電力工程基礎(chǔ)(課后習(xí)題答案)

1、 第一章1-1 什么是電力系統(tǒng)？建立聯(lián)合電力系統(tǒng)有哪些好處？答：電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、輸配電線路和電力用戶(hù)組成的整體。建立聯(lián)合電力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：可以減少系統(tǒng)的總裝機(jī)容量；可以減少系統(tǒng)的備用容量；可以提高供電的可靠性；可以安裝大容量的機(jī)組；可以合理利用動(dòng)力資源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。1-2 電能生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是什么？對(duì)電力系統(tǒng)有哪些要求？答：電能生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是：電能不能大量存儲(chǔ)；過(guò)渡過(guò)程十分短暫；與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)和人民日常生活的關(guān)系極為密切。對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求是：保證供電的可靠性；保證良好的電能質(zhì)量；為用戶(hù)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 我國(guó)規(guī)定的三相交流電網(wǎng)額定壓等

2、級(jí)有哪些？用電設(shè)備、發(fā)電機(jī)、變壓器的額定電壓與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓之間有什么關(guān)系？為什么？答：我國(guó)規(guī)定的三相交流電網(wǎng)額定壓等級(jí)，低壓有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV和0.66/0.38kV；高壓有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓相同；發(fā)電機(jī)的額定電壓應(yīng)比同級(jí)電網(wǎng)額定電壓高5%；變壓器一次繞組的額定電壓，對(duì)于降壓變壓器，應(yīng)等于電網(wǎng)的額定電壓，對(duì)于升壓變壓器，應(yīng)等于發(fā)電機(jī)的額定電壓；變壓器二次繞的額定電壓，當(dāng)二次側(cè)供電線路較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)比電網(wǎng)額定電

3、壓高10%，當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較短時(shí)，應(yīng)比同級(jí)電網(wǎng)額定電壓高5%。1-4 衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有哪些？簡(jiǎn)述它們對(duì)電力系統(tǒng)的主要影響。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(dòng)與閃變、高次諧波（波形畸變率）、三相不平衡度及暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓。對(duì)電力系統(tǒng)的主要影響（略）。1-5 什么叫小電流接地系統(tǒng)？什么叫大電流接地系統(tǒng)？小電流接地系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，各相對(duì)地電壓如何變化？這時(shí)為何可以暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，但又不允許長(zhǎng)期運(yùn)行？答：中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)稱(chēng)為小電流接地系統(tǒng)；性點(diǎn)直接接地（或經(jīng)低電阻接地）的系統(tǒng)稱(chēng)為大電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，故

4、障相對(duì)地電壓為零，非故障相對(duì)地電壓升高倍。此時(shí)三相之間的線電壓仍然對(duì)稱(chēng)，因此用戶(hù)的三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行，但是，發(fā)生單相接地后，其運(yùn)行時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免在另一相又發(fā)生接地故障時(shí)形成兩相接地短路。1-6 消弧線圈的補(bǔ)償方式有幾種？一般采用哪種補(bǔ)償方式？為什么？答：消弧線圈的補(bǔ)償方式有全補(bǔ)償、欠補(bǔ)償和過(guò)補(bǔ)償，一般都采用過(guò)補(bǔ)償方式。因?yàn)樵谶^(guò)補(bǔ)償方式下，即使電網(wǎng)運(yùn)行方式改變而切除部分線路時(shí)，也不會(huì)發(fā)展成為全補(bǔ)償方式，致使電網(wǎng)發(fā)生諧振。同時(shí)，由于消弧線圈有一定的裕度，即使今后電網(wǎng)發(fā)展，線路增多、對(duì)地電容增加后，原有消弧線圈仍可繼續(xù)使用。1-7 為什么我國(guó)規(guī)定110kV以上的高壓電網(wǎng)和380/220V的

5、低壓電網(wǎng)要采用大電流接地系統(tǒng)？各有什么優(yōu)點(diǎn)？答：大電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)中性點(diǎn)電位仍為零，非故障相對(duì)地電壓不會(huì)升高，仍為相電壓，因此電氣設(shè)備的絕緣水平只需按電網(wǎng)的相電壓考慮，故可以降低工程造價(jià)。所以我國(guó)110kV及以上的電力系統(tǒng)基本上都采用中性點(diǎn)直接接地的方式。而在380/220V系統(tǒng)中采用中性點(diǎn)直接接地方式，主要是考慮人身安全問(wèn)題，一旦發(fā)生單相接地故障，可以迅速跳開(kāi)自動(dòng)開(kāi)關(guān)或燒斷熔斷絲，將故障部分切除。1-8 試確定圖1-12所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和所有變壓器的額定電壓。圖1-12 習(xí)題1-8附圖答：發(fā)電機(jī)G：10.5kV；變壓器T1：10.5/242kV；變壓器T2：10/3.3kV；變

6、壓器T3：220/38.5kV；變壓器T4：220/121/38.5kV；變壓器T5：35/6.6 kV1-9 某10kV電網(wǎng)，架空線路總長(zhǎng)度70km，電纜線路總長(zhǎng)度為16km。試求此中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)的接地電容電流，并判斷此系統(tǒng)的中性點(diǎn)需不需要改為經(jīng)消弧線圈接地。答：由于因此，不需要改為經(jīng)消弧線圈接地。第二章2-1 電力負(fù)荷按重要程度分為哪幾級(jí)？各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源有什么要求？答：電力負(fù)荷按對(duì)供電可靠性的要求可分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷三類(lèi)。一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電；二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電；三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源無(wú)特殊要求。2-2 何謂負(fù)荷曲線？試述年最大負(fù)荷利用小時(shí)

7、數(shù)和負(fù)荷系數(shù)的物理意義。答：負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形。年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，用戶(hù)以年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能恰好等于全年實(shí)際消耗的電能，年負(fù)荷曲線越平坦，值越大，年負(fù)荷曲線越陡；值越小。因此，的大小說(shuō)明了用戶(hù)用電的性質(zhì)，也說(shuō)明了用戶(hù)負(fù)荷曲線的大致趨勢(shì)。平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值叫負(fù)荷系數(shù)，它是表征負(fù)荷變化規(guī)律的一個(gè)參數(shù)，其值愈大，說(shuō)明負(fù)荷曲線愈平坦，負(fù)荷波動(dòng)愈小。2-3 什么叫計(jì)算負(fù)荷？確定計(jì)算負(fù)荷的意義是什么？答：計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的用電設(shè)備安裝容量確定的、用以按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備時(shí)所使用的一個(gè)假想負(fù)荷，計(jì)算負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)與實(shí)際變

