供電工程習題

1、第一章1電力用戶配電變壓器一次側(cè)額定電壓 等于電網(wǎng)額定電壓，二次側(cè)額定電壓高于二次電網(wǎng)額定電壓 5% /10% ，主要補償 滿載/線路 電壓損失。 2.用電設(shè)備的額定電壓 等于 電網(wǎng)額定電壓。發(fā)電機額定電壓比同級電網(wǎng)額定電壓高 5% ，用于補償 線路負載時的電壓損失 。 3在我國電力系統(tǒng)中，110kV以上高壓系統(tǒng)，為降低 絕緣成本 要求，多采用中性點 直接接地 方式。1kV以下的低壓配電系統(tǒng)，考慮到 單相設(shè)備 的使用，中性點通常為 直接接地 方式。4中性點不接地電力系統(tǒng)發(fā)生一相接地故障時，中性點對地電壓為 相電壓 ，非故障相對地電壓 線電壓 ，但線電壓大小及對稱性 不變 ，三相電氣設(shè)備可 繼續(xù)

2、運行。5. 10kV供電系統(tǒng)廣泛采用中性點不接地系統(tǒng)，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，線電壓 不變 ，三相電氣設(shè)備 可以繼續(xù)運行 。但流過故障點的接地電流數(shù)值較大時，就會在接地點間產(chǎn)生斷續(xù)電弧引起 暫時過電壓 ，損害另外一相絕緣，可能發(fā)展成為 兩相接地 故障。因此該系統(tǒng)應(yīng)當裝設(shè) 絕緣監(jiān)察裝置，必要時還可裝設(shè)單相接地 保護。6 在中性點不接地的10kV電力系統(tǒng)中，電氣設(shè)備的絕緣要求必須按 線 電壓考慮。若單相接地電容電流超過規(guī)定，會產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)電弧致使電網(wǎng)出現(xiàn) 過電壓，危及電氣設(shè)備安全，此時應(yīng)采取中性點經(jīng) 消弧線圈 或 小電阻 接地的運行方式。7電力用戶10kV供電系統(tǒng)多采用中性點 不 接地方式；220/

3、380V多采用中性點 直接 接地方式，以利于 使用相電壓的單相設(shè)備 。8. 我國電力系統(tǒng)常用的中性點接地方式有中性點 不 接地，中性點經(jīng) 消弧線圈 接地，中性點經(jīng) 直接 接地或經(jīng)小電阻接地。中性點接地方式的選擇主要取決于單相接地時 及 等因素。 9中性點不接地的電力系統(tǒng)在正常運行時，各相對地電容電流 平衡 ，各相對地電為 相電壓 。當發(fā)生一相接地故障時，線間電壓 不變，而非故障相對地電壓升高到原來的 根號3倍，故障相電容電流增大到原來的 3倍 。10 安全 、 可靠、 優(yōu)質(zhì)、 經(jīng)濟 是對用戶供電系統(tǒng)的基本要求。 11.根據(jù)規(guī)范，一級負荷應(yīng)由 兩個獨立 電源供電，二級負荷一般應(yīng)由 兩回路電源 電

4、源供電，三級負荷一般由 一個 電源供電。 二、簡答題1中性點不接地系統(tǒng)在一相接地時有何特點？（1）正常運行時，系統(tǒng)三相電壓對稱，三相對地電容電流平衡，電源中性點對地電壓為零。（2）故障時，中性點對地電壓上升為相電壓，非故障相對地電壓上升為線電壓。（3）故障后線電壓保持不變，因而三相電氣設(shè)備可以繼續(xù)運行，但不能長期運行，以免故障擴大。（4）故障時，非故障相的電壓升至電源相電壓的根號3倍，非故障相的電容電流為正常工作時的根號3倍，而故障相的電容電流為正常工作時的3倍。2 低壓TN系統(tǒng)與TT系統(tǒng)有何異同？ TT系統(tǒng)：中性點直接接地，設(shè)備外殼單獨接地。IT系統(tǒng)：中性點不接地，設(shè)備外殼單獨接地。用于對連

