工廠供電第4版-練習題題解

《供電技術》第4版各章計算題-題解第一章1-4電力系統(tǒng)中性點運行方式有哪幾種？各自的特點是什么？答：電力系統(tǒng)中性點運行方式有中性點有效接地系統(tǒng)〔包括中性點直接接地系統(tǒng)〕和中性點非有效接地系統(tǒng)〔包括中性點不接地和中性點經(jīng)消弧線圈或電阻接地〕。1〕中性點不接地系統(tǒng)特點：發(fā)生單相接地故障時，線電壓不變，非故障相對地電壓升高到原來相電壓的√3倍，故障相電容電流增大到原來的3倍。2〕中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)特點：發(fā)生單相接地故障時，與中性點不接地系統(tǒng)一樣，非故障相電壓升高√3倍，三相導線之間的線電壓仍然平衡。3〕中性點直接接地系統(tǒng)特點：當發(fā)生一相對地絕緣破壞時，即構成單相接地故障，供電中斷，可靠性降低。但由于中性點接地的鉗位作用，非故障相對地電壓不變。電氣設備絕緣水平可按相電壓考慮。在380/220V低壓供電系統(tǒng)中，采用中性點直接接地可以減少中性點的電壓偏差，同時防止一相接地時出現(xiàn)超過250V的危險電壓。1-5簡述用戶供電系統(tǒng)供電質量的主要指標及其對用戶的影響答：決定用戶供電質量的主要指標為電壓、頻率和可靠性。影響：①當電壓出現(xiàn)偏差時會對用電設備的良好運行產(chǎn)生影響；電壓波動和閃變會使電動機轉速脈動、電子儀器工作失常；出現(xiàn)高次諧波會干擾自動化裝置和通信設備的正常工作；產(chǎn)生三相不對稱電壓會影響人身和設備平安。②頻率偏差不僅影響用電設備的工作狀態(tài)、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質量，而且影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。③根據(jù)負荷等級來保證供電系統(tǒng)的可靠性。1-6試分析中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，系統(tǒng)的電壓會發(fā)生什么變化？此時流經(jīng)故障點的電流如何確定？答：中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，線間電壓不變，而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的√3倍，故障相電容電流增大到原來的3倍。1-7中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，消弧線圈對容性電流的補償方式有哪幾種？一般采用哪一種？為什么？答：全補償方式、欠補償方式、過補償方式一般采用過補償方式，在過補償方式下，即使系統(tǒng)運行方式改變而切除局部線路時，也不會開展成為全補償方式，至使系統(tǒng)發(fā)生諧振。第二章2-1.什么是計算負荷？確定計算負荷的目的是什么？計算負荷是用電設備的等效負荷，對于已運行的電力用戶而言，計算負荷Pc就是該用戶典型負荷曲線的半小時最大平均負荷P30.計算負荷是用戶供電系統(tǒng)結構設計，供電線路截面選擇，變壓器數(shù)量和容量選擇，電氣設備額定參數(shù)選擇等的依據(jù)。2-2.計算負荷與實際負荷有何關系？有何區(qū)別？電力用戶的實際負荷并不等于用戶中所有用電設備額定功率之和，用電設備在實際運行中對配電設備所產(chǎn)生的最大熱效應與等效負荷產(chǎn)生的熱效應相等，將等效負荷稱為計算負荷。2-3.什么是負荷曲線？負荷曲線在求計算負荷時有何作用？電力負荷隨時間變化的曲線稱為負荷曲線。求計算負荷的日負荷曲線時間間隔△t取30min。通過對負荷曲線的分析，可以掌握負荷變化的規(guī)律，并從中獲得一些對電氣設計和運行有指導意義的統(tǒng)計參數(shù)。2-4.什么是年最大負荷利用小時數(shù)Tmax？什么是年最大負荷損耗小時數(shù)τ？有何區(qū)別？