工廠供電習(xí)題答案

1、習(xí)題一1-1 試述工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的構(gòu)成。答：（1）總降壓變電所：工廠供電的樞紐，用于將35KV110KV電源電壓降為610KV，再由配電裝置分別將電能送至配電所、車間變電所或高壓用電設(shè)備。由降壓變壓器，母線、開關(guān)設(shè)備、保護電器、測量電器等高低壓配電裝置組成。（2）配電所：對大中型工廠，由于廠區(qū)大，負荷分散，常設(shè)置一個或多個配電所，用以中轉(zhuǎn)電能，它只分配電能，但不改變電壓。（3）車間變電所：一個生產(chǎn)廠房或車間，根據(jù)情況可設(shè)置一個或多個車間變電所，將610KV電壓降至380/220V電壓，再送至各個低壓用電設(shè)備。（4）高壓用電設(shè)備（5）低壓用電設(shè)備1-2 工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的常用額定電壓等級及選取

2、額定電壓等級時應(yīng)考慮的因素。答：（1）330KV及以上（包括500KV、750KV）：用于大電力系統(tǒng)輸電；（2）220KV及以下：用于城鄉(xiāng)高壓、中壓及低壓配電；（3）110KV、35KV：也用于大型工廠內(nèi)部配電網(wǎng)；（4）610KV：一般用于工廠內(nèi)部，但從經(jīng)濟技術(shù)綜合比較，最好采用10KV，除非擁有相當(dāng)數(shù)量的6KV設(shè)備；（5）380V/220V：工廠低壓配電電壓。1-3 統(tǒng)一規(guī)定各種電氣設(shè)備的額定電壓有什么意義？發(fā)電機、變壓器、用電設(shè)備以及電網(wǎng)額定電壓有無差別？差別的原因是什么？答：規(guī)定設(shè)備的額定電壓有利于設(shè)備按系列制造，是設(shè)備正常工作時具有最好技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的電壓。（1） 發(fā)電機的額定電壓：考慮

3、線路在輸送負荷電流時產(chǎn)生的電壓損失，應(yīng)比電網(wǎng)電壓高5。（2） 變壓器的額定電壓：一次繞組如果變壓器直接與發(fā)電機相連，則同發(fā)電機額定電壓相同，即高于電網(wǎng)電壓5；如果不與發(fā)電機直接相連，而是接于線路時，應(yīng)與電網(wǎng)電壓相同。二次繞組供電線路較長時，為彌補變壓器滿載時本身壓降及線路壓降，應(yīng)比電網(wǎng)電壓高10；如果線路不長，只需補償變壓器滿載壓降，即高于電網(wǎng)電壓5。（3） 設(shè)備的額定電壓：同電網(wǎng)電壓相同。1-4 簡述工廠供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的主要指標(biāo)及其對用戶的影響。答：（1）電壓質(zhì)量：一般要求設(shè)備供電電壓允許電壓偏移不超過額定電壓5。當(dāng)電壓偏移較大時，對用戶設(shè)備的危害很大，如白熾燈的電壓低于額定電壓時，發(fā)光效

4、率降低，使人的身體健康受影響，高于額定電壓時則燈泡經(jīng)常損壞。電動機電壓降低時，轉(zhuǎn)矩急劇減小，轉(zhuǎn)速下降甚至停轉(zhuǎn)，導(dǎo)致工廠產(chǎn)生廢品甚至出現(xiàn)重大事故。（2）頻率質(zhì)量：我國用電標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz，偏移不能超過0.5。頻率降低時，所有用戶的交流電動機轉(zhuǎn)速都降低，因而許多工廠產(chǎn)量和質(zhì)量都將不同程度受到影響。（3）可靠性：根據(jù)用電負荷性質(zhì)及在政治經(jīng)濟上的要求，將負荷分為三級。對各級負荷，中斷供電將造成不同程度的危害。對一級負荷，將造成人身傷亡或重大的政治、經(jīng)濟損失；對二級負荷，將造成政治、經(jīng)濟上較大損失，或影響重要用電單位的正常工作；對三級負荷，將影響正常的生活和生產(chǎn)。1-5 試述工廠供電設(shè)計的主要內(nèi)容。答

