按灭弧介质的不同，断路器可分为：a，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；b，压缩空气断路器，指利用高压力的空气来吹弧的断路器；c，六氟化硫断路器，指利用高压力的SF6来吹弧的断路器；d，真空断路器，指触头在真空中开断，以真空为灭弧介质合绝缘介质的断路器 ；e，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；f，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。7-3，切断电路瞬间，由于动静触头间的介质迅速游离，存在着一定浓度的带正电荷的离子和带负电荷的电子。通过强电场发射、碰撞游离、热游离、热电子发射等过程，弧隙中带电质点不断增多，产生电弧电流。 电弧中存在的游离与去游离这两个性质相反过程的强弱对比决定了电弧的最终发展趋势，即当游离强于去游离时，电弧就会发生并燃烧剧烈；若去游离与游离过程达到平衡，电弧就会稳定燃烧；而在去游离占有优势时，电弧的燃烧即将减弱并最终熄灭。7-4，交流电弧特点：（1）交流电弧存在自然暂时熄弧点。与交流电流特性一样，交流电弧电流每半周期也要过零一次。电流过零时，电弧自然暂时熄灭，与电弧中去游离程度有关。（2）交流电弧有动态伏安特性。由于弧隙电阻的非线性在一个周期内交流电弧电流与电压间关系随时间变化。 交流电弧电流过零时，电弧自然暂时熄灭。此时，弧隙中存在着两个相互联系的过程：间隙去游离和介质强度的恢复过程、弧隙上所承受的电压（恢复电压）的变化过程。7-5，弧隙中介质强度的恢复过程与电弧电流的大小有关，但主要决定于断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质、电弧的冷却条件等因素，描述的是弧隙介质绝缘能力由电弧电流过零的水平恢复至正常状态的过程恢复电压的变化过程是指施加于弧隙上的电压由熄弧电压过渡到电源电压的过程，以开关电器触头间电压描述。交流电弧恢复电压变化过程与线路结构、参数，负荷性质等有关。7-6，额定开断电流INbr是指在额定电压下断路器能开断而不致妨碍其继续工作的最大短路电流，它是标志断路器开断能力的主要参数，以短路电流周期分量有效值表示；热稳定电流Ith又称短时耐受电流，指的是在某一规定的短时间t内断路器能耐受的短路电流热效应所对应的电流值；动稳定电流Ies又称峰值耐受电流，它是断路器在关合位置时能允许通过而不致影响其正常运行的短路电流最大瞬时值，以短路电流的第一个半波峰值来表示；额定短路关合电流INcl是指断路器在额定电压下用相应操动机构所能闭合的最大短路电流，其数值大小等于动稳定电流Ies。Ith、Ies、INcl均与断路器触头和导电部分的结构和尺寸有关。若Ith数据不全，可以估计出其大致的值。7-7，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，它一般只用来关和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。配合程序：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：a，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；b，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；c，具有足够的短路稳定性，包括动稳定和热稳定；d，隔离开关应结构简单，动作可靠；e，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。7-8，高压熔断器一般用在35KV以下电压等级的小容量电网中。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。7-9，仅用于正常情况下断开或接通正常工作电流的开关设备，如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器和磁力启动器等；仅在故障或过负荷情况下切断或闭合故障电流和过载电流的开关设备，如高低压断路器；既能开断或闭合正常工作电流，又能开断、闭合故障电流的开关设备，常见的有高低压断路器和低压空气开关；仅用于检修时隔离带电部分的开关电器，主要指隔离开关。因为隔离开关没有灭弧装置。12 / 12文档可自由编辑打印
展开阅读全文