Tmax是一個假想時間：電力負荷按照最大負荷Pmax持續(xù)運行Tmax時間所消耗的電能恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能Wa。τ是線路輸送相當于最大負荷Sc在t時間內產(chǎn)生的電能損耗恰好等于線路全年實際電能的損耗，稱τ為年最大負荷損耗小時數(shù)。Tmax與τ是不同的概念。Tmax是指用電時間除了有效消耗也包括無效消耗的電能；τ是指用電時間僅為無效消耗的電能。2-5用戶變電所位置選擇的原那么是什么？答：1、總降壓變電所或總配電所總降壓變電所的位置應接近負荷中心，并適當靠近電源的進線方向，以便使有色金屬的消耗量最少和線路功率及電能損耗最小。同時，還應考慮變電所周圍的環(huán)境、進出線的方便和設備運輸?shù)姆奖恪?、10〔6〕KV變電所：10〔6〕KV變電所的位置應該深入到低壓負荷的中心，但往往受到生產(chǎn)工藝和建筑的制約?？紤]到運輸?shù)姆奖慵斑M出線方式，10〔6〕KV變電所的位置主要有以下幾種類型：〔1〕獨立變電所〔2〕附設變電所〔3〕箱式變電所〔4〕地下變電所2-6變壓器臺數(shù)選擇應考慮哪些因素？什么是明備用？什么是暗備用？答：臺數(shù)選擇考慮因素：〔1〕供電可靠性要求〔2〕負荷變化與經(jīng)濟運行〔3〕集中負荷容量大小明備用：一臺變壓器工作，另一臺變壓器停止運行作為備用，此時兩臺變壓器均按最大負荷時變壓器負荷率均按100%考慮。暗備用：兩臺變壓器同時運行，正常情況下每臺變壓器各承當負荷的50%，每臺變壓器宜按全部最大負荷的70%選擇。2-7變壓器容量選擇應考慮哪些因素？答：1、變壓器的容量需要滿足在計算負荷下，變壓器能夠長期可靠運行對單臺變壓器滿足條件：SNT>SCSNT：單臺變壓器的額定容量；Sc：計算負荷對兩臺變壓器〔一般為等容量，互為備用〕滿足條件：SNT1+SNT2>=scSNT1、SNT2：分別為并列運行的兩臺變壓器的額定容量；SNT1>=sc1+sc2Sc1、Sc2：分別為負荷Sc中一級和二級負荷的容量。SNT2>=sc1+sc22、為了適應工廠開展和調整的需要，變壓器容量應留有15～25％裕量。3、滿足變壓器經(jīng)濟運行條件2-8什么是變電所的電氣主接線？對變電所主接線的根本要求是什么？答：電氣主接線表示電能從電源分配給用電設備的主要電路,它包括電氣設備與連接關系.。根本要求是平安、可靠、靈活、經(jīng)濟2-9.用戶供電系統(tǒng)高壓配電網(wǎng)的接線方式有哪幾種？請從可靠性、經(jīng)濟性、靈活性等方面分析其優(yōu)缺點？接線方式可靠性經(jīng)濟性靈活性放射式供電可靠性高，故障后影響范圍小，繼電保護裝置簡單且易于整定配電線路和高壓開關柜數(shù)量多，投資大運行簡單，切換操作方便，便于實現(xiàn)自動化樹干式可靠性差，線路故障范圍影響大回路少，投資小，結構簡單結構簡單環(huán)式可靠性高適中運行方式靈活2-10.簡述高壓斷路器和高壓隔離開關在電力系統(tǒng)中的作用與區(qū)別高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的開關之一，線路正常時，用來通斷負荷電流，線路故障時，在保護裝置的作用下用來切斷巨大的短路電流，具有良好的滅弧裝置和較強能力。高壓隔離開關沒有滅弧裝置，其滅弧能力很小，僅當電氣設備停電檢修時，用來隔離電源，造成一個明顯的斷開點，以保證檢驗人員的平安。2-11我國10〔6〕kV配電變壓器常用哪兩種聯(lián)結組？在3次諧波比擬突出的場合，宜采用哪種聯(lián)結組？答：常用Yyn0和Dyn11聯(lián)結組。在3次諧波比擬突出的場合，宜采用Dyn11聯(lián)結組?！擦阈蜻^電流保護靈敏度高和抑制零序諧波〕2-12電流互感器和電壓互感器各有哪些功能？電流互感器工作時二次側為什么不能開路？答：電流互感器：將主回路中的大電流變換為小電流信號，供計量和繼電保護用。電壓互感器：將高電壓變換為低電壓，供計量和繼電保護用。使用中二次側不允許開路，以防止產(chǎn)生高壓對操作者造成傷害。