工廠供電-劉介才版-課后習(xí)題答案

第一早

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根本要求？

重要作用：現(xiàn)代社會是建立在電能應(yīng)用的根底之上的，電能在產(chǎn)品本錢中所占的比重一般很?。ǔ?/p>

化等工業(yè)外），其重要性是在于工業(yè)生產(chǎn)實現(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，

降低牛.產(chǎn)本錢，減輕工人的勞動強(qiáng)度。如果工廠供電突然中斷，那么對工業(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，即使是極短時間的停電，也會引起重大設(shè)備損壞，或引起大量

產(chǎn)品報廢，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。

根本要求：

I、平安；在電能的供給、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)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，運行費用低，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)廠起到上下壓用電設(shè)備進(jìn)線端止的電路系統(tǒng)，包括工廠內(nèi)的變配電

所和所有的上下壓供電線路。

配電所的任務(wù)是接受電能和分配電能，不改變電壓；而變電所的任務(wù)是接受電能、變換電壓在分配電能。

高壓深入負(fù)荷中心的直配方式，可以省去一級中間變壓，簡化了供電系統(tǒng)接線，節(jié)約投資和有色金屬，

降低了電能損耗和電壓損耗，提高了供電質(zhì)量。然而這要根據(jù)廠區(qū)的環(huán)境條件是否滿足35kY架空線路

深入負(fù)荷中心的“平安走廊”要求而定，否那么不宜采用。

3、什么叫電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)和動力系統(tǒng)?建立大型電力系統(tǒng)有哪些好處？

電力系統(tǒng)：由各級電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、

變電、配電和用電的整體，稱為電力系統(tǒng)。

電網(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)或電網(wǎng)。

動力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動力局部及其熱能系統(tǒng)和熱能用戶，就稱為動力系統(tǒng)，

建立大型電力系統(tǒng)或聯(lián)合電網(wǎng)，可以更經(jīng)濟(jì)合理地利用動力資源，減少燃料運輸費用，減少電能消

耗，降低發(fā)電本錢，保證供電質(zhì)量（即電壓和頻率符合標(biāo)準(zhǔn)要求），并大大提高供電可靠性。

4、我國規(guī)定的“工頻”是多少?對其頻率偏差有何要求？

工頻：一?般交流電力設(shè)備的額定頻率為50HZ。

規(guī)定：頻率偏差正負(fù)0.2Hz

電壓偏差正負(fù)5%

電壓偏差是指電氣設(shè)備的端電壓與其額定電壓之差，通常以其對額定電壓的百分值來表示。

5、三相交流電力系統(tǒng)的電源中性點有哪些運行方式？中性點非直接接地系統(tǒng)與中性點直接接地系統(tǒng)在發(fā)

生單相接地故障時各有什么特點？

中性點運行方式：

中性點不接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)、中性點直接接地系統(tǒng)。

中性點非直接接地系統(tǒng)單相接地時，另兩相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

運行時相線對地電容電流的3倍。

中性點經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)單相接地時，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，電源中性點必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。

中性點直接接地系統(tǒng)單相接地時，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?N—C系統(tǒng)、

TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)各有哪些特點，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)相電玉的單相用電設(shè)備；二電是用來傳導(dǎo)三相

系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流；三是減小負(fù)荷中性點的電位偏移。

保護(hù)線（PE線）的功能：它是用來保障人身平安、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)電局部（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)電局部，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”。

TN—C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，但不適于對平安和抗電磁干擾要求

高的場所。

TN—S系統(tǒng)：其中的N線與PE線全局部開，設(shè)備的外露可導(dǎo)電局部均接PE線。主要用于對平安較

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驗場所。

TN-C-S系統(tǒng)：該系統(tǒng)的前一局部全部為TN-C系統(tǒng)，而后邊有一局部為TN-C系統(tǒng)，有一局部那么為

TN-S系統(tǒng)，其中設(shè)備的外露可導(dǎo)電局部接PEN線或PE線。主要用于平安要求和對抗電磁干擾要求高的

場所。

TT系統(tǒng)：中性點直接接地，設(shè)備外殼單獨接地。

IT系統(tǒng)：中性點不接地，設(shè)備外殼單獨接地。主要用于對連續(xù)供電要求較高及有易燃易爆危險的場

所。

第二章一1

1、電力負(fù)荷按重要程度分哪兒級？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)備按其工作制分哪兒類?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）短時工作制

