廣西大學(xué) 海濤 供配電技術(shù) 課后答案

2-3什么是設(shè)備容量？各工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量如何確定?答：設(shè)備容量，亦即設(shè)備功率，一般情況下指每個(gè)用電設(shè)備的銘牌上標(biāo)定的額度功率，亦指在額度條件下的最大輸出功率。2-5確定計(jì)算負(fù)荷的估算法.需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法各有什么特點(diǎn)？各適合哪些場(chǎng)合？答：估算法實(shí)為指標(biāo)法，其特點(diǎn)是進(jìn)行方案比較時(shí)很方便，適用于做任務(wù)書或初步設(shè)計(jì)階段；需要系數(shù)法的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便，計(jì)算結(jié)果較符合實(shí)際，而長(zhǎng)期使用已積累了各種設(shè)備的需要系數(shù)，是世界各國(guó)普遍采用的方法，適用于多組三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷；二項(xiàng)式法其特點(diǎn)是既考慮了用電設(shè)備的平均負(fù)荷，又考慮了幾臺(tái)最大用電設(shè)備引起的附加負(fù)荷，其計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)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(fù)荷計(jì)算。2-6如何分配單相（220伏，380伏）用電設(shè)備，使計(jì)算負(fù)荷最??？如何將單相負(fù)荷簡(jiǎn)便地?fù)Q算成三相負(fù)荷？答：可以用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法來(lái)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^(guò)三相總?cè)萘康?5%，單相設(shè)備按三相負(fù)荷平衡來(lái)計(jì)算。⑵當(dāng)單相設(shè)備的總?cè)萘砍^(guò)三相總?cè)萘康?5%，應(yīng)該換成等效三相設(shè)備容量，再算出三相等效計(jì)算負(fù)荷。2-7進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，有什么意義？如何確定無(wú)功補(bǔ)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(bǔ)償容量（1）采用固定補(bǔ)償，式中，Qcc為補(bǔ)償容量；Pav為平均有功負(fù)荷，Pav=αPc或Wa/t，Pc為負(fù)荷計(jì)算得到的有功計(jì)算負(fù)荷，α為有功負(fù)荷系數(shù)，Wa為時(shí)間t內(nèi)消耗的電能；tgφav1為補(bǔ)償前平均功率因數(shù)角的正切值；tgφav2為補(bǔ)償后平均功率因數(shù)角的正切值；tgφav1－tgφav2稱為補(bǔ)償率，可用△qc表示（2）采用自動(dòng)補(bǔ)償Qcc=Pc（tgφ1－tgφ2）2-10某車間380伏線路供電給下列設(shè)備：長(zhǎng)期工作的設(shè)備有7.5kW的電動(dòng)機(jī)2臺(tái)，4kW的電動(dòng)機(jī)3臺(tái)，3kW的電動(dòng)機(jī)10臺(tái)；反復(fù)短時(shí)工作的設(shè)備有42kVA的電焊機(jī)1臺(tái)(額定暫載率為60%，=0.62，=0.85)，10t吊車1臺(tái)(在暫載率為40%的條件下，其額定功率為39.6kW，=0.5)。試確定它們的設(shè)備容量。解：對(duì)于長(zhǎng)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(zhǎng)期工作設(shè)備的設(shè)備容量為：對(duì)于反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量為：電焊機(jī)：吊車：所以，它們的總的設(shè)備容量為：2-21有所不同某車間設(shè)有小批量生產(chǎn)冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)40臺(tái)，總?cè)萘?52kW，其中較大容量的電動(dòng)機(jī)有10kW1臺(tái)、7kW2臺(tái)、4.5kW5臺(tái)、2.8kW10臺(tái)；衛(wèi)生用通風(fēng)機(jī)6臺(tái)共6kW。試分別用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法求車間的計(jì)算負(fù)荷。解：需要系數(shù)法：查表A-1可得：冷加工機(jī)床：通風(fēng)機(jī)組：車間的計(jì)算負(fù)荷:二項(xiàng)式法:查表A-1可得：冷加工機(jī)床:通風(fēng)機(jī)組:因?yàn)閚=6＜2x2,取x2=3.則顯然在二組設(shè)備中第一組附加負(fù)荷(cPx)1最大故總計(jì)算負(fù)荷為：3-3無(wú)限大容量三相短路時(shí)，短路電流如何變化？答：三相短路后，無(wú)源回路中的電流由原來(lái)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(gè)非周期分量電流，非周期分量電流也不斷衰減，最終達(dá)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。3-8電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流有什么影響？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，從電源到短路點(diǎn)的系統(tǒng)電壓下降，嚴(yán)重時(shí)短路點(diǎn)的電壓可降為零。接在短路點(diǎn)附近運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)可能大于電動(dòng)機(jī)所在處系統(tǒng)的殘壓，此時(shí)電動(dòng)機(jī)將和發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，向短路點(diǎn)饋送短路電流，同時(shí)電動(dòng)機(jī)迅速受到制動(dòng)，它所提供的短路電流很快衰減。