2-14在供電系統(tǒng)中提高功率因數(shù)的措施有哪些？1、提高用戶自然功率因數(shù)2、無功補償：1〕就地補償2〕集中補償：分組集中補償，高壓集中補償，低壓集中補償。2-15在供電系統(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？無功補償方式分為就地補償和集中補償。就地補償可以最大限度減少系統(tǒng)中流過的無功功率，使整個供電線路的功率及能量損耗、送電線路的導線截面、開關設備和變壓器容量都相應減少或降低，單從補償效果來看，這是最好的補償方式。集中補償和就地補償相比，所需的電容器總容量較少，即電容器的利用率較高，但其補償效果稍差。果稍差。2-17某機修車間，裝有冷加工機床56臺，共260kW；行車1臺，共5.1kW，F(xiàn)C＝15％；通風機4臺，共5kW；點焊機3臺，共10.5kW，F(xiàn)C＝66％。該車間采用380／220V供電，試確定該車間的計算負荷(PC、QC、SC、IC)。解：由題可知，查p220附表2冷加工機床Kd1=0.15Pc1=PN1Kd1=260×0.15=39kW行車Kd2=0.10Pc2=PN2Kd2=5.1×0.1×=0.1975kW通風機Kd3=0.80Pc3=PN3Kd3=5×0.8=4kW點焊機Kd4=0.35Pc4=PN4Kd4=10.5×0.35×=2.9856kW同理tanφ1=1.73Qc1=Pc1tanφ1=39×1.73=67.47kvartanφ2=1.73Qc2=Pc2tanφ2=0.1975×1.73=0.3417kvartanφ3=0.70Qc3=Pc3tanφ3=4×0.7=2.8kvartanφ1=1.33Qc4=Pc4tanφ4=2.9856×1.33=3.9708kvarPc=Pc1+Pc2+Pc3+Pc4=39+0.1975+4+2.9856=46.1831kWQc=Qc1+Qc2+Qc3+Qc4=67.47+0.3417+2.8+3.9708=74.5825kvarkVAA2-20某工廠35kV總降壓變電所，擬選用兩臺等容量變壓器，工廠總計算負荷為5000kV·A，其中一、二級負荷容量為3000kV·A，試選擇變壓器的容量。解：由題意，按暗備用方式(kV·A)查p222附表4，試選擇2臺SL7-3150/35或SL7-4000/35那么校驗，(1)正常運行時不符合經(jīng)濟運行要求符合經(jīng)濟運行要求(2)事故情況下，滿足過負荷能力首先3150和4000都大于3000kV·A，滿足一二級負荷需要。kV·A負荷能力，根本滿足過負荷要求kV·A負荷能力，滿足過負荷要求綜上所述，可選擇2臺SL7-4000/35型變壓器。2-22某架空線路為8.2km，輸電電壓為35kV，導線型號為LJ-95，供電給某用戶，年耗電量W＝14980×103kW·h，線路上的最大負荷電流Ifmax＝128A，cosφ=0.85，試求該線路上的功率損耗及年電能損耗。解：由題意，最大功率PmkW那么h查p53圖2-46，可得τ=1550h由p226附表11查得r0=0.34Ω/km，x=0.36Ω/km得R=0.34×8.2=2.788Ω，X=0.36×8.2=2.952Ω年電能損耗kW·h功率損耗單位時間功率P=Wn/8760=14980MW·h/8760h=1.71MWQ=0.6197P=0.6197×1.71=1.0597Mvar那么全年功率損耗=0.0134141×8760=117.51MVA2-24某用戶變電所變壓器型號為SL7-1000／10，負荷為Pav＝700kW，。試求：1)該變壓器中的功率損耗。2)如欲將變壓器二次側負荷功率因數(shù)提高到0.95，問通常應采用什么措施進行功率因數(shù)補償，并求出其補償容量應為多少？3)如果變壓器全年投入運行350天，年最大負荷利用時數(shù)Tmax=4500h，問補償后該變壓器中的電能損耗減少了多少？解：由題，查p222附表4，，，那么1)2)采用并聯(lián)電容器的方式補償原功率因數(shù)，其現(xiàn)功率因數(shù)，其3)由p53圖2-46查得：功率因數(shù)，其功率因數(shù)，其由式(2-56)，可得電能損耗減少量為：第三章3-1,什么是大容量電源供電系統(tǒng)？