供配電第二版思考題與習(xí)題解答提示

1、2版莫岳平、翁雙安編著供配電工程第思考題與習(xí)題解答提示目錄第一章思考題與習(xí)題1-1火力發(fā)電站、水電站及核電站的電力生產(chǎn)和能量轉(zhuǎn)換過程有何異同？解答提示：參見本章第一節(jié)一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成。1-2電力系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分有何作用？電力系統(tǒng)的運行有哪些特點與要求？解答提示：參見本章第一節(jié)一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成；二、電力系統(tǒng)運行的特點與要求。1-3簡述確定用戶供配電系統(tǒng)電壓等級的原則。為什么說在負荷密度較高的地區(qū)，20kV電壓等級的技術(shù)經(jīng)濟指標比10kV電壓等級高？解答提示：參見本章第二節(jié) 二、電力系統(tǒng)各級標稱電壓的適用范圍。與傳統(tǒng)的10kV配電網(wǎng)相比，20kV配電網(wǎng)電壓供電容量提高1倍，線路電壓損

2、失則下降 50%而輸送同等功率時，線路能耗下降75%,線路電壓損失下降75%在負荷密度高的地區(qū)，由于 20kV供電半徑增大，可減少110kV變電站數(shù)量，而設(shè)備及線路絕緣成本增加不多，總體 建設(shè)投資減少。1-4電力系統(tǒng)中性點接地方式主要有哪幾種？試分析當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時在接地電流、非故障相電壓、設(shè)備絕緣要求、向異相接地故障發(fā)展的可能性、接地故障的繼電保護、接地故障時的供電中斷情況等方面的特點？解答提示：參見本章第三節(jié)。各系統(tǒng)發(fā)生單相接地時的特點比較見下表：項目不接地系統(tǒng)直接接地系統(tǒng)低電阻接地系統(tǒng)消弧線圈接地系統(tǒng)接地電流?。▽Φ仉娙蓦娏鳎┞櫞螅ń咏喽搪冯娏鳎┲械?100A1000A最?。埩?/p>

3、）非故障相電壓大，=% （線電壓）聶小，80%Un=80%10(K %大，=%設(shè)備絕緣要求最高，全絕緣最低，可采用分級絕緣比不接地系統(tǒng)低高，全絕緣向異相接地故障發(fā)展的可能性最大最小小中接地故障的繼電保護需要專門技術(shù)，不夠可靠笥單可靠簡單可靠需要專門技術(shù)，通常只作用于信號接地故障時的供電中斷情況生能夠自然熄弧時，不需跳閘立即跳閘立即跳閘自然熄弧，但永久故障仍需跳閘1-5什么是低壓配電TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)？各有什么特點？各適用于什么場合？解答提示：參見本章第三節(jié)五、低壓配電系統(tǒng)導(dǎo)體的配置與系統(tǒng)接地。1-6如何區(qū)別TN-S和TN-C-S系統(tǒng)？為什么當電源采用 TN系統(tǒng)時，從建筑物總配電箱起供

4、電給本建筑物內(nèi)的配電線路應(yīng)采用 TN-S系統(tǒng)？解答提示：參見本章第三節(jié) 圖1-10。當電源采用TN系統(tǒng)時，建筑物內(nèi)必須采用TN-S系統(tǒng)，這是由于正常的負荷電流只應(yīng)沿中性導(dǎo)體 N流回，不應(yīng)使有的負荷電流沿 PE導(dǎo)體或與PE導(dǎo)體有連接的導(dǎo)體流回，否則，這些電流會干擾正常運行的用電設(shè)備。1-7為什么采用TN-C-S系統(tǒng)時，當PE導(dǎo)體與N導(dǎo)體從某點分開后不應(yīng)再合并，且N導(dǎo)體不應(yīng)再接地？解答提示：參見本章第三節(jié) 圖1-100當PE導(dǎo)體與N導(dǎo)體從某點分開后，若再合并或N導(dǎo)體再接地，則導(dǎo)致PE導(dǎo)體或接地導(dǎo)體中出現(xiàn)正常負荷電流的分流，引起電磁干擾、剩余電流保護器誤動作等。1-8電力負荷分級的依據(jù)是什么？各級電

5、力負荷對供電有何要求？解答提示：參見本章第四節(jié)二、用電負荷分級及供電要求。1-9常用應(yīng)急電源有幾種？各適用于什么性質(zhì)的重要負荷？解答提示：參見本章第四節(jié)二、用電負荷分級及供電要求。1-10應(yīng)急電源與備用電源有什么不同？為什么GB 500522009規(guī)定備用電源的負荷嚴禁接入應(yīng)急供電系統(tǒng)？解答提示：參見本章第四節(jié) 二、用電負荷分級及供電要求。備用電源與應(yīng)急電源是兩個完全不同用途的電源。應(yīng)急電源又稱安全設(shè)施電源，是為了人體和家畜的健康和安全，以及避免對環(huán)境或其他設(shè)備造成損失的電源。從保證安全角度考慮，備用電源的負荷嚴禁接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。1-11什么是分布式電源？與一般中小型燃煤電廠有何區(qū)別？解答提

6、示：參見本章第五節(jié)。1-12簡述光伏電源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及其在我國的應(yīng)用情況。解答提示：參見本章第五節(jié) 二、太陽能光伏電源系統(tǒng)的應(yīng)用。上網(wǎng)了解光伏電源系統(tǒng)在我國的應(yīng)用情況。1-13試確定圖1-17所示電力系統(tǒng)中各變壓器一、二次繞組的額定電壓。_圖1-17 習(xí)題1-13圖解答提示： 參見本章第二節(jié) 一、標準電壓。T1 kV/121kV , T2 kV/ , T3110 kV/ , T410 kV/ 。1-14試確定圖1-13所示大型用戶供配電系統(tǒng)中總降壓變壓器和配電變壓器一、二次側(cè)的額定電壓。解答提示：總降壓變壓器一一35110kV/kV,配電變壓器 610 kV/ kV。1-15某110/10k