5、：1）擴大初步設(shè)計階段：（1）計算車間及全廠的計算負荷；（2）選擇車間變電所位置及變壓器容量、數(shù)量；（3）選定供電電源、電壓等級及供電方式；（4）選擇總降壓變電所（配電所）位置、變壓器臺數(shù)及容量；（5）確定總降壓變電所（配電所）接線圖和廠區(qū)內(nèi)的高壓配電方案；（6）選擇高壓電器設(shè)備及配電網(wǎng)載流導(dǎo)體截面，并進行動、熱穩(wěn)定校驗；（7）選擇繼電保護及供電系統(tǒng)的自動化方式，進行參數(shù)整定；（8）進行防雷、接地設(shè)計；（9）確定提高功率因數(shù)的補償措施；（10）選定高壓變電所的控制及調(diào)度方式；（11）核算建材與總投資。2）施工設(shè)計階段：按照批準(zhǔn)后的擴大初步設(shè)計，進行包括車間供電系統(tǒng)及照明等單項的施工圖樣繪制。1

6、-6 如圖所示的電力系統(tǒng)，標(biāo)出變壓器一、二次側(cè)及發(fā)電機的額定電壓。答：（1）發(fā)電機出口電壓：（2）變壓器T1：一次側(cè)電壓同發(fā)電機相同；二次側(cè)電壓等級380V，通常不會接長距離線路（3）變壓器T2：一次側(cè)；二次側(cè)接110kV，通常為長距離線路（4）變壓器T3：一次側(cè)；二次側(cè)；三次側(cè)習(xí)題二2-1 什么是計算負荷，以不同時限確定的計算負荷如何換算？答：計算負荷是根據(jù)已知的工廠的用電設(shè)備安裝容量確定的，預(yù)期不變的最大假想負荷。用電設(shè)備的工作制可分為連續(xù)運行工作制、短時運行工作制、斷續(xù)周期工作制。為表征斷續(xù)周期的特點，用整個工作周期里的工作時間與全周期之比，即負荷持續(xù)率(FC)表示。對這類用電設(shè)備，在參

7、與負荷計算時，從發(fā)熱的觀點來看，需將銘牌功率按公式折算，2-2 目前常用求計算負荷的時限是多長時間？理由是什么？答：為了求計算負荷，目前繪制負荷曲線采用的時間間隔為30min。其理由是某一標(biāo)準(zhǔn)截面的導(dǎo)線，經(jīng)過（34）的時間，該導(dǎo)線才會達到它的穩(wěn)定溫升，為對應(yīng)于該導(dǎo)線巨截面的發(fā)熱時間常數(shù)，一般在10min左右，因此取為30min。2-3 負荷曲線及其在求計算負荷中的作用。答：所謂電力負荷曲線就是縱坐標(biāo)為有功負荷P或無功負荷Q，橫坐標(biāo)為時間t，每隔一定時間間隔繪制的負荷變化曲線。以30min為時間間隔，在最大負荷工作班測定的某一用電設(shè)備組的負荷曲線，其最大值定義為，可用求出的系數(shù)去計算新建或擴建工

8、廠該用電設(shè)備組的計算負荷記為，兩者本是一個數(shù)值，只不過來源于的統(tǒng)計值而已。2-4 簡述求計算負荷的方法及其應(yīng)用范圍的評價。答：1）計算負荷的估算法：在制定建廠規(guī)劃或初步設(shè)計時，尚無具體設(shè)備參數(shù)和工藝加工流程，可采用估算法。（1）單位產(chǎn)品耗電量法：已知企業(yè)的生產(chǎn)量n及每一單位產(chǎn)品耗電量，則企業(yè)年電能耗量，則最大有功負荷，為最大負荷年利用小時數(shù)。（2）車間生產(chǎn)面積負荷密度法：當(dāng)已知車間生產(chǎn)面積負荷密度指標(biāo)（千瓦/平方米），則車間平均負荷。2）計算負荷計算法：在技術(shù)設(shè)計階段，當(dāng)設(shè)備臺數(shù)較多，容量差別不大時，可采用需要系數(shù)法；如果生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，則采用形狀系數(shù)法較好；附加系數(shù)法考慮了設(shè)備不同容量，不同臺

