工廠供電 劉介才 第五版課后習(xí)題答案

1、 第一章1、工廠供電對工業(yè)生產(chǎn)有何重要作用?對工廠供電工作有哪些基本要求?重要作用:現(xiàn)代社會是建立在電能應(yīng)用的基礎(chǔ)之上的，電能在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小(除電化等工業(yè)外)，其重要性是在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以增加產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強(qiáng)度。如果工廠供電突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。例如某些對供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時(shí)間的停電，也會引起重大設(shè)備損壞，或引起大量產(chǎn)品報(bào)廢，甚至可能發(fā)生重大的人身事故，給國家和人民帶來經(jīng)濟(jì)上甚至政治上的重大損失?；疽螅?、安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、可靠：應(yīng)

2、滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求。3、優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、經(jīng)濟(jì)：供電系統(tǒng)的投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能地減少有色金屬消耗量。 2、工廠供電系統(tǒng)包括哪些范圍?變電所和配電所的任務(wù)有什么不同?什么情況下可采用高壓深入負(fù)荷中心的直配方式?工廠供電系統(tǒng)是指從電源線路進(jìn)廠起到高低壓用電設(shè)備進(jìn)線端止的電路系統(tǒng),包括工廠 值來表示。 5、三相交流電力系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)有哪些運(yùn)行方式?中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)與中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時(shí)各有什么特點(diǎn)?中性點(diǎn)運(yùn)行方式：1 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)單相接地時(shí)，另兩相

3、對地電壓升高為原來的根號3倍。單相接地電容電流為正常運(yùn)行時(shí)相線對地電容電流的3倍。中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)單相接地時(shí)，另兩相對地電壓升高為原來的根號3倍，減小了接地電流。在單相接地電容電流大于一定值的電力系統(tǒng)中，電源中性點(diǎn)必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)單相接地時(shí)，另兩相對地電壓不變，變成單相接地短路。6、低壓配電系統(tǒng)中的中性線(N線)、保護(hù)線(PE線)和保護(hù)中性線(PEN線)各有哪些功能? TNC系統(tǒng)、TNS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?中性線(N線)的功能：一是用來接用額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設(shè)備；二電是用來傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中

4、的不平衡電流和單相電流；三是減小負(fù)荷中性點(diǎn)的電位偏移。保護(hù)線(PE線)的功能：它是用來保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線。系統(tǒng)中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分(指正常不帶電壓但故障情況下可能帶電壓的易被觸及的導(dǎo)電部分，例如設(shè)備的金屬外殼、金屬構(gòu)架等)通過保護(hù)線接地。保護(hù)中性線(PEN線)的功能：它兼有中性線(N線)和保護(hù)線(PE線)的功能。這種保護(hù)中性線在我國通稱為“零線”，俗稱“地線”。TNC系統(tǒng)：其中的N線與PE線全部合為一根PEN線。PEN線中可有電流通過，因此對某接PEN線的設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。主要于我國低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普普遍，但不適于對安全和抗電磁干擾要求高的場所。TNS系統(tǒng)：其

5、中的N線與PE線全部分開，設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接PE線。主要用于對安全較高（如潮濕易觸電的浴室和居民住宅等）的場所對抗電磁干擾要求高的數(shù)據(jù)處理和精密檢測等實(shí)驗(yàn)場所。TN-C-S系統(tǒng)：該系統(tǒng)的前一部分全部為TN-C系統(tǒng)，而后邊有一部分為TN-C系統(tǒng)，有一部分則為TN-S系統(tǒng)，其中設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接PEN線或PE線。主要用于安全要求和對抗電磁干擾要求高的場所。TT系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地，設(shè)備外殼單獨(dú)接地。IT系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地，設(shè)備外殼單獨(dú)接地。主要用于對連續(xù)供電要求較高及有易燃易爆危險(xiǎn)的場所。 第二章 1、電力負(fù)荷按重要程度分哪幾級?各級負(fù)荷對供電電源有什么要求?一級負(fù)荷：中斷供電將造成人員

6、傷亡或在政治上經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，以及特別重要的負(fù)荷。雙電源供電，必要時(shí)增設(shè)應(yīng)急電源。二級負(fù)荷：是斷供電，在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者。雙電源供電，當(dāng)負(fù)荷較小時(shí)可以專線供電。三級負(fù)荷：不屬于一、二級的負(fù)荷。對供電電源無特殊要求。 2、工廠用電設(shè)備按其工作制分哪幾類?什么叫負(fù)荷持續(xù)率?它表征哪類設(shè)備的工作特性? 工作制分三類：（1）連續(xù)工作制，（2）斷續(xù)周期工作制，（3） 短時(shí)工作制負(fù)荷持續(xù)率：負(fù)荷持續(xù)率為一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值，負(fù)荷持續(xù)2 率表征斷續(xù)周期工作制的設(shè)備的工作特性。e=tT´100% 3、什么叫最大負(fù)荷利用小時(shí)?什么叫年最大負(fù)荷和年平均負(fù)荷?什么叫負(fù)