7、V變電站10kV系統(tǒng)中性點不接地，現(xiàn)進行 10kV電網(wǎng)改造，規(guī)劃建設(shè)鋼筋混凝土桿塔的架空線路（無避雷線）總長度約20knr電纜線路總長度約20km,試估算該系統(tǒng)在線路發(fā)生單相接地故障時的接地電容電流，并判斷其中性點是否需要改為諧振接地方式。設(shè)變電站10kV電氣裝置增加的接地電容電流值約為線路計算值的16%解答提示：參見本章第三節(jié) 一、中性點不接地系統(tǒng)。根據(jù)公式（1-2 ）,線路的接地電容電流約為1c1 10kV 2.7 10-3 20km 0.1 20km =20.54A ，整個系統(tǒng)的接地電容電流值約為 ClIci =20.54A （1 + 16%）=23.83A ,大于10A。依據(jù)GB/ T

8、50064 -2014規(guī)定，應(yīng)采用中性點諧振接地方式。1-16當上題110/10kV變電站10kV系統(tǒng)采用諧振接地方式時，試確定消弧線圈容量。若再考慮變電站用電100KVA,則需要裝設(shè)的連接消弧線圈的專用接地變壓器（兼作站用變壓器）的容量是多少？解答提示：參見本章第三節(jié) 二、中性點諧振接地系統(tǒng)。根據(jù)公式（1-5 ）,消弧線圈的補償容量為Qr 1.35 23.83A 10kV/y3=185.74kVA。再考慮變電站用電100kVA,則需要裝設(shè)的專用接地變壓器容量取為315kVA。1-17某城市110/20kV變電站20kV系統(tǒng)全部由電纜線路構(gòu)成，中性點采用低電阻接地方式，接地電阻為20歐。試計算

9、該20kV電網(wǎng)的單相接地電流和接地電阻器消耗的功率是多少？解答提示：參見本章第三節(jié) 三、中性點電阻接地系統(tǒng)。根據(jù)公式（1-8）,該20kV電網(wǎng)的單相接地電流為I 10kV 103 /=577 37A根據(jù)公式（1-10 ）和公式（1-6 ）,接地電阻器消耗的功率為d/73 20.,P 1.05 10kV - 577.37A=3500.22kW。第二章 思考題與習(xí)題2-1 用電設(shè)備按工作制分哪幾類？各有何工作特點？如何確定設(shè)備功率？解答提示：參見本章第一節(jié)二、用電設(shè)備工作制及設(shè)備功率的計算。2-2 什么是負載持續(xù)率？為什么斷續(xù)周期工作制設(shè)備功率與負載持續(xù)率有關(guān)？解答提示：參見本章第一節(jié)二、用電設(shè)備

10、工作制及設(shè)備功率的計算。2-3 什么是計算負荷？確定計算負荷的有關(guān)系數(shù)有哪些？解答提示：參見本章第一節(jié)一、計算負荷概念和四、確定計算負荷的系數(shù)。2-4 試比較需要系數(shù)法、利用系數(shù)法和單位指標法的算法基礎(chǔ)、特點、步驟、精度及適用場合。解答提示：參見本章第二節(jié)。需要系數(shù)法精度一般、用電設(shè)備臺數(shù)少時誤差較大；利用系數(shù)法精度高；單位指 標法靠定性分析難以提高計算精度。2-5 什么是尖峰電流？尖峰電流與計算電流同為最大負荷電流，各在性質(zhì)上和用途上有哪些區(qū)別？解答提示：參見本章第一節(jié)和第四節(jié)。2-6 在供配電系統(tǒng)中，無功功率補償?shù)姆绞接心膸追N？各種補償方式有何特點？解答提示：參見本章第五節(jié)四、無功補償裝置

11、的裝設(shè)位置。2-7 通過哪些技術(shù)措施可降低供配電系統(tǒng)的電能損耗？解答提示：參見本章第七節(jié)三、電能節(jié)約的技術(shù)措施。2-8 某設(shè)備機房共有11臺380V的水泵，其中2臺、3臺5kW 6臺15kW試求該水泵設(shè)備組的計算負荷R、Q、S和 I co解答提示：參見區(qū)J題2-1 ,采用需要系數(shù)法。查附錄表 1,取K =、cos =、tan =。計算可得 R=120k皿Pc=90 kW, Q=, S=, Ic =。2-9 某高校實訓(xùn)車間380V線路上，接有小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床40臺共100k皿 通風(fēng)機5臺共kW,電阻爐5臺共8 kW,試用需要系數(shù)法確定該車（配電線路的計算負荷Pc、Q、&和I。解答提示：參

12、見例題2-2，計算結(jié)果見下表：序號用電設(shè)備名稱臺數(shù)設(shè)備功率Kd計算負荷1冷加工機床4010016一一2通風(fēng)機56一一3電阻爐58一一小計一一一一一一一合計取 K p=0.95； K q=0.972-10有一生產(chǎn)車間，擁有大批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機52臺，共200kVY橋式起重機4臺，共（ = 15%）;通風(fēng)機10臺，共15kVV點及機12臺，共（= 65%。車間采用220/380V三相四線制供電。試用需要系數(shù)法確定該車間的計算負荷Pc、Q、S和I。解答提示：參見例題2-2，計算結(jié)果見下表:序號用電設(shè)備名稱臺數(shù)設(shè)備功率Kd計算負荷1冷加工機床電動機52200一一2橋式起重機4(15%(25%

