【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？答：水力發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)化過程：水的位能和動能通過水輪機帶動水輪機旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為機械能，水輪機轉(zhuǎn)軸帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將機械能轉(zhuǎn)換為電能。水利發(fā)電的主要特點：清潔；效率高；生產(chǎn)成本低；水電機組起停靈活、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？ 答：10kV配電線路設(shè)置的保護通常有：電流速斷保護、過電流保護以及三相一次重合閘。 對于一些特殊線路當(dāng)以上保護不能滿足時可加裝電流保護Ⅱ段、電壓閉鎖等。 互感器在運行時的注意事項有哪些？ 答：互感器在運行時的注意事項有：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、調(diào)相機、電容器、靜止無功補償器 以及線路的充電功率。無功補償?shù)拇胧┯校豪猛桨l(fā)電機進行補償、利用調(diào)相機進行補償、利用電容器進行補償和利用靜止補償器進行補償。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)電機勵磁電流調(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行調(diào)壓； 通過無功補償減少電壓損失來調(diào)壓； 通過改變線路參數(shù)減少電壓損失進行調(diào)壓。1 計算負荷是什么，準確進行負荷計算的意義？ 答：計算負荷是指通過負荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。計算負荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)，計算準確與否直接影響到電器和導(dǎo)體的選擇是否經(jīng)濟合理。如計算負荷確定過大，將使電器和導(dǎo)體選擇過大，造成投資和有色金屬的浪費；如計算負荷確定過小，又將使電器和導(dǎo)體運行時增加電能損耗，并產(chǎn)生過熱，引起絕緣老化，甚至燒毀。1 無時限的電流速斷保護和過電流保護有什么區(qū)別？答：無時限的電流速斷保護的動作電流是按本線路末端三相短路電流來整定，其保護范圍為本線段的一部分，具有保護死區(qū)，不需動作時限整定；而過電流保護保護的動作電流是按負荷電流整定，其保護范圍為本線段全部并延伸至下一線段全部，動作時限按階梯原則整定。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荷電路；2）當(dāng)故障時，自動斷開故障電路。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)中過流保護的配置，3為過流保護裝置，請繪出保護裝置的動作時限特性，并說明如何滿足保護的選擇性。（10分）答：過流保護裝置的動作時限特性如下圖。過電流保護裝置的動作時限是按階梯原則整定的。每個過流保護裝置的動作時限高于相鄰的過電流保護一個時間階Δt，即t1大t2一個Δt，t2大t3一個Δt，這樣，當(dāng)k1發(fā)生短路時能確保由保護3動作，保護1和2不動作。當(dāng)k2發(fā)生短路時又保護2動作，保護1不動作，滿足選擇性要求。四、計算題（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荷為3000kW， 10 kV母線的最大短路電流為 Ik=I″=I∞=，短路計算時間為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)指標如下：計算數(shù)據(jù)ZN10/630選擇或校驗項目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Qk=（kA2S）It2t=4（kA2S）熱穩(wěn)定校驗ish =ies =22kA動穩(wěn)定校驗根據(jù)上表選擇與校驗，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點發(fā)生三相短路時的短路電流周期分量、沖擊電流、短路容量。(10分) 答：1)取基準值 Sb=100MVAUb=37kV2)畫等值電路圖，計算各元件的電抗標么值。電源電抗標么值：線路電抗標么值：變壓器電抗標么值：3)計算短路電流計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，汽輪機將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機械能，發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)力發(fā)電有什么特點？5% 答：（1）風(fēng)能是可再生能源，不會枯竭。（2）是清潔的電能生產(chǎn)方式，不會造成空氣污染。（3）風(fēng)力發(fā)電機組建設(shè)工期短，投資規(guī)模靈活。（4）運行簡單，可完全做到無人值守。（5）實際占地少，地質(zhì)條件要求不高，可在偏遠地區(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能方式相結(jié)合。（7）風(fēng)能的能量密度低，因此同樣單機容量下，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的體積大、造價高。（8）風(fēng)力發(fā)電機組運轉(zhuǎn)時發(fā)出噪聲及金屬葉片對電視機與收音機的接受會造成干擾及對環(huán)境有所影響。工廠高壓配電網(wǎng)有哪些接線方式和特點？5% 答：（1）放射式接線。其特點為：本線路上故障不影響其它線路；容易進行繼電保護裝置的整定，并易于實現(xiàn)自動化。（2）樹干式接線。其特點為：能降低投資費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管理費用的導(dǎo)體截面積，此截面稱為經(jīng)濟截面積。導(dǎo)體單位經(jīng)濟面積通過的電流稱為經(jīng)濟電流密度。最大負荷年利用小時數(shù)和最大負荷損耗時間分別指什么？5%答：如果用戶以年最大負荷持續(xù)運行小時所消耗的電能恰等于該用戶以實際負荷運行時全年消耗的電能，則稱為最大負荷年利用小時數(shù)。如果線路中輸送的功率一直保持為最大負荷功率（此時的有功損耗為），在小時內(nèi)的電能損耗恰好等于線路全年的實際電能損耗，則稱為最大負荷損耗時間。無功電源有哪些？無功補償?shù)拇胧┯心男?%答：無功電源包括同步發(fā)電機、調(diào)相機、電容器及靜止無功補償器、線路充電功率等。無功補償?shù)拇胧┯校豪猛桨l(fā)電機進行補償、利用調(diào)相機進行補償、利用電容器進行補償和利用靜止補償器進行補償。采用需要系數(shù)法求計算負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)法求車間或全廠計算負荷時，需要在各級配電點乘以同期系數(shù)。10kV配電線路一般設(shè)置哪些保護？5%答：10kV配電線路保護一般采用電流速斷、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？5%答：低壓斷路器保護和（或低壓熔斷器保護）、漏電保護。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措施：（1）架空線路應(yīng)增加絕緣子個數(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）改進桿塔結(jié)構(gòu)，譬如當(dāng)應(yīng)力允許時，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，必要時可采用雙電源供電和自動重合閘。二、讀圖與回答問題（20%）下圖是典型并網(wǎng)風(fēng)力機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)換為機械能，低速轉(zhuǎn)動的風(fēng)輪通過傳動系統(tǒng)由升速齒輪箱增速，以便與發(fā)電機運轉(zhuǎn)所需要的轉(zhuǎn)速相匹配并將動力傳遞給發(fā)電機。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，驅(qū)動與塔架上大齒輪咬合的小齒輪轉(zhuǎn)動，使機艙始終對準來風(fēng)的方向。由于風(fēng)能是隨機性的，需要通過控制系統(tǒng)來實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機的起動、調(diào)節(jié)、停機、故障保護以及對電能用戶所接負荷的接通調(diào)整及斷開等。在下圖三段式電流保護中，請補充完善Ⅱ段電流保護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點發(fā)生三相短路時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）功率計算（4）電壓計算。解：（1）作等值電路圖（2）?。?（3）計算各元件阻抗的標么值（4）求總電抗（5）求短路電流和容量。