《供配电技术》课后答案(唐志平主编).doc

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1、1 第一章 1-1: 电力系统发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。 1-2:供配电系统由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。总降压变电所是企业电能供 应的枢纽。它将 35kV 110kV 的外部供电电源电压降为 6 10kV 高压配电电压，供给高压配电所、车间变电所 和高压用电设备。 高压配电所集中接受 6 10kV 电压，再分配到附近各车间变电所和高压用电设备。一般负荷分散、 厂区大的大型企业设置高压配电所。 13.发电机的额定电压,用电设备的额定电压和变压器的额定电压是如何规定的?为什么? 答(1)用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压;发电机的额定

2、电压较电力线路的额定电压要高 5%;变压器的一次绕组 的额定电压等于发电机的额定电压(升压变压器)或电力线路的额定电压(降压变压器);二次绕组的额定电压较电力线路的 额定电压要高 10%或 5%(视线路的电压等级或线路长度而定). (2.)额定电压是能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压,它是国家根据经济发展的需要及电力的水平和发展的趋势 经过全面技术经济分析后确定的. 1-4,电能的质量指标包括哪些? 答:电能的质量指标有电压.频率.供电可靠性. 1-5 什么叫电压偏移，电压波动和闪变？如何计算电压偏移和电压波动？ 答：电压偏差是电压偏离额定电压的幅度。电压波动是指电压的急剧变化。周期性电

3、压急剧变化引起光源光通量急剧波 动而造成人眼视觉不舒适的现象，成为闪变。 电压偏差一般以百分数表示，即 U（UUN）UN 100 电压波动程度以电压最大值与最小值之差或其百分数来表示，即 变压器 1T 的额定电压一次侧 U = 10.5KV； 二次侧 U = 1.1*35KV= 38.5KV； 变压器 2T 的额定电压一次侧 U = 35KV； 二次侧 U = 1.05*10KV= 10.5KV； 变压器 3T 的额定电压一次侧 U= 10KV； 二次侧 U= 1.05*0.38= 0.399KV； 1-9试确定图中所示供电系统中发电机 G，变压器 2T，3T 线路 1WL，2WL 的额定电压

4、。 解：发电机 G，额定电压 U=1.05U1=10.5KV 变压器 2T U1=U=10.5KV U2=1.1*220=242KV 故额定电压为：10.5/242； 变压器 3T U1=220KV U3=1.05*10=10.5KV U2=1.1*110=121KV 线路 1WL 的额定电压为 U=10KV 线路 2WL 的额定电压为 U=0.38KV 1-10 题目：试查阅相关资料或网上查阅，找出去年我国的发电机装机容量.年发电量和年用 。 答：我国去年的发电机装机容量是 4 忆千瓦，年发电量为 21870 忆千瓦时，年用电量是 21700 忆千瓦时 1-11. 画出中性点不接地系统 A

5、相发生但相接地时的相量图。 答： 中性点不接地系统 A 相发生但相接地时的相量图如下图： 3 第二章 2-1 什么叫负荷曲线？有哪几种？与负荷曲线有关的物理量有哪些？ 答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。 负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户， 车间或某类设备负荷曲线。 与负荷曲线有关的物理量有： 年最大负荷和年最大负荷利用小时； 平均负荷和负荷系数。 2-2 年最大负荷max指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现次）分钟平

6、均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为分钟最大负荷 P30。 年最大负荷利用小时max指负荷以年最大负荷 Pmax 持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能， 这段时间就是年最大负荷利用小时。 平均负荷 Pav平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功节率的平均值。负荷系数 KL负荷系数是指平均负荷与最大 负荷的比值。 2-3.什么叫计算负荷?为什么计算负荷通常采用 30min 最大负荷?正确确定计算负荷有何意义? 答:计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时,导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等,该等效负荷就称为计算负荷. 导体通过电流达到稳定温

7、升的时间大约为(34)t,t 为发热时间常数.对中小截面的导体.其 t 约为 10min 左右,故截流倒替约经 30min 后达到稳 定温升值.但是,由于较大截面的导体发热时间常数往往大于 10min,30min 还不能达到稳定温升.由此可见,计算负荷 Pc 实际上与 30min 最大负 荷基本是相当的。 计算负荷是供电设计计算的基本依据.计算符合的确定是否合理,将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理.计算负荷不能定得太大,否 则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费;计算负荷也不能定得太小,否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处 于过负荷运行,增加电能损耗,产生过热

8、,导致绝缘体过早老化甚至烧毁. 2-4. 各工作制用电设备的设备容量如何确定? 答:长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的 铭牌额定功率,即 Pe=PN 反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率. 4 2-5.需要系数的含义是什么? 答:所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量,两者之间存在一个比值关系,因此需要引进需要系数的概念,即:Pc=KdPe. 式中，Kd 为需要系数; Pc 为计算负荷; Pe 为设备容量. 形成该系数的原因有:用电设备的设备容量是指输出容量,它与输入容量之间有一个平均效率;用电设备不一定满负荷运行,因此引入符合系数 K

9、l;用电设备本身及配电线路有功率损耗,所以引进一个线路平均效率;用电设备组的所有设备不一定同时运行,故引入一个同时系数, 2-6 确定计算负荷的估算法.需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？ 答：估算法实为指标法，其特点是进行方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段。需要系数法的特点是简单方便，计算结果较 符合实际，而长期使用已积累了各种设备的需要系数，是世界各国普遍采用的方法，适用于多组三相用电设备的计算负荷。二项式法其特点 是既考虑了用电设备的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备引起的附加负荷，其计算的结果比按需要系数法计算的结果大得多，适用于容 量差别悬殊的用电设备的负荷