13、一一3通風(fēng)機1015一一4點焊機1242 (65%(100%)一一小計一一一一一一一合計取 K p=0.92； K q =0.952-11 某公寓樓200戶，每戶設(shè)備功率按6kW計，另有公共照明20kW會所中央空調(diào)40kVV 3套（通常用2套, 最熱月可能用3套），生活水泵20kWK 3臺（其中1臺備用），電梯10kWX 2套。試用需要系數(shù)法確定該公寓樓的計 算負荷P。、Q、S和I。解答提示：參見例題2-3 ,備用設(shè)備功率不應(yīng)計入。計算結(jié)果見下表:序號用電設(shè)備名稱臺數(shù)設(shè)備功率Kd計算負荷1居民用電2001200一一2公共照明201一一3會所中央空調(diào)3120一一4生活水泵240一一5電梯220小

14、計一1400一一一一一合計取 K p =0.90； K q=0.93一一2-12 兩組用電設(shè)備均為一般工作制小批量生產(chǎn)金屬切削機床，總額定功率均為180kW第一組單臺容量相同,每臺為；第二組為30kW4臺，20kVVl臺，10kW2臺，5kVV4臺。試用利用系數(shù)法分別求這兩組用電設(shè)備的計算 負荷P。、Q、S和I。并分析兩組用電設(shè)備總額定功率相同而計算負荷不同的原因。解答提示：參見例題2-4 ,計算結(jié)果比較見下表:序號用電設(shè)備名稱設(shè)備功率KuPavQvneq計算負荷1第一組設(shè)備180402第二組設(shè)備180第二組用電設(shè)備計算負荷較大，是因為臺數(shù)少而各臺設(shè)備功率相差懸殊所導(dǎo)致。2-13 現(xiàn)有9臺單相

15、電烤箱，其中 1kW伏4臺，X3臺，2kWX 2臺。試合理分配上述各電烤箱于220/380V的線路上，并計算其等效三相計算負荷Pc、Q、S和I。解答提示：單相設(shè)備接在三相線路中，應(yīng)盡可能地均衡分配，使三相負荷盡可能地平衡。最大負荷相所接的單 相設(shè)備功率為kW,根據(jù)公式（2-26）,其等效三相設(shè)備功率為 kW。查附錄表1得Kd 0.7 , cos0.98 , tan0.20 ,因此，根據(jù)公式（2-12）公式（2-15）, Pc=、Q=、S=、Ic=14.65A。2-14 某6層住宅樓有4個單元，每單元有12戶，每戶設(shè)備功率按8kW計。每戶采用單相配電，每單元采用三相配電。試用需要系數(shù)法計算各戶、

16、各單元及整棟樓的計算負荷R、Q、Sc和Ic。解答提示：由于負荷性質(zhì)單一，均可根據(jù)公式（2-12）公式（2-15）計算，查附錄表4得Kd值，cos 0.9。計算結(jié)果見下表：序號用電設(shè)備名稱配電相數(shù)設(shè)備功率Kd計算負荷1每戶1812每單元3963整棟樓33842-15 某用戶擬建一座10/變電所，裝設(shè)一臺變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功計算負荷為750kVV無功計算負荷為720kvar o為了使變電所高壓側(cè)功率因數(shù)不低于，如果在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器補償時，需裝設(shè)多少補償容量？并選擇電容器組數(shù)及每組容量。無功補償前與無功補償后變電所高壓側(cè)的計算負荷R、Q、Sc和I c各為多少？解答提示：參見例題2-5，

17、計算結(jié)果見下表:計算點計算負荷Pc/kWQ/kvarS/kVAI c/Acos無功功率補償前變電所低壓側(cè)計算負荷配電變壓器功率損耗變電所高壓側(cè)計算負荷低壓集中補償容量kvar=750x (tan tan ) =實際取 20 組 X20 kvar =400 kvar-400無功功率補償后變電所低壓側(cè)計算負荷配電變壓器功率損耗變電所高壓側(cè)計算負荷2-16某35/10kV總降壓變電所，10kV母線上接有下列負荷：1#車間配電變電所1700kW什j800kvar ; 2#車間配 電變電所1840kW什j900kvar ; 3#車間配電變電所 1560kVW j760kvar ; 4#車間配電變電所 1

18、760kWA j840kvar。5#空壓 機房有4臺10kV空氣壓縮機共1000kW（K=, cos =）。10kV母線側(cè)安裝的無功補償裝置容量為 1200 kvar。試計算 該總降壓變電所35kV側(cè)的計算負荷pc、Q、&和I。解答提示：參見本章第六節(jié)，計算結(jié)果見下表：序號用電設(shè)備名稱設(shè)備功率Kd計算負荷11#車間配電變電所一一170080022#車間配電變電所一一184090033#車間配電變電所一一156076044#車間配電變電所一一176084055#空壓機房1000750小計一一一一一合計 取 k p =0.85； K q=0.93一無功功率補償一1200總降壓變電所35kV側(cè)一2-

19、17已知題2-15中變電所的變壓器型號為 S11-1000/10, Dyn11聯(lián)結(jié)。變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)見附錄表14。若該變電所年最大負荷利用小時數(shù)Tmax= 5000h ,試求該變壓器在無功補償前后的年有功電能損耗。解答提示：根據(jù)公式（2-40）和公式（2-53）,計算結(jié)果見下表：計算點變壓器功率損耗=1000kVAS/kVA PT/kWTmaxr /hA WkWh補償前5000370051294補償后50003400336212-18 某變電所有兩臺 Dyn11聯(lián)結(jié)的SCB10-1000/10型變壓器并列運行，而目前變電所負荷只有800kVA。問是采用一臺變壓器運行還是兩臺運行較為經(jīng)濟合理？（取