9、數(shù)，以及投入工作隨機性等因素對計算負荷結(jié)果產(chǎn)生的影響，因而不僅能夠確定車間及全廠的計算負荷，也可以用來確定低壓供電系統(tǒng)干線和支干線的計算負荷，但由于計算繁瑣，以及精確計算在設(shè)計初期缺乏必要性等原因，該方法目前沒有得到廣泛的應(yīng)用。（1）需要系數(shù)法：將用電設(shè)備分組后，將有功、無功分別乘該組設(shè)備的需要系數(shù)后求和。（2）形狀系數(shù)法：將設(shè)備分組后，將有功、無功分別乘該組設(shè)備的利用系數(shù)，求和后再乘以形狀系數(shù)。（3）附加系數(shù)法：將用利用系數(shù)法求到的平均負荷用于計算用電設(shè)備組的加權(quán)利用系數(shù)，并求出等效臺數(shù)，從而查得附加系數(shù)，求出計算負荷。（4）二項式法：先假定計算負荷符合二項式格式，再求其系數(shù)。2-5 試述在

10、求計算負荷時，哪些系統(tǒng)元件需要在其上計算損耗？計算方法如何？這種方法用于求實際功率及電能損耗有無誤差？答：（1）供電線路：，由于企業(yè)供電系統(tǒng)線路一般不長，且多采用電纜供電，阻抗較小，在進行技術(shù)經(jīng)濟比較時，常?？梢院雎圆挥?。（2）變壓器：，2-6 求計算負荷時，計算全廠功率因數(shù)的目的和方法如何？答：計算全廠功率因數(shù)可用于確定無功補償容量。單組設(shè)備功率因數(shù)為，其中為某組用電設(shè)備在最大負荷班內(nèi)的有功電能消耗量，為某組用電設(shè)備在最大負荷班內(nèi)的無功電能消耗量。多組用電設(shè)備或全廠自然功率因數(shù)正切的均權(quán)平均值，在設(shè)計階段可以按下式計算為簡單起見，設(shè)計時也可以根據(jù)計算負荷求出功率因數(shù)2-7 試用形狀系數(shù)法及附

11、加系數(shù)法求計算負荷：，；，；14臺電動機容量由714kW不等，總?cè)萘繛?70kW，解：第一組：，第二組：，第三組：，總平均負荷計算負荷，2）、附加系數(shù)法求上述用電設(shè)備加權(quán)利用系數(shù)查曲線 2-8 試求配電站饋電線路的計算負荷，該線路供電給以下變電所；1號變電所：；，臺2號變電所：；，臺3號變電所：；，臺解：首先確定利用系數(shù)和等效臺數(shù)臺查圖2-5（16頁）曲線，得到Kf =1.72-9年產(chǎn)50000臺拖拉機的工廠，在規(guī)劃工廠用電時，最大負荷估算為多少？答：采用單位產(chǎn)品耗電量法，查17頁表25、26，拖拉機廠每生產(chǎn)一臺拖拉機耗電50008000千瓦時，有功最大負荷年利用小時數(shù)為4960小時。，2-1

12、0架空線，6kV，導(dǎo)線截面積95mm2，供電給三班制工廠，年耗電量，最大負荷電流、，求導(dǎo)線上的電能損耗？解：選銅絞線，查附錄表17（315頁），TJ-95單位長度電阻R0=0.20/km，總電阻R= R0×l =0.2×8.2=1.64年最大負荷利用小時數(shù)查圖2-7，得到年最大負荷損耗時數(shù)3500h，2-11 計算400kVA，10/0.4kV變壓器中的電能損耗及功率損耗，SL=295kVA，TM.a=3500h，。解：參考變壓器SL-400/10的參數(shù)（308頁附錄表1），根據(jù)年最大負荷利用小時數(shù)TM.a=3500h，查圖2-7（24頁），得到年最大負荷損耗時數(shù)2400h

13、，+其中變壓器的年投入工作時數(shù)按照兩班工作制取4000h。習(xí)題三3-1 工廠供電系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)是什么？答：工廠供電系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)包括：可靠性；電能質(zhì)量；運行、維護及修理的方便及靈活程度；自動化程度；建筑設(shè)施的壽命；占地面積、新型設(shè)備的利用等。其中用于定量分析的主要指標(biāo)包括電壓損失百分比和功率因數(shù)。工廠供電系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)濟指標(biāo)：投資費和年運行費。3-2 什么是標(biāo)準(zhǔn)回收期？它與用電設(shè)備本身的使用壽命有何不同？答：標(biāo)準(zhǔn)回收期是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展，資金合理運用，由國家根據(jù)各部門的生產(chǎn)特點統(tǒng)一規(guī)定的回收期標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)兩個方案，方案1一次性投資費用較低，而方案2年運行費用較低時，用回收期還衡量方

