供電技術(shù) 后習(xí)題答案

1、1-1試述電力系統(tǒng)的組成及各部分的作用？各級電壓的電力線路將發(fā)電廠、變配電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電及用電的整體即為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)由以下幾部分組成：（1）發(fā)電 將一次能源轉(zhuǎn)換成電能的過程即為“發(fā)電”。根據(jù)一次能源的不同，有火力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電，還有風(fēng)力、地?zé)?、潮汐和太陽能等發(fā)電方式。（2）變電與配電 變電所的功能是接受電能、轉(zhuǎn)換電壓和分配電能。僅用于接收和分配電能，而沒有變壓器的場所稱為配電所（3）電力線路 電力線路將發(fā)電廠、變電所和電能用戶連接起來，完成輸送電能和分配電能的任務(wù)。（4）電能用戶 包括工業(yè)、企業(yè)在內(nèi)的所有用戶（用電單位），使用（消耗）電能1-4

2、 電力系統(tǒng)中性點運行方式有哪幾種？各自的特點是什么？ 答： 電力系統(tǒng)中性點運行方式有中性點有效接地系統(tǒng)（包括中性點直接接地系統(tǒng)）和中性點非有效接地系統(tǒng)（包括中性點不接地和中性點經(jīng)消弧線圈或電阻接地）。 1）中性點不接地系統(tǒng) 特點：發(fā)生單相接地故障時，線電壓不變，非故障相對地電壓升高到原來相電壓的3倍，故障相電容電流增大到原來的3倍。 2）中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng) 特點：發(fā)生單相接地故障時，與中性點不接地系統(tǒng)一樣，非故障相電壓升高3倍，三相導(dǎo)線之間的線電壓仍然平衡。 3）中性點直接接地系統(tǒng) 特點：當(dāng)發(fā)生一相對地絕緣破壞時，即構(gòu)成單相接地故障，供電中斷，可靠性降低。但由于中性點接地的鉗位作用，非故

3、障相對地電壓不變。電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮。在380/220V低壓供電系統(tǒng)中，采用中性點直接接地可以減少中性點的電壓偏差，同時防止一相接地時出現(xiàn)超過250V的危險電壓。 2-2在供電系統(tǒng)設(shè)計中，考慮上述因素后就需要確定一個最大的、恒定不變的等效負(fù)荷來代替實際變化的真實負(fù)荷，作為工程設(shè)計的依據(jù)。該最大的、恒定不變的等效負(fù)荷（假想負(fù)荷）在供電系統(tǒng)工程設(shè)計中稱為 計算負(fù)荷。 實際負(fù)荷：真實存在、隨機變化的； 計算負(fù)荷：假想最大的、恒定不變的等效負(fù)荷；假想負(fù)荷于實際負(fù)荷之間的關(guān)系（等效含義）：根據(jù)計算負(fù)荷所選擇的配電設(shè)備，在實際負(fù)荷長期作用下，其溫升不超過配電設(shè)備在規(guī)定使用年限內(nèi)所允許的最高溫升

4、。即：用電設(shè)備在實際運行中對配電設(shè)備所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)與計算負(fù)荷（等效負(fù)荷）產(chǎn)生的熱效應(yīng)相同。 計算負(fù)荷是供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、導(dǎo)線及變壓器等配電設(shè)備參數(shù)選擇的依據(jù)。 從發(fā)熱的角度分析，計算負(fù)荷在數(shù)值上等于用戶典型日負(fù)荷曲線中的30min最大平均負(fù)荷P30。2-6 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：臺數(shù)選擇考慮因素：（1）供電可靠性要求 （2）負(fù)荷變化與經(jīng)濟運行 （3）集中負(fù)荷容量大小 明備用：一臺變壓器工作，另一臺變壓器停止運行作為備用，此時兩臺變壓器均按最大負(fù)荷時變壓器負(fù)荷率均按100%考慮。 暗備用：兩臺變壓器同時運行，正常情況下每臺變壓器各承擔(dān)負(fù)荷的50%，每

5、臺變壓器宜按全部最大負(fù)荷的70%選擇。2-14 在供電系統(tǒng)中提高功率因數(shù)的措施有哪些？1、提高用戶自然功率因數(shù) 2、無功補償： 1）就地補償 2）集中補償：分組集中補償，高壓集中補償，低壓集中補償。3-1,什么是大容量電源供電系統(tǒng)？該系統(tǒng)發(fā)生短路時其電流該如何變化？ 答：無限大容量電源是指內(nèi)阻抗為零的電源，不論輸出的電流如何變動，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓維持不變。 系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流的全電流瞬時值由周期分量和非周期分量合成，經(jīng)過0.01s短路電流的幅值達(dá)到?jīng)_擊電流值，非周期分量衰減至零，暫態(tài)過程結(jié)束，短路進入穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)電流只含短路周期分量。 3-4 什麼叫短路電流的力效

