9《电力工程基础》模拟试卷九及参(温步瀛)

一、简答题（50%）

1、简述火电厂的能量转换过程？5% 

答：锅炉将将燃料的化学能转化为蒸汽热能，汽轮机将蒸汽热能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能。

2、风力发电有什么特点？5%  

答：（1）风能是可再生能源，不会枯竭。（2）是清洁的电能生产方式，不会造成空气污染。（3）风力发电机组建设工期短，投资规模灵活。（4）运行简单，可完全做到无人值守。（5）实际占地少，地质条件要求不高，可在偏远地区建风电场以解决当地供电问题。（6）风能具有间歇性，风力发电最好和其他形式的供能或储能方式相结合。（7）风能的能量密度低，因此同样单机容量下，风力发电设备的体积大、造价高。（8）风力发电机组运转时发出噪声及金属叶片对电视机与收音机的接受会造成干扰及对环境有所影响。

3、工厂高压配电网有哪些接线方式和特点？5%  

答：（1）放射式接线。其特点为：本线路上故障不影响其它线路；容易进行继电保护装置的整定，并易于实现自动化。（2）树干式接线。其特点为：能降低投资费用和有色金属消耗量，使变、配电所的馈线出线少，占用出线走廊小，结构简单。

4、母线截面积的选择方法有哪些？什么叫经济电流密度？5%

答：选择母线截面积的方法有两种：按最大长期工作电流选择、按经济电流密度选择两种。能使电能损耗小，又不致过分增加线路投资和维护管理费用的导体截面积，此截面称为经济截面积。导体单位经济面积通过的电流称为经济电流密度。

5、最大负荷年利用小时数和最大负荷损耗时间分别指什么？5%

答：如果用户以年最大负荷持续运行小时所消耗的电能恰等于该用户以实际负荷运行时全年消耗的电能，则称为最大负荷年利用小时数。

如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率（此时的有功损耗为），在小时内的电能损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗，则称为最大负荷损耗时间。

6、无功电源有哪些？无功补偿的措施有哪些？5%

答：无功电源包括同步发电机、调相机、电容器及静止无功补偿器、线路充电功率等。无功补偿的措施有：利用同步发电机进行补偿、利用调相机进行补偿、利用电容器进行补偿和利用静止补偿器进行补偿。

7、采用需要系数法求计算负荷的主要步骤是什么？5%  

答：（1）将用电设备分组，求出各组用电设备的总额定容量。（2）查出各组用电设备相应的需要系数及对应的功率因数。（3）用需要系数法求车间或全厂计算负荷时，需要在各级配电点乘以同期系数。

8、10kV配电线路一般设置哪些保护？5%

答：10kV配电线路保护一般采用电流速断、过电流及三相一次重合闸。

9、民用建筑中380/220V配电系统一般设置哪些保护？5%

答：低压断路器保护和（或低压熔断器保护）、漏电保护。

10、防雷装置有哪些？工厂架空线路的防雷措施有哪些？5%

答：防雷装置有避雷针、避雷线、避雷器。一般对35kV线路可以采用以下的防雷保护措施：（1）架空线路应增加绝缘子个数，采用较高等级的绝缘子，或顶相用针式而下面两相改用悬式绝缘子，提高反击电压水平。（2）部分架空线装设避雷线。（3）改进杆塔结构，譬如当应力允许时，可以采用瓷横担等。（4）减少接地电阻，以及采用拉线减少杆塔电感。（5）采用电缆供电。而对6～10kV架空线，防雷方式可利用钢筋混凝土的自然接地，必要时可采用双电源供电和自动重合闸。

二、读图与回答问题（20%）

1、下图是典型并网风力机的剖面图请说明其主要部件的功能和作用。10%

答：叶轮的作用是将风能转换为机械能，低速转动的风轮通过传动系统由升速齿轮箱增速，以便与发电机运转所需要的转速相匹配并将动力传递给发电机。并由高大的塔架支撑，以获得更多的风能。由于风向经常变化，为了有效地利用风能，必须要有对风装置（偏航系统），它根据风向传感器测得的风向信号，由控制器控制偏航电机，驱动与塔架上大齿轮咬合的小齿轮转动，使机舱始终对准来风的方向。由于风能是随机性的，需要通过控制系统来实现对风力发电机的起动、调节、停机、故障保护以及对电能用户所接负荷的接通调整及断开等。

2、在下图三段式电流保护中，请补充完善Ⅱ段电流保护的直流回路和信号回路的展开接线图。 10%

答：答案参见《电力工程基础》教材P223页内图7-12。

三、计算题（30%）  

1、在下图中，变压器的型号和参数：SJL-16000/110，P0=21kW，Pk=85kW，I0%=0.85，Uk%=10.5，其低压侧电压为11kV，高压侧运行在115kV上。线路的参数：U0=117kV，L1=40km，r1=0.33Ω/km，x1=0.417Ω/km，b1=2.75×10-6s/km ，母线b上的负荷功率为=11.724+j5.312MVA。求配电网的功率分布和电压分布。15%

      0         L           a      T      b       

2、设供电系统如下图所示，母线a 处的三相短路容量为115MVA，母线a的电压为10.5kV，母线b的电压为121kV。线路L长度为80km，单位长度的阻抗为0.4Ω/km（略去对地支路）。变压器的参数：SL-31500/110，Uk%=10.5（略去其它参数）。求c母线k1点发生三相短路时的短路电流周期分量、冲击电流、短路容量。 15%

             a       T      b          L         c

                                               k1

1、解：   

    （1）求各元件参数，作等值电路图

,     , 

b

（2）设 

（3）功率计算

（4）电压计算

。

2、解：

（1）作等值电路图

（2）取： 

（3）计算各元件阻抗的标么值

（4）求总电抗

（5）求短路电流和容量

。