供配電技術第2版唐志平主編課后答案

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1、1-1 什么叫電力系統(tǒng)？為什么要建立電力系統(tǒng)？ 電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶組成的一個整體。 為了充分利用動力資源，降低發(fā)電成本，發(fā)電廠往往遠離城市和電能用戶，因此，這就需要輸送和分配電能，將發(fā)電廠發(fā)出的電能經過升壓、輸送、降壓和分配，送到用戶。 1-2 供配電系統(tǒng)由那些部分組成？在什么情況下應設總降壓變電所或高壓配電所？ 供配電系統(tǒng)由總降變電所、高壓配電所、配電線路、車間變電所和用電設備組成。 總降壓變電所是企業(yè)電能供應的樞紐。它將35kV～110kV 的外部供電電源電壓降為6～ 10kV高壓配電電壓，供給高壓配電所、車間變電所和高壓用電設備。高壓配電所集中接受

2、6～10kV電壓，再分配到附近各車間變電所和高壓用電設備。一般負荷分散、廠區(qū)大的大型企業(yè)設置高壓配電所。 1-3 發(fā)電機的額定電壓、用電設備的額定電壓和變壓器額定電壓是如何規(guī)定的？為什么？ 用電設備的額定電壓等于電力線路的額定電壓；發(fā)電機的額定電壓較電力線路的額定電壓要高5%；變壓器的一次繞組的額定電壓等于發(fā)電機的額定電壓(升壓變壓器)或電力線路的額定電壓(降壓變壓器)；二次繞組的額定電壓較電力線路的額定電壓要高10%或5%(視線路的電壓等級或線路長度而定)。 額定電壓是能使電氣設備長期運行在經濟效果最好的電壓，它是國家根據經濟發(fā)展的需要及電力的水平和發(fā)展的趨勢經過全面技術經濟分析后確定

3、的。 1-4 電能的質量指標包括哪些？ 電能的質量指標是指電壓質量、頻率質量、供電可靠性。 1-5 什么叫電壓偏移，電壓波動和閃變？如何計算電壓偏移和電壓波動？ 電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度。電壓波動是指電壓的急劇變化。周期性電壓急劇變化引起光源光通量急劇波動而造成人眼視覺不舒適的現象，成為閃變。 電壓偏差一般以百分數表示，即 ，式中為電壓偏差百分數；為實際電壓；為額定電壓。 電壓波動程度以電壓最大值與最小值之差或其百分數來表示，即 式中，為電壓波動；為電壓波動百分數；，為電壓波動的最大值和最小值（kV）；為額定電壓（kV）。 1-6 電力系統(tǒng)的中性點運行方式有哪幾種

4、？中性點不接地電力系統(tǒng)和中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時各有什么特點？ 電力系統(tǒng)的中性點運行方式有三種：中性點不接地系統(tǒng)、中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)和中性點直接接地系統(tǒng)。中性點不接地電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，接地相對地電壓為零，電容電流為零，非接地相對地電壓升高為線電壓，電容電流增大 倍，但各相間電壓（線電壓）仍然對稱平衡。中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，通過中性點形成單相短路，產生很大的短路電流，中性點對地電壓仍為零，非接地相對地電壓也不發(fā)生變化。 1-7 電力負荷按對供電可靠性要求分幾類？對供電各有什么要求？ 電力負荷按對供電可靠性可分為三類，一級負荷，二級負荷和三級負荷。對供電的要求

5、：一級負荷要求最嚴，應由兩個獨立電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一電源應不同時受到損壞，在一級負荷中的特別重要負荷，除上述兩個獨立電源外，還必須增設應急電源。為保證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應急供電系統(tǒng)。二級負荷要求比一級負荷低，應由兩回線路供電，供電變壓器亦應有兩臺，從而做到當電力變壓器發(fā)生故障或電力線路發(fā)生常見故障時，不致中斷供電或中斷后能迅速恢復。三級負荷要求最低，沒有特殊要求，一般有單回路電力線路供電。 1-8 試確定圖所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機G和變壓器1T，2T和3T的額定電壓。 解： 發(fā)電機的額定電壓U = 1.05×10KV = 10.5kV; 變壓器1T

6、的額定電壓一次側 U = 10.5kV； 二次側 U = 1.1×35kV= 38.5kV； 變壓器2T 的額定電壓一次側 U = 35kV； 二次側 U = 1.05×10kV= 10.5kV； 變壓器 3T 的額定電壓一次側 U= 10kV； 二次側 U= 1.05×0.38= 0.399kV； 1-9 試確定圖中所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機G，變壓器2T，3T線路1WL，2WL的額定電壓。 解：發(fā)電機G，額定電壓 U=1.05U1=10.5kV

7、 變壓器2T U1=U=10.5kV U2=1.1×220=242kV 故額定電壓為：10.5/242； 變壓器3T U1=220kV U3=1.05×10=10.5kV U2=1.1×110=121kV 線路1WL的額定電壓為 U=10kV 線路2WL的額定電壓為 U=0.38kV 1-10 畫出中性點不接地系統(tǒng)A相發(fā)生單相接地時的相量圖。 2-1什么叫負荷曲

8、線？有哪幾種？與負荷曲線有關的物理量有哪些？ 答：負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，反映了用戶用電的特點和規(guī)律。 負荷曲線按負荷的功率性質不同，分有功負荷和無功負荷曲線；按時間單位的不同，分日負荷曲線和年負荷曲線；按負荷對象不同，分用戶，車間或某類設備負荷曲線。 與負荷曲線有關的物理量有： 年最大負荷和年最大負荷利用小時； 平均負荷和負荷系數。 2-2年最大負荷Ｐmax——指全年中負荷最大的工作班內（為防偶然性，這樣的工作班至少要在負荷最大的月份出現２～３次）３０分鐘平均功率的最大值，因此年最大負荷有時也稱為３０分鐘最大負荷P30。 年最大負荷利用小時Ｔmax——

