供配電系統(tǒng)教材課后1

本文格式為Word版，下載可任意編輯——供配電系統(tǒng)教材課后1第1章習(xí)題參考答案

1-1解釋以下名詞概念

（1）電力系統(tǒng)：將一些發(fā)電廠、變電站（所）和電力用戶由各級電壓的電力線路聯(lián)系起來組成發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，即為電力系統(tǒng)

（2）電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所，稱為電力網(wǎng)或簡稱電網(wǎng)（3）電壓偏差：電氣設(shè)備的端電壓與其額定電壓之差，尋常以其對額定電壓的百分值來表示（4）電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式：電力系統(tǒng)中作為供電電源的發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)接地方式

1-2填空題

（1）區(qū)域電網(wǎng)電壓一般在220kV及以上；地方電網(wǎng)最高電壓一般不超過110kV；

（2）尋常電力網(wǎng)電壓高低的劃分：低壓1000V及以下、中壓1kV～10kV或35kV、高壓35kV～110kV或220kV、超高壓220kV或330kV及以上、特高壓1000kV及以上。

（3）中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相金屬性接地故障時(shí)，中性點(diǎn)對地電壓為相電壓，非故障相對地電壓升高為線電壓；

（4）用戶高壓配電電壓，從經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)看，最好采用10kV，發(fā)展趨勢是20kV；（5）我國中、小電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，規(guī)定允許頻率偏差±0.5Hz；

（6）升壓變壓器高壓側(cè)的主分接頭電壓為121kV，若選擇－2.5%的分接頭，則該分接頭電壓為117.975kV。

1-3單項(xiàng)選擇題

（1）電能生產(chǎn)、輸送、分派及使用全過程（B）

A．不同時(shí)間實(shí)現(xiàn)B．同一瞬間實(shí)現(xiàn)C．按生產(chǎn)—輸送—分派—使用順序?qū)崿F(xiàn)D．以上都不對

（2）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)行單相接地短路時(shí)，流過接地點(diǎn)的電流性質(zhì)（A）

A．電容電流B．電感電流C．電阻電流D．由系統(tǒng)阻抗性質(zhì)決定（3）一級負(fù)荷的供電電源（C）由兩個電源供電。

A．宜B．可C．應(yīng)D．不應(yīng)（4）對于一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷(D)

A．可由兩路電源供電B．可不由兩路電源供電

C．必需由兩路電源供電D．除由兩個電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源（5）一類高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報(bào)警、自動滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志等消防用電，應(yīng)按(A)要求供電。

A．一級負(fù)荷B．二級負(fù)荷C．三級負(fù)荷D．一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷（6）10kV及以下三相供電的電壓允許偏差，在供電部門與用戶產(chǎn)權(quán)分界處或在供用電協(xié)議規(guī)定的電能計(jì)量點(diǎn)處考核，為（B）

A．額定電壓的±10%B．額定電壓的±7%

C．額定電壓的±5%D．正、負(fù)偏差絕對值之和不超過額定電壓的10%（7）水力發(fā)電廠的缺點(diǎn)（C）

A．發(fā)電成本高B．生產(chǎn)過程繁雜C．投資大、工期長D．環(huán)境污染程度高

1-4多項(xiàng)選擇題

（1）中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的電力系統(tǒng)（AB）

A．發(fā)生單相接地，系統(tǒng)接地電流為電容電流B．發(fā)生單相接地，三相用電設(shè)備可短期照常運(yùn)行C．用電設(shè)備的絕緣按相電壓考慮D．適用于110kV及以上的電力系統(tǒng)

（2）供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為減小電壓偏差，尋常采取的措施有（ABD）

A．正確選擇變壓器變壓比和電壓分接頭C．用架空線取代電纜B．降低系統(tǒng)阻抗

D．在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)裝設(shè)適當(dāng)?shù)牟⒙?lián)電容器和同步電動機(jī)，進(jìn)行適量的無功補(bǔ)償（3）符合以下哪幾種狀況時(shí)，電力負(fù)荷應(yīng)為一級負(fù)荷（ABC）

A．中斷供電將造成人身傷亡時(shí)

B．中斷供電將影響重要用電單位的正常工作時(shí)C．中斷供電將在經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)

D．中斷供電將造成大型影劇院等較多人員集中的重要的公共場所秩序混亂時(shí)（4）二級負(fù)荷的供電系統(tǒng)，宜由（AD）供電。

A．兩回線路B．一回線路C．可靠線路D．專用線路

1-5判斷題

（1）衡量電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是電壓、電流和頻率（×）（2）發(fā)電機(jī)的額定電壓與電力網(wǎng)的額定電壓相等（×）

（3）從供電可靠性和故障的影響來看，小接地電流系統(tǒng)（特別是經(jīng)消弧線圈接地）具有明顯的優(yōu)越性（√）

（4）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，必需迅速切除故障線路（×）

（5）尋常把發(fā)電企業(yè)的動力設(shè)施、設(shè)備和發(fā)電、輸電、變電、配電、用電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的電能熱能生產(chǎn)、輸送、分派、使用的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)（×）

