《供用電技術》期末考試復習題及習題與講解

供用電技術復習題（課程代碼392218）一.簡答題1.簡述電能的特點。答：（1）電能不能大量存儲。（2）電磁過程的快速性。（3）與國民經(jīng)濟的各部門，人們的日常生活等有著極其密切的關系。2.電能質(zhì)量能夠反映什么？電能質(zhì)量指標主要包括哪些內(nèi)容？答：電能質(zhì)量是表征電能品質(zhì)的優(yōu)劣程度。電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量與頻率質(zhì)量兩部分。電壓質(zhì)量分為幅值與波形質(zhì)量兩方面。通常以電壓偏差，電壓波動和閃變，電壓正弦波畸變率，三相電壓不平衡度，頻率偏差等指標來衡量。3.直流輸電與交流輸電相比較有什么優(yōu)點？答：（1）輸送相同功率時，直流線路造價低。（2）直流輸電的功率和能量損耗小。（3）對通訊干擾小。（4）直流線路穩(wěn)態(tài)運行時，線路本身無需無功補償。（5）可以實現(xiàn)不同頻率或者相同頻率交流系統(tǒng)之間的非同步聯(lián)系。（6）直流輸電線的功率和電流的調(diào)節(jié)控制比較容易并且迅速。4.電力系統(tǒng)的額定電壓是如何規(guī)定的？答：電力系統(tǒng)的額定電壓是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展需要，考慮技術經(jīng)濟上的合理性以及電機，電器制造工業(yè)水平發(fā)展趨勢等系列因素，經(jīng)過全面分析后，由國家頒布的。它是確定各類設備額定電壓的基本依據(jù)。5.電力變壓器并聯(lián)運行時必須滿足哪些要求？答：（1）所有并列變壓器的一、二次額定電壓必須對應相等。（2）所有并列變壓器的短路電壓必須相等。（3）并列變壓器的聯(lián)結組別必須相同。6.什么是負荷曲線？答：負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，它反映了用戶用電的特點和規(guī)律。7.什么是計算負荷？為什么計算負荷通常采用30Min最大負荷？正確確定計算負荷的意義。答：通過負荷的統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值，稱為計算負荷。由于導體通過電流達到穩(wěn)定溫升的時間需要3t-4t，t為發(fā)熱時間常數(shù)。截面在16mm^2及以上的導體，其t>=10min，因此載流導體大約經(jīng)30min后可以達到穩(wěn)定溫升值。計算負荷是供電設計的基本依據(jù)。計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導線電纜選擇是否經(jīng)濟合理。8.短路的形式有哪些？答:兩相接地短路，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。9.尖峰電流的定義。答:尖峰電流是指持續(xù)時間1s至2s的短時最大負荷電流。10.提高自然功率因數(shù)有哪些常用的方法？它們的基本原理是什么？1/24

答：提高自然功率因數(shù)的主要途徑是如何減少感應電動機和變壓器上消耗的無功功率。提高自然功率因數(shù)就是不添置任何補償設備，采取科學措施減少用電設備無功功率需求量，使得供電系統(tǒng)的總功率因數(shù)提高。11．電力變壓器應裝設有那幾種保護？答：一般裝有過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護，容量較大的加裝有差動保護和瓦斯保護。12.我國規(guī)定的“工頻”是多少?對其頻率偏差有何要求?答：工頻：一般交流電力設備的額定頻率為50HZ。相關規(guī)定：頻率偏差正負0.2Hz；電壓偏差正負5%；電壓偏差是指電氣設備的端電壓與其額定電壓之差，通常以其對額定電壓的百分值來表示。13.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?答：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：設備臺數(shù)少，容量差別懸殊時采用。14.什么叫無限大容量的電力系統(tǒng)?它有什么特點?答：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。15.互感器兩種？它們在使用時有哪些注意事項？互感器包括電流互感器和電壓互感器。電流互感器使用注意事項：（1）工作時二次側不得開路，（2）二次側有一端必須接地，（3）電流互感器在連接時，要注意其端子的極性。電壓互感器的使用注意事項：（1）工作時二次側不得（2）二次側有端必須接地，（3）互感器在連接時注意其端子的極性。配電系統(tǒng)常用的主接線有哪幾種類型？答：主要包括高壓配電所主接線圖，車間變電所主接線所主接線圖。低壓設備有低壓電器是指供電系統(tǒng)低壓熔斷器和低壓配電屏等。18.短路電流周期分量和非周期分量各是如何短路電流周期分量是因后電路阻抗突然減小很多倍，而按歐姆定律應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)的電力系統(tǒng)。