8、動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等。確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)為正確選擇供配電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、電纜、開(kāi)關(guān)電器、變壓器等提供技術(shù)參數(shù)。2-4 什么叫暫載率？反復(fù)短時(shí)工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量如何確定？答：暫載率是指設(shè)備工作時(shí)間與工作周期的百分比值。反復(fù)短時(shí)工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量是指換算到統(tǒng)一暫載率下的額定功率。對(duì)于吊車(chē)：是指統(tǒng)一換算到時(shí)的額定功率，其設(shè)備容量；對(duì)于電焊機(jī)：是指統(tǒng)一換算到時(shí)的額定功率，其設(shè)備容量2-5 需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法各有什么計(jì)算特點(diǎn)？各適用哪些場(chǎng)合？答：需要系數(shù)法計(jì)算較簡(jiǎn)單，應(yīng)用較廣泛，但計(jì)算結(jié)果往往偏小，適用于容量差別不大、設(shè)備臺(tái)量較多的場(chǎng)合；二項(xiàng)式法考慮大容量用電設(shè)備對(duì)計(jì)算負(fù)荷的影響，主要適用

9、于設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別懸殊較大的的場(chǎng)合。2-6 什么叫最大負(fù)荷損耗小時(shí)？它與哪些因素有關(guān)？答：年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)實(shí)際上也是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，線路持續(xù)通過(guò)計(jì)算電流所產(chǎn)生的電能損耗，恰好與實(shí)際負(fù)荷電流全年在線路上產(chǎn)生的電能損耗相等。它與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)和負(fù)荷的功率因數(shù)有關(guān)。2-7 功率因數(shù)低的不良影響有哪些？如何提高企業(yè)的自然功率因數(shù)？答：功率因數(shù)低將會(huì)引起線路的總電流增大，使供電網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗和電能損耗增大；使供電網(wǎng)絡(luò)的電壓損失增大，影響負(fù)荷端的電壓質(zhì)量；使供配電設(shè)備的容量不能得到充分利用，降低了供電能力；使發(fā)電機(jī)的出力下降，發(fā)電設(shè)備效率降低，發(fā)電成本提高。提高企業(yè)的自然功率因

10、數(shù)的方法有：正確選用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和容量；限制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行；提高感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量；合理使用變壓器；感應(yīng)電動(dòng)機(jī)同步化運(yùn)行。2-8 并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式有高壓集中補(bǔ)償、低壓成組補(bǔ)償和分散就地補(bǔ)償（個(gè)別補(bǔ)償）。高壓集中補(bǔ)償方式的投資較少，電容器組的利用率較高，能夠提高整個(gè)變電所的功率因數(shù)，但它的補(bǔ)償范圍小，只能補(bǔ)償610kV母線以前的線路上的無(wú)功功率，不能補(bǔ)償工業(yè)企業(yè)內(nèi)部配電線路的無(wú)功功率。低壓成組補(bǔ)償方式的投資不大，運(yùn)行維護(hù)方便，能夠減小車(chē)間變壓器的容量，降低電能損耗，其補(bǔ)償區(qū)大于高壓集中補(bǔ)償，能夠補(bǔ)償變電所低壓母線前的變壓器和所有有

11、關(guān)高壓系統(tǒng)的無(wú)功功率。分散就地補(bǔ)償方式的補(bǔ)償范圍最大，補(bǔ)償效果最好，能夠補(bǔ)償安裝地點(diǎn)以前的變壓器和所有高低壓線路的無(wú)功功率，但投資較大，且電容器組在被補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備停止工作時(shí)也一并被切除，利用率較低。2-9 某工廠車(chē)間380V線路上接有冷加工機(jī)床50臺(tái)，共200kW；吊車(chē)3臺(tái)，共4.5kW（）；通風(fēng)機(jī)8臺(tái)，每臺(tái)3 kW；電焊變壓器4臺(tái)，每臺(tái)22kVA（，）；空壓機(jī)1臺(tái)，55kW。試確定該車(chē)間的計(jì)算負(fù)荷。解：該車(chē)間的計(jì)算負(fù)荷如下表所示。電力負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)用電設(shè)備名稱(chēng)臺(tái)數(shù)設(shè)備容量/kW計(jì)算負(fù)荷銘牌值換算值P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1冷加工機(jī)床502002000.160.51.

12、733255.362吊車(chē)34.53.50.150.51.730.5250.913通風(fēng)機(jī)824240.80.80.7519.214.44電焊變壓器48835.470.350.352.6812.433.235空壓機(jī)155550.850.80.7546.7535.06小計(jì)66110.875138.96負(fù)荷總計(jì)（）99.8125.06160243.12-10 有一條380V低壓干線，供電給30臺(tái)小批生產(chǎn)的冷加機(jī)床電動(dòng)機(jī)，總?cè)萘繛?00kW，其中較大容量的電動(dòng)機(jī)有10kW1臺(tái)，7kW3臺(tái)，4.5kW8臺(tái)。試分別用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法計(jì)算該干線的計(jì)算負(fù)荷。解：用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法所求計(jì)算負(fù)荷如下

13、表所示。電力負(fù)荷計(jì)算表（需要系數(shù)法）用電設(shè)備名稱(chēng)臺(tái)數(shù)設(shè)備容量/kW計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A冷加工機(jī)床302000.160.51.733255.3663.9497.15電力負(fù)荷計(jì)算表（二項(xiàng)式系數(shù)法）用電設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備臺(tái)數(shù)設(shè)備容量二項(xiàng)式系數(shù)計(jì)算負(fù)荷n/x/kW/kWb/ cP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A冷加工機(jī)床30/520035.50.14/0.40.51.7342.27384.32128.12-11 有一條10kV高壓線路供電給兩臺(tái)并列運(yùn)行的S9800/10（D,yn11接線）型電力變壓器，高壓線路采用LJ70鋁絞線，水平等距離架設(shè)，線距