10、计算。 2-8在接有单相用电设备的三相线路中, 什么情况下可将单相设备与三相设备综合按三相负荷的计算方法计算确定负荷? 而在什么情况下应 进行单相负荷计算? 答: 单相设备应尽可能地均匀分布在三相上,以使三相负荷保持平衡. a: 三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的 15%时,单相设备可按三相负荷平衡计算. b: 三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的 15%时,应把单相设备容量换算为等效三相设备容量,再算出三相等效计算负荷. 2-9 如何分配单相（220 伏，380 伏）用电设备，使计算负荷最小？如何将单相负荷简便地换算成三相负荷？ 答：可以用负荷密度法和需要系数法来分配用电设备

11、； 这样换算：当单相设备的总容量不超过三相总容量的 15%，单相设备按三相负荷平衡来计算。当单相设备的总容量超过三相总容量的 15%，应该换成等效三相设备容量，再算出三相等效计算负荷。 2-10 电力变压器的有功功率和无功功率损耗各如何计算？其中哪些损耗是与负荷无关的？哪些损耗与负荷有关？按简化公式如何计算？ 解：有功功率损耗=铁损+铜损=Pfe+Pcu 有功功率损耗为： Pt=Pfe+Pcu=Pfe+Pcu.N(Sc/SN)2P0+Pk(Sc/SN)2 无功功率=Q0+Q Q0 是变压器空载时，由产生主磁通电流造成的，Q 是变压器负荷电流在一次，二次绕组电抗上所产生的无功损耗。 无功功率损耗

12、为： QT=Q0+Q=Q0+QN(Sc/SN)SNI0/100+Uk(Sc/SN)2/100 Pfe 和Q0 是与负荷无关，Pcu 和Q 与负荷有关 简化公式： PtP0+Pk2 QT SN（I0/100+Uk2/100） 2-11 什么叫平均功率因数和最大负荷时功率因数?各如何计算?各有何用途? 答:平均功率因数是指导在某一时间内的平均功率因数,也称加权平均功率因数.最大负荷时的功率因数是指在年最大负荷时的功率因数.平均 功率因数计算功式:略 用途供电部门能根据月平均功率因数来调整用户的电费电价. 2-12. 降低电能损耗, 降低电压损失,提高供电设备利用率。 补偿容量（1）采用固定补偿 Q

13、cc=Pav（tgav1tgav2）,式中，Qcc 为补偿容量；Pav 为平均有功负荷，Pav =Pc 或 Wa/t，Pc 为负荷计算 得到的有功计算负荷， 为有功负荷系数，Wa 为时间 t 内消耗的电能； tgav1 为补偿前平均功率因数角的正切值；tgav2 为补偿后平均功 率因数角的正切值；tgav1tgav2 称为补偿率，可用qc 表示（2）采用自动补偿 Qcc=Pc（tg1tg2） 2-15.什么是尖峰电流？尖峰电流的计算有什么用处？ 答：尖峰电流是指单台或多台用电设备持续 1-2 秒的短时最大负荷电流。尖峰电流的计 算可以提供选定用电设备的型号以及保护用电设备等。 2-16、 某车

14、间 380 伏线路供电给下列设备:长期工作的设备有 7.5kW 的电动机 2 台,4kW 的电动机 3 台,3kW 的电动机 10 台;反复短时工作的 设备有 42kVA 的电焊机 1 台(额定暂载率为 60%, ?额定功率因数=0.62,额定效率=0.85),10t 吊车 1 台(在暂载率为 40%的条件下,其额定功率为 39.6kW,额定功率因数为 0.5). 试确定它们的设备容量。 解： 对于长期工作制的设备，其设备容量就是它们的额定功率，所以长期工作设备的设备容量为： 5 Pe 1=7.52kW +43kW +310kW =57kW 对于反复短时工作制的设备，其设备容量为： 电焊机：P

15、e2=0.61/2420.62=20 kW（下标 1/2 表示对 0.6 开根号） 吊车： Pe3=20.41/239.6kW=50kW （下标同上） 所以，它们的总的设备容量为： P 总=Pe1+Pe2+Pe3=57+20+50=127 kW 2-18 某厂金工车间的生产面积为 60m32m,试用估算法估算该车间的平均负荷。 解：查表可知负荷密度指标 =0.1kw/m2 S=60m32m=1920m2 Pav=S=0.11920=192 kw 答：用估算法估算该车间的平均负荷为 192 kw 2-19 某工厂 35/6kv 总降压变电所，2-20分别供电给 14 号车间变电所及 6 台冷却水

16、泵用的高压电动机。14 号车间变电所的计算负荷分 别为：Pc1=840 kw,Qc1=680 kvar; Pc2=920 kw,Qc2=750 kvar; Pc3=850 kw, Qc3=700 kvar; Pc4=900 kw, Qc4=720 kvar; 高压电动机每台容量为 300 kw，试计算该总降压变电所总的计算负荷（忽略线损） 。 解：由题意可知：水泵用的高压电动机 假设同时系数 K=0.9 Kd=0.8 b=0.65 c=0.25 Cos=0.8 tan=0.75 Pc0=KdPe1=0.83006=1440 kw Qc0=Pc0tan=14400.75=1080 kvar Pe

17、=K(Pc0+Pc1+Pc2+Pc3+Pc4)=0.9(1440+840+920+850+900)=4455 kw Qe=K(Qc0+Qc1+Qc2+Qc3+Qc4)=0.9(1080+680+750+700+720)=3537 kvar Se=( P2e+ Q2e)?=(44552+35372 ) ?=5688.36 Ice= Se/(3?Un)= 5688.36/(1.736)=548.01A 高压侧 Pe1= Pe+0.015 Se=4455+0.0155688.36=4540.33 kw 高压侧 Qe1= Qe+0.06 Se=3537+0.065688.36=3878.3 kvar