包括哪答：短路16.供圖和工廠總降壓變電17.常用的哪些？中1000v及以下的開關電器。常用的有低壓斷路答：器，產(chǎn)生的?各符合什么定律?答：短路規(guī)律衰減的電流。19.用標幺值法進行短路電流計算有什么優(yōu)點？答：（1）在三相電路中，標幺值相量等于線量。(2)三相功率和單相功率的標幺值相同。（3）兩個標幺值相加或者想乘，仍然得同一基準下的標幺值。（4）當電網(wǎng)的電的倒數(shù)。開關電器，其校驗的條件是什么?短路動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。源電壓為額定值時，功率標幺值與電流標幺值相同，等于電抗標幺值20.對一般答：21.變壓器空載合閘時勵磁涌流有什么特點？2/24

答：變壓器空載合閘時，勵磁涌流的大小與合閘初相角有關，合閘瞬間初相角不同，也就是合閘瞬的電壓不同，合閘瞬的電壓越高勵磁的涌流就會越大。22.縱聯(lián)保護在電網(wǎng)中的重要作用是什么?答：由于縱聯(lián)保護在電網(wǎng)中可實現(xiàn)全線速動，因此它可保證電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性和提高輸送功率、縮小故障造成的損壞程度、改善后備保護之間的配合性能。23.在電氣設備上工作時，保證安全的組織措施有哪些？答：（1）加強電氣安全教育；（2）嚴格執(zhí)行安全工作規(guī)程；（3）加強維護和檢修工作；（4）采用電氣安全用具；（5）采用漏電保護裝置。24.硬件系統(tǒng)答：微機保護系統(tǒng)由時鐘，通信，控制和信號等部分組成。通常包括哪些部分？數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，微型控制器，存儲器，顯示器，鍵盤，來進行短路保過負荷電流。25.高壓負荷開關有哪些功能?它可裝設什么保護裝置?它靠什么護?答：負荷開關功能：具有簡單的滅弧裝置，能通斷一定的負荷電流和可裝設熱脫扣器保護裝置，它與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進行短路保護。26.高壓斷路器有哪些功能?答：斷路器功能：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。27.低壓斷路器如何選擇?答：選擇低壓斷路器應滿足的條件：（1）低壓斷路器的額定電壓不低于保護線路的額定電壓。（2）低壓斷路器的額定電流不小于它所安裝的脫扣器的額定電流。（3）低壓斷路器的類型應符合安裝、保護、操作方式的要求。28.供電系統(tǒng)中有哪些常用的過電流保護裝置?對保護裝置有哪些基本要求?過電流保護裝置：熔斷器、低壓斷路器、繼電保護?；疽螅哼x擇性、答：速動性、可靠性、靈敏度。29.二次回路的安裝接線應符合哪些要求?答：(1)按圖施工，接或壓接等，均應牢固可靠。(3)盤、柜內(nèi)的導線不傷。（4）電纜芯線和導線的編號，字跡清晰且不易脫色。(5)配線應整齊、清晰、美觀，導線絕緣應良好，無損傷。30.什么叫直接觸電防護?什么叫間接觸電防護?答：直接觸電防護：帶電部分的防護，如對帶電導體加隔離柵欄等。間接觸電防護：對正常時不帶電而故障時可帶危險電壓的外露可導電部分(如金屬外殼、框架等)的防護，例如將正常不帶電壓的外露可導電部分接地，并裝設接地故障保護。31．什么叫接地?什么叫接地裝置?電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。接地線與接地體的組合，稱為接地裝置。32.什么叫過電壓?過電壓有哪些類型?其中雷電過電壓過電壓是指在電氣線路或電氣設備上出現(xiàn)的超過正常工作要可分為內(nèi)部過電壓和雷電過電壓兩大類。雷電過電壓的兩種基本形式：(1)直接雷擊；(2)間接雷擊。雷電過電壓還有一種是由于架空線路或金屬管道遭受直接接線正確。（2）導線與電氣元件間采用螺栓連接、插接、焊應有接頭，導線芯線應無損端部均應標明其回路對直接接觸正常又有哪些形式?答：求的電壓。3/24或間接雷擊而引起的過電壓波，沿線路或管道侵入變配電所，這稱為雷電波侵入或高電位侵入。33.避雷器的主要功能是什么?答：防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)，以免危及被保護設備的絕緣。34.電氣照明有哪些特點?答：電氣照明具有燈光穩(wěn)定、色彩豐富、控制調(diào)節(jié)方便和安全經(jīng)濟等優(yōu)點，成為應用最為廣泛的一種照明方式。35.為什么在6～10kV的高壓配電電壓中最好是采用10kV?答：從技術指標來看，在同樣輸送功率和輸送距離條件下，配電電壓越高，線路電流越小，因而采用的導線截面積越小，可減少線路的初期投資和有色金屬的消耗量，且減少線路的電能損耗和電壓損耗，采用10kV較6kV更適應于發(fā)展，輸送功率更大，輸送距離更遠。36.電力變壓器應裝設有那幾種保護？答：一般裝有過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護，差動保護和瓦斯保護。