14、為1m，長(zhǎng)6km。變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為900kW，h。試分別計(jì)算此高壓線路和電力變壓器的功率損耗和年電能損耗。 解：（1） 變壓器的功率損耗和電能損耗kvarkVA變壓器的負(fù)荷率為：查附錄表A-1可知，S9-800/10型（Dyn11）變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)為：kW，kW，則兩臺(tái)變壓器的功率損耗為：kWkvar由h和查圖2-7得：h。因此，兩臺(tái)變壓器的電能損耗為：kWh （2）線路的功率損耗和電能損耗變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：kWkvarkVAA查附錄表A-12可知，LJ-70鋁絞線的/km，m時(shí)/km（實(shí)際上m），因此線路的功率損耗為： kW kvar線路的電能損耗為：kWh2-12 某電力用

15、戶(hù)10kV母線的有功計(jì)算負(fù)荷為1200kW，自然功率因數(shù)為0.65，現(xiàn)要求提高到0.90，試問(wèn)需裝設(shè)多少無(wú)功補(bǔ)償容量？如果用BW10.5401W型電容器，問(wèn)需裝設(shè)多少個(gè)？裝設(shè)以后該廠的視在計(jì)算負(fù)荷為多少？比未裝設(shè)時(shí)的視在計(jì)算負(fù)荷減少了多少？ 解：（1）需裝設(shè)的BWF10.5-40-1W型并聯(lián)電容器容量及個(gè)數(shù)kvar 取 則實(shí)際補(bǔ)償容量為：kvar（2） 無(wú)功補(bǔ)償前后視在負(fù)荷的變化補(bǔ)償前：kvarkVA補(bǔ)償后：kVA補(bǔ)償后視在負(fù)荷減少了：kVA2-13 某降壓變電所裝有一臺(tái)Y,yn0聯(lián)結(jié)的S9800/10型電力變壓器，其二次側(cè)（380V）的有功計(jì)算負(fù)荷為520kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為430kvar，

16、試求此變電所一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷和功率因數(shù)。如果功率因數(shù)未達(dá)到0.9，問(wèn)應(yīng)在此變電所低壓母線上裝多大并聯(lián)電容器容量才能達(dá)到要求？ 解：（1）變壓器一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷和功率因數(shù)查附錄表A-1可知，S9-800/10型（Yyn0）變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)為：kW，kW，kVA則變壓器的功率損耗為：kWkvar變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：kWkvarkVA（2）確定無(wú)功補(bǔ)償容量。由于要求變壓器高壓側(cè)的功率因數(shù)0.9，在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，取低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)，則低壓側(cè)需裝設(shè)的補(bǔ)償容量為：kvar 取kvar第三章3-1 試比較架空線路和電纜線路的優(yōu)缺點(diǎn)。答：架空線路與電纜線路相比，具有投資少、易于維修和建設(shè)

17、工期短等優(yōu)點(diǎn)，但容易遭受雷擊和風(fēng)雨等自然災(zāi)害的侵襲，且它需要占用大片土地作出線走廊，有時(shí)會(huì)影響交通、建筑和市容等；電纜線路具有運(yùn)行可靠、不易受外力和自然環(huán)境的影響、不占地面空間和不影響市容等優(yōu)點(diǎn)，但投資大、建設(shè)工期長(zhǎng)、維修不便。3-2 架空線路由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答：架空線路主要由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等部件組成。導(dǎo)線的作用是傳輸電能；避雷線的作用是將雷電流引入大地，以保護(hù)電力線路免遭雷擊；桿塔的作用是支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與大地之間保持一定的安全距離；絕緣子的作用是使導(dǎo)線與桿塔之間保持絕緣；金具是用來(lái)連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱(chēng)。3-3 什么叫電

18、壓降落？什么叫電壓損失？答：電壓降落是指線路始末端電壓的相量差；電壓損失是指線路始末端電壓的代數(shù)差。3-4 導(dǎo)線截面選擇的基本原則是什么？答：輸配電線路導(dǎo)線截面的選擇應(yīng)滿(mǎn)足以下基本原則：發(fā)熱條件、電壓損失條件、機(jī)械強(qiáng)度條件、經(jīng)濟(jì)條件和電暈條件。3-5 什么是“經(jīng)濟(jì)截面”？如何按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇導(dǎo)線和電纜截面？答：使年運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到最小、初投資費(fèi)用又不過(guò)大而確定的符合總經(jīng)濟(jì)利益的導(dǎo)線截面，稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)截面。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面時(shí)，先按求出經(jīng)濟(jì)截面，然后選擇與最接近而又偏小一點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)截面，這樣可節(jié)省初投資和有色金屬消耗量。3-6 有一條110kV的雙回架空線路，長(zhǎng)度為100km，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ

19、150，計(jì)算外徑為16.72mm，水平排列，相間距離為4m，試計(jì)算線路參數(shù)并作出其型等效電路。解： ， 對(duì)應(yīng)的等效電路如右圖所示。3-7 某變電所裝有一臺(tái)S93150/35型的三相雙繞組變壓器，額定電壓為35/10.5 kV，試求變壓器的阻抗及導(dǎo)納參數(shù)，并作出其等效電路。解：查附錄表A-2可知，S9-3150/35型變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)為：kW，kW， 對(duì)應(yīng)的等效電路如右圖所示。 3-8 某變電所裝有一臺(tái)SFSZ940000/110型、容量比為100/100/100的三繞組變壓器，試求變壓器等效電路中各支路的電抗（歸算到110kV側(cè)）。解：查附錄表A-4可知，SFSZ9-40000/110型變壓器

20、的技術(shù)數(shù)據(jù)為：，則 （取0）3-9 某10kV線路如圖3-25所示，已知導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)J50，線間幾何均距為1m，kW，kW，kW，全部用電設(shè)備的=0.8，試求該線路的電壓損失。圖3-25 習(xí)題3-9附圖 解：0.8，0.75p1=250 kW，kvarp2=400 kW，kvarp3=300 kW，kvar 查附錄表A-12得：LJ-50型鋁導(dǎo)線的 /km，/km，則 V 對(duì)應(yīng)的電壓損失百分?jǐn)?shù)為 或 =1.69%3-10 一條10kV線路向兩個(gè)用戶(hù)供電，允許電壓損失為5%，環(huán)境溫度為30，其他參數(shù)如圖3-26所示，若用相同截面的LJ型架空線路，試按允許電壓損失選擇其導(dǎo)線截面，并按發(fā)熱條件和機(jī)械

