《电气工程基础》习题集2版.docx

1、电气工程基础习题集2版第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，发电厂主要有哪儿种型式？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

2、输电比较有什么特点？1-12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。1-13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0.005“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

3、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

4、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围 吗？1-30电力系统的部分接线示于题图1-30,各电压级的额定电压及功率输送 方向己标明在图中。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工作于十5%抽头，T-2, T-4工作于主抽头；T-3工作-2.5% 抽头时，各变压器的实际变比。(1)发电机，电动机及变压器高、中、低压绕组的额定电压；设变压器T-1高压侧工作于+2.5%抽头，中压侧工作于+ 5%抽头；T-2 工作于额定抽头；T-3工作-2.5%抽头时，各变压器的实际变比。(kV),试求:(1)发电机和变压器各绕组的额定电压，

5、并标在图中；(2)设变压器Ti工作于十5%抽头，T2、T5工作于主抽头(T5为发电厂厂用变 压器)，T3工作于-2.5%抽头，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。10 T1OrT4T2110T510题图1-321-33标出题图133所示电力系统各元件的额定电压。380/220V1-34试确定题图134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)。T1220kV380V/220V110kV6kV35kV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

6、有哪儿部分组成？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？架空线路釆用分裂导线有何好 处？电力线路一般以什么样的等效电路來表示？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來表示？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來表示？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

7、？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 线的自儿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、2分裂、3分裂和4分裂导线)每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心()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

8、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來表示变压器的？有哪些特 点？又是如何推导的？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/?(G)、X(O)、G,”(S)、S”(S)的计算通常运用如下 一组公式：试问：几，s%, Po, /o

9、%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为什么变压器的狸等值电路能够实现原、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？2-3

10、1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？釆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么样进行换算的？2-36电力系统釆用标么值进行计算，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

11、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=1.56cm（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=1.56cm（见题图2-42）。2-43 一电缆由19根完全相同的铜线缠绕而成，每根铜线的直径为1.5mm, 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 1.72 10-8Q m,求电缆的电阻。2-44有一铜线在10C时的电阻为50G,设此铜线在10C时的温度系数为 60.00409Co当它的电阻上升10%时，

12、求相应的运行温度。o1.56cm50cm题图2-422-45 40kin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 10-8Qm,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 0.635cm。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-300型导线，己知导线的相间距离 D=6m,查手册，该型号导线的计算外径为25. 6811U11。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。

13、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5nio题图2-482-49某220RV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30.16mm。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-240,每根外 直径21.88mm,两根之间的距离d = 400nmi。试计算该线路的单位长度正序阻抗 和正序电容。2-51 一同轴电缆的结构如题图251所示，求此电缆单位长度的电感。题图2-512-52 220kV线路使用如题图2-52所示的

14、带拉线铁塔，并用LGJQ-400型导 线直径27.2mm,铝线部分截面积392nmr,使用13片X-4.5型绝缘子组成的绝 缘子串，长2.6111,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。 352511LF题图2522-53某一回llOkV架空电力线路，长度为60km,采用型号为LGJ-120,导 线计算外径为15.211U11,三相导线水平排列，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-2X185的双分裂导线, 每一根导线的计算外径为19nmi,三相导线以不等边三角形排列，线间距离

15、 Di2=9m, D23=8.5m, Di3=6.1m。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，己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12mo计算此线路每公里的线路参数。若线路长50km,求其 参数及等值电路。2-57某

16、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-500,直径30.16mm。试计算该线路单位长度的正序阻抗 和电容。2-58 一长度为600kin的500kV架空线路.使用仆LGJQ-400型四分裂导线, ri=0.018 Q/kin, xi=0.275 Q/kin, /?i=4.05X 10-6S/kin, gi=0。试计算该线路的龙型 等值电路参数，并作等值电路。2-59 己知某一 200km 长的输电线，r=0.1 G/km, /=2 H/km, c=0.01F/km。 系统额定功率为60Hz。试分别用以下模型表示等值电路。(1)短线路；(2)