37.內(nèi)部過電壓分為哪幾種？容量較大的加裝有答：操作過電壓、弧光接地過電壓、鐵磁諧振過電壓。38.工廠低壓配電系統(tǒng)接線方式有哪些方式?答：放射式、樹干式、混和式和環(huán)形等方式。39.變壓器在運行時，外部檢查的項目檢查有哪些？答：(1)油面高低；（2）上層油面溫度；(3)外殼接地是否良好；(4)檢查套管是否清潔；（5）聲音是否正常；（6）冷卻裝置運行情況。40.變壓器空載試驗目的有哪些？答：(1)確定電壓比；（2）判斷鐵芯質(zhì)量；（3）測量勵磁電流；（4）測量空載損耗。41.低壓斷路器的瞬時、短延時和長延時過流脫扣器動作電流如何整定？答：（1）瞬時過流脫扣器動作電流應躲過線路的尖峰電流。（2）短延時過流脫扣器動作電流應躲過線路短時間出現(xiàn)的尖峰電流。（3）長延時過流脫扣器動作電流應躲過線路的最大負荷電流。42.變壓器短路試驗目的有哪些？答：（1）測定阻抗電壓；（2）負載損耗；（3）計算短路參數(shù)。4/24

43.工廠變配電所對電氣主接線要求有哪些？答:（1）可靠性；（2）靈活性；（3）操作方便；（4）經(jīng)濟性；（5）有擴建可能性。44.工廠供電線路及車間配電線路在運行中突然停電時應如何處理？答：當雙回路進線中有一路進線停電時，應立即進行切換操作，將負荷特別是其中重要負荷轉移到另一個回路進線供電。45.配電變壓器“三位一體”的接地是指什么？答：變壓器金屬外殼，避雷器，引下線和變壓器的低壓側中心點應接在一起，然后再與接地裝置相連接。46．低壓配電系統(tǒng)中的中性線、保護線和保護中性線各有哪些功能?答：中性線(N線)的功能：一是用來接駁相電壓220V的單相用電設備；二是用來傳導三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流；三是保護線(PE線)的功能：它是用來保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線。保護中性線(PEN線)的功能：它兼有中性線(N線)和保護線(PE線)的功能。47.高壓隔離開關有哪些作用？它為什么不能帶負荷操作？它為什么能作減小負載中性點的電位偏移。為隔離電器來保證安全檢修？答：隔離高壓電源，以保證其他設備和線路的安全檢修。隔離開關沒有專門的滅弧裝置，不能帶負荷操作。且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的。能充分保障人參和設備的安全。斷開后有明顯可充分斷開間隙，48.簡述改善功率因數(shù)的方法。答：改善功率因數(shù)的方法，主要有兩種途徑。一是提高自然功率因數(shù)的方法：選擇電動機容量應滿載運行；選擇電力變壓器載運行。二是并聯(lián)電容器補償無功功率。容量不宜太大，限制設備空49.10KV變電所的一次設備有那些？答：有高壓熔斷器、高壓斷路器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、高壓開關柜等。50.按功能分繼電保護系統(tǒng)的繼電器有那幾種？答：有電流繼電器、電壓信號繼電器等。51.高壓和低壓的放射式接線和樹干式接線有哪些優(yōu)缺點？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(xiàn)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：繼電器、差動繼電器、時間繼電器、中間繼電器、5/24

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。52.電壓波動的抑制措施有哪些？答：（1)專用線路或專用變壓器供電；（2)增大供電容量減少系統(tǒng)阻抗；（3）減小引起波動的負荷；（4）選高電壓等級；（5）裝設吸收無功裝置。53.電弧產(chǎn)生的原因有哪些？答：主要分為兩個方面（1）內(nèi)在因素：觸頭本身及觸頭周圍介質(zhì)含有大量可被游離的電子。（2）外在因素：當分斷的觸頭間存在足夠大的外施電壓的條件下，而且電路電流也達到最小生弧電流，其間的介質(zhì)就會強烈游離形成電弧。54.對地電壓，接觸電壓，跨步電壓分別是什么？答:（1）對地電壓：電氣設備的接地部分，如接地的外殼和接地體等，與零電位的“地”之間的電位差。（2）接觸電壓：電氣設備的絕緣損壞時，在身體可同時觸及的兩部分之間出現(xiàn)的電位差。如手觸及設備的金屬外殼，則人手與腳之間所呈現(xiàn)的電位差，即為接觸電壓。（3）跨步電壓：在接地故障點附近行走時，兩腳之間出現(xiàn)的電位差，越靠近接地故障點或跨步越大，跨步電壓越大。離接地故障點達20m時，跨步電壓為零。55.變壓器的繼電保護有哪些以及它們的共同點與區(qū)別。答：變壓器的繼電保護有過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護。共同點：它們都是超過正常工作時額定電流的動作電流。區(qū)別點：過負荷保護的電流小，動作時間較長；過電流保護的電流比過負荷保護的電流大，動作時間比過負荷保護的動作時間的小；電流速斷保護的電流比過電流保護的電流大，動作時間比過過負荷保護的動作時間的長，但比過電流保護的時間的小。