14、案的優(yōu)劣，回收期。若回收期高于國家的標(biāo)準(zhǔn)回收期，則選用一次性投資費用較小的方法。否則，選用年運行費用較小的方法。3-3 在進行技術(shù)經(jīng)濟方案比較時采用的最小開支法如何考慮貨幣時間價值？答：在考慮貨幣的時間價值的情況下，需將一次性投資及年費用按利率i%影響折算至第m年，即，而最小開支法，即是求兩者的總費用優(yōu)化3-4 工廠變電所位置設(shè)置的原則是什么？答：（1）變電所盡可能在負荷中心；（2）進出線方便；（3）運輸條件要好；（4）應(yīng)遠離產(chǎn)生劇烈震動的大型設(shè)備或車間，以保證變電所安全運行；（5）應(yīng)選擇地下水位較低的場所，以防止電纜溝內(nèi)出現(xiàn)積水；（6）選擇在各種污染源的上風(fēng)側(cè)；（7）應(yīng)與其它建筑物有一定的防

15、火間距。3-5 變壓器臺數(shù)選擇應(yīng)考慮哪些因素？什么是明備用？什么是暗備用？答：變壓器的容量和數(shù)量的選擇時，應(yīng)考慮：（1）用電負荷的分類及不能供電中斷的程度；（2）電源可供進線的條件；（3）工廠負荷的均衡性，為減少電能損耗，有時需要選擇兩臺變壓器；（4）工廠中有無大型沖擊負荷，如大型高壓電動機、大型電爐等；（5）運輸及建筑物高度等。變壓器的明備用是指兩臺變壓器均按100%的負荷選擇，一臺工作，另一臺備用。變壓器的暗備用是指兩臺變壓器都按最大負荷的70%選擇，正常情況下兩臺變壓器都參加工作。3-6 什么是變電所的電氣主接線？選擇主接線時應(yīng)注意哪些問題？答：變電所的電氣主接線圖是指用于表示電能由電源

16、分配至用戶的主要電路，一般為單線。選擇主接線時應(yīng)注意（1）根據(jù)用電負荷的要求，保證供電的可靠性；（2）電氣主接線具有一定的運行靈活性；（3）接線簡單，運行方便；（4）在保證安全、可靠供電的基礎(chǔ)上，力求經(jīng)濟；（5）結(jié)合工廠發(fā)展規(guī)劃，留有擴建余地。3-7 什么是工廠高壓配電電路的基本接線方式？并就可靠性，經(jīng)濟性，靈活性等方面分析其優(yōu)缺點。答：廠區(qū)高壓配電電路的基本接線方式包括放射式、樹干式和環(huán)式。放射式：優(yōu)點包括（1）本線路上的故障不影響其他用戶；（2）容易進行繼電保護裝置的整定，并易于實現(xiàn)自動化；（3）根據(jù)實際運行經(jīng)驗，即使在廠區(qū)內(nèi)采用電纜的單回路放射式，可靠性也較高。但該方式每個車間變電所都要

17、獨立供電，高壓開關(guān)設(shè)備也用的較多，且每臺高壓斷路器都須裝設(shè)一個高壓開關(guān)柜，從而使投資增加。樹干式：優(yōu)點是降低投資費用和有色金屬消耗量，使變、配電所的饋出線路減少，結(jié)構(gòu)簡化。缺點是供電可靠性較低，當(dāng)干線發(fā)生故障或檢修時，接于干線的所有變電所都要停電，且在實現(xiàn)自動化方面適應(yīng)性較差。環(huán)式：是樹干式的另一種型式，因此從投資和有色金屬耗量都和樹干式相近，而在可靠性上有所提高。但環(huán)式接線的應(yīng)用受到廠區(qū)負荷中心位置已經(jīng)電源情況的制約。3-8 列表比較雙電源單母線（不分段），分段單母線（用隔離開關(guān)及斷路器分段），雙母線（不分段）三種接線方式在一路電源發(fā)生故障，一段母線發(fā)生故障，雙母線檢修時引出饋電線的停電范圍

18、及恢復(fù)供電時間長短。答：接線方式單母線單母線分段雙母線一路電源故障停電范圍不停電不停電不停電恢復(fù)時間一段母線故障停電范圍全部負荷部分負荷無恢復(fù)時間需等故障清除，較長需等故障清除，較長母線切換時間母線檢修停電范圍全部負荷兩部分負荷分別停電無恢復(fù)時間檢修結(jié)束，較長檢修結(jié)束，較長無3-10 某廠總降壓變電所，擬選用兩臺容量相同的變壓器，已知最大負荷，平均負荷，變壓器滿足正常運行時，工作于經(jīng)濟狀態(tài)，又考慮一臺變壓器故障或檢修情況下另一臺變壓器的過負荷能力，試選擇變壓器的容量及其規(guī)格型號。解： 按照暗備用選擇變壓器，每臺按照70%最大負荷選擇，即以高壓側(cè)35kV，低壓側(cè)10kV，選擇變壓器型號SL7-4