18、Se1=( P2e1+ Q2e1)?= (4540.332+3878.302 ) ?=5971.25 Ice1= Se1/(3?Un)= 5971.25/(1.7335)=98.62A 答：该总降压变电所高压侧总的计算负荷 Pe1=4540.33 kw，Qe1=3878.3 kvar ，Se1=5971.25，Ice1=98.62A 2-21.某车间设有小批量生产冷加工机床电动机 40 台，总容量 152KW，其中较大容量的电动机有 10KW 1 台、7KW 2 台、4.5KW 5 台、 2.8KW 10 台；卫生用通风机 6 台共 6KW。试分别用需要系数法和二项式法求车间的计算负荷。 解：

19、需要系数法：查表 A-1 可得： 冷加工机床：Kd1=0.2 cos1=0.5 tan1=1.73 Pc1=0.2152=30.4KW Qc1=30.41.73=52.6KW 通风机组：Kd2=0.8 cos2=0.8 tan2=0.75 Pc2=0.86=4.8KW Qc2=4.80.75=3.6KW 车间的计算负荷: Pc=0.9(30.4+4.8)=31.68KW Qc=0.9(52.6+4.8)=50.58KW Sc=( Pe+ Qe)=59.68KVA Ice= Se/(3 阶 Un)=59.68/(1.7320.38)=90.7A 二项式法: 查表 A-1 可得： 冷加工机床:b1

20、=0.14 c1=0.4 x1=5 cos1=0.5 tan1=1.73 (bPe)1=0.14152=21.28KW (cPx)1=0.4(10+72+24.5)=13.2KW 通风机组:b2=0.65 c2=0.25 x2=5 cos2=0.8 tan2=0.75 因为 n=62x2 ,取 x2=3.则 (bPe)2=0.656=3.9KW (cPx)2=0.253=0.75KW 显然在二组设备中 第一组附加负荷(cPx)1 最大 故总计算负荷为： 6 Pc=21.28+3.9+13.2=38.38KW Qc=（21.281.73+3.90.75+13.21.73=62.56Kvar Sc

21、=( Pe+ Qe)=73.4KVA Ic= Se/(3 阶 Un)=111.55A 2-26 某工厂 35kV 总降压变电所 10kV 侧计算负荷为：1#车间 720kW+j510kvar; 2#车间 580kW+j400kvar; 3# 车间 630kW+j490kvar; 4#车间 475Kw+j335kvar(=0.76,=0.82,忽略线损)。试求： 全厂计算负荷及平均功率因数； 功率因数是否满足供用电规程？若不满足，应补偿到多少？ 若在 10kV 侧进行固定补偿，应装 BW10.5161 型电容器多少台？ 补偿后全厂的计算负荷及平均功率因数。 解： （1） P1=720Kw, Q1

22、=510kvar P2=580Kw, Q2=400kvar P3=630kW, Q3=490 kvar P4=475Kw, Q4=335 kvar 全厂计算负荷：P=kSp*Spc=2164.5kW Q=kSq*SQc=1561.5 kvar cosF=cos(arctanF)=cos(35.88)=0.81 （2） cosF =(1.151.4)Sc 装有两台主变压器时,其中任意一台主变压器容量)SN 应同时满足下列两个条件: a 任一台主变压器运行时,应满足总计算负荷的 60%70%的要求,即 SN=(0.60.7)Sc b 任一台变压器单独运行时,应能满足全部一二级负荷 Sc(I+II)

23、的要求,即 SN=Sc(I+II) 4-4 高压少油断路器和高压真空断路器各自的灭弧介质是什么？比较其灭弧性能，各适用于什么场合？ 高压少油断路器的灭弧介质是油。高压真空断路器的灭弧介质是真空。 高压少油断路器具有重量轻，体积小，节约油和钢材，价格低等优点，但不能频繁操作，用于 635KV 的室内配电装置。 高压真空断路器具有不爆炸，噪声低，体积小，重量轻，寿命长，结构简单，无污染，可靠性高等优点。在 35KV 配电系统及以下电压等级 中处于主导地位，但价格昂贵。 4-5、高压隔离开关的作用是什么？为什么不能带负荷操作？ 答：高压隔离开关的作用是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人

24、身安全。但隔离开关没有灭弧装置，因此不能带负荷拉、 11 合闸，不能带负荷操作。 4-6 高压负荷开关有哪些功能？能否实施短路保护？在什么情况下自动跳闸？ 解：功能：隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身安全。 高压负荷开关不能断开短路电流，所以不能实施短路保护。常与熔断器一起使用，借助熔断器来切除故障电流，可广泛应用于城网和农村电 网改造。 高压负荷开关上端的绝缘子是一个简单的灭弧室，它不仅起到支持绝缘子的作用，而且其内部是一个汽缸,装有操动机构主轴传动的活塞,绝 缘子上部装有绝缘喷嘴和弧静触头。当负荷开始分闸时，闸刀一端的弧动触头与弧静触头之间产生电弧，同时在分闸时主轴转动而带

25、动活塞， 压缩汽缸内的空气，从喷嘴往外吹弧，使电弧迅速熄灭。 4-7 试画出高压断路器、高压隔离器、高压负荷开关的图形和文字符号。 答：高压断路器（文字符号为 QF，图形符号为 /） ； 高压隔离器（文字符号为 QS，图形符号为| /） ； 高压负荷 （文字符号为 QL，图形符号为|o /） 。 4-8 熔断器的作用是什么？常用的高压熔断器户内和户外的型号有哪些？各适用于哪些场合。 答：熔断器的作用主要是对电路及其设备进行短路和过负荷保护；常用的高压熔断器主要有户内限流熔断 器（RN 系列） ，户外跌落式熔断 器（RW 系列） ；RN 系列高压熔断器主要用于 335KV 电力系统的短路保护和过