負(fù)荷持續(xù)率：負(fù)荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的百分比值，負(fù)荷持續(xù)率表征斷續(xù)

周期工作制的設(shè)備的工作特性。

3、什么叫最大負(fù)荷利用小時?什么叫年最大負(fù)荷和年平均負(fù)荷?什么叫負(fù)荷系數(shù)？

最大負(fù)荷利用小時：是一個假想時間，在此時間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷Pmax（或PM）持續(xù)運行所消

耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實際消耗的電能。

年度最大負(fù)荷匕全年中負(fù)荷最大工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時的平均功率又叫半小時最大負(fù)

荷P30

年平均負(fù)荷Pav就是電力負(fù)荷在一定時間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時間t內(nèi)消耗

的電能Wi除以時間I的值。

負(fù)荷系數(shù)又叫負(fù)荷率，它是用電負(fù)荷的平均負(fù)荷Pv與其最大負(fù)荷Pmax的比值。

4、確定計算負(fù)荷的需要系數(shù)法和二項式法各有什么特點?各適用于哪些場合？

計算負(fù)荷的方法：需要系數(shù)法：確定計算負(fù)荷的根本方法,常用。

二項式法：設(shè)備臺數(shù)少，容量差異懸殊時采用。

5、什么叫尖峰電流?尖峰電流的計算有什么用途？

尖峰電流是指持續(xù)時間I-2S的短時最大負(fù)荷電流（電動機(jī)起動時出現(xiàn)）。

尖峰電流主要用來選擇熔斷黯和低壓斷路器、整定繼電保護(hù)裝置及檢驗電動機(jī)自起動條佇等。

計算題

1、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,3kwl7臺,1.5kwlO

臺。試用需要系數(shù)法求其計算負(fù)荷。

解：此機(jī)床組電動機(jī)的總?cè)萘繛?/p>

查附錄表1得Kd=0.16-0.2(XX0.2),cos^=0.5,kin^>=1.73

有功計算負(fù)荷%=0.2x120.58"=24.MW

無功計算負(fù)荷Q3G=24.MWx1.73=41.7%var

視在計算負(fù)荷S,o=2本MW=48.22HA

°0.5

、，號rh/r48.2AWA..

計算電流Ao=~k=73.2A

V3xO.38A:V

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(其中較大容量電動機(jī)有7.5kWl

臺，4Kw3臺，2.2KW7臺)，通風(fēng)機(jī)2臺共3kW,電阻爐1臺2kW。試用需要系數(shù)法確定此線路上的計

算負(fù)荷。

解：先求各組的計算負(fù)荷

(I)金屬切削機(jī)床組

查附錄表I,取Kd=0.2,8s0=0.5,tan夕=1.73

P30ri)=0.2X50=10kW

Q30(1)=10X1.73=17.3kvar

(2)通風(fēng)機(jī)組

Kd=0.8,cos(p-().8,tiui(p=0.75

P30⑵=0.8X3=2.4kW

Qw⑵=2.4X0.75=1.8kvar

(3)電阻爐

K?i=0.7,8so=1,tan0=0

P30⑶=0.7X2=14kW

Q30(3)=0

因此總的計算負(fù)荷為(取Ki：p=().95,Kvq=0.97)

P3O=0.95X(10+2.4+1.4)=13.1kW

Q3O=O.97X(17.3+1.8+0)=18.5kvar

Sso=V13.12+18.52A:V-A=22.74?A

,22.7攵4

ho=1=---------=34.5A

j3x0.38匹

在實際工程設(shè)計說明中，常采用計算表格的形式，如表所示。

需要系

序容量cos*tan0計算負(fù)荷

用電設(shè)備組臺數(shù)數(shù)

名稱n-3000S30/30

號心

kWkWkvarkV-A~T

1金屬切削機(jī)床20500.20.51.731017.3

2通風(fēng)機(jī)230.80.80.752.41.8

3電阻爐120.7101.10

235513.€19.1

從計算結(jié)果可以看出,按一項式法計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果大得比擬多,這也更為合

理。

按一般工程設(shè)計說明書要求，以上計算可列成下表所示電力負(fù)荷計算表。

cos?

