(完美版)《供配電技術(shù)》唐志平第三版習(xí)題答案(全)

第1章電力系統(tǒng)概論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(jīng)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(yīng)設(shè)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(shè)備組成?？偨祲鹤冸娝瞧髽I(yè)電能供應(yīng)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(shè)備。高壓配電所集中接受6?10kV電壓，再分配到附近各車間變電所和高壓用電設(shè)備。 一般負荷分散、廠區(qū)大的大型企業(yè)設(shè)置高壓配電所。1-3發(fā)電機的額定電壓、用電設(shè)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(shè)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）。它是國家根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展的需要及額定電壓是能使電氣設(shè)備長期運行在經(jīng)濟效果最好的電壓，電力的水平和發(fā)展的趨勢經(jīng)過全面技術(shù)經(jīng)濟分析后確定的。它是國家根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展的需要及1-4電能的質(zhì)量指標(biāo)包括哪些？電能的質(zhì)量指標(biāo)是指電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)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(xiàn)象，成為閃變。電壓偏差一般以百分數(shù)表示，即U%UUn100，式中U%為電壓偏差百分數(shù)；U為實際電壓；Un為額定電壓。Un電壓波動程度以電壓最大值與最小值之差或其百分數(shù)來表示，即uumaxUminuuU% -^max——100Un式中，U為電壓波動； U%為電壓波動百分數(shù)；Umax,Umin為電壓波動的最大值和最小值（kV）；Un為額定電壓（kV）。中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)和中性接地相對地電壓為零，電容電流倍，但各相間電壓（線電壓）仍然產(chǎn)生很大的短1-6中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)和中性接地相對地電壓為零，電容電流倍，但各相間電壓（線電壓）仍然產(chǎn)生很大的短電力系統(tǒng)的中性點運行方式有三種： 中性點不接地系統(tǒng)、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，為零，非接地相對地電壓升高為線電壓，電容電流增大對稱平衡。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，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：一級負荷要求最嚴，應(yīng)由兩個獨立電源供電， 當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一電源應(yīng)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(shè)應(yīng)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(yīng)急供電系統(tǒng)。 二級負荷要求比一級負荷低，應(yīng)由兩回線路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺， 從而做到當(dāng)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(fù)。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。發(fā)電機的額定電壓U=1.05X10KV=發(fā)電機的額定電壓U=1.05X10KV=10.5kV;變壓器變壓器變壓器1T的額定電壓一次側(cè)二次側(cè)2T的額定電壓一次側(cè)二次側(cè)3T的額定電壓一次側(cè)二次側(cè)U=10.5kV;U=1.1X35kV=38.5kV;U=35kV;U=1.05X10kV=10.5kV;U=10kV;U=1.05X0.38=0.399kV;變壓器2T變壓器3TU1變壓器2T變壓器3TU1=U=10.5kVU2=1.1X220=242kV 故額定電壓為：10.5/242;U1=220kVU2=1.1X110=121kV線路1WL的額定電壓為線路2WL線路1WL的額定電壓為線路2WL的額定電壓為U3=1.05X10=10.5kVU=10kVU=0.38kV1-10答案1-11（略）uE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。uE第2章負荷預(yù)測2-1什么叫負荷曲線？有哪幾種？與負荷曲線有關(guān)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(zhì)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(shè)備負荷曲線。與負荷曲線有關(guān)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(shù)。2-2什么叫年最大負荷利用小時？什么叫年最大負荷和年平均負荷？什么叫負荷系數(shù)?答:年最大負荷利用小時是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，這段時間就是最大負荷利用小時。年最大負荷Pmax指全年中負荷最大的工作班內(nèi) （為防偶然性，這樣的工作班至少要在負30分荷最大的月份出現(xiàn)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。負荷系數(shù)KL是指平均負荷與最大負荷的比值。30min最大負荷？正確確定計算負荷有何2-330min最大負荷？正確確定計算負荷有何答：計算負荷是指導(dǎo)體中通過一個等效負荷時，導(dǎo)體的最高溫升正好和通過實際的變動負荷時產(chǎn)生的最高溫升相等，該等效負荷就稱為計算負荷。導(dǎo)體通過電流達到穩(wěn)定溫升的時間大約為(3~4) ，為發(fā)熱時間常數(shù)。對中小截面的導(dǎo)體，其約為10min左右，故截流倒替約經(jīng)30min后達到穩(wěn)定溫升值。但是，由于較大截面的導(dǎo)體發(fā)熱時間常數(shù)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(dāng)?shù)摹Ｓ嬎阖摵墒枪╇娫O(shè)計計算的基本依據(jù)。計算符合的確定是否合理，將直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)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(shè)備和導(dǎo)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(shè)備和導(dǎo)線電纜將會長期處于過負荷運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣體過早老化甚至燒毀。2-4各工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量如何確定?答：長期工作制和短期工作制的設(shè)備容量就是該設(shè)備的銘牌額定功率，即Pe=PN反復(fù)短時工作制的設(shè)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(shù)的含義是什么?答：所有用電設(shè)備的計算負荷并不等于其設(shè)備容量，兩者之間存在一個比值關(guān)系，因此需要引進需要系數(shù)的概念,即：PcKdPe。，因此引入符合系數(shù)Kl;用電設(shè)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式中，Kd為需要系數(shù)；P，因此引入符合系數(shù)Kl;用電設(shè)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wL；用電設(shè)備組的所有設(shè)備不一定同時運行，故引入一個同時系數(shù)K。