西电21秋电力工程模拟题（一）答案
一、 填空题（本大题共5小题，每空2分，共20分）1、 对照明负荷来说，白炽灯对电压的变化是敏感的。当电压降低时，白炽灯的发光效率和光通量都___________；当电压上升时，白炽灯的寿命____________。
答案：急剧下降 将大为缩短
解释：电压质量通常包括电压偏差、电压频率偏差、电压不平衡、电压瞬变现象、电压波动与闪变、电压暂降（暂升）与中断、电压谐波、电压陷波、欠电压、过电压等。
2、 目前世界上除美国外的绝大多数国家规定的额定频率为50 Hz（美国为60 Hz），而各国对频率变化的容许偏差的规定不一，有的国家规定为不超过±0.5 Hz，也有一些国家规定为不超过____________。我国的技术标准规定电力系统的额定频率为50 Hz，而频率变化的容许偏差为___________。
答案：±（0.2～0.1）Hz的 ±（0.5～0.2）Hz
解释：市电即我们所说的交流电（AC），交流电的成分包含：电压、电流、频率三种，其频率可分为50HZ（赫兹）与60HZ（赫兹）两种，电压分布由100V至240V。机房一般引入380V，50HZ的市电入机房，但是设备的电源整流模块用的单相220V的电压。 全世界市电有不相同的电压标准，如我国一般为220V（伏），日本为110V（伏），美国为110v（伏）。
3、 供电电压（电流）的波形不是标准的正弦波时，必然包含着_____________，这些谐波成分的出现将大大影响电动机的__________，还可使系统因容抗、感抗等参数的改变而产生高次谐波共振以及增大元件的谐波损耗而危及设备的安全运行。
答案：各种高次谐波成分 效率和正常运行
解释： 供电质量是指用电方与供电方之间相互作用和影响中供电方的责任，包括技术部分，即电压质量和非技术部分，即供电服务质量。电力系统中的谐波来自电气设备，也就是说来自发电设备和用电设备。由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。
4、变压器的一次绕组是接受电能的，可以看成是用电设备，其额定电压与用电设备的额定_________，而直接与发电机相连接的升压变压器的一次绕组额定电压应与发电机额定_________。
答案：电压相等 电压相配合
解释：在电力系统中最常用的是三绕组变压器。用一台三绕组变压器连接3种不同电压的输电系统比用两台普通变压器经济、占地少、维护管理也较方便。三相三绕组变压器通常采用Y-Y-△接法, 即原、副绕组均为Y接法,第三绕组接成△。△接法本身是一个闭合回路,许可通过同相位的三次谐波电流,从而使Y接原、副绕组中不出现三次谐波电压。 这样它可以为原、副边都提供一个中性点。在远距离输电系统中，第三绕组也可以接同步调相机以提高线路的功率因数。三绕组变压器容量以 3个绕组中容量最大的那个绕组的容量表示。
5、 通常衡量电能质量的主要指标是______、______和波形。
答案：电压 频率
解释：电能质量（Power Quality），即电力系统中电能的质量。衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。在现代电力系统中，电压暂降，暂升和短时中断，谐波产生的电压波形畸变；已成为最重要的电能质量问题。
二、简答题（本大题共4小题，每小题10分，共40分）
1、什么是电力系统的静态稳定?
答案：电力系统的静态稳定是指发电机组在遭受微小干扰（如短时的负荷波动等）后能否自动恢复到原来运行状态的能力。
要提高电力系统的静态稳定性，总的来看，主要在于提高功率极限值。
（1）提高系统电压。包括提高系统运行电压和提高电压等级两个方面。要提高系统运行的电压水平，最主要的是系统中应装设有足够的无功电源，这无论对提高功率极限值和维持电压的稳定都是很重要的。
（2）提高发电机的端电动势E0。主要依靠采用自动调节励磁装置（AVR装置）来实现。
解释：电力系统中的所有同步发电机都是并联运行的。因此，数量众多的并联运行的发电机保持同步运行是维持电力系统正常运行的最基本条件。同步发电机的转速决定于作用在其轴上的转矩，因而，当转矩变化时转速将相应地发生变化。正常运行时，原动机的功率与发电机的输出功率是平衡的，从而保证了发电机以恒定的同步转速运行。
2、核能发电的原理是什么？
答案：核能发电的基本原理是：核燃料在反应堆内发生可控核裂变，即所谓链式反应，释放出大量热能，由冷却剂（水或气体）带出，在蒸汽发生器中将水加热为蒸汽，然后同一般火力发电厂一样，用蒸汽推动汽轮机，再带动发电机发电。冷却剂在把热量传给水后，又被泵打回反应堆里去吸热，这样反复使用就可以不断地把核裂变释放的热能引导出来。