19、000/35，其容量SN=4000kVA每臺變壓器承擔(dān)50%負荷，即2500kVA，其占額定容量的百分比為，基本滿足經(jīng)濟性要求。單臺故障時。填充系數(shù)為，符合要求事故情況下，急救過負荷為，負荷要求3-11 如圖所示10kV配電電路中，AB段為架空線，BC段為電纜，長度已標(biāo)在圖上，設(shè)當(dāng)?shù)刈顭嵩路輾鉁貫?0，土壤0.8m深處為25。兩臺變壓器均在額定狀態(tài)下運行，且功率因數(shù)相同，試按發(fā)熱條件來選擇它們的截面。解：以變壓器容量估算線路BC段電流：根據(jù)發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線-鋁芯紙絕緣電纜，選擇截面25mm2忽略電纜的功率損耗，且功率因數(shù)相同，估算流過AB的總負荷為1000+750=1750kVA則據(jù)此選擇銅絞

20、線TJ-25，截面積為25mm2（書本310頁附錄表3）3-12 某車間380/220V供電線路帶有分布負荷和集中負荷，其分布情況如圖所示，試按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線（BLV型絕緣線）截面并校驗電壓損失，線路采用明敷，周圍環(huán)境溫度為30。解：，據(jù)此選擇導(dǎo)線BLV套鋼管三芯鋁芯導(dǎo)線，截面積70mm2（課本310頁附錄表4）其單位長度阻抗為，分布負荷在線路上產(chǎn)生的電壓損失近似為（集中負荷電壓損失總電壓損失 符合電壓損失條件習(xí)題四4-1 解釋和說明下列術(shù)語的物理含義：無窮大功率電源，短路電流的周期分量，非周期分量，全電流，沖擊電流，短路容量，標(biāo)么值，平均電壓，負序電抗，復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)，短路電流的力穩(wěn)定校驗，熱

21、穩(wěn)定校驗，假想時間，短路溫升。答：（1）無窮大功率電源：所謂無窮大功率電源，是指當(dāng)電力系統(tǒng)的電源距離短路點的電氣距離較遠時，由短路引起的電源送出功率的變化S遠小于電源所具有的功率S，即S<< S，則該電源為無窮大功率電源。由于P<<P，可以認為在短路過程中頻率恒定。Q<<Q，則系統(tǒng)的端電壓是恒定的。因此，無窮大電源即內(nèi)阻抗為0的電源。（2）短路電流的周期分量、非周期分量和全電流：短路電流的周期分量即穩(wěn)態(tài)短路電流值，是短路進入穩(wěn)定后的電流值，也是短路電流瞬時值中的正弦分量，表達式為。非周期分量是為抵消電流的突變而產(chǎn)生于線路中的衰減直流分量，該分量按指數(shù)衰減，當(dāng)

22、短路進入穩(wěn)態(tài)后，該分量消失，表達式為周期分量和非周期分量共同組成短路全電流表達式。（3）沖擊電流：當(dāng)短路滿足短路前空載，短路電阻遠小于電抗，并可忽略，且短路發(fā)生于某相電壓瞬時值過零時，短路電流的全電流將在短路后0.01秒時達到最大值，該最大值最大可達到大約2倍穩(wěn)態(tài)短路電流，成為沖擊電流。（4）短路容量：定義為短路容量，三相短路容量用于校驗所選斷路器的斷流能力或斷開容量。（5）標(biāo)么值：進行運算的物理量，不是用具體單位的值，而是用其相對值表示，這種計算方法叫做標(biāo)么值法，標(biāo)么值的概念是（6）平均電壓：對于任意電壓等級的線路，線路上存在電壓降，首端和末端電壓不同，為保證末端電壓為額定電壓，首端電壓會人