7、荷系數(shù)? 最大負(fù)荷利用小時(shí)：是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間 計(jì)算負(fù)荷的方法 ：需要系數(shù)法 ：確定計(jì)算負(fù)荷的基本方法,常用。二項(xiàng)式法：設(shè)備臺數(shù)少，容量差別懸殊時(shí)采用。 5、什么叫尖峰電流?尖峰電流的計(jì)算有什么用途?尖峰電流Ipk是指持續(xù)時(shí)間1-2S的短時(shí)最大負(fù)荷電流（電動機(jī)起動時(shí)出現(xiàn)）。尖峰電流主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電保護(hù)裝置及檢驗(yàn)電動機(jī)自起動條件等。 計(jì)算題 1、已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有380V的三相電動機(jī)7.5kw3臺，4kw8臺，3kw17臺，1.5kw10臺。試用需要系數(shù)法求其計(jì)算負(fù)荷。解：此機(jī)床組電動機(jī)的總?cè)萘繛镻e=7.5kW´3+4kW´8

8、+3kW´17+1.5kW´10=120.5kW查附錄表1得 Kd =0.160.2 (取0.2)，cosj=0.5,tanj=1.73有功計(jì)算負(fù)荷 P30=0.2´120.5kW=24.1kW無功計(jì)算負(fù)荷 Q30=24.1kW´1.73=41.7kvar視在計(jì)算負(fù)荷 S30=計(jì)算電流 I30= 2、某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動機(jī)20臺共50kW（其中較大容量324.1kW0.5=48.2kV×A 48.2kV×A3´0.38kV=73.2A 電動機(jī)有7.5kW1臺，4Kw3臺，2.2Kw7臺），通風(fēng)機(jī)2臺

9、共3kW，電阻爐1臺2kW。試用需要系數(shù)法確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。 解：先求各組的計(jì)算負(fù)荷 （1） 金屬切削機(jī)床組查附錄表1，取Kd=0.2，cosj=0.5,tanj=1.73 P30（1）=0.2×50=10kWQ30（1）=10×1.73=17.3kvar （2） 通風(fēng)機(jī)組Kd=0.8，cosj=0.8,tanj=0.75P30（2）=0.8×3=2.4 kWQ30（2）=2.4×0.75=1.8 kvar（3） 電阻爐Kd=0.7，cosj=1,tanj=0P30（3）=0.7×2=1.4 kW Q30（3）=0因此總的計(jì)算負(fù)荷為（取K

10、p=0.95，Kq=0.97）P30=0.95×（10+2.4+1.4）=13.1 kW Q30=0.97×（17.3+1.8+0）=18.5 kvarS30=.12+18.52kV×A=22.7kV×A I30=22.7kV×A3´0.38kV=34.5A在實(shí)際工程設(shè)計(jì)說明中，常采用計(jì)算表格的形式，如表所示。 3、已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有380V的三相電動機(jī)7.5kw3臺，4kw8臺，3kw17臺，1.5kw10臺。試用二項(xiàng)式法來確定機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷。解：由附錄表1查得b=0.14,c=0.4,x=5,cosj=0.5,

11、tanj=1.73。 設(shè)備總?cè)萘繛?Pe=120.5kW。x臺最大容量的設(shè)備容量為 Px=P5=7.5kW×3+4kW×2=30.5kW 有功計(jì)算負(fù)荷為P30=0.14×120.5Kw+0.4×30.5Kw=29.1Kw無功計(jì)算負(fù)荷為4 Q30=29.1Kw×1.73=50.3kvar視在計(jì)算負(fù)荷為S30=計(jì)算電流為I30=58.2kV×A3´0.38kV=88.4A 29.1kW0.5=58.2kV×A 4、某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動機(jī)20臺共50kW（其中較大容量電動機(jī)有7.5kW1臺，4K

12、w3臺，2.2Kw7臺），通風(fēng)機(jī)2臺共3kW，電阻爐1臺2kW。試用二項(xiàng)式法來確定機(jī)修車間380V線路的計(jì)算負(fù)荷。解：先求各組的bPe和cPx（1） 金屬切削機(jī)床組由附錄表1查得b=0.14，c=0.4，x=5，cosj=0.5，tanj=1.73，bPe(1)=0.14×50kw=7kWcPx(1)=0.4（7.5kw×1+4kw×3+2.2kw×1）=8.68kw（2） 通風(fēng)機(jī)組查附錄表1得b=0.65，c=0.25，x=5，cosj=0.8，tanj=0.75，bPe(2)=0.65×3kw=1.95kwcPx(2)=0.25×

13、3kw=0.75kw（3） 電阻爐查附錄表1得b=0.7，c=0，x=0，cosj=1，tanj=0，故bPe(3)=0.7×2kw=1.4kwcPx(3)=0以上各組設(shè)備中，附加負(fù)荷以cPx(1)為最大，因此總計(jì)算負(fù)荷為P30=（7+1.95+1.4）+8.68 =19kwQ30= （7×17.3+1.95×0.75+0 ）+8.68×1.73 =28.6kvar22S30=+28.6kV×A=34.3kV×AI30=34.3kV×A3´0.38kV=52.1A從計(jì)算結(jié)果可以看出，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)