6、應(yīng)？為什麼要用短路沖擊電流來計算？ 答：（1）短路電流的力效應(yīng)：三相載流導(dǎo)體水平敷設(shè)在同一平面上，三相短路電流流過各相導(dǎo)體時，根據(jù)兩平行導(dǎo)體間同相電流力相吸，異相電流力相斥的原理，中間相受力最大。 （2）根據(jù) 可知短路時情況最糟，影響最大，所以用短路沖擊電流來計算； 3-5 什麼叫短路電流的熱效應(yīng)？為什麼要用短路穩(wěn)態(tài)電流來計算？ 答：（1）在線路發(fā)生短路時，強大的短路電流將產(chǎn)生很大的熱量。工程上，可近似地認(rèn)為導(dǎo)體在短路時間內(nèi)是與周圍介質(zhì)絕熱的。短路電流產(chǎn)生的熱量不向外擴散，全部轉(zhuǎn)化為載流導(dǎo)體的溫升； （2）由于短路全電流的有效值在整個短路過程中非常數(shù)，特別是發(fā)電機端短路，變化比較復(fù)雜，為了便于

7、計算，工程上以短路穩(wěn)態(tài)分量有效值代替短路全電流的有效值； 41 什么是繼電保護裝置？供電系統(tǒng)對繼電保護有哪些要求？ 答： 繼電保護裝置是一種能反映供電系統(tǒng)中電氣元件（電力線路、變壓器、母線、用電設(shè)備等）發(fā)生故障或處于不正常運行狀態(tài)、并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的自動裝置。繼電保護裝置由測量比較、邏輯判斷、執(zhí)行輸出三部分組成。 繼電保護一般應(yīng)滿足可靠性、靈敏性、選擇性和速動性4個基本要求。 4-10 試說明變壓器可能發(fā)生哪些故障和不正常工作狀態(tài)，應(yīng)裝設(shè)哪些保護？ 答：變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障主要有：繞組的相間短路、匝間短路和單相接地。外部故障有：套管及其引出線的相間短路、單相

8、接地故障。 變壓器的不正常工作狀態(tài)有：外部短路或過負(fù)荷引起的過電流，風(fēng)扇故障或油面降低引起的冷卻能力下降等。這些都會使繞組和鐵心過熱。此外，對中性點不接地運行的星形接線變壓器，外部接地短路是有可能造成變壓器中性點過電壓，威脅變壓器絕緣。 對于電力變壓器的常見故障及異常運行狀態(tài)，一般應(yīng)裝設(shè)下列保護： (1) 差動保護或電流速斷保護(2) 瓦斯保護 (3) 過電流保護(4) 過負(fù)荷保護(5) 溫度保護 4-13決定熔體熔斷時間和通過其電流的關(guān)系曲線t=f(I)稱為熔斷器熔體的安秒特性曲線其熔體電流的選用可按以下條件：(1)I FE>= Ic 線路正常運行時的計算電流Ic(2)I FE>

9、=Ipk 應(yīng)躲過由于電動機起動所引起的尖峰電流Ipk ，以使線路出現(xiàn)正常的尖峰電流而不致熔斷(3)可靠地保護導(dǎo)線和電纜,允許電流Ial 相配合5-3為保證人體觸及意外帶電的電氣設(shè)備時的人身安全，而將電氣設(shè)備的金屬外殼進行接地即為保護接地（又稱安全接地）。在用戶供電系統(tǒng)中，保護接地的型式有IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)（包括TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)）共五種。5-5電氣設(shè)備從接地外殼、接地極到20m以外零電位之間的電位差，稱為接地時的對地電壓.用uE表示。 在接地回路里，人站在地面上觸及到絕緣損壞的電氣裝置時，人體所承受的電壓稱為接觸電壓，用utou表示； 在接地回路里，人的雙腳站在不同