該系統(tǒng)發(fā)生短路時其電流該如何變化？答：無限大容量電源是指內阻抗為零的電源，不管輸出的電流如何變動，電源內部均不產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓維持不變。系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流的全電流瞬時值由周期分量和非周期分量合成，經(jīng)過0.01s短路電流的幅值到達沖擊電流值，非周期分量衰減至零，暫態(tài)過程結束，短路進入穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)電流只含短路周期分量。3-2，說明短路全電流、短路電流的周期分量、短路電流的非周期分量、短路沖擊電流、短路穩(wěn)態(tài)電流、短路容量的物理含義。答：短路全電流：指短路時電流的瞬時值，它是由短路電流的周期分量與短路電流的非周期分量組成。短路電流的周期分量：指短路全電流的穩(wěn)態(tài)局部，只要短路持續(xù)，電源電壓維持恒定，這局部那么保持不變。短路電流的非周期分量：指短路全電流的暫態(tài)局部，經(jīng)一段時間后很快衰減至零。短路沖擊電流：指短路全電流到達幅值。短路穩(wěn)態(tài)電流：當非周期分量衰減結束，余下的周期分量就是短路穩(wěn)態(tài)電流。短路容量：發(fā)生短路的回路中的功率。3-3.在短路計算中，為什么要采用平均電壓？平均電壓與電網(wǎng)額定電壓有何區(qū)別？答：在短路電流的計算中，普遍采用近似計算的標幺值法，取系統(tǒng)各級的平均額定電壓為相應的基準電壓，即UB=Uav，而且認為每一元件的額定電壓就等于其相應的平均額定電壓。Uav=1.05UN3-4什麼叫短路電流的力效應？為什麼要用短路沖擊電流來計算？答：〔1〕短路電流的力效應：三相載流導體水平敷設在同一平面上，三相短路電流流過各相導體時，根據(jù)兩平行導體間同相電流力相吸，異相電流力相斥的原理，中間相受力最大。〔2〕根據(jù)可知短路時情況最糟，影響最大，所以用短路沖擊電流來計算；3-5什麼叫短路電流的熱效應？為什麼要用短路穩(wěn)態(tài)電流來計算？答：〔1〕在線路發(fā)生短路時，強大的短路電流將產(chǎn)生很大的熱量。工程上，可近似地認為導體在短路時間內是與周圍介質絕熱的。短路電流產(chǎn)生的熱量不向外擴散，全部轉化為載流導體的溫升；〔2〕由于短路全電流的有效值在整個短路過程中非常數(shù)，特別是發(fā)電機端短路，變化比擬復雜，為了便于計算，工程上以短路穩(wěn)態(tài)分量有效值代替短路全電流的有效值；3-6短路電流作用的假想時間是什麼含義？該假想時間應如何確定？答：短路電流作用的假想時間是指穩(wěn)態(tài)短路電流在假想時間內產(chǎn)生的熱量等于實際短路電流在在實際短路時間內產(chǎn)生的熱量。短路電流的假想時間tj等于短路電流周期分量作用的假想時間tjz加上短路電流非周期分量作用的假想時間tjfi。而周期分量的假想時間tjz與短路電流的持續(xù)時間t相同，也就是保護裝置的動作時間tb和斷路器切斷電路的實際動作時間tQF之和。tj=tjz+tjfi=tb+tQF+0.05s3-9.電流互感器和電壓互感器各如何選擇和校驗？答：電流互感器：應根據(jù)二次設備對互感器的精度等級要求以及安裝地點的電網(wǎng)額定電壓與長期通過的最大負荷電流來選，并按短路條件校驗其動、熱穩(wěn)定性。電流互感器的額電電壓應大于或等于安裝地點的電網(wǎng)額定電壓。電流互感器一次側的額定電流應大于或等于線路最大工作電流的1.2~1.5倍。電流互感器的測量精度與它的二次側所接的負荷大小有關，即與它接入的阻抗Z2大小有關。電流互感器的動、熱穩(wěn)定校驗可按下式進行。