3-9在無(wú)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(jì)算中記線路平均額定電壓為，短路回路阻抗用表示。則有：三相短路電流……………①?zèng)_擊電流……………②其中為短路電路沖擊系數(shù)㈡在兩相短路電流計(jì)算中記為短路點(diǎn)的平均額定電壓，為短路回路的一相總阻抗。則有：兩相短路電流……………③沖擊電流……………④其中為短路電路沖擊系數(shù)將①與②、③與④對(duì)比可得：由以上分析可得：在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流較三相短路電流小。3-12試求圖3-18所示供電系統(tǒng)中K1和K2點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？解：取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud=Uav，兩個(gè)電壓基準(zhǔn)電壓分別是Ud1=37kV，Ud2=6.3kV。各元件標(biāo)幺值為：線路1WL變壓器T（1）K1點(diǎn)三相短路時(shí)（2）K2點(diǎn)三相短路時(shí)3-13試求圖3-19所示供電系統(tǒng)中K1和K2點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？解：取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud=Uav，兩個(gè)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)S線路WL變壓器1T,2T(1)K1點(diǎn)三相短路(2)K2點(diǎn)三相短路3-14試求圖3—20所示無(wú)限大容量系統(tǒng)中K點(diǎn)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(guò)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=0.4Ω/km電抗器L：UNL=6kV，INL=1.5kA，XNL%=8。解：(1)由圖所示的短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖畫出短路電流計(jì)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.(2)取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓UD=UAV，基準(zhǔn)電壓是Ud1=121kV，Ud2=6.6kV，Ud3=6.6kV，則各元件電抗標(biāo)幺值為變壓器1T：線路W1，W2：變壓器2T3T：電抗器；當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)：一短路回路總阻抗標(biāo)幺值二K點(diǎn)所在電壓基準(zhǔn)電流三K短路電流各值為(2)變壓器2T一次流過(guò)的短路電流為：3.15試求圖3-21所示系統(tǒng)中K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流，沖擊電流和短路容量.已知線路單位長(zhǎng)度電抗X.=0.4Ω/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，Ud3=115.5kV，QF的斷路容量Sos=1000MVA。同理：計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：計(jì)算K點(diǎn)所在電壓的基準(zhǔn)電流：計(jì)算K點(diǎn)短路電流各值：3-16在題3-12中，若6kV的母線接有一臺(tái)400kW的同步電動(dòng)機(jī)，cosφ=0.95，η=0.94，試求K2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的沖擊短路電流。解：第六章供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)6-2電流保護(hù)的常用接線方式有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？答：1、三相三繼電器接線方式。它能反映各種短路故障，流入繼電器的電流與電流互感器二次繞組的電流相等，其接線系數(shù)在任何短路情況下均等于1。這種接線方式主要用于高壓大接地電流系統(tǒng)，保護(hù)相間短路和單相短路。2、兩相兩繼電器接線方式。它不能反映單相短路，只能反映相間短路，其接線系數(shù)在各種相間短路時(shí)均為1。此接線方式主要用于小接地電流系統(tǒng)的相間短路保護(hù)。3、兩相一繼電器接線方式。這種接線方式可反映各種不同的相間短路，但是其接線系數(shù)隨短路種類不同而不不同，保護(hù)靈敏度也不同，主要用與高壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。6-5電磁式電流繼電器和感應(yīng)式電流繼電器的工作原理有何不同？如何調(diào)節(jié)其動(dòng)作電流？答：（1）工作原理的不同之處在于：電磁式電流繼電器的原理在于利于變化繼電器的電流來(lái)調(diào)節(jié)彈簧的作用力，調(diào)節(jié)其與常開觸頭的開合。而感應(yīng)式電流繼電器的原理在于調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩，使蝸桿與扇形齒輪嚙合。這就是叫繼電器的感應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)作。（2）調(diào)節(jié)電磁式電流繼電器的動(dòng)作電流的方法有兩種：①改變調(diào)整桿的位置來(lái)改變彈簧的反作用力進(jìn)行平滑調(diào)節(jié)；②改變繼電器線圈的連接。感應(yīng)式繼電器的動(dòng)作電流可用插銷改變線圈的抽頭進(jìn)行級(jí)進(jìn)調(diào)節(jié)；也可以用調(diào)節(jié)彈簧的拉力進(jìn)行平滑調(diào)節(jié)。6-6電磁式時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器和中間繼電器的作用是什么？答：①電磁式時(shí)間繼電器用于繼電保護(hù)裝置中，使繼電保護(hù)獲得需要延時(shí)，以滿足選擇性要求。