供電技術(shù)課后習(xí)題

第一章補(bǔ)充：變電所和配電所的任務(wù)是什么？二者的區(qū)別在哪里？

答：變電所任務(wù)：是接受電能、變換電壓和分配電能；配電所任務(wù)：是接受電能和分配電能；區(qū)別：任務(wù)不一樣，所需要的設(shè)備不一樣（變電所需要有變壓器及開(kāi)關(guān)設(shè)備而配電所沒(méi)有變壓器只有控制開(kāi)關(guān)設(shè)備）。1-3：規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，保證人身安全，便于國(guó)家好管理，使很多設(shè)備能互換使用1-5：決定用戶供電質(zhì)量的主要指標(biāo)為電壓、頻率和可靠性。影響：①當(dāng)電壓出現(xiàn)偏差時(shí)會(huì)對(duì)用電設(shè)備的良好運(yùn)行產(chǎn)生影響；電壓波動(dòng)和閃變會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速脈動(dòng)、電子儀器工作失常；出現(xiàn)高次諧波會(huì)干擾自動(dòng)化裝置和通信設(shè)備的正常工作；產(chǎn)生三相不對(duì)稱電壓會(huì)影響人身和設(shè)備安全。②頻率偏差不僅影響用電設(shè)備的工作狀態(tài)、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。③根據(jù)負(fù)荷等級(jí)來(lái)保證供電系統(tǒng)的可靠性。1-7中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，消弧線圈對(duì)容性電流的補(bǔ)償方式有哪幾種？一般采用哪一種？為什么？答：全補(bǔ)償方式、欠補(bǔ)償方式、過(guò)補(bǔ)償方式一般采用過(guò)補(bǔ)償方式，在過(guò)補(bǔ)償方式下，即使系統(tǒng)運(yùn)行方式改變而切除部分線路時(shí)，也不會(huì)發(fā)展成為全補(bǔ)償方式，至使系統(tǒng)發(fā)生諧振。第二章2-3.什么是負(fù)荷曲線？負(fù)荷曲線在求計(jì)算負(fù)荷時(shí)有何作用？電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線稱為負(fù)荷曲線。求計(jì)算負(fù)荷的日負(fù)荷曲線時(shí)間間隔△t取30min。通過(guò)對(duì)負(fù)荷曲線的分析，可以掌握負(fù)荷變化的規(guī)律，并從中獲得一些對(duì)電氣設(shè)計(jì)和運(yùn)行有指導(dǎo)意義的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。2-4.什么是年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax？什么是年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)τ？有何區(qū)別？Tmax是一個(gè)假想時(shí)間：電力負(fù)荷按照最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行Tmax時(shí)間所消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能Wa。τ是線路輸送相當(dāng)于最大負(fù)荷Sc在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電能損耗恰好等于線路全年實(shí)際電能的損耗，稱τ為年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)。Tmax與τ是不同的概念。Tmax是指用電時(shí)間除了有效消耗也包括無(wú)效消耗的電能；τ是指用電時(shí)間僅為無(wú)效消耗的電能。2-5用戶變電所位置選擇的原則是什么？答：1、總降壓變電所或總配電所總降壓變電所的位置應(yīng)接近負(fù)荷中心，并適當(dāng)靠近電源的進(jìn)線方向，以便使有色金屬的消耗量最少和線路功率及電能損耗最小。同時(shí)，還應(yīng)考慮變電所周圍的環(huán)境、進(jìn)出線的方便和設(shè)備運(yùn)輸?shù)姆奖恪?、10（6）KV變電所：10（6）KV變電所的位置應(yīng)該深入到低壓負(fù)荷的中心，但往往受到生產(chǎn)工藝和建筑的制約。考慮到運(yùn)輸?shù)姆奖慵斑M(jìn)出線方式，10（6）KV變電所的位置主要有以下幾種類型：（1）獨(dú)立變電所（2）附設(shè)變電所（3）箱式變電所（4）地下變電所2-6變壓器臺(tái)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：考慮因素：（1）供電可靠性要求（2）負(fù)荷變化與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（3）集中負(fù)荷容量大小明備用：一臺(tái)變壓器工作，另一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行作為備用，此時(shí)兩臺(tái)變壓器均按最大負(fù)荷時(shí)變壓器負(fù)荷率均按100%考慮。暗備用：兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，正常情況下每臺(tái)變壓器各承擔(dān)負(fù)荷的50%，每臺(tái)變壓器宜按全部最大負(fù)荷的70%選擇。2-7變壓器容量選擇應(yīng)考慮哪些因素？