5、續(xù)供電要求較高及有易燃易爆危險的場所。3 什么是低壓TN系統(tǒng)？TN系統(tǒng)有幾種形式？TN系統(tǒng)是指在電源中性點直接接地的運行方式下，電氣設(shè)備外露可導電部分用公共保護線或保護中性線與系統(tǒng)中性點O相連接的三相低壓配電系統(tǒng)。（1） TNC系統(tǒng) （2）TNS系統(tǒng) （3）TN-C-S系統(tǒng)4 什么是低壓配電TN-S系統(tǒng)？作圖示意。N線與PE線全部分開，設(shè)備的外露可導電部分均接PE線。主要用于對安全較高（如潮濕易觸電的浴室和居民住宅等）的場所對抗電磁干擾要求高的數(shù)據(jù)處理和精密檢測等實驗場所。第二章一、填空題1計算電流是指線路中持續(xù)時間 的最大負荷電流，而尖峰電流是指線路中持續(xù)時間 12s的短時 的最大負荷電流。

6、按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)各元件應(yīng)采用 計算電流 ，而整定過電流保護動作電流則采用 尖峰電流。 2并聯(lián)電容器的補償方式分為三種: 高壓集中補償、低壓集中補償 和 分散就地補償。由于電力負荷的變動性，低壓并聯(lián)電容器組的投切方式一般采用 方式。3計算負荷是根據(jù)已知用電設(shè)備組 容量 確定的，預(yù)期不變的 最大 假想負荷。用來作為按 發(fā)熱 條件選擇供電系統(tǒng)元件的依據(jù)。1、電力負荷按重要程度分哪幾級?各級負荷對供電電源有什么要求? 一級負荷：中斷供電將造成人員傷亡或在政治上經(jīng)濟上造成重大損失者，以及特別重要的負荷。兩個獨立電源供電，必要時增設(shè)應(yīng)急電源。 二級負荷：是斷供電，在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者。雙回路

7、電源供電，當負荷較小時可以專線供電。三級負荷：不屬于一、二級的負荷。對供電電源無特殊要求。2、工廠用電設(shè)備按其工作制分哪幾類?什么叫負荷持續(xù)率?它表征哪類設(shè)備的工作特性? （1）長期連續(xù)工作制，（2）斷續(xù)周期工作制，（3） 短時工作制 負荷持續(xù)率：負荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的百分比值，負荷持續(xù)率表征斷續(xù)周期工作制的設(shè)備的工作特性。 3、什么叫最大負荷利用小時?什么叫年最大負荷和年平均負荷?什么叫負荷系數(shù)?最大負荷利用小時：是一個假想時間，在此時間內(nèi)，電力負荷按年最大負荷Pmax(或P30)持續(xù)運行所消耗的電能,恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能。年度最大負荷：全年中負荷最大

8、工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時的平均功率又叫半小時最大負荷P30 年平均負荷Pav就是電力負荷在一定時間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間t內(nèi)消耗的電能Wt除以時間t的值。 負荷系數(shù)又叫負荷率，它是用電負荷的平均負荷Pv與其最大負荷Pmax的比值。4、確定計算負荷的需要系數(shù)法和二項式法各有什么特點?各適用于哪些場合? 計算負荷的方法 ：需要系數(shù)法 ：確定計算負荷的基本方法,常用。 二項式法：設(shè)備臺數(shù)少，容量差別懸殊時采用。5、什么叫尖峰電流?尖峰電流的計算有什么用途? 尖峰電流是指持續(xù)時間1-2S的短時最大負荷電流（電動機起動時出現(xiàn)）。 尖峰電流主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電保