解释：核能发电的 能量来自核反应堆中可裂变材料（核燃料）进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。反应中，可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除 去消耗，至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持地进行，则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。
3、中性点不接地的电力网有何特点？
答案：对于中性点不接地的三相电力网，当三相电压对称，且各相的对地电容又相等时，其中性点电位为零。因此，从正常传输电能的观点来看，中性点接地与否对运行并无任何影响。
值得注意的是，单相接地时所产生的接地电流将在故障处形成电弧。这种电弧可能是稳定的或间歇性的。当接地电流不大时，则电流经过零值时电弧将自行熄灭。如果接地电流较大（30 A以上），则将产生稳定的电弧，形成持续性的电弧接地。当电弧持续燃烧时，故障相的对地电压可看作零。
解释：优点：对线路绝缘水平的要求较低，可按相电压设计绝缘，因而能显著降低绝缘造价。缺点：单相接地时，为了防止大的短路电流损坏设备，必须迅速切除接地相甚至三相，因而供电可靠性较低，需装设自动重合闸装置等措施；单相短路对邻近通信线路有电磁干扰。
中性点不直接接地系统：优点：当发生单相接地故障时，线电压不变，依然对称，系统可继续运行2小时，所以供电可靠性提高。缺点：非故障相相电压升高√3倍，要求系统中的各电气设备的绝缘必须按线电压设计，绝缘费用比较高，不适用于高压电网中。
在我国，只有在电压等级较低的系统中采用中性点不直接接地方式；110kV及以上系统中广泛采用中性点直接接地方式。
4. 高压直流输电线路的优缺点有哪些？
答案：优点有：
（1）直流输电线路的造价低；
（2）不存在一般交流系统那种稳定性问题，可以连接两个不同频率的系统；
（3）调节迅速；
（4）没有充电电流，不需要并联电抗器补偿；
（5）可以限制短路电流。
缺点有：
（1） 换流站造价高；
（2）要消耗较大的无功功率；
（3）要产生谐波，给电力系统带来不良影响；
（4）还没有成熟的高压直流断路器。
解释： 利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。输电过程为直流。常用于海底电缆输电，非同步运行的交流系统之间的连络等方面。高压直流输电技术被用于通过架空线和海底电缆远距离输送电能；同时在一些不适于用传统交流联接的场合，它也被用于独立电力系统间的联接。 在一个高压直流输电系统中，电能从三相交流电网的一点导出,在换流站转换成直流，通过架空线或电缆传送到接受点；直流在另一侧换流站转化成交流后，再进入接收方的交流电网。直流输电的额定功率通常大于100兆瓦，许多在1000-3000兆瓦之间。 高压直流输电用于远距离或超远距离输电，因为它相对传统的交流输电更经济。
三、画图题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）
1、试画出无母线接线（桥形接线）的示意图
答案：当电路内只有两台变压器和两条输电线时，采用桥形接线所需的断路器数较少。桥形接线可分为内桥式和外桥式两种，如图1所示。
解释： 桥形接线采用4个回路3台断路器和6个隔离开关，是接线中断路器数量较少、也是投资较省的一种接线方式。根据桥形断路器的位置又可分为内桥和外桥两种接线。由于变压器的可靠性远大于线路，因此中应用较多的为内桥接线。若为了在检修断路器时不影响和变压器的正常运行，有时在桥形外附设一组隔离开关，这就成了长期开环运行的四边形接线。
2、画出LC滤波器的接线方式图
答案：LC滤波器是就近吸收谐波所产生谐波电流的有效措施，也可以说是治理谐波污染的最基本措施。如图2所示。其中，图（a）是单调谐滤波器；图（b）是高通滤波器。
解释：LC滤波器也称为无源滤波器，是传统的谐波补偿装置，之所以称为无源，顾名 思义该装置不需要提供电源，装置由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，与谐波源并联，除起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需要，其具有结构简单、设备投资少、运行可靠性较高、运行费用较低等优点，应用很广泛。LC滤波器又分为单调谐滤波器、高通滤波器、双调谐滤波器及三调谐滤波器等几种。
四、写出标么制的计算公式并指出其含义是什么？（10分）
答案：所谓标么制，就是把各个物理量用标么值来表示的一种运算方法。标 么制又称相对值，是指实际值（有名值）与所选定的基准值间的比值，即
标么值既然是同单位的两个数量的比值，因此就没有单位，标么值乘以100时即得到用同样基准值表示的百分值。
解释：有名值就是电力系统中实质的物理量，具有单位，而标幺值是电力系统的相对值，是指有名值比上一个参考值（基准值），这样所得的结果就是标幺值，是不具有单位的。
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