21、強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn)。解：（1）按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面：設(shè)=0.4/km，則 圖3-26 習(xí)題3-10附圖 V選LJ-95型鋁絞線。（2）按發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)：kW kvarkVAA查附錄表A-8和A-10得，35時(shí)LJ-95導(dǎo)線的允許載流量為A91.3A，因此滿(mǎn)足發(fā)熱條件要求。（3）按機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn)：查表3-2知，10kV架空鋁絞線的最小截面為25 mm295mm2，故滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度條件。3-11 某110架空線路，輸送功率為20MW，功率因數(shù)為0.85，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5500h，試按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇其LGJ型鋼芯鋁絞線的導(dǎo)線截面。解：線路的計(jì)算電流為 由表3-3，查得A/mm，因此，導(dǎo)線

22、的經(jīng)濟(jì)截面為選LGJ-120型鋼芯鋁絞線。第四章4-1 什么叫短路？短路的類(lèi)型有哪幾種？短路對(duì)電力系統(tǒng)有哪些危害？答：短路是指電力系統(tǒng)正常情況以外的一切相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。短路的類(lèi)型有三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。短路對(duì)電力系統(tǒng)的危害有：短路電流的熱效應(yīng)可使設(shè)備因過(guò)熱而損壞甚至燒毀；短路電流的力效應(yīng)可引起設(shè)備機(jī)械變形、扭曲甚至損壞；影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，造成產(chǎn)品報(bào)廢甚至設(shè)備損壞；會(huì)導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性；不對(duì)稱(chēng)接地短路所產(chǎn)生的不平衡電流會(huì)對(duì)鄰近的平行線路電磁干擾。4-2 什么叫標(biāo)幺值？在短路電流計(jì)算中，各物理量的標(biāo)幺值是如何計(jì)算的？

23、答：某一物理量的標(biāo)幺值，等于它的實(shí)際值與所選定的基準(zhǔn)值的比值。在短路電流計(jì)算中，常取基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓用各級(jí)線路的平均額定電壓，即，則基準(zhǔn)電流，基準(zhǔn)電抗。4-3 什么叫無(wú)限大容量系統(tǒng)？它有什么特征？答：無(wú)限容量系統(tǒng)亦稱(chēng)無(wú)限大功率電源，是指系統(tǒng)的容量為無(wú)限大，內(nèi)阻抗為零。它是一個(gè)相對(duì)概念，真正的無(wú)限大功率電源是不存在的。特征：在電源外部發(fā)生短路時(shí)，電源母線上的電壓基本不變，即認(rèn)為它是一個(gè)恒壓源。當(dāng)電源內(nèi)阻抗不超過(guò)短路回路總阻抗的5%10%時(shí)，就可以認(rèn)為該電源是無(wú)限大功率電源。4-4 什么叫短路沖擊電流、短路次暫態(tài)電流和短路穩(wěn)態(tài)電流？在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，它們與短路電流周期分量有效值有

24、什么關(guān)系？答：短路沖擊電流是指在最嚴(yán)重短路情況下三相短路電流的最大瞬時(shí)值；短路次暫態(tài)電流是指短路瞬間（s）時(shí)三相短路電流周期分量的有效值；短路穩(wěn)態(tài)電流是指短路電流非周期分量衰減完后的短路全電流。在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，有和。4-5 如何計(jì)算電力系統(tǒng)各元件的正序、負(fù)序和零序電抗？變壓器的零序電抗與哪些因素有關(guān)？答：發(fā)電機(jī)的正序電抗包括穩(wěn)態(tài)時(shí)的同步電抗、，暫態(tài)過(guò)程中的、和、。負(fù)序電抗與故障類(lèi)型有關(guān)，零序電抗和電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)，查教材表4-2；變壓器的負(fù)序電抗與正序電抗相等，零序電抗與變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)及三相繞組的接線方式等因素有關(guān)；線路的負(fù)序電抗和正序電抗相等，零序電抗卻與正序電抗相差較大，查教材表4-3。

25、4-6 什么叫復(fù)合序網(wǎng)？各種簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)短路的復(fù)合序網(wǎng)是什么？答：所謂復(fù)合序網(wǎng)，是指根據(jù)邊界條件所確定的短路點(diǎn)各序量之間的關(guān)系，由各序網(wǎng)絡(luò)互相連接起來(lái)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。單相接地短路的復(fù)合序網(wǎng)是由正序網(wǎng)、負(fù)序網(wǎng)和零序網(wǎng)串聯(lián)而成的；兩相短路的復(fù)合序網(wǎng)是由正序網(wǎng)和負(fù)序網(wǎng)并聯(lián)而成的；兩相接地短路的復(fù)合序網(wǎng)是由正序網(wǎng)、負(fù)序網(wǎng)和零序網(wǎng)并聯(lián)而成的。4-7 何謂正序等效定則？如何應(yīng)用它來(lái)計(jì)算各種不對(duì)稱(chēng)短路？答：在簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)短路的情況下，短路點(diǎn)的正序電流與在短路點(diǎn)每一相中接入附加電抗而發(fā)生三相短路的電流相等，即，這就是正序等效定則。各種不對(duì)稱(chēng)故障時(shí)短路電流的絕對(duì)值為： 附加電抗和比例系數(shù)可查教材表4-4。4-8 什么

26、叫短路電流的力效應(yīng)？如何校驗(yàn)電器及母線的動(dòng)穩(wěn)定？答：短路電流通過(guò)電氣設(shè)備和導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，稱(chēng)為短路電流的力效應(yīng)。一般電器滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定的條件是或 ；母線滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定校的條件是。4-9 什么叫短路電流的熱效應(yīng)？如何校驗(yàn)電器及母線的熱穩(wěn)定？短路發(fā)熱的假想時(shí)間是什么意思？如何計(jì)算？ 答：短路電流通過(guò)電氣設(shè)備和導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，稱(chēng)為短路電流的熱效應(yīng)。一般電器滿(mǎn)足熱穩(wěn)定的條件是；母線滿(mǎn)足熱穩(wěn)定的條件是或。假想時(shí)間是指用穩(wěn)態(tài)短路電流來(lái)代替實(shí)際短路電流，在該時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與實(shí)際短路電流在短路時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等。假想時(shí)間包括周期分量假想時(shí)間和非周期分量假想時(shí)間兩部分，即。4-10 某工廠變電