2-6確定計算負荷的估算法.需要系數(shù)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(biāo)法，其特點是進行方案比較時很方便，適用于做任務(wù)書或初步設(shè)計階段；需要系數(shù)法的特點是簡單方便，計算結(jié)果較符合實際，而長期使用已積累了各種設(shè)備的需要系數(shù)，是世界各國普遍采用的方法，適用于多組三相用電設(shè)備的計算負荷；二項式法其特點是既考慮了用電設(shè)備的平均負荷，又考慮了幾臺最大用電設(shè)備引起的附加負荷，其計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果大得多，適用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負荷計算。2-7在確定多組用電設(shè)備總的視在計算負荷和計算電流時，可否將各組的視在計算負荷和2222計算電流分別直接相加？為什么？應(yīng)如何正確計算?答：時，不可以。需要考慮用電設(shè)備各組的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素， 因此在確定總計算負荷只能在各組用電設(shè)備中取一組最大的附加負荷，再加上各組用電設(shè)備的平均負荷，即：Qc(bPe)i(cPJmax(bPetan)i(CPx)maxtanmaxPc式中，（bPe）i為各用電設(shè)備組的平均功率，其中 Pe是各用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘浚?cPx為每組用電設(shè)備組中x臺容量較大的設(shè)備的附加負荷；（cPx）max為附加負荷最大的一組設(shè)備的附加負荷；tanmax為最大附加負荷設(shè)備組的功率因數(shù)角的正切值。2-8在接有單相用電設(shè)備的三相線路中 ，什么情況下可將單相設(shè)備與三相設(shè)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(yīng)進行單相負荷計算 ？答：單相設(shè)備應(yīng)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(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相總?cè)萘康暮庥嬎?b:三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘砍^三相總?cè)萘康男嘣O(shè)備容量，再算出三相等效計算負荷.15%時，單相設(shè)備可按三相負荷平15%時,應(yīng)把單相設(shè)備容量換算為等2-9如何分配單相（220伏，380伏）用電設(shè)備，使計算負荷最??？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(shù)法來分配用電設(shè)備；這樣換算：⑴當(dāng)單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相總?cè)萘康?15%，單相設(shè)備按三相負荷平衡來計算。⑵當(dāng)單相設(shè)備的總?cè)萘砍^三相總?cè)萘康?15%，應(yīng)該換成等效三相設(shè)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(guān)的？哪些損耗與負荷有關(guān)？按簡化公式如何計算？解：有功功率損耗=鐵損+銅損=VPFeVPcu有功功率損耗為:PtVPFeVPcuVPFeVP^N2S vp。VPksnScSn無功功率=VQ0VQQ是變壓器負荷電流在一次,△Qo是變壓器空載時，由產(chǎn)生主磁通電流造成的，△Q是變壓器負荷電流在一次,無功功率損耗為：VQtVQoVQVQoVQnSc &融Uk%SN 100100Sn22、△PFe和^Q0是與負荷無關(guān)，△卩3和^Q與負荷有關(guān)簡化公式：VPtVP)VPkVPtVP)VPkVQt唸Uk% 2)7oo2-11什么叫平均功率因數(shù)和最大負荷時功率因數(shù) ？各如何計算？各有何用途？答:平均功率因數(shù)是指導(dǎo)在某一時間內(nèi)的平均功率因數(shù) ，也稱加權(quán)平均功率因數(shù).最大負荷時的功率因數(shù)是指在年最大負荷時的功率因數(shù) .平均功率因數(shù)計算功式：略用途供電部門能根據(jù)月平均功率因數(shù)來調(diào)整用戶的電費電價 .2-12進行無功功率補償，提高功率因數(shù)，有什么意義？如何確定無功補償容量?答：降低電能損耗，降低電壓損失，提高供電設(shè)備利用率。補償容量（1）采用固定補償Qcc Pn/tgav1—tgav2）,式中，Qcc為補償容量；Pav為平均有功負荷，Pav=aP或Wa/t,Pc為負荷計算得到的有功計算負荷， a為有功負荷系數(shù)， Wa為時間t內(nèi)消耗的電能；tg晶1為補償前平均功率因數(shù)角的正切值； tgav2為補償后平均功率因數(shù)角的正切值；tg ^av1—tg靱2稱為補償率，可用△qc表示（2）采用自動補償 Qcc=Pc （tg 1—tg血）2-13提高自然功率因素有哪些常用的方法？他們的基本原理是什么?答：提高自然功率因素的主要方法有：1、21、2、3、4、5、采用科學(xué)措施減少用電設(shè)備的無功他們的基本原理是在不添置任何補償設(shè)備的情況下，功率的需要量，使供配電系統(tǒng)總功率因素提高。采用科學(xué)措施減少用電設(shè)備的無功2-14并聯(lián)電容器的補償?shù)难b設(shè)有幾種？各有何特點？適用于什么場合？答：并聯(lián)電容器的補償?shù)难b設(shè)有一下幾種：1、高壓集中補償，指將高壓電容器組集中裝設(shè)在總降壓變電所的 6?10kV1、該補償方式只能補償總降壓變電所的 6?10kV母線之前的供配電系統(tǒng)中由無功功率產(chǎn)生的影響，而對無功功率在即也內(nèi)部的供配電系統(tǒng)中引起的損耗無法補償，因此補償范圍最小，經(jīng)濟效果較后兩種補償方式差。但由于裝設(shè)集中，運行條件較好，維護管理方便，投資較少。且總降壓變電所 6?10kV母線停電機會少，因此電容器利用率高。這種方式在一些大中型企業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)普遍。低壓集中補償，是指將低壓電容器集中裝設(shè)在車間變電所或建筑物變電所的低壓母線上。該補償方式只能補償車間變電所或建筑物變電所低壓母線前變電器和高壓配電線路及電力系統(tǒng)的無功功率， 對變電所低壓母線后的設(shè)備則不起補償作用。但其補償范圍比高壓集中補償要大， 而且該補償方式能使變壓器的視在功率減小，從而使變壓器的容量可選得較小，因此比較經(jīng)濟。這種低壓電容器補償屏一般可

3、3、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(shè)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(shè)備的型號以及保護用電設(shè)備等。2-16某車間380伏線路供電給下列設(shè)備： 長期工作的設(shè)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(fù)短時工作的設(shè)備有42kVA的電焊機1臺（額定暫載率為60%,COSN=0.62,N=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,COSN=0.5）。試確定它們的設(shè)備容量。解：對于長期工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量就是它們的額定功率，所以長期工作設(shè)備的設(shè)備容量為：Fe1 7.52kW43kW310kW57kW對于反復(fù)短時工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量為:電焊機：Fe2J06420.62kW20.2kW吊車:Pe3吊車:Pe3270439.6kW50.1kW所以,它們的總的設(shè)備容量為:Pe1Fe2Fe3 5720.250.1kW127.3kW已知有一汽車拖拉機廠每年生產(chǎn)拖拉機 2400已知有一汽車拖拉機廠每年生產(chǎn)拖拉機 2400臺，汽車1200輛，試用估算法求該廠的計算負荷。解：查詢資料得知，生產(chǎn)拖拉機的單位產(chǎn)品耗電量為 5000?8000kWh這里估算取6500kWh/1500?2500kWh這里估算取1500?2500kWh這里估算取2000kWh/輛。