9、—指負荷以年最大負荷Pmax持續(xù)運行一段時間后，消耗的電能恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能，這段時間就是年最大負荷利用小時。 平均負荷Pav————平均負荷就是指電力負荷在一定時間內消耗的功節(jié)率的平均值。負荷系數KL————負荷系數是指平均負荷與最大負荷的比值。 2-3.什么叫計算負荷?為什么計算負荷通常采用30min最大負荷?正確確定計算負荷有何意義? 答:計算負荷是指導體中通過一個等效負荷時,導體的最高溫升正好和通過實際的變動負荷時產生的最高溫升相等,該等效負荷就稱為計算負荷. 導體通過電流達到穩(wěn)定溫升的時間大約為(3~4)t,t為發(fā)熱時間常數.對中小截面的導體.其t約為10m

10、in左右,故截流倒替約經 30min后達到穩(wěn)定溫升值.但是,由于較大截面的導體發(fā)熱時間常數往往大于10min,30min還不能達到穩(wěn)定溫升.由此可見,計算負荷 Pc實際上與30min最大負荷基本是相當的。 計算負荷是供電設計計算的基本依據.計算符合的確定是否合理,將直接影響到電氣設備和導線電纜的選擇是否合理.計算負荷不能定得太大,否則選擇的電氣設備和導線電纜將會過大而造成投資和有色金屬的浪費;計算負荷也不能定得太小,否則選擇的電氣設備和導線電纜將會長期處于過負荷運行,增加電能損耗,產生過熱,導致絕緣體過早老化甚至燒毀. 2-4. 各工作制用電設備的設備容量如何確定? 答:長期工作制和短期

11、工作制的設備容量就是該設備的 銘牌額定功率,即 Pe=PN 反復短時工作制的設備容量是指某負荷持續(xù)率下的額定功率換算到統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下的功率. 2-5.需要系數的含義是什么? 答:所有用電設備的計算負荷并不等于其設備容量,兩者之間存在一個比值關系,因此需要引進需要系數的概念,即:Pc=KdPe. 式中，Kd為需要系數; Pc為計算負荷; Pe為設備容量. 形成該系數的原因有:用電設備的設備容量是指輸出容量,它與輸入容量之間有一個平均效率;用電設備不一定滿負荷運行,因此引入符合系數Kl;用電設備本身及配電線路有功率損耗,所以引進一個線路平均效率;用電

12、設備組的所有設備不一定同時運行,故引入一個同時系數, 2-6確定計算負荷的估算法.需要系數法和二項式法各有什么特點？各適合哪些場合？ 答：估算法實為指標法，其特點是進行方案比較時很方便，適用于做任務書或初步設計階段。需要系數法的特點是簡單方便，計算結果較符合實際，而長期使用已積累了各種設備的需要系數，是世界各國普遍采用的方法，適用于多組三相用電設備的計算負荷。二項式法其特點是既考慮了用電設備的平均負荷，又考慮了幾臺最大用電設備引起的附加負荷，其計算的結果比按需要系數法計算的結果大得多，適用于容量差別懸殊的用電設備的負荷計算。 2-8 在接有單相用電設備的三相線路中, 什么情況下可將單

13、相設備與三相設備綜合按三相負荷的計算方法計算確定負荷? 而在什么情況下應進行單相負荷計算? 答: 單相設備應盡可能地均勻分布在三相上,以使三相負荷保持平衡. a: 三相線路中單相設備的總容量不超過三相總容量的15%時,單相設備可按三相負荷平衡計算. b: 三相線路中單相設備的總容量超過三相總容量的15%時,應把單相設備容量換算為等效三相設備容量,再算出三相等效計算負荷. 2-9如何分配單相（220伏，380伏）用電設備，使計算負荷最小？如何將單相負荷簡便地換算成三相負荷？ 答：可以用負荷密度法和需要系數法來分配用電設備； 這樣換算：⑴當單

14、相設備的總容量不超過三相總容量的15%，單相設備按三相負荷平衡來計算。⑵當單相設備的總容量超過三相總容量的15%，應該換成等效三相設備容量，再算出三相等效計算負荷。 2-10 電力變壓器的有功功率和無功功率損耗各如何計算？其中哪些損耗是與負荷無關的？哪些損耗與負荷有關？按簡化公式如何計算？ 解：有功功率損耗=鐵損+銅損=△Pfe+△Pcu 有功功率損耗為： Pt=△Pfe+△Pcu=△Pfe+△Pcu.N(Sc/SN)2≈△P0+△Pk(Sc/SN)2 無功功率=△Q0+△Q

15、 △Q0是變壓器空載時，由產生主磁通電流造成的，△Q是變壓器負荷電流在一次，二次繞組電抗上所產生的無功損耗。 無功功率損耗為： △QT=△Q0+△Q=△Q0+△QN(Sc/SN)≈SN[I0％/100+Uk％(Sc/SN)2/100] △Pfe和△Q0是與負荷無關，△Pcu和△Q與負荷有關 簡化公式： △Pt≈△P0+△Pkβ2 △QT≈ SN（I0％/100+Uk％β2/100） 2-11 什么叫平均功率因數和最大負荷時功率因數?各如何計算?各有何用途? 答:平均功率因數是指導在某一時間內的平均功率因數,也稱加權平均功率因數.最大負荷時的功率因

16、數是指在年最大負荷時的功率因數.平均功率因數計算功式:略 用途供電部門能根據月平均功率因數來調整用戶的電費電價. 2-12. 降低電能損耗, 降低電壓損失,提高供電設備利用率。 補償容量（1）采用固定補償 Qcc=Pav（tgφav1－tgφav2）,式中，Qcc為補償容量；Pav為平均有功負荷，Pav =αPc或Wa/t，Pc為負荷計算得到的有功計算負荷，α為有功負荷系數，Wa為時間t內消耗的電能； tgφav1為補償前平均功率因數角的正切值；tgφav2為補償后平均功率因數角的正切值；tgφav1－tgφav2稱為補償率，可用△qc表示（2）采用自動補償 Qcc=Pc（tgφ1－tg

17、φ2） 2-15.什么是尖峰電流？尖峰電流的計算有什么用處？ 答：尖峰電流是指單臺或多臺用電設備持續(xù)1-2秒的短時最大負荷電流。尖峰電流的計 算可以提供選定用電設備的型號以及保護用電設備等。 2-16、 某車間380伏線路供電給下列設備:長期工作的設備有7.5kW的電動機2臺,4kW的電動機3臺,3kW的電動機10臺;反復短時工作的設備有42kVA的電焊機1臺(額定暫載率為60%, ?額定功率因數=0.62,額定效率=0.85),10t吊車1臺(在暫載率為40%的條件下,其額定功率為39.6kW,額定功率