23、為調(diào)整至高于額定電壓，最高可高出10%裕量，則線路首端和末端的平均電壓為，105%線路電壓等級。（7）負序電抗：當(dāng)供電系統(tǒng)中某處發(fā)生三相不對稱短路時，短路點的三相電壓不對稱，可利用對稱分量法將這組電壓分解為三組各自對稱的正序、負序和零序分量。網(wǎng)絡(luò)也可根據(jù)疊加原理分分解為正序、負序和零序網(wǎng)絡(luò)，負序網(wǎng)絡(luò)中的電抗成為負序電抗。（8）復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)：針對不同短路故障的特點，即邊界條件，可將正序、負序和零序網(wǎng)絡(luò)相互連接為一個網(wǎng)絡(luò)，成為復(fù)合序網(wǎng)。（9）短路電流的力穩(wěn)定校驗：即校驗設(shè)備不會發(fā)生任何永久變形而維持正常工作。（10）短路電流的熱穩(wěn)定校驗：所謂熱穩(wěn)定校驗，就是以導(dǎo)體的允許溫度與短路溫升達到的穩(wěn)定溫度相

24、比，以滿足條件為合格。（11）假象時間：短路全電流由短路開始到被切除過程的發(fā)熱量Qk，可以等值為短路穩(wěn)態(tài)電流持續(xù)運行某一時間的發(fā)熱量，該時間稱為短路電流的假想時間。假想時間包括周期分量的假想時間和非周期分量的假想時間。（12）短路溫升：短路由開始到被切除的過程非常短，該過程中熱量來不及擴散，可被認為是一個絕熱過程，即短路電流產(chǎn)生的熱量全部轉(zhuǎn)化為載流體的溫升，稱為短路溫升。4-2 試說明采用有名值和標(biāo)么值計算短路電流各有什么特點？這兩種方法適用于什么場合？答：與有名值不同，用標(biāo)么值表示的三相系統(tǒng)的各物理量關(guān)系同單相系統(tǒng)的關(guān)系一樣；另外，各電壓等級分別按照自身基準(zhǔn)值折算出的標(biāo)么值相同，即在標(biāo)么值下

25、不需要進行阻抗的電壓等級折算。因此標(biāo)么值法適用于存在多電壓等級的高壓系統(tǒng)，而有名值適用于1KV一下的低壓系統(tǒng)。4-3 什么叫短路電流的力效應(yīng)？為什么要用短路沖擊電流來計算？答：短路電流流過導(dǎo)體，將在相鄰導(dǎo)體之間產(chǎn)生巨大的作用力，稱為短路電流的力效應(yīng)。三相線路中，處于中間的一相受力最大，并和電流平方成正比，因此最大作用力則和沖擊電流的平方成正比，需要用沖擊電流來計算。4-4 什么叫短路電流的熱效應(yīng)？為什么要用穩(wěn)態(tài)短路電流和假想時間來計算？答：短路發(fā)生過程，巨大的短路電流將在導(dǎo)體中產(chǎn)生巨大的熱量和溫升，稱為短路電流的熱效應(yīng)。從短路發(fā)生時刻t0到故障被切除時刻t，發(fā)熱量，該發(fā)熱量可用穩(wěn)態(tài)短路電流來等

26、值計算，即，稱為短路電流作用的假象時間，即以穩(wěn)態(tài)短路電流產(chǎn)生該發(fā)熱量所需的等值時間。4-5 計算如圖所示供電系統(tǒng)中k1和k2點發(fā)生三相短路時的短路電流、沖擊電流、沖擊電流有效值和短路容量，以及在最小運行方式下k2點的兩相短路電流。解：（1）首先選擇標(biāo)么值折算的基準(zhǔn)值；，（2）計算各元件電抗標(biāo)么值系統(tǒng)阻抗：，線路l1：變壓器：電抗器：線路l2：k1點短路的總短路阻抗k2點短路的總短路阻抗（3）短路電流標(biāo)么值（4）短路電流有名值（5）沖擊電流及短路容量最大運行方式k1點：最小運行方式k1點：最大運行方式k2點：最小運行方式k2點：（6）最小運行方式下k2點兩相短路電流：4-6 計算如圖所示供電系統(tǒng)