二.計算題1.已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有380V的三相電動機7.5kw3臺，4kw8臺，3kw17臺，1.5kw10臺。試用需要系數(shù)法求其計算負荷。解：此機床組電動機的總容量為P7.5kW34kW83kW171.5kW10120.5kWe得K=0.16~0.2(取0.2)，cos0.5,tan1.73d有功計算負荷無功計算負荷視在計算負荷0.2120.5kW24.1kWP30Q24.1kW1.7341.7kvar24.1kW30S48.2kVA300.548.2kVA73.2A30.38kV計算電流I306/242.已知某一班電器開關制造工廠用電設備的總容量為4500kW，線路電壓為380V，試估算該廠的計算負荷。(需要系數(shù)K=0.35、功率因數(shù)cosφ=0.75、tanφ=0.88)d解：P30=KdPe=0.35×4500=1575kWQ30=tanφP30=0.88×1575=1386kvarS30=P30/cosφ=2098KVAI30=S30/(3U)=2098/(0.383)=3187.7A3.已知某機修車間金屬切削機床組，擁有380V的三相電動機7.5KW3臺，4KW8臺，3KW17臺，1.5KW10臺（b=0.14、c=0.4、x=5、cosφ=0.5、tanφ=1.73）。試求計算負荷。解：總容量：Pe=∑Pei=120.5kWx臺最大容量的設備容量：Px=7.5KW×3+4KW×2=30.5kW有功計算負荷：P30=bPe+cPx=0.14×120.5kW+0.430.5kW×=29.1kW無功計算負荷：Q30=tanφP30=173.×29.1kW=50.3kvar視在計算負荷：S30=P30/cosφ=58.2KVA計算負荷：I30=S30/(3U)=88.4A4.某變電所低壓側有功計算負荷P=650kW，無功計算負荷Q=800kvar。30301．低壓側的功率因數(shù)是多少？2．若想把功率因數(shù)提高到0.92，應裝設BW0.4-12-1的電容器多少個？（每個BW0.4-12-1的電容器額定容量為12kvar）解：(1)S=1031kVA30cosφ=650/1031=0.63(2)QC=650×[tan(arccos0.63)–tan(arccos0.92)]=525kvar取QC=530kvarn=530/12=44.2個取45個5.裝配車間380V線路，供電給金屬切削機床電動機組18臺共60kW，通風機組2臺共10kW，確定線路的計算負荷。（金屬切削機床電動機取K=0.2，cos=0.5，dφtan=1.73，通風機組取K=0.8，cos=0.8，tan=0.75，總計算負荷取K=0.95，φK=0.97）(12分)dφφ∑p∑q解:（1)金屬切削機床組有功計算負荷P=0.2×60=12kW30(1)無功計算負荷Q=12×1.73=20.8kvar30(1)（2）通風機組有功計算負荷P=0.8×3=2.4kW30(2)無功計算負荷Q=2.4×0.75=1.8kvar30(2)（3）總計算負荷7/24有功計算負荷P=0.95×（12＋2.4）=13.7kW30總無功計算負荷Q=0.97×（20.8＋1.8）=21.9kvar30總視在計算負荷S==P2Q2=25.8kVA30總3030計算電流I=25.8/3×0.38=39A30總6.某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW（其中較大容量電動機有7.5kW1臺，4Kw3臺，2.2Kw7臺），通風機2臺共3kW，電阻爐1臺2kW。試用二項式法來確定機修車間380V線路的計算負荷。解：先求各組的bP和cPex（1）金屬切削機床組b=0.14，c=0.4，x=5，cos=0.5，tan=1.73，=0.14×50kw=7kWbPe(1)=0.4（7.5kw×1+4kw×3+2.2kw×1）=8.68kwcPx(1)（2）通風機組b=0.65，c=0.25，x=5，cos=0.8，tan=0.75，=0.65×3kw=1.95kw=0.25×3kw=0.75kwbPe(2)cPx(2)（3）電阻爐b=0.7，c=0，x=0，cos=1，tan=0，故=0.7×2kw=1.4kw=0bPe(3)cPx(3)以上各組設備中，附加負荷以為最大，因此總計算負荷為cPx(1)P=（7+1.95+1.4）+8.68=19kw30Q=（7×17.3+1.95×0.75+0）+8.68×1.73=28.6kvar30S=3019228.62kVA34.3kVAI=34.3kVA52.1A3030.38kV7.如圖所示220/380V三相四線制線路上，接有220V單相電熱干燥箱4臺，其中2臺10kW接于A相，1臺30kW接于B相，1臺20kW接于C相。另有380V單相對地焊機4臺，其中2臺14kW（ε=100%）接于AB相間，1臺20kw（ε=100%）8/24接于BC相間，1臺30kW（ε=60%）接于CA相間。試求此線路的計算負荷。解：（1）電熱干燥箱的各相計算負荷K=0.7，cos=1，tan=0。