18、因數為0.5). 試確定它們的設備容量。 解： 對于長期工作制的設備，其設備容量就是它們的額定功率，所以長期工作設備的設備容量為： Pe 1=7.5×2kW +4×3kW +3×10kW =57kW 對于反復短時工作制的設備，其設備容量為： 電焊機：Pe2=0.61/2×42×0.62=20 kW（下標1/2表示對0.6開根號） 吊車： Pe3=2×0.41/2×39.6kW=50kW （下標同上） 所以，它們的總的設備容量為： P總=Pe1+Pe2+P

19、e3=57+20+50=127 kW 2-18 某廠金ˉ工車間的生產面積為60m×32m,試用估算法估算該車間的平均負荷。 解：查表可知負荷密度指標ρ=0.1kw/m2 S=60m×32m=1920m2 Pav=ρS=0.1×1920=192 kw 答：用估算法估算該車間的平均負荷為192 kw 2-19 某工廠35/6kv總降壓變電所，2-20 分別供電給1~4號車間變電所及6臺冷卻水泵用的高壓電動機。1~4號車間變電所的計算負荷分別為：Pc1=840 kw,Qc1=680 kvar; Pc2=920 kw,Qc2=750 kvar; Pc3=850

20、kw, Qc3=700 kvar; Pc4=900 kw, Qc4=720 kvar; 高壓電動機每臺容量為300 kw，試計算該總降壓變電所總的計算負荷（忽略線損）。 解：由題意可知：水泵用的高壓電動機 假設同時系數K=0.9 Kd=0.8 b=0.65 c=0.25 Cosφ=0.8 tanφ=0.75 Pc0=Kd×Pe1=0.8×300×6=1440 kw Qc0=Pc0×tanφ=1440×0.75=1080 kvar Pe=K×(Pc0+Pc1+Pc2+Pc3+Pc4)=0.9×(1440+840+920+850+900)=4455 kw

21、Qe=K×(Qc0+Qc1+Qc2+Qc3+Qc4)=0.9×(1080+680+750+700+720)=3537 kvar Se=( P2e+ Q2e)?=(44552+35372 ) ?=5688.36 Ice= Se/(3?×Un)= 5688.36/(1.73×6)=548.01A 高壓側Pe1= Pe+0.015 Se=4455+0.015×5688.36=4540.33 kw 高壓側Qe1= Qe+0.06 Se=3537+0.06×5688.36=3878.3 kvar Se1=( P2e1+ Q2e1)?= (4540.332+3878.302 ) ?=5971.25

22、 Ice1= Se1/(3?×Un)= 5971.25/(1.73×35)=98.62A 答：該總降壓變電所高壓側總的計算負荷Pe1=4540.33 kw，Qe1=3878.3 kvar ，Se1=5971.25，Ice1=98.62A 2-21.某車間設有小批量生產冷加工機床電動機40臺，總容量152KW，其中較大容量的電動機有10KW 1臺、7KW 2臺、4.5KW 5臺、2.8KW 10臺；衛(wèi)生用通風機6臺共6KW。試分別用需要系數法和二項式法求車間的計算負荷。 解：需要系數法：查表A-1可得： 冷加工機床：Kd1=0.2 cosφ1=0.5 tanφ1=

23、1.73 Pc1=0.2×152=30.4KW Qc1=30.4×1.73=52.6KW 通風機組：Kd2=0.8 cosφ2=0.8 tanφ2=0.75 Pc2=0.8×6=4.8KW Qc2=4.8×0.75=3.6KW 車間的計算負荷: Pc=0.9×(30.4+4.8)=31.68KW Qc=0.9×(52.6+4.8)=50.58KW Sc=( Pe+ Qe)=59.68KVA Ice= Se/(3階Un)=59.68/(1.732×0.38)=90.7A 二項式法: 查表A-1

24、可得： 冷加工機床:b1=0.14 c1=0.4 x1=5 cosφ1=0.5 tanφ1=1.73 (bPe∑)1=0.14×152=21.28KW (cPx)1=0.4×(10+7×2+2×4.5)=13.2KW 通風機組:b2=0.65 c2=0.25 x2=5 cosφ2=0.8 tanφ2=0.75 因為n=6＜2x2 ,取x2=3.則 (bPe∑)2=0.65×6=3.9KW (cPx)2=0.25×3=0.75KW 顯然在二組設備中 第一組附加負荷(cPx)1最大 故總計算負荷為： Pc=21.28+3.9+13.2=38.38KW Qc=

25、（21.28×1.73+3.9×0.75+13.2×1.73=62.56Kvar Sc=( Pe+ Qe)=73.4KVA Ic= Se/(3階Un)=111.55A 2-26 某工廠35kV總降壓變電所10kV側計算負荷為：1#車間720kW+j510kvar; 2#車間580kW+j400kvar; 3# 車間630kW+j490kvar; 4#車間475Kw+j335kvar(α=0.76,β=0.82,忽略線損)。試求： 全廠計算負荷及平均功率因數； 功率因數是否滿足供用電規(guī)程？若不滿足，應補償到多少？ 若在10kV側進行固定補償，應裝BW—10.5—16—1型

26、電容器多少臺？ 補償后全廠的計算負荷及平均功率因數。 解： （1） P1=720Kw, Q1=510kvar P2=580Kw, Q2=400kvar P3=630kW, Q3=490 kvar P4=475Kw, Q4=335 kvar 全廠計算負荷：P=kSp*Spc=2164.5kW Q=kSq*SQc=1561.5 kvar cosF=cos(arctanF)=cos(35

27、.88)=0.81 （2） cosF < 0.9 所以不滿足，應補償到0.9 （3） Qcc=Pav(tanF1-tanF2)=394.27 kvar n=Qcc/16=24 ( 4 ) 補償后 功率因數 cosF=Pav/sav=0.92 第四章 4-1如何確定工廠的供配電電壓? 供電電壓等級有0.22 KV , 0.38 KV ,6 KV ,10 KV ,35 KV ,66 KV ,110 KV,220 KV 配電電壓等級有10KV ,6KV ,380V/22