答：1、變壓器的容量需要滿足在計(jì)算負(fù)荷下，變壓器能夠長(zhǎng)期可靠運(yùn)行對(duì)單臺(tái)變壓器滿足條件：SNT>SCSNT：?jiǎn)闻_(tái)變壓器的額定容量；Sc：計(jì)算負(fù)荷對(duì)兩臺(tái)變壓器（一般為等容量，互為備用）滿足條件：SNT1+SNT2>=scSNT1、SNT2：分別為并列運(yùn)行的兩臺(tái)變壓器的額定容量；SNT1>=sc1+sc2Sc1、Sc2：分別為負(fù)荷Sc中一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的容量。SNT2>=sc1+sc22、為了適應(yīng)工廠發(fā)展和調(diào)整的需要，變壓器容量應(yīng)留有15～25％裕量。3、滿足變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件2-8什么是變電所的電氣主接線？對(duì)變電所主接線的基本要求是什么？答：電氣主接線表示電能從電源分配給用電設(shè)備的主要電路,它包括電氣設(shè)備與連接關(guān)系.。基本要求是安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)2-9.用戶供電系統(tǒng)高壓配電網(wǎng)的接線方式有哪幾種？請(qǐng)從可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性等方面分析其優(yōu)缺點(diǎn)？接線方式可靠性經(jīng)濟(jì)性靈活性放射式供電可靠性高，故障后影響范圍小，繼電保護(hù)裝置簡(jiǎn)單且易于整定配電線路和高壓開(kāi)關(guān)柜數(shù)量多，投資大運(yùn)行簡(jiǎn)單，切換操作方便，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化樹(shù)干式可靠性差，線路故障范圍影響大回路少，投資小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單環(huán)式可靠性高適中運(yùn)行方式靈活2-10.簡(jiǎn)述高壓斷路器和高壓隔離開(kāi)關(guān)在電力系統(tǒng)中的作用與區(qū)別高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的開(kāi)關(guān)之一，線路正常時(shí)，用來(lái)通斷負(fù)荷電流，線路故障時(shí)，在保護(hù)裝置的作用下用來(lái)切斷巨大的短路電流，具有良好的滅弧裝置和較強(qiáng)能力。高壓隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，其滅弧能力很小，僅當(dāng)電氣設(shè)備停電檢修時(shí)，用來(lái)隔離電源，造成一個(gè)明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，以保證檢驗(yàn)人員的安全。2-11我國(guó)10（6）kV配電變壓器常用哪兩種聯(lián)結(jié)組？在3次諧波比較突出的場(chǎng)合，宜采用哪種聯(lián)結(jié)組？答：常用Yyn0和Dyn11聯(lián)結(jié)組。在3次諧波比較突出的場(chǎng)合，宜采用Dyn11聯(lián)結(jié)組。（零序過(guò)電流保護(hù)靈敏度高和抑制零序諧波）2-12電流互感器和電壓互感器各有哪些功能？電流互感器工作時(shí)二次側(cè)為什么不能開(kāi)路？答：電流互感器：將主回路中的大電流變換為小電流信號(hào)，供計(jì)量和繼電保護(hù)用。電壓互感器：將高電壓變換為低電壓，供計(jì)量和繼電保護(hù)用。使用中二次側(cè)不允許開(kāi)路，以避免產(chǎn)生高壓對(duì)操作者造成傷害。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(wú)功補(bǔ)償：1）就地補(bǔ)償2）集中補(bǔ)償：分組集中補(bǔ)償，高壓集中補(bǔ)償，低壓集中補(bǔ)償。2-15在供電系統(tǒng)中，無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆绞接心膸追N？各種補(bǔ)償方式有何特點(diǎn)？無(wú)功補(bǔ)償方式分為就地補(bǔ)償和集中補(bǔ)償。就地補(bǔ)償可以最大限度減少系統(tǒng)中流過(guò)的無(wú)功功率，使整個(gè)供電線路的功率及能量損耗、送電線路的導(dǎo)線截面、開(kāi)關(guān)設(shè)備和變壓器容量都相應(yīng)減少或降低，單從補(bǔ)償效果來(lái)看，這是最好的補(bǔ)償方式。集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償相比，所需的電容器總?cè)萘枯^少，即電容器的利用率較高，但其補(bǔ)償效果稍差。第三章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(shí)其電流該如何變化？答：無(wú)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(dòng)，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(shí)，短路電流的全電流瞬時(shí)值由周期分量和非周期分量合成，經(jīng)過(guò)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(guò)程結(jié)束，短路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)電流只含短路周期分量。