計算其有功計算負荷：dA相B相C相P=K=0.7×2×10kw=14kwP30.A（1）de.AP=K=0.7×1×30kw=21kw=0.7×1×20kw=14kwP1）de.B30.B（P=K30.C（1）dPe.C（2）焊機的各相計算負荷先將接于CA相間的30kw（ε=60%）換算至ε=100%的容量，即P0.630KW23kWCAK0.35,cos0.7,tan1.02；當cos0.7時的功率換算系數(shù)dppp0.8,ppp0.2,qqq0.22,ABABCBCACABBBCCCAAABABCBCACqqq0.8。因此對焊機換算到各相的有功和無功設備容量為ABBBCCCAAA相0.8214kW0.223kW27kWPAQ0.22214kvar0.823kvar24.6kvarAB相0.820kW0.2214kW21.6kWPBQ0.2220kvar0.8214kvar26.8kvarBC相0.823kW0.220kW22.4kWPCQ0.2223kvar0.820kvar21.1kvarC各相的有功和無功計算負荷為A相0.3527kW9.45kWP30.A(2)9/24Q0.3524.6kvar8.61kvar30.A(2)B相0.3521.6kW7.56kWP30.B(2)Q0.3526.8kvar9.38kvar30.B(2)C相0.3522.4kW7.84kWP30.C(2)Q0.3521.1kvar7.39kvar30..C(2)（3）各相總的有功和無功計算負荷A相PP30.A(2)14kW9.45kW23.5kW21kW7.56kW28.6kW14kW7.84kW21.8kWP30.A30.A(1)QQ8.61kvar30.A(2)30.AB相PP30.B(2)P30.B30.B(1)QQ9.38kvar30.B(2)30.BC相PP30.C(2)P30.C30.C(1)QQ7.39kvar30.C(2)30.C（2）總的等效三相計算負荷因B相的有功計算負荷最大，故取B相計算等效三相計算負荷，由此可得P3P328.6kW85.8kW3030.BQ3Q3039.38kvar28.1kvar30.BSP2Q285.8228.12kVA90.3kVA30303090.3kVA137A30.38kVS303UI30N8.某廠壓變電所裝設一臺主變壓器。已知變電所低壓側有功計算負荷為650kW，無功計算負荷為800kvar。為了使工廠(變電所高壓側)的功率因數(shù)不低于0.9，如在變電所低壓側裝設并聯(lián)電容器進行補償時，需裝設多少補償容量?并問補償前后工廠變電所所選主變壓器容量有何變化?解：(1)補償前的變壓器容量和功率因數(shù)變壓器低壓側的視在計算負荷為S65028002kVA1031kVA30(2)主變壓器容量選擇條件為≥S，因此未進行無功補償時，主變壓器SNT30(2)10/24容量應選為1250kV·A。這時變電所低壓側的功率因數(shù)為：cos=650／1031＝0.63(2)(2)無功補償容量按規(guī)定，變電所高壓側的cos≥0.9，考慮到變壓器本身的無功功率損耗△Q遠大于其有功功率損耗△P，一般△Q＝(4～5)△P，因此在變壓器低壓側進ＴＴＴＴ行無功補償時，低壓側補償后的功率因數(shù)應略高于0.90，取cos′＝0.92。低壓側需裝設的并聯(lián)電容器容量為：Qc=650×(tanarccos0.63－tanarccosO.92)kvar=525kvar取QＣ=530kvar(3)補償后的變壓器容量和功率因數(shù)補償后變電所低壓側的視在計算負荷為S6502(800530)2kV·A=704kV·A30(2)因此主變壓器容量可改選為800kV·A，比補償前容量減少450kV·A。變壓器的功率損耗為△P≈0.015S=0.015x704kV·A=10.6kWT30(2)△Q≈0.06S=0.06×704kV·A=42.2kvarT30(2)變電所高壓側的計算負荷為P=650kW+10.6KW＝661kW30(1)Q=(800—530)kvar+42.2kvar=312kvar30(1)S66123122kV·A＝731kV·A30(1)補償后工廠的功率因數(shù)為cos=P／S=661／731＝0.90430(1)30(1)9.某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。電力系統(tǒng)出口斷路器為SNl0—10II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，S100MVAUd10.5kV，Uc20.4kVc111/24100MVA5.50kA310.5kVSId1d3Uc1100MVA144kA30.4kVSId2d3Uc2<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S500MVAocX*100500MMVVAA0.2(2)架空線路的電抗標幺值1X0.35/km0X*0.35(/km)5km100MVA1.59(10.5kV)22<3>電力變壓器的電抗標幺值U=5％k5100MVA1001000kVA1001000kVA5100103kVA5.0X*X*34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