山東大學(xué)控制學(xué)院電力系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)第一、四、六章習(xí)題答案

緒論電能具有什么特點(diǎn)？電能的主要特點(diǎn)是：電能不能大量存儲；過渡過程十分短暫；為用戶提供充足的電能；提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。1-3變配電所的任務(wù)是什么？類型有哪些？變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓然后配電的任務(wù)。配電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然后直接配電的任務(wù)。企業(yè)的變電所分為總降壓變電所和車間變電所。1-4什么叫電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)和動力系統(tǒng)？電力系統(tǒng)是由各級電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所、輸配電線路和電力用戶聯(lián)系起來，組成的統(tǒng)一整體。電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所動力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動力部分及其熱能系統(tǒng)和熱能用戶。1-5衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)是什么？答：衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有：頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、高次諧波（波形畸變率）、三相不平衡度及暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓。1-7什么叫電壓偏差？什么叫電壓波動？電壓偏差：電路偏離額定電壓的幅度電壓波動：指電壓的急劇變化，以電壓最大值與最小值之間之差或百分?jǐn)?shù)表示，1-8我國規(guī)定的“工頻”是多少？對其頻率偏差有何要求？答：工頻也稱為工業(yè)頻率，為50Hz.正常運(yùn)行情況下300萬kW及以上的允許頻率偏差±0.2Hz；正常運(yùn)行情況下300萬kW及以下的允許頻率偏差±0.5Hz；非正常運(yùn)行情況下運(yùn)行的頻率偏差±1Hz.1-9什么是額定電壓？在電力系統(tǒng)中同一電壓等級下用電設(shè)備、電力線路、發(fā)電機(jī)以及變壓器的額定電壓是如何規(guī)定的？答：（1）額定電壓：電氣設(shè)備正常運(yùn)行且能獲得最佳技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果的電壓，通常指線電壓，在電氣設(shè)備銘牌上標(biāo)出。（2）在電力系統(tǒng)中同一電壓等級下，不同的電氣設(shè)備具有不同的額定電壓；電力線路的額定電壓：也稱為網(wǎng)絡(luò)的額定電壓，其額定電壓等級是國家根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和電力工業(yè)發(fā)展的水平，經(jīng)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定的。它是確定各類電力設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)。用電設(shè)備的額定電壓：與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。發(fā)電機(jī)的額定電壓：比網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高5%。電力變壓器的額定電壓：變壓器一次繞組接電源，與發(fā)電機(jī)相接的與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同；與線路相連的與線路的額定電壓相同。變壓器二次繞組的額定電壓：供電線路較長應(yīng)高出二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓10%；線路不長時，只需高于二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓的5%。1-10三相交流電力系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)有哪些運(yùn)行方式？答：三種：中性點(diǎn)不接地（中心點(diǎn)絕緣），中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地（非有效接地）和中性點(diǎn)直接接地（又稱有效接地）1-12什么叫TN-C系統(tǒng)，TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)？