3-2，說(shuō)明短路全電流、短路電流的周期分量、短路電流的非周期分量、短路沖擊電流、短路穩(wěn)態(tài)電流、短路容量的物理含義。答：短路全電流：指短路時(shí)電流的瞬時(shí)值，它是由短路電流的周期分量與短路電流的非周期分量組成。短路電流的周期分量：指短路全電流的穩(wěn)態(tài)部分，只要短路持續(xù)，電源電壓維持恒定，這部分則保持不變。短路電流的非周期分量：指短路全電流的暫態(tài)部分，經(jīng)一段時(shí)間后很快衰減至零。短路沖擊電流：指短路全電流達(dá)到幅值。短路穩(wěn)態(tài)電流：當(dāng)非周期分量衰減結(jié)束，余下的周期分量就是短路穩(wěn)態(tài)電流。短路容量：發(fā)生短路的回路中的功率。3-3.在短路計(jì)算中，為什么要采用平均電壓？平均電壓與電網(wǎng)額定電壓有何區(qū)別？答：在短路電流的計(jì)算中，普遍采用近似計(jì)算的標(biāo)幺值法，取系統(tǒng)各級(jí)的平均額定電壓為相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓，即UB=Uav，而且認(rèn)為每一元件的額定電壓就等于其相應(yīng)的平均額定電壓。Uav=1.05UN3-4什麼叫短路電流的力效應(yīng)？為什麼要用短路沖擊電流來(lái)計(jì)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(guò)各相導(dǎo)體時(shí)，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(shí)情況最糟影響最大，所以用短路沖擊電流計(jì)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(lái)計(jì)算？答：（1）在線路發(fā)生短路時(shí)，強(qiáng)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(shí)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(kuò)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(gè)短路過(guò)程中非常數(shù)，特別是發(fā)電機(jī)端短路，變化比較復(fù)雜，為了便于計(jì)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；3-6短路電流作用的假想時(shí)間是什麼含義？該假想時(shí)間應(yīng)如何確定？答：短路電流作用的假想時(shí)間是指穩(wěn)態(tài)短路電流在假想時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于實(shí)際短路電流在在實(shí)際短路時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量。短路電流的假想時(shí)間tj等于短路電流周期分量作用的假想時(shí)間tjz加上短路電流非周期分量作用的假想時(shí)間tjfi。而周期分量的假想時(shí)間tjz與短路電流的持續(xù)時(shí)間t相同，也就是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間tb和斷路器切斷電路的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間tQF之和。tj=tjz+tjfi=tb+tQF+0.05s3-9.電流互感器和電壓互感器各如何選擇和校驗(yàn)？答：電流互感器：應(yīng)根據(jù)二次設(shè)備對(duì)互感器的精度等級(jí)要求以及安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓與長(zhǎng)期通過(guò)的最大負(fù)荷電流來(lái)選，并按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。電流互感器的額電電壓應(yīng)大于或等于安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓。電流互感器一次側(cè)的額定電流應(yīng)大于或等于線路最大工作電流的1.2~1.5倍。電流互感器的測(cè)量精度與它的二次側(cè)所接的負(fù)荷大小有關(guān)，即與它接入的阻抗Z2大小有關(guān)。電流互感器的動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)可按下式進(jìn)行。Kd≥ish（3）/√2IN1.TAIN1.TA為電流互感器一次側(cè)額定電流；(Kt*IN1.TA)2*t≥I∞2tjKt為產(chǎn)品給定的熱穩(wěn)定倍數(shù)；tj：產(chǎn)品目錄給出的熱穩(wěn)定時(shí)間。校驗(yàn)短路沖擊電流通過(guò)它一次繞組時(shí)在出線瓷帽處出現(xiàn)的應(yīng)力F是否低于絕緣瓷帽上給定的最大允許應(yīng)力Fal。即Fal≥F=0.5*1.732*ish（3）2*l/a*10-70.5未考慮互感器所受的外部沖擊力在其絕緣瓷帽與間距為l的兩絕緣子之間的分布系數(shù)。電壓互感器：由于電壓互感器兩側(cè)均裝有熔斷器，故不需進(jìn)行短路條件上的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。電壓互感器的選擇項(xiàng)目如下：其額定電壓要與供電電網(wǎng)的額定電壓相同。合適的類型：戶內(nèi)型、戶外型。應(yīng)根據(jù)TV（電壓互感器）的測(cè)量精度要求來(lái)確定二次側(cè)允許接入的負(fù)荷。第四章4—1什么是繼電保護(hù)裝置？