28、0V 供電電壓是指供配電系統(tǒng)從電力系統(tǒng)所取得的電源電壓.究竟采用哪一級供電電壓,主要取決于以下3個方面的因素. 電力部門所弄提供的電源電壓. 企業(yè)負荷大小及距離電源線遠近. 企業(yè)大型設備的額定電壓決定了企業(yè)的供電電壓. 配電電壓是指用戶內部向用電設備配電的電壓等級.有高壓配電電壓和低壓配電電壓. 高壓配電電壓通常采用10KV或6KV,一般情況下,優(yōu)先采用10KV高壓配電電壓. 低壓配電電壓等級為380V/220V,但在石油.化工及礦山(井)場所可以采用660V的配電電壓. 4—2 確定工廠變電所變壓器容量和臺數的原則是什么？ 答：（1）變壓器容量的確定 a 應滿足用電負荷對

29、可靠性的要求。在一二級負荷的變電所中，選擇兩臺主變壓器，當在 技術上，經濟上比較合理時，主變器選擇也可多于兩臺； b 對季節(jié)性負荷或晝夜負荷比較大的宜采用經濟運行方式的變電所，技術經濟合理時可采用兩臺主變壓器c 三級負荷一般選擇一臺豬變壓器，負荷較大時，也可選擇兩臺主變壓器。 （2） 變壓器容量的確定 裝單臺變壓器時，其額定容量SN應能滿足全部用電設備的計算負荷Sc,考慮負荷發(fā)展應留有 一定的容量裕度,并考慮變壓器的經濟運行,即 SN>=(1.15~1.4)Sc 裝有兩臺主變壓器時,其中任意一臺主變壓器容量)SN應同時滿足下列兩個條件: a 任一臺主變壓器運行時,應滿足總計算負荷

30、的60%~70%的要求,即 SN=(0.6~0.7)Sc b 任一臺變壓器單獨運行時,應能滿足全部一二級負荷Sc(I+II)的要求,即 SN>=Sc(I+II) 4-4 高壓少油斷路器和高壓真空斷路器各自的滅弧介質是什么？比較其滅弧性能，各適用于什么場合？ 高壓少油斷路器的滅弧介質是油。高壓真空斷路器的滅弧介質是真空。 高壓少油斷路器具有重量輕，體積小，節(jié)約油和鋼材，價格低等優(yōu)點，但不能頻繁操作，用于6—35KV的室內配電裝置。 高壓真空斷路器具有不爆炸，噪聲低，體積小，重量輕，壽命長，結構簡單，無污染，可靠性高等優(yōu)點。在35KV配電系統(tǒng)及以下電壓等級中處于主導地位，但價格昂貴。

31、 4-5、高壓隔離開關的作用是什么？為什么不能帶負荷操作？ 答：高壓隔離開關的作用是隔離高壓電源，以保證其他設備和線路的安全檢修及人身安全。但隔離開關沒有滅弧裝置，因此不能帶負荷拉、合閘，不能帶負荷操作。 4-6 高壓負荷開關有哪些功能？能否實施短路保護？在什么情況下自動跳閘？ 解：功能：隔離高壓電源，以保證其他設備和線路的安全檢修及人身安全。 高壓負荷開關不能斷開短路電流，所以不能實施短路保護。常與熔斷器一起使用，借助熔斷器來切除故障電流，可廣泛應用于城網和農村電網改造。 高壓負荷開關上端的絕緣子是一個簡單的滅弧室，它不僅起到支持絕緣子的作用，而且其內部是一個汽缸,裝有操動機構主

32、軸傳動的活塞,絕緣子上部裝有絕緣噴嘴和弧靜觸頭。當負荷開始分閘時，閘刀一端的弧動觸頭與弧靜觸頭之間產生電弧，同時在分閘時主軸轉動而帶動活塞，壓縮汽缸內的空氣，從噴嘴往外吹弧，使電弧迅速熄滅。 4-7試畫出高壓斷路器、高壓隔離器、高壓負荷開關的圖形和文字符號。 答：高壓斷路器（文字符號為QF，圖形符號為——× /—）； 高壓隔離器（文字符號為QS，圖形符號為——| /—）； 高壓負荷 （文字符號為QL，圖形符號為——|o /—）。 4-8 熔斷器的作用是什么？常用的高壓熔斷器戶內和戶外的型號有哪些？各適用于哪些場合。 答：熔斷器的作用主要是對電路及其設備進行短路和過負荷保護；常用的

33、高壓熔斷器主要有戶內限流熔斷 器（RN系列），戶外跌落式熔斷器（RW系列）；RN系列高壓熔斷器主要用于3~35KV電力系統(tǒng)的短路保護和過載保護，其中RN1型用于電力變壓器和電力線路的短路保護，RN2型用于電壓互感器的短路保護。 RW系列戶外高壓跌落式熔斷器主要作為配電變壓器或電力線路的短路保護和過負荷保護。 4--9互感器的作用是什么？電流互感器和電壓互感器在結構上各有什么特點？ 答：互感器是電流互感器和電壓互感器的合稱。互感器實質是一種特殊的變壓器，其基本結構和工作原理與變壓器基本相同。 其主要有以下3個功能： 一：將高電壓變換為低電壓（100V），大電流變換為小電流（5A或1A

34、），供測量儀表及繼電器的線圈； 二：可使測量儀表，繼電器等到二次設備與一次主電路隔離，保證測量儀表，繼電器和工作人員的安全； 三：可使儀表和繼電器標準化。 電流互感器的結構特點是：一次繞組匝數少且粗，有的型號還沒有一次繞組，鐵心的一次電路作為一次繞組（相當于1匝）；而二次繞組匝數很多，導體較細。電流互感器的一次繞組串接在一次電路中，二次繞組與儀表，繼電器電流線圈串聯，形成閉合回路，由于這些電流線圈阻抗很小，工作時電流互感器二次回路接近短路狀態(tài)。 電壓互石器的結構特點是：由一次繞組，二次繞組和鐵心組成。一次繞組并聯在線路上，一次繞組的匝數較多同二次繞組的匝數較少，相當于降壓變壓器。二次