各有哪些特點(diǎn)？各適于哪些場合應(yīng)用？TN-C系統(tǒng)：該系統(tǒng)屬于三相四線制系統(tǒng)；如圖c所示。其特點(diǎn)：N線與PE線合二為一；節(jié)約導(dǎo)線材料，比較經(jīng)濟(jì)；發(fā)生單相接地故障時，保護(hù)裝置動作迅速。PEN線有電流流過，對接PEN線的某些設(shè)備會產(chǎn)生電磁干擾；PEN線斷線還可能造成人身觸電危險(xiǎn)。應(yīng)用場合：適合安全要求不高的場合。TN-S系統(tǒng)：該系統(tǒng)屬于三相五線制系統(tǒng)；如圖d所示。其特點(diǎn)是N線與PE線分開；有色金屬消耗量和初期投資費(fèi)用增加；正常情況下PE線無電流，不會對設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾；PE線斷線如果發(fā)生碰殼故障時，設(shè)備外露導(dǎo)電部分帶電，有觸電危險(xiǎn)；單相故障時，短路電流較大，保護(hù)裝置會迅速動作而切除故障。應(yīng)用場合：該系統(tǒng)適合于對安全和抗電磁干擾要求較高的場所。TN-C-S系統(tǒng)：前面線路TN-C系統(tǒng)，后面線路TN-S系統(tǒng)，系統(tǒng)中設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接PEN線或PE線，該系統(tǒng)比較靈活，如圖e所示。特點(diǎn)：系統(tǒng)具有靈活和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)應(yīng)用場合：供電配電系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。TT系統(tǒng)：該系統(tǒng)屬于三相四線制中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，從電源中性點(diǎn)引出中性線（N線），但沒有公共PE線，如圖b所示。系統(tǒng)中電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均經(jīng)各自的PE線接地。設(shè)備之間無電磁干擾。系統(tǒng)絕緣故障或設(shè)備外露導(dǎo)電部分帶電，漏電流小，不足以保護(hù)裝置動作，增加人體觸電危險(xiǎn)，該系統(tǒng)應(yīng)裝設(shè)靈敏的漏電保護(hù)裝置。應(yīng)用場合：對電磁干擾要求較高的場合。靈活：適應(yīng)各種不同的運(yùn)行方式，操作檢修方便；經(jīng)濟(jì)：設(shè)計(jì)簡單、投資少、運(yùn)行管理費(fèi)用低，節(jié)約用電和有色金屬的消耗量。第六章供電系統(tǒng)的二次接線防雷與接地6-1什么是二次接線，二次回路圖主要有哪些內(nèi)容，各有什么特點(diǎn)？二次接線：用于監(jiān)視測量表計(jì)、控制操作信號、繼電保護(hù)和自動裝置等二次設(shè)備及其相互連接組成電氣連接的回路均稱為二次回路或稱二次接線。二次回路圖的主要內(nèi)容：二次回路原理接線圖、二次回路展開接線圖、二次回路安裝接線圖特點(diǎn)：二次回路原理圖主要是用來表示繼電保護(hù)、測量儀表和自動裝置中各元件的電氣聯(lián)系及電氣回路圖，在該圖中一、二次回路畫在一起，繼電器線圈和其觸點(diǎn)畫在一起，有利于敘述工作原理，但由于導(dǎo)線交叉太多，它的應(yīng)用范圍受到限制二次回路展開圖將二次回路中的交流與直流回路分開來畫，交流回路有氛圍電流回路和電壓回路直流回路又有直流操作回路與信號回路，在展開圖中節(jié)電器線圈和觸點(diǎn)分別畫在相應(yīng)的回路，用規(guī)定的圖形和文字符號表示，二次回路安裝接線圖畫出了二次回路中個設(shè)備的安裝位置及控制電纜和二次回路的連接方式，是現(xiàn)場施工安裝維護(hù)比不可缺少的圖紙。6-2二次接線圖的作用是什么？二次接線圖分為哪幾種？6-4展開接線圖的特點(diǎn)是什么？特點(diǎn)：繼電器的線圈和觸點(diǎn)分開，分別隸屬于不同的回路。