17、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/llo归算到高压侧的电抗为100G, 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, = no/V3kV时， 试利用龙型等值电路计人=0和/严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，己知每根导线的计算半径为 13.84mm,分裂距离d=400nun,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=5.5m, BC=10.23nio使用LGJQ-400型导线(直径为27

18、.4mm),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200Z00 kV,始端相 电压为180Z5kV.电流200Z92A,求线路的兀形等效电路参数。2-64 己知一 200km 长的输电线，R=0.1Qkin, L=2.0mH/km, C=0.001F/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，求其刃呂等效电路。2-65 llOkV架空线路长70km,导线采用LGJ-120型钢芯铝线，计算半径 7.6mm,相距为3.3mm,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

19、数，并比较分析排列方式对参数的影响。2-66 llOkV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7.6mm,试计算输电线路 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3xLGJQ-400,分裂间距为 400nun,三相水平排列，相间距为11m, LGJQ-400导线的计算半径13.6mm, 试计算输电线路禮的等值电路的参数：(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

20、方案，三相导线水平排列，相间距离 8m o(1)使用LGJ-630/45型导线，铝线部分截面积623.4511U112,直径33.6mm。 使用2XLGJ-300/50型分裂导线，每根导线铝线部分截面积299.54mm2, 直径24.26mm,分裂间距400nmi。试求这两种导线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/10.5kV,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8.8kV（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23

21、.5kW,空载电流9.42A。求该变压器折算到变压 器一次侧的参数X, G, B。2-70有一台双绕组变压器，电压比35kV/10kV,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 A-=45kW, W-%=4.85, Po=18kW, /o%=O.5（参数均未经 容量折算）。求折算至一次侧的变压器参数/?, X, G, 3并画出等效图。2-71 一个单相变压器的额定参数如下：lOkVA., 240V/2400Vo开路试验： 一次侧加额定电压240V时，一次侧电流为0.85A,二次侧电压为2400Vo短路 试验

22、：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Xi、X,”与变比R=Ni/N2。2-72三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 121/10.5kV, ?5=234.4kW,比（）=11, Po=93.6kW, /o（%）=2.315,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-40500/220,额定容量为 40500kVA,额定电压为 121kV/10.5kV, zl/=234.4kW, W-%=11, 4Po=93.6kW, /o%=2.315,求

23、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/llkV ,几2）=601kW , P23尸 182.5kW, P心3）=132.5kW, ”$（i_2）%=14.85, vAi-3）%=2&25,以2-3）%=7.96, Po=135kW, /o%=O.663,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（二次侧电压为400kV）,进行空载试验和短路试验。在空

24、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21.0kVo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：zlPk=135kW, Uk%=10.5, zlPo=22kW, Io=0.8o 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, 13.8kV/138kV,三角/星形联结, %； = 0.1,试求折

25、算到一次侧，即三角形侧的（真实）X/。2-79有一容量比为90/60/60MVA,额定电压为220kV/38.5kV/llkV的三绕 组变压器。工厂给出的数据为：zlPi-2）=560kW, JP2-3）=178kW, JP,A-（i-3）=363kW, 以2）%=13.15, vai_3）%=20.4,収2-3）%=5.7, Po=187kW, /o%=0.8560 试求，折算 到220kV侧的变压器参数/?、X、G、B。2-80 一台 220kV/121kV/10.5kV, 120MVA,容量比 100/100/50 的 Yo/Yo/A三 相变压器（升压型）Io%=O.9, Po=123.

26、1kW,短路损耗和短路电压见题表2-80。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（）24.714.7&8己折算2-81某三绕组变压器的等效电路如题图2-81所示，参数己经折算到第一绕 组。以S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。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:M=1000匝，M=500匝,“3=2000匝。绕组1电压7i=1000Z0V 上，绕组2连接的负载电阻值为20Q,绕组3连接的负载电抗值为100 0。计算电流人，并验算绕组功率。题图2-822-83利用标么制重新计算习题2-82,基准值选为Uib=1000V, Si 収i-3)%=10.5,収2-3)%=6, /o%=O.9