am24006500kWh15600000kWha2m2 12002000kWh2400000kWham24006500kWh15600000kWha2m2 12002000kWh2400000kWh156000002400000kW4394.5永WTmaxa24096某廠金工車間的生產(chǎn)面積為 60mX32m,試用估算法估算該車間的平均負荷。2-18解：查表可知負荷密度指標(biāo)0.1kW/m260m32m1920m2PavS0.11920kW 192kW答:PavS0.11920kW 192kW答:用估算法估算該車間的平均負荷為 192kW2-19某工廠35/6kV總降壓變電所，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=840kW，Qc1=680kvar；Pc2=920kw，Qc2=750kvar;Pc3=850kw,Qc3=700kvar; Pc4=900kw,Qc4=720kvar。高壓電動機每臺容量為300kW，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(shè)同時系數(shù)K=0.9Qc0PeQeSeKd0.8,bPc0 kd PelFc0tanIce0.65,cos 0.8,tan 0.750.83006 1440kW14400.75kvar1080kvarPc0 Pc1巳2Qc0PeQeSeKd0.8,bPc0 kd PelFc0tanIce0.65,cos 0.8,tan 0.750.83006 1440kW14400.75kvar1080kvarPc0 Pc1巳2巳3巳4 0.91440840920850900kW4455kWQc0Qc1 Qc2 Qc3 Qc40.9 1080680750700720kvar3537kvarPe22Qe(44522 35372)VA5688.36KVA高壓側(cè)Pe1 Pe高壓側(cè)Qe1Se1Ice15688.3羅 AUn /佔36A0.015Se4540.33kW548.01AQe0.06Se3878.3kvarJp/q/5971.25kVAUn98.62A答：該總降壓變電所高壓側(cè)總的計算負荷 Pe1=4540.33kw,Qe1=3878.3kvar,Se1=5971.25,|ce1=98?62A2-20某車間采用一臺10/0.4kV變壓器供電，低壓負荷有生產(chǎn)用通風(fēng)機 5臺共60kW點焊機（=65%）3臺共10.5kW，有連鎖的連續(xù)運輸機械8臺共40kW5.1kW的行車（=15%）2臺。試確定該車間變電所低壓側(cè)的計算負荷。解：通風(fēng)機Kd10.8,cos1 0.8,tan1 0.75巳1心1巳1 0.860kW48kWQc1FPitan1481.73kvar83.04kvar點焊機Kd2 0.35,cos2 0.6,tan21.33P.2巳2/?gPN2^/0^10.5kW 8.47kWKd2Pe20.358.47kW 2.96kWQc2Fc2tan2 2.961.33kvar3.94kvar有連鎖的連續(xù)運輸機械 Kd30.7,cos30.75,tan3 0.88巳Kd3Pe30.740kW28kWQc3巳3tan3 280.88kvar24.64kvar行車Kd4 0.15,cos4 0.5,tan41.73巳4-^"Tg^N470.1510.2kW3.95kW巳4Kd4Pe40.153.95kW0.59kWQc4R^an4 0.591.73kvar1.03kvar同時系數(shù)取K0.9p,KqfcKpRi0.9(482.96280.59)kW71.60kWQcKqPci0.9(83.043.9424.641.03)kvar101.39kvarScJPc2Qc124.12kVA車間計算負荷為:Ic羋」179.16AV3UnV3g).42-21動機有10kW1臺、7kW2臺、4.5kW5臺、2.8kW10臺；衛(wèi)生用通風(fēng)機6臺共6kW。試分別用需要系數(shù)法和二項式法求車間的計算負荷。解：需要系數(shù)法：某車間設(shè)有小批量生產(chǎn)冷加工機床電動機 40臺，總?cè)萘?52kW，其中較大容量的電查表A-1可得:冷加工機床:Kd10.2,cos1 0.5,tan1 1.73152kW30.4kWPci0.2Qc130.41.73kW52.6kW通風(fēng)機組:Kd20.8?cos2 0.8,tan2 0.75Pc2 0.86kW4.8kWQc24.80.75kW3.6kW查表查表A-1得，Kd0.35,cos 0.35,tan 2.68；查表2-4得，cos0.35時，則查表查表A-1得，Kd0.35,cos 0.35,tan 2.68；查表2-4得，cos0.35時，則車間的計算負荷：Pc0.9 30.44.8kW31.68kWQc0.9 52.64.8kW50.58kWSc1ce血2Qe2Se/73UN59.68kVA59.68/(1.7320.38)90.7A二項式法：查表A-1可得:冷加工機床冷加工機床：b, 0.14,c,0.4,x1 5,cos1 0.5,tan1 1.73(bPe), 0.14152kW21.28kWcFX1 0.4 107224.5kW13.2kW通風(fēng)機組：b2 0.65,c2 0.25,x25,cos20.8,tan2 0.75因為n=6<2x2，取X2=3.則(bPe)2 0.656kW3.9kWcFX2 0.253kW0.75kW顯然在二組設(shè)備中故總計算負荷為：第一組附加負荷(CPx)1最大PcQc(21.283.9(21.281.7313.2kW) 38.38kW顯然在二組設(shè)備中故總計算負荷為：第一組附加負荷(CPx)1最大PcQc(21.283.9(21.281.7313.2kW) 38.38kW3.90.7513.21.73)kvar62.56kvarScIcJPe2Qe2Se/(屁N)73.4kVA111.55A2-22臺接于B相，4.5kW1臺接于C相；380V20kW(6kW(=10%3臺接于BC相，10.5kW( =50%解：(1)電熱箱的各相計算負荷某220/380V三相四線制線路上接有下列負荷:220V3kW電熱箱2臺接于A相，6kW1=65%單頭手動弧焊機1臺接于AB相，

2臺接于CA相。試求該線路的計算負荷。A相巳人1KdPeA0.732kW4.2kWB相FCB1KdPeB0.761kW4.2kWC相FCc1KdPeC0.74.51kW3.15kW查表A-1得,單頭手動弧焊機的各相計算負荷Kd 0.7,cos1,tan 01,tan 0，因此各相的有功計算負荷為:PabaPbcbPCAC1.27PabbPbccPCAA0.27qABA qBCBqCAC1.05qABB qBCCqCAA1.63將各相換算成100%的設(shè)備容量，即：%Jn1Pn170.6520kW16.12kWP3C JN2PN263kW5.69kWFCa N3PN310.52kW14.85kW各相的設(shè)備容量為A相 Ra PaBAPabpcAaPCa[1.2716.12(0.2714.85)]kW16.46kWQa qABaPabqcAaPca(1.0516.121.6314.85)kW41.13kvarB相 Rb PbCBPbcPabbPab[1.055.69(0.27)16.12]1.62kWQb qBCBFBcCabbPab(1.275.691.6316.12)kvar33.50kvarRc pcac相cFcAPbcCPbc[1.2714.85(0.27)5.69]kW17.32kWQc CIcAcFcAqBCCPBC(1.0514.851.635.69)kvar24.87kvarRcQc(Rci(QRcQc(Rci(QcC1PcC2)QcC2)0.95(3.1512.12)kW14.51kW0.95(017.41)kW16.54kWA相FcA2KdPsA0.716.46kW11.52kWQa2KdQeA0.741.13kvar28.79kWB相FcB2KdRB0.71.62kW1.13kWQb2KdQeB0.733.50kvar23.45kWC相PcC2KdRc0.717.32kW12.12kWQc2KdQeC0.724.87kvar17.41kW（3）各相總的計算負荷為（設(shè)同時系數(shù)為0.95)A相PaK(Fca1Fca2)0.95(4.211.52)kW14.93kWQaK(QcA1Qca2)0.95(028.79)kW27.35kWB相RbK(Rb1Fcb2)0.95(4.21.62)kW5.53kWQbK(QcB1Qcb2) 0.95(033.50)kW31.83kW總的等效三相計算負荷因為A相的有功計算負最大，所以 pcmPcA14.93kW,QcmQca27.35kvar，則

