1、 1 火力发电厂 集控值班员考核试题库 电气运行 2 计算题 1. 一台 8000kVA的变压器，接线组别为 YN,d11，变比 35000 10500V，求高压侧线电流、相电流及低压侧线电流、相电流和相电压。 【解】： I1l S 3 U1 800010 3 1.73235000 132(A) I1p I1l 132(A) I2l S 3 U2 800010 3 1.73210500 440(A) I2p I2l 3 254(A) U2p U2l 10500(V) 【答】：高压侧线电流为 132A，相电流为 132A；低压侧线电流为 440A，相电流为 254A，相电压为 10500V。 2
2、. 功率因数为 1的瓦特表，电压量程为 300V， 电流量程为 5A，满刻度是 150格。用它测量一台单相变压器短路试验消耗的功率，当表针指数为 70格时，请判断这台变压器的短路损耗功率。 【解】： C UeIecos m 30051 150 10(W格 实测功率为 1070 700(W) 【答】：这台变压器的短路损耗功率为 700W。 3. 有一组 GGF-800型蓄电池，共 130只，每只电池的电压 U 2.15V，当串联使用时，总容量CS和总电压 US各是多少 ? 【解】： (1)蓄电池串联总容量等于单只电池的容量，即 CS 800(Ah) (2)蓄电池串联 总电压等于单只电池的电压和，
3、即 US U 2.15130 279.5(V) 【答】：串联使用时总容量为 800Ah ，总电压为 279.5V。 4. 某一正弦交流电的表达式 i sin(1000t 30)A ，试求其最大值、有效值、角频率、频率和初相角各是多少 ? 【解】：最大值 Im 1(A) 有效值 m1= = = 0.70722II(A) 角频率 1000(rad s) 频率 1000= = =15922f (Hz) 初相角 30 【答】：该交流电的最大值为 1A、有效值为 0.707A、角频率为 1000rad s、频率为 159Hz、初相角为 30 。 5. 一台单相变压器，已知一次电压 U1 220V，一次绕
4、组匝数 N1 500匝，二次绕组匝数 N2 475匝，二次电流 I2 71.8A，求二次电压 U2及满负荷时的输出功率 P2? 【解】：根据公式1122=UN2220 500=475U3 2 2 2 0 4 7 5 = 2 0 9500U (V) P UI P2 20971.8 15006.2(W) 【答】：二次电压为 209V，满负荷时输出功率为 15006W。 6. 用一只内阻为 1800 ，量程为 150V的电压表测量 600V的电压，试求必须串接上多少欧姆的电阻 ? 【解】：设应串接上的电阻为 R 则 1501800 600 150 R 所以 R 1800 (6 0 0 150)150
5、 5400( ) 【答】：串接 5400 电阻。 7. 有一工频正弦电压 u 100sin(t 42)V ，问在 t 0.004s时，电压的瞬时值是多少 ? 【解】：在 t 0.004s时瞬时电压为 u 100sin( t 42) 100sin(3140.004 0.733) 50(V) 【答】：电压瞬时值为 50V。 8. 若 U 220V， E 214V， r 0.003 ，其接线如图 D-8所示，试确定在正常状态下和短路状态下电流的大小和方向 ? 图 D-8 【解】：当正常工作时，因外电压 U 220V，其高于电动势 E，故电池正处于充电状态，充电电流为图中所示的反方向，其值为 I U
6、Er 220 2140 . 0 0 3 2 0 0 0 (A ) 当 A、 B间发生短路时， U 0，电池正处于放电状态，短路电流 Ik的方向与图中电流 I的方向相同， Ik的数值为 I Erk 0 .0 0 3 7 .1 3 (k A ) 214 【答】：正常状态下电流为 2000A，短路状态下为 7.13 kA。 9. 某设备装有电流保护，电流互感器的变比是 200 5，电流保护整定值是 4A，如果一次电流整定值不变，将电流互感器变比改为 300 5，电流保护应整定为多少安培 ? 【解】：原整定值的一次电流为 4200 5 160(A) 当电流互感器的变比改为 300 5后，其整定值应为
7、Iset 160300 5 2.67(A) 【答】：电流保护整定值应为 2.67A。 4 10. 某台电力变压器的额定电压为 220 121 11kV，连接组别为 YN,yn,d12-11，已知高压绕组为 3300匝，试求变压器的中、低压绕组各为多少匝 ? 【解】：该变压器中压绕组匝数为 )1 8 1 5 (1 2 12 2 03 3 0 02 匝 N 该变压器低压绕组匝数为 N 3 11 3 286( ) 匝3300220 【答】：中压绕组匝数为 1815匝，低压绕组匝数为 286匝。 11. 有一台额定容量为 120000kVA的电力变压器，该变压器的额定电压为 220 121 11kV，