20、Kq=）解答提示：根據(jù)公式（2-41）、公式（2-42）和公式（2-56）,變電所負荷穩(wěn)定，Kt =1。計算結(jié)果見下表：變壓器功率損耗=1000kVAKtKqScr /kVASc /kVA9601633800當實際負荷大于臨界負荷，采用兩臺變壓器運行較為經(jīng)濟合理第三章 思考題與習(xí)題3-1 什么是供配電系統(tǒng)的一次接線？對一次接線有何基本要求？怎樣繪制一次接線圖？解答提示：參見本章第一節(jié)。3-2 電力變壓器按絕緣及冷卻方式分有哪幾種型式？高層主體建筑內(nèi)變電所應(yīng)選用哪種型式變壓器？解答提示：參見本章第二節(jié)一、電力變壓器的型式選擇。高層主體建筑內(nèi)變電所應(yīng)選用不燃（如干式、 SF6 氣體絕緣）變壓器或難

21、燃型液浸式變壓器。3-310/配電變壓器有哪兩種常見聯(lián)接組別？在TN 及 TT 系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中，宜選用哪種聯(lián)接組別的配電變壓器？為什么？解答提示：參見本章第二節(jié)一、電力變壓器的型式選擇。在TN及TT系統(tǒng)接地型式的電網(wǎng)中，應(yīng)選用 Dyn11聯(lián)結(jié)組變壓器。3-4 變電所中主變壓器的臺數(shù)如何選擇？容量如何確定？解答提示：參見本章第二節(jié)二、電力變壓器的臺數(shù)與容量選擇。3-5 變壓器過負荷運行對變壓器的壽命有何影響？其過負荷能力與哪些因素有關(guān)？解答提示：參見本章第二節(jié)三、電力變壓器的過負荷運行。正常過負荷不影響變壓器的絕緣壽命，事故過負荷會犧牲變壓器絕緣的部分“正常壽命” 。變壓器過負荷能力與

22、其繞組熱點溫度與絕緣材料接觸的金屬部件溫度、頂層油溫等有關(guān)。3-6 電器在供配電系統(tǒng)中的作用是什么？供配電系統(tǒng)對電器有哪些要求？表征這些要求的參數(shù)是什么？電器在供配電系統(tǒng)中的作用是什么？供配電系統(tǒng)對電器有哪些要求？表征這些要求的參數(shù)是什么？解答提示： 參見本章第三節(jié)一、電器的有關(guān)知識。3-7 電弧對電器的安全運行有哪些影響？開關(guān)電器中有哪些常用的滅弧方法？其中最常用最基本的滅弧方法是什么？解答提示：參見本章第三節(jié)一、電器的有關(guān)知識。最常用最基本的滅弧方法是迅速拉長和冷卻電弧。3-8 高壓斷路器有何功能？常用滅弧介質(zhì)有哪些？解答提示：參見本章第三節(jié)二、高壓電器。3-9 熔斷器的主要功能是什么？熔

23、體熔斷大致可分為哪些階段？解答提示：參見本章第三節(jié)二、高壓電器。3-10 高壓隔離開關(guān)有何功能？它為什么可用來隔離電源保證安全檢修？它為什么不能帶負荷操作？解答提示：參見本章第三節(jié)二、高壓電器。3-11高壓負荷開關(guān)有何功能？它可裝設(shè)什么保護裝置？在什么情況下可自動跳閘？在采用負荷開關(guān)的高壓電路中，采取什么措施來作短路保護？解答提示：參見本章第三節(jié) 二、高壓電器。在采用負荷開關(guān)的高壓電路中，采取熔斷器來作短路保護。3-12 高壓負荷開關(guān)-限流熔斷器組合電器與斷路器相比，為什么比較適合用在環(huán)網(wǎng)供電單元和箱式變電站？解答提示：高壓負荷開關(guān)-熔斷器組合電器結(jié)構(gòu)簡單，造價低；保護特性好。3-13 電流互

24、感器和電壓互感器具有何功能？各有何結(jié)構(gòu)特點？解答提示：參見本章第三節(jié)三、互感器。3-14低壓斷路器有何功能？配電用低壓斷路器按結(jié)構(gòu)型式分有哪兩大類？各有何結(jié)構(gòu)特點？解答提示：參見本章第三節(jié) 四、低壓電器。3-15低壓自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器有何功能？解答提示：參見本章第三節(jié) 四、低壓電器。3-16變配電所電氣主接線有哪些基本形式？各有什么優(yōu)缺點？各適用于什么場合？解答提示：參見本章第四節(jié)一、電氣主接線的基本形式。3-17在進行變配電所電氣主接線設(shè)計時一般應(yīng)遵循哪些原則和步驟？解答提示：參見本章第四節(jié) 二、變配電所電氣主接線示例3-18某用戶35kV總降壓變電所安裝兩臺 35/主變壓器，采用兩回35kV

25、電源線路同時供電，該變電所可能采用的電氣主接線的基本形式有哪些？并從可靠性、靈活性和經(jīng)濟性等方面進行比較。解答提示：擬用的主接線形式有分段單母線接線、雙回線變組單元接線和內(nèi)橋式接線。其特點比較見下表:電氣主接線基本形式電氣主接線圖可靠性靈活性經(jīng)濟性分段單母線接線參見圖3-3（改為2路出線）可靠性高運行方式靈活，便于 擴展需要5臺35kV斷路器，投資較大雙回線變組單元接線參見圖3-6可靠性不如分段單母 線線路變壓器組合運行，不夠靈活只需2臺35kV斷路器，投資最省內(nèi)橋式接線參見圖3-7a）可靠性較線變組接線有所提高靈活性比線變組接線 好，但變壓器操作較 復(fù)雜。只需3臺35kV斷路器，投資比分段單

