中國礦業(yè)大學《供配電安全技術》2021-2022學年期末試卷

中國礦業(yè)大學2021～2022學年秋季學期2020級供用電技術專業(yè)《供配電安全技術》期末筆試試卷本科試題卷考試時間：120分鐘(閉卷)院(系)：專業(yè)方向：班級：姓名：學號：一、選擇題（每題1分，共10分）在供配電系統(tǒng)中，以下哪項是確保電氣設備安全運行的基本措施之一？

A.定期進行設備維護

B.使用劣質電纜以降低成本

C.忽視電氣設備的過載保護

D.不進行定期的電氣安全檢查供電系統(tǒng)中的中性點接地方式，對于提高系統(tǒng)的安全性具有重要作用。以下哪種接地方式在大型工礦企業(yè)中較為常見？

A.不接地系統(tǒng)

B.經消弧線圈接地

C.直接接地

D.經電阻接地在進行供配電系統(tǒng)的設計時，應考慮的最大負荷是指什么？

A.系統(tǒng)日常運行時的平均負荷

B.系統(tǒng)在極端條件下可能達到的最高負荷

C.系統(tǒng)歷史記錄中的最小負荷

D.系統(tǒng)設計時預留的冗余負荷下列哪項不是電氣火災的主要原因？

A.電氣設備過熱

B.電線絕緣老化

C.電氣設備正確安裝并使用

D.短路故障在供配電系統(tǒng)中，為防止觸電事故，應采取哪項技術措施？

A.提高系統(tǒng)電壓

B.采用保護接地或保護接零

C.減少系統(tǒng)電阻

D.增加系統(tǒng)容量雷電侵入波對供配電系統(tǒng)的危害主要表現在哪個方面？

A.使電氣設備絕緣擊穿

B.引起系統(tǒng)電壓波動

C.導致設備機械損壞

D.增加系統(tǒng)能耗下列哪項不是提高供配電系統(tǒng)可靠性的措施？

A.采用雙電源供電

B.設置自動重合閘裝置

C.定期進行設備預防性試驗

D.降低系統(tǒng)額定電壓在供配電系統(tǒng)中，為了防止電氣設備的金屬外殼帶電而危及人身安全，應采取的措施是？

A.將金屬外殼接地

B.將金屬外殼接零

C.提高金屬外殼的絕緣等級

D.以上都是供配電系統(tǒng)中的“五防”不包括以下哪項？

A.防止帶負荷拉合隔離開關

B.防止誤分、合斷路器

C.防止帶地線合閘

D.防止設備過熱在進行供配電系統(tǒng)的日常維護時，以下哪項做法是不正確的？

A.定期檢查電氣設備的運行狀態(tài)