14、法計(jì)算的結(jié)果大得比較多，這也更為合理。按一般工程設(shè)計(jì)說明書要求，以上計(jì)算可列成下表所示電力負(fù)荷計(jì)算表。5 5、如圖所示220/380V三相四線制線路上，接有220V單相電熱干燥箱4臺，其中2臺10kW接于A相，1臺30kW接于B相，1臺20kW接于C相。另有380V單相對地焊機(jī)4臺，其中2臺14kW（=100%）接于AB相間，1臺20kw（=100%）接于BC相間，1臺30kW（=60%）接于CA相間。試求此線路的計(jì)算負(fù)荷。解：（1）電熱干燥箱的各相計(jì)算負(fù)荷查附錄表1得Kd =0.7，cosj=1，tanj=0。計(jì)算其有功計(jì)算負(fù)荷： A相 P30.A（1）=KdPe.A=0.7×2&

15、#215;10kw=14kw B相 P30.B（1）=KdPe.B=0.7×1×30kw=21kw C相 P30.C（1）=KdPe.C=0.7×1×20kw=14kw （2）焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷先將接于CA相間的30kw（=60%）換算至=100%的容量，即 PCA=0.6´30KW=23kW 查附錄表1得Kd=0.35,cosj=0.7,tanj=1.02；再由表23查得cosj=0.7時(shí)的功率換算系數(shù)pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8,pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2,qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22,6 qA

16、B-B=qBC-C=qCA-A=0.8。因此對焊機(jī)換算到各相的有功和無功設(shè)備容量為A相 PA=0.8´2´14kW+0.2´23kW=27kWQA=0.22´2´14kvar+0.8´23kvar=24.6kvarB相 PB=0.8´20kW+0.2´2´14kW=21.6kWQB=0.22´20kvar+0.8´2´14kvar=26.8kvarC相 PC=0.8´23kW+0.2´20kW=22.4kWQC=0.22´23kvar+0.8&#

17、180;20kvar=21.1kvar各相的有功和無功計(jì)算負(fù)荷為A相 P30.A(2)=0.35´27kW=9.45kWQ30.A(2)=0.35´24.6kvar=8.61kvarB相 P30.B(2)=0.35´21.6kW=7.56kWQ30.B(2)=0.35´26.8kvar=9.38kvarC相 P30.C(2)=0.35´22.4kW=7.84kWQ30.C(2)=0.35´21.1kvar=7.39kvar（3）各相總的有功和無功計(jì)算負(fù)荷A相 P30.A=P30.A(1)+P30.A(2)=14kW+9.45kW=23

18、.5kWQ30.A=Q30.A(2)=8.61kvarB相 P30.B=P30.B(1)+P30.B(2)=21kW+7.56kW=28.6kWQ30.B=Q30.B(2)=9.38kvarC相 P30.C=P30.C(1)+P30.C(2)=14kW+7.84kW=21.8kWQ30.C=Q30.C(2)=7.39kvar（4） 總的等效三相計(jì)算負(fù)荷因B相的有功計(jì)算負(fù)荷最大，故取B相計(jì)算等效三相計(jì)算負(fù)荷，由此可得P30=3P30.B=3´28.6kW=85.8kW7 Q30=3Q30.B=3´9.38kvar=28.1kvarS30=I30=P30+Q30=S303UN2

19、285.8+28.1kV×A=90.3kV×A22 =90.3kV×A3´0.38kV=137A 6、某廠壓變電所裝設(shè)一臺主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為650kW，無功計(jì)算負(fù)荷為800kvar。為了使工廠(變電所高壓側(cè))的功率因數(shù)不低于0.9，如在變電所低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè)多少補(bǔ)償容量?并問補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器容量有何變化?解：(1)補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為S30(2)=6502+8002kV×A=1031kV×A主變壓器容量選擇條件為SN×TS30(2)

20、，因此未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選為1250kV·A(參看附錄表5)。這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為：cosj=65010310.63 (2)(2)無功補(bǔ)償容量按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的cosj0.9，考慮到變壓器本身的無功功率損耗Q遠(yuǎn)大于其有功功率損耗P，一般Q(45)P，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90，取cosj0.92。低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為：Qc=650×(tanarccos0.63tanarccosO.92)kvar=525kvar取 Q=530kvar(3)補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算

21、負(fù)荷為 ¢(2)= S306502+(800-530)kV·A=704kV·A 2因此主變壓器容量可改選為800kV·A，比補(bǔ)償前容量減少450kV·A。變壓器的功率損耗為PT0.015S30(2)=0.015 x 704kV·A=10.6kWQT0.06S30(2)=0.06×704kV·A=42.2kvar變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為¢(1)=650kW+10.6KW661kW P30¢(1)=(800530)kvar+42.2kvar=312kvar Q30¢(1)= S306612

22、+3122kV·A731kV·A 8 補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為¢(1)=6617310.904 ¢(1)S30 cosj¢=P30 7、有一380V三相線路，供電給下表所示4臺電動機(jī)。試計(jì)算該線路的尖峰電流。 解：電動機(jī)M4的Ist-IN=193.2A-27.6A=165.6A為最大，線路的尖峰電流為：Ipk =0.9×(5.8+5+35.8)A+193.2A=235A 第三章1、什么叫短路?短路故障產(chǎn)生的原因有哪些?短路對電力系統(tǒng)有哪些危害?短路就是指不同的電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對地之間的低阻性短接。短路的原因：絕緣損壞、過電壓、