X*(k1)X*X*0.21.591.7912(2)三相短路電流周期分量有效值I5.50kA3.07kA1.79I(3)d1k1X*(k1)(3)其他三相短路電流I"(3)I(3)I(3)3.07kAk1i(3)2.553.07kA7.83kAshI(3)1.513.07kA4.64kAsh12/24(4)三相短路容量100MVA55.9MVA1.79SS(3)dk1X*(k1)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X*X*X*X*//X*0.21.5954.29(k2)12342(2)三相短路電流周期分量有效值I144kA33.6kA4.29I(3)d1k2X*(k2)(3)其他三相短路電流I"(3)I(3)I(3)33.6kAk2i(3)1.8433.6kA61.8kAshI(3)1.0933.6kA36.6kA(4)三相短路容量100MVA23.3MVA4.29SS(3)dk2X*(k2)由此可見，采用標幺制法的計算結果與歐姆法計算的結果基本相同。10.已知工廠變電所380V側母線上接有250kW感應電動機一臺，平均cos0.7，效率=0.75，380V母線的短路電流33.7kA,i(3)62.0kA；該母線I(3)ksh采用LMY-100×10的硬鋁母線，水平平放，檔距為900mm，檔數(shù)大于2，相鄰兩相母線的軸線距離為160mm。力，并校驗保護動作時間為0.6s，低壓斷路器的斷路時間。校驗其試求該母線三相短路時所受的最大電動其動穩(wěn)定度。如果此母線的短路正常運行時最高溫度為55C為0.1s。該母線熱穩(wěn)定度。解：1.計算母線短路時所受的最大電動力電動機額定電流為250kWI0.724kA3380V0.70.75NM由于I0.01I(3)，該電動機的反饋電流沖擊值為NMki6.510.724kA4.7kAshM因此母線在三相短路時所受的最大電動力為F(3)3(i(3)i)2l107N/A2ashshM13/243(62.0103A4.7103A)20.9m107N/A24334N0.16m2.校驗母線短路時的動穩(wěn)定度母線在作用時的彎曲力矩為F(3)MF(3)l4334N0.9m390Nm1010母線的截面系數(shù)為b2h(0.1m)20.01mW1.667105m366母線在三相短路時所受到的計算應力為390NmM23.4106Pa23.4MPaW1.667105m3硬鋁母線(LMY)的允許應力為c70MPa23.4MPaalc由此可見該母線滿足短路動穩(wěn)定度的要求。3.母線滿足短路熱穩(wěn)定度的最小允許截面，曲線得L55C0.5104A2s/mm4LC87As/mm2Ktt0.05stt0.05s0.6s0.1s0.05s0.75simakopoct0.75sAIminima33.7103AC=335mm2(3)87As/mm2母線截面為A=100×10=1000mm2>A，該母線滿足短路熱穩(wěn)定度要求。mm2min11.某10／0.4kV變電所，總計算負荷為1200kV·A，其中一、二級負荷680kV·A。試初步選擇該變電所主變壓器的臺數(shù)和容量。解：根據(jù)變電所有一、二級負荷的情況，確定選兩臺主變壓器。每臺容量S=(0.6～0.7)×1200kV·A=(720～840)kV·A，且S≥NTNT680kV·A，初步確定每臺主變壓器容量為800kV·A。12.現(xiàn)有一臺S9-800/10型配電變壓器與一臺S9-2000/10型配電變壓器并列運行，均為D，ynll聯(lián)結。負荷達到2800kV·A時，變壓器中哪一臺將要過負荷?過負荷可達多少?解：并列運行的變壓器之間的負荷分配是與阻抗標幺值成反比的。變壓器的阻抗標幺值按下式計算US0d通常取100MVA105KVA；SdZ*k0100STNS9-800變壓器(T1)的=5，S9-2000變壓器(T2)的=6，兩臺變壓器的UUk000k014/245kVA)：阻抗標幺值分別為(取Sd5105kVAZ*100800kVA6.25T16105kVAZ*1002000kVA3.00T2在負荷達2800kV·A時各臺負擔的負荷分別為3.00S2800kVA6.253.00908kVAT16.25S2800kVA6.253.001892kVA變壓器(T1)將過負荷(908-800)kV·A=108kV·A，將超過其額定容量13.5％。T2按規(guī)定，油浸式電力變壓器正常允許過負荷可達20％(戶內(nèi))或30％(戶外)。因此變壓器過負荷13.5％還是在允許范圍內(nèi)的。另外，從上述兩臺變壓器的容量比來看，800kV·A：2000kV·A=1：2.5，尚未達到一般不允許的容量比1：3。但考慮到負荷的發(fā)展和運行的靈活性，S9—800／10型變壓器宜換以較大容量的變壓器。13.有一條采用BLX-500型鋁芯橡皮線明敷的220／380V的TN-S線路，線C路計算電流為150A，當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?30。試按發(fā)熱條件選擇此線路的導線截面。解：(1)相線截面A的選擇C環(huán)境溫度為30時明敷的BLX-500型截面為50mm2的鋁芯橡皮線的Ial=163A>I=150A，滿足發(fā)熱條件。