9、護裝置及檢驗電動機自起動條件等。第三章1、什么叫短路?短路故障產(chǎn)生的原因有哪些?短路對電力系統(tǒng)有哪些危害?短路就是指不同的電位的導電部分包括導電部分對地之間的低阻性短接。短路的原因：絕緣損壞、過電壓、外力損傷、違反操作規(guī)程、動物造成等。短路對電力系統(tǒng)的危害：產(chǎn)生很大的電動力、很高溫度、元器件損壞；電壓驟停、影響電氣設(shè)備正常運行；停電、電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性遭到破壞；不平衡電流、不平衡逆變磁場、電磁干擾等出現(xiàn)。2、短路有哪些形式?哪種短路形式的可能性最大?哪些短路形式的危害最為嚴重?短路的形式有：三相短路，兩相短路，單相短路。發(fā)生單相短路可能性最大。三相短路的短路電流最大，因此造成的危害最大。3、

10、什么叫無限大容量的電力系統(tǒng)?它有什么特點?在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路時，短路電流將如何變化?能否突然增大?無限大容量的電力系統(tǒng)，是指供電容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)。特點是，當用戶供電系統(tǒng)的負荷變動甚至發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路時，由于負荷阻抗和部分線路阻抗被短路，所以電路電流根據(jù)歐姆定律要突然增大。但是由于電路中存在著電感，電流不能突變，因而引起一個過度過程，即短路暫態(tài)過程。最后短路電流達到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。4、短路電流周期分量和非周期分量各是如何產(chǎn)生的?各符合什么定律? 短路電流周期分量是因短路后電路阻抗突然減小很多倍

11、，而按歐姆定律應(yīng)突然增大很多倍的電流。 短路電流非周期分量是因短路電路存在電感，而按楞次定律產(chǎn)生的用以維持初瞬間電路電流不致突變的一個反向抵消inp且按指數(shù)函數(shù)規(guī)律衰減的電流。5、什么是短路沖擊電流ish?什么是短路次暫態(tài)電流I"?什么是短路穩(wěn)態(tài)電流I? 短路后經(jīng)半個周期，ik達到最大植，此時的短路全電流即短路周期電流。 短路次暫態(tài)電流有效值，即短路后第一個周期的短路電流周期分量ip的有效值。短路穩(wěn)態(tài)電流是短路電流非周期分量衰減完畢以后的短路全電流。6、什么叫短路計算電壓?它與線路額定電壓有什么關(guān)系? 由于線路首端短路時其短路最為嚴重，因此按線路首端電壓考慮，即短路計算電壓取為比線路

12、額定電壓UN高5%7、在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流和單相短路電流各與三相短路電流有什么關(guān)系? （有正序、負序、零序阻抗）工程中 8、對一般開關(guān)電器，其短路動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗的條件各是什么? 動穩(wěn)定度校驗條件： 熱穩(wěn)定度校驗條件： 1、某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。電力系統(tǒng)出口斷路器為SNl010 II型。試用標幺制法計算系統(tǒng)中k-1點和k-2點的三相短路電流和短路容量。解：1.確定基準值， 144.34KA 2.計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值(1)電力系統(tǒng)的電抗標幺值由附錄表8查得 250MV.A (2)架空線路的電抗標幺值由表3-1查得3)電力變壓器的電抗標幺值由附錄表12查得，=

13、5 繪短路等效電路圖如下圖所示：3.計算k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標幺值 1.99 (2)三相短路電流周期分量有效值 2.76KA(3)其他三相短路電流 2.76KA (4)三相短路容量 4.計算k-2點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標幺值 4.49 (2)三相短路電流周期分量有效值 32.14KA (3)其他三相短路電流 （2.26X32.14=72.64KA 1.31X32.14=42.10KA） (4)三相短路容 在工程設(shè)計說明書中，往往只列短路計算表，如下表所示。 短路計算表短路三相短路電流kA三相短路容量MV

14、3;A計算點k-13.083.083.087.854.6556.Ok-233.733.733.762.036.723.3第四章一、填空題1對一般電器，短路動穩(wěn)定校驗條件是 ，熱穩(wěn)定校驗條件是。2高壓隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源以保證其他設(shè)備的安全檢修，但不允許 帶負荷 操作。高壓斷路器在線路正常時，可用來通斷 一定的負荷電流和過負荷電流 ，在線路故障時，用來 切除短路故障 。3.電流互感器二次側(cè)在工作時不能開路，否則鐵心磁通 劇增幾十倍 ，溫升 燒毀互感器 。更為嚴重的是，二次側(cè)出 危險的高壓電 。4熔斷器在線路過負荷或短路時，能利用其熔體融化來切除故障電流，其保護特性具有 反時限特性。