用電設(shè)備二項式系

序設(shè)備臺數(shù)容量tan^>計算負(fù)荷

組名稱數(shù)

4

總臺最大容PeS30，3O

號〃3)。30

kWhC

數(shù)量臺數(shù)kWkWkvarkVA~A

7+12.1+

1切削機(jī)床2055021.70.140.40.51.73

8.6815.0

1.95+1.46+

2通風(fēng)機(jī)25330.650.250.80.75

0.750.56

3電阻爐10200.70101.40

總計23551928.634.352.1

第二章一2

5、如下圖220/380V三相匹線制線路上，接有220V單相電熱枯燥箱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14kWI￡=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

路的計算負(fù)荷。

解：(1)電熱枯燥箱的各用計算負(fù)荷

查附錄表1得Kd=0.7,cos°=l,【an0=O。計算其有功計算負(fù)荷：

A相P30.A⑴=0.7X2X1Okw=14kw

B相P30,B(i)=KdP,8=0.7X1X30kw=21kw

P30.C

C相(D=K(IPeC=O.7X1X20kw=14kw

(2)焊機(jī)的各相計算負(fù)荷

先將接于CA相間的30kw(e=60%)換算至￡=100%的容量,即

查附錄表I得K[=0.35,cose=0.7,tan0=1.02；再由表2—3查得8so=0.7時的功率換算系

數(shù)

PAH-A=PBC-B=PCA-C=08PAB-B=PBC-C=PCA-A=02QAB-A=QBC-B=C!CA-C=0?22,

qAB_B=QBC-C=QCA-A=0?8。因此對焊機(jī)換算到各相的有班和無功設(shè)備容量為

A相PA=0.8x2x\4kW+0.2x23kW=TlkW

BffiPB=0.8x20kW+0.2x2xl4kW=21.6kW

C相Pc=0.8x23kW+0.2x204W=22AkW

各相的有功和無功計算負(fù)荷為

A相60A⑵=0.35X27kW=9.45女W

B相6082)=035x21.6kW=7.56kW

Cffl乙0C⑵=0.35x22.4kW=7.84&W

13)各相總的有功和無功計算負(fù)荷

A相時.A=6O.A⑴+&42)=14kw+9.45ZW=23.5kW

B相&0.B=舄。.8⑴+%方⑵=2MW+7.56kW=28.6kW

C相Pyoc=八叱⑴+6oc⑵=1秋W+7.84AW=21.SkW

(4)總的等效三相計算負(fù)荷

因B相的有功計算負(fù)荷最大，故取B相計算等效三相計算負(fù)荷，由此可得

6、某廠壓變電所裝設(shè)一臺主變壓器。變電所低壓側(cè)有功計算負(fù)荷為650kW,無功計算負(fù)荷為800kvar.

為了使工廠(變電所高壓側(cè))的穴率因數(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，需

裝設(shè)多少補(bǔ)償容鼠？并問補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器容只有何變化？

解：(D補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)

變壓器低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為

主變壓器容量選擇條件為SM2530(2)，因此未進(jìn)行無功補(bǔ)償時，主變壓器容量應(yīng)選為

1250kV?A(參看附錄表5)。

這時變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為：cos。⑵=650/1031=0.63

(2)無功補(bǔ)償容量

按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的cos020.9,考慮到變壓器本身的無功功率損耗AQT遠(yuǎn)大于其有功功率損

耗APT,一般△QT=(4?5)APT,因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行尢功補(bǔ)償時，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略

高于0.90,取cos(p'=0.92o

低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為：

Qc=65()X(tanarccosO.63—tanarccosO.92)kvar

=525kvar

取Qc=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)的視在計算負(fù)荷為

S嬴2)=/65()2|(800—530)2kv.A=704kV-A

因此主變壓器容量可改選為800kV-A,比補(bǔ)償前容量減少450kV-Ao

變壓器的功率損耗為

△Pr^0.015S30(2)=0.015x704kV?A=10.6kW

△Qr06S3(H2)=0.06X704kV-A=42.2kvar

變電所高壓側(cè)的計算負(fù)荷為

/^0(1)-650kW+10.6KW=661kW

Q.o⑴=（80。-530）kvar+42.2kvar=312kvar

S；。⑴=A/6612+3122kV-A=731kV?A

補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為

cosd=P；mn/SL.=661/731=0.904

7、有一380V三相線路，供電給下表所示4臺電動機(jī)。試計算該線路的尖峰電流。

電動機(jī)