27、所裝有兩臺(tái)并列運(yùn)行的S9-800（Y,yn0接線）型變壓器，其電源由地區(qū)變電站通過(guò)一條8km的10kV架空線路供給。已知地區(qū)變電站出口斷路器的斷流容量為500MVA，試用標(biāo)幺制法求該廠變電所10kV高壓側(cè)和380V低壓側(cè)的三相短路電流、及三相短路容量。解：（1）取MVA， kV，kV，則， （2）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值系統(tǒng) 線路 變壓器 （3）k1點(diǎn)短路： （4）k2點(diǎn)短路： 4-11 如圖4-32所示網(wǎng)絡(luò)，各元件的參數(shù)已標(biāo)于圖中，試用標(biāo)幺值法計(jì)算k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)短路點(diǎn)的短路電流。圖4-32 習(xí)題4-11附圖解：（1）取MVA，則各元件電抗標(biāo)幺值為線路 變壓器 電抗器 4-12 在圖4-33所

28、示電力系統(tǒng)中，所有發(fā)電機(jī)均為汽輪發(fā)電機(jī)。各元件的參數(shù)如下：發(fā)電機(jī)G1、G2容量均為31.25MVA，發(fā)電機(jī)G3容量為50MVA，；變壓器T1、T2每臺(tái)容量為31.5MVA，變壓器T3容量為50MVA，；線路WL的長(zhǎng)度為50km，單位長(zhǎng)度電抗為0.4，電壓為110kV級(jí)，試用運(yùn)算曲線法計(jì)算10kV電壓級(jí)的k點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)0s 和0.2s時(shí)的短路電流。圖4-33 習(xí)題4-12附圖解：（1）作等效電路 取MVA，則各元件電抗標(biāo)幺值為發(fā)電機(jī)G1、G2 變壓器T1、T2 發(fā)電機(jī)G3 變壓器T3 線路WL 作等值電路如下圖所示。（2）化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)，求各電源到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗將、作變換得：因此，各發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的

29、轉(zhuǎn)移電抗分別為G1支路 G2支路 G3支路 （3）求各電源的計(jì)算電抗（4）查計(jì)算曲線數(shù)字表，并用差值法求短路電流周期分量標(biāo)幺值對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)G1，查附錄表B-1可得當(dāng)時(shí) ， 當(dāng)時(shí) ， 因此，當(dāng)時(shí)，s和s時(shí)的短路電流電流周期分量標(biāo)幺值分別為同理，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)G2，查附錄表B-1可得s和s時(shí)的短路電流電流周期分量標(biāo)幺值分別為對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)G3，查附錄表B-1可得s和s時(shí)的短路電流電流周期分量標(biāo)幺值分別為（5）計(jì)算短路電流有名值歸算到短路點(diǎn)的各電源的額定電流為 G1、G2支路 G3支路 因此，s和s時(shí)的短路電流電流周期分量有名值分別為4-13 已知某一不平衡的三相系統(tǒng)的V，V，V，試求其正序、負(fù)序及零序

30、電壓。解：4-14 某10kV母線三相水平平放，型號(hào)LMY-608mm2，已知kA，母線跨距1000mm，相間距250mm，跨距數(shù)大于2，短路持續(xù)時(shí)間為2.5s，系統(tǒng)為無(wú)窮大，試校驗(yàn)此母線的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。解：（1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 查表4-6得，鋁母線的熱穩(wěn)定系數(shù)，因此最小允許截面為 母線的實(shí)際截面積A=60×8mm2 =480 mm2，所以熱穩(wěn)定滿(mǎn)足要求。（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： kA由，故取K1。則母線受到的最大電動(dòng)力為母線的彎曲力矩為：N·mN·m母線的截面系數(shù)為：母線的計(jì)算應(yīng)力為： Pa Pa鋁母線排的最大允許應(yīng)力，所以動(dòng)穩(wěn)定滿(mǎn)足要求。第五章5-1 熄滅電弧的

31、條件是什么？開(kāi)關(guān)電器中常用的滅弧方法有哪些？ 答：滅弧的條件是去游離率大于游離率。開(kāi)關(guān)電器中常用的滅弧方法有速拉滅弧法、冷卻滅弧法、吹弧滅弧法、長(zhǎng)弧切短滅弧法、粗弧分細(xì)滅弧法、狹縫滅弧法、采用多斷口滅弧法和采用新型介質(zhì)滅弧法等。5-2 高壓斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)和高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)各有哪些功能？答：高壓斷路器不僅能通斷正常負(fù)荷電流，而且能切斷一定的短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障；高壓隔離開(kāi)關(guān)的主要功能是隔離高壓電源，保證人身和設(shè)備檢修安全，同時(shí)還具有倒閘操作和通斷小電流的功能；高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)可以通斷一定的負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流，有隔離開(kāi)關(guān)的作用，但不能斷開(kāi)短路電流。5-3 倒閘操作的

32、基本要求是什么？答：倒閘操作的基本要求是：合閘送電時(shí)，先合上隔離開(kāi)關(guān)，再合上斷路器；跳閘斷電時(shí)，先斷開(kāi)斷路器，再斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。5-4 低壓斷路器有哪些功能？按結(jié)構(gòu)型式可分為哪兩大類(lèi)？答：低壓斷路器既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在線路發(fā)生短路、過(guò)負(fù)荷、低電壓（或失壓）等故障時(shí)自動(dòng)跳閘。低壓斷路器按結(jié)構(gòu)型式分，有塑料外殼式和萬(wàn)能式兩大類(lèi)。5-5 熔斷器的主要功能是什么？什么是“限流”式熔斷器？答：熔斷器的主要功能是對(duì)電路及其設(shè)備進(jìn)行短路或過(guò)負(fù)荷保護(hù)?！跋蘖鳌笔饺蹟嗥魇侵溉蹟嗥鞯臏缁∧芰軓?qiáng)，滅弧速度很快，能在短路電流未達(dá)到?jīng)_擊值以前完全熄滅電弧。5-6 避雷器有何功能？有哪些常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)型式？各適用于哪些

33、場(chǎng)合？答：避雷器用于防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓沿線路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器按結(jié)構(gòu)型式分，有保護(hù)間隙、管型避雷器、閥型避雷器和金屬氧化物避雷器等。其中，保護(hù)間隙和管型避雷器一般用于戶(hù)外輸電線路的防雷保護(hù)，閥型避雷器和金屬氧化物避雷器主要用于變配電所的進(jìn)線防雷電波侵入保護(hù)。5-7 Dyn11接線配電變壓器和Yyn0接線配電變壓器相比較有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：Dyn11接線變壓器能有效地抑制3的整數(shù)倍高次諧波電流的影響；Dyn11接線變壓器的零序電抗比Yyn0接線變壓器小得多，更有利于低壓側(cè)單相接地短路故障的切除；Dyn11接線變壓器承受單相不平衡負(fù)荷的能力遠(yuǎn)比Yyn0接線的