（6）在小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，雖然三相對地電壓發(fā)生了變化，但故障前后線電壓的大小和方向并不改變（√）

1-6回復(fù)以下問題

（1）電力系統(tǒng)運(yùn)行必需滿足哪些基本要求？

答：安全。在電能的生產(chǎn)、傳輸、分派與使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。

可靠。應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。

優(yōu)質(zhì)。應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等方面質(zhì)量的要求。

經(jīng)濟(jì)。建設(shè)投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地儉約電能和減少有色金屬消耗量。

（2）什么是電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)？它有哪幾種運(yùn)行方式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？說明各自適用范圍。答：電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)是指作為供電電源的發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)。電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)有三種運(yùn)行方式：①電源中性點(diǎn)不接地；②中性點(diǎn)經(jīng)阻抗（消弧線圈或電阻）接地；③中性點(diǎn)直接接地。前兩種合稱為小接地電流系統(tǒng)，亦稱中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，或中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)。后一種中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，稱為大接地電流系統(tǒng)，亦稱中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)。

優(yōu)缺點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，接地電流很小，而且三相線電壓依舊對稱，三相用電設(shè)備可照常運(yùn)行，這有利于提高供電的可靠性；完好相對地電壓由正常運(yùn)行時(shí)的相電壓升高為線電壓，對地絕緣應(yīng)按線電壓來設(shè)計(jì)。3～66kV系統(tǒng)，一般采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。經(jīng)消弧線圈接地直接接地系統(tǒng)單相接地時(shí)，短路電流相當(dāng)大，保護(hù)裝置動作于跳閘，切除短路故障。供用電設(shè)備的絕緣只需按相電壓考慮，降低了電器的造價(jià)，同時(shí)改善了電器的性能。同不接地系統(tǒng)適用范圍3～10kV系統(tǒng)中接地電流大于30A，20kV及以上系統(tǒng)中接地電流大于10A時(shí)的電力系統(tǒng)中1l0kV及以上的超高壓系統(tǒng)及低壓配電系統(tǒng)中

（3）用戶供配電系統(tǒng)包括哪些范圍?在什么狀況下宜設(shè)置高壓配電所?在什么狀況下宜設(shè)置總降壓變電所?在什么狀況下可采用高壓深入負(fù)荷中心的直配方式?

答：從電源線路進(jìn)用戶起到高低壓用電設(shè)備止的整個電路系統(tǒng)，由高壓及低壓配電線路、變電所（包括配電所）和用電設(shè)備組成。

當(dāng)電源進(jìn)路電壓為6～10kV，并且用電容量較大和車間變電所較多或者還有高壓用電設(shè)備時(shí)，宜設(shè)置高壓配電所。

當(dāng)電源進(jìn)路電壓為35～110kV，且用電容量較大和車間變電所較多時(shí)，宜設(shè)置總降壓變電所。假使廠區(qū)環(huán)境條件滿足35kV架空線路安全走廊要求，35kV進(jìn)線的工廠可以考慮將35kV進(jìn)線直接引入靠近負(fù)荷中心的車間變電所，只經(jīng)一次降壓直接降為低壓用電設(shè)備所需的電壓。這種方式可以省去一級中間變壓，簡化了供電系統(tǒng)，有利于儉約有色金屬，降低電能損耗和電壓損耗，提高供電質(zhì)量

（4）用電設(shè)備、發(fā)電機(jī)和電力變壓器一、二次額定電壓是如何規(guī)定的?說明理由。答：

用電設(shè)備額定電壓：由于線路通過電流時(shí)要產(chǎn)生電壓降，所以線路上各點(diǎn)的電壓都略有不同。但是成批生產(chǎn)的用電設(shè)備，其額定電壓不可能按使用處線路的實(shí)際電壓來制造，而只能按線路首端與末端的平均電壓即標(biāo)稱系統(tǒng)（電網(wǎng)）電壓來制造。因此用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓一致。

發(fā)電機(jī)額定電壓：電力線路允許的電壓偏差一般為±5％，即整個線路允許有10％的電壓損耗值，因此為了維持線路的平均電壓在額定值，線路首端的電壓可較線路標(biāo)稱電壓高5％，而線路末端則可較線路標(biāo)稱電壓低5％

電力變壓器一次繞組額定電壓：①當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，其一次繞組額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓一致，即高于同級電網(wǎng)標(biāo)稱電壓5％。②當(dāng)變壓器不與發(fā)電機(jī)相連而是連接在線路上時(shí)，可看作是線路的用電設(shè)備，其一次繞組額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)標(biāo)稱電壓一致。

電力變壓器二次繞組的額定電壓：①變壓器二次側(cè)供電線路較長時(shí)，變壓器二次繞組的額定電壓是指變壓器一次繞組加上額定電壓時(shí)二次繞組開路的電壓，考慮到變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)繞組內(nèi)部約有5％的電壓損耗以及線路上10％的電壓損耗，其二次繞組額定電壓應(yīng)比相連電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓高10％。其中有5％是用于補(bǔ)償變壓器繞組內(nèi)部電壓降，另外5％用于以補(bǔ)償線路上的電壓降。②變壓器二次側(cè)供電線路不長時(shí)，如低壓電網(wǎng)或直接供電給高低壓用電設(shè)備，其二次繞組額定電壓只需高于所聯(lián)電網(wǎng)標(biāo)稱電壓5％，僅考慮補(bǔ)償變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)繞組內(nèi)部5％的電壓降。