參數(shù)MlM2M3Ml

額定電流〃/A

5.8535.827.6

40.635197193.2

起動電流/“/A

解：電動機(jī)M的乙-/N=193.2A-27.6A=165.6A為最大，線路的尖峰電流為：

%=0.9X(5.8+5+35.8)A+193.2A=235A

第三章一1

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)電局部包括導(dǎo)電局部對地之間的低阻性短接。

短路的原因：絕緣損壞、過電壓、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

常運行；停電、電力系統(tǒng)運行的穩(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？在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路時，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)。特點是，當(dāng)用

戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動甚至發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能根本維持不變。在無限大

容展系統(tǒng)中發(fā)生短路時，由于負(fù)荷阻抗和局部線路阻抗被短路，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，因而引起一個過度過程，即短路暫態(tài)過程。最后短路電流

到達(dá)一個新的穩(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)牛的？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、什么是短路沖擊電流ish?什么是短路次暫態(tài)電流1〃？什么是短路穩(wěn)態(tài)電流18?

短路后經(jīng)半個周期，ik到達(dá)最大植，此時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其短路最為嚴(yán)重，因此按線路首端電壓考慮，即短路計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？

34

（有正序、負(fù)序、零序阻抗）

工程中〃）=上

8、對一般開關(guān)電器，其短路動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗的條件各是什么？

I>尸

動穩(wěn)定度校驗條件：max一兇

/max—>,sh

熱穩(wěn)定度校驗條件：/；/>

計算題

1、某工廠供電系統(tǒng)如下列圖所示。電力系統(tǒng)出口斷路器為SN10—10II型。試求工廠變電所高壓

10kV母線上k-1點短路和低壓580V母線上k-2點短路的三相短路電流和短路容量。

解：1.求kT點的一:相短路電流和短路容量（U”=10.5kV）

⑴計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查得SN10-10II型斷路器的斷流容量S,,j500MV-A,

2）架空線路的電抗：查表3-1得X0=0.35O/km

3）繪k-1點短路的等效電路，并計算其總電抗為

⑵計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

2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流

3）三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值

4）三相短路容量

2.求k-2點的短路甩流和短路容量（U,2=（）-4kV）

1）電力系統(tǒng)的電抗

2）架空線路的電抗

3）電力變壓器的電抗：由附錄表5得U?%=5

4）繪k-2點短路的等效電路如上圖b所示，并計算其總電抗：

xx

—1+X?+X3〃X」=X|+X2+丫+；-

?A3+入4

⑵計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

2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流

3）三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值

4）三相短路容量

在工程設(shè)計說明書中，往往只列短路計算表，如下表所示。

短路計算表

短路三相短路電流/kA三相短路容曷/MV?A

⑶

計算點/1s⑶h

k-l3.083.083.087.854.6556.0

k-233.733.733.762.036.723.3

第二章一2

2、某工廠供電系統(tǒng)如下列圖所示。電力系統(tǒng)出口斷路器為SN10—10II型。試用標(biāo)幺制法計算系

統(tǒng)中k-l點和k-2點的三相短路電流和短路容量。

解：1.確定基準(zhǔn)值

Sd=\OOMVA,力=10.5匹，Ue2=0AkV

2.計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值

(1)電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值

由附錄表8查得=500MV-A

(2)架空線路的電抗標(biāo)幺值

由表3-1查得X。=O.35C/Q〃

3)電力變壓器的電抗標(biāo)幺值

由附錄表5杳得，Uk%=5

繪短路等效電路圖如下列圖所示：

3.計算kT點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

(2)三相短路電流周期分量有效值

(3)其他三相短路電流

(4)三相短路容量

4.計算k-2點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

(2)三相短路電流周期分量有效值

(3)其他三相短路電流

(4)三相短路容量

由此可見，采用標(biāo)幺制法的計算結(jié)果與歐姆法計算的結(jié)果根本相同。

3、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cosw=().7,效率〃=0.75,380V

母線的短路電流/了=33.7乂,塌)=62.0姑；該母線采用LMYT00X10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160nlm。試求該母線三相短路時所受的最大電動力，并