15、二、簡答題 1如何選擇和校驗高壓斷路器？ 答：高壓斷路器的選擇與校驗，主要是按環(huán)境條件選擇結(jié)構(gòu)類型，按正常工作條件選擇則額定電壓、額定電流并校驗開斷能力，按短路故障條件校驗動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，并同時選擇其操動機構(gòu)和操作電源。2高壓斷路器有何功能？與高壓負荷開關(guān)有何區(qū)別？答：能通斷負荷電流和短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。高壓負荷開關(guān)具有簡單的滅弧裝置，能通斷一定的負荷電流和過負荷電流?？裳b設(shè)熱脫扣器保護裝置，它與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進行短路保護。3. 電流互感器有何功能？為什么在工作時，其二次側(cè)不能開路？ 答：功能：用來使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣，用

16、來擴大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。電流互感器在工作時其二次側(cè)不得開路，否則勵磁磁動勢劇增幾十倍，將產(chǎn)生嚴重后果： 鐵心過熱，可能燒毀互感器，并且產(chǎn)生剩磁，大大降低準確度。 可在二次側(cè)感應(yīng)出危險的高電壓，危及人身和調(diào)試設(shè)備的安全。 4. 如何選擇校驗低壓配電線路保護用的低壓斷路器？ 5. 什么是低壓配電系統(tǒng)的接地故障？可采取哪些保護措施 ？答：接地故障是指低壓配電系統(tǒng)中的相線對地或與地有聯(lián)系的導電體之間的短路，包括相線與大地、PE線、PEN線、電氣裝置的外露可導部分、裝置外可導部分（如建筑物構(gòu)建、金屬管道、結(jié)構(gòu)鋼筋等）之間的短路。 保護措施：1接地故障保護電器；采取保護接地；采取等電位聯(lián)結(jié)

17、等措施。6. 低壓斷路器有何功能？與低壓負荷開關(guān)有何區(qū)別 ？答：功能：過負荷保護，短路保護；7. 如何選擇校驗保護變壓器的高壓熔斷器 ？答：高壓熔斷器的選擇與校驗，主要是按環(huán)境條件選擇類型，按正常工作條件選擇額定電壓、額定電流并校驗開斷能力。使用高壓限流熔斷器時，工作電壓要與其額定電壓相等，不能使用在低于其額定電壓的電網(wǎng)中，否則熔體熔斷時會產(chǎn)生較高的過電壓。高壓熔斷器的額定電流應(yīng)不小于它所安裝的熔體電流。熔體電流的選擇應(yīng)滿足下列條件：1）.保護高壓線路的熔斷器的熔體電流應(yīng)大于線路的計算電流，一般取線路計算電流的1.11.3倍；2）.保護電力變壓器的熔斷器的熔體電流，考慮到變壓器的正常過負荷電流

18、、勵磁涌流（即空載合閘電流）及低壓側(cè)電動機自起動的尖峰電流等因素，一般取一次側(cè)額定電流的1.52倍。3）.保護電壓互感器的熔斷器的熔體電流，因互感器二次側(cè)負荷很小，一般取為0.5A。8. 電壓互感器有何功能？若要反應(yīng)一次系統(tǒng)的零序電壓，則電壓互感器要接成什么接線方式? 答：作用：把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級的標準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置使用。同時，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器是一個被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。簡單的說就是“檢測元件”。接成三角形的輔助二次繞組可測量零序電壓9. 電流互感器常用接線有幾種？各適用于什么場合? 答：1.一相式接