26、载保护，其中 RN1 型用于电力变压器和电力线路的短路保 护，RN2 型用于电压互感器的短路保护。 RW 系列户外高压跌落式熔断器主要作为配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷保护。 4-9 互感器的作用是什么？电流互感器和电压互感器在结构上各有什么特点？ 答：互感器是电流互感器和电压互感器的合称。互感器实质是一种特殊的变压器，其基本结构和工作原理与变压器基本相同。 其主要有以下 3 个功能： 一：将高电压变换为低电压（100V） ，大电流变换为小电流（5A 或 1A） ，供测量仪表及继电器的线圈； 二：可使测量仪表，继电器等到二次设备与一次主电路隔离，保证测量仪表，继电器和工作人员的安全；

27、三：可使仪表和继电器标准化。 电流互感器的结构特点是：一次绕组匝数少且粗，有的型号还没有一次绕组，铁心的一次电路作为一次绕组（相当于 1 匝） ；而二次绕组匝 数很多，导体较细。电流互感器的一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表，继电器电流线圈串联，形成闭合回路，由于这些电流线圈 阻抗很小，工作时电流互感器二次回路接近短路状态。 电压互石器的结构特点是：由一次绕组，二次绕组和铁心组成。一次绕组并联在线路上，一次绕组的匝数较多同二次绕组的匝数较少，相当 于降压变压器。二次绕组的额定一般为 100V。二次回路中，仪表，继电器的电压线圈与二次绕组并联，这些线圈的阻抗很大，工作的二次 绕组近似于开路

28、状态。 8-10 试述断路器控制回路中防跳回路的工作原理（图 8-12） 图 8-12 答 中央复归不重复动作事故信号回路如图8-12所示。在正常工作时，断路器合上，控制 开关SA的和19）17）触点是接通的，但是1QF和2QF常闭辅助点是段开的。 若某断路器（1QF）因事故条闸，则1QF闭合，回路+WSHBKM常闭触点SA的及17）19）1QF-WS接通，蜂鸣器 HB发出声响。按2SB复归按钮，KM线圈通电，KM常闭打开，蜂鸣器HB断电解除音响，KM常开触点闭合，继电器KM自锁。若此时 2QF又发生了事故跳闸，蜂鸣器将不会发出声响，这就叫做不能重复动作。能在控制室手动复归称中央复归。1SB为

29、实验按钮，用于 检查事故音响是否完好。 12 4-11、电流互感器有两个二次绕组时，各有何用途？在主线接线图中，它的图形符号怎样表示？ 答：电流互感器有两个绕组时，其中一个绕组与仪表、继电器电流线圈等串联，形成闭和回路。另一个绕组和一个很小的阻抗串联，形 成闭和回路，作保护装置用。因为电流互感器二次阻抗很小，正常工作时，二次侧接近短路状态。在正常工作时，二次侧的仪表、继电器电 流线圈，难免会损坏或和回路断开，造成开路。二次侧开路会产生很严重的后果。而用另一个二次绕组和一个很小的阻抗串联形成闭和回路 作保护装置，这样就会避免以上的情况。使系统更安全的运行。 图形符号如下图所示： 4-12 避雷器

30、的作用是什么？图形符号怎样表示？ 答：避雷器（文字符号为 F）的作用是用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的损害 的设备，是电力系统中重要的保护设备之一。 图形符号是 4-13 常用的高压开关柜型号主要有哪些？ 答：高压开关柜按型号分主要有：JYN210，35、GFC7B（F） 、KYN10，35、KGN10、XGN210、HXGN12Z、GR 1、PJ1 等。 4-14 常用的低压设备有哪些？并写出它们的图形符号。 答： 名称 符号 低压开关柜 熔断器 低压断路器 4-15 低压断路器有哪些功能？按结构形式分有哪两大类？请分别列举其中的几个。 答

31、：低压断路器主要是用于低压系统中设备及线路的过载和短路保护；按结构形式可分为无填料密闭管式和有填料密闭管式； 无填料密闭管式包括 RM10，RM7；用于低压电网，配电设备中，做短路保护和防止连续过载之用。 有填料密闭管式包括 RL 系列如 RL6 RL7 RL96，用于 500V 以下导线和电缆及电动机控制线路。RT 系列如 RT0 RT11 RT14 用于要求较 高的导线和电缆及电器设备的过载和短路保护。 4-16 主接线设计的基本要求是什么？什么是内桥式接线和外桥式接线？各适用于什么场合？ 主接线的基本要求是安全，可靠，灵活，经济。 所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一

32、座桥。断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线。若断 路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。 适用范围：对 35kV 及以上总降压变电所，有两路电源供电及两台变压器时，一般采用桥式接线。 内桥式接线适用于大中型企业的一、二级负荷供电。适用于以下条件的总降压变电所： 供电线路长，线路故障几率大； 负荷比较平稳，主变压器不需要频繁切换操作； 没有穿越功率的终端总降压变电所。 外桥式接线适用于有一、二级负荷的用户或企业。适用于以下条件的总降压变电所： 供电线路短，线路故障几率小； 用户负荷变化大，变压器操作频繁； 有穿越功率流经的中间变电所，因为采用外桥式主接线，总降压

33、变电所运行方式的变化将不影响公电力系统的潮流。 4-17 供配电系统常用的主接线有哪几种类型？各有何特点？ 供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路变压器组接线，单母线接线和桥式接线 3 种类型。 13 线路变压器组接线 当只有一路电源供电线路和一台变压器时，可采用线路变压器组接线。 当高压侧装负荷开关时，变压器容量不大于 1250kVA；高压侧装设隔离开关或跌落式熔断器时，变压器容量一般不大于 630kVA。 优点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。 缺点：该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所全部停电，可靠性不高。 适用范围：适用于小容量三级负荷，小型企业或非生产性用户