B.及時清理電氣設備周圍的雜物

C.隨意更改電氣設備的保護設置

D.對發(fā)現的隱患進行及時處理二、填空題（每題1分，共10分）供配電系統(tǒng)中，保護接地電阻的值一般應不大于______Ω。在供配電系統(tǒng)中，為了防止電氣設備的金屬外殼帶電，通常采取______或______的措施。雷電防護的主要措施包括______、______和______。供配電系統(tǒng)的中性點接地方式有______、______和______等幾種。電氣設備的絕緣等級通常分為______、______、______、______和______等五級。在進行供配電系統(tǒng)的設計時，應考慮系統(tǒng)的______、______和______等因素。供配電系統(tǒng)中的“五防”是指防止帶負荷拉合隔離開關、防止誤分合斷路器、防止帶電掛接地線、防止帶地線合閘和______。電氣火災的撲救應遵循先______后______的原則。供配電系統(tǒng)的可靠性指標主要包括______和______。在進行供配電系統(tǒng)的日常維護時，應定期對電氣設備進行______和______。三、判斷題（每題1分，共10分）在供配電系統(tǒng)中，保護接地和保護接零的作用是相同的，可以相互替代。（）雷電侵入波對供配電系統(tǒng)的危害主要是通過直擊雷造成的。（）供配電系統(tǒng)的中性點接地方式對系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性沒有影響。（）電氣設備的絕緣等級越高，其耐電壓能力就越強。（）在供配電系統(tǒng)中，為了防止觸電事故，應采取保護接地或保護接零的措施。（）電氣火災主要是由于電氣設備過熱或電線絕緣老化等原因引起的。（）供配電系統(tǒng)的可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的能力。（）在進行供配電系統(tǒng)的日常維護時，可以隨意更改電氣設備的保護設置。（）供配電系統(tǒng)中的“五防”措施是確保系統(tǒng)安全運行的重要保障。（）電氣火災的撲救應使用干粉滅火器或沙土等不導電的物質進行撲救。（）四、簡答題（每題5分，共10分）請簡述供配電系統(tǒng)中保護接地和保護接零的作用及區(qū)別。請簡述電氣火災的主要原因及預防措施。五、計算題（每題10分，共20分）已知某供配電系統(tǒng)的額定電壓為10kV，系統(tǒng)的最大負荷為5000kW，系統(tǒng)的功率因數為0.85，請計算系統(tǒng)的最大負荷電流。已知某電氣設備的額定電壓為220V，額定功率為1kW，設備的效率為0.9，請計算該設備的額定電流及在運行1小時后的電能消耗量。六、論述題（10分）請論述供配電系統(tǒng)中提高系統(tǒng)可靠性的主要措施及其在實際應用中的意義。七、案例分析題（10分）某工礦企業(yè)供配電系統(tǒng)發(fā)生了一起電氣火災事故，請分析可能的原因，并提出相應的預防措施。八、設計題（10分）請設計一個簡單的供配電系統(tǒng)，要求系統(tǒng)具有基本的保護功能，如過載保護、短路保護和漏電保護等，并說明各保護裝置的作用及原理。九、綜合應用題（10分）某工礦企業(yè)需要對現有的供配電系統(tǒng)進行改造升級，以提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。請結合實際情況，提出具體的改造升級方案，并說明方案的優(yōu)勢及可能遇到的問題。中國礦業(yè)大學2021～2022學年秋季學期2020級供用電技術專業(yè)《供配電安全技術》期末筆試試卷本科答案一、選擇題答案A。定期進行設備維護是確保電氣設備安全運行的基本措施之一。C。直接接地是大型工礦企業(yè)中較為常見的中性點接地方式。B。供配電系統(tǒng)設計時考慮的最大負荷是系統(tǒng)在極端條件下可能達到的最高負荷。C。電氣設備正確安裝并使用不是電氣火災的主要原因。B。為防止觸電事故，應采取保護接地或保護接零的技術措施。A。雷電侵入波對供配電系統(tǒng)的危害主要表現在使電氣設備絕緣擊穿。D。降低系統(tǒng)額定電壓不是提高供配電系統(tǒng)可靠性的措施。D。在供配電系統(tǒng)中，為了防止電氣設備的金屬外殼帶電，通常采取將金屬外殼接地或接零的措施，兩者在特定系統(tǒng)中可能同時采用，但原理和作用有所不同。D。供配電系統(tǒng)中的“五防”不包括防止設備過熱。C。在進行供配電系統(tǒng)的日常維護時，隨意更改電氣設備的保護設置是不正確的做法。二、填空題答案供配電系統(tǒng)中，保護接地電阻的值一般應不大于4Ω（或根據具體規(guī)范確定的值）。在供配電系統(tǒng)中，為了防止電氣設備的金屬外殼帶電，通常采取保護接地或保護接零的措施。雷電防護的主要措施包括安裝避雷針（或避雷帶）、設置避雷網和埋設避雷器（或浪涌保護器）。供配電系統(tǒng)的中性點接地方式有不接地、經消弧線圈接地和直接接地等幾種。電氣設備的絕緣等級通常分為Y（90℃）、A（105℃）、E（120℃）、B（130℃）和F（155℃）等五級（或根據具體標準有所不同）。在進行供配電系統(tǒng)的設計時，應考慮系統(tǒng)的負荷性質、容量和分布等因素。供配電系統(tǒng)中的“五防”是指防止帶負荷拉合隔離開關、防止誤分合斷路器、防止帶電掛接地線、防止帶地線合閘和防止誤入帶電間隔。電氣火災的撲救應遵循先斷電后滅火的原則。供配電系統(tǒng)的可靠性指標主要包括平均無故障工作時間和故障恢復時間（或根據具體定義有所不同）。在進行供配電系統(tǒng)的日常維護時，應定期對電氣設備進行清潔和檢查（或根據具體維護要求確定的內容）。三、判斷題答案錯。保護接地和保護接零的作用雖然都是為了防止觸電事故，但它們的原理和應用場景有所不同，不能相互替代。錯。雷電侵入波對供配電系統(tǒng)的危害主要是通過感應雷或直擊雷后的傳導造成的，而不是僅通過直擊雷造成。