1-7計(jì)算題

（1）試確定圖1-8所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和線路的額定電壓。

圖1-8習(xí)題1-7（1）圖

解：

發(fā)電機(jī)：10.5kV。WL1：110kVWL2：35kVWL3：10kVWL4：0.38kV

（2）某35kV電網(wǎng)，架空線路總長度為30km，電纜線路總長度為4km，試求此中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)中發(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。解：IC?UN?loh?35lcab?35?30?35?4?=?17A?10A

350350此系統(tǒng)的中性點(diǎn)需要改為經(jīng)消弧線圈接地。

1-8小論文：可再生能源的開發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展前景。（略）

第2章習(xí)題參考答案

2-1解釋以下名詞概念

（1）計(jì)算負(fù)荷：根據(jù)用電設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值

（2）負(fù)荷系數(shù)：用電負(fù)荷的平均負(fù)荷與其最大負(fù)荷的比值

（3）負(fù)荷持續(xù)率：表征斷續(xù)周期工作制設(shè)備的工作特征，即一個工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值

（4）尖峰電流：指持續(xù)時(shí)間1～2s的短時(shí)最大負(fù)荷電流，主要是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。

2-2填空題

（1）斷續(xù)周期工作制的設(shè)備時(shí)而工作，時(shí)而停頓，如此反復(fù)運(yùn)行，其工作周期一般不超過10min；（2）在計(jì)算等效三相負(fù)荷時(shí)，假使既有線間負(fù)荷又有相負(fù)荷，應(yīng)先將線間負(fù)荷換算為相負(fù)荷，然后各相負(fù)荷分別相加，選取最大相負(fù)荷乘3倍作為等效三相負(fù)荷。

2-3單項(xiàng)選擇題

（1）必需在用戶對無功功率采取補(bǔ)償措施，不是由于（C）

A．感應(yīng)電動機(jī)約占全部負(fù)荷的50％以上，無功功率的數(shù)量不能忽視B．送配電線路和變壓器由于傳輸無功功率將造成電能損失和電壓損失C．電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中要消耗無功功率D．發(fā)電機(jī)多發(fā)無功以后，必將影響它的有功出力

（2）將功率因數(shù)從0.9提高到1.0所需的補(bǔ)償容量，與從0.8提高到0.9所需補(bǔ)償容量相比（B）A．一樣多B．更多些C．少一些D．不確定

（3）用電設(shè)備臺數(shù)較多、各臺設(shè)備容量相差不懸殊時(shí)，宜采用(C)，一般用于干線.配變電所的負(fù)荷計(jì)算

A．二項(xiàng)式法B．單位面積功率法C．需要系數(shù)法D．利用系數(shù)法

（4）用電設(shè)備臺數(shù)較少，各臺設(shè)備容量相差懸殊時(shí)宜采用(A)，一般用于支干線和配電屏(箱)的負(fù)荷計(jì)算

A．二項(xiàng)式法B．單位面積功率法C．需要系數(shù)法D．利用系數(shù)法（5）電焊機(jī)的設(shè)備功率是指將額定功率換算到負(fù)載持續(xù)率為(D)時(shí)的有功功率。A．15％B．25％C．50％D．100％

（6）在負(fù)荷計(jì)算中，單相負(fù)荷應(yīng)均衡分派到三相上，當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)三相對稱負(fù)荷總?cè)萘康?A)時(shí)，全部按三相對稱負(fù)荷計(jì)算

A．15％B．20％C．25％D．30％（7）無功功率通過線路電阻時(shí)（A）A．產(chǎn)生有功功率損耗B．產(chǎn)生無功功率損耗C．不產(chǎn)生有功功率損耗

D．既不產(chǎn)生有功功率損耗也不產(chǎn)生無功功率損耗

2-4多項(xiàng)選擇題

（1）關(guān)于計(jì)算負(fù)荷,正確的說法有（BCD）A．計(jì)算負(fù)荷的大小即設(shè)備容量之和

B．計(jì)算負(fù)荷是按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的一個假定負(fù)荷C．計(jì)算負(fù)荷可認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷D．計(jì)算負(fù)荷和實(shí)際變動負(fù)荷的最高溫升是等值的（2）有關(guān)需要系數(shù)的正確說法（BD）

A．?dāng)嗬m(xù)周期工作，或者連續(xù)運(yùn)行但負(fù)荷不穩(wěn)定的用電設(shè)備，需要系數(shù)相對較大B．連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的用電設(shè)備，需要系數(shù)相對較大C．連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的用電設(shè)備，需要系數(shù)相對較小

D．?dāng)嗬m(xù)周期工作，或者連續(xù)運(yùn)行但負(fù)荷不穩(wěn)定的用電設(shè)備，需要系數(shù)相對較小（3）提高功率因數(shù)對用戶供配電系統(tǒng)的好處（ACD）