23、外力損傷、違反操作規(guī)程、動物造成等。短路對電力系統(tǒng)的危害：產(chǎn)生很大的電動力、很高溫度、元器件損壞；電壓驟停、影響電氣設(shè)備正常運(yùn)行；停電、電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性遭到破壞；不平衡電流、不平衡逆變磁場、電磁干擾等出現(xiàn)。 2、短路有哪些形式?哪種短路形式的可能性最大?哪些短路形式的危害最為嚴(yán)重?短路的形式有：三相短路，兩相短路，單相短路。發(fā)生單相短路可能性最大。三相短路的短路電流最大，因此造成的危害最大。 3、什么叫無限大容量的電力系統(tǒng)?它有什么特點(diǎn)?在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，短路電流將如何變化?能否突然增大?無限大容量的電力系統(tǒng)，是指供電容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)。特點(diǎn)是，當(dāng)用戶供

24、電系統(tǒng)的負(fù)荷變動甚至發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，由于負(fù)荷阻抗和部分線路阻抗被短路，所以電路電流根據(jù)歐姆定律要突然增大。但是由于電路中存在著電感，電流不能突變，因而引起一個(gè)過度過程，即短路暫態(tài)過程。最后短路電流達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。 4、短路電流周期分量和非周期分量各是如何產(chǎn)生的?各符合什么定律?短路電流周期分量是因短路后電路阻抗突然減小很多倍，而按歐姆定律應(yīng)突然增大很多倍的電流。短路電流非周期分量是因短路電路存在電感，而按楞次定律產(chǎn)生的用以維持初瞬間電路電流不致突變的一個(gè)反向抵消inp且按指數(shù)函數(shù)規(guī)律衰減的電流。 5、什么是短路沖擊電

25、流ish?什么是短路次暫態(tài)電流I"?什么是短路穩(wěn)態(tài)電流I?9 短路后經(jīng)半個(gè)周期，ik達(dá)到最大植，此時(shí)的短路全電流即短路周期電流。短路次暫態(tài)電流有效值，即短路后第一個(gè)周期的短路電流周期分量ip的有效值。短路穩(wěn)態(tài)電流是短路電流非周期分量衰減完畢以后的短路全電流。 6、什么叫短路計(jì)算電壓?它與線路額定電壓有什么關(guān)系?由于線路首端短路時(shí)其短路最為嚴(yán)重，因此按線路首端電壓考慮，即短路計(jì)算電壓取為比線路額定電壓UN高5%7、在無限大容量系統(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? (2)(3) IK/IK=3/2=0.866IK=(1)3UjZ1S+Z2S+Z3S(1)

26、K （有正序、負(fù)序、零序阻抗） 工程中 I=UjZj-08、對一般開關(guān)電器，其短路動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗(yàn)的條件各是什么?動穩(wěn)定度校驗(yàn)條件： imax³ishImax³I(3)(3)sh2(3)2 熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件： Itt³I¥tima計(jì)算題1、某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。已知電力系統(tǒng)出口斷路器為SNl010 II型。試求工廠變電所高壓10kV母線上k-1點(diǎn)短路和低壓380V母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。 解：1.求k-1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量(Uc1=10.5kV)(1)計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗1)電力系統(tǒng)的電抗：由附錄表8查

27、得SNl0-10型斷路器的斷流容量Soc=500MV·A，Uc1Soc2X1=(10.5kV)2500MV×A=0.22W2)架空線路的電抗：查表3-1得X0=0.35W/kmX2=X0l=0.35(W/km)´5km=1.75W10 3）繪k-1點(diǎn)短路的等效電路，并計(jì)算其總電抗為XS(k-1)=X1+X2=0.22W+1.75W=1.97W (2)計(jì)算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值I(3)Uc1k-1=10.5kV=3.08kA3XS(k-1)3´1.97W2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流I"(3)=I(3)(3

28、)¥=Ik-1=3.08kA3)三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值 i(3)"(3)sh=2.55I=2.55´3.08kA=7.85kAI(3)sh=1.51I"(3)=1.51´3.08kA=4.65kA4)三相短路容量 S(3)k-1=3U(3)c1Ik-1=3´10.5kV´3.08kA=56.0MV×A2.求k-2點(diǎn)的短路電流和短路容量(Uc2=0.4kV)1)電力系統(tǒng)的電抗 2X1¢=Uc24kV)2S=(0.´10-4Woc500MV×A=3.2

29、2)架空線路的電抗X¢=Uc22X0l(U)2=0.35(W/km)´5km´(0.4kV2c110.5kV)=2.54´10-3W3)電力變壓器的電抗：由附錄表5得Uk=5U2Xk020.4kV)2-33=X4»100×UcS=5N100´(1000kV×A=8´10W4)繪k-2點(diǎn)短路的等效電路如上圖b所示，并計(jì)算其總電抗： 11 Xå(k-2)=X1+X2+X3/X4=X1+X2+X3X44X3+X-3 =3.2´10-4W+2.54´10-3W+8´102W

30、=6.86´10-3W(2)計(jì)算三相短路電流和短路容量 1)三相短路電流周期分量有效值)Ik(3-2=Uc23XS(k-2)=0.4kV3´6.86´10-3=33.7kA W2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流I"(3)=I¥(3)=Ik-2=33.7kA(3)3)三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值(3)(3)ish=1.84I"=1.84´33.7kA=62.0kAIsh=1.09I"(3)(3)=1.09´33.7kA=36.7kA4)三相短路容量)(3) Sk(33U