34、變壓器大。5-8 什么是電流互感器的誤差？電流互感器的常用接線方式有哪幾種？答：電流互感器的誤差包括電流誤差（比值差）和相位誤差（角差）。電流誤差是二次電流的測(cè)量值乘以額定變流比與一次電流數(shù)值差的百分?jǐn)?shù)；相位差是與的相角差。電流互感器常用的接線方式有一相式接線、兩相不完全星形接線、兩相電流差接線和三相完全星形接線。5-9 什么是電壓互感器的誤差？電壓互感器的常用接線方式有哪幾種？答：電壓互感器的誤差吧包括電壓誤差（比值差）和相位誤差（角差）。比值差是二次電壓的測(cè)量值乘以額定變壓比與一次電壓數(shù)值差的百分?jǐn)?shù)；相位差是與的相角差。5-10 什么是高壓開(kāi)關(guān)柜的“五防”？固定式開(kāi)關(guān)柜和手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜各有哪

35、些優(yōu)缺點(diǎn)？答：防止誤跳、誤合斷路器；防止帶負(fù)荷分、合隔離開(kāi)關(guān)；防止帶電掛接地線；防止帶地線合閘；防止誤入帶電間隔。固定式開(kāi)關(guān)柜具有價(jià)格低，內(nèi)部空間大，運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但體積較大；手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜具有靈活性好、檢修安全、供電可靠性高、安裝緊湊和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較貴。5-11 對(duì)電氣主接線的基本要求是什么？電氣主接線有哪些基本形式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：對(duì)電氣主接線的基本要求是安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。電氣主接線的基本形式有線路-變壓器單元接線、單母線接線、單母線分段接線、單母線帶旁路母線接線、雙母線接線、橋式接線等。線路-變壓器單元接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單，所用電氣設(shè)備少，配電裝置簡(jiǎn)單，節(jié)約投資

36、。缺點(diǎn)是該單元中任一設(shè)備發(fā)生故障或檢修時(shí)，變電所要全部停電，供電可靠性都不高，只可供三級(jí)負(fù)荷。單母線接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單、使用設(shè)備少、操作方便、投資少、便于擴(kuò)建。缺點(diǎn)是當(dāng)母線及母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開(kāi)全部電源，造成整個(gè)配電裝置停電；當(dāng)檢修一回路的斷路器時(shí)，該回路要停電。單母線分段接線既保留了單母線接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上提高了供電的可靠性。但仍不能克服某一回路斷路器檢修時(shí)，該回路要長(zhǎng)時(shí)間停電的顯著缺點(diǎn)，同時(shí)這種接線在一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線上的所有回路都要長(zhǎng)時(shí)間停電。單母線加旁路母線接線解決了出線斷路器檢修時(shí)的停電問(wèn)題，但其缺點(diǎn)是需要增加一組母線

37、、專(zhuān)用的旁路斷路器和旁路隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備，使配電裝置復(fù)雜，投資增大，且隔離開(kāi)關(guān)要用來(lái)操作，增加了誤操作的可能性。雙母線接線具有以下優(yōu)點(diǎn)：輪換檢修母線而不致中斷供電；檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)僅使該回路停電；工作母線發(fā)生故障時(shí)，經(jīng)倒閘操作這一段停電時(shí)間后可迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器來(lái)代替，不致于使該回路的供電長(zhǎng)期中斷。但雙母線接線也存在以下缺點(diǎn)：在倒閘操作中隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作；工作母線發(fā)生故障時(shí)會(huì)引起整個(gè)配電裝置短時(shí)停電；使用的隔離開(kāi)關(guān)數(shù)目多，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積較大，投資較高。橋形接線中四個(gè)回路只有三個(gè)斷路器，投資小，接線簡(jiǎn)單，供電的可靠性和靈活

38、性較高，適用于向一、二類(lèi)負(fù)荷供電。5-12 電氣設(shè)備選擇的一般原則是什么？如何校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定？答：電氣設(shè)備選擇的一般原則是：按正常工作條件選擇額定電流和額定電壓，按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)和熱穩(wěn)定。電氣設(shè)備滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定的條件是或 ；滿(mǎn)足熱穩(wěn)定的條件是。 5-13 某10/0.4kV車(chē)間變電所，總計(jì)算負(fù)荷為980kVA，其中一、二類(lèi)負(fù)荷700 kVA。試初步選擇該車(chē)間變電所變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。解：因?yàn)橛幸弧⒍?lèi)負(fù)荷，所以應(yīng)選兩臺(tái)變壓器。變壓器容量應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：kVA 且kVA查附錄表A-1，選兩臺(tái)10/0.4kV、S9800 kVA的變壓器。5-14 某廠的有功計(jì)算負(fù)荷為

39、3000kW，功率因數(shù)為0.92，該廠6kV進(jìn)線上擬安裝一臺(tái)SN10-10型斷路器，其主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.2s，斷路器分閘時(shí)間為0.2s，其6kV母線上的20kA，試選擇該斷路器的規(guī)格。解： 查附錄表A-15，選擇SN1010II/1000型斷路器，設(shè)備具體參數(shù)及計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。高壓斷路器選擇表序號(hào)安裝地點(diǎn)的電氣條件所選設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目SN1010II/10001/ kV6/ kV10合格2/ A313.8 / A1000合格3/ MVA218/ MVA300合格4/ kA51/ kA80合格5/ （kA2 .s）/（kA2 .s）合格5-15 試選擇圖5-63中10kV饋線上的

40、電流互感器。已知該線路的最大工作電流為70A，線路上的短路電流為4.6 kA，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為2 s，斷路器分閘時(shí)間為0.2s，電流互感器二次回路采用2.5mm2的銅心塑料線，互感器與測(cè)量?jī)x表相距4m.。圖5-63 習(xí)題5-4附圖解：（1）準(zhǔn)確度校驗(yàn)：查附錄表A-25，電流互感器二次側(cè)的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)下表：電流互感器二次側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表儀表型式二次線圈負(fù)荷（VA）A相C相46L1-A0.3546D1-W0.60.6DS10.50.5總計(jì)1.451.1由上表知，其最大負(fù)荷為1.45VA。取=0.1，則滿(mǎn)足準(zhǔn)確度等級(jí)的連接導(dǎo)線電阻為則連接導(dǎo)線（銅線）的截面為按最小允許截面取1.5 的銅線。（2）動(dòng)穩(wěn)定校