34、。 1 单母线接线 母线又称汇流排，用于汇集和分配电能。单母线接线又可分为单母线不分段和单母线分段两种。 （1）单母线不分段接线 当只有一路电源进线时，常用这种接线，每路进线和出线装设一只隔离开关和断路器。靠近线路的隔离开关称线路隔离开关，靠近母线的 隔离开关称母线隔离开关。 优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好。由于接线简单，操作人员发生误操作的可能性就小。 缺点：可靠性和灵活性差。当电源线路，母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时，全部用户供电中断。 适用范围：可用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或者有备用电源的二级负荷用户。 （2）单母线分段接线 当有双电源供电时，常采用单

35、母线分段接线。单母线分段接线可以分段单独运行，也可以并列同时运行。 优点：供电可靠性高，操作灵活，除母线故障或检修外，可对用户连续供电。 缺点：母线故障或检修时，仍有 50%左右的用户停电。 适用范围：在具有两路电源进线时，采用单母线分段接线，可对一，二级负荷供电，特别是装设了备用电源自动投入装置后，更加提高了用 断路器分段单母线接线的供电可靠性。 2 桥式接线 所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥。断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线。若断 路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。 桥接线的特点是： 接线简单 经济 可靠性高 安全 灵活

36、 适用范围：对 35kV 及以上总降压变电所，有两路电源供电及两台变压器时，一般采用桥式接线。 4-18 主接线中母线在什么情况下分段?分段的目的是什么? 答:当有双电源供电时,常采用单母线分段接线.采用母线单独运行时,各段相当于单母线不分段接线的状态,各段母线的电气系统互不影响供电 可靠性高,操作灵活,除母线故障或检修外,可对用户持续供电. 4-19: 倒闸操作的原则: 接通电路时先闭合隔离开关,后闭合断路器; 切断电路时先断开断路器,后断开隔离开关. 这是因为带负荷操作过程中 要产生电弧, 而隔离开关没有灭弧功能,所以隔离开关不能带负荷操作. 第五章 5-1 电气设备选择的一般原则是什么?

37、 解:电气设备的选择应遵循;以下 3 全原则. (1).按工作环境及正常工作条件选择电气设备 a.根据电气装置所处的位置,使用环境和工作条件,选择电气设备型号. b.按工作电压选择电气设备的额定电压 c.按最大负荷电流选择电气设备和额定电流 (2).按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 (3).开关电器断流能力校验 14 52 高压断路器如何选择？ 答：高压断路器按其采用的介质划分，主要有油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等。油断路器分多油和少油两大类。它们各有特点。 由于成套电装置应用普遍，断路器大多选择户内型的，如果是户外型变电所，则应选择户外断路器。高压断路器一般选用以上几种划分的主

38、 要断路器。并且在选用时应遵行电气设备选择的一般原则并做短路电流校验：1、电气设备的额定电压应不低于其所在线路的额定电压，2、 电气设备的额定电流应不小于实际通过它的最大负荷电流，3、电气设备的极限通过电流峰值应不小于线路冲击电流，4、电气设备的最大开 关电流应不小于线路短路电流，5、电气设备热稳定允许的热量应不低于短路电流在继电保护作用时间所产生的热量。同时也要考虑经济问 题，以免选规格过大的，以至于浪费。 5-3 跌落式熔断器如何校验其断流能力? 跌落式熔断器需校验断流能力上下限值,应使被保护线路的三相短路的冲击电流小于其上限值,而两相短路电流大于其下限值. 5-4 电压互感器为什么不校验

39、动稳定，而电流互感器却要校验？ 答：电压互感器的一。二次侧均有熔断器保护，所以不需要校验短路动稳定和热稳定。 而电流互感器没有。 5-6 电压互感器应按哪些条件选择？准确度级如何选用？ 答：电压互感器的选择如下： 按装设点环境及工作要求选择电压互感器型号； 电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定电压； 按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验准确度。 计量用电压互感器准确度选 0.5 级以上，测量用的准确度选 1.0 级或 3.0 级，保护用的准确度为 3P 级和 6P 级。 5-7、室内母线有哪两种型号？如何选择它的截面？ 答：母线的种类有矩形母线和管形母线，母线的材料有铜和铝。 母线

40、截面选择：（1）按计算电流选择母线截面.（2）年平均负荷、传输容量较大时，宜按经济电流密度选择母线截面. 易凯（6101103185） 5-8 支柱绝缘子的作用是什么？按什么条件选择？ 答：作用是用来固定导线或母线，并使导线与设备或基础绝缘， 支柱绝缘支的选择应符合下列几个条件： 按使用场所选择型号 按工作电压选择额定电压 校验动稳定。 5-9 穿墙套管按哪些条件选择？ 答：穿墙套管按下列几个条件选择： 按使用场所选择型号； 按工作电压选择额定电压； 按计算电流选择额定电流； 动稳态校验 Fc0.6Fal Fc=K(L1+L2)ish(3)2*10-7/ a 式中，Fc 为三相短路电流作用于穿

41、墙套管上的计算力（N） ；Fal 为穿墙套管允许的最大抗弯破坏负荷（N） ；L1 为穿墙套管与最近一个支柱 绝缘子间的距离（m） ，L2 为套管本身的长度（m） ，a 为相间距离，K=0.862。 热稳定校验 I(3)2timaIt2t 式中，It 为热稳定电流；t 为热稳定时间。 5-10 为什么移开式开关柜柜内没有隔离开关，而固定式开关柜柜内有隔离开关？ 答：移开式开关柜中没有隔离开关，是因为断路器在移开后能形成断开点，故不需要隔离开关。而固定式开关柜内的结构型式是固定式，所 以需要隔离开关。 5-12 低压断路器选择的一般原则是什么？ 答：（1）低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环

42、境，保护性能等方面的要求； 15 （2）低压断路器的额定电压应不低于装设地点线路的额定电压；（3）低压断路器的额定电流应不小于它所 能安装的最大脱扣器的额定电流； （4）低压断路器的短路断流能力应不小于线路中最大三相短路电流； A：对方能式（DW 型）断路器，其分断时间在 0.02s 以上时 IocIk（3） B：对塑壳式（DZ 型或其他型号）断路器，其分断时间在 0.02s 以下时，有 IocIsh（3） 或iocish（3） 5-13 某 10kV 线路计算电流 150A，三相短路电流为 9kA，冲击短路电流为 23kA，假想时间为 1.4s，试选择隔离开关，断路器，并校验它们 的动稳定和