31、c2Ik-2=3´0.4kV´33.7kA=23.3MV×A -2=在工程設(shè)計(jì)說明書中，往往只列短路計(jì)算表，如下表所示。短路計(jì)算表 2、某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。電力系統(tǒng)出口斷路器為SNl010 II型。試用標(biāo)幺制法計(jì)算系統(tǒng)中k-1點(diǎn)和k-2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量。 解：1.確定基準(zhǔn)值Sd=100MV×A，Uc1=10.5kV，Uc2=0.4kVId1=Sd3Uc1=100MV×A3´10.5kV=5.50kA12 ISdd2=100MV×A=144kA3Uc23´0.4kV2.計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)

32、幺值(1)電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值由附錄表8查得Soc=500MV×A X*1=100MV×A500MV×A=0.2(2)架空線路的電抗標(biāo)幺值由表3-1查得X0=0.35W/kmX*×A2=0.35(W/km)´5km´100MV(10.5kV)2=1.593)電力變壓器的電抗標(biāo)幺值由附錄表5查得，Uk=5 3X*=X*5´100´10kV×A34=5´100MV×A100´1000kV×A=100´1000kV×A=5.0繪短路等效電路圖如下圖所示

33、： 3.計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標(biāo)幺值X*å(k-1)=X1+X2=0.2+1.59=1.79(2)三相短路電流周期分量有效值I(3)Id1k-1=X*=5.50kA=3.07kAå(k-1)1.79(3)其他三相短路電流I"(3)=I(3)¥=I(3)k-1=3.07kAi(3)sh=2.55´3.07kA=7.83kAI(3)sh=1.51´3.07kA=4.64kA(4)三相短路容量13 ) Sk(3=-1SdX*å(k-1)=100MV×A1.79=55

34、.9MV×A4.計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標(biāo)幺值 * Xå=X1+X2+X3/X4=0.2+1.59+(k-2)52=4.29(2)三相短路電流周期分量有效值 ) Ik(3=-2Id1Xå(k-2)*=144kA4.29=33.6kA(3)其他三相短路電流(3)(3) I"(3)=I¥=Ik-2=33.6kAish=1.84´33.6kA=61.8kA (3)I¥(3)=1.09´33.6kA=36.6kA(4)三相短路容量 ) Sk(3=-2SdX*å

35、(k-2)=100MV×A4.29=23.3MV×A由此可見，采用標(biāo)幺制法的計(jì)算結(jié)果與歐姆法計(jì)算的結(jié)果基本相同。 3、已知工廠變電所380V側(cè)母線上接有250kW感應(yīng)電動機(jī)一臺，平均cosj=0.7，效(3)率h=0.75，380V母線的短路電流Ik(3)=33.7kA,ish=62.0kA；該母線采用LMY-100×10的硬鋁母線，水平平放，檔距為900mm，檔數(shù)大于2，相鄰兩相母線的軸線距離為160mm。試求該母線三相短路時(shí)所受的最大電動力，并校驗(yàn)其動穩(wěn)定度。如果此母線的短路保護(hù)動作時(shí)間為0.6s，低壓斷路器的斷路時(shí)間為0.1s。該母線正常運(yùn)行時(shí)最高溫度為55

36、°C。校驗(yàn)其熱穩(wěn)定度。解：1.計(jì)算母線短路時(shí)所受的最大電動力電動機(jī)額定電流為IN×M=250kW3´380V´0.7´0.75=0.724kA由于IN×M>0.01Ik(3)，該電動機(jī)的反饋電流沖擊值為ish×M=6.5´1´0.724kA=4.7kA因此母線在三相短路時(shí)所受的最大電動力為 F(3)=3(ish+ish×M)×(3)2la´10-7N/A 214 =3(62.0´103A+4.7´103A)2´2.校驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的動穩(wěn)定度母

37、線在F(3)作用時(shí)的彎曲力矩為 M=F(3)0.9m0.16m´10-72N/A=4334N l10bh62=4334N´0.9m102=390N×m 母線的截面系數(shù)為 W=(0.1m)´0.01m6=1.667´10-5m 3母線在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為 sc=MW=390N×m1.667´10-5m3=23.4´10Pa=23.4MPa 6硬鋁母線(LMY)的允許應(yīng)力為sal=70MPa>sc=23.4MPa由此可見該母線滿足短路動穩(wěn)定度的要求。3.母線滿足短路熱穩(wěn)定度的最小允許截面2附錄表7C=8

38、7As/mm，圖3-12qL=55°C曲線得KL»0.5´104A2×s/mm4tima=tk+0.05s=top+toc+0.05s=0.6s+0.1s+0.05s=0.75stimaC0.75s87As/mm2Amin=I(3)¥=33.7´10A´3=335mm2母線截面為A=100×10mm2=1000mm2>Amin，該母線滿足短路熱穩(wěn)定度要求。第四章 1、 開關(guān)觸頭間產(chǎn)生電弧的根本原因是什么?發(fā)生電弧有哪些游離方式?其中最初的游離方式是什么?維持電弧主要靠什么游離方式?產(chǎn)生電弧的原因： 觸