因此相線截面選為A=50mm2。30(2)中性線截面A的選擇0按A≥0.5A，選A=25mm2。00(3)保護線截面A的選擇PE由于A>35mm2，故選A≥0.5A=25mm2。PE所選導線型號可表示為：BLX-500-(3×50+1×25+PE25)。14.有一條用LGJ型鋼芯鋁線架設的5km長的35kV架空線路，計算負荷為2500kW，cos=0.7，T=4800h。試選擇其經(jīng)濟截面，并校驗其發(fā)熱條件和機max械強度。解：(1)選擇經(jīng)濟截面15/24p3Ucos2500kWI=30==58.9A335kV0.730Nj=1.15A／mm2ec58.9A1.15A/mm2A=ec=51.2mm2選標準截面50mm2，即選LGJ-50型鋼芯鋁線。（2）校驗發(fā)熱條件LGJ-50的允許載流量I=178A>I=58.9A，滿足發(fā)熱條件。al30(3)校驗機械強度35kV架空鋼芯鋁線的最小截面A=35mm2<A=50mm2，選LGJ-50型鋼芯鋁min線也滿足機械強度要求。15.試驗LGJ-50型鋼芯鋁線是否滿足允許電壓損耗5%的要求。已知該線路導線為水平等距排列，相鄰線距為1.6m。解：由上題知P=2500kW，cos=0.7，因此tan=1，Q=2500kvar。3030用A=50mm2和a=1.26×1.6m2m，R=0.68／km，X=0.39／km。av00線路的電壓損耗為U2500kW(50.68)2500kvar(50.39)=382V35kV線路的電壓損耗百分值為U%=100382V=1.09%<U=5%3500V選LGJ-50型鋼芯鋁線滿足電壓損耗要求。al16.某220／380V線路，采用BLX-500-(3×25+1×16)mm2的四根導線明敷，在距線路首端50m處，接有7kW電阻性負荷，在線路末端(線路全長75m)接有28kW電阻性負荷。試計算該線路的電壓損耗百分值。解：C=46.2kW·m／mm2，而∑M=7kW50m28kW75m=2450kWmU%=MCA2.12%46.225245017.某220/380V的TN-C線路，如下圖所示。線路擬采用BX-500型銅芯橡皮絕緣線戶內(nèi)明敷，環(huán)境溫度為30℃,允許電壓損耗為5%。試選擇該線路的導線截面。解：（1）線路的等效變換將圖a所示帶均勻分布負荷的線路，等效變換為圖b所示集中負荷的線路。16/24q20kW0.7515kvar。0.8,tan0.75,故111原集中負荷p20kW,cos1kWmm20kW,cos20.8,tan0.75,p20.4(/)50原分布負荷2q20kW0.7515kvar。故2（3）按發(fā)熱條件選擇導線截面線路中的最大負荷（計算負荷）為Ppp20kW20kW40kW12Qqq15kvar15kvar30kvar12SP2Q2402302kVA50kVAS50kVAI76A30.38kV3UNBX-500型導線在30℃明敷時的77AI76A。因此可選3A10mm2Ial根BX-500-1×10導線作相線，另選1根BX-500-1×10導線作PEN線。（3）校驗機械強度室內(nèi)明敷銅芯線最小截面為1mm2，以上所選導線滿足機械強度要求。（4）校驗電壓損耗BX-500-1×10導線的電阻R2.19/km，電抗（線距按150mm計）0X0.31/km。線路的電壓損耗為0U(pLpL)R(qLqL)X/UN112201122017/24=(200.04200.055)2.19(150.04150.055)0.31/0.3812VU%100U/U10012V/380V3.2%U%5%Nal所選BX-500-1×10型銅芯橡皮絕緣線滿足允許電壓損耗要求。18.有一臺Y型電動機，其額定電壓為380V，額定功率為18.5kW，額定電流為35.5A，起動電流倍數(shù)為7?，F(xiàn)擬采用BLV型導線穿焊接鋼管敷設。該電動機采用RT0型熔斷器作短路保護，短路電流I(3)最大可達13kA。試選擇熔斷器及其K熔體的額定電流，并選擇導線截面和鋼管直徑(環(huán)境溫度為+300C)解：(1)選擇熔體及熔斷器的額定電流I≥I=35.5A30N,PEI≥KI=0.3×35.5A×7=74.55A（輕載啟動K取0.3）PKN,PE選用RT0-100型熔斷器，I=100A，熔體選I=80A。N,FUN,PE(2)校驗熔斷器的斷流能力熔斷器的I=50kA>I"(3)=I(3)=13kA，其斷流能力滿足要求。OCK(3)選擇導線截面和鋼管直徑按發(fā)熱條件選擇，A=10mm2的BLV型鋁芯塑料線三根穿鋼管時：I=41A>I=35.5A，滿足發(fā)熱條件，相應選鋼管SC20mm。30al(300c)校驗機械強度：穿管鋁芯線的最小截面為2.5mm2＜10mm2，滿足要求。(4)校驗導線與熔斷器保護的配合電動機安裝在一般車間內(nèi)，熔斷器作短路保護用，導線與熔斷器保護的配合條件為：I≤2.5IN,PEal現(xiàn)I=80A<2.5×41A=102.5A，故滿足熔斷器保護與導線的配合要求。N,PE19.如下圖所示，設FUl(RT0型)的I=100A，F(xiàn)U2(RMl0型)的I=60A。N,PE1N,FE2k點的三相短路電流I(3)=1000A。試檢驗FUl和FU2性配合。K18/24

