【正文】 二、簡答題（每小題5分，共40分） 水力發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)化過程及水利發(fā)電的主要特點(diǎn)？答：水力發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)化過程：水的位能和動(dòng)能通過水輪機(jī)帶動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，水輪機(jī)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。水利發(fā)電的主要特點(diǎn)：清潔；效率高；生產(chǎn)成本低；水電機(jī)組起停靈活、輸出功率增減快；水電站的水庫可以綜合利用；但水電站建設(shè)周期長、投資大；水電站受河川天然徑流豐枯變化影響等。 新能源發(fā)電有哪些？答：新能源發(fā)電有：核能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、海洋能發(fā)電等。 10kV配電線路一般設(shè)置哪些保護(hù)？ 答：10kV配電線路設(shè)置的保護(hù)通常有：電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)以及三相一次重合閘。 對于一些特殊線路當(dāng)以上保護(hù)不能滿足時(shí)可加裝電流保護(hù)Ⅱ段、電壓閉鎖等。 互感器在運(yùn)行時(shí)的注意事項(xiàng)有哪些？ 答：互感器在運(yùn)行時(shí)的注意事項(xiàng)有：二次側(cè)一端有效接地；注意接線極性；電流互感器二次側(cè)不允許開路；電壓互感器二次側(cè)不允許短路。 電力系統(tǒng)無功電源有哪些？無功補(bǔ)償?shù)拇胧┯心男?？答：電力系統(tǒng)無功電源主要有： 同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電容器、靜止無功補(bǔ)償器 以及線路的充電功率。無功補(bǔ)償?shù)拇胧┯校豪猛桨l(fā)電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償、利用調(diào)相機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償、利用電容器進(jìn)行補(bǔ)償和利用靜止補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償。1 電力系統(tǒng)中電壓調(diào)整的的主要措施有哪些？答：電力系統(tǒng)中電壓調(diào)整的的主要措施有； 通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流調(diào)壓； 改變變壓器高中壓側(cè)分接頭從而改變變壓器變比進(jìn)行調(diào)壓； 通過無功補(bǔ)償減少電壓損失來調(diào)壓； 通過改變線路參數(shù)減少電壓損失進(jìn)行調(diào)壓。1 計(jì)算負(fù)荷是什么，準(zhǔn)確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算的意義？ 答：計(jì)算負(fù)荷是指通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算準(zhǔn)確與否直接影響到電器和導(dǎo)體的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)體選擇過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；如計(jì)算負(fù)荷確定過小，又將使電器和導(dǎo)體運(yùn)行時(shí)增加電能損耗，并產(chǎn)生過熱，引起絕緣老化，甚至燒毀。1 無時(shí)限的電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)有什么區(qū)別？答：無時(shí)限的電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流是按本線路末端三相短路電流來整定，其保護(hù)范圍為本線段的一部分，具有保護(hù)死區(qū)，不需動(dòng)作時(shí)限整定；而過電流保護(hù)保護(hù)的動(dòng)作電流是按負(fù)荷電流整定，其保護(hù)范圍為本線段全部并延伸至下一線段全部，動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定。三、作圖題分析題（共20分）110kV變電站，有兩臺(tái)主變，其中110kV有4回出線，采用單母線分段接線，請用規(guī)定的圖形符號、文字符號畫出110kV電壓等級接線圖，并說明斷路器和隔離開關(guān)的作用。（10分）答：110kV電壓等級接線圖如下：斷路器的作用：有滅弧裝置承擔(dān)1）接通或斷開正常的負(fù)荷電路；2）當(dāng)故障時(shí)，自動(dòng)斷開故障電路。隔離開關(guān)的作用：沒有滅弧裝置但有肉眼可見的明顯斷口， 為隔離電源的作用。如下圖所示為單側(cè)電源輻射型電網(wǎng)中過流保護(hù)的配置，3為過流保護(hù)裝置，請繪出保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限特性，并說明如何滿足保護(hù)的選擇性。（10分）答：過流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限特性如下圖。過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限是按階梯原則整定的。