39、頭在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，觸頭本身及觸頭周圍的介質(zhì)中含有大量可被游離的電子，在外加電壓足夠大時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電游離而發(fā)生電弧。產(chǎn)生電弧的游離方式：（1）熱電發(fā)射：觸頭分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，陽極表面大電流收縮集中，出現(xiàn)熾熱光斑，溫度很高，觸頭表面電子吸收熱能，發(fā)射到觸頭間隙，形成自由電子。（2）高電場發(fā)射：觸頭開斷初，電場強(qiáng)度大，觸頭表面電子被強(qiáng)行拉出。（3）碰撞游離：高速電子碰撞中性質(zhì)點(diǎn)，使中性質(zhì)點(diǎn)變成正離子和自由電子，當(dāng)離子濃度足夠大時(shí)，介質(zhì)擊穿產(chǎn)生電弧。（4）熱游離：電弧中心溫度高達(dá)10000攝氏度，電弧中的中性質(zhì)點(diǎn)游離為正離子和自由電子。最初的游離方式：熱電發(fā)射。維持電弧主要靠：碰撞游離產(chǎn)生電弧 熱游離維持電

40、弧。15 2、使電弧熄滅的條件是什么?熄滅電弧的去游離方式有哪些?開關(guān)電器中有哪些常用的滅弧方法?電弧熄滅的條件：去游離率>游離率熄滅電弧的去游離方式：正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“復(fù)合”，重新成為中性質(zhì)點(diǎn)正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“擴(kuò)散”，使電弧區(qū)帶電質(zhì)點(diǎn)減少開關(guān)電器中常用的滅弧方法速拉滅弧法、冷卻滅弧法、吹弧滅弧法、長弧切短滅弧法、粗弧切短滅弧法、狹溝滅弧法、真空滅弧法 、SF6滅弧法。 3、高壓隔離開關(guān)有哪些功能?有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?隔離高壓電源、保證設(shè)備和線路的安全檢修。斷開后有明顯可見的斷開間隙，沒有專門的滅弧裝置，不允許帶負(fù)荷操作，可以通斷不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路，與高

41、壓斷路器配合使用。 4、高壓負(fù)荷開關(guān)有哪些功能?它可裝設(shè)什么保護(hù)裝置?它靠什么來進(jìn)行短路保護(hù)? 功能：具有簡單的滅弧裝置，能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流。可裝設(shè)熱脫扣器保護(hù)裝置，它與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進(jìn)行短路保護(hù)。5、高壓斷路器有哪些功能?功能：能通斷負(fù)荷電流和短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。6、熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高低壓斷路器及低壓刀開關(guān)在選擇時(shí)，哪些需校驗(yàn)斷流能力?哪些需校驗(yàn)短路動、熱穩(wěn)定度?校驗(yàn)斷流能力：熔斷器、高壓負(fù)荷開關(guān)、高低壓斷路器、低壓刀開關(guān)。校驗(yàn)短路動、熱穩(wěn)定度：高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高低壓斷路器。 7、工廠或車間變電

42、所的主變壓器臺數(shù)如何確定?主變壓器容量又如何確定?臺數(shù)選擇：滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求，對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大，采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。一般車間變電所采用一臺，應(yīng)考慮欠負(fù)荷的發(fā)展，有一定余地。 主變壓器容量的選擇：裝設(shè)一臺主變壓器 SN.T³S30SN.T=(0.60.7)S30SN.T³S30(1+2) 裝設(shè)兩臺主變壓器車間變電所單臺變?nèi)萘可舷蓿?000KVA或1250KVA 8、電力變壓器并列運(yùn)行必須滿足哪些條件?（1）變壓器的一、二次額定電壓必須對應(yīng)相等。（2）變壓器的阻抗電壓（短路電壓）必須相等。（3）變壓器的連接組別必須相同。16 （4）變壓器的容量盡量相同

43、或相近，最大容量與最小容量之比不超過3：1。9、電流互感器和電壓互感器使用時(shí)注意事項(xiàng)？ 電流互感器使用注意事項(xiàng)：（1） 工作時(shí)二次側(cè)不得開路，（2） 二次側(cè)有一端必須接地，（3） 電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性。 電壓互感器的使用注意事項(xiàng)：（1） 工作時(shí)二次側(cè)不得短路， （2） 二次側(cè)有端必須接地，（3） 互感器在連接時(shí)注意其端子的極性。 10、對工廠變配電所主接線有哪些基本要求?變配電所主接線圖有哪些繪制方式?各適用于哪些場合?對工廠變配電所主接線的基本要求：安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。 主接線圖繪制形式：系統(tǒng)式主接線圖用于變配電所的運(yùn)行中， 裝置式主接線圖用于變配電所施工圖中使用。11

44、、變配電所所址選擇應(yīng)考慮哪些條件?所址選擇的一般原則：接近負(fù)荷中心 無劇烈振動或高溫的場所 進(jìn)出線方便 塵土少、無腐蝕性氣體 接近電源側(cè) 不在廁所、有水的下方 設(shè)備運(yùn)輸方便 不在有爆炸危險(xiǎn)的地方計(jì)算題1、已知配電所10kV母線短路時(shí)的Ik(3)=2.86kA，線路的計(jì)算電流為350A，繼電保護(hù)動作時(shí)間為1.1s，斷路器斷路時(shí)間取0.2s。試選擇10kV高壓配電所進(jìn)線側(cè)的高壓戶內(nèi)少油斷路器的型號規(guī)格。解：初步選用SNl0-10型，根據(jù)線路計(jì)算電流，試選SNl0-10型斷路器來進(jìn)行校驗(yàn)，如下表所示。校驗(yàn)結(jié)果，所選SNl0-10型是合格的。17 2、某100.4kV變電所，總計(jì)算負(fù)荷為1200kV&