A．減小線路電壓損失B．減小用電設(shè)備電流C．減小線路電能損耗D．減小變壓器容量（4）設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算需要系數(shù)法,影響需要系數(shù)大小的因素（ABCD）A．設(shè)備效率和線路損耗B．設(shè)備操作工技能水平C．設(shè)備臺數(shù)D．設(shè)備組工作性質(zhì)

2-5判斷題

（1）無功功率是由于用電設(shè)備不需要這一部分功率而得名（×）

（2）從充分發(fā)揮供電設(shè)備的能力和提高供電效率來說，希望負(fù)荷系數(shù)越高、越趨近于1越好（√）（3）假使新用戶的功率因數(shù)未達(dá)到規(guī)定，供電局可以拒絕接電（√）

2-6回復(fù)以下問題

（1）負(fù)荷計(jì)算的目的與意義？

答：用戶的用電設(shè)備品種繁多，數(shù)量大，工作狀況繁雜，實(shí)際用電負(fù)荷或所需電量，并不是用電設(shè)備容量的簡單相加。如何根據(jù)用電設(shè)備資料正確估計(jì)計(jì)算負(fù)荷，直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如計(jì)算負(fù)荷確定過小，又將使電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至燒毀，同樣要造成損失。由此可見，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。但是影響計(jì)算負(fù)荷的因素好多，雖然各類負(fù)荷的變化有一定規(guī)律可循，但仍難確鑿確定計(jì)算負(fù)荷大小。實(shí)際上，負(fù)荷也不是一成不變的，它與設(shè)備的性能、生產(chǎn)的組織、生產(chǎn)者的技能及能源供應(yīng)的狀況等多種因素有關(guān)。因此負(fù)荷計(jì)算只能力求接近實(shí)際。

（2）提高功率因數(shù)有哪些積極意義？怎樣提高功率因數(shù)？

答：提高功率因數(shù)將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應(yīng)降低，既儉約了電能，又提高了電壓質(zhì)量，而且可選較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜。提高功率因數(shù)方法：并聯(lián)電容器

（3）什么叫尖峰電流?尖峰電流的計(jì)算有什么用處?

答：尖峰電流指持續(xù)時(shí)間1～2s的短時(shí)最大負(fù)荷電流，主要是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。

2-7計(jì)算題

（1）已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，有電壓為380V的電動機(jī)30臺，其總的設(shè)備容量為120kW。試求其計(jì)算負(fù)荷。

os??0.5，解：查附錄表1中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動機(jī)〞項(xiàng)，得Kd=0.16～0.2（取0.2），ctan??1.73。因此可求得

有功計(jì)算負(fù)荷P30=0.2×120kW=24kW無功計(jì)算負(fù)荷Q30=24kW×1.73=41.52kvar視在計(jì)算負(fù)荷S30=24kW/0.5=48kVA

計(jì)算電流I30?48kVA/(3?0.38kV)?72.93A

（2）某機(jī)械制造廠機(jī)修車間380V低壓母線上引出的配電干線向下述設(shè)備供電：①冷加工機(jī)床：7.5kW4臺，4kW6臺。②通風(fēng)機(jī)：4.5kW3臺。③水泵：2.8kW2臺。試確定各組和總的計(jì)算負(fù)荷（用需要系數(shù)法），結(jié)果用電力負(fù)荷計(jì)算表列出。

解：先求各組的計(jì)算負(fù)荷

（1）冷加工機(jī)床組設(shè)備總?cè)萘浚篜e(1)??7.5?4?4?6?kW?54kW

查附錄表1，取Kd?0.2，cos??0.5，tan??1.73，故

P30(1)?0.2?54kW?10.8kW，Q30(1)?10.8kW?1.73?18.684kvar（2）通風(fēng)機(jī)組。查附錄表1，取Kd?0.8，cos??0.8，tan??0.75，故P30(2)?0.8?3?4.5kW?10.8kW，Q30(2)?10.8kW?0.75?8.1kvar

（3）水泵爐。查附錄表1，取Kd?0.7，cos??0.8，tan??0.75，故P30(3)?0.7?2?2.8kW?3.92kW，Q30(3)?3.92kW?0.75?2.94kvar因此總計(jì)算負(fù)荷為（K?p?0.95，K?q?0.97）

P30?0.95?(10.8?10.8?3.92)kW?24.244kW

Q30?0.97?(18.684?8.1?2.94)kvar?28.832kvarS30?24.2442?28.8322kV?A?37.67kVA

（3）一機(jī)修車間的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7.5kW2臺，4kW2臺，2.2kW8臺；另接通風(fēng)機(jī)2臺共2.4kW；電阻爐1臺2kW。試用二項(xiàng)式法求計(jì)算負(fù)荷。