19、線 通常用于負荷平衡的三相電路中測量電流，或在繼電保護中作為過負荷保護接線2.兩相V形接線，廣泛用于中性點不接地的三相三線制電路中，常用于三相電流、電能的測量及過電流繼電保護。3.三相星形接線 用于中性點接地的三相三線制特別是三相四線制電路中，用于測量或過電流繼電保護第五章一、填空題1變配電所電氣主接線是表示 由電力變壓器、各種開關(guān)電器及配電線路，按一定順序連接而成的表示電能輸送和分配路線的 電路，對其基本要求是 安全 、 可靠 、靈活和經(jīng)濟。 2高壓配電網(wǎng)的典型接線方式有 放射式 、 樹干式 和 環(huán)式 。低壓配電網(wǎng)除上述三種方式外，還有一種 鏈式 。二、簡答題1對變電所電氣主接線有何基本要求

20、？并作簡要解釋。 2. 雙回線路變壓器組單元接線和單母線分段接線這兩種電氣主接線在安全性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟性等方面有何不同？答：單母線接線的優(yōu)點是簡單、清晰、設(shè)備少、運行操作方便且有利于擴建，但可靠性與靈活性不高。若母線故障或檢修，會造成全部出線停電。單母線分段接線保留了單母線接線的優(yōu)點，又在一定程度上克服了它的缺點，如縮小了母線故障的影響范圍、分別從兩段母線上引出兩路出線可保證對一級負荷的供電等。所以，單母線粉短接線目前應(yīng)用廣泛。第六章一、填空題1變電所的信號裝置按用途可分為 位置信號 、 事故信號 、 預(yù)告信號 、三種。 2二次接線按功能分有操作電源回路 電氣測量回路與絕緣監(jiān)視裝置、

21、高壓斷路器的控制和信號回路 、 中央信號裝置 、 繼電保護回路 、以及自動化裝置等。 3. 小型變電所交流操作電源可從 所用變壓器或電壓互感器 取得，但其可靠性受一次系統(tǒng)影響，一般不能直接作為 保護的電源，對這種保護通常采用 操作方式。 二、簡答題1什么是操作電源？對其有何要求？ 答：變配電所的操作電源是供高壓斷路器控制回路、繼電保護回路、信號回路、檢測裝置及自動化裝置等二次回路所需的工作電源。操作電源對變配電所的安全可靠運行起著極為重要的作用，正常運行時應(yīng)能保證斷路器的合閘和跳閘；事故狀態(tài)下，在母線電壓降低甚至消失時，應(yīng)能保證繼電保護系統(tǒng)可靠地工作，所以要求其充分可靠，容量足夠并具有獨立性。

22、2. 什么是二次接線？與一次接線有何聯(lián)系？答：二次接線常用二次接線圖來表示，二次接線圖是指用國家標準規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號與文字符號繪制的，表示二次回路元件相互連接關(guān)系及其工作原理的電氣簡圖，包括原理電路圖和安裝接線圖。 三、分析題 試分析教材圖6-7所示斷路器控制和信號回路的工作原理。 第七章一、填空題1繼電保護裝置應(yīng)滿足 選擇性 、速動性、可靠性 和 靈敏度 等基本要求。 2過電流保護裝置的選擇性是通過動作時限按 階梯原則 整定獲得，其時限特性有 定時限過電流保護 和 反時限過電流保護 兩種。3.差動保護是反應(yīng)變壓器兩側(cè) 不平衡電流 而動作的保護裝置，當變壓器外部短路時，保護 沒有意義。 二、簡答題 根據(jù)變壓器的故障種類及不正常運行狀態(tài)，變壓器一般應(yīng)設(shè)哪些保護？ 1.電流速斷保護或差動保護。2.過電流保護。3.中性點直接接地側(cè)的單相接地保護。4.過負荷保護。5.瓦斯保護。6.溫度保護三、分析題 試繪制出干式變壓器反時限過電流保護、電流速斷保護和溫度保護原理接線圖，并分析其工作原理 第九章一、填空題1.等電位聯(lián)結(jié)是將 建筑物電氣裝置的各外露可導電部分 和 電氣裝置外地其他金屬可導電部分進行電位基本相等的一種電氣聯(lián)