45、#183;A，其中一、二級負(fù)荷680kV·A。試初步選擇該變電所主變壓器的臺數(shù)和容量。解：根據(jù)變電所有一、二級負(fù)荷的情況，確定選兩臺主變壓器。每臺容量SN×T =(0.60.7)×1200kV·A=(720840)kV·A，且SN×T680kV·A，初步確定每臺主變壓器容量為800kV·A。 3、現(xiàn)有一臺S9-800/10型配電變壓器與一臺S9-2000/10型配電變壓器并列運(yùn)行，均為Dynll聯(lián)結(jié)。負(fù)荷達(dá)到2800kV·A時(shí)，變壓器中哪一臺將要過負(fù)荷?過負(fù)荷可達(dá)多少? 解：并列運(yùn)行的變壓器之間的負(fù)荷分配

46、是與阻抗標(biāo)幺值成反比的。變壓器的阻抗標(biāo)幺值按下式計(jì)算 Z*T=Uk00Sd100SN 通常取 Sd=100MV×A=105KV×A；=5，S9-2000變壓器(T2)的Uk= 6， 查附錄表5-1，得S9-800變壓器(T1)的Uk0000兩臺變壓器的阻抗標(biāo)幺值分別為(取Sd=105kV×A)： *T1 Z=5´10kV×A100´800kV×A6´10kV×A55=6.25Z*T2=100´2000kV×A=3.00在負(fù)荷達(dá)2800kV·A時(shí)各臺負(fù)擔(dān)的負(fù)荷分別為 ST1=2

47、800kV×A´ST2=2800kV×A´3.006.25+3.006.256.25+3.00=908kV×A =1892kV×A變壓器(T1)將過負(fù)荷(908-800)kV·A=108kV·A，將超過其額定容量13.5。按規(guī)定，油浸式電力變壓器正常允許過負(fù)荷可達(dá)20(戶內(nèi))或30(戶外)。因此變壓器過負(fù)荷13.5還是在允許范圍內(nèi)的。另外，從上述兩臺變壓器的容量比來看，800kV·A：2000kV·A=1：2.5，尚未達(dá)到一般不允許的容量比1：3。但考慮到負(fù)荷的發(fā)展和運(yùn)行的靈活性，S980010

48、型變壓器宜換以 較大容量的變壓器。 第五章 1、高、低壓線路的接線方式有哪幾種？接線方式有：放射式、樹干式、環(huán)形。 2、架空線路和電纜線路的組成。組成：導(dǎo)線、電桿、絕緣子、線路、金具等。18 3、導(dǎo)線和電纜的選擇應(yīng)滿足哪些條件?發(fā)熱條件，電壓損耗條件，經(jīng)濟(jì)電流密，機(jī)械強(qiáng)度。計(jì)算題1、有一條采用BLX-500型鋁芯橡皮線明敷的220380V的TN-S線路，線路計(jì)算電流為150A，當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?30°C。試按發(fā)熱條件選擇此線路的導(dǎo)線截面。 解：(1)相線截面Aj的選擇查附錄表191得環(huán)境溫度為30°C時(shí)明敷的BLX-500型截面為50mm2的鋁芯橡皮線的Ial=16

49、3A>I30=150A，滿足發(fā)熱條件。因此相線截面選為Aj=50mm2。(2)中性線截面A0的選擇按A00.5Aj，選A0=25mm2。(3)保護(hù)線截面APE的選擇由于Aj>35mm2，故選APE0.5Aj=25mm2。所選導(dǎo)線型號可表示為：BLX-500-(3×50+1×25+PE25)。 2、上題所示TN-S線路，如果采用BLV-500型鋁芯塑料線穿硬塑料管埋地敷設(shè)，當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁貫?25°C。試按發(fā)熱條件選擇此線路導(dǎo)線截面及穿線管 解：查附錄表19-3得+25°C時(shí)5根單芯線穿硬塑料管(PC)的BLV-500型截面為

50、120 mm2的導(dǎo)線允許載流量Ial=160A> I30=150A。因此按發(fā)熱條件，相線截面選為120 mm2。中性線截面按A00.5Aj，選A0=70 mm2。保護(hù)線截面按APE0.5Aj，選APE=70 mm2。穿線的硬塑料管 選擇結(jié)果可表示為：BLV-500-(3×120+1×70+PE70)-PC80，其中PC為硬塑管代號。3、有一條用LGJ型鋼芯鋁線架設(shè)的5km長的35kV架空線路，計(jì)算負(fù)荷為2500kW，cosj=0.7，Tmax=4800h。試選擇其經(jīng)濟(jì)截面，并校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。解：(1)選擇經(jīng)濟(jì)截面19 I30=p303UNcosj=2

51、500kW3´35kV´0.7=58.9A由表53查得jec=1.15Amm2Aec=58.9A1.15A/mm2=51.2 mm2選標(biāo)準(zhǔn)截面50 mm2，即選LGJ-50型鋼芯鋁線。（2）校驗(yàn)發(fā)熱條件查附錄表16得LGJ-50的允許載流量Ial=178A> I30=58.9A，滿足發(fā)熱條件。(3)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查附錄表14得35kV架空鋼芯鋁線的最小截面Amin=35mm2<A=50 mm2，選LGJ-50型鋼芯鋁線也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 4試驗(yàn)算3題所選LGJ-50型鋼芯鋁線是否滿足允許電壓損耗5%的要求。已知該線路導(dǎo)線為水平等距排列，相鄰線距為