26、母 線省3-19解答提示：斷路器、互感器、熔斷器、隔離手車作用參見本章第三節(jié)。帶電顯示器：指示高壓電源狀態(tài)、閉鎖開關(guān)柜電纜室檢修門，各功能單元的避雷器：過電壓保護，變壓器保護單元的接地開關(guān)：將變壓器回路接地，以便安全檢修。3-20高低壓配電網(wǎng)接線形式有哪些？為提高供電可靠性可采取什么措施?解答提示：參見本章第五節(jié)。3-21在進行高壓（低壓）配電網(wǎng)接線設(shè)計時，為什么要力求簡單可靠、配電層次不宜超過兩級（三級）？解答提示： 參見 GB50052 2009供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范4.0.6 條文說明。如果供配電系統(tǒng)接線復(fù)雜，配電層次 過多，不僅管理不便、操作頻繁，而且由于串聯(lián)元件過多，導(dǎo)致可靠性下降；配電

27、級數(shù)過多，繼電保護整定時限的級數(shù)也隨之增多，難以保證選擇性。3-22 變電所所址選擇應(yīng)考慮哪些條件？變電所靠近負荷中心有什么好處？解答提示：參見本章第六節(jié)一、變配電所的所址與型式置。3-23 變電所所址選擇應(yīng)考慮哪些條件？變電所靠近負荷中心有什么好處？解答提示：參見本章第六節(jié)二、變配電所的布置。 室內(nèi)變電所的每臺油量為 100kg 及以上的三相油浸式變壓器，應(yīng)設(shè)在單獨的變壓器室內(nèi)。而干式電力變壓器只要具有不低于IP2X 的防護外殼，就可和高低壓配電裝置布置在同一配電室內(nèi)。3-24 預(yù)裝式變電站和組合式變壓器各有何特點？為什么其結(jié)構(gòu)比較適合單臺變壓器容量不大的場合？解答提示： 參見本章第六節(jié)三、

28、預(yù)裝式變電站。由于預(yù)裝式變電站受空間限制散熱條件較差，單臺變壓器容量不宜大于 800kVA 。3-25 供配電方案的技術(shù)經(jīng)濟指標有哪些？應(yīng)如何對配電變壓器進行能效技術(shù)經(jīng)濟評價？解答提示： 參見本章第七節(jié)。3-26 某高層建筑擬建造一座10/變電所，所址設(shè)在地下一層。已知總計算負荷為1200kVA ，其中一、二級負荷400kVA, cos =o試初選配電變壓器的型式、臺數(shù)和容量。解答提示： 參見例題 3-1 。選擇 2 臺 SCB10-800/10 5%/ ， Dyn11， IP2X。3-27某工廠擬建造一座10/變電所，已知總計算負荷為 2100kVA, cos =,均為三級負荷，由地區(qū)變電所

29、采用一回 10kV 線路供電。試選擇配電變壓器并設(shè)計出該變電所電氣主接線圖。解答提示：解答提示：參見例題 3-1。選擇2臺SCB10-1250/10+5%/ , Dyn11, IP2X。變電所電氣主接線圖如圖3-9 所示。3-28 對題 3-26 所述的變電所，由公用電網(wǎng)采用雙回路電源同時供電，變壓器高壓側(cè)采用雙回線路變壓器組單元接線， 低壓側(cè)采用分段單母線接線， 高壓配電裝置采用箱式SF6 負荷開關(guān)柜。試繪制出該變電所高壓電氣主接線圖。解答提示：變壓器高壓側(cè)電氣主接線圖一回線變組單元參照圖3-8a),另一回線變組單元與圖3-8a)鏡像對稱；變壓器低壓側(cè)電氣主接線圖參照圖 3-9b ) 。3-

30、29 對題 3-26 所述的變電所，由公用電網(wǎng)采用雙回路電源同時供電，每路電源均可全容量備用，高壓配電裝置采用中置式真空斷路器開關(guān)柜。試設(shè)計出該變電所高壓電氣主接線圖。解答提示：高壓側(cè)電氣主接線采用分段單母線接線，以圖 3-9a)為基礎(chǔ)設(shè)計為雙回路電源進線，增加母線分段+隔離單元。每段10kV 母線高壓出線1 回至 2 臺變壓器。3-30 某用戶 20kV 變電所安裝有4 臺配電變壓器、由公用電網(wǎng)采用雙回路電源供電，主供電源 1 容量可供全部負荷，主供電源 2 容量只供一半負荷（重要負荷） 。要求母線電壓互感器為獨立單元，不與進線隔離單元組合。試設(shè)計出該變電所高壓電氣主接線圖。解答提示： 高壓

31、側(cè)電氣主接線采用分段單母線接線，參照圖 3-10。每段 10kV 母線高壓出線2 回至 4 臺變壓器。主供電源 2 進線斷路器與分段斷路器“二合一”聯(lián)鎖。3-31 某用戶擬建一座20kV 配電所，為獨立式結(jié)構(gòu)。配電所進線2 回、饋線 10 回，有一、二級負荷，采用分段單母線接線。要求高壓開關(guān)柜按進線1隔離、電能計量、進線開關(guān)、電壓測量、所用變 1、饋線15、母線分段、母線隔離、饋線610、所用變2、電壓測量、進線開關(guān)、電能計量、進線 2隔離等功能單元排列組合。試繪制出該配電所高壓電氣主接線圖。解答提示： 電氣主接線采用分段單母線接線，參照圖 3-10。所用變 1/2 電氣主接線參照圖3-11b

32、） AK20 單元。3-32 某用戶擬建一座35kV 總降壓變電所，安裝有2 臺主變壓器。由公用電網(wǎng)采用雙回路電源同時供電， 每路電源均可全容量備用。擬采用內(nèi)橋式接線，所用變設(shè)置在 10kV 側(cè)。 35kV 配電裝置采用移開式金屬封閉開關(guān)柜、電纜進線。試繪制出該變電所 35kV 側(cè)電氣主接線圖。解答提示： 變電所 35kV 側(cè)電氣主接線參照圖 3-10 設(shè)計。 每段 35kV 母線高壓出線 1 回至 2 臺變壓器， 出線采用隔離手車，不設(shè)置斷路器。第四章 思考題與習(xí)題4-1 短路產(chǎn)生的原因和后果有哪些？解答提示： 參見本章第一節(jié)一、短路的基本概念。4-2 短路的類型有哪些？各有什么特點？解答提