校驗其動穩(wěn)定度。如果此母線的短路保護(hù)動作時間為0.6s,低壓斷路器的斷路時間為0.Is,該母線正

常運行時最高溫度為55。。。校驗其熱穩(wěn)定度。

解：1.計算母線短路時所受的最大電動力

電動機(jī)額定電流為

由于/MM>O.O1Z；3),該電動機(jī)的反應(yīng)電流沖擊值為

因此母線在三相短路時所受的最大電動力為

2.校驗?zāi)妇€短路時的動穩(wěn)定度

母線在尸⑶作用時的彎曲力矩為

母線的截面系數(shù)為

母線在三相短路時所受到的計算應(yīng)力為

硬鋁母線(LMY)的允許應(yīng)力為

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

附錄表7c=874/7/〃〃力2,圖3-12%=55℃曲線得K,?0.5x104A2-5//WH4

2

Amin=//=33.7xlO,Ax―_=335mm

，，，，nCSJAy^/mm2

母線截面為A=100X10/??w:=1000〃〃/>A*，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：觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r，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，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，陽極外表大電流收縮差中，出現(xiàn)熾熱光斑，溫度很高，觸頭外

表電子吸收熱能，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，觸頭外表電子被強(qiáng)行拉出。

(3)碰撞游離：高速電子碰撞中性質(zhì)點，使中性質(zhì)點變成正離子和自由電子，當(dāng)離子濃度足夠大

時，介質(zhì)擊穿產(chǎn)生電弧。

(4J熱游離：電弧中心溫度高達(dá)1000()攝氏度，電弧中的中性質(zhì)點游離為止離子和自由電子。

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弧。

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)點的“復(fù)合”，重新成為中性質(zhì)點

正負(fù)帶電質(zhì)點的“擴(kuò)散“，使電弧區(qū)帶電質(zhì)點減少

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？

隔離高壓電源、保證設(shè)備和線路的平安檢修。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、而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)、上下壓斷路器及低壓刀開關(guān)在選擇時，哪些需校驗斷流能

力?哪些需校驗短路動、熱穩(wěn)定度？

校驗斷流能力：熔斷器、高壓負(fù)荷開關(guān)、上下壓斷路器、低壓刀開關(guān)。

校驗短路動、熱穩(wěn)定度：高壓限離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、上下壓斷路器。

7、工廠或車間變電所的主變壓器臺數(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)運行方式。

一般車間變電所采用一臺，應(yīng)考慮欠負(fù)荷的開展，有一定余地。

土變壓器容量的選擇：

裝設(shè)一臺主變壓器S'T之S30

SNT=(06?0.7)S

裝設(shè)兩臺主變壓器3O

S'T-§30(1+2)

車間變電所單臺變?nèi)萘可舷蓿?000KVA或1250KVA

8、電力變壓器并列運行必須滿足哪些條件？

(I)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。

(4)變壓器的容量盡量相同或相近，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考前須知？

電流互感器使用考前須知：

⑴工作時二次側(cè)不得開路，

⑵二次側(cè)有一端必須接地，

⑶電流互感器在連接時，要注意其端子的極性。

電壓互感器的使用考前須知:

⑴工作時二次側(cè)小得短路,

⑵二次側(cè)有端必須接地，

(3)互感器在連接時注意其端子的極性。

1()、對工廠變配電所主接線有哪些根本要求?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根本要求：平安、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。

主接線圖繪制形式：系統(tǒng)式主接線圖一一用于變配電所的運行中，

裝置式主接線圖一一用于變配電所施二圖中使用。

11、變配電所所址選擇應(yīng)考慮哪些條件？

所址選擇的一般原那么：

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)備運輸方便不在有爆炸危險的地方

計算題

1、配電所10kV母線短路時的/儼=2.86A4,線路的計算電流為350A,繼電保護(hù)動作時間為1.1s,

斷路器斷路時間取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SN10-10型，根據(jù)線路計算電流，試選SN10T0I型斷路器來進(jìn)行校驗，如下表所示。

校驗結(jié)果,所選SN10-10I型是合格的.

