电气工程基础习题集.docx

1、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

2、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 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

3、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1-30电力系统的部分接线示于题图1-30

4、，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。试求：(1)发电机及各变压器高、低压绕组的额定电电压；(2)各变压器的额定电压比；(3)设变压器T-1工作于+5%抽头，T-2 , T-4工作于主抽头；T-3工作抽头 时，各变压器的实际变比。110kV220kV10kVT-1T-4T-235kVT-3110kV10kV题图1-301-31电力系统的部分接线示于题图1-31，额定电压已标明图中。试求：(1)发电机，电动机及变压器高、中、低压绕组的额定电压；(2)设变压器T-1高压侧工作于+%抽头，中压侧工作于+ 5%抽头；T-2工 作于额定抽头；T-3工作抽头时，各变压器的实际变比。1-32电力系

5、统接线如题图1-32所示，图中标明了各级电力线路的额定电压 (kV)，试求：(1)发电机和变压器各绕组的额定电压，并标在图中；(2)设变压器T1工作于+5%由头，T2、T5工作于主抽头(T5为发电厂厂用变压 器)，T3工作于由头，T4工作于-5%抽头，求各变压器的实际变比；(3)求各段电力线路的平均额定电压，并标在图中1 220 1 1 1C 1 110 1 | 10 .1b1 1 aT3T210T135T4T5题图1-321-33标出题图1-33所示电力系统各元件的额定电压。6kVT210kVT1110kV220kVT6 1110kV1 I1 )1I i1 1T3T7380/220V35kV

6、10kVT4T8380/220V35kV6kVT9题图1-331-34试确定题图1-34所示的电力系统中发电机和各变压器的额定电压 (图中所示为电力系统的额定电压T2T1110kVT335kVT46kVT5380V/220V10kV题图1-34第2章 电力网各元件的等值电路和参数计算2-1按结构区分，电力线路主要有哪几类2-2架空线路主要有哪几部分组成各部分的作用是什么2-3电缆线路主要有哪几部分组成各部分的作用是什么2-4架空线路与电缆线路各有什么特点架空线路采用分裂导线有何好处电 力线路一般以什么样的等效电路来表示2-5架空输电线路的电阻、电抗、电纳和电导是怎样计算的 影响输电线路电抗、电

7、纳、电阻、电导大小的主要因素是什么2-6电力线路一般用怎样的等值电路来表示集中参数如何计算2-7在电力系统计算时，导线材料的电阻率 为什么略大于它们的直流电阻率2-8分裂导线的作用是什么分裂数为多少合适为什么2-9电力线路一般以什么样的等值电路来表示2-10在电力网计算中，单位长度输电线路常用哪种等值电路等值电路有那 些主要参数这些参数各反映什么物理现象2-11架空线路的导线换位有什么作用2-12什么是导线的自几何均距它与导线的计算半径有什么关系分裂导线的 自几何均距是怎样计算的什么是三相线路的互几何均距如何计算2-13分裂导线对线路的电感和电容各有什么影响你知道各种不同结构的架 空线(单导线

8、、2分裂、3分裂和4分裂导线)每千米的电抗和电纳的大致数值吗2-14什么是变压器的短路试验和空载试验从这两个试验中可确定变压器的 哪些参数2-15变压器短路电压百分数Vs(%)的含义是什么2-16双绕组和三绕组变压器一般以什么样的等值电路表示双绕组变压器的 等值电路与电力线路的等值电路有何异同2-17变压器的额定容量与其绕组的额定容量有什么关系绕组的额定容量对 于计算变压器的参数有什么影响何为三绕组变压器的最大短路损耗2-18三绕组自耦变压器和普通三绕组变压器有何异同点2-19变压器的具体参数有电压级的概念，是如何理解的2-20等值变压器模型是以什么样的等值电路来表示变压器的有哪些特点又 是如