每個(gè)過流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限高于相鄰的過電流保護(hù)一個(gè)時(shí)間階Δt，即t1大t2一個(gè)Δt，t2大t3一個(gè)Δt，這樣，當(dāng)k1發(fā)生短路時(shí)能確保由保護(hù)3動(dòng)作，保護(hù)1和2不動(dòng)作。當(dāng)k2發(fā)生短路時(shí)又保護(hù)2動(dòng)作，保護(hù)1不動(dòng)作，滿足選擇性要求。四、計(jì)算題（20分）某地區(qū)需要新建一110kV變電站，電壓等級為110/，功率因素cosφ=，擬采用無人值守，10 kV采用屋內(nèi)成套配電裝置，其中某回線路的最大負(fù)荷為3000kW， 10 kV母線的最大短路電流為 Ik=I″=I∞=，短路計(jì)算時(shí)間為2秒，請選擇該回路的斷路器。附表為斷路器技術(shù)參數(shù)。（10分）附表高壓斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）4S熱穩(wěn)定電流（kA）極限通過電流（kA）額定斷流量（kA）ZN10/6301063022ZN10/1000101000164016ZN1235/1250351250205020ZW12/6301263016SN1010/63010630164016SN1010/100010100080SW35/6003560017答： 初步選擇斷路器型號為ZN10/630。所選擇的斷路器技術(shù)指標(biāo)如下：計(jì)算數(shù)據(jù)ZN10/630選擇或校驗(yàn)項(xiàng)目UNs=10kVUN=10kV 額定電壓選擇Imax=IN=630A額定電流選擇I″=INoff=開端電流校驗(yàn)Qk=（kA2S）It2t=4（kA2S）熱穩(wěn)定校驗(yàn)ish =ies =22kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)根據(jù)上表選擇與校驗(yàn)，可知選擇的斷路器型號ZN10/630滿足要求。設(shè)供電系統(tǒng)如下圖所示，求k1點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流周期分量、沖擊電流、短路容量。(10分) 答：1)取基準(zhǔn)值 Sb=100MVAUb=37kV2)畫等值電路圖，計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值。電源電抗標(biāo)么值：線路電抗標(biāo)么值：變壓器電抗標(biāo)么值：3)計(jì)算短路電流計(jì)算短路電流周期分量：沖擊電流:。短路容量：《電力工程基礎(chǔ)》試卷九及參考答案一、簡答題（50%）簡述火電廠的能量轉(zhuǎn)換過程？5% 答：鍋爐將將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽熱能，汽輪機(jī)將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)力發(fā)電有什么特點(diǎn)？5% 答：（1）風(fēng)能是可再生能源，不會(huì)枯竭。（2）是清潔的電能生產(chǎn)方式，不會(huì)造成空氣污染。（3）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建設(shè)工期短，投資規(guī)模靈活。（4）運(yùn)行簡單，可完全做到無人值守。（5）實(shí)際占地少，地質(zhì)條件要求不高，可在偏遠(yuǎn)地區(qū)建風(fēng)電場以解決當(dāng)?shù)毓╇妴栴}。（6）風(fēng)能具有間歇性，風(fēng)力發(fā)電最好和其他形式的供能或儲(chǔ)能方式相結(jié)合。（7）風(fēng)能的能量密度低，因此同樣單機(jī)容量下，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的體積大、造價(jià)高。（8）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出噪聲及金屬葉片對電視機(jī)與收音機(jī)的接受會(huì)造成干擾及對環(huán)境有所影響。工廠高壓配電網(wǎng)有哪些接線方式和特點(diǎn)？5% 答：（1）放射式接線。其特點(diǎn)為：本線路上故障不影響其它線路；容易進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（2）樹干式接線。其特點(diǎn)為：能降低投資費(fèi)用和有色金屬消耗量，使變、配電所的饋線出線少，占用出線走廊小，結(jié)構(gòu)簡單。母線截面積的選擇方法有哪些？什么叫經(jīng)濟(jì)電流密度？5%答：選擇母線截面積的方法有兩種：按最大長期工作電流選擇、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇兩種。能使電能損耗小，又不致過分增加線路投資和維護(hù)管理費(fèi)用的導(dǎo)體截面積，此截面稱為經(jīng)濟(jì)截面積。導(dǎo)體單位經(jīng)濟(jì)面積通過的電流稱為經(jīng)濟(jì)電流密度。最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)和最大負(fù)荷損耗時(shí)間分別指什么？5%答：如果用戶以年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行小時(shí)所消耗的電能恰等于該用戶以實(shí)際負(fù)荷運(yùn)行時(shí)全年消耗的電能，則稱為最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)。