解：1）機(jī)床組。由附錄表1查得b=0.14，c=0.4，x=5，cos??0.5，tan??1.73。x臺最大容量的設(shè)備容量為：Px?P5?7.5kW?2?4kW?2?2.2kW?1?25.2kW有功計(jì)算負(fù)荷為：P30?0.14?50kW?0.4?25.2kW?7kW?10.08kW無功計(jì)算負(fù)荷為：Q30?(7kW?10.08kW)?1.73?12.11kvar?17.44kvar2）通風(fēng)機(jī)組。由附錄表1查得b=0.65，c=0.25，x=5，cos??0.8，tan??0.75。x臺最大容量的設(shè)備容量為：Px?P5?Pe?2.4kW

有功計(jì)算負(fù)荷為：P30?0.65?2.4kW?0.25?2.4kW?1.56kW?0.6kW無功計(jì)算負(fù)荷為：Q30??1.56kW?0.6kW??0.75?1.17kvar?0.45kvar3）電阻爐組。由附錄表1查得b=0.7，c=0.3，x=2，cos??0.95，tan??0.33。x臺最大容量的設(shè)備容量為：Px?P2?Pe?2kW

有功計(jì)算負(fù)荷為：P30?0.7?2kW?0.3?2kW?1.4kW?0.6kW

無功計(jì)算負(fù)荷為：Q30??1.4kW?0.6kW??0.33?0.46kvar?0.20kvar由以上結(jié)果知，機(jī)床組的附加負(fù)荷最大，因此車間總計(jì)算負(fù)荷：

P30??(bPe)i?(cPx)max??7?1.56?1.4?kW?10.08kW?20.04kWQ30??(bP12.11?1.17?1.4?kvar?17.44kvar?32.12kvaretan?)i?(cPx)maxtan?max??S30?20.042?32.122kV?A?37.86kVA

I30?37.86kVA/(3?0.38kV)?57.52A

（4）某用戶最大負(fù)荷月的有功用電量為75000kWh，無功用電量為69000kvarh，該用戶為兩班制生產(chǎn)。問該用戶的月平均功率因數(shù)是多少?欲將功率團(tuán)數(shù)提高到0.90，問需要裝設(shè)電容器組的總?cè)萘繎?yīng)當(dāng)是多少?解：cos??WpW?W2p2q?7500075000?6900022?0.74

用戶為兩班制生產(chǎn)，即每日生產(chǎn)16h，每月計(jì)30個工作日，每月生產(chǎn)16×30=480h。最大負(fù)荷月的有功用電量為75000kW.h，即

P30?Pmax?Wa/Tmax?則所需無功補(bǔ)償

75000kW.h?156.25kW

480hQC?P30(tan??tan?')?15.625??tanarccos0.74?tanarccos0.90??68.75kvar

（5）某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺10／0.4kV的低損耗變壓器。已求出變電所低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為540kW，無功計(jì)算負(fù)荷為730kvar。遵照規(guī)定，其高壓側(cè)功率因數(shù)不得低于0.9，問此變電所需在低壓側(cè)補(bǔ)償多少無功功率？

解：1）補(bǔ)償前的變壓器的容量和功率因數(shù)。變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為

S30(2)?5402?7302kVA?908.02kVA

變電所低壓側(cè)功率因數(shù)為：cos?(2)?540/908.02?0.60按SN.T?S30(2)條件選擇主變?nèi)萘?，?yīng)選為1000kVA。

2）無功補(bǔ)償容量。按規(guī)定，變電所高壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)為0.90以上，即cos?(1)?0.90?？紤]到變壓器的無功功率損耗?QT遠(yuǎn)大于有功功率損耗?PT，一般?QT?(4～5)?PT，因此在變壓器低壓側(cè)補(bǔ)償時(shí)，要使變電所高壓側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.90以上，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于0.90，這里取

cos?(?2)?0.92。

低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為

QC?540?(tanarccos0.60?tanarccos0.92)kvar?490kvar

查附錄表7，選擇自愈式低壓并聯(lián)電容器BSMJ0.4-20-3，臺數(shù)n?490/20?24.5，取n?25，則

實(shí)際補(bǔ)償容量為

QC?25?20kvar?500kvar

3）補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)。變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為

'S305402?(730?500)2kVA?587kVA(2)?因此無功補(bǔ)償后主變壓器容量可選為630kVA（參考附錄表8）。變壓器功率消耗為

'?PS30kVA?8.81kWT?0.015(2)?0.015?587'?QT?0.06S30kVA?35.22kvar(2)?0.06?587變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為

'P30kW?8.81kW?548.81kW(1)?540'Q30)kvar?35.22kvar?265.22kvar(1)?(730?500'S30548.812?265.222kVA?609.54kVA(1)?無功補(bǔ)償后，用戶高壓側(cè)功率因數(shù)為

''cos?'?P30/S.81/609.54?0.90(1)30(1)?548變電所高壓側(cè)功率因數(shù)滿足規(guī)定要求。

（6）有一380V配電干線，給三臺電動機(jī)供電。已知:IN1=5A，IN2=4A，IN3=10A，Istl=35A，Ist2=16A，Kst3=3，求該配電線路的尖峰電流。

解電動機(jī)M1的Ist?IN?35A?5A?30A為最大。取K??0.9，因此該線路的尖峰電流為

Ipk?0.9?(4?10)A?35A?47.6A

2-8課外實(shí)踐：搜集學(xué)校一棟教學(xué)樓或宿舍樓負(fù)荷資料，并進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。（略）