Kd≥ish〔3〕/√2IN1.TAIN1.TA為電流互感器一次側額定電流；(Kt*IN1.TA)2*t≥I∞2tjKt為產(chǎn)品給定的熱穩(wěn)定倍數(shù)；tj：產(chǎn)品目錄給出的熱穩(wěn)定時間。校驗短路沖擊電流通過它一次繞組時在出線瓷帽處出現(xiàn)的應力F是否低于絕緣瓷帽上給定的最大允許應力Fal。即Fal≥F=0.5*1.732*ish〔3〕2*l/a*10-70.5未考慮互感器所受的外部沖擊力在其絕緣瓷帽與間距為l的兩絕緣子之間的分布系數(shù)。電壓互感器：由于電壓互感器兩側均裝有熔斷器，故不需進行短路條件上的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。電壓互感器的選擇工程如下：其額定電壓要與供電電網(wǎng)的額定電壓相同。適宜的類型：戶內型、戶外型。應根據(jù)TV〔電壓互感器〕的測量精度要求來確定二次側允許接入的負荷。3-11供電系統(tǒng)如圖3-20所示，試求圖中k1、k2點發(fā)生三相短路時的短路參數(shù)(Ik(3)、I∞(3)、ish(3)、Sk(3))以及在最小運行方式下k2點的兩相短路電流Ik(2)。解：由題意，選Sj=100MVA，Uj1=Uj2=6.3kV，那么(1)各元件阻抗標幺值，(2)求電源點至短路點的總阻抗k1(3)點(3)求短路電流最大運行方式：最小運行方式：k2(3)點最小運行方式：3-12某供電系統(tǒng)如圖3-21所示，圖中各條線路參數(shù)均相同，假設要求k點發(fā)生三相短路時最大沖擊電流不超過20kA，試問1)能否將母聯(lián)開關QF閉合長期并聯(lián)運行？2)最多允許幾根電纜并聯(lián)運行？解：由題意，選Sj=100MVA，Uj=Uav=6.3kV，那么各元件阻抗標幺值那么2條并聯(lián)3條并聯(lián)4條并聯(lián)有結論：1)不能將母聯(lián)開關QF閉合長期并聯(lián)運行；2)最多允許2根電纜并聯(lián)運行。P883-16系統(tǒng)如圖3-24所示。1)用有名值法計算系統(tǒng)中k點發(fā)生三相短路時的短路電流Ik(3)、ish.Σ(3)；。圖中的電流互感器是三相安裝的。2)總結歸納用有名值計算低壓系統(tǒng)短路電流的步驟。解：(1)由題意，考慮車間變電所為無窮大電源，系統(tǒng)電阻Rs=0，系統(tǒng)電抗Xs=0。(2)變壓器阻抗(3)母線阻抗查附錄表21LMY(50×6)mm2，r01=0.118mΩ/m，x01=0.20mΩ/m，Dav=1.26×240=300mmLMY(40×5)mm2，r02=0.177mΩ/m，x02=0.189mΩ/m，Dav=1.26×160=200mm各段母線阻抗為(4)變壓器二次側額定電流909.4A，故隔離開關的IN.QS=1000A，查得其接觸電阻值為RQS=0.08mΩ(5)因75kW電動機的額定電流保是140A，查表4-1和4-2得低壓斷路器額定電流為140A時接觸電阻Rkk=0.65mΩ，線圈電阻RQ=0.74mΩ，線圈電抗XQ=0.55mΩ(6)電流互感器阻抗RTA=0.33mΩ，XTA=0.3mΩ(7)電纜阻抗(8)回路總阻抗(9)短路電流由于(10)考慮到其它電動機較遠，僅考慮M3的影響由前且ksh.M=1(低壓)那么所以二、步驟①求各元件阻抗，得出等效電路和②求短路電流周期分量和沖擊電流③考慮電動機影響，求得總沖擊電流第四章4—1什么是繼電保護裝置？供電系統(tǒng)對繼電保護有哪些要求？答：繼電保護裝置是一種能反映供電系統(tǒng)中電氣元件〔電力線路、變壓器、母線、用電設備等〕發(fā)生故障或處于不正常運行狀態(tài)、并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的自動裝置。繼電保護裝置由測量比擬、邏輯判斷、執(zhí)行輸出三局部組成。繼電保護一般應滿足可靠性、靈敏性、選擇性和速動性4個根本要求。4—2什么是過電流繼電器的動作電流、返回電流和返回系數(shù)？如果過電流繼電器的返回系數(shù)過低，會出現(xiàn)什么問題？答：動作電流是指能使繼電器動作的最小電流，它是可以根據(jù)要求在一定的范圍內調整的，用Iop表示。