43、热稳定。 解：据题意可得： Uwn=10kV. Ic=150A. Ik(3)=9kA. Ish(3)=23kA. (1) 高压断路器的选择 查表 A-4，选择 SN10-10I/630 型少油断路器，其有关技术参数及装设地点的电气条件和计算选择结果列于下表中，从中可以看出断路器的对 数均大于装设地点的电气条件，故所选断路器合格。 SN10-10I/630装设地点电气条件 序 号 项目数据 选择 要求 项目 数据 结论 1Un10kV=Uw.n10kV合格 2In630A=Ic150A合格 3Ioc16kA=Ik(3)9kA合格 4Imax40kA=Ish(3)23kA合格 5It2*t162*

44、4=1024kA2s=Ik2*tima92*(1.4+0.1)=121.5kA2s合格 (2)高压隔离开关的选择 查表 A-5,选择 CN-10T/400 高压隔离开关。选择计算结果列于下表中。 CN-10T/400装设地点电气条件序 号 项目数据 选择 要求 项目 数据 结论 1Un10kV=Uw.n10kV合格 2In400A=Ic150A合格 3Imax30kA=Ish(3)23kA合格 4It2*t142*5=13720kA2 s =Ik2*ti ma 92*(1.4+0.1)=121.5kA 2s 合格 5-14 某 10kV 车间变电所，变压器容量为 630kVA，高压侧短路容量为

45、 100MVA，若用 RN1 型高压熔断 器做 高压侧短路保护，试选择 RN1 型熔断器的规则并校验其断流能力。 解：（1）选择熔断器额定电压：UN.FU=UN=10kV 选择熔体和熔断器额定电流： 16 IN.FE=IC=SN/(1.732UN)=36.37 IN.FU=IN.FE 根据上式计算结果查表 A-6-1，选 RN1-10 型熔断器，其熔体电流为 40A，熔断器额定电流为 50A，最大断流能力 12KA。 （2）检验熔断器能力： Ioc=12kVIkmax=10kA 所以： 所选 RN1-10 型熔断器满足要求。 5-15 在习题 5-13 的条件下，若在该线路出线开关柜配置两只电

46、流互感器 LQJ-10 型，分别装在 A,C 相（两相 V 形接线） ，电流互感器 0.5 级二次绕组用于电能测量，三相有功及无功电度表各一只，每个电流线圈消耗负荷 0.5VA，有功率表一只，每个电流线圈负荷为 1.5VA，中性线上装一只电流表，电流线圈消耗负荷为 3VA（A,C 相各分担 3VA 的一半） 。3.0 级二次绕组用做继电保护，A,C 相各接两只 DL 型电流继电器，每只电流继电器线圈消耗负荷为 2.5VA。电流互感器至仪表继电器的单向长度为 2.5m，导线采用 BV-500-1*2.5mm2 的铜心塑料线。试选择电流互感器的变比，并校验其动稳定，热稳定和各二次绕组的负荷是否符合

47、准确度的要求。 解： 测量用的电流互感器的选择。 根据线路电压为 10KV，计算电流为 150A，查表 A-7，选变比为 200/5A 的 LQJ-10 型电流互感器，Kes=160，Kt=75，t=1s，0.5 级二 次绕组的 Z2N=0.4 欧姆。 准确度校验 S2N I2N2Z2N=52*0.4=10VA. S2Si+I2N2(RWL+Rtou) =(0.5+0.5+3+1.5)+52*31/2*2.5/(53*2.5)+0.1 =8.82Ish=23KA. 满足动稳定要求。 热稳定校验 （KtI1N）2t=(75*0.2)2*1=225I(3)2tima=92*1.5=121.5kA2

48、s. 满足热稳定要求。 所以选择 LQJ-10 200/5A 电流互感器满足要求。 保护用的电流互感器的选择 线路电压 10KV，计算电流 150A，查表 A-7，选变比 400/5A 的 LQJ-10 型电流互感器，Kes=160,Kt=75,t=1s,3.0 级二次绕组的 Z2N=0.6 欧姆。 准确度校验 S2NI2N2*Z2N =52*0.6=15VA. S2Si+I2N2（RWL+Rtou） =（2.5+2.5）+52*31/2*2.5/（53*2.5）+0.1 =8.32S2N=15VA. 满足准确度要求。 动稳定校验 Kes*21/2I1N=160*1.141*0.4=90.50

49、Ish=23KA. 满足动稳定要求。 热稳定校验 （KtI1N）2t=（75*0.4）2*1=900 I(3)2tima=92*1.5=121.5kA2s. 满足热稳定要求。 所以选择 LQJ-10 400/5A 型电流互感器满足要。 5-16 试按例 5-4 所给条件，选择三相五芯式电压互感器型号，并校验二次负荷是否符合准确度要求（提示三相五芯柱式互感器所给的二次负 荷为三相负荷，将接于相电压、线电压的负荷换算成三相负荷） 。 17 解：根据要求查表 A-8，选项 3 只变压器 JDZJ-10；1000/1.73、100/1.73、100/1.73； 零序法阻规定用 6P 级三相负荷为：2+

50、4.5+1.561.73+4.51.73 =38.85W.直接埋地敷设 .电缆沟敷设 .沿墙敷设 .电缆排管敷设 .电缆桥架敷设 6-8 什么叫“均一无感”线路？“均一无感”线路的电压损失如何计算？ 答：均一无感线路: 全线路的导体材料和相线截面相同可不计感抗或者 cos=1 对均一无感线路，因为不计线路电抗，所以有无功负荷在电抗上引起的电压损失 ur% =0 6-9 何谓电气平面布置图？按照布置地区来看有那些电气平面布置图？ 19 答：电气平面布置图就是在建筑的平面上，应用国家规定的电气平面图图形符号和有关文字符号（参看 GB4728-85） ，按照电气设备安装位 置及电气线路的敷设方式 部