供電系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)有哪些要求？答：繼電保護(hù)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(yùn)行狀態(tài)、并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)裝置由測(cè)量比較、邏輯判斷、執(zhí)行輸出三部分組成。 繼電保護(hù)一般應(yīng)滿足可靠性、靈敏性、選擇性和速動(dòng)性4個(gè)基本要求。4—2什么是過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流、返回電流和返回系數(shù)？如果過(guò)電流繼電器的返回系數(shù)過(guò)低，會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？答：動(dòng)作電流是指能使繼電器動(dòng)作的最小電流，它是可以根據(jù)要求在一定的范圍內(nèi)調(diào)整的，用Iop表示。 返回電流是指能使繼電器返回到原先狀態(tài)的最大電流，用Ire表示。 返回電流Ire與起動(dòng)電流Iop的比值稱為繼電器的返回系數(shù)kre，可表示為：kre=Ire/Iop 返回系數(shù)過(guò)低可能導(dǎo)致動(dòng)作后輸出狀態(tài)不穩(wěn)定、不可靠。4—5簡(jiǎn)要說(shuō)明定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置和反時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置的組成特點(diǎn)、整定方法。答：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置：組成特點(diǎn)：它是由電流繼電器1KA和2KA、時(shí)間繼電器KT和信號(hào)繼電器KS組成。整定方法：為了實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作選擇性，各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間一般按階梯原則進(jìn)行整定。即相鄰保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，自負(fù)荷向電源方向逐級(jí)增大，且每套保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間是恒定不變的，與短路電流的大小無(wú)關(guān)。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)通常用在線路和母線保護(hù)上反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置：組成特點(diǎn)：帶有瞬時(shí)動(dòng)作元件的反時(shí)限電流繼電器，其本身帶有時(shí)限并有動(dòng)作指示掉牌信號(hào)，所以回路不需要接時(shí)間繼電器和信號(hào)繼電器。整定方法：根據(jù)已知的保護(hù)裝置I的繼電器動(dòng)作電流Iop.kI和動(dòng)作時(shí)限，選擇相應(yīng)的電流繼電器的動(dòng)作特性曲線。根據(jù)線路l1首端k1點(diǎn)三相短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)裝置I繼電器的電流Ik1（3）‘，用下式計(jì)算出保護(hù)裝置I的繼電器動(dòng)作電流倍數(shù)n1:n1=Ik1(3)’/Iop.kI根據(jù)k1點(diǎn)短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)裝置II繼電器的電流Ik1(3)“，用下式求出保護(hù)裝置II此時(shí)的動(dòng)作電流倍數(shù)n2:n2=IK1(3)”/Iop.kII當(dāng)k1點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)裝置II也將起動(dòng)，為了滿足保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，保護(hù)裝置所需的動(dòng)作時(shí)限t2應(yīng)比保護(hù)裝置I的動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限△t,即t2=t1+△t4—6電流速斷保護(hù)為什么會(huì)出現(xiàn)保護(hù)“死區(qū)”？答：由于可靠系數(shù)kk的引入，使得速斷保護(hù)的動(dòng)作電流大于被保護(hù)范圍末端的最大短路電流，使保護(hù)裝置不能保護(hù)線路全長(zhǎng)而有一段死區(qū)。4-11作圖分析變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理，分析其產(chǎn)生不平衡電流的原因及抑制措施？變壓器一、二次繞組接線方式的不同而引起的不平衡電流。措施：將變壓器一次側(cè)的電流互感器連接成三角形而變壓器二次側(cè)連接成星形。電流互感器的實(shí)際變比與計(jì)算變比不同而引起的不平衡電流措施：通過(guò)平衡線圈或簡(jiǎn)單計(jì)算來(lái)補(bǔ)償。變壓器兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同而引起的不平衡電流措施：通過(guò)提高保護(hù)動(dòng)作電流來(lái)躲過(guò)。有載調(diào)壓變壓器分接頭的改