41、驗(yàn)： 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定要求。（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求。5-16 某一降壓變電所內(nèi)裝有兩臺(tái)雙繞組變壓器，該變電所有兩回35kV電源進(jìn)線，6回10kV出線，低壓側(cè)擬采用單母線分段接線，試畫(huà)出當(dāng)高壓側(cè)分別采用內(nèi)橋接線、外橋接線和單母線分段接線時(shí)，該變電所的電氣主接線單線圖。解：變電所的電氣主接線單線圖分別為：高壓側(cè)采用單母線分段接線高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線高壓側(cè)采用外橋接線第六章6-1 在電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的任務(wù)是什么？對(duì)繼電保護(hù)的基本要求是什么？答：繼電保護(hù)裝置的任務(wù)是：自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使其損壞程度盡可能減小，并最大限度地保證非故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；能對(duì)電氣元件的

42、不正常運(yùn)行狀態(tài)做出反應(yīng)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件和設(shè)備的承受能力，發(fā)出報(bào)警信號(hào)、減負(fù)荷或延時(shí)跳閘。對(duì)繼電保護(hù)的基本要求是：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。6-2 什么是繼電保護(hù)的接線系數(shù)？星形、不完全星形和兩相電流差接線方式的接線系數(shù)有何不同？答：在繼電保護(hù)回路中，流入繼電器中的電流與對(duì)應(yīng)電流互感器的二次電流的比值，稱(chēng)為接線系數(shù)。星形接線和不完全星形接線方式無(wú)論發(fā)生何種相間短路，其接線系數(shù)都等于1，兩相電流差接線在正常運(yùn)行或三相短路時(shí)的接線系數(shù)為，A、C兩相短路時(shí)的接線系數(shù)為2，A、B或B、C兩相短路時(shí)的接線系數(shù)為1。6-3 什么叫過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流、返回電流和返回系數(shù)？答：能使電流繼電器

43、產(chǎn)生動(dòng)作的最小電流，稱(chēng)為繼電器的動(dòng)作電流；能使電流繼電器返回到原始位置的最大電流，稱(chēng)為繼電器的返回電流；同一繼電器的返回電流與動(dòng)作電流的比值，稱(chēng)為電流繼電器的返回系數(shù)。6-4 過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間應(yīng)如何整定？如何提高過(guò)電流保護(hù)的靈敏度？答：過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流必須滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：保護(hù)裝置的動(dòng)作電流必須躲過(guò)線路上的最大負(fù)荷電流；保護(hù)裝置在外部故障切除后應(yīng)可靠返回到原始位置。當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的靈敏度不滿(mǎn)足要求時(shí)，可采用低電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)來(lái)提高其靈敏度。6-5 什么叫三段式電流保護(hù)？各段的保護(hù)范圍和動(dòng)作時(shí)限是如何進(jìn)行配合的？答：由無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)（稱(chēng)作第段）、帶時(shí)限電流速斷保護(hù)

44、（稱(chēng)作第段）和定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（稱(chēng)作第段）配合構(gòu)成整套保護(hù)，稱(chēng)為三段式過(guò)電流保護(hù)。第I段只能保護(hù)本線路（WL1）的一部分，保護(hù)范圍為，動(dòng)作時(shí)間為繼電器的固有動(dòng)作時(shí)間；第II段不僅能保護(hù)本線路（WL1）的全長(zhǎng)，而且向下一級(jí)相鄰線路（WL2）延伸了一段，保護(hù)范圍為，動(dòng)作時(shí)限與下級(jí)線路段保護(hù)配合，即；第III段不僅能保護(hù)本線路（WL1）和相鄰線路（WL2）的全長(zhǎng)，而且延伸到再下一級(jí)線路（WL3）一部分，保護(hù)范圍為，動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定，即。6-6 功率方向繼電器的作用是什么？寫(xiě)出比幅式和比相式功率方向繼電器的動(dòng)作方程，并說(shuō)明這兩種比較原理的兩組比較量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。答：功率方向繼電器的作用是判斷功

45、率的方向。對(duì)于正方向的故障，其功率為正值，功率方向繼電器動(dòng)作；對(duì)于反方向的故障，其功率為負(fù)值，功率方向繼電器不動(dòng)作。相位比較式功率方向繼電器的動(dòng)作方程為：90°90° （其中：，）幅值比較式功率方向繼電器的動(dòng)作方程為：（其中：， ）這兩種比較原理的兩組比較量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：6-7 什么叫功率方向繼電器的90°接線？答：功率方向繼電器的90°接線方式，是指系統(tǒng)在三相對(duì)稱(chēng)且功率因數(shù)為1的情況下，接入功率方向繼電器的電流超前電壓90°的接線。6-8 大接地電流系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時(shí)有哪些特點(diǎn)？ 答：故障點(diǎn)的零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越低，變

46、壓器中性點(diǎn)接地處的零序電壓為0；零序電流的分布與中性點(diǎn)接地的位置和數(shù)目有關(guān)；故障點(diǎn)的零序功率最大。6-9 零序功率方向繼電器的電壓為什么反極性接入？它有動(dòng)作死區(qū)嗎？為什么？答：功率方向繼電器只反應(yīng)被保護(hù)線路正方向接地短路時(shí)的零序功率方向。按規(guī)定的電流、電壓正方向，當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生接地短路時(shí)，超前約90°110°，這時(shí)繼電器應(yīng)正確動(dòng)作，并應(yīng)工作在最靈敏的條件下，亦即繼電器的最大靈敏角為90°110°。而當(dāng)前，在電力系統(tǒng)中實(shí)際使用的零序功率方向繼電器都是把最大靈敏角制成70º85º，即當(dāng)從其正極性輸入的滯后于按正極性端子輸入的70

