山东大学控制学院电力系统期末复习第一、四、六章习题答案-(1)

《山东大学控制学院电力系统期末复习第一、四、六章习题答案-(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东大学控制学院电力系统期末复习第一、四、六章习题答案-(1)（10页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第一章 绪 论1-1 电能具有什么特点？电能的重要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；为顾客提供充足的电能；提高电力系统运营的经济性。1-3变配电所的任务是什么？类型有哪些？变电所肩负着从电力系统受电，通过变压然后配电的任务。配电所肩负着从电力系统受电，然后直接配电的任务。公司的变电所分为总降压变电所和车间变电所。1-4 什么叫电力系统、电力网和动力系统？电力系统是由各级电压的电力线路将某些发电厂、变电所、输配电线路和电力顾客联系起来，构成的统一整体。电力网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所动力系统：电力系统加上发电厂的动力部分及其热能系统和热能顾客。1-5 衡量电能质量的

2、指标是什么？答：衡量电能质量的重要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及临时过电压和瞬态过电压。1-7 什么叫电压偏差？什么叫电压波动？电压偏差：电路偏离额定电压的幅度电压波动：指电压的急剧变化，以电压最大值与最小值之间之差或百分数表达，1-8 国内规定的“工频”是多少？对其频率偏差有何规定？答：工频也称为工业频率，为50Hz.正常运营状况下300万kW及以上的容许频率偏差0.2Hz；正常运营状况下300万kW及如下的容许频率偏差0.5Hz；非正常运营状况下运营的频率偏差1Hz.1-9 什么是额定电压？在电力系统中同一电压级别下用电设备、电力线路、发

3、电机以及变压器的额定电压是如何规定的？答：（1）额定电压：电气设备正常运营且能获得最佳技术性能和经济效果的电压，一般指线电压，在电气设备铭牌上标出。（2）在电力系统中同一电压级别下，不同的电气设备具有不同的额定电压；电力线路的额定电压：也称为网络的额定电压，其额定电压级别是国家根据国民经济发展的需要和电力工业发展的水平，经全面的技术经济分析后拟定的。它是拟定各类电力设备额定电压的基本根据。用电设备的额定电压：与同级电网的额定电压相似。发电机的额定电压：比网络的额定电压高5%。电力变压器的额定电压：变压器一次绕组接电源，与发电机相接的与发电机的额定电压相似；与线路相连的与线路的额定电压相似。变压

4、器二次绕组的额定电压：供电线路较长应高出二次侧电网额定电压10%；线路不长时，只需高于二次侧电网额定电压的5%。1-10 三相交流电力系统的电源中性点有哪些运营方式？答：三种：中性点不接地（中心点绝缘），中性点经消弧线圈接地（非有效接地）和中性点直接接地（又称有效接地）1-12 什么叫TN-C系统，TN-S系统、TN-C-S系统、TT系统和IT系统？各有哪些特点？各适于哪些场合应用？1) TN-C系统：该系统属于三相四线制系统；如图c所示。 其特点：N线与PE线合二为一；节省导线材料，比较经济；发生单相接地故障时，保护装置动作迅速。PEN线有电流流过，对接PEN线的某些设备会产生电磁干扰；PE

5、N线断线还也许导致人身触电危险。应用场合：适合安全规定不高的场合。2) TN-S系统：该系统属于三相五线制系统；如图d所示。其特点是N线与PE线分开；有色金属消耗量和初期投资费用增长；正常状况下PE线无电流，不会对设备产生电磁干扰；PE线断线如果发生碰壳故障时，设备外露导电部分带电，有触电危险；单相故障时，短路电流较大，保护装置会迅速动作而切除故障。应用场合：该系统适合于对安全和抗电磁干扰规定较高的场合。3) TN-C-S系统：前面线路TN-C系统，背面线路TN-S系统，系统中设备外露可导电部分接PEN线或PE线，该系统比较灵活，如图e所示。特 点：系统具有灵活和经济实用的特点应用场合：供电配