8、连接组别为 YN， yn 12,d11；试求该变压器在额定运行工况下，各侧的额定电流是多少 ?各侧相电流是多少 ? 【解 】：高压侧是星形连接，相、线电流相等，即 3 1 5 ( A )2 2 031 2 0 0 0 0ph1l1 II 中压侧也是星形连接，其相、线电流相等，即 5 7 3 ( A )12131 2 0 0 0 0ph2l2 II 低压侧是三角形连接，其线电流是相电流的 3 倍，所以先求其额定电流，即线电流 6 2 9 8 (A )1131 2 0 0 0 0l3 I 相电流为 3 6 3 6 ( A )36 2 9 83l3ph3 II【答】：高压侧额定电流和相电流均为 31
9、5A，中压侧额定电流和相电流均为 573A， 低压侧的额定电流为 6298A，相电流为 3636A。 12. 有一盏 220V、 60W的白炽灯，接在电压为 220V、频率为 50Hz的交流电源上，试求该电灯的电流和电阻？并写出电压和电流的瞬时值表达式。 【解】：根据欧姆定律和公式 P UI，得 电灯的电流为 I PU 60220 0 273. ( )A 电灯的电阻为 R UI 2200 273 806. ( ) 2f 23.l450 3l4(rads) 可认为电灯电路为纯电阻电路，并以电压为参考相量，所以电压的瞬时值表达式为 u t 2 220 314sin ( )V 电流的瞬时值表达式为i
10、 t 2 0 273 314. sin ( )A 【答】：电灯的电流为 0.237A，电灯的电阻为 806 。 13. 有一直流稳压电源，其铭牌 数据为 24V、 200W，试问该电源允许输出电流为多大？允许接入的电阻范围为多少？ 【解】：该电源允许输出电流即为额定电流，5 则 I PU 20024 8 33. ( )A 允许接入的最小电阻为 R UI 248 33 2 88. . ( ) 【答】：电源允许输出电流为 8.33A，允许接入的电阻范围为 2.88 到无穷大。 14. 如图 D-14所示，若电源 E1为 3.2V，内阻 r1为 0.3 ，被充电的电池 E2为 2.6V，内阻 r2为
11、 0.01 ，求此时蓄电池充电电流是多少？蓄电池端电压是多少？ 图 D-14 【解】：公式 IE Er r 1 21 2 蓄 电 池 充 电 电 流 为I c A 3 2 2 60 3 0 01 1 94. . . . ( ) 蓄电池端电压为 U E2 Icr2 2.6 1.940.012.62(V) 【答】：蓄电池充电电流为 1.94A，蓄电池端电压为 2.62V。 15. 有一台并励直流电动机，额定电压 220V，额定电流 263A，额定转速 100r min，电枢绕组电阻 0.04 ，额定输出功率 25kW，如果用直接起动的方法，起动电流是多少？是额定电流的多少倍？ 【解】：直接起动时起
12、动电流I URa a 2200 04 5500. ( )A 起动电流与额定电流的比值212635500 NaII 【答】：直接起动起动电流是 5500A，是额定电流的 21倍。 16. 某电厂 6台机组 运行最大发电功率为 350000kW ， 24h发电量为 8128447kW.h，厂用电量为628353kW.h时，试求输出电量有多少？平均发电功率是多少？负荷率和厂用电率各是多少？ 【解】：输出电量发电量厂用电量 8128447 628353 7500094(kW.h) 平均发电功率 发电量 时间 8128447 24 338685 ( )kW负荷率为 平均发电功率最大发电功率K = 100
13、% = 338685350000 100% = 9 6 .7 7 % 厂用电率 厂用电量 发电量= 100% = 6283538128447 100% = 7 .7 3 % 【答】：输出电量 7500094kW.h，平均发电功率是 338685 kW.h，负荷率 96.77%，厂用电6 率 7.73%。 17. 有一电感线圈，其电感量 L 1H,将其接在频率为 50Hz的交流电源上 ，其线圈通过的电流I Imsint A，其中 Im 1A，试求线圈两端的电压降是多少 ?所吸取的无功功率有多大 ? 【解】：线圈端电压的最大值 Um ImXL（ 12501 ） 314（ V） 线圈的端电压 u 3