裝設(shè)地點的電氣條件SN10-10I/630-3()0型斷路器

序號工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論

110kVUNlOkV合格

2/30350AIN6304合格

7(3)

31k2.86kAhe16kA合格

4以2.55X2.86kA=7.29kA’max40kA合格

5小2%.2.862X(1.HO.2)=10.6中162X4=1024合格

2、某10/0.4kV變電所，總計算負(fù)荷為1200kV-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SMT=(0.6-0.7)X12()0kV?A=(720-840)kV?A,且5人=力680k￥?A,

初步確定每臺主變壓器容量為800kV-Ao

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行，均為Dynll聯(lián)結(jié)。

負(fù)荷到達(dá)2800kV-A時，變壓器中哪一臺將要過負(fù)荷?過負(fù)荷可達(dá)多少？

解：并列運行的變壓器之間的負(fù)荷分配是與阻抗標(biāo)幺值成反比的。

變壓器的阻抗標(biāo)幺值按下式計算

Z；=0k%Sa通常取5,=100MV-A=105/TVA；

100SN

查附錄表5-1,得S9-800變壓器(T1)的U&%=5,S9-2000變壓器(T2)的%=6,兩臺變壓器的

阻抗標(biāo)幺值分別為(取S”=1()52.人)：

在負(fù)荷達(dá)2800kV-A時各臺負(fù)擔(dān)的負(fù)荷分別為

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)。因此變樂器過負(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=l：2.5,尚未到達(dá)一般不允許的容

量比1；3。但考慮到負(fù)荷的開展和運行的靈活性，S9—800/：0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。

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。

計算題

1、有一條采用BLX-500型鋁芯橡皮線明敷的220/380\'的T25線路，線路計算電流為150A,當(dāng)

地最熱月平均最高氣溫為+30。。o試按發(fā)熱條件選擇此線路的導(dǎo)線截面。

解：(1)相線截面人,的選擇

查附錄表19-1得環(huán)境溫度為30。(7時明敷的BLX-500型截面為50mm?的鋁芯橡皮線的

I3/=163A>I3O=150A,滿足發(fā)熱條件。因此相線截面選為A尸50mm2。

(2)中性線截面A0的選擇

按A。20.5A°,選A0=25nun2?

(3)保護(hù)線截面AFE的選擇

2

由于Ap>35nim2,APE>0.5A^,=25mmo

所選導(dǎo)線型號可表示為：BLX-500-(3X50+1X25+PE25)o

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?/p>

勺溫為+25。。。試按發(fā)熱條件選擇此線路導(dǎo)線截面及穿線管內(nèi)徑。

解：查附錄表19-3得+25。。時5根單芯線穿硬塑料管(PC)的BLV-500型截面為120nun2的導(dǎo)線允

許載流量I,/=160A>I30=150AO

因此按發(fā)熱條件，相線截面選為120mm2o

中性線截面按A。20.5Ap,選A0=70nun2,>

保護(hù)線截面按Apg20.5A。，選Apg=70mm2o

穿線的硬塑料管內(nèi)徑查附錄表19-3中5根導(dǎo)線穿管管徑(A@=120nrn/)為80mm。

選擇結(jié)果可表示為：BLV-500-(3X120+1X70+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，計算負(fù)荷為2500kW,ccs0=0.7,

Tmax=4800h。試選擇其經(jīng)濟(jì)截面，并校驗其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。