47、6;85º時(shí)，繼電器最靈敏。為此在使用零序功率方向繼電器時(shí)，若以正極性端接入繼電器電流線圈的極性端，則必須以負(fù)極性端接入繼電器電壓線圈的極性端，這時(shí)接入繼電器的電流和電壓分別為：，此時(shí)滯后70º，即，這就保證了正方向發(fā)生接地故障時(shí)繼電器工作在最靈敏的狀態(tài)下。6-10 距離保護(hù)的基本原理是什么？由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答：距離保護(hù)是反應(yīng)保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離（或阻抗），并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定是否動(dòng)作的一種保護(hù)裝置。系統(tǒng)正常工作時(shí)，保護(hù)安裝處測(cè)量到的電壓為，它接近于額定電壓，測(cè)量到的電流為負(fù)荷電流，則比值基本上是負(fù)荷阻抗，其值較大。當(dāng)系統(tǒng)短路時(shí)，保護(hù)安裝處測(cè)量到的

48、電壓為殘余電壓，測(cè)量到的電流為短路電流，則比值為保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)之間的阻抗，也稱(chēng)為短路阻抗，其值較小。因此，利用電壓和電流的比值，不但能清楚地判斷系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)和短路狀態(tài)，還能反映短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離。距離保護(hù)裝置一般由起動(dòng)元件、測(cè)量元件和時(shí)間元件三部分組成。起動(dòng)元件的作用是在被保護(hù)線路發(fā)生短路時(shí)立即起動(dòng)保護(hù)裝置；測(cè)量元件的作用是用來(lái)測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，并判斷短路故障的方向；時(shí)間元件的作用是用來(lái)建立距離保護(hù)第II、III段的動(dòng)作時(shí)限，以獲得其所需要的動(dòng)作時(shí)限特性。6-11 變壓器差動(dòng)保護(hù)產(chǎn)生不平衡電流的原因是什么？如何減小不平衡電流？ 答：產(chǎn)生不平衡電流的原因有：由變壓器兩

49、側(cè)繞組接線不同而產(chǎn)生的不平衡電流；由電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流；由兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流；由帶負(fù)荷調(diào)整變壓器的分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流；由變壓器勵(lì)磁涌流所產(chǎn)生的不平衡電流。減小不平衡電流的措施有：將變壓器星形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成星形；采用具有速飽和鐵心的差動(dòng)繼電器；整定計(jì)算時(shí)引入同型系數(shù)等。6-12 微機(jī)保護(hù)裝置的硬件構(gòu)成分為幾部分？各部分的作用是什么？答：微機(jī)保護(hù)裝置的硬件構(gòu)成可分為六部分，即數(shù)據(jù)采集部分、微型計(jì)算機(jī)部分、輸入輸出接口部分、通信接口部分、人機(jī)接口部分和電源部分。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)是將模擬

50、量輸入量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)字量；微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是微機(jī)保護(hù)裝置的核心，主要由微處理器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、接口芯片及定時(shí)器等組成；輸入輸出接口是微機(jī)保護(hù)與外部設(shè)備的聯(lián)系部分；通信接口是實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化的必要條件，因此，每個(gè)保護(hù)裝置都帶有相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的通信接口電路；人機(jī)接口部分主要包括顯示、鍵盤(pán)、各種面板開(kāi)關(guān)、打印與報(bào)警等，其主要功能用于調(diào)試、整定定值與變比等；供電電源工作的可靠性是確保直接影響著微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性，通常采用逆變穩(wěn)壓電源。6-13 微機(jī)保護(hù)有哪些算法？各種算法的特點(diǎn)是什么？答：微機(jī)保護(hù)中采用的算法很多，但可歸納為兩類(lèi)。一類(lèi)是根據(jù)輸入電氣量的若干采樣點(diǎn)通過(guò)一定的數(shù)學(xué)式或方程式

51、計(jì)算出保護(hù)所反映的量值，然后與整定值進(jìn)行比較；另一類(lèi)算法是不計(jì)算具體量值，而是根據(jù)若干采樣點(diǎn)值與整定值相結(jié)合，直接建立保護(hù)動(dòng)作方程來(lái)判斷是否在保護(hù)動(dòng)作區(qū)內(nèi)。常用的第一類(lèi)算法有兩點(diǎn)乘積算法、半周積分算法、傅氏算法、最小二乘方算法、微分方程算法等；常用的第二類(lèi)算法有負(fù)序分量算法、繼電器特性算法、相電流突變算法等。兩點(diǎn)乘積算法所和半周積分算法的運(yùn)算量較小，所用的數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度分別為1/4周期和1/2周期，但只能用于提供給算法的原始數(shù)據(jù)為純正弦函數(shù)的理想采樣值，且必須和數(shù)字濾波器配合使用；傅氏算法用于輸入量為周期函數(shù)，該算法具有較強(qiáng)的濾波作用，所用的數(shù)據(jù)窗較長(zhǎng)，為一個(gè)基波周期；最小二乘方算法用于輸入量為隨

52、機(jī)函數(shù)，該算法的精度高，濾波性能好，但計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)；微分方程算法可以不必濾除非周期分量，只要求低通濾波，因而算法的總時(shí)窗較短，且不受電網(wǎng)頻率變化的影響。需要指出，微分方程算法只能用于計(jì)算阻抗，因此多用于線路保護(hù)中，而傅氏算法、最小二乘方算法還常應(yīng)用于元件保護(hù)、后備電流電壓保護(hù)以及一些相序分量組成的保護(hù)中。6-14 提高微機(jī)保護(hù)可靠性的措施有哪些？答：微機(jī)保護(hù)的可靠性主要是抗干擾問(wèn)題。防止干擾進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置的主要措施有：接地的處理，屏蔽與隔離，濾波、退耦和旁路，對(duì)供電電源的要求，合理地分配和布置插件；抑制竄入干擾影響的軟硬件措施有：采樣數(shù)據(jù)的干擾辯識(shí)，出口密碼校核，復(fù)算校核，程序出軌的自恢復(fù)；裝置故障的自檢包括：CPU的檢測(cè)，RAM的檢測(cè)，EPROM的檢測(cè)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的檢測(cè)，出口通道的檢測(cè)和成組功能的檢測(cè)。6-15 已知兩相電流差接線的過(guò)電流保護(hù)在三相短路時(shí)的一次動(dòng)作電流為，靈敏系數(shù)為，試證明：（1）當(dāng)AB或BC兩相短路時(shí)，；（2）當(dāng)AC兩相短路時(shí)，。解：三相短路時(shí)，繼電器的動(dòng)作電流為：（1）當(dāng)AB或BC兩相短路時(shí)，繼電器的動(dòng)作電流為：由 得： 而 （2）當(dāng)AC兩相短路時(shí)，繼電器的動(dòng)作電流為：由 得： 6-16 某前、后兩級(jí)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)都采用兩相兩繼電