35、繞組的額定一般為100V。二次回路中，儀表，繼電器的電壓線圈與二次繞組并聯，這些線圈的阻抗很大，工作的二次繞組近似于開路狀態(tài)。 8-10 試述斷路器控制回路中防跳回路的工作原理（圖8-12） 圖8-12 答 中央復歸不重復動作事故信號回路如圖8-12所示。在正常工作時，斷路器合上，控制 開關SA的①—③和19）—17）觸點是接通的，但是1QF和2QF常閉輔助點是段開的。 若某斷路器（1QF）因事故條閘，則1QF閉合，回路+WS→HB→KM常閉觸點→SA

36、的①—③及17）—19）→1QF→-WS接通，蜂鳴器HB發(fā)出聲響。按2SB復歸按鈕，KM線圈通電，KM常閉打開，蜂鳴器HB斷電解除音響，KM常開觸點閉合，繼電器KM自鎖。若此時2QF又發(fā)生了事故跳閘，蜂鳴器將不會發(fā)出聲響，這就叫做不能重復動作。能在控制室手動復歸稱中央復歸。1SB為實驗按鈕，用于檢查事故音響是否完好。 4-11、電流互感器有兩個二次繞組時，各有何用途？在主線接線圖中，它的圖形符號怎樣表示？ 答：電流互感器有兩個繞組時，其中一個繞組與儀表、繼電器電流線圈等串聯，形成閉和回路。另一個繞組和一個很小的阻抗串聯，形成閉和回路，作保護裝置用。因為電流互感器二次阻抗很小，正常工作

37、時，二次側接近短路狀態(tài)。在正常工作時，二次側的儀表、繼電器電流線圈，難免會損壞或和回路斷開，造成開路。二次側開路會產生很嚴重的后果。而用另一個二次繞組和一個很小的阻抗串聯形成閉和回路作保護裝置，這樣就會避免以上的情況。使系統(tǒng)更安全的運行。 圖形符號如下圖所示： 4-12 避雷器的作用是什么？圖形符號怎樣表示？ 答：避雷器（文字符號為F）的作用是用于保護電力系統(tǒng)中電氣設備的絕緣免受沿線路傳來的雷電過電壓或由操作引起的內部過電壓的損害的設備，是電力系統(tǒng)中重要的保護設備之一。 圖形符號是 4-13 常用的高壓開關柜型號主要有哪些？ 答：高壓開關柜按型號分主要有：JYN2—10，3

38、5、GFC—7B（F）、KYN□—10，35、KGN—10、XGN2—10、HXGN□—12Z、GR—1、PJ1等。 4-14 常用的低壓設備有哪些？并寫出它們的圖形符號。 答： 名稱 符號 低壓開關柜 熔斷器 低壓斷路器 4-15 低壓斷路器有哪些功能？按結構形式分有哪兩大類？請分別列舉其中的幾個。 答：低壓斷路器主要是用于低壓系統(tǒng)中設備及線路的過載和短路保護；按結構形式可分為無填料密閉管式和有填料密閉管式； 無填料密閉管式包括RM10，RM7；用于低壓電網，配電設備中，做短路保護和防止連續(xù)過載之用。 有填料密閉管式包

39、括RL系列如RL6 RL7 RL96，用于500V以下導線和電纜及電動機控制線路。RT系列如RT0 RT11 RT14用于要求較高的導線和電纜及電器設備的過載和短路保護。 4-16主接線設計的基本要求是什么？什么是內橋式接線和外橋式接線？各適用于什么場合？ 主接線的基本要求是安全，可靠，靈活，經濟。 所謂橋式接線是指在兩路電源進線之間跨接一個斷路器，猶如一座橋。斷路器跨在進線斷路器的內側，靠近變壓器，稱為內橋式接線。若斷路器跨在進線斷路器的外側，靠近電源側，稱為外橋式接線。 適用范圍：對35kV及以上總降壓變電所，有兩路電源供電及兩臺變壓器時，一般采用橋式接線。 內橋式接線適用于

40、大中型企業(yè)的一、二級負荷供電。適用于以下條件的總降壓變電所： 供電線路長，線路故障幾率大； 負荷比較平穩(wěn)，主變壓器不需要頻繁切換操作； 沒有穿越功率的終端總降壓變電所。 外橋式接線適用于有一、二級負荷的用戶或企業(yè)。適用于以下條件的總降壓變電所： 供電線路短，線路故障幾率小； 用戶負荷變化大，變壓器操作頻繁； 有穿越功率流經的中間變電所，因為采用外橋式主接線，總降壓變電所運行方式的變化將不影響公電力系統(tǒng)的潮流。 4-17供配電系統(tǒng)常用的主接線有哪幾種類型？各有何特點？ 供配電系統(tǒng)變電所常用的主接線基本形式有線路—變壓器組接線，單母線接線和橋式接線3種類型。 線路—變壓器組接線

41、 當只有一路電源供電線路和一臺變壓器時，可采用線路—變壓器組接線。 當高壓側裝負荷開關時，變壓器容量不大于1250kVA；高壓側裝設隔離開關或跌落式熔斷器時，變壓器容量一般不大于630kVA。 優(yōu)點：接線簡單，所用電氣設備少，配電裝置簡單，節(jié)約投資。 缺點：該單元中任一設備發(fā)生故障或檢修時，變電所全部停電，可靠性不高。 適用范圍：適用于小容量三級負荷，小型企業(yè)或非生產性用戶。 1． 單母線接線 母線又稱匯流排，用于匯集和分配電能。單母線接線又可分為單母線不分段和單母線分段兩種。 （1）單母線不分段接線 當只有一路電源進線時，常用這種接線，每路進線和出線裝設一只隔離開關和斷路

42、器?？拷€路的隔離開關稱線路隔離開關，靠近母線的隔離開關稱母線隔離開關。 優(yōu)點：接線簡單清晰，使用設備少，經濟性比較好。由于接線簡單，操作人員發(fā)生誤操作的可能性就小。 缺點：可靠性和靈活性差。當電源線路，母線或母線隔離開關發(fā)生故障或進行檢修時，全部用戶供電中斷。 適用范圍：可用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負荷用戶，或者有備用電源的二級負荷用戶。 （2）單母線分段接線 當有雙電源供電時，常采用單母線分段接線。單母線分段接線可以分段單獨運行，也可以并列同時運行。 優(yōu)點：供電可靠性高，操作靈活，除母線故障或檢修外，可對用戶連續(xù)供電。 缺點：母線故障或檢修時，仍有50%左右的用戶停電。