閱讀方法：先一次接線后二次接線由圖右側(cè)文字說明，先看交流回路再看直流回路；對各種繼電器和裝置，先找到啟動線圈，再找相應(yīng)的接點(diǎn)對同一回路由上到下對同一行從左到右，對于事故設(shè)備分析，先找到動作部分，再找到相應(yīng)的信號6-6特點(diǎn)：圖上各二次設(shè)備的位置與實(shí)際的安裝位置相同，設(shè)備的外形與實(shí)際形狀相符閱讀方法：閱讀安裝圖時，應(yīng)對照展開圖根據(jù)展開圖閱讀順序，全圖從上到下，每行從左到右進(jìn)行到下的連接應(yīng)用相對標(biāo)號法來表示，對照展開圖了解由哪些設(shè)備組成——看交流回路——看直流回路——看信號回路6-7分類：斷路器控制回路，信號回路，保護(hù)回路，監(jiān)視和測量回路，自動裝置回路和操作電源回路等功能：斷路器口控制回路：對一次開關(guān)設(shè)備進(jìn)行“跳”“合”閘操作信號回路：反映一二次設(shè)備的工作狀態(tài)保護(hù)回路：自動判別一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在系統(tǒng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行時，自動跳開斷路器，切除故障或發(fā)出異常運(yùn)行信號故障，或異常運(yùn)行狀態(tài)消失后，快速投入斷路器，恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。監(jiān)測和測量回路指示或記錄一次設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，以便工作人員掌握一次設(shè)備運(yùn)行情況自動裝置回路：根據(jù)一次設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的變化，實(shí)時在線調(diào)節(jié)一次設(shè)備的動作狀態(tài)，以滿足運(yùn)行要求；操作電源回路：為其他二次回路提供所需的電源6-11定義：指在電氣設(shè)備或線路上出現(xiàn)的超過正常工作要求并對絕緣構(gòu)成威脅的電壓種類：直擊雷過電壓，閃電感應(yīng)（感應(yīng)雷）過電壓、閃電電涌侵入（雷電波侵入）產(chǎn)生原因：直擊雷過電壓：雷電直接擊中電氣設(shè)備，線路建筑物等物體閃電感應(yīng)過電壓：由于雷云的作用，附近的導(dǎo)體上感應(yīng)出與雷云極性相符的電荷，雷云放電時，先導(dǎo)通道中的電荷迅速中和，導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷得到釋放，如果沒有就近泄入地中就會產(chǎn)生很高的電動勢，從而產(chǎn)生閃電靜電感應(yīng)過電壓。閃電電涌侵入：架空線路遭到直接雷擊或感應(yīng)雷而產(chǎn)生的高電位雷電波。6-13種類：避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用：避雷針：由接閃器、引下線和接地體三部分構(gòu)成，具有引雷作用。避雷線：一般采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線，作用與避雷針相同；避雷帶和避雷網(wǎng)：通常采用圓鋼或扁鋼焊接而成，并沿房屋邊緣或者屋干敷設(shè)，主要用于保護(hù)高層建筑物免遭雷擊。避雷器：一般用于導(dǎo)線和地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)，用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓沿線路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)。6-15（1）變電所：防直擊雷：35kV及以上電壓等級變電所采用接閃桿，接閃線或接閃帶的方式。進(jìn)線防雷保護(hù)：35kV及以上電力線路在進(jìn)線1-2km段內(nèi)裝接閃線，并可在接閃線兩端出的線路上裝設(shè)管型避雷器，3~10kV配電線路，可在每路進(jìn)線終端設(shè)F2型或FS型閥型避雷器配電裝置的防雷保護(hù)：在配電所每段母線上裝設(shè)一組閥型避雷器，并距變壓器應(yīng)大于5m.（2）架空線路：架設(shè)接閃線；提高線路本身的絕緣水平；利用三角形排列的頂線兼做防雷保護(hù)線；加強(qiáng)對絕緣薄弱點(diǎn)的保護(hù)；采用自動化中合閘裝置；絕緣子鐵腳接地。架設(shè)接閃器6-19解：三級防雷hr=60m;hx=10m;rx=20m則r解得：120h-h2=2826h1=87.82m;h2=32.18m選擇32.18m避雷針6-23定義：共同接地是站內(nèi)各建筑物的基礎(chǔ)接地體和其他專設(shè)接地體相互聯(lián)通，形成一個共同網(wǎng)，并將電子設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地、邏輯接地、屏蔽體接地、防靜電接地以及建筑防雷接地等，共用一組接地系統(tǒng)的接地方式。重復(fù)接地就是在保護(hù)中性線上的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接稱為重復(fù)接地。（2）原因：1）雷電流在沖擊接地電阻上產(chǎn)生的高電壓，將同時存在各系統(tǒng)的接地線上，采用共用接地時各系統(tǒng)與地線之間不會形成高電位差，也不存在同一臺設(shè)備的各接地系統(tǒng)之間的擊穿問題。此外，共用接地還可以將兩相分別接地短路故障變成相間短路故障，從而迅速使保護(hù)裝置動作。2）如不重復(fù)接地，則