工廠供電4版課后答案

第一章1-4

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式有哪幾種？各自的特點(diǎn)是什么？

答：

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式有中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)（包括中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)）和中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)（包括中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈或電阻接地）。

1）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

特點(diǎn)：發(fā)生單相接地故障時(shí)，線電壓不變，非故障相對(duì)地電壓升高到原來(lái)相電壓的√3倍，故障相電容電流增大到原來(lái)的3倍。

2）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

特點(diǎn)：發(fā)生單相接地故障時(shí)，與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)一樣，非故障相電壓升高√3倍，三相導(dǎo)線之間的線電壓仍然平衡。3）中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)

特點(diǎn)：當(dāng)發(fā)生一相對(duì)地絕緣破壞時(shí)，即構(gòu)成單相接地故障，供電中斷，可靠性降低。但由于中性點(diǎn)接地的鉗位作用，非故障相對(duì)地電壓不變。電氣設(shè)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(diǎn)直接接地可以減少中性點(diǎn)的電壓偏差，同時(shí)防止一相接地時(shí)出現(xiàn)超過(guò)250V的危險(xiǎn)電壓。

1-5簡(jiǎn)述用戶供電系統(tǒng)供電質(zhì)量的主要指標(biāo)及其對(duì)用戶的影響

答：決定用戶供電質(zhì)量的主要指標(biāo)為電壓、頻率和可靠性。

影響：①當(dāng)電壓出現(xiàn)偏差時(shí)會(huì)對(duì)用電設(shè)備的良好運(yùn)行產(chǎn)生影響；電壓波動(dòng)和閃變會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速脈動(dòng)、電子儀器工作失常；出現(xiàn)高次諧波會(huì)干擾自動(dòng)化裝置和通信設(shè)備的正常工作；產(chǎn)生三相不對(duì)稱電壓會(huì)影響人身和設(shè)備安全。②頻率偏差不僅影響用電設(shè)備的工作狀態(tài)、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。③根據(jù)負(fù)荷等級(jí)來(lái)保證供電系統(tǒng)的可靠性。

1-6試分析中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，系統(tǒng)的電壓會(huì)發(fā)生什么變化？此時(shí)流經(jīng)故障點(diǎn)的電流如何確定？

答：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，線間電壓不變，而非故障相對(duì)地電壓升高到原來(lái)相電壓的√3倍，故障相電容電流增大到原來(lái)的3倍。

1-7中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，消弧線圈對(duì)容性電流的補(bǔ)償方式有哪幾種？一般采用哪一種？為什么？

答：全補(bǔ)償方式、欠補(bǔ)償方式、過(guò)補(bǔ)償方式

一般采用過(guò)補(bǔ)償方式，在過(guò)補(bǔ)償方式下，即使系統(tǒng)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，至使系統(tǒng)發(fā)生諧振。

第二章

2-1什么是計(jì)算負(fù)荷？確定計(jì)算負(fù)荷的目的是什么？

計(jì)算負(fù)荷是用電設(shè)備的等效負(fù)荷，對(duì)于已運(yùn)行的電力用戶而言，計(jì)算負(fù)荷Pc就是該用戶典型負(fù)荷曲線的半小時(shí)最大平均負(fù)荷P30.計(jì)算負(fù)荷是用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，供電線路截面選擇，變壓器數(shù)量和容量選擇，電氣設(shè)備額定參數(shù)選擇等的依據(jù)。

2-2計(jì)算負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷有何關(guān)系？有何區(qū)別？

電力用戶的實(shí)際負(fù)荷并不等于用戶中所有用電設(shè)備額定功率之和，用電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中對(duì)配電設(shè)備所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)與等效負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，將等效負(fù)荷稱為計(jì)算負(fù)荷。

2-3什么是負(fù)荷曲線？負(fù)荷曲線在求計(jì)算負(fù)荷時(shí)有何作用？

電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線稱為負(fù)荷曲線。求計(jì)算負(fù)荷的日負(fù)荷曲線時(shí)間間隔△t取30min。通過(guò)對(duì)負(fù)荷曲線的分析，可以掌握負(fù)荷變化的規(guī)律，并從中獲得一些對(duì)電氣設(shè)計(jì)和運(yùn)行有指導(dǎo)意義的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