返回電流是指能使繼電器返回到原先狀態(tài)的最大電流，用Ire表示。返回電流Ire與起動電流Iop的比值稱為繼電器的返回系數(shù)kre，可表示為：kre=Ire/Iop返回系數(shù)過低可能導致動作后輸出狀態(tài)不穩(wěn)定、不可靠。4—3什么是電流互感器的10%誤差曲線？它有什么用途？答：所謂電流互感器的10%誤差曲線，是指互感器的電流誤差為10%時一次電流對其額定電流的倍數(shù)k=I1/I1.TA與二次側負荷阻抗Z2的關系曲線。通常是按電流互感器接入位置的最大三相短路電流來確定其Ik〔3〕/I1.TA值，從相應型號互感器的10%曲線中找出橫坐標上允許的阻抗歐姆數(shù)，使接入二次側的總阻抗不超過此Z2值，那么互感器的電流誤差保證在10%以內。4-4電流互感器在供電系統(tǒng)中常用的接線方式有哪些？各種接線方式有何特點？答：全星形聯(lián)結方式：利用三個電流互感器串接三個電流繼電器而成，Kkx=Ik/ITA.2=1，Kkx為接線系數(shù)，這種結線方式對各種故障都起作用，當短路電流相同時，對所有故障都同樣靈敏，對相間短路動作可靠，至少有兩個繼電器動作。主要用于高壓大電流接地系統(tǒng)，以及大型變壓器、電動機的差動保護、相間保護和單相接地保護。非全星形聯(lián)結法：廣泛應用在中性點不接地系統(tǒng)中。因為這種聯(lián)結對單相接地的誤動作率低。差接法：應用于中性點不接地系統(tǒng)的變壓器、電動機及線路的相間保護。4—5簡要說明定時限過電流保護裝置和反時限過流保護裝置的組成特點、整定方法。答：定時限過電流保護裝置：組成特點：它是由電流繼電器1KA和2KA、時間繼電器KT和信號繼電器KS組成。整定方法：為了實現(xiàn)過電流保護的動作選擇性，各保護的動作時間一般按階梯原那么進行整定。即相鄰保護的動作時間，自負荷向電源方向逐級增大，且每套保護的動作時間是恒定不變的，與短路電流的大小無關。定時限過電流保護通常用在線路和母線保護上反時限過電流保護裝置：組成特點：帶有瞬時動作元件的反時限電流繼電器，其本身帶有時限并有動作指示掉牌信號，所以回路不需要接時間繼電器和信號繼電器。整定方法：根據(jù)的保護裝置I的繼電器動作電流Iop.kI和動作時限，選擇相應的電流繼電器的動作特性曲線。根據(jù)線路l1首端k1點三相短路時流經(jīng)保護裝置I繼電器的電流Ik1〔3〕‘，用下式計算出保護裝置I的繼電器動作電流倍數(shù)n1:n1=Ik1(3)’/Iop.kI根據(jù)k1點短路時流經(jīng)保護裝置II繼電器的電流Ik1(3)“，用下式求出保護裝置II此時的動作電流倍數(shù)n2:n2=IK1(3)〞/Iop.kII當k1點短路時，保護裝置II也將起動，為了滿足保護裝置動作的選擇性，保護裝置所需的動作時限t2應比保護裝置I的動作時限大一個時限△t,即t2=t1+△t4—6電流速斷保護為什么會出現(xiàn)保護“死區(qū)〞？答：由于可靠系數(shù)kk的引入，使得速斷保護的動作電流大于被保護范圍末端的最大短路電流，使保護裝置不能保護線路全長而有一段死區(qū)。4-9在中性點非有效接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時，通常采取哪些保護措施？答：〔1〕絕緣監(jiān)測裝置，〔2〕零序電流保護。4-10試說明變壓器可能發(fā)生哪些故障和不正常工作狀態(tài)，應裝設哪些保護？答：變壓器的故障分為內部故障和外部故障。內部故障主要有：繞組的相間短路、匝間短路和單相接地。外部故障有：套管及其引出線的相間短路、單相接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)有：外部短路或過負荷引起的過電流，風扇故障或油面降低引起的冷卻能力下降等。這些都會使繞組和鐵心過熱。此外，對中性點不接地運行的星形接線變壓器，外部接地短路是有可能造成變壓器中性點過電壓，威脅變壓器絕緣。對于電力變壓器的常見故障及異常運行狀態(tài)，一般應裝設以下保護：(1)差動保護或電流速斷保護：反響變壓器的內、外部故障，瞬時動作于跳閘。