27、中k1和k2點的、及，并求出k1點的。解：（1）取基準(zhǔn)值；，（2）計算各元件電抗標(biāo)么值系統(tǒng)阻抗： 線路：變壓器T1、T2：變壓器T3：k1點短路的總短路阻抗k2點短路的總短路阻抗（3）k1點短路電流電動機倒送電流 （4）k2點短路電流4-7 在如圖供電系統(tǒng)中，母線B的電壓不變，UB=6.3KV，設(shè)在k點發(fā)生三相短路時，沖擊電流不超過20KA。問允許并聯(lián)的電纜根數(shù)n應(yīng)為多少？各元件的參數(shù)已標(biāo)注在圖上。解：每條支路包括電抗器和電纜兩個元件其中電抗器的電抗電纜的阻抗單根支路的總阻抗為單根支路電流短路為沖擊電流，則n只能取124-8 （1）用有名值計算下圖低壓系統(tǒng)中k點三相短路時的短路電流、。圖中的電

28、流互感器是三相安裝的，（2）總結(jié)歸納用有名值計算低壓系統(tǒng)短路電流的步驟。解：（1）變壓器阻抗 （2）母線，查附錄表20（316頁）LMY-50×6 a =240mm，查得，l=6m，LMY-40×5 a =160mm，查得，l=2.4m，（3）隔離開關(guān)QS變壓器額定電流 據(jù)此電流估算隔離開關(guān)額定電流查表4-1（91頁），其接觸電阻 （4）自動空氣開關(guān)QA電動機額定電流據(jù)此電流估算空氣開關(guān)額定電流查表4-1（91頁），其接觸電阻查表4-2（91頁），電流線圈阻抗，（5）電流互感器 查表4-3（91頁）其線圈阻抗，（6）電纜 ，總阻抗短路電流沖擊電流其中電動機沖擊電流4-9 （

29、1）按發(fā)熱條件選擇圖中AB段導(dǎo)線截面。線路額定電壓UN=6KV，周圍環(huán)境溫度。地下0.8m深處溫度25。（2）已知A點前的斷路器短路容量為100MVA，且動作時間t =0.5s。系統(tǒng)中XS/RS=15。試對所選的導(dǎo)線進行熱穩(wěn)定校驗。所需圖標(biāo)在4-9節(jié)及4-10節(jié)中。（注：習(xí)題中圖與文字不符，以此為準(zhǔn)）解：（1）負荷計算及導(dǎo)線選擇C點有功負荷及無功負荷為 計算電流為 線路BC的功率損耗 則由B流向C的功率為 則由B點流出的總計算負荷為根據(jù)發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線，選擇銅絞線TJ-16（310頁附錄表3），截面積A=16mm2，允許載流量105A。其阻抗可查附錄表17（315頁），按照幾何均距2m，。（2

30、）短路計算系統(tǒng)電抗為則由電源至B點的阻抗為，（3）根據(jù)發(fā)熱條件確定最小允許截面積根據(jù)111頁表4-6，銅導(dǎo)線的熱穩(wěn)定系數(shù)為C=171短路電流假想時間<16mm2該導(dǎo)線符合熱穩(wěn)定要求4-10 在正常運行時為什么電流互感器的二次繞組不得開路，而電壓互感器的二次繞組不得短路？試說明其物理原因。答： 電流互感器的結(jié)構(gòu)類同一個雙繞組變壓器，互感器鐵芯中的磁化方程為，磁化電流為。由于一次側(cè)電流是饋電線路上的工作電流，它并不隨其二次側(cè)負載變化，因此當(dāng)二次側(cè)開路時，磁化方程變?yōu)椋雇ㄟ^鐵芯的磁通增加很多倍，鐵芯損耗過大，溫升過高，可能燒壞絕緣。更為嚴(yán)重的是，鐵芯嚴(yán)重飽和，使前沿后沿變化陡峭，這將引起二次

31、側(cè)開路處極高的感應(yīng)電勢，對運行人員和接入的儀表、繼電器的絕緣都有極大的危險。所以，電流互感器二次側(cè)在運行中不能開路。而電壓互感器二次側(cè)不能短路，是為了防止短路中出現(xiàn)巨大的短路電流，損壞設(shè)備，以及對人身和設(shè)備造成危害。4-11 三相五芯柱式電壓互感器其兩個二次繞組能反映出供電系統(tǒng)中哪些電壓？答：該方式可測量線電壓、相電壓及接電度表和功率表，其二次輔助線圈接成開口三角形，用來測量電路對地絕緣，即測量零序電壓值。4-12 （1）試計算第8題圖中母線B2發(fā)生三相短路時最大的短路電流、。設(shè)母線B2為垂直放置，支柱式絕緣子數(shù)大于4，求最大檔距l(xiāng)max。（2）若已知檔距l(xiāng)=0.5m，試校驗該母線的力穩(wěn)定。（

