电工学概论习题答案_第三章

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1、3-1.何谓电力系统？采用电力系统传输和分配电能比由发电厂直接向用户供电由什么优点？答：电力系统是由发电厂、变电站、配电所直到各个用户等环节所组成的电能生产消费系统。实践证明独立运行的发电厂通过电力网联接成电力系统后，将在技术经济上具有以下优点：（1）减少系统中的总装机容量（2）合理使用动力资源，充分发挥水力发电厂的作用（3）提高供电的可靠性（4）提高运行的经济性3-2.为什么要采用高压传输电能？我国目前远距离输电所采用的最高电压等级是多少？在城市内所采用高压配电的电压等级是多少？答：采用高压传输电能能够明显减少传输过程中的电能损耗。我国远距离输电所采

2、用的最高电压等级是500kV。在城市内所采用的高压配电的电压等级是35kV或10kV。3-3.输电线路在什么情况下采用架空线？在什么情况下采用电力电缆？答：交流输电线可分为架空线路与电缆线路两大类，前者应用于地区间的输电，一般电压较高、距离较长。后者应用于城市内的输电，电缆线路一般埋设在地下，线路电压为35kV或10kV，也有380V/220V的低压，在大型工厂企业内部也采用电缆输电。与架空线路相比，电缆线路的铺设成本要高许多，所以在电力系统中只有在一些不适于架空线路的地方如过江、跨海或严重污染区才考虑使用电缆输电。3-4.架空输电线为什么一般采用钢芯

3、铝绞线？答：架空输电线用以传输电流、必须具有足够的截面以保持合理的电流密度及比较小的电能损耗，同时又必须有足够的机械强度和抗大气化学腐蚀能力。一般采用钢芯铝绞线它能兼顾机械强度、导电能力、散热面积等要求。3-5.何谓高压走廊？在高压走廊的范围内应注意什么安全问题？答：高压架空输电线路所通过的路径必须占用一定的土地面积和空间区域，称为线路走廊或高压走廊，在该走廊内除杆塔基础占用一定土地外，其余土地可用于耕作和绿化，但不能用于建设居住用房，人应避免长期在强电磁场的环境下生活，因为强电磁场会引起人生理上发生一些不良反应，这些反应可能会引起心情上的变化甚至会引

4、起某些慢性不可预知的疾患。另外在高压输电线一旦发生事故特别是短路或雷击时将对故障附近地面的生物带来致命的后果。3-6.何谓变压器？它有哪些主要功能？变压器能否改变直流电压？答：变压器是利用电磁感应原理，从一个绕组向另一个绕组传输同频率的交流电能或电信号的静止电器设备。变压器主要用在交流输电系统中，它能高效率地升高交流电压减小电流以实现大功率远距离输电，又能方便的降低电压增大电流，以实现低压近距离供电的要求；而且多绕组的变压器的各绕组之间用高强度绝缘隔离，以实现各个不同电压等级电路独立运行，相互间不存在电的联系。变压器不能够改变直流电压。3-7.简要说明

5、变压器变换电压及变换电流的原理。答：在一个周期内主磁通由+变成反方向的（），然后又从（）变成+，也就是在一周期内主磁通变化的绝对值是4，其平均变化率为，由于绕组有N匝，这样一次绕组中感应电动势平均值，可以证明正弦交流电量有效值和平均值之比为1.11，这样。由于套在铁心上的二次绕组同样也受到主磁通的电磁感应作用，同理二次绕组中的感应电动势为：。式中为二次绕组匝数。在空载情况下，二次绕组的端电压以表示，就等于。这样一次绕组与二次绕组的电压比就等于二个绕组的匝数比，称为变压比，简称变比，用k表示。即变压器空载时的磁通势必须等于负载时的磁通势，即由于空载时一次

6、绕组电流极小，仅占额定电流1～3%，所以可以近似认为。这样可得。也就是说一次绕组和二次绕组中的电流之比为匝数比的倒数，式（3.2.5）中的负号表示与的相位是相反的。3-8.为什么说变压器输入电功率与输出电功率总是保持平衡关系？答：虽然变压器的一次绕组和二次绕组在电路上是隔离的，但是通过主磁通的耦合，实现了在不同电压的电路之间传输电能，而且还有变换电压、变换电流、变换阻抗的作用。当二次绕组有电流及功率输出时，依赖于磁通势平衡，一次绕组必然有相应的电流及功率输入，二者时时刻刻都保持着一种平衡关系。3-9.当变压器输出电路中接入负载阻抗时，在电源输入电路中是

7、否有所反映？如何反映？答：当变压器输出电路中接入负载阻抗时，在电源输入电路中有反应。相当于在属于电路中增加了一负载阻抗，其大小为。3-10.比较直流输电与交流输电的特点，在什么情况采用直流输电比较合适？在什么情况下采用交流输电比较合适？答：在由交流输电线所联接起来的电力系统中，虽然具有可以灵活变压的优点，但系统中还要求所有的发电机必须保持同步运行，在电网受到各种事故及故障干扰时必须有足够的稳定性；另外，输电线路中要有合理的无功功率补偿，以保证系统的电压稳定。在大容量高电压远距离输电时，不仅上述问题更显突出，而且输电线路对周围环境及生态的影响，以及对其它

8、线路的干扰也更加严重。所以，目前在超高压远距离输电时，特别是在各电力系统之间的联络时，考虑采用