2-4什么是年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax？什么是年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)τ？有何區(qū)別？

Tmax是一個(gè)假想時(shí)間：電力負(fù)荷按照最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行Tmax時(shí)間所消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能Wa。τ是線路輸送相當(dāng)于最大負(fù)荷Sc在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電能損耗恰好等于線路全年實(shí)際電能的損耗，稱τ為年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)。Tmax與τ是不同的概念。Tmax是指用電時(shí)間除了有效消耗也包括無(wú)效消耗的電能；τ是指用電時(shí)間僅為無(wú)效消耗的電能。

2-5

用戶變電所位置選擇的原則是什么？

答：1、總降壓變電所或總配電所

總降壓變電所的位置應(yīng)接近負(fù)荷中心，并適當(dāng)靠近電源的進(jìn)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(shí)，還應(yīng)考慮變電所周圍的環(huán)境、進(jìn)出線的方便和設(shè)備運(yùn)輸?shù)姆奖恪?/p>

2、10（6）KV變電所：10（6）KV變電所的位置應(yīng)該深入到低壓負(fù)荷的中心，但往往受到生產(chǎn)工藝和建筑的制約?？紤]到運(yùn)輸?shù)姆奖慵斑M(jìn)出線方式，10（6）KV變電所的位置主要有以下幾種類型：（1）獨(dú)立變電所

（2）附設(shè)變電所（3）箱式變電所

（4）地下變電所

2-6

變壓器臺(tái)數(shù)選擇應(yīng)考慮哪些因素？什么是明備用？什么是暗備用？

答：臺(tái)數(shù)選擇考慮因素：（1）供電可靠性要求

（2）負(fù)荷變化與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

（3）集中負(fù)荷容量大小

明備用：一臺(tái)變壓器工作，另一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行作為備用，此時(shí)兩臺(tái)變壓器均按最大負(fù)荷時(shí)變壓器負(fù)荷率均按100%考慮。

暗備用：兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，正常情況下每臺(tái)變壓器各承擔(dān)負(fù)荷的50%，每臺(tái)變壓器宜按全部最大負(fù)荷的70%選擇。

2-7

變壓器容量選擇應(yīng)考慮哪些因素？

答：1、變壓器的容量需要滿足在計(jì)算負(fù)荷下，變壓器能夠長(zhǎng)期可靠運(yùn)行

對(duì)單臺(tái)變壓器

滿足條件

：

SNT>SC

SNT：?jiǎn)闻_(tái)變壓器的額定容量；Sc：計(jì)算負(fù)荷

對(duì)兩臺(tái)變壓器（一般為等容量，互為備用）滿足條件：

SNT1+

SNT2>=

sc

SNT1、SNT2：分別為并列運(yùn)行的兩臺(tái)變壓器的額定容量；

SNT1>=

sc1+

sc2

Sc1、Sc2：分別為負(fù)荷Sc中一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的容量。

SNT2>=

sc1+

sc2

2、為了適應(yīng)工廠發(fā)展和調(diào)整的需要，變壓器容量應(yīng)留有15～25％裕量。

3、滿足變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件

2-8

什么是變電所的電氣主接線？對(duì)變電所主接線的基本要求是什么？

答：電氣主接線表示電能從電源分配給用電設(shè)備的主要電路,它包括電氣設(shè)備與連接關(guān)系.。

基本要求是安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)

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(qǐng)從可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性等方面分析其優(yōu)缺點(diǎn)？

接線方式可靠性經(jīng)濟(jì)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(hù)裝置簡(jiǎn)單且易于整定配電線路和高壓開(kāi)關(guān)柜數(shù)量多，投資大運(yùn)行簡(jiǎn)單，切換操作方便，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化樹(shù)干式可靠性差，線路故障范圍影響大回路少，投資小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單環(huán)式