如果線路中輸送的功率一直保持為最大負(fù)荷功率（此時(shí)的有功損耗為），在小時(shí)內(nèi)的電能損耗恰好等于線路全年的實(shí)際電能損耗，則稱為最大負(fù)荷損耗時(shí)間。無功電源有哪些？無功補(bǔ)償?shù)拇胧┯心男?%答：無功電源包括同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電容器及靜止無功補(bǔ)償器、線路充電功率等。無功補(bǔ)償?shù)拇胧┯校豪猛桨l(fā)電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償、利用調(diào)相機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償、利用電容器進(jìn)行補(bǔ)償和利用靜止補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償。采用需要系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷的主要步驟是什么？5% 答：（1）將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備的總額定容量。（2）查出各組用電設(shè)備相應(yīng)的需要系數(shù)及對應(yīng)的功率因數(shù)。（3）用需要系數(shù)法求車間或全廠計(jì)算負(fù)荷時(shí)，需要在各級配電點(diǎn)乘以同期系數(shù)。10kV配電線路一般設(shè)置哪些保護(hù)？5%答：10kV配電線路保護(hù)一般采用電流速斷、過電流及三相一次重合閘。民用建筑中380/220V配電系統(tǒng)一般設(shè)置哪些保護(hù)？5%答：低壓斷路器保護(hù)和（或低壓熔斷器保護(hù)）、漏電保護(hù)。防雷裝置有哪些？工廠架空線路的防雷措施有哪些？5%答：防雷裝置有避雷針、避雷線、避雷器。一般對35kV線路可以采用以下的防雷保護(hù)措施：（1）架空線路應(yīng)增加絕緣子個(gè)數(shù)，采用較高等級的絕緣子，或頂相用針式而下面兩相改用懸式絕緣子，提高反擊電壓水平。（2）部分架空線裝設(shè)避雷線。（3）改進(jìn)桿塔結(jié)構(gòu)，譬如當(dāng)應(yīng)力允許時(shí)，可以采用瓷橫擔(dān)等。（4）減少接地電阻，以及采用拉線減少桿塔電感。（5）采用電纜供電。而對6～10kV架空線，防雷方式可利用鋼筋混凝土的自然接地，必要時(shí)可采用雙電源供電和自動(dòng)重合閘。二、讀圖與回答問題（20%）下圖是典型并網(wǎng)風(fēng)力機(jī)的剖面圖請說明其主要部件的功能和作用。10%答：葉輪的作用是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，低速轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)輪通過傳動(dòng)系統(tǒng)由升速齒輪箱增速，以便與發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的轉(zhuǎn)速相匹配并將動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)。并由高大的塔架支撐，以獲得更多的風(fēng)能。由于風(fēng)向經(jīng)常變化，為了有效地利用風(fēng)能，必須要有對風(fēng)裝置（偏航系統(tǒng)），它根據(jù)風(fēng)向傳感器測得的風(fēng)向信號，由控制器控制偏航電機(jī)，驅(qū)動(dòng)與塔架上大齒輪咬合的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)艙始終對準(zhǔn)來風(fēng)的方向。由于風(fēng)能是隨機(jī)性的，需要通過控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的起動(dòng)、調(diào)節(jié)、停機(jī)、故障保護(hù)以及對電能用戶所接負(fù)荷的接通調(diào)整及斷開等。在下圖三段式電流保護(hù)中，請補(bǔ)充完善Ⅱ段電流保護(hù)的直流回路和信號回路的展開接線圖。 10%答：答案參見《電力工程基礎(chǔ)》教材P223頁內(nèi)圖712。三、計(jì)算題（30%） 在下圖中，變壓器的型號和參數(shù)：SJL16000/110，P0=21kW，Pk=85kW，I0%=，Uk%=，其低壓側(cè)電壓為11kV，高壓側(cè)運(yùn)行在115kV上。線路的參數(shù)：U0=117kV，L1=40km，r1=，x1=，b1=106s/km ，母線b上的負(fù)荷功率為=+。求配電網(wǎng)的功率分布和電壓分布。15% 0 L a T b 設(shè)供電系統(tǒng)如下圖所示，母線a 處的三相短路容量為115MVA，母線b的電壓為121kV。線路L長度為80km，（略去對地支路）。變壓器的參數(shù)：SL31500/110，Uk%=（略去其它參數(shù)）。求c母線k1點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流周期分量、沖擊電流、短路容量。 15%∽ a T b L c k1解： （1）求各元件參數(shù)，作等值電路圖, , b（2）設(shè) （3）功率計(jì)算（4）電壓計(jì)算。解：（1）作等值電路圖（2）?。?（3）計(jì)算各元件阻抗的標(biāo)么值（4）求總電抗（5）求短路電流和容量。