錯。供配電系統(tǒng)的中性點接地方式對系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有重要影響，不同的接地方式適用于不同的系統(tǒng)和應用場景。對。電氣設備的絕緣等級越高，其耐電壓能力就越強，能夠承受更高的電壓而不發(fā)生擊穿或損壞。對。為了防止觸電事故，應采取保護接地或保護接零的措施，以確保電氣設備在故障情況下不會帶電或即使帶電也能迅速切斷電源。對。電氣火災主要是由于電氣設備過熱、電線絕緣老化、短路等原因引起的，這些原因都可能導致電氣設備或線路產生高溫并引發(fā)火災。對。供配電系統(tǒng)的可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的能力，它是衡量系統(tǒng)性能的重要指標之一。錯。在進行供配電系統(tǒng)的日常維護時，不能隨意更改電氣設備的保護設置，因為這些設置是根據設備的特性和系統(tǒng)的要求精心調整的，隨意更改可能導致設備損壞或系統(tǒng)故障。對。供配電系統(tǒng)中的“五防”措施是確保系統(tǒng)安全運行的重要保障，它們能夠防止操作人員誤操作或設備故障導致的安全事故。對。電氣火災的撲救應使用干粉滅火器或沙土等不導電的物質進行撲救，以避免觸電危險和火勢擴大。四、簡答題答案保護接地和保護接零的作用及區(qū)別：保護接地：將電氣設備的金屬外殼與大地連接，當設備發(fā)生漏電時，電流通過接地線流入大地，從而保護人身安全。它適用于中性點不接地的系統(tǒng)。保護接零：將電氣設備的金屬外殼與系統(tǒng)的零線連接，當設備發(fā)生漏電時，電流通過零線流回電源中性點，從而切斷電源并保護人身安全。它適用于中性點直接接地的系統(tǒng)。區(qū)別：保護接地和保護接零的原理和應用場景有所不同，不能相互替代。在選擇使用哪種保護措施時，應根據系統(tǒng)的中性點接地方式和設備的特性進行決定。電氣火災的主要原因及預防措施：主要原因：電氣設備過熱、電線絕緣老化、短路、接觸不良等。預防措施：定期進行電氣設備的維護和檢查，確保設備處于良好狀態(tài)。及時更換老化或損壞的電線和電氣設備。避免電氣設備長時間過載運行。加強電氣安全教育和培訓，提高操作人員的安全意識。安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，及時發(fā)現并處理異常情況。五、計算題答案計算系統(tǒng)的最大負荷電流：已知條件：額定電壓U=10kV，最大負荷P=5000kW，功率因數cosφ=0.85。計算公式：I=P/(U×cosφ)。代入數值計算：I=5000/(10×0.85)=588.24A（或根據具體計算精度要求取整）。計算設備的額定電流及電能消耗量：已知條件：額定電壓U=220V，額定功率P=1kW，效率η=0.9。計算公式：I=P/(U×η)，電能消耗量W=P×t（t為運行時間）。代入數值計算：I=1/(0.22×0.9)=4.97A（或根據具體計算精度要求取整），W=1×1=1kWh（運行1小時后的電能消耗量）。六、論述題答案提高供配電系統(tǒng)可靠性的主要措施及其在實際應用中的意義：主要措施：采用雙電源供電或備用電源系統(tǒng)，以確保在主電源故障時能夠迅速切換至備用電源。設置自動重合閘裝置，以快速恢復因瞬時故障而跳閘的線路供電。定期進行電氣設備的預防性試驗和維護，確保設備處于良好狀態(tài)。加強電氣安全管理和培訓，提高操作人員的安全意識和技能水平。實際應用中的意義：提高供配電系統(tǒng)的可靠性能夠確保系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，減少因停電而造成的經濟損失和社會影響。通過采用先進的可靠性技術和措施，可以提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，降低事故發(fā)生的概率和風險。提高供配電系統(tǒng)的可靠性還能夠延長設備的使用壽命和降低維護成本，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。七、案例分析題答案原因：電氣設備過熱：由于長時間運行、過載或散熱不良，導致電氣設備溫度過高，引發(fā)火災。電線絕緣老化：電線長時間使用或受到環(huán)境因素影響，絕緣層老化破損，導致短路或漏電，引發(fā)火災。接觸不良：電氣設備或電線的接頭處接觸不良，產生火花或高溫，引發(fā)火災。預防措施：定期進行電氣設備維護和檢查，確保設備正常運行，及時發(fā)現并處理過熱問題。定期檢查電線絕緣層，及時更換老化或破損的電線。確保電氣設備或電線的接頭處接觸良好，定期進行緊固和檢查。八、設計題答案設計一個簡單的供配電系統(tǒng)，包括電源、變壓器、配電線路、負載以及保護裝置。保護裝置及其作用及原理：過載保護：當線路或設備過載時，過載保護裝置會自動切斷電源，防止設備損壞或火災事故發(fā)生。過載保護裝置通常通過檢測電流大小來判斷是否過載，當電流超過設定值時，觸發(fā)切斷動作。短路保護：當線路發(fā)生短路時，短路保護裝置會迅速切斷電源，防止故障擴大和損壞設備。短路保護裝置通常通過檢測電流變化率來判斷是否發(fā)生短路，當電流變化率超過設定值時，觸發(fā)切斷動作。漏電保護：當線路或設備發(fā)生漏電時，漏電保護裝置會立即切斷電源，防止觸電事故發(fā)生。漏電保護裝置通常通過檢測電流的不平衡來判斷是否漏電，當檢測到漏電電流時，觸發(fā)切斷動作。九、綜合應用題答案改造升級方案：更換老舊設備：將現有的老舊電氣設備更換為新型節(jié)能、高效的設備，提高系統(tǒng)的運行效率和安全性。優(yōu)化供配電系統(tǒng)結構：根據工礦企業(yè)的實際情況，優(yōu)化供配電系統(tǒng)的結構，減少不必要的線路損耗和能量浪費。加強電氣安全管理：建立完善的電氣安全管理制度和應急預案，定期進行電氣安全檢查和培訓，提高員工的安全意識和應急處