9、何推导的2-21在电力网计算中两绕组和三绕组变压器常采用哪种等值电路2-22怎么样利用变压器的铭牌数据计算变压器等值电路的参数2-23双绕组变压器的参数 & )、X( )、G(S)、B(S)的计算通常运用如 下一组公式：Pk UiN2 X1000 SN，2Uk%UiN7oqsNGmPo2U 1N10BmI o % Sn2100 UiN试问：Pk, d% p, 10%分别表示什么量；在公式推导过程中分别做了怎样的 近似假设2-24在计算绕组容量不等的三绕组变压器的电阻和电抗时要注意什么问题2-25变压器的电压比是如何定义的它与原、副边绕组的匝数比有何不同2-26为什么变压器的 型等值电路能够实现

10、原、副边电压和电流的变换2-27电力变压器的主要作用是什么主要类别有哪些2-28变压器的短路试验和空载试验是在什么条件下做的如何用这两个试验 得到的数据计算变压器等值电路中的参数2-29组成电力系统等值网络的基本条件是什么如何将多电压级电力系统等 值成有名制表示的等值网络2-30标么制及其特点是什么在电力系统计算中，基准值如何选择2-31电力系统元件参数用标么值表示时，是否可以直接组成等值网络为什 么2-32电力系统元件参数标么值的两种计算方法结果是否相同为什么自己试 证明一下。2-33什么是标么制采用标么制有什么好处2-34三相电力系统中基准值是怎么样选择的2-35不同基准值的标么值之间是怎

11、么样进行换算的2-36电力系统采用标么值进行计算，有什么好处基准值如何选取2-37在电力系统等值电路的参数计算中，何为精确计算，何为近似计算它 们分别用在怎样的场合2-38在多级电压网络中，各电压级的基准电压是怎么样选择的能避免出现 非基准变比变压器吗2-39对应于一个电压等级的电力系统等值电路与对应于多个电压等级的电 力系统等值电路各有什么特征主要区别在哪里2-40在电力系统等值电路的参数计算中，何为精确计算何为近似计算适用 场合怎样2-41试求三条对称导体的等效半径。假设 r=（见题图2-41）。2-42试求四条对称间隔导体的等效半径。假设 r=（见题图2-42）。2-43 一电缆由19根

12、完全相同的铜线缠绕而成，每根铜线的直径为，电缆的 长度为2km由于缠绕使得实际长度增加了 5%铜的电阻率为x 10-8 m求电 缆的电阻。2-44有一铜线在10C时的电阻为50 ，设此铜线在10C时的温度系数为 =c。当它的电阻上升10%寸，求相应的运行温度。题图2-41 题图2-422-45 40km长单相线路传输100A电流时的功率损耗不应超过 60kW如果导 体的电阻率为1 .72 X 10 -8 m试确定导体的直径。2-46三相单回50Hz输电线由三导体构成，如题图2-46所示。导线直径为。 求单位长度的正序电抗值以及输电线的电容和电纳值。2-47某三相单回输电线路，采用 LGJJ-3

13、00型导线，已知导线的相间距离 D=6m查手册，该型号导线的计算外径为 25. 68mm。试求：(1)三相导线水平布置且完全换位时每公里线路的电抗值和电纳值。(2)三相导线按等边三角形布置时，每公里线路的电抗值和电纳值。2-48如题图2-48所示，试计算单回二分裂输电线的电容。导线直径为5cm 相间距离为5m题图2-482-49某220kV架空线路，三相导线水平排列，有关尺寸如题图 2-49所示，导线采用轻型钢芯铝绞线 LGJQ-500直径。试计算该线路单位长度的正序阻抗 和正序电容。2-50将上题的220kV线路改用二分裂导线，每相用二根 LGJQ-24Q每根外 直径，两根之间的距离d =

14、400mm试计算该线路的单位长度正序阻抗和正序电 容。题图2-49o2-512-52 220kV线路使用如题图2-52所示的带拉线铁塔，并用 LGJQ-400型导 线直径，铝线部分截面积392mm使用13片型绝缘子组成的绝缘子串，长，悬 挂在横担端部。试求该线路单位长度的电阻、电抗、电纳和电晕临界电压。乜 3525题图2-522-53某一回110kV架空电力线路，长度为60km采用型号为LGJ-120,导 线计算外径为，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为 4m试求该电力线路的参数，并做出等值电路。2-54有一回220kV架空电力线路，采用型号为 LGJ-2X 185的双分裂导线， 每一根