Qc3Fcm314.93kW 44.79kW3Qcm327.35kvar82.05kvarQc3Fcm314.93kW 44.79kW3Qcm327.35kvar82.05kvarScIcJ44.79282.052KVA93.48KVASc 93.48A一cccA a142.03A73Un 730.382-23通風(fēng)機容量共56kW，起重機容量共定電壓380V。試求：某廠機械工車間變電所供電電壓10kV,低壓側(cè)負荷擁有金屬切削機床容量共 920kW76kW（=15%，照明負荷容量42kW（白熾燈），線路額（1）該車間變電所高壓側(cè)（10kV）的計算負荷Pc，Qc，Sc，lc及cos0.95，應(yīng)裝BW0.4-28-3型電容（0.95，應(yīng)裝BW0.4-28-3型電容（3）補償后車間高壓側(cè)的計算負荷 Pc,Qc,Sc,Ic及cos，計算視在功率減小多少?解：（1）查表A-1通風(fēng)機:起重機:照明:Kd1通風(fēng)機:起重機:照明:Kd10.2,cos10.5,tan1 1.73巳KdR 0.2920kW184kWQc1Fc1tan1 1841.73kvar318.32kvarKd20.8,cos20.8,tan2 0.75巳&2巳2 0.856kW44.8kWQc2Pc2tan244.80.75kvar33.6kvarKd30.2,cos30.5,tan31.73Pc32Kd^^Fe30.4J0.1576kW11.78kWQc3Pc3tan311.781.73kvar20.38kvar巳442kWQc10kvar小批量金屬切削機床:總的計算負荷為（設(shè)同時系數(shù)為 0.95）pcQcpcQcSccosK(巳巳巳3Pc4)0.95(18444.811.7842)kW268.45kWK(Qc1Qc2Qc3Qc4)0.95(318.3233.620.380)kvar353.69kvarJFQc2 444.03kVA1—0.601Sc變壓器的功率損耗為Pt0.015Sc0.015444.03kW6.66kWQt0.06Sc0.06444.03kvar26.64kvar解：解：tanav1 tan(arccos0.67)1.1080tanav2tan(arccos0.9)0.4843解：解：tanav1 tan(arccos0.67)1.1080tanav2tan(arccos0.9)0.4843變電所高壓側(cè)總的計算負荷為Pc'Pc Pr275.11kWQc'QcQtQc'QcQt380.33kvarSc'JPc'2QcIc'島.2469.40kVA469.40T——A27.10AV310變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為cosPc'ST0.586Qcc pc'(tan268.45n 281cosPc'ST0.586Qcc pc'(tan268.45n 281tan0)268.45[tan(arccos0.60)tan(arccos0.95)] 268.45kvar10實際補償容量為280kvar（3）Pt變電所低壓側(cè)視在計算負荷為Jp2(QcQcc)2278.38kVA0.015278.38kW4.18kW0.06278.38kvar16.70kvarQt變電所高壓側(cè)總的計算負荷為Pc1PT268.454.18272.63kWQc2Qc1 Qt353.6928016.7090.29kvarSc2JRSc2469.4287.19182.21kVA變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為cosPcosP0.952-24某廠2-24某廠10kV母線上的有功計算負荷為率因數(shù)提高到0.9，在10kV母線上固定補償,并選擇電容器的型號和個數(shù)。320kW平均功率因數(shù)為0.67。如果要使平均功

則需要裝設(shè)BW型并聯(lián)電容器的總?cè)萘渴嵌嗌?？Qcc Pav(tanav1tanav2)KaLPc(tanav1tanav2)=0.75320(1.1080-0.4843)kvar=149.688kvarn=Qcc/qcN149.688/10=15考慮到三相均衡分配，每相裝設(shè) 5個，此時并聯(lián)電容器的實際補償容量為 150kvar。選擇BW-10.5-10-1型電容器15個。2-25某工具廠全年消耗的電能W為2500萬度，W為2100萬度，供電電壓為10kV。其平均有功功率和平均功率因數(shù)是多少？欲將功率因數(shù)提高到0.9，需裝設(shè)BWF10.5-30-1并聯(lián)電容器多少臺？解：P解：PavWa/t2.5107/8760tanav12100/25000.84cosav1cos(arctan0.84)0.77QccPav(tanav1tanav2)2853.88kW全廠計算負荷及平均功率因數(shù)；功率因數(shù)是否滿足供用電規(guī)程？若不滿足，應(yīng)補償?shù)蕉嗌?？若?0kV側(cè)進行固定補償，應(yīng)裝BW—10.5—全廠計算負荷及平均功率因數(shù)；功率因數(shù)是否滿足供用電規(guī)程？若不滿足，應(yīng)補償?shù)蕉嗌?？若?0kV側(cè)進行固定補償，應(yīng)裝BW—10.5—16—1型電容器多少臺？補償后全廠的計算負荷及平均功率因數(shù)。(1)P1P2P3P4720kW,Q1580kW,Q2630kW,Q3475kW,Q4510kvar400kvar490kvar335kvar=2853.88(0.84-0.4843)kvar=1015.13kvarn=Qcc/qcN1015.13/30=34考慮到三相平衡應(yīng)裝設(shè)36臺，每相12臺。2-26某工廠35kV總降壓變電所10kV側(cè)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(a=0.76,3=0.82,忽略線損)。試求：(1)(2)(3)解：全廠計算負荷：PkSpQkSpSpc2164.5kWPkSpQkSpcosFSQc1561.5kvarcosFcos(arctanF)cos(31.88)0.81(2)cosF0.9所以不滿足，應(yīng)補償?shù)?.9(3)

QccPav(tanF1tanF2)394.27kvarnQcc/1624(4)補償后功率因數(shù)cosFPav/sav0.92第3章短路電流計算3-1什么叫短路?短路的類型有哪些?造成短路的原因是什么?短路有什么危害?答：短路是不同相之間，相對中線或地線之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接 .短路種類有三相短路，兩相短路，單相短路和兩相接地短路.短路的原因主要有設(shè)備長期運行，絕緣自然老化，操作過電壓，雷電過電壓，絕緣受到機械損傷等.短路的危害：1212345嚴重的短路將影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，使并聯(lián)運行的同步發(fā)電機失去同步，嚴重的可能造成系統(tǒng)解列，甚至崩潰。影響其6單相短路產(chǎn)生的不平橫磁場，對附近的通信線路和弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴重的電磁干擾，正常工作。影響其3-2什么叫無限大容量系統(tǒng)?它有什么特征?為什么供配電系統(tǒng)短路時，可將電源看做無限大容量系統(tǒng)?答：無限大容量系統(tǒng)的指端電壓保持恒定，沒有內(nèi)部阻抗和容量無限大的系統(tǒng) .它的特征有：系統(tǒng)的容量無限大.系統(tǒng)阻抗為零和系統(tǒng)的端電壓在短路過程中維持不變 .實際上，任何電力系統(tǒng)都有一個確定的容量，并有一定的內(nèi)部阻抗.當(dāng)供配電系統(tǒng)容量較電力系統(tǒng)容量小得多，電力系統(tǒng)阻抗不超過短路回路總阻抗的 5%~10%，或短路點離電源的電氣距離足夠遠，發(fā)生短路時電力系統(tǒng)母線降低很小，此時可將電力系統(tǒng)看做無限大容量。3-3無限大容量三相短路時，短路電流如何變化？答：三相短路后，無源回路中的電流由原來的數(shù)值衰減到零；有源回路由于回路阻抗減小，電流增大，但由于回路內(nèi)存在電感，電流不能發(fā)生突變，從而產(chǎn)生一個非周期分量電流，非周期分量電流也不斷衰減，最終達到穩(wěn)態(tài)短路電流。短路電流周期分量按正弦規(guī)律變化，而非周期分量是按指數(shù)規(guī)律衰減，最終為零，又稱自由分量。cos①=1；t=0時a=0cos①=1；t=0時a=0度或180度;①k=90度。3-5什么是次暫態(tài)短路電流流周期分量有效值有什么關(guān)系（33-5什么是次暫態(tài)短路電流流周期分量有效值有什么關(guān)系?什么是沖擊短路電流?什么是穩(wěn)態(tài)短路電流?它們與短路電答：次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個周期的有效值沖擊短路電流是短路全電流的最大瞬時值.高壓系統(tǒng)Ksh1.8,ish2.55I'',Ish1.51I''，低壓系統(tǒng)Ksh1.3,ish1.84I'',Ish1.09I''穩(wěn)態(tài)短路電流是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流.