51、位和路径绘出的电气平面图。 按布线地区来划分有厂区电气平面布置图 车间电气平面布置图和生活区电气平面布置图。 614：某 380V 三相线路供电给 10 台 2.8KW，COS=0.8，=0.82 电动机，各台电动机之间相距 2m,线路全长（首端至最末的一台电动机 0 为 50m。配电线路采用 BLV 型导线明缚（环境温度 25） ，全线允许电压损失为 5%。试按允许载流量选择导线截面（同时系数去 0.75） ， 并检验其机械强度或电压损失是否满足要求？ 答 pc=10pe/=2.810/0.82=34.1. Ic=pc/1.732Uncos=34.1/1.7320.380.8=64.76 因

52、为是三相电路，查表 A-13-2 得，每相芯线截面为 25 BLV 型导线，在环境温度为 25 的允许在载流量为 70A，其最高的允许的温度为 65 ，即 Ial 为 56A。K=1，Ial=10A. 满足 IalIc,所选的截面 S=25 平方毫米。查表的 R=1.48，.X=0.251， P=2.24， =0.561 实际电压损失为； u%=RPiLi/10UnUn+XQiLi/10UnUn =0.895+0.038+0.933IL.max 。由 于过电流 Iop1 大于 IL.max，所以，以 IrelIL.max 作为动作电流整定依据，所以得；I=(KrelKw/KreKi)IL.ma

53、x （3）Krel 为可靠系数，Kw 为接线系数，Kre 为继电的返回系数，Ki 为电流互感器变比。 2 动作时间整定 动作时间必须满足选择性要求。为保证动作的选择性，动作时间整定按“阶梯原则”来确定； 即自负载侧向电源侧，后一级线路的过电流保护装置的动作时限应比前一级线路保护的动作时限大一级时限差t； t=t+t 式中，t 为时限级差，定时限电流保护取 0.5s 。 3 灵敏度校验. 过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线路末端的两相短路电流 Ik.min 进行校验； Ks=Ik.min/Iopl 式中，Iopl 为保护装置一次侧动作电流。 7-8; 反时限过电流保护的动作时限如何整定？

54、在整定反时限电流保护的动作时限时应指出某一动作电流倍数（通常为 10）时的动作时限，为保护动作的选择性，反 时限过电流保护时限整定也应按照“阶梯原则”来确定，即上下级路线的反时限过电流保护在保护配合点 K 处发生短路时的 时限级差为t=0.7s 7-9 试比较定时限过电流保护和反时限过电流保护。 答：定时限过电流保护整定简单，动作准确，动作时限固定，但使用继电器较多，接线较复杂，需直流操作电源。反时限过电流 保护使用继电器少，接线简单，可采用交流操作，但动作准确度不高，动作时间与短路电流有关，呈反时限特性，动作时限整定复杂。 7-10 电力线路的电流速断保护的动作电流如何整定？灵敏度怎样检验？

55、 答：由于电流速断保护动作不带时限，为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端发生最大短路电流时，电流速断保 护不应动作，即速断保护动作电流 IoplIk.max,从而，速断保护继电器的动作电流整定值为 Iop.KA= (KrelKw/Ki)IK.max 式中，IK.max 为线路末端最大三相短路电流； Krel 为可靠系数，DL 型继电器取 1.3，GL 型继电器取 1.5；Kw 为接线系数；Ki 为 电流互感器变比。 答：由于电流速断保护有死区，因此灵敏度校验不能用线路末端最小两相短路电流进行校验，而只能用线路首端最小两相短路 电流 IK(2).min 校验，即 Ks=IK(2).mi

56、n/Iopl1.5 - 试比较过电流保护和电流速断保护 答： 过电流保护：当通过的电流大于继电器的动作电流时，保护装置启动，并用时限保护动作的选择性，这种继电保护装置称为过电流 22 保护。 电流速断保护：电流速断保护是一种不带时限的过电流保护，实际中电流速断保护常与过电流保护配合使用。 两者的比较： 过电流保护的范围是本级线路和下级电路，本级线路为过电流保护的主保护区，下级线路是其后备保护区。定时限过流保护整定简 单，动作准确，动作时限固定，但使用继电器较多，接线较复杂，需直流操作电源。反时限过电流保护使用继电器少，接线简单，可采 用交流操作，但动作准确度不高，动作时间与短路电流有关，呈反时

57、限特性，动作时限整定复杂；线路越靠近电源，过电流保护的动作 时限越长，而短路电流越大，危害也越大，这是过电流保护的不足。因此，规定，当过电流保护动作时限超过 .时，应装设瞬动的电流速断保护。 - 电力线路的单相接地保护如何实现？绝缘监视装置怎样发现接地故障？如查出接地故障线路？ 答： 电力线路的单相接地保护： 中性点不接地系统发生单相接地时，流经接地点的电流是电容电流，数值上很小，虽然相对地电压不对称，系统仍可以对称，系统 仍可继续运行一段时间。单相接地保护利用线路单相接地时的零序电流较系统其他线路线路单相接地接地时的零序电流大的特点，实现 有选择的单相接地保护。当线路发生单相接地故障时，架空

58、线路的电流互感器动作，发出信号，以便及时处理。 绝缘监视装置发现接地故障： 当变电所出线回路较少或线路允许短时停电时，可采用无选择性的绝缘监视装置作为单相接地的保护装置。 系统正常运行时，三相电压对称，开口三角形绕组两端电压近似为零，电压继电器不动作。 系统单相接地故障时，接地相对地电压近似为零，该相电压表读数近似为零，非故障相对地电压高，非故障相的两只电压表读数接 近线电压。同时开口三角形绕组两端电压也升高，电压继电器动作，发出单相接地信号，以便运行人员及时处理。 查出接地故障线路的方法： 运行人员可根据接地信号和电压表读数，判断哪一段母线，哪一相发生单相接地，但不能判断哪一条线路发生单相接