第3章習(xí)題參考答案

3-1解釋以下名詞概念

（1）無限大容量電力系統(tǒng)：無限大容量電力系統(tǒng)，指其容量相對用戶供配電系統(tǒng)大得多的電力系統(tǒng)，當(dāng)用戶供電系統(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基本維持不變。假使電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路回路總阻抗的5%~10%，或電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量50倍時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為無限大系統(tǒng)。

（2）動穩(wěn)定電流：指設(shè)備（開關(guān)設(shè)備在閉合位置時(shí)）所能通過的最大短路電流（不致于受力損壞），又稱極限通過電流。

（3）熱穩(wěn)定電流：能夠保證設(shè)備在電流熱作用下而不發(fā)生熱損壞的條件下允許通過的短路電流。（4）標(biāo)么值：將電壓、電流、功率、阻抗等物理量不用其有名值表示，而用其相對值表示。即任一物理量的標(biāo)么值A(chǔ)，是其實(shí)際有名值A(chǔ)與所選定的基準(zhǔn)值A(chǔ)d（與實(shí)際有名值A(chǔ)同單位）的比值。（5）最大、最小運(yùn)行方式：使電力系統(tǒng)短路阻抗最小、短路電流最大的運(yùn)行方式為最大運(yùn)行方式，使電力系統(tǒng)短路阻抗最大、短路電流最小的運(yùn)行方式為最小運(yùn)行方式。

（6）短路發(fā)熱的假想時(shí)間：采用短路穩(wěn)態(tài)電流與一個假想時(shí)間來等效計(jì)算實(shí)際短路電流所產(chǎn)生的熱量。即假想時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體通過短路穩(wěn)態(tài)電流所產(chǎn)生的熱量，與實(shí)際短路電流在實(shí)際短路時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等。這一假想時(shí)間，稱為短路發(fā)熱的假想時(shí)間。

3-2填空題

（1）引起短路的原因主要有：電氣絕緣損壞、誤操作、鳥獸危害；

（2）電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路回路總阻抗的5%～10%，或電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量50倍時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為無限大系統(tǒng)。

（3）短路后經(jīng)過0.01s，短路電流達(dá)到最大值，此電流稱為短路沖擊電流；（4）校驗(yàn)電氣設(shè)備和導(dǎo)體熱穩(wěn)定性采用的電流是短路電流周期分量有效值；

（5）當(dāng)短路點(diǎn)附近所接感應(yīng)電動機(jī)的額定電流之和超過系統(tǒng)短路電流的1%時(shí)，計(jì)算短路沖擊電流時(shí)應(yīng)計(jì)入電動機(jī)反饋電流的影響。

3-3單項(xiàng)選擇題

（1）運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)說明，發(fā)生幾率最大的短路形式（A）

A．單相短路B．兩相短路C．三相短路D．兩相接地短路（2）無限大容量系統(tǒng)是一個假想系統(tǒng)，采用這一假想系統(tǒng)是為了獲得在任何狀況下系統(tǒng)的（A）A．電壓基本維持不變B．輸出電流基本不變C．容量基本不變D．阻抗基本不變（3）短路最嚴(yán)重的發(fā)生時(shí)刻（A）

A．電源電壓過零時(shí)B．電源電壓為最大值時(shí)C．工作電流過零時(shí)D．工作電流為最大值時(shí)（4）校驗(yàn)電氣設(shè)備和導(dǎo)體動穩(wěn)定性采用的電流（B）

A．尖峰電流B．短路沖擊電流

C．計(jì)算電流D．短路電流周期分量有效值

2（5）當(dāng)計(jì)算變壓器的電抗公式為：XT?Uk%UN歐姆時(shí)，其中UN和SN的單位應(yīng)為（A）

100SNA．kV和kVAB．kV和MVAC．V和VAD．V和kVA

*

3-4多項(xiàng)選擇題

（1）計(jì)算短路電流的目的（ABCD）

A．作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)B．調(diào)整和設(shè)計(jì)繼電保護(hù)C．比較和選擇接線圖D．進(jìn)行事故分析（2）短路的危害（ACD）

A．造成停電事故B．引起過電壓C．對附近弱電線路和設(shè)備產(chǎn)生干擾D．損壞設(shè)備絕緣和觸頭

3-5判斷題

（1）對無限大容量電力系統(tǒng)，短路電流穩(wěn)態(tài)分量即為短路電流周期分量（√）

（2）采用按標(biāo)么值法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，同一系統(tǒng)中各物理量的基準(zhǔn)值可以任意選擇（×）

3-6回復(fù)以下問題

（1）短路的類型有哪些？各有什么特點(diǎn)？

見表3-1（此略）

（2）什么是短路電流的電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)？如何校驗(yàn)一般電器的動、熱穩(wěn)定性？

見3-5節(jié)（此略）

3-7計(jì)算題

（1）一地區(qū)110/10kV變電站通過3km架空線向某電能用戶變電所供電。地區(qū)變電站10kV母線最大短路容量為200MVA，最小短路容量為100MVA。該用戶變電所裝有一臺S11-800型變壓器。試求用戶變電所高壓母線和低壓母線的三相短路電流和短路容量（系統(tǒng)最大和最小運(yùn)行方式兩種狀況下）。