可靠性高適中運(yùn)行方式靈活

2-10簡(jiǎn)述高壓斷路器和高壓隔離開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)之一，線路正常時(shí)，用來(lái)通斷負(fù)荷電流，線路故障時(shí)，在保護(hù)裝置的作用下用來(lái)切斷巨大的短路電流，具有良好的滅弧裝置和較強(qiáng)能力。高壓隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，其滅弧能力很小，僅當(dāng)電氣設(shè)備停電檢修時(shí)，用來(lái)隔離電源，造成一個(gè)明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，以保證檢驗(yàn)人員的安全。

2-11我國(guó)10（6）kV配電變壓器常用哪兩種聯(lián)結(jié)組？在3次諧波比較突出的場(chǎng)合，宜采用哪種聯(lián)結(jié)組？

答：常用Yyn0和Dyn11聯(lián)結(jié)組。

在3次諧波比較突出的場(chǎng)合，宜采用Dyn11聯(lián)結(jié)組。（零序過(guò)電流保護(hù)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(shí)二次側(cè)為什么不能開(kāi)路？

答：電流互感器：將主回路中的大電流變換為小電流信號(hào)，供計(jì)量和繼電保護(hù)用。

電壓互感器：將高電壓變換為低電壓，供計(jì)量和繼電保護(hù)用。

使用中二次側(cè)不允許開(kāi)路，以避免產(chǎn)生高壓對(duì)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(wú)功補(bǔ)償：1）就地補(bǔ)償

2）集中補(bǔ)償：分組集中補(bǔ)償，高壓集中補(bǔ)償，低壓集中補(bǔ)償。

2-15

在供電系統(tǒng)中，無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆绞接心膸追N？各種補(bǔ)償方式有何特點(diǎn)？

無(wú)功補(bǔ)償方式分為就地補(bǔ)償和集中補(bǔ)償。

就地補(bǔ)償可以最大限度減少系統(tǒng)中流過(guò)的無(wú)功功率，使整個(gè)供電線路的功率及能量損耗、送電線路的導(dǎo)線截面、開(kāi)關(guān)設(shè)備和變壓器容量都相應(yīng)減少或降低，單從補(bǔ)償效果來(lái)看，這是最好的補(bǔ)償方式。

集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償相比，所需的電容器總?cè)萘枯^少，即電容器的利用率較高，但其補(bǔ)償效果稍差。

2-17某機(jī)修車間，裝有冷加工機(jī)床56臺(tái)，共260kW；行車1臺(tái)，共5.1kW，F(xiàn)C＝15％；通風(fēng)機(jī)4臺(tái)，共5kW；點(diǎn)焊機(jī)3臺(tái)，共10.5kW，F(xiàn)C＝66％。該車間采用380／220V供電，試確定該車間的計(jì)算負(fù)荷(PC、QC、SC、IC)。解：由題可知，查p220附表2冷加工機(jī)床Kd1=0.15Pc1=PN1Kd1=260×0.15=39kW行車Kd2=0.10Pc2=PN2Kd2=5.1×0.1×=0.1975kW通風(fēng)機(jī)Kd3=0.80Pc3=PN3Kd3=5×0.8=4kW點(diǎn)焊機(jī)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=74.5825kvarkVAA2-22某架空線路為8.2km，輸電電壓為35kV，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)J-95，供電給某用戶，年耗電量W＝14980×103kW·h，線路上的最大負(fù)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則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(shí)間功率P=Wn/8760=14980MW·h/8760h=1.71MWQ=0.6197P=0.6197×1.71=1.0597Mvar則全年功率損耗=0.0134141×8760=117.51MVA2-24某用戶變電所變壓器型號(hào)為SL7-1000／10，負(fù)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(cè)負(fù)荷功率因數(shù)提高到0.95，問(wèn)通常應(yīng)采用什么措施進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償，并求出其補(bǔ)償容量應(yīng)為多少？3)如果變壓器全年投入運(yùn)行350天，年最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)Tmax=4500h，問(wèn)補(bǔ)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，，，則1)2)采用并聯(lián)電容器的方式補(bǔ)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(shí)其電流該如何變化？