59、地，因此绝缘 监视装置是无选择性的。只能用依次拉合的方法，判断接地故障线路。依次先断开，再合上各条线路，若断开某线路时，只相电路表 读数恢复且近似相等，该线路便是接地故障线路，再消除接地故障，恢复线路正常运行。 唐磊 6101103220 7-13 为什么电力变压器的电流保护一般不采用两相一继电器式接线? 两相一继电器式接线的保护灵敏度随短路种类而异，但 Yyno 接线的变压器二次侧发生单相短路和 Yd11 连接线的变压器二次侧发生两相 短路时，保护装置不动作，因此，该连接方式不能用于 Yyno 连接和 Yd11 连接的变压器的电流保护。所以，电力变压器的电流保护一般 不用两相一继电器式接线。

60、 7-14 电力变压器的电流保护与电力路的电流保护有何相同和不同之处？ 电力变压器的电流保护分为： 过电流保护； 电流速断保护； 零序电流保护； 过负荷保护。 电力线路的电流保护分为： 过电流保护； 电流速断保护； 单相接地保护； 过负荷保护。 两者在 过电流保护；电流速断保护；过负荷保护，方面工作原理与接线完全相同。 电力变压器的零序电流保护是装在二次侧零线上，能过检测零线的零序电流而实现保护。 电力线路的单相接地保护是能过检测线路中的零序电流而实现有选择性的单相接地保护。 7-15 试叙述变压器气体保护的工作原理。 答：气体保护是保护油浸式电力变压器内部故障的一种主要保护装置。气体保护装置

61、主要由气体继电器构成。当变压器油箱内部出现故 障时，电弧的高温会使变压器内的油分解为大量的油气体，气体保护就是利用这种气体来实现保护的装置。 23 变压器正常运行时，气体继电器容器内充满了油，上下开口油杯产生的力矩小于平衡锤产生的力矩，开口杯处于上升位置，上下两 对干簧触点处于断开位置。 当变压器油箱内部发生轻微故障时，产生的气体较少，气体缓慢上升，聚集在气体继电器容器上部，使继电器内的油面下降，上开 口油杯露出油面，上开口油杯因其产生的力矩大于平衡锤的力矩而处于下降的位置，上干簧触点闭合，发出报警信号，称为轻瓦斯动作。 当变压器内部发生严重故障时，产生大量的气体，油汽混合物迅猛地从油箱通过联

62、通管冲向油枕。在油汽混合物冲击下，气体继电 器挡板被掀起，使下口油杯下降上，下干簧触点闭合，发出跳闸信号，使断路器跳闸，称为重瓦斯动作。 若变压器油箱严重漏油，随着气体继电器内哦的油面逐渐下降，首先上油杯下降，从而上下簧触点闭合，发出报警信号，接着下油 杯下降，从而下干簧触点闭合，发出跳闸信号，使断路器跳闸。 7-16 电力变压器差动保护的工作原理是什么？差动保护中不平衡电流产生的原因是什么？如何减小不平衡电流？ 答：变压器的差动保护原理是在变压器两侧安装电流互感器，其二次绕组电流之差，即 IKA=I1“-I2“=Iub, 当变压器正常运行或差动保护区外短路时，流入差动继电器的不平衡电流小于继

63、电器的动作电流，保护不动作。在保护区内短路时， 对单端电源供电的变压器 I2“=0，IKA= I1“，远大于继电器的动作电流，继电器 KA 瞬时动作，通过中间继电器 KM，使变压器两侧短路 器跳闸，切除故障， 不平衡电流产生的原因及减小措施： （1）变压器连接组引起的不平衡电流：总降压变电所的变压器通常是 Yd11 连接组，变压器两侧线电流之间就有 30的相位 差，因此，即使变压器两侧电流互感器二次电流的大小相等，保护回路中仍会出现由相位差引起的不平衡电流。为了消 除这一不平衡电流，可将变压器星形接线侧的电流互感器接成三角形接线，变压器三角形接线侧的电流互感器的二次侧 电流互感器接成星形接线，

64、这样变压器两侧电流互感器的二次侧电流相位相同，消除了由变压器连接组引起的不平衡电 流。 （2）电流互感器变比引起的不平衡电流：为了使变压器两侧电流互感器的二次侧电流相等，需要选择合适的电流互感器的变 比，但电流互感器的变比是按标准分成若干等级，而实际需要的变比与产品的标准变比往往不同，不可能使差动保护两 侧的电流相等，从而产生不平衡电流。可利用差动继电器中的平衡线圈或自耦电流互感器消除由电流互感器变比引起的 不平衡电流。 （3）在变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复的过程中，由于变压器铁心中的磁通不能突变，在变压器一次绕组中产生 很大的励磁涌流，涌流中含有数量值很大的非周期分量，涌流可达变压器的额定电流的 810 倍，励磁涌流不反映到二 次绕组，因此，在差动回路中产生很大的不平衡电流流过差动继电器。可利用速饱和电流互感器或差动继电器的速饱和 铁心减小励磁涌流引起的不平衡电流。 此外，变压器两侧电流互感器的型号不同，有载调变压器分接头电压的改变也会在差动回路中产生不平衡电流。综上所述，产生不 平衡电流的原因很多，可以采取措施最大程度地减小不平衡电流，但不能完全消除。 肖海宝 电力系统 032 班 6101103225 7-17 高压电动机和电容器的继电保护如何配置和整定？ 答：（1）高压电动机的继电保护配置按 GB5006292 规定，对 200