解：1）確定基準(zhǔn)值。取Sd=100MVA，Uc1=10.5kV，Uc2=0.4kV，而

Id1?Sd/3Uc1?100MVA（/3?10.5kV）?5.50kAId2?Sd/3Uc2?100MVA（/3?0.4kV）?144.34kA

2）計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值①電力系統(tǒng)電抗標(biāo)么值。

*最大運(yùn)行方式下：X1MVA/200MVA?0.5.min?100*最小運(yùn)行方式下：X1MVA/100MVA?1.max?100②架空線路電抗標(biāo)么值（由表3-2得X0=0.35Ω/km）

*X2?0.35(?/km)?3km?100MVA?0.9542(10.5kV)③電力變壓器電抗標(biāo)么值（查得Uk%?4.5）

4.5?100?103kVAX?Uk%Sd/100SN??5.62

100?800kVA*3短路等效電路如下圖，圖上標(biāo)出各元件序號和電抗標(biāo)么值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。

短路等效電路圖

3）求k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量①總電抗標(biāo)么值

***最大運(yùn)行方式下：X??X?X.min（k?1）1.min2?0.5?0.954?1.454***最小運(yùn)行方式下：X?.max（k?1）?X1.max?X2?1?0.954?1.954

②三相短路電流周期分量有效值

(3)*最大運(yùn)行方式下：Ik?1.max?Id1/X?.min(k?1)?5.50kA/1.454?3.78kA(3)*最小運(yùn)行方式下：Ik?I/XkA?1.mind1?.max(k?1)?5.50kA/1.954?2.81③其他三相短路電流最大運(yùn)行方式下：

3）（3）I（??Ik?1?3.78kA（3）ish?2.55?3.78kA?9.64kA3）I（kAsh?1.51?3.78kA?5.71最小運(yùn)行方式下（略）④三相短路容量

最大運(yùn)行方式下：Sk?1?SdX?(k?1)?100MVA/1.454?68.78MVA最小運(yùn)行方式下（略）

4）求最大運(yùn)行方式下變壓器k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量（最小運(yùn)行方式下略）①總電抗標(biāo)么值

****X??X?X?X（k?2）1.min23?0.5?0.954?5.62?7.074

(3)*②三相短路電流周期分量有效值

(3)*Ik.34kA/7.074?20.4kA?2?Id2X?(k?2)?144③其他三相短路電流

3）（3）I（??Ik?2?20.4kA（3）ish?1.84?20.4kA?37.54kA3）I（sh?1.09?20.4kA?22.24kA

④三相短路容量

(3)*Sk?SXMVA/7.074?14.14MVA?2d?(k?2)?100

（2）上題中低壓母線采用TMY-3（100×10）+1（60×6）。母線的短路保護(hù)動作時(shí)間為0.5s，低壓斷路器的斷路時(shí)間為0.1s。試校驗(yàn)該母線的短路熱穩(wěn)定度。

解：短路發(fā)熱假想時(shí)間為

tima?tk?0.05?top?toc?0.05s?0.5s?0.1s?0.05s?0.65s

查附錄表11得C?171A?s/mm，則最小允許截面為

(3)Amin?I?122timaC?20.4?103A?0.65s171A?s/mm212?96.18mm2

由于母線實(shí)際截面A=100×10mm2=1000mm2>Amin，因此該母線滿足短路熱穩(wěn)定度要求。

第4章習(xí)題參考答案

4-1解釋以下名詞概念

（1）一次電路、一次設(shè)備：供配電系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)輸送、變換和分派電能任務(wù)的電路稱為主電路，也叫一次電路；一次電路中的所有電氣設(shè)備稱為一次設(shè)備。

（2）二次電路、二次設(shè)備：用來控制、指示、監(jiān)測和保護(hù)一次電路運(yùn)行的電路，稱為二次電路。二次電路中的所有電氣設(shè)備稱為二次設(shè)備。

（3）電?。弘娀∈且环N氣體放電現(xiàn)象，放電過程中伴隨著高溫柔強(qiáng)光。開關(guān)電器在接通或開斷有電流的電路時(shí)，觸頭間就可能產(chǎn)生電弧。

（4）選擇性斷路器：有明確的選擇性動作要求，以滿足前后級保護(hù)裝置的動作協(xié)同。

（5）熔斷器的弧前電流—時(shí)間特性：熔斷器起弧前通過熔體的電流與弧前時(shí)間的關(guān)系?；∏皶r(shí)間是從一個足夠使熔斷體熔化的電流出現(xiàn)至電弧產(chǎn)生的瞬間之間的時(shí)間，包括熔體熔化時(shí)間和熔體熔斷起弧時(shí)間，而熔體熔斷起弧時(shí)間十分短，所以一般弧前時(shí)間即是熔體熔化時(shí)間。