答：無(wú)限大容量電源是指內(nèi)阻抗為零的電源，不論輸出的電流如何變動(dòng)，電源內(nèi)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(shí)，短路電流的全電流瞬時(shí)值由周期分量和非周期分量合成，經(jīng)過(guò)0.01s短路電流的幅值達(dá)到?jīng)_擊電流值，非周期分量衰減至零，暫態(tài)過(guò)程結(jié)束，短路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)電流只含短路周期分量。

3-2說(shuō)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(shí)電流的瞬時(shí)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)部分，只要短路持續(xù)，電源電壓維持恒定，這部分則保持不變。

短路電流的非周期分量：指短路全電流的暫態(tài)部分，經(jīng)一段時(shí)間后很快衰減至零。

短路沖擊電流：指短路全電流達(dá)到幅值。

短路穩(wěn)態(tài)電流：當(dāng)非周期分量衰減結(jié)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(jì)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(jì)算中，普遍采用近似計(jì)算的標(biāo)幺值法，取系統(tǒng)各級(jí)的平均額定電壓為相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓，即UB=Uav，而且認(rèn)為每一元件的額定電壓就等于其相應(yīng)的平均額定電壓。

Uav=1.05UN

3-4

什麼叫短路電流的力效應(yīng)？為什麼要用短路沖擊電流來(lái)計(jì)算？

答：（1）短路電流的力效應(yīng)：三相載流導(dǎo)體水平敷設(shè)在同一平面上，三相短路電流流過(guò)各相導(dǎo)體時(shí)，根據(jù)兩平行導(dǎo)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(shí)情況最糟，影響最大，所以用短路沖擊電流來(lái)計(jì)算；

3-5

什麼叫短路電流的熱效應(yīng)？為什麼要用短路穩(wěn)態(tài)電流來(lái)計(jì)算？

答：（1）在線路發(fā)生短路時(shí)，強(qiáng)大的短路電流將產(chǎn)生很大的熱量。工程上，可近似地認(rèn)為導(dǎo)體在短路時(shí)間內(nèi)是與周圍介質(zhì)絕熱的。短路電流產(chǎn)生的熱量不向外擴(kuò)散，全部轉(zhuǎn)化為載流導(dǎo)體的溫升；

（2）由于短路全電流的有效值在整個(gè)短路過(guò)程中非常數(shù)，特別是發(fā)電機(jī)端短路，變化比較復(fù)雜，為了便于計(jì)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(shí)間是什麼含義？該假想時(shí)間應(yīng)如何確定？

答：短路電流作用的假想時(shí)間是指穩(wěn)態(tài)短路電流在假想時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于實(shí)際短路電流在在實(shí)際短路時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

短路電流的假想時(shí)間tj等于短路電流周期分量作用的假想時(shí)間tjz加上短路電流非周期分量作用的假想時(shí)間tjfi。而周期分量的假想時(shí)間tjz與短路電流的持續(xù)時(shí)間t相同，也就是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間tb和斷路器切斷電路的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間tQF之和。tj=tjz+tjfi=tb+tQF+0.05s

3-9電流互感器和電壓互感器各如何選擇和校驗(yàn)？

答：電流互感器：應(yīng)根據(jù)二次設(shè)備對(duì)互感器的精度等級(jí)要求以及安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓與長(zhǎng)期通過(guò)的最大負(fù)荷電流來(lái)選，并按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。

電流互感器的額電電壓應(yīng)大于或等于安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓。

電流互感器一次側(cè)的額定電流應(yīng)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(cè)量精度與它的二次側(cè)所接的負(fù)荷大小有關(guān)，即與它接入的阻抗Z2大小有關(guān)。