14、14sin（ t 90 ）（ V） 所取无功功率 )v a r(1 5 73 1 421 2L2 XIQ【答】：线圈的端电压为 314sin（ t 90 ），吸取无功功率为 157var。 18. 两只电容器，其 C1 0.02F ， C2 0.05F ，并联后接入交流电 源上，已知电源输出电流 i 2 1.5sin314t（ A），求并联电容器 C1和 C2通过的电流 i1和 i2的有效值各多少 ? 【解】：已知电路总电流 i 2 1.5sin314t（ A），总电流有效值I I m 2 2 1 52 1 5. . ( )A 根据两只电容器并联的分流公式，则通过电容器 C1的电流有效值为 )
15、A(43.005.002.0 02.05.121 11 CC CII 通过电容器 C2的电流有效值为 I2 I I1 1.5 0.43 1.07（ A） 【答】：通 C1的电流有效值 I1为 0.43A，通 C2的电流有效值 I2为 1.07A。 19. 在 R、 L、 C串联电路中， R 16 ， XL 4 ， XC 16 ，电源电压 u 100 2 sin（ 314t 30 ） V，求此电路的阻抗是多少 ?电路电流及消耗的有功功率各为多少 ? 【解】：根据复阻抗公式 Z R j（ XL XC） 电路的阻抗为 Z 16 j（ 4 16） 16 j12 j36.920e （） 已知 u 100
16、 2 sin（ 314t 30 ）（ V） 故 )V(e100 30j U 根据公式 IUZ电路电流 )A(e520ee100 6 .96j9.36j- 30j I根据单相功率公式 P UIcos u i 30 66.9 电路的功率因数为 cos cos（ 36.9 ） 0.8 电路的有功功率 P 10050.8 400（ W） 【答】：电路的阻抗为 j36.920e ，电路的电流 I 为 j66.95e A，电路的有功功率 P为 400W。 20. 如图 D-20所示电路，交流电源电压 UAB 80V， R1 3 ， R2 1 ， X1 5 ， X2 X3 2 ，X4 1 ，试求电路中 AC
17、两点间的电压。 7 图 D-20 【解】：根据串联电路复阻抗为 Z R1 R2 j（ X1 X2 X3 X4） 4 j（ 5 2 2 1） 4 j4 56645. ej 设电压 U 80 0e Vj ( ) 电路电流 IUZ 80 14 10 45e5 . 6 6 e e Ajj 4 5 -j. ( )根据公式 U IZ A、 C两点间电压 UAC .I R1 R2 j（ X1 X2） j45-e1.14 （ 4 j7） 14.1 j45e j608.1e 11415ej （ V） 【答】： A、 C两点间的电压 UAC 为 114ej15 V。 21. 已知一线圈的电阻 R 4 ， L 9.
18、55mH，将其接入工频交流电网中，电网电压为 380V。试求流入线圈的电流 I、电阻压降 UR、线圈的有功功率 P、无功功率 Q及功率因数 cos 。 【解】： XL 2fL 23.14509.5510 3 3() 22 2 2L 4 3 5 ( )ZR X I U Z 380/5 76(A) UR IR 764 304(V) P IUR 76304 23104(W) 23.1(kW) Q I2XL 7623 17328(var) 17.3(kvar) 2 2 2 22 3 . 1c o s / 0 . 82 3 . 1 1 7 . 3PPS PQ 【答】：流入线圈的电流为 76A，电阻压降为
19、 304V，线圈的有功功率为 23.1kW，无功功率为 17.3 kvar，功率因数为 0.8。 22. 一台三相异步电动机额定功率 20kW，额定电压 380V，功率因数 0.6，效率 97%，试求电动机的额定电流。 【解】 ：eee3 cosPI U 2 0 1 0 0 0 5 2 ( A )3 3 8 0 0 .6 0 .9 7 【答】：电动机的额定电流为 52A。 8 23. 如图 D-23所示，当改变电阻 R时，测得电压和电流的关系如图 (b)所示，求电源的电动势和内电阻。 图 D-23 【解】：由图可知，当 I 0时，测得的端电压就是电动势 E,E 5V。 由图可知，当端电压为零时
20、，外电阻为零，此时的电动势全加在内阻上。 r E 6 5 60.83() 【答】： E 5V,r 0.83 。 24. 一线圈加 30V直流电压时，消耗功率 P1 150W，当加有效值为 220V的交流电压时，消耗功率 P2 3147W，求该线圈的电抗。 【解】： R U2 P1 302 150 6() 加交流电压时 631742 RPI =23（ A） Z U I 220 23 9.56() X Z R 2 2 9 . 5 6 6 7 . 4 42 2() 【答】：该线圈的电抗为 7.44 。 25. 有一台直流发电机，在某一工作状态下测得该机端电压 U 230V，内阻 R0 0.2 ，输出