15、导线的计算外径为19mm三相导线以不等边三角形排列，线间距离D2=9m D23=, D3=。分裂导线的分裂数n=2,分裂间距为d=400mm试求该电力线路的参 数，并做出等值电路。2-55某三相单回输电线路，采用LGJJ-300型导线，已知导线的相间距离为 D=6m查手册，该型号导线的计算外径为。试求：(1)三相导线水平布置且完全换位时，每公里线路的电抗值和电纳值；(2)三相导线按等边三角形分布时，每公里线路的电抗值和电纳值。2-56 一回500kV架空线路，每相三分裂，由间距 40cm的LGJJ-400导线组 成。三相线间距离12m计算此线路每公里的线路参数。若线路长 50km,求其参 数及

16、等值电路。2-57某一 220kV架空线路，三相导线水平排列，导线间距离 7m导线采用 轻型钢芯铝绞线LGJQ-50Q直径。试计算该线路单位长度的正序阻抗和电容。2-58 一长度为600km的500kV架空线路.使用4 LGJQ-400型四分裂导线， = /km，X1= km, b= 10-6S/km, g1=0。试计算该线路的 型等值电路参数，并作等值电路。2-59 已知某一 200km长的输电线，r= /km，l =2 km, c= F/km。系统额定功率为60Hn试分别用以下模型表示等值电路。(1)短线路；(2)中长线路；(3)长线路模型。2-60某双绕组变压器，额定变比为 k=110/

17、11。归算到高压侧的电抗为100 ，设绕组的电阻和激磁支路导纳略去不计。 给定一次侧相电压 V 110/. 3 kV时，试利用 型等值电路计11 0和丨1 0.05 kA这两种情况下的二次侧电压和电流。2-61某一回220kV双分裂型输电线路，已知每根导线的计算半径为，分裂 距离d=400mm相间距离D=5m三相导线水平排列，并完全换位，求该线路每公 里的电抗值。2-62 一回220kV输电线路，导线在杆塔上为三角形布置，AB=AC= BC=使 用LGJQ-400型导线(直径为，长度为50km求该线路的电阻、电抗和电纳，并 作等值电路。2-63某一架空线路，当末端开路时测得末端相电压为 200

18、/ 0 kV,始端相电压为180/ 5 kV、电流200/ 92 A,求线路的n形等效电路参数。2-64已知一 200km长的输电线，R= /km, L=km C=u F/km,系统额定频率 为60Hz。试用：(1)短线路，(2)中程线路，(3)线路模型，求其形等效电路。2-65 110kV架空线路长70km导线采用LGJ-120型钢芯铝线，计算半径,相距为，导线分别为等边三角型和水平排列，试计算输电线路的等值电路参数， 并比较分析排列方式对参数的影响。2-66 110kV架空线路长90km双回路共杆塔，导线及地线在杆塔上的排列 如图2-66，导线采用LGJ-120型钢芯路线，计算半径，试计算

19、输电线路的等值 电路参数。题图2-662-67 500kV输电线路600km,采用三分裂导线 3 LGJQ-400分裂间距为 400mn，三相水平排列，相间距为11m LGJQ-400导线的计算半径，试计算输电 线路型的等值电路的参数：(1)不计线路参数的分布特性；(2)近似计及分布特性；(3)精确计及分布特性；并对三种条件的计算结果进行比较分析。2-68 330kV线路的导线结构有如下两种方案，三相导线水平排列，相间距离8m(1)使用LGJ-630/45型导线，铝线部分截面积，直径。(2)使用2X LGJ-300/50型分裂导线，每根导线铝线部分截面积，直径，分裂间距400mm试求这两种导线