電流互感器的動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)可按下式進(jìn)行。

Kd≥ish（3）/√2IN1.TA

IN1.TA為電流互感器一次側(cè)額定電流；

(Kt*IN1.TA)2*t≥I∞2tj

Kt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(shí)間。

校驗(yàn)短路沖擊電流通過(guò)它一次繞組時(shí)在出線瓷帽處出現(xiàn)的應(yīng)力F是否低于絕緣瓷帽上給定的最大允許應(yīng)力Fal。即Fal≥F=0.5*1.732*ish（3）2*l/a*10-7

0.5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(cè)均裝有熔斷器，故不需進(jìn)行短路條件上的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。電壓互感器的選擇項(xiàng)目如下：

其額定電壓要與供電電網(wǎng)的額定電壓相同。

合適的類型：戶內(nèi)型、戶外型。

應(yīng)根據(jù)TV（電壓互感器）的測(cè)量精度要求來(lái)確定二次側(cè)允許接入的負(fù)荷。

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，若要求k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)最大沖擊電流不超過(guò)20kA，試問(wèn)1)能否將母聯(lián)開(kāi)關(guān)QF閉合長(zhǎng)期并聯(lián)運(yùn)行？2)最多允許幾根電纜并聯(lián)運(yùn)行？解：由題意，選Sj=100MVA，Uj=Uav=6.3kV，則各元件阻抗標(biāo)幺值則2條并聯(lián)3條并聯(lián)4條并聯(lián)有結(jié)論：1)不能將母聯(lián)開(kāi)關(guān)QF閉合長(zhǎng)期并聯(lián)運(yùn)行；2)最多允許2根電纜并聯(lián)運(yùn)行。3-16系統(tǒng)如圖3-24所示。1)用有名值法計(jì)算系統(tǒng)中k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)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(jié)歸納用有名值計(jì)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(wú)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(cè)額定電流909.4A，故隔離開(kāi)關(guān)的IN.QS=1000A，查得其接觸電阻值為RQS=0.08mΩ(5)因75kW電動(dòng)機(jī)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(shí)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(dòng)機(jī)較遠(yuǎn)，僅考慮M3的影響由前且ksh.M=1(低壓)則所以二、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(dòng)機(jī)影響，求得總沖擊電流第四章

4-1

什么是繼電保護(hù)裝置？供電系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)有哪些要求？

答：

繼電保護(hù)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(shè)備等）發(fā)生故障或處于不正常運(yùn)行狀態(tài)、并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)裝置由測(cè)量比較、邏輯判斷、執(zhí)行輸出三部分組成。

繼電保護(hù)一般應(yīng)滿足可靠性、靈敏性、選擇性和速動(dòng)性4個(gè)基本要求。

4-2

什么是過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流、返回電流和返回系數(shù)？如果過(guò)電流繼電器的返回系數(shù)過(guò)低，會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？

答：動(dòng)作電流是指能使繼電器動(dòng)作的最小電流，它是可以根據(jù)要求在一定的范圍內(nèi)調(diào)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(dòng)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(guò)低可能導(dǎo)致動(dòng)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(shí)一次電流對(duì)其額定電流的倍數(shù)k=I1/I1.TA與二次側(cè)負(fù)荷阻抗Z2的關(guān)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(lái)確定其Ik（3）/

I1.TA值，從相應(yīng)型號(hào)互感器的10%曲線中找出橫坐標(biāo)上允許的阻抗歐姆數(shù)，使接入二次側(cè)的總阻抗不超過(guò)此Z2值，則互感器的電流誤差保證在10%以內(nèi)。

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(diǎn)？

答：全星形聯(lián)結(jié)方式：利用三個(gè)電流互感器串接三個(gè)電流繼電器而成，Kkx=Ik/ITA.2=1，Kkx為接線系數(shù)，這種結(jié)線方式對(duì)各種故障都起作用，當(dāng)短路電流相同時(shí)，對(duì)所有故障都同樣靈敏，對(duì)相間短路動(dòng)作可靠，至少有兩個(gè)繼電器動(dòng)作。主要用于高壓大電流接地系統(tǒng)，以及大型變壓器、電動(dòng)機(jī)的差動(dòng)保護(hù)、相間保護(hù)和單相接地保護(hù)。