33、示：參見本章第一節(jié)一、短路的基本概念。4-3 短路電流計算的目的是什么？降低短路電流的措施有哪些？解答提示：參見本章第一節(jié)三、計算短路電流的目的。對終端變電所，降低短路電流的措施有：變壓器分列運行；采用高阻抗變壓器；在變壓器回路中裝設(shè)限流電抗器；采用小容量變壓器。4-4 什么樣的系統(tǒng)可認為是無限大容量電源供配電系統(tǒng)？ 突然短路時，系統(tǒng)中的短路電流將如何變化？解答提示： 參見本章第一節(jié)二、供配電系統(tǒng)短路過程的分析。4-5 短路電流非周期分量是如何產(chǎn)生的？其初始值與什么物理量有關(guān)？為什么低壓系統(tǒng)的短路非周期分量較高壓系統(tǒng)的短路非周期分量衰減快？解答提示： 參見本章第一節(jié)二、供配電系統(tǒng)短路過程的分析

34、。短路非周期分量衰減快慢取決于短路電路的時間常數(shù)。4-6 采用標么制法與有名單位制法計算短路電流各有什么特點？各適用于什么場合？解答提示： 參見本章第二節(jié)第三節(jié)。采用標幺制易于比較供配電系統(tǒng)各元件的特性及參數(shù)，能夠簡化計算公式，能在一定程度上簡化計算工作。4-7 在無限大容量電源或遠離發(fā)動機端的供配電系統(tǒng)中， 兩相短路電流和單相短路電流各與三相短路電流有什么關(guān)系？解答提示： 參見本章第二節(jié) 四、兩相短路電流的計算。4-8 為什么 Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器低壓側(cè)的單相對地短路電流要比同等容量的 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器低壓側(cè)的單相對地短路電流大得多？解答提示： 參見本章第三節(jié)三、單相短路（包括單相對地

35、短路）電流的計算。4-9 低壓配電系統(tǒng)中的保護接地導(dǎo)體通常合并到與帶電導(dǎo)體同一布線系統(tǒng)中，若單獨設(shè)置則應(yīng)靠近它們敷設(shè)。這是為什么？（解答提示：從兩者距離遠近對單相對地短路電流大小的影響來分析）解答提示： 參見公式（ 4-30 ） 。單相對地短路電流大小與配電線路相保護導(dǎo)體電抗有關(guān)。保護接地導(dǎo)體與帶電導(dǎo)體相距較遠時，配電線路相保護導(dǎo)體電抗增大，導(dǎo)致單相對地短路電流減小，降低了接地故障保護電器的動作靈敏性。4-10 什么是短路電流的電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)？如何校驗一般電器的動、熱穩(wěn)定性？確定短路電流熱效應(yīng)的計 算時間怎么取值？解答提示：參見本章第四節(jié)。4-11 電流互感器常用接線方式有哪幾種？各用于什

36、么場合？解答提示：參見本章第六節(jié)一、電流互感器的選擇。4-12 為什么說電流互感器二次額定電流若選用1A,相對于5A可以降低二次線路損耗，增加傳輸距離？解答提示：參見公式（4-48）,減小I2r,就降低了二次線路損耗，或可以增加傳輸距離。4-13 接成Yynd的電壓互感器應(yīng)用于什么場合？在已有測量、保護二次級基礎(chǔ)上，若要增加計量二次級，則電壓互感器的接法為哪一種？解答提示：參見本章第六節(jié) 二、電壓互感器的選擇。若要增加計量二次級，則應(yīng)采用四繞組電壓互感器，接成 Yynynd 接線。4-14 什么叫選擇型低壓斷路器和非選擇型低壓斷路器？解答提示：參見本章第七節(jié)二、低壓保護電器的初步選擇。4-15

37、 試分析同一變電所內(nèi)兩臺變壓器低壓進線開關(guān)與母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)是否為電氣維修安全而裝用四極開關(guān)？解答提示：參見本章第七節(jié) 三、四極開關(guān)的應(yīng)用。同一變電所內(nèi)兩臺變壓器中性點采用一點接地（參見圖4-20）,即可避免兩臺變壓器 PEN導(dǎo)體出現(xiàn)并聯(lián)關(guān)系產(chǎn)生雜散電流，同時，變電所采用等電位聯(lián)結(jié)，故沒有必要為防止雜散 電流或電氣維修安全而裝用四極開關(guān)。4-16 某民用用戶供配電系統(tǒng)如圖4-21所示。己知電力系統(tǒng)出口處的三相短路容量在系統(tǒng)最大運行方式下為&3=200MVA試求用戶高壓配電所 10kV母線上k-1點短路時和配電變電所變壓器高壓側(cè)k-2點短路時、低壓母線k-3點短路時的三相短路電流和兩相短路電流，并列

38、出短路計算表。圖4-21 習(xí)題4-16圖解答提示：參見例題4-1，計算結(jié)果見下表:序號電路元件短路 計算點技術(shù)參數(shù)電抗標幺值三相短路電流/kA三相短路容量S /MVA 0k3Sd=100MVA1電力系統(tǒng)Sk3 =200MVA200210kV電力線路1x=Q/kml =3 km31 + 2k-1Un1=10kVId1= kA410kV電力線路2x=Q/kml =1.0 km53+4k-2Un1=10kVI d1= kA6配電變壓器=800kVAUk%=675+6k-3Un2=Id2= kA4-17 某工業(yè)用戶供配電系統(tǒng)如圖 4-22所示。己知電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處在系統(tǒng)最大運行方式下的三