無限大容量系統(tǒng)I''IPI，高壓系統(tǒng)ish2.55I'',Ish1.51I''，低壓系統(tǒng)ish1.84I'',Ish1.09I''3-6什么叫標(biāo)幺值？如何選取基準(zhǔn)值？答：用相對值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺值。為標(biāo)幺值，標(biāo)幺值沒有單位?；鶞?zhǔn)值的選取是任意的，但為了計算方便，通常取任意一個物理量的有名值與基準(zhǔn)值的比值成100MVA為基準(zhǔn)容量，取線路平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓，即Ud Uav1.05UN。3-7如何計算三相短路電路？答：①根據(jù)短路計算要求畫出短路電流計算系統(tǒng)圖，元件，并標(biāo)出各元件的參數(shù)和短路點。畫出計算短路電流的等效電路圖， 每個元件用一個阻抗表示，電源用一個小圓表示，并標(biāo)出短路點，同時標(biāo)出元件的序號和阻抗值，一般分子標(biāo)序號，分母標(biāo)阻抗值。選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計算各元件的阻抗標(biāo)幺值等效電路化簡，求出短路回路總阻抗的標(biāo)幺值，簡化時電路的各種簡化方法都可以使用，如串聯(lián)、并聯(lián)、A-Y或Y-△變換、等電位法等。按前述公式由短路回路總阻抗標(biāo)幺值計算短路電流標(biāo)幺值，沖擊短路電流和三相短路容量。該系統(tǒng)圖應(yīng)包含所有與短路計算有關(guān)的再計算短路各量，即短路電流、3-8電動機對短路電流有什么影響？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時，從電源到短路點的系統(tǒng)電壓下降，嚴重時短路點的電壓可降為零。接在短路點附近運行的電動機的反電勢可能大于電動機所在處系統(tǒng)的殘壓， 此時電動機將和發(fā)動機一樣，向短路點饋送短路電流，同時電動機迅速受到制動，它所提供的短路電流很快衰減。3-9在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流與三相短路電流有什么關(guān)系？答：㈠在三相短路電流計算中記線路平均額定電壓為Uav，短路回路阻抗用Zk表示。則有：三相短路電流IpUav/1.732Zk⑶沖擊電流ish1.414kshIp其中ksh1e0.01/為短路電路沖擊系數(shù)㈡在兩相短路電流計算中記Uav為短路點的平均額定電壓,Zk為短路回路的一相總阻抗。則有：兩相短路電流I則有：兩相短路電流IkUav2Z；⑵沖擊電流⑵沖擊電流ish1.414kshIk其中k其中ksh1e0.01/為短路電路沖擊系數(shù)將①與②、③與④對比可得:IkIk0.866Ipis⑵ 0.866ish由以上分析可得：在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流較三相短路電流小。3-10什么是短路電流的電動力效應(yīng)？如何計算？短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會產(chǎn)生很大的電動力和產(chǎn)生很高的溫度，稱為短路的電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)。短路電流的電動力效應(yīng)是當(dāng)電路短路時，短路沖擊電流流過導(dǎo)體瞬間，導(dǎo)線間相互電磁作用產(chǎn)生的力。1.兩平行載流導(dǎo)體間的電動力F(2Kfiii2l/a)10\N)式中a為兩平行導(dǎo)線間距；I為導(dǎo)線長；Kf為形狀系數(shù)，圓形,管形導(dǎo)體Kf=1o2.三相平行載流導(dǎo)體間的電動力F 亦F 亦Kfiml/a107N式中Im為線電流幅值；Kf為形狀系數(shù)。3.短路電流的電動力三相短路產(chǎn)生的最大電動力為F⑶妹fis3)2l/a107(N)兩相短路產(chǎn)生的最大電動力為F⑵(2kfish⑵2l/a)107(N)兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為

ish(閻2九兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動力的關(guān)系為F(2) (73/2)f(3)備注：Kf為形狀系數(shù)，圓形，管形導(dǎo)體 Kf=1;矩形導(dǎo)體根據(jù)（a-b）/（b+h）和m=（b/h）查表可得。3-11什么是短路電流的熱效應(yīng)？如何計算？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流非常大。短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會產(chǎn)生很高的溫度，稱為熱效應(yīng)。導(dǎo)體短路發(fā)熱和近似為絕熱過程，短路時導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于導(dǎo)體溫度升高吸收的能量，的電阻率和比熱也隨溫度而變化，其熱平衡方程如下：導(dǎo)體10.24IKtRdtKcmdL將R0(1IKtRdtKcmdL將R0(1)/S,CCo(1),mIs代入上式，得t220.24[t1Ik20(1)/sdt])Isd整理上式后式中,t22tiKtdtt1C00.240k1L式中,t22tiKtdtt1C00.240k1L1c。0.240亍ln(1KAK ALLP是導(dǎo)體0C時的電阻率（gmm2I/km)；a為p0的溫度系數(shù)；C0為導(dǎo)體0C時的比熱容；長度（km）;IKt為短路全電流的有效值（A）;Ak和Al為短路和正常的發(fā)熱系數(shù)，對某導(dǎo)體材料，A值僅是溫度的函數(shù)，即短路電流產(chǎn)生的熱量的計算式：B為C0的溫度系數(shù)；丫為導(dǎo)體材料的密度;S為導(dǎo)體的截面積（mm2）;I為導(dǎo)體的A=f(0).tK0iKtdtI2tima短路發(fā)熱假想時間可按下式計算:2timatK0.05l_timatK0.05I式中，tK為短路持續(xù)時間，它等于繼電保護動作時間式中，tK為短路持續(xù)時間，它等于繼電保護動作時間top和短路器短路時間toc之和，即Timatoptoc在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路，由于 1〃=I「所以上式變?yōu)閠imatK O.。5導(dǎo)體短路發(fā)熱系數(shù)AKAKAL timaS式中，S為導(dǎo)體的截面積（mm2）,18為穩(wěn)態(tài)短路電流（A）,tima為短路發(fā)熱假想時間（s）.短路熱穩(wěn)定最小截面SminSminjtimagI⑶Yak Al3-12試求圖3-18所示供電系統(tǒng)中K1和K2點分別發(fā)生三相短路時的短路電流、流和短路容量？解：取基準(zhǔn)容量沖擊短路電Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓 Ud=Uav，兩個電壓基準(zhǔn)電壓分別是Udi=37kV,Ud2=6.3kV。各元件標(biāo)幺值為:線路1WLX10.410018皆o.526變壓器TX2Uk%Sd100竄6.5$2.61002.5(1)Ki點三相短路時Xk1X10.526IdSd■^kAV3371.56kAIK1Xk1——1.9010.526IK1ish.K11.561.901kA 2.966kASk1IdIK12.55IK12.552.966kA 7.563kA100* MVA190.11MVAXK10.526SdK2點三相短路時XK2IdXk1SdX2 0.5262.6 3.126?00 9.164kA736.3*11K2* 0.32XK23.1261K2*IdIK29.1640.32kA 2.932kAsh.K21.842.932kA 5.394kAIISK2SdxK2衛(wèi)乞MVA31.88MVA3.1263-13電流和短路容量?試求圖3-19所示供電系統(tǒng)中K1和K2點分別發(fā)生三相短路時的短路電流、沖擊短路解：取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud=Uav,兩個電壓基準(zhǔn)電壓分別是 Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV。各元件標(biāo)幺值為：系統(tǒng)SX；型0.5系統(tǒng)SX；200線路WLX2X0線路WLX2X0l1gSd2Ud0.352.5卑0.875102變壓器1T,2TX3X4竺呂竺$4.5100Sn100 1IdSIdSd100kA5.5kAV310.5Qd*11Ik1* 0.727Xk11.375Ik1*IdIK15.50.727kA4kAish.K12.55Ik12.554kA10.2kAS<1Sd*衛(wèi)0MVA72.72MVAXk11.375⑵K2點三相短路XK2*Xk1X；//X* 3.6253 4Sd100IdIL kA144.34kA血d730.4*11IK2* 0.276r\厶XK23.625IK2*IdIK2144.340.276kA39.818kAish.K21.84Ik21.8439.818kA73.265kAS<2Sd*100 MVA27.586MVAXK23.6253-14試求圖3—20所示無限大容量系統(tǒng)中 K1Xki(1)Ki點三相短路X1.3752點發(fā)生三相短路電流，沖擊短路電流和短路容量，以及變壓器2T一次流過的短路電流.各元件參數(shù)如下：變壓器1T:Sn=31.5MVA，Uk%=10.5，10.5/121kV；變壓器2T，3T：Sn=15MVA，Uk%=10.5，110/6.6kV;線路1WL,2WL:L=100km,X0=0.4Q/km電抗器L:UNL=6kV,INL=1.5kA,Xnl%=8。?由斷解：(1)由圖所示的短路電流計算系統(tǒng)圖畫出短路電流計算等校電路圖，如圖所示 ?由斷路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗，用 X表示.IIk2IdgIk28.7482.817 24.64kAIIk2IdgIk28.7482.817 24.64kAITIVL3Tl/9kg^7157 rrm_―nrm__1/0,4241/IJ.333O rVYTV-—nmn—nmn1/0.7L\91.e￡7E>X取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud=UAV，基準(zhǔn)電壓是Udi=121kV,Ud2=6.6kV,Ud3=6.6kV，則各元件電抗標(biāo)幺值為變壓器1T:變壓器1T:X1Uk%/100Sd/Sn10.5/100 100/31.5 0.333線路W1，W2:X2X3XoLAd/U：91.827變壓器2T3T:X4X5Uk%gSd/100Sn0.7電抗器；X6 X^mSd20.4241001.732Ilnu2當(dāng)K點發(fā)生三相短路時：一 短路回路總阻抗標(biāo)幺值XkX1 X2X4X6/X3X5 0.33391.8270.70.424/XkK點所在電壓基準(zhǔn)電流IdIdSd/1.732Ud8.748K短路電流各值為Ik1/Xk1/0.355 2.817IIk1/Xk1/0.355 2.817IkIdIk8.7482.817 24.64kAIshIk1.8424.64 45.34kASkSd/Xk1002.817 281.7MVA(2)變壓器2T一次流過的短路電流為:3.15試求圖3-21所示系統(tǒng)中K點發(fā)生三相短路時的短路電流，線路單位長度電抗X.=0.4Q/km,其余參數(shù)見圖所示.解：取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓分別為Ud2=Ud7=121kV,容量沖擊電流和短路容量.已知Ud3=115.5kV,QF的斷路Sos=1000MVA。X1X2Uk%gSd/100Sn10.5100/100100/1212XLSd/u2 600.4同理:X3.15試求圖3-21所示系統(tǒng)中K點發(fā)生三相短路時的短路電流，線路單位長度電抗X.=0.4Q/km,其余參數(shù)見圖所示.解：取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓分別為Ud2=Ud7=121kV,容量沖擊電流和短路容量.已知Ud3=115.5kV,QF的斷路Sos=1000MVA。X1X2Uk%gSd/100Sn10.5100/100100/1212XLSd/u2 600.4同理:X30.410100/115.520.0299X40.17531.50.3330.164X5Sd/Soc100/10000.1X60.525X70.420100/12120.055計算短路回路總阻抗標(biāo)幺值:XkX1X2/X6X7X3X4X5 0.5726計算K點所在電壓的基準(zhǔn)電流:IdSd/1.732Ud1.4996kA計算K點短路電流各值：Ik1/Xk1/0.5726 1.7464IkIsh.kIdgIk1049961.74642.55Ik60678kA2.6189kASkSd/Xk100/0.5726174.642MVA3-16試求解:在題3-12中，若6kV的母線接有一臺400kW的同步電動機,K2點發(fā)生三相短路時的沖擊短路電流。cos0=0.95,n=0.94,IN.MSmUm400A66.67A6ish.MH*>/2ksh.M町^?^In.M 1.5Xm1166.67952.65A0.2ish.ishish.M (5.3940.952)kA6.346kA第四章變配電所及其一次系統(tǒng)4-1如何確定工廠的供配電電壓？供電電壓等級有0.22KV,0.38KV,6KV,10KV,35KV,66KV,110KV,220KV配電電壓等級有10KV,6KV,380V/220V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(shè)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(nèi)部向用電設(shè)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(shù)的原則是什么？答：（1）變壓器容量的確定a應(yīng)滿足用電負荷對可靠性的要求。在一二級負荷的變電所中，選擇兩臺主變壓器，當(dāng)在技術(shù)上，經(jīng)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(jīng)濟運行方式的變電所，技術(shù)經(jīng)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(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計算負荷 Sc,考慮負荷發(fā)展應(yīng)留有一定的容量裕度,并考慮變壓器的經(jīng)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(yīng)同時滿足下列兩個條件:a任一臺主變壓器運行時,應(yīng)滿足總計算負荷的60%~70%的要求,即SN=（0.6~0.7）Scb任一臺變壓器單獨運行時,應(yīng)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(zhì)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(zhì)是油。高壓真空斷路器的滅弧介質(zhì)是真空。6—6—35KV的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(jié)構(gòu)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(dǎo)地位，但價格昂貴。4-5、高壓隔離開關(guān)的作用是什么？為什么不能帶負荷操作？答：高壓隔離開關(guān)的作用是隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修及人身安全。但隔離開關(guān)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(guān)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(shè)備和線路的安全檢修及人身安全。高壓負荷開關(guān)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(yīng)用于城網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)改造。高壓負荷開關(guān)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(nèi)部是一個汽缸裝有操動機構(gòu)主軸傳動的活塞,絕緣子上部裝有絕緣噴嘴和弧靜觸頭。當(dāng)負荷開始分閘時，閘刀一端的弧動觸頭與弧靜觸頭之間產(chǎn)生電弧，同時在分閘時主軸轉(zhuǎn)動而帶動活塞，壓縮汽缸內(nèi)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(guān)的圖形和文字符號。答：高壓斷路器（文字符號為QF，圖形符號為一一X/—）；高壓隔離器（文字符號為QS，圖形符號為一一|/—）;高壓負荷（文字符號為QL,圖形符號為一一|0/—）4-8熔斷器的作用是什么？