10、電位的地面上時，兩腳間(一般跨距為0.8m)所呈現(xiàn)的電壓稱為跨步電壓，用usp表示5-12避雷針（線） 防直擊雷裝避雷器 防線路侵入波裝置1. 避雷針（線）由接閃器，引下線和接地極三部分組成。避雷針的接閃器用圓鋼或鋼管制成，固定于被保護物體或鄰近支持物上，經(jīng)接地引下線與埋設(shè)在地下的接地極連接。當(dāng)被保護物附近上空雷云的放電先導(dǎo)發(fā)展到距地面和被保護物一定高度時，避雷針的接閃器會影響雷云電場發(fā)生畸變，引導(dǎo)雷云放電先導(dǎo)向其身，由它及與它相連的引下線和接地極將雷電流安全導(dǎo)入地中，從而避免了被保護物或臨近的建筑物受到雷擊。常用的避雷器有管式避雷器、閥式避雷器和氧化鋅避雷器。5-14.變電所的防雷措施 根據(jù)

11、運行經(jīng)驗表明，按規(guī)程規(guī)定裝設(shè)避雷針或避雷線對直擊雷進行防護，裝設(shè)避雷器對線路侵入波進行防護.用戶供電系統(tǒng)架空線路防雷的一般措施： 增加架空線絕緣子個數(shù)，采用較高等級的絕緣子，或頂相用針式而下面兩相改用懸式絕緣子，提高反擊電壓水平。 部分架空線裝設(shè)避雷線。 改進桿塔結(jié)構(gòu)，當(dāng)應(yīng)力允許時，采用瓷橫擔(dān)等。 減小接地電阻以及采用拉線減少桿塔電感。 采用電纜供電。6-1、影響電壓質(zhì)量的主要因素有哪些？ 1>、負(fù)荷無功功率或無功功率變化量 2>、電網(wǎng)短路容量或電網(wǎng)等效電抗 負(fù)荷無功功率或無功變化量越大，對電壓質(zhì)量的影響越大；電網(wǎng)短路容量越大，則負(fù)荷變化對電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響越小 6-2、什么叫電壓

12、偏差？產(chǎn)生電壓偏差的主要原因？ 1>、電壓偏差是指電網(wǎng)電壓偏離電網(wǎng)額定電壓的程度。電壓偏差的定義為實際電壓與額定電壓之差對額定電壓的百分比，即 U%=（U-UN）/UN*100% 2>、線路和變壓器中的電壓損失是產(chǎn)生電壓偏差的主要原因，變壓器的分接頭調(diào)整也直接影響到下級電網(wǎng)的電壓偏差6-5什么是電壓波動？什么是電壓閃變？產(chǎn)生電壓波動和閃變的主要原因是什么？(p160) 答：電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值）的連續(xù)快速變化稱為電壓波動。 照明用白熾燈對電壓波動特別敏感，電壓波動使燈光閃爍，刺激眼睛，干擾人們的正常工作，電壓波動的這種效應(yīng)稱為電壓閃變。電壓閃變:電壓波動引起的燈光閃爍對人

13、眼、腦產(chǎn)生的刺激效應(yīng)。 電壓波動和閃變主要是由用戶中的波動負(fù)荷從電網(wǎng)取用快速變動的功率(劇烈變化)引起的。6-12、為什么供電系統(tǒng)中會產(chǎn)生諧波？諧波對供電供電系統(tǒng)有什么影響？（p172） 使電力系統(tǒng)產(chǎn)生諧波的因素有很多，可歸納為兩大類：第一類為電力系統(tǒng)中的發(fā)電機和變壓器，通常發(fā)電機產(chǎn)生的諧波很小，而變壓器由于其鐵心的非線性磁化特性，變壓器勵磁電流波形嚴(yán)重畸變。第二類諧波源主要為電力用戶中的非線性用電設(shè)備，如冶煉電弧爐、電力機車、大容量變流設(shè)備、家用電器和辦公自動化設(shè)備等。第二類諧波源是電力系統(tǒng)諧波的主要來源。 影響：諧波對發(fā)電機、變壓器、電動機、電容器等幾乎所有連接于電網(wǎng)的電氣設(shè)備都有危害，主

14、要表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波附加損耗，使設(shè)備過熱以及諧波過電壓加速設(shè)備絕緣老化等。在三相四線制低壓系統(tǒng)中，各相3次諧波在中性線中疊加，導(dǎo)致中性線過電流。 當(dāng)配電系統(tǒng)存在并聯(lián)電容器時，并聯(lián)電容器與系統(tǒng)等效電抗可能在某次諧波附近發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波電壓和諧波電流的嚴(yán)重放大，影響供電系統(tǒng)的安全運行。 諧波對變壓器差動保護、線路距離保護及電容器過電流保護等保護和自動裝置亦有影響，主要表現(xiàn)為引起繼電保護和自動裝置誤動作。 諧波對電能計量精確度有影響。當(dāng)供電系統(tǒng)含有諧波時，工頻電能表對諧波電壓和諧波電流產(chǎn)生的諧波功耗的計量存在誤差；此外諧波的存在會影響電能表的磁電特性，從而導(dǎo)致基波計量誤差。 諧波對通信質(zhì)量有影響。