②信號(hào)繼電器是繼電保護(hù)裝置中用于發(fā)出指示信號(hào)，表示保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)接通信號(hào)回路，發(fā)出燈光或者音響信號(hào)③中間繼電器的觸頭容量較大，觸頭數(shù)量較多，在繼電保護(hù)裝置中用于彌補(bǔ)主繼電器觸頭容量或者觸頭數(shù)量的不足。6-9反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限如何整定？答：在整定反時(shí)限電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限時(shí)應(yīng)指出某一動(dòng)作電流倍數(shù)（通常為10）時(shí)的動(dòng)作時(shí)限，為保護(hù)動(dòng)作的選擇性，反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)時(shí)限整定也應(yīng)按照“階梯原則”來(lái)確定，即上下級(jí)路線的反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)在保護(hù)配合點(diǎn)K處發(fā)生短路時(shí)的時(shí)限級(jí)差為△t=0.7s6-10試比較定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。答：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定簡(jiǎn)單，動(dòng)作準(zhǔn)確，動(dòng)作時(shí)限固定，但使用繼電器較多，接線較復(fù)雜，需直流操作電源。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)使用繼電器少，接線簡(jiǎn)單，可采用交流操作，但動(dòng)作準(zhǔn)確度不高，動(dòng)作時(shí)間與短路電流有關(guān)，呈反時(shí)限特性，動(dòng)作時(shí)限整定復(fù)雜。6-12試比較過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)答：過(guò)電流保護(hù)：當(dāng)通過(guò)的電流大于繼電器的動(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)裝置啟動(dòng)，并用時(shí)限保護(hù)動(dòng)作的選擇性，這種繼電保護(hù)裝置稱為過(guò)電流保護(hù)。電流速斷保護(hù)：電流速斷保護(hù)是一種不帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)，實(shí)際中電流速斷保護(hù)常與過(guò)電流保護(hù)配合使用。兩者的比較：過(guò)電流保護(hù)的范圍是本級(jí)線路和下級(jí)電路，本級(jí)線路為過(guò)電流保護(hù)的主保護(hù)區(qū)，下級(jí)線路是其后備保護(hù)區(qū)。定時(shí)限過(guò)流保護(hù)整定簡(jiǎn)單，動(dòng)作準(zhǔn)確，動(dòng)作時(shí)限固定，但使用繼電器較多，接線較復(fù)雜，需直流操作電源。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)使用繼電器少，接線簡(jiǎn)單，可采用交流操作，但動(dòng)作準(zhǔn)確度不高，動(dòng)作時(shí)間與短路電流有關(guān)，呈反時(shí)限特性，動(dòng)作時(shí)限整定復(fù)雜；線路越靠近電源，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限越長(zhǎng)，而短路電流越大，危害也越大，這是過(guò)電流保護(hù)的不足。因此，GB50062-92規(guī)定，當(dāng)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限超過(guò)０.５～０.７Ｓ時(shí)，應(yīng)裝設(shè)瞬動(dòng)的電流速斷保護(hù)。6-16試整定如圖7-53所示的供電網(wǎng)絡(luò)各段的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限的動(dòng)作時(shí)限，已知保護(hù)1和4的動(dòng)作時(shí)限為0.5s。解：由題意可知，保護(hù)4與保護(hù)1的時(shí)限為0.5s，而為了保證選擇性，自負(fù)載側(cè)向電源側(cè)，后一級(jí)線路的過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比前一級(jí)線路保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限級(jí)差△t=0.5s，所以可得5QF與2QF的時(shí)限為1s，3QF的時(shí)限為1.5s，而6QF的時(shí)限要比3QF與5QF都大0.5，應(yīng)此取2s的時(shí)限。6-17試整定如圖7-54所示的10kV線路2WL定時(shí)限過(guò)電流和電流速斷保護(hù)裝置，并畫出保護(hù)接線原理圖和展開圖。已知最大運(yùn)行方式時(shí)，，最小運(yùn)行方式時(shí)，，線路最大負(fù)荷電流為120A（含自起動(dòng)電流），保護(hù)裝置采用兩相兩繼電器接線，電流互感器變比為200/5A，下級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為0.5s。解：（1）護(hù)接線原理圖和展開圖如圖a和圖b。（2）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)①整定動(dòng)作電流選DL—11/10電流繼電器，線圈并聯(lián)，整定動(dòng)作電流為5A。過(guò)電流保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流為②整定動(dòng)作時(shí)限③校驗(yàn)保護(hù)靈敏度保護(hù)線路2WL的靈敏度，按線路2WL首端最小三相短路電流校驗(yàn)，即線路2WL的后備保護(hù)靈敏度由此可見保護(hù)整定滿足靈敏度要求。電流速斷保護(hù)：①整定動(dòng)作電流選DL—11/50電流繼電器，線圈并聯(lián)，整定動(dòng)作電流為50A。過(guò)電流保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流為②靈