非全星形聯(lián)結(jié)法：廣泛應(yīng)用在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中。因?yàn)檫@種聯(lián)結(jié)對(duì)單相接地的誤動(dòng)作率低。

差接法：應(yīng)用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的變壓器、電動(dòng)機(jī)及線路的相間保護(hù)。

4-5簡(jiǎn)要說(shuō)明定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置和反時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置的組成特點(diǎn)、整定方法。

答：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置：組成特點(diǎn)：它是由電流繼電器1KA和2KA、時(shí)間繼電器KT和信號(hào)繼電器KS組成。整定方法：為了實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作選擇性，各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間一般按階梯原則進(jìn)行整定。即相鄰保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，自負(fù)荷向電源方向逐級(jí)增大，且每套保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間是恒定不變的，與短路電流的大小無(wú)關(guān)。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)通常用在線路和母線保護(hù)上反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置：組成特點(diǎn)：帶有瞬時(shí)動(dòng)作元件的反時(shí)限電流繼電器，其本身帶有時(shí)限并有動(dòng)作指示掉牌信號(hào)，所以回路不需要接時(shí)間繼電器和信號(hào)繼電器。整定方法：

根據(jù)已知的保護(hù)裝置I的繼電器動(dòng)作電流Iop.kI和動(dòng)作時(shí)限，選擇相應(yīng)的電流繼電器的動(dòng)作特性曲線。

根據(jù)線路l1首端k1點(diǎn)三相短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)裝置I繼電器的電流Ik1（3），用下式計(jì)算出保護(hù)裝置I的繼電器動(dòng)作電流倍數(shù)n1:

n1=Ik1(3)/Iop.k

I

根據(jù)k1點(diǎn)短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)裝置II繼電器的電流Ik1(3)u，用下式求出保護(hù)裝置II此時(shí)的動(dòng)作電流倍數(shù)n2:

n2=IK1(3)/Iop.kII

當(dāng)k1點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)裝置II也將起動(dòng)，為了滿足保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，保護(hù)裝置所需的動(dòng)作時(shí)限t2應(yīng)比保護(hù)裝置I的動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限△t,即

t2=t1+△t

4-6電流速斷保護(hù)為什么會(huì)出現(xiàn)保護(hù)“死區(qū)”？

答：由于可靠系數(shù)kk的引入，使得速斷保護(hù)的動(dòng)作電流大于被保護(hù)范圍末端的最大短路電流，使保護(hù)裝置不能保護(hù)線路全長(zhǎng)而有一段死區(qū)。

4-9

在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，通常采取哪些保護(hù)措施？

答：（1）絕緣監(jiān)測(cè)裝置，

（2）零序電流保護(hù)。

4-10

試說(shuō)明變壓器可能發(fā)生哪些故障和不正常工作狀態(tài)，應(yīng)裝設(shè)哪些保護(hù)？

答：變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)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(guò)負(fù)荷引起的過(guò)電流，風(fēng)扇故障或油面降低引起的冷卻能力下降等。這些都會(huì)使繞組和鐵心過(guò)熱。此外，對(duì)中性點(diǎn)不接地運(yùn)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(diǎn)過(guò)電壓，威脅變壓器絕緣。

對(duì)于電力變壓器的常見(jiàn)故障及異常運(yùn)行狀態(tài)，一般應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)：

(1)

差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)：反應(yīng)變壓器的內(nèi)、外部故障，瞬時(shí)動(dòng)作于跳

閘。

(2)

瓦斯保護(hù)

：反應(yīng)變壓器的內(nèi)部故障或油面降低，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。

(3)

過(guò)電流保護(hù)：反應(yīng)變壓器外部短路引起的過(guò)電流，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘，可作為上述保護(hù)的后備。

(4)

過(guò)負(fù)荷保護(hù)：反應(yīng)過(guò)載而引起的過(guò)電流，一般作用于信號(hào)。

(5)

溫度保護(hù)：反應(yīng)變壓器油、繞組溫度升高或冷卻系統(tǒng)的故障，動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。