20、结构的线路单位长度的电阻、 电抗、电纳和电导。2-69有一台双绕组变压器，电压比为 110kV/，额定容量25MVA欲通过试 验确定参数，受试验条件限制，在变压器一次侧加短路试验电流 100A测得短路损耗93kW短路电压(线电压)；在二次侧加电压8kV(线电压)进行空载试验， 测得空载损耗，空载电流。求该变压器折算到变压器一次侧的参数 R, X G, B。2-70有一台双绕组变压器，电压比35kV/l0kV，额定容量20MVA欲通过试 验求参数，受条件限制，短路试验电流为200A(次侧)，空载试验电压为10kV(二 次侧电压)。测得H=45kW Vk%= Po=18kW 1。=参数均未经容量折

21、算)。求折算 至一次侧的变压器参数 R X, G, B并画出等效图。2-71 一个单相变压器的额定参数如下：10kVA 240V/2400V。开路试验：一 次侧加额定电压240V时，一次侧电流为，二次侧电压为 2400V。短路试验：一 次侧短路，加上较小的二次电压，二次电压 121V时会达到额定二次电流。忽略电阻，试求X、Xm与变比k=N/No2-72三相双绕组升压变压器的型号为SFL-40500/110，额定容量为 40500kVA额定电压为121/，Ps=，Vs(%)=11, R=，1。()=，求该变压器的参数， 并做出等值电路。2-73三相双绕组升压变压器的型号为 SFPSL-40500

22、/220,额定容量为40500kVA额定电压为121kV/， Pk =，M%=1 P=，I。=求该变压器的参 数，并作其等效电路。2-74三相三绕组降压变压器的型号为 SFPSL-120000/220,额定容量为120000/120000/60000/kVA，额定电压为 220/121/11kV , Psg =601kW Psg=, Ps(2-3) = , Vs(1-2) %= Vs(1-3) %= Vs(2-3) %= Po=135kW I 0%=求该变压器的参数,并做出 等值电路。2-75 一台变压器额定值如下： 200MVA 200kV/400kV，假设一次侧电压为200kV(二次侧电压

23、为400kV)，进行空载试验和短路试验。在空载试验中，二次 侧断开，一次侧施以额定电压，会有 10A的电流在一次侧流动。在短路试验中，二次侧短路，一次侧加上较低的电压，直到一次侧产生额定电流。此时所需电压 为。不计电阻试求出此变压器的等效电路。2-76有一台SFL120000/110型10kV网络供电的降压变压器，铭牌给出的试 验数据为： Pk=135kW U%= Pc=22kW I。=。试计算折算到一次侧的变压器参数。2-77试求习题2-76中变压器不含励磁支路时的等效电路。2-78某三相变压器组的额定值是 5000kVA, 138kV ,三角/星形联结，X, 0.1，试求折算到一次侧，即三

24、角形侧的(真实)X o2-79有一容量比为90/60/60MVA,额定电压为220kV/11kV的三绕组变压器。 工厂给出的数据为： P k(1-2) =560kW P k(2-3) =178kW P g =363kW Vkg %=Vs(1-3) %= Vs(2-3) %= R=187kW 10%=试求，折算到 220kV侧的变压器参数 R、X、 G Bo2-80 一台 220kV/121kV/, 120MVA 容量比 100/100/50 的 Yq/Yq/ 三相变压 器(升压型)1 0%= Pq=，短路损耗和短路电压见题表 2-80 o试计算励磁支路的导 纳，各绕组电阻和等效漏抗，各参数折算

25、到中压侧。题表2-80项目高压-中压高压-低压中压-低压短路损耗/kW660256227未折算到Sn短路电压(%)已折算2-81某三绕组变压器的等效电路如题图 2-81所示，参数已经折算到第一绕 组。以Ui为参考，试计算：(1)第二和第三绕组的电压；(2)三个绕组的视在功率和功率因数;(3)变压器的效率。U2题图2-812-82题图2-82所示的理想变压器(铁心的磁导率为无穷大并忽略线圈的电 阻)参数如下：N=1000匝，N=500匝，2=2000匝。绕组1电压U=1000 0 V 上, 绕组2连接的负载电阻值为20 ，绕组3连接的负载电抗值为100 。计算电流I1，并验算绕组功率题图2-82