熔斷器的熔斷時(shí)間為弧前時(shí)間與燃弧時(shí)間之和，燃弧時(shí)間是指電弧產(chǎn)生的瞬間至電弧最終熄滅之間的時(shí)間，往往也可忽略不計(jì)。所以表征熔斷器保護(hù)特性的就是熔斷器的弧前電流—時(shí)間特性。（6）GIS：將一座變電所中除變壓器以外的一次設(shè)備，包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感、避雷器、母線、電纜終端、進(jìn)出線套管等，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)有機(jī)地組合成一個整體，并全部封閉在接地的金屬外殼內(nèi)。殼內(nèi)充以一定壓力的SF6氣體作為高壓設(shè)備的絕緣和斷路器滅弧介質(zhì)，所以也稱為SF6全封閉組合電器。

（7）C-GIS：一種用于10～35kV或更高電壓輸配電系統(tǒng)以接受或分派電能并對系統(tǒng)實(shí)行控制、保護(hù)、測量、監(jiān)視、通訊等功能的新型開關(guān)設(shè)備。

（8）母線槽：將3～5條母線用絕緣材料隔開（包括相間及相對地）并嵌于封閉的金屬殼體內(nèi)的一種配電裝置。

4-2填空題

（1）電弧熄滅的條件是弧道中的去游離率大于游離率；

（2）熔斷器僅使用在35kV及以下電壓等級的小容量電氣裝置中作短路保護(hù)或過負(fù)荷保護(hù)用；（3）SF6氣體絕緣和空氣絕緣相比的優(yōu)點(diǎn)可使電氣設(shè)備減小占地面積和體積，和變壓器油絕緣相比的優(yōu)點(diǎn)能防火防爆；

（4）電力變壓器的額定容量，是指它在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，室外安裝時(shí)，在規(guī)定的使用年限內(nèi)所能連續(xù)輸出的最大視在功率。

（5）低壓架空線路，不使用小于16mm的鋁絞線。

（6）查閱相關(guān)資料，了解以下數(shù)據(jù)：架空線路與地面的距離，在非居民區(qū)應(yīng)大于5m，在居民區(qū)應(yīng)大于6m，跨越建筑物時(shí)，其最小垂直距離應(yīng)大于2.5m。

4-3單項(xiàng)選擇題

（1）熔斷器熔件上焊有小錫球是利用“冶金效應(yīng)〞法，其作用是為了(C)。

A．減少金屬蒸氣B．縮短熔斷時(shí)間C．降低熔件的熔點(diǎn)溫度D.提高通流能力

（2）關(guān)于熔斷器，以下說法中錯誤的是（D）

A．電路中流過短路電流時(shí)，利用熔件產(chǎn)生的熱量使自身熔斷，從而切斷電路，起到保護(hù)電器設(shè)備

B．熔斷器可分為限流和不限流兩大類

C．熔斷器不能作正常的切斷和接通電路用，而必需與其他電器協(xié)同使用

2

D．同一電流通過不同額定電流的熔件時(shí)，額定電流大的熔件先熔斷（3）校驗(yàn)電氣設(shè)備熱穩(wěn)定度采用的電流是(C)。

A．尖峰電流B．計(jì)算電流C．短路穩(wěn)態(tài)電流D．短路沖擊電流（4）為避免不必要的重復(fù)選擇計(jì)算，低壓照明線截面選擇宜首先考慮的條件是（D）A．經(jīng)濟(jì)電流密度B．機(jī)械強(qiáng)度C．發(fā)熱條件D．電壓損耗條件（5）一般三相負(fù)荷基本平衡的低壓線路中的中性線截面不小于相線的(C)。

A．100%B．75％C．50％D．25％

4-4多項(xiàng)選擇題

（1）低壓電器常用滅弧方法(ABD)

C.觸頭間隙采用六氟化硫氣體介質(zhì)D.利用相互絕緣的金屬柵片分割電?。?）XRNT型高壓限流熔斷器采用的滅弧措施(AD)

A.利用石英砂對電弧的吸熱進(jìn)行冷卻滅弧B.利用纖維質(zhì)消弧管產(chǎn)氣縱吹電弧C.利用撞擊器加速滅弧D.利用冶金效應(yīng)形成串聯(lián)電弧將長弧切短加速滅弧

（3）關(guān)于限流斷路器(AD)

A.分?jǐn)鄷r(shí)間短得足以使短路電流達(dá)到其預(yù)期峰值前分?jǐn)郆.使短路電流比其預(yù)期短路電流低

C.在短路時(shí)，限流線圈內(nèi)感應(yīng)電流抵消了部分短路電流

D.在短路時(shí)，拉長了短路電流的波形，降低了短路電流對電路和電器的沖擊（4）用隔離開關(guān)可以進(jìn)行的操作（ABCD）

A.通、斷電壓互感器和避雷器電路B.通、斷激磁電流不超過2A的空載變壓器電路C.通、斷變壓器中性點(diǎn)的接地線D.通、斷電容電流不超過5A的空載線路（5）低壓斷路器具有的功能（ABCD）

A．通斷電路B．短路保護(hù)C．過載保護(hù)D．失壓保護(hù)（6）可以實(shí)施檢修隔離電源作用的開關(guān)電器（BCD