39、相對稱短路容量為 S3=250MVA試求工廠變電所在系統(tǒng)最大運行方式下，10kV母線上k-1點短路和兩臺變壓器并聯(lián)運行和分列運行兩種情況下低壓380V母線上k-2點三相短路時的三相短路電流和短路容量。電力系統(tǒng)10kV圖4-22 習(xí)題4-17圖序號電路元件短路 計算點技術(shù)參數(shù)電抗標幺值三相短路電流/kA三相短路容量S /MVASk3Sd=100MVA1電力系統(tǒng)s =250MVASk3250210kV電力線路x=Q/kml =3 km31 + 2k-1Un2=10kVI d2= kA4配電變壓器=1000kVAUk% =53+4k-4并聯(lián)U n3=Id3= kA分列解答提示：參見例題4-1，計算結(jié)

40、果見下表:4-18 某用戶低壓配電網(wǎng)絡(luò)短路計算電路如圖4-23所示。配電變壓器與低壓配電柜分室安裝，已知變壓器高壓側(cè)三相對稱短路容量為 125MVA試求變壓器低壓母線 k-1點短路及配電線路首端 k-2點短路、線路末端 k-3點短路時的三相短路電流和單相對地短路電流，并列出短路計算表。圖4-23 習(xí)題4-18圖解答提示：參見例題4-2，計算結(jié)果見下表:序 號電路元件短路計算占八、技術(shù)參數(shù)相阻抗/m Q相-保護導(dǎo)體阻抗/mQ三相短路電流/ kA單相對地短路電流I / kAI dU n=380VRXRL-PEXL-PEKp1系統(tǒng)SSk=125MVA2變壓器TS11-630/10, Dyn11,Sr

41、T=630kVAPk = , Uk% =3母線WC1TMY-3(80X 8)+ 63X , l=4m r= mQ/m , x=Q/m rL-PE= Q /m , xl-pe= Q /m41+2+3k-15母線WC2TMY-3(80X 8)+ 63X , l=5m r= mQ/m , x=Q/m rL-PE= Q /m , xl-pe= q /m64+5k-27干線WDYJV223X 50+1X25, l=120m r= Q/m , x=Q/mrL-PE= Q /m , xl-pe=Q /m86+7k-34-19 試選擇習(xí)題4-17所示用戶變電所10kV總進線上裝設(shè)的高壓真空斷路器的型號規(guī)格。已

42、知后備保護動作時間為，斷路器全開斷時間為。解答提示：參見區(qū)J題4-3 ,選用CV1-12-630A/25kA型戶內(nèi)高壓真空斷路器。裝置地點的技術(shù)參數(shù)依據(jù)題4-17。4-20試選擇習(xí)題4-16所示配電變電所變壓器（SCB10-800）高壓進線上裝設(shè)的負荷開關(guān)一熔斷器組合電器的參數(shù)（暫不校驗組合電器的轉(zhuǎn)移電流），并初步選擇高壓進線上裝設(shè)的電流互感器的參數(shù)（暫不校驗電流互感器二次負 荷及準確級等性能）。解答提示：負荷開關(guān)一熔斷器組合電器選擇方法參見本章第五節(jié)。查附錄表22,選用FLRN36B-12D型SF6負荷開關(guān)-熔斷器組合電器，熔斷體額定電流80A。用熔斷器保護的高壓電器，Qt極小，可不校驗熱穩(wěn)

43、定。電流互感器選擇方法參見例題 4-4,選用LZZBJ12-10A型戶內(nèi)高壓電流互感器，變比 75A/5A。用熔斷器保護的 高壓電器，Qt極小，可不校驗熱穩(wěn)定。95A。4-21 試初步選擇習(xí)題4-18所示變電所低壓進線及出線上裝設(shè)的低壓斷路器。已知低壓出線計算電流為變電所低壓出線解答提示： 參見例題4-5 ，變電所低壓進線斷路器的初步選擇CW2-1600/3 M25， I n 1600A斷路器的初步選擇CM2Z-225M/3， I 160A 。第五章 思考題與習(xí)題5-1 繼電保護裝置有哪些任務(wù)和基本要求？保護裝置一般由幾部分組成？解答提示： 參見本章第一節(jié)一、繼電保護的基本原理與要求。5-2

44、為什么在電力設(shè)備和線路設(shè)置有主保護后還需要設(shè)置后備保護?解答提示：為確保保護的可靠性，在主保護或斷路器拒動時，后備保護用以切除故障。5-3 什么是電流繼電器的動作電流、返回電流、返回系數(shù)？如果返回系數(shù)太小，會出現(xiàn)什么問題？解答提示：參見本章第一節(jié)二、保護繼電器及其特性。如果返回系數(shù)太小，動作后的繼電器可能不返回，使保護裝置發(fā)生誤動作。5-4 電流保護裝置有哪幾種常用接線形式？各有什么特點？解答提示： 有三相三繼電器式、兩相兩（三）繼電器式等，采用微機保護裝置時，多采用可靠性高的三相式接線。5-5 簡要說明定時限過電流保護裝置和反時限過電流保護裝置的組成特點、整定方法。解答提示：參見本章第二節(jié)二