常用的高壓熔斷器戶內(nèi)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(shè)備進行短路和過負荷保護；常用的高壓熔斷器主要有戶內(nèi)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(jié)構(gòu)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?；ジ衅鲗嵸|(zhì)是一種特殊的變壓器，其基本結(jié)構(gòu)和工作原理與變壓器基本相同。其主要有以下3個功能：將高電壓變換為低電壓（100V），大電流變換為小電流（5A或1A），供測量儀表及繼電器的線圈；可使測量儀表，繼電器等到二次設(shè)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；可使儀表和繼電器標(biāo)準(zhǔn)化。電流互感器的結(jié)構(gòu)特點是：一次繞組匝數(shù)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(dāng)于1匝）；而二次繞組匝數(shù)很多，導(dǎo)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(lián)，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(jié)構(gòu)特點是：由一次繞組，二次繞組和鐵心組成。一次繞組并聯(lián)在線路上，一次繞組的匝數(shù)較多同二次繞組的匝數(shù)較少，相當(dāng)于降壓變壓器。二次繞組的額定一般為 100V。二次回路中，儀表，繼電器的電壓線圈與二次繞組并聯(lián)，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）答中央復(fù)歸不重復(fù)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(guān)SA的①一③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+WSTHB宀KM常閉觸點宀SA的①一③及17）—19）71QFT-WS接通，蜂鳴器HB發(fā)出聲響。按2SB復(fù)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(fù)動作。能在控制室手動復(fù)歸稱中央復(fù)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(lián)，形成閉和回路。另一個繞組和一個很小的阻抗串聯(lián)，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，正常工作時，二次側(cè)接近短路狀態(tài)。在正常工作時，二次側(cè)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(cè)開路會產(chǎn)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(lián)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(shè)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(nèi)部過電壓的損害的設(shè)備，是電力系統(tǒng)中重要的保護設(shè)備之一。圖形符號是4-13常用的高壓開關(guān)柜型號主要有哪些？答：高壓開關(guān)柜按型號分主要有： JYN2—10，35、GFC—7B（F）、KYN□—10，35、KGN—10、XGN2—10、HXGN□—12Z、GR—1、PJ1等。4-14常用的低壓設(shè)備有哪些？并寫出它們的圖形符號。答：名稱低壓開關(guān)柜名稱低壓開關(guān)柜符號熔斷器低壓斷路器4-15低壓斷路器有哪些功能？按結(jié)構(gòu)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(shè)備及線路的過載和短路保護；按結(jié)構(gòu)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(wǎng)，配電設(shè)備中，做短路保護和防止連續(xù)過載之用。有填料密閉管式包括RL系列如RL6RL7RL96，用于500V以下導(dǎo)線和電纜及電動機控制線路。 RT系列如RT0RT11RT14用于要求較高的導(dǎo)線和電纜及電器設(shè)備的過載和短路保護。4-16主接線設(shè)計的基本要求是什么？什么是內(nèi)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(jīng)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(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱為內(nèi)橋式接線。若斷路器跨在進線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，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(nèi)橋式接線適用于大中型企業(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??；用戶負荷變化大，變壓器操作頻繁；有穿越功率流經(jīng)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？3種類型。3種類型。當(dāng)只有一路電源供電線路和一臺變壓器時，可采用線路一變壓器組接線。當(dāng)高壓側(cè)裝負荷開關(guān)時，變壓器容量不大于 1250kVA;高壓側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)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(shè)備少，配電裝置簡單，節(jié)約投資。缺點：該單元中任一設(shè)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(chǎn)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(dāng)只有一路電源進線時，常用這種接線，每路進線和出線裝設(shè)一只隔離開關(guān)和斷路器。靠近線路的隔離開關(guān)稱線路隔離開關(guān)，靠近母線的隔離開關(guān)稱母線隔離開關(guān)。優(yōu)點：接線簡單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)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(dāng)電源線路，母線或母線隔離開關(guān)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(dāng)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。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(shè)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(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱為內(nèi)橋式接線。若斷路器跨在進線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，稱為外橋式接線。橋接線的特點是：①接線簡單②經(jīng)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?分段的目的是什么?答:當(dāng)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(dāng)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(guān),后閉合斷路器;切斷電路時先斷開斷路器,后斷開隔離開關(guān).這是因為帶負荷操作過程中要產(chǎn)生電弧,而隔離開關(guān)沒有滅弧功能,所以隔離開關(guān)不能帶負荷操作.