(2)瓦斯保護：反響變壓器的內部故障或油面降低，瞬時動作于信號或跳閘。(3)過電流保護：反響變壓器外部短路引起的過電流，帶時限動作于跳閘，可作為上述保護的后備。(4)過負荷保護：反響過載而引起的過電流，一般作用于信號。(5)溫度保護：反響變壓器油、繞組溫度升高或冷卻系統(tǒng)的故障，動作于信號或跳閘。4-11作圖分析變壓器差動保護的根本原理，分析其產(chǎn)生不平衡電流的原因及抑制措施？變壓器一、二次繞組接線方式的不同而引起的不平衡電流。措施：將變壓器一次側的電流互感器連接成三角形而變壓器二次側連接成星形。電流互感器的實際變比與計算變比不同而引起的不平衡電流措施：通過平衡線圈或簡單計算來補償。變壓器兩側電流互感器的型號不同而引起的不平衡電流措施：通過提高保護動作電流來躲過。有載調壓變壓器分接頭的改變而引起的不平衡電流措施：躲過采用分接頭調壓而造成的不平衡電流。變壓器勵磁電流產(chǎn)生的不平衡電流措施：采用具有速飽和鐵心的中間變流器，采用二次諧波或間斷角的方法鑒別勵磁涌流和故障電流。4-12在Yd11接線的變壓器上構成差動保護時，如何進行相位補償？變壓器兩側電流互感器的電流比應該如何選擇？在差動回路中也存在一個由相位差引起的不平衡電流。為了消除這一不平衡電流，〔1〕一般將變壓器一次側的電流互感器連接成三角形，而變壓器二次側連接成星形，使得兩側電流互感器的二次電流的相位相同〔2〕同時電流互感器的電流還應滿足：√3*INT1/KTA.△=INT2/KTA.Y。4-19某供電系統(tǒng)如圖4-38所示，1)假設在QF處設置定時限過電流保護，電流互感器采用非全星形結線，變流比為150/5，tQ＝0.3s，試求其保護整定值。2)假設在QF處還設置電流速斷保護，試進行整定計算，按其整定值，假設變壓器低壓側母線發(fā)生三相短路，其速斷保護是否動作?為什么?3)畫出過流保護與速斷保護配合原理接線示意圖。解：①取基準Sj=100MVA，Uj=0.4kV②③④選DL型電流繼電器1〕過電流保護整定如下考慮，那么由電流互感器變比150/5A，得保護動作一次側電流繼電器1KA動作電流時間繼電器整定時間保護靈敏度合格2〕速斷保護整定如下保護動作一次側電流繼電器4KA動作電流取41A假設變壓器低壓側短路，流過繼電器的電流為33.83A，小于整定值，繼電器不會動作，此速斷保護滿足選擇性要求。速斷保護靈敏度校驗考慮線路在最小方式下首端短路，得那么合格在電力系統(tǒng)中速斷保護作為110kV以下輸電線路三段式電流保護的第I段，其靈敏度常用其保護范圍來確定，其最小保護范圍應不小于被保護線路全長的15%~20%。根據(jù)導出那么對于此題而言，線路全長僅1km，顯然保護范圍延伸到變壓器內。3〕畫圖此圖如p98圖4-12a第六章6-1、影響電壓質量的主要因素有哪些？1>、負荷無功功率或無功功率變化量2>、電網(wǎng)短路容量或電網(wǎng)等效電抗負荷無功功率或無功變化量越大，對電壓質量的影響越大；電網(wǎng)短路容量越大，那么負荷變化對電網(wǎng)電壓質量的影響越小6-2、什么叫電壓偏差？產(chǎn)生電壓偏差的主要原因？1>、電壓偏差是指電網(wǎng)電壓偏離電網(wǎng)額定電壓的程度。電壓偏差的定義為實際電壓與額定電壓之差對額定電壓的百分比，即δU%=〔U-UN〕/UN*100%2>、線路和變壓器中的電壓損失是產(chǎn)生電壓偏差的主要原因，變壓器的分接頭調整也直接影響到下級電網(wǎng)的電壓偏差。6-4.在用戶供電系統(tǒng)中，減小電壓偏差的主要措施有哪些？(p158)答1>、減小線路電壓損失。通過正確設計供電系統(tǒng)，并采用各種措施，努力到達降低線路和變壓器的電壓損失的目的。如高壓深入負荷中心供電、配電變壓器分散設置到用電中心，按允許電壓損失選擇導線截面積、設置無功補償設置等。2>、合理選擇變壓器的分接頭。在用戶降壓變電所中，變壓器一次電壓及變壓器中電壓損失隨負荷大小而變。應就近選取標稱的分接頭。如果降壓變壓器作為普通變壓器，那么不能在帶點的情況下改換分接頭，這時只能選取一個平均值后再做校檢。