解：由I=100A和I=1000A查附錄表10—2曲線得t≈O.3s。KN,PE11由I=80A和I=1000A查附錄表9—2曲線得Kt≈0.08s。2N,FE2t=O.3s>3t=30.08s=0.24s12因此FUl與FU2能保證選擇性動作。20.有一條380V動力線路，30I=120A，I=400A；線路首端的PKI=18.5kA。k(3)當?shù)丨h(huán)境溫度為+300C。試選擇此線路的BLV型導線的截面、穿線的硬塑料管直徑及線路首端裝設的DWl6型低壓斷路器及其過流脫扣器的規(guī)格。解：(1)選擇低壓斷路器及其過流脫扣器規(guī)格DWl6-630斷路器的過流脫扣器額定電流I=160A>I=120AN.OR30初步選DWl6-630型低壓斷路器，其I=160A.N.OR設瞬時脫扣電流整定為3倍，=3×160A=480A。而KIOP(0)RELPK=1.35×400A=540A，不滿足I≥KI的要求。PKOP(0)REL如整定為4倍時，I=4×160A=640A>KI=1.35×400A=540A，滿足RELOP(0)PK躲過尖峰電流的要求。校驗斷流能力：DWl6-630斷路器I=30kA>I(3)=18.5kA，滿足要求。OCk(2)選擇導線截面和穿線塑料管直徑當A=70mm2的BLV型鋁芯塑料線在300C時：I=121A(三根線穿管)>I=120A，按發(fā)熱條件選A=70mm2，管徑選為50mm。al30校驗機械強度：最小截面為2.5mm2＜70mm2，故滿足機械強度要求。(3)校驗導線與低壓斷路器保護的配合脫扣器整定為I=640A，而4.5I=4.5×121A=544.5A，不滿足I≤4.5alOP(0)OP(0)I的要求。因此將導線截面增大為95mm2，I=147A，4.5I=4.5147A=661.5A>alalal19/24I=640A，滿足導線與保護裝置配合的要求。相應的穿線塑料管直徑改選為OP(0)65mm。21.某10kV電力線路，如下圖所示。已知TAl的變流比為100／5A，TA2的變流比為50／5A。WL1和WL2的過電流保護均采用兩相兩繼電器式接線，繼電器均為GL-15／10型。KA1整定的動作電流為7A，10倍動作電流的動作時限為ls。WL2的計算電流為28A，WL2首端k-1點的三相短路電流為500A，其末端k-2點的三相短路電流為160A。試整定KA2的動作電流和動作時限，并檢驗其保護靈敏度。解：(1)整定KA2的動作電流取I=2I=2×28A=56A，K=1.3，K=0.8，K=50／5=10，K=1，30L.maxrelreiwI=1.31L.maxI=KKWOP(2)56A=9.1ARELKk0.810rei根據(jù)GL-15／(2)整定KA2的動作時限確定KA1的實際動作時間，由于k-1點發(fā)生三相短路時KA1中的電流為10型繼電器的規(guī)格，動作電流整定為9A。I'=KW(1)I=1×500A=25AK1(1)k1Ki(1)20II'對KA1的動作電流倍數(shù)為：n==25A=3.6'k1(1)K1(1)I7A1op(1)利用n=3.6和KA1已整定的時限t1=ls，GL-15型繼電器的動作特性曲線，1得KA1的實際動作時間t'≈1.6s。1KA2的實際動作時間應為：t'=t'-t=1.6s-0.7s=0.9s21Kk-1點發(fā)生三相短路時KA2中的電流為：I'=W(2)I=1×500A=50AK1(2)K110Kt(2)I數(shù)為：/k1(2)50A5.69AI'K1(2)對KA2的動作電流倍nI2OP(2)利用n=5.6和KA2的實際動作時間t/=0.9s，GL-15型繼電器的動作特性曲2220/24線，得KA2應整定的10倍動作電流的動作時限為≈0.8s。t2(3)KA2的保護靈敏度檢驗KA2保護的線路WL2末端k-2的兩相短路電流為其最小短路電流，即I(2)0.866I0.866160A139A(3)k.minK21139A1.541.5滿足靈敏度的KA2的保護靈敏度為：SKI(2)K.minWKI109AP(2)iOP(2)要求。22.某車間變電所裝有一臺10/0.4A、1000kVA的變壓器。已知變壓器低壓側母線的三相短路電流I=16kA，高壓側電流互感器變流比為100／5A，繼電器采(3)K用GL-5／lO型，接成兩相兩繼電器式。試整定該繼電器的動作電流、動作時限和速斷電流倍數(shù)。解：(1)過電流保護動作電流的整定取K=1.3，K=1，K=0.8，K=100／5=20，Wrelrei(310kV)115.5AI=2I=2×1000kV·A／L.max1N.T其動作電流IOP1.31115.5A9.4A0.820動作電流整定為9A。(2)過電流保護動作時限的整定車間變電所為終端變電所，其過電流保護的10倍動作電流的動作時限整定為0.5s。(3)電流速斷保護速斷電流倍數(shù)的整定取K1.5，I16kA0.4kV/10kV0.64kA640A，relk.max1.5120I速斷電流qb640A48A48A5.3n因此速斷電流倍數(shù)整定為：9Aqb23.某車間變電所的主變壓器容量為500kVA，電壓為10／0.4kV，聯(lián)結組為Yyn0。試確定