45、、過電流保護。5-6 瞬時電流速斷保護為什么會出現(xiàn)保護“死區(qū)”？如何彌補？解答提示：參見本章第二節(jié)三、電流速斷保護。5-7 帶時限過電流保護與電流速斷保護各通過什么方法來保證上下級的選擇性？解答提示：帶時限過電流保護主要通過動作時限的配合來實現(xiàn)前后兩級保護的選擇性動作，而電流速斷保護只有依靠動作電流（速斷電流）的特殊整定來實現(xiàn)選擇性配合。5-8 試述微機保護裝置的硬件基本構(gòu)成。與模擬式繼電保護相比，有何優(yōu)點？解答提示： 參見本章第一節(jié) 三、微機保護簡介。5-9 試分析電力線路定時限過電流保護與電流速斷保護原理圖（參見圖 5-5 、圖 5-9 和圖 5-11 ） ，并說明當線路首端發(fā)生三相短路和

46、線路末端發(fā)生三相短路時的保護動作過程。解答提示： 線路首端發(fā)生三相短路時，電流速斷保護動作；線路末端發(fā)生三相短路時定時限過電流保護動作。保護動作邏輯如圖 5-6 和圖 5-11 所示。5-10 帶有短時限的延時電流速斷保護為什么沒有保護“死區(qū)”而可以保護線路全長？解答提示：延時電流速斷保護的一次動作電流較電流速斷保護小，因而能保護線路全長，可作為線路的主保護。5-11 在非有效接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時，通常采取哪些保護措施？簡要說明其基本原理。5-12 電力線路零序電流保護的靈敏性、選擇性與接于同一母線上的饋線數(shù)量有何關(guān)系?解答提示：參見公式（5-11 ）,同一母線上的饋線數(shù)量越多， y

47、 I越大，零序電流保護的靈敏性越高、選C 2-1C擇性越好。5-13 根據(jù)變壓器的故障種類及不正常運行狀態(tài)，變壓器一般應(yīng)裝設(shè)哪些保護？解答提示：參見本章第三節(jié)一、電力變壓器的故障分析與保護設(shè)置原則5-14 對變壓器中性點直接接地側(cè)的單相短路，可采取哪種保護措施？解答提示：參見本章第三節(jié)三、變壓器中性點直接接地或經(jīng)小電阻接地側(cè)的單相接地保護5-15 根據(jù)電力變壓器電流速斷保護與定時限過電流保護原理接線圖（參見圖5-20）,分析當變壓器一次側(cè)發(fā)生三相短路和二次側(cè)發(fā)生兩相短路時的保護動作原理。解答提示：當變壓器一次側(cè)發(fā)生三相短路時，電流速斷保護動作；變壓器二次側(cè)發(fā)生兩相短路時，定時限過電 流保護動作

48、。保護動作邏輯如圖5-6和圖5-11所示。5-16 簡要說明干式變壓器溫度保護（參見圖5-19和圖5-20）的基本原理。解答提示：參見本章第三節(jié)五、非電氣量保護。5-17 試述變壓器縱聯(lián)差動保護的基本原理，分析其產(chǎn)生不平衡電流的原因及抑制方法。解答提示：參見本章第三節(jié)六、縱聯(lián)差動保護。5-18 微機型變壓器縱聯(lián)差動保護裝置有什么特點？解答提示：微機縱聯(lián)差動保護裝置，利用比率制動原理準確區(qū)分內(nèi)部故障和外部故障，利用二次諧波制動原理 鑒別勵磁涌流，可靠性和靈敏性高。5-19 電力電容器要設(shè)置哪些保護？為什么必須設(shè)置欠電壓保護？解答提示：參見本章第四節(jié)一、電力電容器的保護。5-20 高壓電動機的電流

49、速斷保護和縱聯(lián)差動保護各適用于什么情況？動作電流如何整定？解答提示：參見本章第四節(jié)二、高壓電動機的保護。5-21 某工業(yè)用戶110kV總降壓變電所一條10kV饋線采用微機電流保護裝置，電流互感器的變流比為200/5A,線路的短時最大負荷電流為180A,線路首端在系統(tǒng)最大和最小運行方式下的三相短路電流有效值為和，線路末端在系統(tǒng)最大和最小運行方式下的三相短路電流有效值為和。已知該線路末端連接的車間變電所過電流保護動作時間最大為。試整定該線路定時限過電流保護和電流速斷保護，并檢驗保護靈敏性。解答提示：參見例題5-1 ,整定計算結(jié)果見下表：保護名稱整定項目整定計算公式微機保護整定值定時限過電流 保護動

50、作電流動作電流整定為靈敏系數(shù)合格動作時限動作時間整定為電流速斷保護動作電流動作電流整定為靈敏系數(shù)合格5-22 某用戶供配電系統(tǒng)如圖 5-28所示，1）若在QA處設(shè)置定時限過電流保護，采用三相式接線，電流互感器變流比為150/5A,試求其保護整定值。2）若在QA處還設(shè)置電流速斷保護，試進行整定計算。按其整定值，若變壓 器低壓母線發(fā)生三相短路，速斷保護是否動作？為什么？圖5-28 習(xí)題5-22圖解答提示：參見例題5-2 ,整定計算結(jié)果見下表:保護名稱整定項目整定計算公式微機保護整定值定時限過電 流保護動作電流動作電流整定為靈敏系數(shù)合格動作時限動作時間整定為電流速斷保 護動作電流動作電流整定為靈敏系數(shù)合格變壓器低壓母線發(fā)生三相短路時，高壓側(cè)電流速斷保護不動作，因是其保護死區(qū)。5-23 某用戶10kV變電所裝有1臺1250kVA干式配電變壓器，電壓比為10/,聯(lián)接組別為Dyn11。試依據(jù)GB/T50062 2008作出保護配置，整定計算電流保護動作電流，檢驗保護靈敏性。已知變壓器低壓側(cè)最大三相短路電流為、最小三相短路電流為、最小單相對地短路電流為，變壓器高壓側(cè)最小三相短路電流為，高壓側(cè)保護用電流互感器的變比為150/5A。變壓器低壓側(cè)具有自起動電動機，短時最大負荷電流約為額定電流2倍解答提示：參見例題5-2 ,電流保護整定計