43、 適用范圍：在具有兩路電源進線時，采用單母線分段接線，可對一，二級負荷供電，特別是裝設了備用電源自動投入裝置后，更加提高了用斷路器分段單母線接線的供電可靠性。 2． 橋式接線 所謂橋式接線是指在兩路電源進線之間跨接一個斷路器，猶如一座橋。斷路器跨在進線斷路器的內側，靠近變壓器，稱為內橋式接線。若斷路器跨在進線斷路器的外側，靠近電源側，稱為外橋式接線。 橋接線的特點是： ① 接線簡單 ② 經濟 ③ 可靠性高 ④ 安全 ⑤ 靈活 適用范圍：對35kV及以上總降壓變電所，有兩路電源供電及兩臺變壓器時，一般采用橋式接線。 4-18 主接線中母線在什么情況下分段?分段的目的是什

44、么? 答:當有雙電源供電時,常采用單母線分段接線.采用母線單獨運行時,各段相當于單母線不分段接線的狀態(tài),各段母線的電氣系統(tǒng)互不影響供電可靠性高,操作靈活,除母線故障或檢修外,可對用戶持續(xù)供電. 4-19: 倒閘操作的原則: 接通電路時先閉合隔離開關,后閉合斷路器; 切斷電路時先斷開斷路器,后斷開隔離開關. 這是因為帶負荷操作過程中要產生電弧, 而隔離開關沒有滅弧功能,所以隔離開關不能帶負荷操作. 5-1 電氣設備選擇的一般原則是什么? 解:電氣設備的選擇應遵循;以下3全原則. (1).按工作環(huán)境

45、及正常工作條件選擇電氣設備 a.根據電氣裝置所處的位置,使用環(huán)境和工作條件,選擇電氣設備型號. b.按工作電壓選擇電氣設備的額定電壓 c.按最大負荷電流選擇電氣設備和額定電流 (2).按短路條件校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 (3).開關電器斷流能力校驗 5—2 高壓斷路器如何選擇？ 答：高壓斷路器按其采用的介質劃分，主要有油斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器等。油斷路器分多油和少油兩大類。它們各有特點。由于成套電裝置應用普遍，斷路器大多選擇戶內型的，如果是戶外型變電所，則應選擇戶外斷路器。高壓斷路器一般選用以上幾種劃分的主要斷路器。并且在選用時應遵行電氣設備選擇的一般原則并做短路

46、電流校驗：1、電氣設備的額定電壓應不低于其所在線路的額定電壓，2、電氣設備的額定電流應不小于實際通過它的最大負荷電流，3、電氣設備的極限通過電流峰值應不小于線路沖擊電流，4、電氣設備的最大開關電流應不小于線路短路電流，5、電氣設備熱穩(wěn)定允許的熱量應不低于短路電流在繼電保護作用時間所產生的熱量。同時也要考慮經濟問題，以免選規(guī)格過大的，以至于浪費。 5-3跌落式熔斷器如何校驗其斷流能力? 跌落式熔斷器需校驗斷流能力上下限值,應使被保護線路的三相短路的沖擊電流小于其上限值,而兩相短路電流大于其下限值. 5-4電壓互感器為什么不校驗動穩(wěn)定，而電流互感器卻要校驗？ 答：電壓互感器的一。二次側均有

47、熔斷器保護，所以不需要校驗短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 而電流互感器沒有。 5-6 電壓互感器應按哪些條件選擇？準確度級如何選用？ 答：電壓互感器的選擇如下： ●按裝設點環(huán)境及工作要求選擇電壓互感器型號； ●電壓互感器的額定電壓應不低于裝設點線路額定電壓； ●按測量儀表對電壓互感器準確度要求選擇并校驗準確度。 計量用電壓互感器準確度選0.5級以上，測量用的準確度選1.0級或3.0級，保護用的準確度為3P級和6P級。 5-7、室內母線有哪兩種型號？如何選擇它的截面？ 答：母線的種類有矩形母線和管形母線，母線的材料有銅和鋁。 母線截面選擇：（1）按計算電流選擇母線截

48、面.（2）年平均負荷、傳輸容量較大時，宜按經濟電流密度選擇母線截面. 易凱（6101103185） 5-8支柱絕緣子的作用是什么？按什么條件選擇？ 答：作用是用來固定導線或母線，并使導線與設備或基礎絕緣， 支柱絕緣支的選擇應符合下列幾個條件： 按使用場所選擇型號 按工作電壓選擇額定電壓 校驗動穩(wěn)定。 5-9 穿墻套管按哪些條件選擇？ 答：穿墻套管按下列幾個條件選擇： 按使用場所選擇型號； 按工作電壓選擇額定電壓； 按計算電流選擇額定電流； 動穩(wěn)態(tài)校驗 Fc≤0.6Fal Fc=K(L1+L2)ish(

49、3)2*10-7/ a 式中，Fc為三相短路電流作用于穿墻套管上的計算力（N）；Fal為穿墻套管允許的最大抗彎破壞負荷（N）；L1為穿墻套管與最近一個支柱絕緣子間的距離（m），L2為套管本身的長度（m），a為相間距離，K=0.862。 熱穩(wěn)定校驗 I∞(3)2tima≤It2t 式中，It為熱穩(wěn)定電流；t為熱穩(wěn)定時間。 5-10為什么移開式開關柜柜內沒有隔離開關，而固定式開關柜柜內有隔離開關？ 答：移開式開關柜中沒有隔離開關，是因為斷路器在移開后能形成斷開點，故不需要隔離開關。而固定式開關柜內的結構型式是固定式，所以需要隔離開關。 5-12低壓斷路

50、器選擇的一般原則是什么？ 答：（1）低壓斷路器的型號及操作機構形式應符合工作環(huán)境，保護性能等方面的要求； （2）低壓斷路器的額定電壓應不低于裝設地點線路的額定電壓； （3）低壓斷路器的額定電流應不小于它所能安裝的最大脫扣器的額定電流； （4）低壓斷路器的短路斷流能力應不小于線路中最大三相短路電流； A：對方能式（DW型）斷路器，其分斷時間在0