21、电流 I 5A，求发电机的电动势 E、负载电阻 Rf和输出功率 P各为多少 ? 【解】： f 230= = =465UR I () E I(Rf R0) 5(46 0.2) 231(V) P UI 2305 1150(W) 【答】：发电机的电动势为 231V，负载电阻为 46 ，输出功率为 1150W。 26. 单支避雷针高度 h为 30m，距避雷针根部 20m处有一个油箱高 hx为 15m，此油箱是否能被避雷针保护 ? 【解】：根据避雷针保护公式 当 hx h 2时保护范围半径 rx h hx 30 15 15(m) 20m 【答】：避雷针在被保护物高度 15m处只能保护半径 15m之内物体
22、，油箱距离 20m处大于保护半径，所以不能保护。 27. 一条电压 U为 220V纯并 联电路，共有额定功率 P1为 40W的灯泡 20盏，额定功率 P2为 60W的灯泡 15盏，此线路的熔断器容量应选多大的 ? 【解】： I1 P1 U 40 220 I2 P2 U 60 220 I 20I1 15I2 0.1820 0.2715 3.6 4.05 根据线路熔断器容量选择原则略大于工作电流之和，所以选 10A熔断器。 9 【答】：此线路熔断器应选 10A。 28. 如图 D-28所示的电磁机构控制回路，灯电阻、附加电阻、防跳电流线圈电阻、电缆、二次线圈电阻 总和即为总电阻 R 。该总电阻上分
23、配到的电源电压 U1为 187V，电源电压 U 为220V，计算跳闸线圈电阻上的电压 U2为多少 ?该开关能否跳闸 ? 图 D-28 【解】：因为在串联电路中 U U1 U2 所以 U2 U U1 220 187 33(V) 根据规程规定，跳闸线圈最高不动作电压 U1为电源电压 U的 30%， 则 U 22030% 66(V) 而 U2 33V U 故该开关不能跳闸。 【答】：跳闸线圈电阻上电压为 33V，该开关不能跳闸。 29. 某接地系统发生单相接地 (设为 A相 )故障时，三个线 电流各为 IA 1500A， IB 0， IC 0。试求这组线电流的对称分量，并作相量图。 【解】：设 I
24、A 15000A ，则零序分量 I I I I 0 A B C( ) 1500 5 0 0 ( A )13 13正序分量 I I a I a I 1 A B C( ) 5 0 0 ( A )13 2负序分量 I I a I a I 2 A B C( ) 5 0 0 ( A )13 2作相量图见图 D-29所示。 图 D-29 【答】：这组线电流的对称分量大小均为 500A，相量图见 D-36所示。 30. 一个电容为 100F 的电容器， 接在电压为 220V、频率为 500Hz的交流电源上，试求电路10 中的电流。若电压的初相角为 6，试求电压、电流瞬时值表达式。 【解】：电路中容抗为 X
25、fCC 12 12 3 14 500 100 10 3 186 . . ( ) 电路中电流为 I UXC C A 2203 18 69 18. . ( ) 电源角频率 2f 23.14500 3140(rad s) 电路电压瞬时值表达式 u t 2 220 3140 6s i n ( )( ) V 由于电流超前电压 2 ，所以32261 电路电流瞬时值表达式 i t 2 69 18 3140 23. s i n ( )( ) A 【答】：电路中的电流 69.18A。若电压的初相角为 6， 电压瞬时值表达式为 u t 2 220 3140 6s i n ( ) V， 电流瞬时值表达式为 i t
26、2 69 18 3140 23. s i n ( ) A。 31. 在某一串联谐振电路中，已知电感为 30mH，求电容等于多少时，才能使电路对于 f0150kHz的电源频率发生谐振？ 【解】：根据串联谐振的条件， XL=XC，即 0 01L C所以，谐振时电容值为 C L f L 1 12 14 150 10 30 1002 0 2 2 3 2 3 ( ) ( ) 3.75310 11(F) 37.53(pF) 【答】：电容等于 37.53pF时，才能使电路对于 f0 150kHz的电源频率发生谐振。 32. 根据规定，发电机励磁回路绝缘电阻不得低于 0.5M 。若发电机在运行时测得正极对地电压为 5V，负极对地电压为 7V，测极间电压为 120V，使用的 电压表内阻为 110 5 ，求励磁回路的绝缘电阻是否合格？ 【解】：绝缘电阻的计算公式为 R R UU U V ( )1 10 6 则励磁回路绝缘电阻为 R 1 10 1205 7 1 10 0 95 6 . ( )M 【答】：因为 0.9M0.5M ，则该励磁回路的绝缘电阻是合格的。