26、2-83利用标么制重新计算习题 2-82，基准值选为Ub=1000V, S1 b=50kVA 2-84考虑习题2-82中的变压器不是理想的变压器，并且 Rn=R=R=，*X1=X?=Xs=， Rr=X=X。求 I1 02-85某I0MVA的三相负荷由某三相变压器组供电，(线)电压供电侧(线)电 压为138kV。仓库中有不同的单相变压器可供使用，但是所有绕组的电压额定值 都小于110kV,电流额定值都小于250A。(1)只用三个单相变压器可能供给此负荷吗(2)如果可能，说明其三相接法，单相变压器的二次与一次侧的额定值。2-86三个单相变压器组成三相升压变压器，发电机侧电压为，输电线侧压 易138

27、kV,发电机额定功率为，求下列四种情况下，每台变压器的额定电压、电流、和视在功率。(1)发电机侧按三角形联结，输电线侧按星形联结；(2)发电机侧按星形联结，输电线侧按三角形联结；(3)发电机侧星形联结，输电线侧按星形联结；(4)发电机侧三角形联结，输电线侧按三角形联结。2-87三相自耦三绕组降压变压器的型号为 OSSPSL-12OOOO/220额定容量 为 120000/120000/60000kVA，额定电压为 220/121/，Psg =417kW Psg=, Ps(2-3) =314kW Vs(1-2) %= Vs(1-3) %= Vs(2-3) %= P0 =，I 0%=求该变压器的参

28、数，并做出 等值电路。2-88某10kV变电站装有一台SJL1-630/10型变压器。其铭牌数据如下： SN=630kVA电压为10/， Ps=， P=，Vs%=4 10%=2求归算到变压器高压侧的各项参数，并作等值电路。2-89 一台SFL1-31500/35型双绕组三相变压器。额定变比为 35/l1kV。Ps=， P=30kW Vs%=8 10%=求变压器归算到低压侧参数的有名值，并作等值电路。2-90某三相三绕组自耦变压器容量为 90/90/45MVA,电压为220/121/11kV， 短路损耗 P s(1.2) =325kW P s(1-3) =345kW P件)=270kW 短路电压

29、 v sg %=10 v s(1-3) %= V s(2-3) %=空载损耗 P=104kW I 0%=试求该变压器的参数，并作等值电路。2-91降压变压器型号为SFL1-20000/110。电压110 2 %/11kV,空载损耗P=22kW空载电流百分数1。=短路损耗 Ps=135kW短路电压百分数Vs%=试求：(1)变压器归算到高压侧的参数及等值电路；(2)用 型等值电路表示，计算各参数。2-92某SFSL1-20000/110型三相三绕组变压器，其铭牌数据为：容量比 100/100/100，电压比为 121/ ，P；1-2) =145kW R(3-2) =117kW Ps(1-2) =1

30、58kWP=，Vs(1_2) %= Vs(1_3) %=18 Vs(2-3) %= I 0%=试计算归算到变压器高压侧的参数并 作等值电路。2-93 型号为 SFS-40000/220 的三相三绕组变压器，容量比为 100/100/100 .额定变比为 220/11。查得 Rg=217kW Ps(3-2) =， Ps(1-2)=，P0=， Vs(1-2) % = 17 Vs(1-3) %= Vs(2-3) %=6 I 0%=试求：(1)归算到高压侧的变压器参数有名值；(2)变压器用多电压等级 型等值电路表示时的参数有名值，并作等值电路。2-94有一台双绕组变压器的额定值为 5000V/1000V, 5kVA其额定状态下 的铁损耗为100W在进行短路试验时，一次侧短路，二次侧电流为 3A,短路损 耗100W求当带额定负荷功率因数为(滞后)时变压器的效率。2-95 一台SFSL-31500/110三绕组变压器.额定变比为 110/11容量比为100/100/，空载损耗 80kW激磁功率 850kvar，短路损耗 R（i-2）=450kW%-2）=270kW PSg =240kW 短