51、.02s以上時 Ioc》Ik（3） B：對塑殼式（DZ型或其他型號）斷路器，其分斷時間在0.02s以下時，有 Ioc》Ish（3） 或 ioc》ish（3） 5-13 某10kV線路計算電流150A，三相短路電流為9kA，沖擊短路電流為23kA，假想時間為1.4s，試選擇隔離開關，斷路器，并校驗它們的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 解：據題意可得： Uwn=10kV. Ic=150A. Ik(3)=9kA. Ish(3)=23kA. (1) 高壓斷路器的選擇 查表A-4，選擇SN10-10I/630型少油斷路器，其有關技術參數及裝設地點的電氣條件和

52、計算選擇結果列于下表中，從中可以看出斷路器的對數均大于裝設地點的電氣條件，故所選斷路器合格。 序 號 SN10-10I/630 選擇 要求 裝設地點電氣條件 結論 項目 數據 項目 數據 1 Un 10kV >= Uw.n 10kV 合格 2 In 630A >= Ic 150A 合格 3 Ioc 16kA >= Ik(3) 9kA 合格 4 Imax 40kA >= Ish(3) 23kA 合格 5 It^2*t 16^2*4=1024kA^2s >= Ik^2*tima

53、 9^2*(1.4+0.1)=121.5kA^2s 合格 (2)高壓隔離開關的選擇 　　　查表A-5,選擇CN-10T/400高壓隔離開關。選擇計算結果列于下表中。 序 號 CN-10T/400 選擇 要求 裝設地點電氣條件 結論 項目 數據 項目 數據 1 Un 10kV >= Uw.n 10kV 合格 2 In 400A >= Ic 150A 合格 3 Imax 30kA >= Ish(3) 23kA 合格 4 It^2*t 14^2*5=13720kA^2s >= Ik^2*

54、tima 9^2*(1.4+0.1)=121.5kA^2s 合格 5-14 某10kV車間變電所，變壓器容量為630kVA，高壓側短路容量為100MVA，若用RN1型高壓熔斷 器做 高壓側短路保護，試選擇RN1型熔斷器的規(guī)則并校驗其斷流能力。 解：（1）選擇熔斷器額定電壓：UN.FU=UN=10kV 選擇熔體和熔斷器額定電流： IN.FE>=IC=SN/(1.732UN)=36.37 IN.FU>=IN.FE 根據上式計算結果查表A-6-1，選RN1-10型熔斷器，其熔體電流為40A，熔斷器額定電流為50A，最大斷流能力12KA。 （2）檢驗熔斷

55、器能力： Ioc=12kV>Ikmax=10kA 所以： 所選RN1-10型熔斷器滿足要求。 5-15 在習題5-13的條件下，若在該線路出線開關柜配置兩只電流互感器LQJ-10型，分別裝在A,C相（兩相V形接線），電流互感器0.5級二次繞組用于電能測量，三相有功及無功電度表各一只，每個電流線圈消耗負荷0.5 VA，有功率表一只，每個電流線圈負荷為1.5VA，中性線上裝一只電流表，電流線圈消耗負荷為3VA（A,C相各分擔3VA的一半）。3.0級二次繞組用做繼電保護，A,C相各接兩只DL型電流繼電器，每只電流繼電器線圈消耗負荷為2.5VA。電流互感器至儀表﹑繼電器的單向長度為2.5m，導

56、線采用BV-500-1*2.5mm2的銅心塑料線。試選擇電流互感器的變比，并校驗其動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定和各二次繞組的負荷是否符合準確度的要求。 解： ⑴測量用的電流互感器的選擇。 根據線路電壓為10KV，計算電流為150A，查表A-7，選變比為200/5A的LQJ-10型電流互感器，Kes=160，Kt=75，t=1s，0.5級二次繞組的Z2N=0.4歐姆。 準確度校驗 S2N ≈I2N2Z2N=52*0.4=10VA. S2≈∑Si+I2N2(RWL+Rtou) =(0.5+0.5+3+1.5)+52*〔31/2*2.5/(53*2.5)+0.1〕 =8

57、.82Ish=23KA. 滿足動穩(wěn)定要求。 ③熱穩(wěn)定校驗 （KtI1N）2t=(75*0.2)2*1=225>I∞(3)2tima=92*1.5=121.5kA2s. 滿足熱穩(wěn)定要求。 所以選擇LQJ-10 200/5A電流互感器滿足要求。 ⑵保護用的電流互感器的選擇 線路電壓10KV，計算電流150A，查表A-7，選變比400/5A的LQJ-10型電流互感器，Kes=160,Kt=75,t=1s,3.0級二次繞組的Z2N=0.6歐姆。 ①準確度

58、校驗 S2N≈I2N2*Z2N =52*0.6=15VA. S2≈∑Si+I2N2（RWL+Rtou） =（2.5+2.5）+52*[31/2*2.5/（53*2.5）+0.1] =8.32〈S2N=15VA. 滿足準確度要求。 ②動穩(wěn)定校驗 Kes*21/2I1N=160*1.141*0.4=90.50>Ish=23KA. 滿足動穩(wěn)定要求。 ③熱穩(wěn)定校驗 （KtI1N）2t=（75*0.4）2*1=900> I∞(3)2tima=92*1.5=121.5kA2s. 滿足熱穩(wěn)定要求。 所以選擇LQJ-10 400/5A型電流互感器滿足要。 5-16試按例5-4所給條件

59、，選擇三相五芯式電壓互感器型號，并校驗二次負荷是否符合準確度要求（提示三相五芯柱式互感器所給的二次負荷為三相負荷，將接于相電壓、線電壓的負荷換算成三相負荷）。 解：根據要求查表A-8，選項3只變壓器JDZJ-10；1000/1.73、100/1.73、100/1.73； 零序法阻規(guī)定用6P級三相負荷為：2+4.5+1.5×6×1.73+4.5×1.73 =38.85W<50VA 故三次負荷滿足要示。 5-17按習題5-13電氣條件，選擇母線上電壓互感器的斷流能力。 解：根據題5-13所給的電氣條件有： IN.Foc≥Ic=150A 對于百限流式，要求Ioc≥9kA 對于非限流