4-11

作圖分析變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理，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(cè)的電流互感器連接成三角形而變壓器二次側(cè)連接成星形。

電流互感器的實(shí)際變比與計(jì)算變比不同而引起的不平衡電流

措施：通過(guò)平衡線圈或簡(jiǎn)單計(jì)算來(lái)補(bǔ)償。

變壓器兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同而引起的不平衡電流

措施：通過(guò)提高保護(hù)動(dòng)作電流來(lái)躲過(guò)。

有載調(diào)壓變壓器分接頭的改變而引起的不平衡電流

措施：躲過(guò)采用分接頭調(diào)壓而造成的不平衡電流。

變壓器勵(lì)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辦法鑒別勵(lì)磁涌流和故障電流。

4-12

在Yd11接線的變壓器上構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)時(shí)，如何進(jìn)行相位補(bǔ)償？變壓器兩側(cè)電流互感器的電流比應(yīng)該如何選擇？

在差動(dòng)回路中也存在一個(gè)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(cè)的電流互感器連接成三角形，而變壓器二次側(cè)連接成星形，使得兩側(cè)電流互感器的二次電流的相位相同（2）同時(shí)電流互感器的電流還應(yīng)滿足：√3*INT1/KTA.△=INT2/KTA.Y。

4-19某供電系統(tǒng)如圖4-38所示，1)若在QF處設(shè)置定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，電流互感器采用非全星形結(jié)線，變流比為150/5，tQ＝0.3s，試求其保護(hù)整定值。2)若在QF處還設(shè)置電流速斷保護(hù)，試進(jìn)行整定計(jì)算，按其整定值，若變壓器低壓側(cè)母線發(fā)生三相短路，其速斷保護(hù)是否動(dòng)作?為什么?3)畫出過(guò)流保護(hù)與速斷保護(hù)配合原理接線示意圖。解：①取基準(zhǔn)Sj=100MVA，Uj=0.4kV②③④選DL型電流繼電器1）過(guò)電流保護(hù)整定如下考慮，則由電流互感器變比150/5A，得保護(hù)動(dòng)作一次側(cè)電流繼電器1KA動(dòng)作電流時(shí)間繼電器整定時(shí)間保護(hù)靈敏度合格2）速斷保護(hù)整定如下保護(hù)動(dòng)作一次側(cè)電流繼電器4KA動(dòng)作電流取41A若變壓器低壓側(cè)短路，流過(guò)繼電器的電流為33.83A，小于整定值，繼電器不會(huì)動(dòng)作，此速斷保護(hù)滿足選擇性要求。速斷保護(hù)靈敏度校驗(yàn)考慮線路在最小方式下首端短路，得則合格在電力系統(tǒng)中速斷保護(hù)作為110kV以下輸電線路三段式電流保護(hù)的第I段，其靈敏度常用其保護(hù)范圍來(lái)確定，其最小保護(hù)范圍應(yīng)不小于被保護(hù)線路全長(zhǎng)的15%~20%。根據(jù)導(dǎo)出則對(duì)于本題而言，線路全長(zhǎng)僅1km，顯然保護(hù)范圍延伸到變壓器內(nèi)。3）畫圖此圖如p98圖4-12a，略。第六章

6-1影響電壓質(zhì)量的主要因素有哪些？

1>、負(fù)荷無(wú)功功率或無(wú)功功率變化量

2>、電網(wǎng)短路容量或電網(wǎng)等效電抗

負(fù)荷無(wú)功功率或無(wú)功變化量越大，對(duì)電壓質(zhì)量的影響越大；電網(wǎng)短路容量越大，則負(fù)荷變化對(duì)電網(wǎng)電壓質(zhì)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(shí)際電壓與額定電壓之差對(duì)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(diào)整也直接影響到下級(jí)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(guò)正確設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)，并采用各種措施，努力達(dá)到降低線路和變壓器的電壓損失的目的。如高壓深入負(fù)荷中心供電、配電變壓器分散設(shè)置到用電中心，按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面積、設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)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(fù)荷大小而變。應(yīng)就近選取標(biāo)稱的分接頭。如果降壓變壓器作為普通變壓器，則不能在帶點(diǎn)的情況下改換分接頭，這時(shí)只能選取一個(gè)平均值后再做校檢。如果普通變壓器不能滿足調(diào)壓要求，必要時(shí)也可采用有載調(diào)壓變壓器，根據(jù)負(fù)荷變化情況適時(shí)調(diào)整電壓。