第五章電氣設(shè)備的選擇5-1答：（1）a根據(jù)電氣裝置所處的位置b5-1答：（1）a根據(jù)電氣裝置所處的位置b按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓；,使用環(huán)境和工作條件,選擇電氣設(shè)備型號；按短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定開關(guān)電器斷流能力校驗高壓斷路器如何選擇？1）根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件來選擇設(shè)備的型號。按短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定開關(guān)電器斷流能力校驗高壓斷路器如何選擇？1）根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件來選擇設(shè)備的型號。（2）（3）2答：（2）在正常條件下，按電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于其所在線路的額定電壓選擇額定電壓，電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于實際通過它的最大負荷電流選擇額定電流。（3）動穩(wěn)定校驗I I（3）'max 'sh式中，I黑為沖擊電流有效值，Imax為電氣設(shè)備的極限通過電流有效值。（4）熱穩(wěn)定校驗It2t I（3）2tma式中，It為電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流， t為熱穩(wěn)定時間。（5）開關(guān)電器流能力校驗對具有斷流能力的高壓開關(guān)設(shè)備需校驗其斷流能力。開關(guān)電氣設(shè)備的斷流容量不小于安裝點最大三相短路容量，即 SocSK.max5-3跌落式熔斷器如何校驗其斷流能力 ？答：跌落式熔斷器需校驗斷流能力上下限值 ，應(yīng)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(cè)均有熔斷器保護，所以不需要校驗短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。流互感器沒有。5-5電流互感器按哪些條件選擇？變比又如何選擇？二次繞組的負荷怎樣計算？答：1）電流互感器按型號、額定電壓、變比、準(zhǔn)確度選擇。2）電流互感器一次側(cè)額定電流有 20，30，40，50，75，100，150，200，400，600,800,1000，1200，1500，2000（A）等多種規(guī)格，二次側(cè)額定電流均為 5A，—般情況下，計量用的電流互感器變比的選擇應(yīng)使其一次額定電流不小于線路中的計算電流。器為保證其準(zhǔn)確度要求，可以將變比選的大一些。3）5-6答：而電保護用的電流互感二次回路的負荷取決于二次回路的阻抗的值。電壓互感器應(yīng)按哪些條件選擇？準(zhǔn)確度級如何選用？電壓互感器的選擇如下：?按裝設(shè)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(yīng)不低于裝設(shè)點線路額定電壓；?按測量儀表對電壓互感器準(zhǔn)確度要求選擇并校驗準(zhǔn)確度。計量用電壓互感器準(zhǔn)確度選0.5級以上，測量用的準(zhǔn)確度選1.0準(zhǔn)確度為3P級和6P級。5-7室內(nèi)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。級或3.0級，保護用的母線截面選擇：（1）按計算電流選擇母線截面，且 Ia1Ia1■c式中，Ia1為母線允許的載流量；Ic為匯集到母線上的計算電流。（2）年平均負荷、傳輸容量較大時，宜按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面，且IcSecjec式中，式中，jec為經(jīng)濟電流密度， Sec為母線經(jīng)濟截面。式中，式中，jec為經(jīng)濟電流密度， Sec為母線經(jīng)濟截面。5-8支柱絕緣子的作用是什么？按什么條件選擇？為什么需要校驗動穩(wěn)定而不需要校驗熱穩(wěn)定？答：（1）作用是用來固定導(dǎo)線或母線，并使導(dǎo)線與設(shè)備或基礎(chǔ)絕緣。（2） 支柱絕緣支的選擇應(yīng)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（3） 因為短路時會產(chǎn)生沖擊電流并作用在絕緣子上，但不會發(fā)熱就不需要校驗熱穩(wěn)定。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1）2）3）4）Fc0.6Fa1FcK(l1l1)；(3)2仆FcishlUa式中，F(xiàn)c為三相短路電流作用于穿墻套管上的計算力 （N）；Fa1為穿墻套管允許的最大抗彎破壞負荷（N）;li為穿墻套管與最近一個支柱絕緣子間的距離 （m,I2為套管本身的長度（m），a為相間距離，a為相間距離，5）熱穩(wěn)定校驗K0.862。l(3)2It2t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(guān)柜柜內(nèi)沒有隔離開關(guān)，而固定式開關(guān)柜柜內(nèi)有隔離開關(guān)？答：移開式開關(guān)柜中沒有隔離開關(guān)， 是因為斷路器在移開后能形成斷開點， 故不需要隔離開關(guān)。而固定式開關(guān)柜內(nèi)的結(jié)構(gòu)型式是固定式，所以需要隔離開關(guān)。2至32至3級，以使靠近5-12低壓斷路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(gòu)形式應(yīng)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(yīng)不低于裝設(shè)地點線路的額定電壓；（3）低壓斷路器的額定電流應(yīng)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(yīng)不小于線路中最大三相短路電流；A:對萬能式（DW型）斷路器，其分斷時間在 0.02s以上時，有IocI(3)IKB: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I I(3)■oc ■sh或iocis：)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(guān)、斷路器，并校驗它們的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。解：據(jù)題意可得：Uwn=10kV. lc=150A.Ik(3)=9kA.lsh(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(guān)技術(shù)參數(shù)及裝設(shè)地點的電氣條件和計算選擇結(jié)果列于下表中，從中可以看出斷路器的對數(shù)均大于裝設(shè)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(shè)地點電氣條件結(jié)論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)1Un10kV>=Uw.n10kV合格2In630A>=Ic150A合格3Ioc16kA>=Ik(3)9kA合格4Imax40kA>=Ish(3)23kA合格5ItA2*t16A2*4=1024kAA2s>=IkA2*tima9A2*(1.4+0.1)=121.5kAA2s合格(2)高壓隔離開關(guān)的選擇查表A-5,選擇CN-10T/400高壓隔離開關(guān)。選擇計算結(jié)果列于下表中。序號CN-10T/400選擇要求裝設(shè)地點電氣條件結(jié)論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)1Un10kV>=Uw.n10kV合格2In400A>=Ic150A合格3Imax30kA>=Ish(3)23kA合格4ItA2*t14A2*5=13720kAA2s>=IkA2*tima9A2*(1.4+0.1)=121.5kAA2s合格5-14某10kV車間變電所，變壓器容量為 630kVA，高壓側(cè)短路容量為100MVA若用RN1型高壓熔斷器做高壓側(cè)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）=36.37IN.FU>=IN.FE根據(jù)上式計算結(jié)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）檢驗熔斷器能力：loc=12kV>lkmax=10kA所以：所選RN1-10型熔斷器滿足要求。5-15在習(xí)題5-13的條件下，若在該線路出線開關(guān)柜配置