6、电系统应用广泛。4) TT系统：该系统属于三相四线制中性点直接接地系统，从电源中性点引出中性线（N线），但没有公共PE线，如图b所示。l 系统中电气设备的外露可导电部分均经各自的PE线接地。l 设备之间无电磁干扰。l 系统绝缘故障或设备外露导电部分带电，漏电流小，局限性以保护装置动作，增长人体触电危险，该系统应装设敏捷的漏电保护装置。l 应用场合：对电磁干扰规定较高的场合。5) IT系统：如图a所示。电源中性点不接地或经高阻抗（约1000欧姆）接地的三相三线制系统。n 电气设备间不会互相产生电磁干扰；n 当系统发生一相接地故障时，三相用电设备和接至线电压的单相用电设备仍能继续正常工作。但需装设

7、单相接地保护，以便发生单相接地故障时及时给出报警信号。n 应用场合：一般应用于持续供电规定较高及易燃易爆的场合，如矿山、井下。第四章 供配电一次系统4-1 什么是电弧？试述电弧产生的条件和熄灭的物理过程及熄灭条件？(1) 电弧：是电气设备运营中常常发生的一种强烈的电游离现象，其特点是光亮很强和温度很高。(2) 电弧产生条件：开关触头分断电流时，触头自身及触头周边的介质中具有大量可被游离的电子；分断的触头之间存在着足够大的外施电压。这些电子就有也许强烈地游离，其游离方式涉及热电发射、高电场发射、碰撞游离和高温游离，在上述游离的综合伙用下，使得触头在分断电流时产生电弧并得以维持。(3) 电弧熄灭的

8、条件：要使电弧熄灭，必须使触头间电弧中的去游离率不小于游离率。(4) 电弧熄灭的物理过程：正负带电质点的“复合”，即正负带电质点重新结合为中性质点；正负带电质点的“扩散”，即电弧中带电质点向周边介质中扩散开去，从而使得电弧区域的带电质点减少。通过带电质点的复合和扩散，减少电弧中离子数，去游离增强，从而电弧熄灭。4-4 何谓电弧的伏安特性？交流电弧的伏安特性有哪些特点？熄灭电弧的基本措施有哪几种？(1) 电弧伏安特性：电弧稳定燃烧是，电流和电弧电压之间的关系曲线，反映电弧导电性能对电流时间变化的响应能力。(2) 交流电弧的伏安特性特点：交流电流每半个周期要通过0值一次，电流过零时电弧临时熄灭。(

9、3) 熄灭电弧的基本措施：速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧法、长弧切短灭弧法、粗弧分细灭弧法、狭沟灭弧法、真空灭弧法、六氟化硫（SF6）灭弧法4-5 电力变压器并列运营的条件是什么？在配电所选用两台或多台变压器并列运营时，必须满足下列三个基本条件：变压比相似（容许误差不得超过5%）、阻抗电压（即短路电压）相等、连结组别相似、变压器容量最佳相似或者相近，最大容量和最小容量之比一般不能超过3:1。4-6 电流互感器和电压互感器的使用注意事项有哪些？电路互感器(1) 电流互感器的二次绕组在工作时绝不容许开路；(2) 电流互感器的二次绕组及外壳均应可靠接地；(3) 电流互感器在连接时，一定要注意其端子的极

10、性。电压互感器：(1) 电压互感器在运营时，二次侧不能短路；(2) 电压互感器二次绕组均应可靠接地；(3) 电压互感器在连接时，应注意一、二次绕组接线端子的极性；(4) 电压互感器的套管应清洁，没有碎裂或闪络痕迹，内部无异常声响，油浸式电压互感器的油位批示应正常，没有渗漏现象。4-9 高压负荷开关有哪些功能？它可装设什么保护装置？它靠什么进行短路保护？(1) 功能：具有简朴的灭弧装置，可以通断一定的负荷电流和过负荷电流，但是不能断开短路电流；(2) 它与一般的高压熔断器串联使用；(3) 借助熔断器来进行短路保护。4-10 高压断路器有哪些功能？ 不仅可以通断正常负荷电流，并且能接通和承受一定期