60、式，要求IOC≥Ish Psh≥230mvA過大，Poc≥P’=9kA×10kV=90MvA ∴選用限流式RW9-10/200高壓熔斷器。 5-18: 按計算電流選擇母線截面; 已知變壓器額定容量和一,二次側額定電壓,可計算低壓側母線電壓: I2NT = SN／√3U2N =1000／√3×0.4 ﹦1443.4A 根據所求的I2N 查表A-12-2可知,初選母線為TMY-80×8型,其最大允許的載流量為:1690A,大于1443.4A,即Ial﹥Ic. 由母線截面選擇原則可知滿足要求.故選擇TMY-80×8型. 5-20 某380V動力線路，有一臺15KW電動機，功率因數

61、為0.8，功率為0.88,起動倍數為7，起動時間為3~8s，塑料絕緣導體截面為16mm2，穿鋼管敷設，三相短路電流為16.7kA，采用熔斷器做短路保護并與線路配合。試選擇RTO型熔斷器及額定電流（環(huán)境溫度按+35設攝氏度計） 解：由效率NN，PN，UN，COSa求IN。 IN=（PN/NN）/（根號3.UN.COSa）=（15/0.88）/（根號3乘以0.38乘以0.8）=32.36A 起動電流Ipk=7In=226.5 選擇熔體及熔斷器額定電流 In.fe大于等于In=32.63A In.fe大于等于0.4Ipk=90.6A 查表A-11，選In.fe=100A 查表A-

62、11選RTO-100型熔斷器，其熔體額定電流為100A，熔斷器額定電流為100A，最大斷流能為50KA 6-1 高壓和低壓的放射式接線和樹干式接線有哪些優(yōu)缺點？分別說明高低壓配電系統(tǒng)各宜首先考慮哪種接線方式？ 答：（1）高壓放射式接線的優(yōu)點有：界限清晰，操作維護方便，保護簡單，便于實現自動化，由于放射式線路之間互不影響，故供電可靠性較高。 缺點是：這種放射式線路發(fā)生故障時，該線路所供電的負荷都要停電。 （2）高壓樹干式接線的優(yōu)點有：使變配電所的出線減少。高壓開關柜相應也減少，可節(jié)約有色金屬的消耗量。 缺點有：供電可靠性差，干線故障或檢修將引起干線上的全部用戶停電。 配電系統(tǒng)的

63、高壓接線往往是幾種接線方式的組合，究竟采用什么接線方式，應根據具體情況，對供電可靠性的要求，經技術，經濟綜合比較后才能確定/一般來說，高壓配電系統(tǒng)宜優(yōu)先考慮采用放射式，對于供電可靠性要求不高的輔助生產區(qū)和生活住宅區(qū)，可考慮采用樹干式。 （3）低壓放射式接線的優(yōu)點有：供電可靠性高。 缺點是：所用開關設備及配電線路也較多。 （4）低壓樹干式接線的優(yōu)點有：接線引出的配電干線較少，采用的開關設備自然較少。 缺點是：干線故障使所連接的用電設備均受到影響，供電可靠性差。 實際低壓配電系統(tǒng)的接線，也往往是上述幾種接線的在綜合。根據具體情況而定。一般在正常環(huán)境的車間或建筑內，當大部分用電設備容量

64、不大而且無特殊要求是，宜采用樹干式。 6-2 試比較架空線路和電纜線路的優(yōu)缺點。 電力線路有架、空線路和電纜線路，其結構和敷設各不相同。架空線路具有投資少.施工維護方便.易于發(fā)現和排除故障.受地形影響小等優(yōu)點；電纜線路具有運行可靠.不易受外界影響.美觀等優(yōu)點。 6-3導線和電纜截面的選擇原則是什么?一般動力線路宜先按什么條件選擇?照明線路宜先按什么條件選擇?為什么? 答: 導線和電纜截面的選擇必須滿足安全,可靠和經濟的條件. (1)按允許載流量選擇導線和電纜截面. (2)按允許電壓損失選擇導線和電纜截面. (3)按經濟電流密度選擇導線和電纜截面. (4)按機械強度選擇導線和電纜

65、截面. (5)滿足短路穩(wěn)定的條件. 一般動力線路宜先按允許載流量選擇導線和電纜截面,再校驗電壓損失和機械強度. 照明線路宜先按允許電壓損失選擇導線和電纜截面.再校驗其他條件.因為照明線路對電壓要求較搞 選擇導線截面時,要求在滿足上述5個原則的基礎上選擇其中最大的截面. 6-5三相系統(tǒng)中的保護線（PE線）和保護中性線（PEN）的截 如何選擇？ 答：保護線截面要滿足短路熱穩(wěn)定的要求，按GB50054—95低壓配電設計規(guī)范規(guī)定。 保護線（PE線）截面的選擇 a：當 ≦16平方毫米時，有≧。 b：當16平方毫米＜≦35平方毫米時，有≧16平方毫米。 c：當≧35平方毫米時，有≧0

66、、5。 保護中性線（PEN線）截面的選擇 因為PEN線具有PE線和N線的雙重功能，所以選擇截面時按其中的最大值選取。 附：中性線（N線）截面的選擇 三相四線制中的中性線，要考慮不平衡電流和零序電流以及諧波電流的影響。 a：一般三相四線制線路中的中性線截面應不小于相截面的一半，即≧0、5。 b：由三相四線制引出的兩相三線制線路和單相線路因中性電流和相線電流相等故=。 c：如果三相四線制線路的三次諧波電流相當突出，該諧波電流會流過中性線，此時中性線截面應不小于相線截面，即≧。 6-6什么叫“經濟截面”？什么情況下的線路導線或電纜要按“經濟電流密度”選擇？ 答：從全面的經濟效益考慮，使線路的全年運行費用接近最小的導線截面，稱為經濟截面。 經濟電流密度是指使線路的年運行費用支出最小的電流密度，對35KV及以上的高壓線路及點壓在35KV以下但距離長，電流大的線路，宜按經濟電流密度選擇，對10KV及以下線路，通常不按此原則選擇。 6-7 電力電纜常用哪幾種敷設方式? 答. <1>.直接埋地敷設 <2>.電纜溝敷設 <3>.沿墻敷設