52、1.6m。解：由上題知P30=2500kW，cosj=0.7，因此tanj=1，Q30=2500kvar。用A=50 mm2和aav=1.26×1.6m»2m查附錄表6，得R0=0.68Wkm，X0=0.39Wkm。 線路的電壓損耗為 DU=2500kW´(5´0.68)W+2500kvar´(5´0.39)W35kV100´382V3500V =382V 線路的電壓損耗百分值為 DU%=1.09%<DUal=5%選LGJ-50型鋼芯鋁線滿足電壓損耗要求。 5、某220380V線路，采用BLX-500-(3&#

53、215;25+1×16) mm2的四根導(dǎo)線明敷，在距線路首端50m處，接有7kW電阻性負(fù)荷，在線路末端(線路全長75m)接有28kW電阻性負(fù)荷。試計(jì)算該線路的電壓損耗百分值。解：查表5-4得C=46.2kW·mmm2，而M=7kW´50m+28kW´75m=2450kW×mMå DU%=CA245046.2´25=2.12% 6、 某220/380V的TN-C線路，如下圖所示。線路擬采用BX-500型銅芯橡皮絕緣線戶內(nèi)明敷，環(huán)境溫度為30,允許電壓損耗為5%。試選擇該線路的導(dǎo)線截面。解：（1）線路的等效變換20 將圖a所示帶

54、均勻分布負(fù)荷的線路，等效變換為圖b所示集中負(fù)荷的線路。 原集中負(fù)荷p1=20kW,cosj1=0.8,tanj1=0.75,故q1=20kW´0.75=15kvar。 原分布負(fù)荷p2=0.4(kW/m)´50m=20kW,cosj2=0.8,tanj2=0.75,故q2=20kW´0.75=15kvar。（2）按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面 線路中的最大負(fù)荷（計(jì)算負(fù)荷）為 P=p1+p2=20kW+20kW=40kW Q=q1+q2=15kvar+15kvar=30kvar S= I=P+Q22=402+30kV×A=50kV×A2S3UN=50kV&

55、#215;A3´0.38kV=76A2查附錄表19-1，得BX-500型導(dǎo)線A=10mm在30明敷時(shí)的Ial=77A>I=76A。因此可選3根BX-500-1×10導(dǎo)線作相線，另選1根BX-500-1×10導(dǎo)線作PEN線。（3）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查附錄表15，室內(nèi)明敷銅芯線最小截面為1mm，以上所選導(dǎo)線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 （4）校驗(yàn)電壓損耗查附錄表6，BX-500-1×10導(dǎo)線的電阻R0=2.19W/km，電抗（線距按150mm計(jì)）X0=0.31W/km。線路的電壓損耗為DU=(p1L1+p2L2)R0+(q1L1+q2L2)X0/UN21 2 =(20

56、´0.04+20´0.055)´2.19+(15´0.04+15´0.055)´0.31/0.38=12VNDU%=100DU/U=100´12V/380V=3.2%<DUal%=5%所選BX-500-1×10型銅芯橡皮絕緣線滿足允許電壓損耗要求。 第六章 1、供電系統(tǒng)中有哪些常用的過電流保護(hù)裝置?對保護(hù)裝置有哪些基本要求?過電流保護(hù)裝置：熔斷器、低壓斷路器、繼電保護(hù)?；疽螅哼x擇性、速動性、可靠性、靈敏度（靈敏系數(shù) SP=2、如何選擇線路熔斷器的熔體?1、保護(hù)電力線路IN.FE³I30Ik.mi

57、nIop.1）。IN.FE³KIPKIN.FE£KOLIal2、保護(hù)電力變壓器IN.FE=(1.52.0)1N.T考慮因素：熔體電流要躲過變壓器允許的正常過負(fù)荷電流，熔體電流要躲過變壓器低壓側(cè)電機(jī)起動的尖峰電流，熔體電流要躲過變壓器空載含閘電流。3、保護(hù)電壓互感器RN2為0.5A 3、選擇熔斷器時(shí)應(yīng)考慮哪些條件?熔斷器的額定電壓應(yīng)不低于線路的額定電壓。熔斷器的額定電流不應(yīng)小于它所裝熔體的額定電流。熔斷器的額定類型應(yīng)滿足技術(shù)要求。 4、低壓斷路器的瞬時(shí)、短延時(shí)和長延時(shí)過流脫扣器的動作電流各如何整定?其熱脫扣器的動作電流又如何整定?（1）瞬時(shí)過流脫扣器動作電流的整定動作電流 IOP(0)³KrelIpk 可靠系數(shù)Krel取值為DW:1.35;DZ:22.5（2）短延時(shí)過流脫扣器動作電流和動作時(shí)間的整定動作電流 Iop(5)³KrelIpk Kre取值為1.2 l動作時(shí)間 0.2s,0.4s, 0.6s三級,時(shí)間差0.2s22 （3）長延時(shí)過流脫扣器動作電流和動作時(shí)間的整定動作電流 Iop(l)³KrelI30 Kre取值為1.1 l動作時(shí)間：反時(shí)