15、當(dāng)含有諧波電流的電力線路與通信線路并行敷設(shè)時，由于高次諧波的輻射作用，將使通信信號產(chǎn)生雜音干擾。 6-15.不平衡負(fù)荷對供電系統(tǒng)有何影響？改善供電系統(tǒng)中負(fù)荷不平衡度有哪些措施？ （在三相正弦系統(tǒng)中，當(dāng)三相相量間幅值不等或相位差不為120°時，稱三相不對稱或三相不平衡。 原因：三相負(fù)荷不對稱所引起。 危害：1）感應(yīng)電動機：降低輸出轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生負(fù)序電流，使電動機效率下降，總電流增大，電動機過熱，絕緣老化加快。 2）變壓器：三相電流不對稱，當(dāng)最大相電流達(dá)到變壓器額定電流時，其他兩相電流低于額定值，變壓器容量不能充分利用。 3）整流裝置：產(chǎn)生較大的非特征諧波，進一步影響電能質(zhì)量。 4）增大線路中

16、的功率損耗。 解決措施：合理分配和布局單相用電負(fù)荷；采取補償裝置，補償系統(tǒng)中的不平衡負(fù)荷; 采用特殊接線的變壓器。 7-1變電所的自動化系統(tǒng)就是將變電所的二次設(shè)備（包括：繼電保護裝置、控制裝置、測量裝置、信號裝置）通過計算機網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代通信技術(shù)綜合集成為一體，實現(xiàn)變電所運行管理自動化的系統(tǒng)。變電所自動化系統(tǒng)的設(shè)備配置具有微機化、模塊化、多功能組合的特點。7-5什么是備用電源自動投入裝置？供電系統(tǒng)對APD有哪些基本要求？ 答：備用電源自動投入裝置：當(dāng)工作電源因故障被斷開后，能自動而迅速地將備用電源投入，保證用電負(fù)荷的正常供電的裝置。 要求： 1）當(dāng)常用電源失電壓或電壓很低時，APD應(yīng)將此路電源切除

17、，隨即將備用電源投入，以保證不間斷地向用戶供電。2）常用電源因負(fù)荷側(cè)故障被繼電保護裝置切除或備用電源無電時，APD均不應(yīng)動作。3）APD只應(yīng)動作一次。以避免將備用電源合閘到永久性故障上去。4）APD的動作時間應(yīng)盡量縮短。5）電壓互感器的熔絲熔斷或其刀開關(guān)拉開時，APD不應(yīng)動作。6）常用電源正常的停電操作時APD不能動作，以防止備用電源投入。7-6什么是自動重合閘裝置？供電系統(tǒng)對ARD有哪些基本要求？答：在供電系統(tǒng)的架空線路發(fā)生“瞬時性故障”被繼電保護迅速斷開后，由于故障的瞬時性，故障點的絕緣強度會自動恢復(fù)。利用這一特點，采用自動重合閘裝置能夠自動將斷路器重新合閘，恢復(fù)供電，提高供電的可靠性。要

18、求：1) 線路正常運行時，自動重合閘裝置（ARD）應(yīng)投入，當(dāng)值班人員利用控制開關(guān)或遙控裝置將斷路器斷開時，ARD不應(yīng)動作。當(dāng)值班人員手動合閘，由于線路上有永久性故障而隨即由保護裝置將斷路器斷開時，ARD亦不應(yīng)動作。2) 除上述情況外，當(dāng)斷路器因繼電保護裝置或其他原因跳閘時，ARD均應(yīng)動作。3) ARD可采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)原則啟動重合閘裝置，即當(dāng)控制開關(guān)處在合閘位置而斷路器實際上處于斷開位置的情況下，使ARD啟動動作。4) ARD的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定（如一次重合閘只應(yīng)動作一次）。無特殊要求時對架空線路只重合一次，而對電纜線路一般不采用ARD，因其瞬時性故障極少發(fā)生。5）ARD的動作時限應(yīng)大于故障點滅弧并使周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強度所需時間和斷路器及操作機構(gòu)恢復(fù)原狀，準(zhǔn)備好再次動作的時間，一般采用0.51s。6) ARD動作后，應(yīng)能自動復(fù)歸，為下一次動作做好準(zhǔn)備。7) 應(yīng)能和保護裝置配合，使保護裝置在ARD前加速動作或ARD后保護加速動作。補充變壓器的主要構(gòu)成部分有；鐵心、繞