11、间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。4-11 断路器和隔离开关的重要区别是什么？各有什么用途？在它们之间为什么要装连锁机构？重要区别：(1) 断路器有灭弧装置，可以接通或切断负荷电流，也可以切除故障电流；(2) 隔离开关没有灭弧装置，只能接通或断开不超过5A的电流，不能接通或切断负荷电流，也不能切断故障电流。用途：(1) 断路器：在正常运营时接通或切断负荷电流，在发生短路故障或严重过负荷时，借助继电保护装置自动迅速地切断故障电流，以避免扩大事故范畴。(2) 隔离开关：隔离高压电源，倒闸操作，接通或断开较小的电流；因素：在拉合隔离开关时，必须先断开相应线路的断路器，为了避免

12、隔离开关带负荷拉、和闸的误操作，应在隔离开关与其相应的断路器间加连锁装置，并定期检查连锁装置与否完好，以避免失灵。4-14 熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关和高下压断路器在选择时需要哪些校验断流能力？哪些需校验短路动、热稳定度？(1) 校验断流能力：熔断器、高压负荷开关、高下压断路器 (2) 需校验短路动、热稳定度：高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器4-16什么是主接线？变电所主接线的规定是什么？(1) 主接线：由多种重要电气设备（涉及变压器、开关电器、互感器及连接线路等设备）按一定顺序连接而成，可以反映系统中电能接受、输送和分派的电路。变电所主接线的规定：(1) 安全：主接线设计符合国

13、家的有关技术规范，充足保证人身和设备的安全；(2) 可靠：满足用电单位对供电可靠性的规定；(3) 灵活：适应多种不同的运营方式，操作检修以便；(4) 经济：设计简朴、投资少、运营管理费用低，节省用电和有色金属的消耗量。第六章 供电系统的二次接线防雷与接地6-1 什么是二次接线，二次回路图重要有哪些内容，各有什么特点？二次接线：用于监视测量表计、控制操作信号、继电保护和自动装置等二次设备及其互相连接构成电气连接的回路均称为二次回路或称二次接线。二次回路图的重要内容：二次回路原理接线图、二次回路展开接线图、二次回路安装接线图 特点：二次回路原理图重要是用来表达继电保护、测量仪表和自动装置中各元件的

14、电气联系及电气回路图，在该图中一、二次回路画在一起，继电器线圈和其触点画在一起，有助于论述工作原理，但由于导线交叉太多，它的应用范畴受到限制二次回路展开图将二次回路中的交流与直流回路分开来画，交流回路有氛围电流回路和电压回路 直流回路又有直流操作回路与信号回路，在展开图中节电器线圈和触点分别画在相应的回路，用规定的图形和文字符号表达，二次回路安装接线图画出了二次回路中个设备的安装位置及控制电缆和二次回路的连接方式，是现场施工安装维护比不可缺少的图纸。6-2 二次接线图的作用是什么？二次接线图分为哪几种？6-4展开接线图的特点是什么？特点：继电器的线圈和触点分开，分别从属于不同的回路。阅读措施：

15、先一次接线后二次接线由图右侧文字阐明，先看交流回路再看直流回路；对多种继电器和装置，先找到启动线圈，再找相应的接点对同一回路由上到下对同一行从左到右，对于事故设备分析，先找到动作部分，再找到相应的信号6-6 特点：图上各二次设备的位置与实际的安装位置相似，设备的外形与实际形状相符阅读措施：阅读安装图时，应对照展开图根据展开图阅读顺序，全图从上到下，每行从左到右进行到下的连接应用相对标号法来表达，对照展开图理解由哪些设备构成看交流回路看直流回路看信号回路6-7 分类：断路器控制回路，信号回路，保护回路，监视和测量回路，自动装置回路和操作电源回路等功能：断路器口控制回路：对一次开关设备进行“跳”“