6-5什么是電壓波動(dòng)？什么是電壓閃變？產(chǎn)生電壓波動(dòng)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(dòng)。

照明用白熾燈對(duì)電壓波動(dòng)特別敏感，電壓波動(dòng)使燈光閃爍，刺激眼睛，干擾人們的正常工作，電壓波動(dòng)的這種效應(yīng)稱為電壓閃變。電壓閃變:電壓波動(dòng)引起的燈光閃爍對(duì)人眼、腦產(chǎn)生的刺激效應(yīng)。

電壓波動(dòng)和閃變主要是由用戶中的波動(dòng)負(fù)荷從電網(wǎng)取用快速變動(dòng)的功率引起的。6-9用戶供電系統(tǒng)中減抑制電壓波動(dòng)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(bǔ)償。

減小波動(dòng)負(fù)荷無(wú)功功率變化量：①改進(jìn)操作過(guò)程和運(yùn)行工藝減少波動(dòng)負(fù)荷②改變波動(dòng)負(fù)荷供電回路參數(shù)③采用動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。

采用合理的供電方式。

6-12為什么供電系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生諧波？諧波對(duì)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(jī)和變壓器，通常發(fā)電機(jī)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(lì)磁電流波形嚴(yán)重畸變。第二類諧波源主要為電力用戶中的非線性用電設(shè)備，如冶煉電弧爐、電力機(jī)車、大容量變流設(shè)備、家用電器和辦公自動(dòng)化設(shè)備等。第二類諧波源是電力系統(tǒng)諧波的主要來(lái)源。

影響：①諧波對(duì)發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器等幾乎所有連接于電網(wǎng)的電氣設(shè)備都有危害，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波附加損耗，使設(shè)備過(guò)熱以及諧波過(guò)電壓加速設(shè)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(dǎo)致中性線過(guò)電流。

②當(dāng)配電系統(tǒng)存在并聯(lián)電容器時(shí)，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(dǎo)致諧波電壓和諧波電流的嚴(yán)重放大，影響供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

③諧波對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)、線路距離保護(hù)及電容器過(guò)電流保護(hù)等保護(hù)和自動(dòng)裝置亦有影響，主要表現(xiàn)為引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作。

④諧波對(duì)電能計(jì)量精確度有影響。當(dāng)供電系統(tǒng)含有諧波時(shí)，工頻電能表對(duì)諧波電壓和諧波電流產(chǎn)生的諧波功耗的計(jì)量存在誤差；此外諧波的存在會(huì)影響電能表的磁電特性，從而導(dǎo)致基波計(jì)量誤差。

⑤諧波對(duì)通信質(zhì)量有影響。當(dāng)含有諧波電流的電力線路與通信線路并行敷設(shè)時(shí)，由于高次諧波的輻射作用，將使通信信號(hào)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(jiǎn)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(jìn)行不同組合，可實(shí)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(jiǎn)單的并聯(lián)型高通濾波器就可以達(dá)到良好的濾波效果。

3、改變供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式

改變供電系統(tǒng)的運(yùn)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(wú)功補(bǔ)償裝置，避免電容器對(duì)諧波的放大作用。

4、加裝濾波裝置(包括無(wú)源濾波和有源濾波裝置)

無(wú)源濾波器采用調(diào)諧原理來(lái)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。

6-15不平衡負(fù)荷對(duì)供電系統(tǒng)有何影響？改善供電系統(tǒng)中負(fù)荷不平衡度有哪些措施？

（1）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：負(fù)序電壓在