32、3）若已知母線短路保護動作時間tb=0.5s，開關(guān)動作時間tQF=0.15s，試校驗該母線的熱穩(wěn)定，。解：母線短路電流短路電流沖擊電流其中（1）最大檔距其中（2）若，符合動穩(wěn)定度的要求（3）為滿足短路時的熱穩(wěn)定度條件 符合要求其中熱穩(wěn)定系數(shù)可在111頁表4-6中查得。4-13 求下圖所示系統(tǒng)中k點發(fā)生三相短路時流過自動開關(guān)QA2的短路電流，并對電流互感器進行穩(wěn)定度校驗。解：各元件的阻抗（1）變壓器 （2）母線 ，查附錄表20得，l=1.5+8.5=10m，（3）隔離開關(guān)QS變壓器額定電流 據(jù)此電流估算隔離開關(guān)QS1、QS2額定電流查表4-1（91頁），其接觸電阻 電動機額定電流據(jù)此電流估算隔離

33、開關(guān)QS3額定電流查表4-1（91頁），其接觸電阻 （4）自動空氣開關(guān)QA空氣開關(guān)額定電流查表4-1（91頁），其接觸電阻查表4-2（91頁），電流線圈阻抗，空氣開關(guān)額定電流查表4-1（91頁），其接觸電阻查表4-2（91頁），電流線圈阻抗，（5）電流互感器 查表4-3（91頁）TA1線圈阻抗，初選LQG0.5-600/5TA2線圈阻抗，初選LQC-1-100/5總阻抗短路電流沖擊電流其中當(dāng)考慮電流互感器阻抗時沖擊電流其中對電流互感器的動、熱穩(wěn)定度進行校驗TA1：LQG0.5，其動穩(wěn)定倍數(shù)為100，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)為50，即動穩(wěn)定電流為100×600=60kA，1s熱穩(wěn)定電流為50&#

34、215;600=30kA，符合動穩(wěn)定要求，符合熱穩(wěn)定要求其中TA2：LQC-1，其動穩(wěn)定倍數(shù)為25，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)為90，即動穩(wěn)定電流為25×600=15kA，1s熱穩(wěn)定電流為90×600=54kA，符合動穩(wěn)定要求，符合熱穩(wěn)定要求其中習(xí)題五5-1 供電系統(tǒng)繼電保護的作用是什么？對保護裝置有哪些要求？答：繼電保護裝置即各種不同類型的繼電器，以一定的方式連結(jié)與組合，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護動作，作用于斷路器脫扣線圈或給出報警信號，以達到對系統(tǒng)進行保護的目的。繼電保護裝置應(yīng)滿足以下的要求：（1）選擇性；（2）靈敏性；（3）可靠性；（4）速動性。5-2 繼電保護的操作電源有幾種，

35、基本結(jié)構(gòu)如何，有什么優(yōu)缺點？操作機構(gòu)的用途是什么，怎樣分類？答：工廠供電系統(tǒng)中所采用的操作電源有三種：由蓄電池供電的直流電源；整流電源和交流電源。（1）蓄電池供電的直流電源：優(yōu)點是蓄電池的電壓與被保護的網(wǎng)絡(luò)電壓無關(guān)，即獨立性較好。缺點是需修建有特殊要求的蓄電池室，購置充電設(shè)備及蓄電池組，輔助設(shè)備多，投資大，運行復(fù)雜，維護工作量大，且直流系統(tǒng)接地故障多，可靠性低，因此，在工廠供電系統(tǒng)中已為整流電源所代替。（2）整流電源包括電容補償式整流和復(fù)式整流。電容補償式整流主要結(jié)構(gòu)包括整流裝置和補償電容，當(dāng)外電路故障時，電壓降低，可利用電容儲能使斷路器跳閘，當(dāng)故障切除，交、直流電壓都恢復(fù)，電容又會充電。復(fù)式整流裝置由電壓源和電流源兩部分組成，分別由電壓互感器和電流互感器供電，當(dāng)故障時，電壓降低，可由電流源提供能量使斷路器跳閘。復(fù)式整流電源裝置有兩個電源供電，特別是有能反映故障電流的電流供電器供電，這樣就能保證正常及事故情況下直流系統(tǒng)都能可靠供電。與電容補償式相比，復(fù)式整流裝置能輸出較大的功率，電壓能保持穩(wěn)定。（3）交流操作電源比整流電源更簡單，不需設(shè)置直流回路，可采用直接動作式繼電器，工作可靠，二次接線簡單，便于