如果普通變壓器不能滿足調壓要求，必要時也可采用有載調壓變壓器，根據(jù)負荷變化情況適時調整電壓。6-5什么是電壓波動？什么是電壓閃變？產(chǎn)生電壓波動和閃變的主要原因是什么？(p160)答：電網(wǎng)電壓幅值〔或半周波方均根值〕的連續(xù)快速變化稱為電壓波動。照明用白熾燈對電壓波動特別敏感，電壓波動使燈光閃爍，刺激眼睛，干擾人們的正常工作，電壓波動的這種效應稱為電壓閃變。電壓閃變:電壓波動引起的燈光閃爍對人眼、腦產(chǎn)生的刺激效應。電壓波動和閃變主要是由用戶中的波動負荷從電網(wǎng)取用快速變動的功率引起的。6-9用戶供電系統(tǒng)中減抑制電壓波動和閃變的措施有哪些？提高系統(tǒng)短路容量：①提高供電電壓②采用雙回線路并聯(lián)供電③采用線路串聯(lián)補償。減小波動負荷無功功率變化量：①改良操作過程和運行工藝減少波動負荷②改變波動負荷供電回路參數(shù)③采用動態(tài)無功功率補償裝置。采用合理的供電方式。6-12、為什么供電系統(tǒng)中會產(chǎn)生諧波？諧波對供電供電系統(tǒng)有什么影響？〔p172〕使電力系統(tǒng)產(chǎn)生諧波的因素有很多，可歸納為兩大類：第一類為電力系統(tǒng)中的發(fā)電機和變壓器，通常發(fā)電機產(chǎn)生的諧波很小，而變壓器由于其鐵心的非線性磁化特性，變壓器勵磁電流波形嚴重畸變。第二類諧波源主要為電力用戶中的非線性用電設備，如冶煉電弧爐、電力機車、大容量變流設備、家用電器和辦公自動化設備等。第二類諧波源是電力系統(tǒng)諧波的主要來源。影響：①諧波對發(fā)電機、變壓器、電動機、電容器等幾乎所有連接于電網(wǎng)的電氣設備都有危害，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波附加損耗，使設備過熱以及諧波過電壓加速設備絕緣老化等。在三相四線制低壓系統(tǒng)中，各相3次諧波在中性線中疊加，導致中性線過電流。②當配電系統(tǒng)存在并聯(lián)電容器時，并聯(lián)電容器與系統(tǒng)等效電抗可能在某次諧波附近發(fā)生并聯(lián)諧振，導致諧波電壓和諧波電流的嚴重放大，影響供電系統(tǒng)的平安運行。③諧波對變壓器差動保護、線路距離保護及電容器過電流保護等保護和自動裝置亦有影響，主要表現(xiàn)為引起繼電保護和自動裝置誤動作。④諧波對電能計量精確度有影響。當供電系統(tǒng)含有諧波時，工頻電能表對諧波電壓和諧波電流產(chǎn)生的諧波功耗的計量存在誤差；此外諧波的存在會影響電能表的磁電特性，從而導致基波計量誤差。⑤諧波對通信質量有影響。當含有諧波電流的電力線路與通信線路并行敷設時，由于高次諧波的輻射作用，將使通信信號產(chǎn)生雜音干擾。6-13、供電系統(tǒng)中抑制諧波的方法有哪些？簡述這些方法的作用原理。1、增加整流裝置的相數(shù)多相整流變壓器二次繞組進行不同組合，可實現(xiàn)6相、12相、24相、或48相整流。理論上講，p相整流裝置僅產(chǎn)生h=mp±1的各次特征諧波〔m為正整數(shù)〕電流，且h次特征諧波電流值為基波電流值的1/h。因此，增加整流裝置的相數(shù)可消除較低次諧波電流，顯著降低總諧波畸變率。

2、采用PWM整流器

PWM整流器的交流輸入電流波形接近正弦波，其中存在的諧波次數(shù)高，諧波含量小，采用簡單的并聯(lián)型高通濾波器就可以到達良好的濾波效果。

3、改變供電系統(tǒng)的運行方式改變供電系統(tǒng)的運行方式，保持三相系統(tǒng)平衡，可以減小整流器的非特征諧波電流。此外，合理布局無功補償裝置，防止電容器對諧波的放大作用。

4、加裝濾波裝置(包括無源濾波和有源濾波裝置)

無源濾波器采用調諧原理來抑制諧波，有源濾波器采用電力電子裝置向電網(wǎng)注入與原有諧波電流幅值相等相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零。15..不平衡負荷對供電系統(tǒng)有何影響？改善供電