16、合”闸操作信号回路：反映一 二次设备的工作状态保护回路：自动鉴别一次设备的运营状态，在系统发生故障或异常运营时，自动跳开断路器，切除故障或发出异常运营信号故障，或异常运营状态消失后，迅速投入断路器，恢复系统正常运营。监测和测量回路批示或记录一次设备的运营参数，以便工作人员掌握一次设备运营状况自动装置回路：根据一次设备运营参数的变化，实时在线调节一次设备的动作状态，以满足运营规定；操作电源回路：为其她二次回路提供所需的电源6-11定义：指在电气设备或线路上浮现的超过正常工作规定并对绝缘构成威胁的电压种类：直击雷过电压，闪电感应（感应雷）过电压、闪电电涌侵入（雷电波侵入）产生因素：直击雷过电压：雷

17、电直接击中电气设备，线路建筑物等物体闪电感应过电压：由于雷云的作用，附近的导体上感应出与雷云极性相符的电荷，雷云放电时，先导通道中的电荷迅速中和，导体上的感应电荷得到释放，如果没有就近泄入地中就会产生很高的电动势，从而产生闪电静电感应过电压。闪电电涌侵入：架空线路遭到直接雷击或感应雷而产生的高电位雷电波。6-13种类：避雷针、避雷带、避雷网、避雷器构造特点及作用：避雷针：由接闪器、引下线和接地体三部分构成，具有引雷作用。避雷线：一般采用截面不不不小于35mm2的镀锌钢绞线，作用与避雷针相似；避雷带和避雷网：一般采用圆钢或扁钢焊接而成，并沿房屋边沿或者屋干敷设，重要用于保护高层建筑物免遭雷击。避

18、雷器：一般用于导线和地之间，与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧，用来避免雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所或其她建筑物内。6-15 （1）变电所：防直击雷：35kV及以上电压级别变电所采用接闪杆，接闪线或接闪带的方式。进线防雷保护：35kV及以上电力线路在进线1-2km段内装接闪线，并可在接闪线两端出的线路上装设管型避雷器，310kV配电线路，可在每路进线终端设F2型或FS型阀型避雷器配电装置的防雷保护：在配电所每段母线上装设一组阀型避雷器，并距变压器应不小于5m.（2）架空线路：架设接闪线；提高线路自身的绝缘水平；运用三角形排列的顶线兼做防雷保护线；加强对绝缘单薄点的保护；采用自动化中

19、合闸装置；绝缘子铁脚接地。架设接闪器6-19 解：三级防雷 hr=60m; hx=10m; rx=20m则rx=h2hr-h-hx(2hr-hx)解得：120h-h2=2826h1=87.82m; h2=32.18m 选择32.18m避雷针6-23（1） 定义：共同接地是站内各建筑物的基本接地体和其她专设接地体互相联通，形成一种共同网，并将电子设备的工作接地、保护接地、逻辑接地、屏蔽体接地、防静电接地以及建筑防雷接地等，共用一组接地系统的接地方式。反复接地就是在保护中性线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接称为反复接地。（2）因素：1）雷电流在冲击接地电阻上产生的高电压，将同步存在各系统的

20、接地线上，采用共用接地时各系统与地线之间不会形成高电位差，也不存在同一台设备的各接地系统之间的击穿问题。此外，共用接地还可以将两相分别接地短路故障变成相间短路故障，从而迅速使保护装置动作。2）如不反复接地，则在PE线或者PEN线断线且有设备发生单相接壳短路时，接在断线背面的所有设备的外壳都将呈现接近于相电压的对地电压。反复接地则可以避免其她设备发生带电危险，提高了接地装置的可靠性。6-24 (1) 接触电压：设备的绝缘损坏时，在身体可触及的两个部分之间浮现的电位差。(2) 跨步电压：在接地故障点附近行走时，两脚之间所呈现的电位差；(3) 对地电压：电气设备的接地部分与零电位的“地”（大地）之间的电位差称为接地部分对地电压。