解：(1)選擇經(jīng)濟(jì)截面

I-〃3。-250(HW.589A

30

瘋/,VCOS0V3X35^VX0.7,

由表5—3查得

58.94

=51.2imn2

i.\5A/mm2

選標(biāo)準(zhǔn)截面50mm2,即選LGJ-50型鋼芯鋁線。

(2.1校驗發(fā)熱條件

查附錄表16得LGJ-50的允許載流量Q=178A>I3O=58.9A,滿足發(fā)熱條件。

⑶校驗機(jī)械強(qiáng)度

22

查附錄表14得35kV架空鋼芯鋁線的最小截面Amin=35mm<A=50nun,選LGJ-50型鋼芯鋁線也滿

足機(jī)械強(qiáng)度要求。

4試驗算3題所選I.GJ-50型鋼芯鋁線是否滿足允許電壓損耗5%的要求。該線路導(dǎo)線為水平等距排

列，相鄰線距為L6nu

解：由上題知P3o=2500kW,cos^9=0.7,因此tan*=l,Q30=2500kvaro

用A=5()mm?和心。=1.26X1.6ma2m查附錄表6,得R。：。.68。/km,X°=0.39。/km。

線路的電壓損耗為

A。=2500ZWx(5x0.68)C+25(X)Zvarx(5x0.39)C二382V

35kV

線路的電壓損耗百分值為

^%=100x^=i09%<5%

35OOV

選LGJ-50型鋼芯鋁線滿足電壓損耗要求。

5、某220/380V線路，采用BLX-500-(3X25+1X16)nun?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。試計算該線路的電壓損耗百分

值。

解：查表5-4得C=46.2kW-m/mm2,而EM=7kWx50/72+28左Wx75〃z=245()kW?m

2450

=2.12%

CA46.2x25

6、某220/380V的TN-C線路，如下列圖所示。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機(jī)試選擇該線路的導(dǎo)線截面。

解：(1)線路的等效變換

將圖a所示帶均勻分布負(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〃]=2()攵W,cos科=0.8,lan%=().75,故q=20欠Wx0.75=151var。

—

原分布負(fù)荷〃20.4(/cW/>n)x50m—20ZrW,cos(p2—0.8,tan(p2—0.75,

故%=20%Wx0.75=15攵var。

(2)按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線戒面線路中的最大負(fù)荷(計算負(fù)荷)為

杳附錄表19-1,得BX-500型導(dǎo)線4=1()〃制2在3(rc明敷時的&=77A>/=76AC因此可選

3根BX-500-1X10導(dǎo)線作相線，另選1根BX-500-1X10導(dǎo)線作PEN線。

(3)校驗機(jī)械強(qiáng)度

置附錄表15,室內(nèi)明敷銅芯線最小截面為1加〃/，以上所選導(dǎo)線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。

(4)校驗電壓損耗

查附錄表6,BX-500-1X10導(dǎo)線的電阻R0=2.19Q/0〃，電抗(線距按150〃〃〃計)

Xo=0.31Q/too線路的電壓損耗為

=[(20x0.04+20x0.055)x2.19+(15x0.04+15x0.055)x0.31]/0.38

所選BX-500-1X1()型銅芯橡皮絕緣線滿足允許電壓損耗要求。

第六章一1

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)裝置有哪些根本要求？

過電流保護(hù)裝置.：熔斷器、低壓斷路器、繼電保護(hù)。

根本要求：選擇性、速動性、可靠性、靈敏度[靈敏系數(shù)Sp=與皿)。

*opA

2、如何選擇線路熔斷器的熔體？

1、保護(hù)電力線路

2、保護(hù)電力變壓器

考慮囚索：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、低壓斷路結(jié)的瞬時、短延時和長延時過流脫扣器的動作電流各如何整定？其熱脫扣告管的動作電流乂如

何整定？

(1)瞬時過流脫扣器動作電流的整定

動作電流lOPW>KrelIpk可靠系數(shù)Krel取值為。W:1.35;DZ:2?2.5

(2)短延時過流脫扣器動作電流和動作時間的整定

動作電流Iop{5}>Kre,Ipk取值為1.2

動作時間0.2s,0.4s,0.6s三級,時間差0.2s

(3)長延時過流脫扣器動作電流和動作時間的整定

動作電流/卬⑺>Kmho取值為1.1

動作時間：反時限最長l-2h

(4)熱脫扣器動作電流IK整定

過負(fù)荷保護(hù)10Pn>KrelI3()K*/取值為1.1

5、低壓斷路器如何選擇？

選擇低壓斷路器應(yīng)滿足的條件：

低壓斷路器的額定電壓不低于保護(hù)線路的額定電壓。

低壓斷路器的額定電流不小于它所安裝的脫扣器的額定電流。

低壓斷路器的類型應(yīng)符合安裝、保護(hù)、操作方式的要求。

6、分析定時限過電流保護(hù)的原埋。

定時限過電流保護(hù)裝置的原理電路如下圖，其工作原理如下：當(dāng)??次電路發(fā)生相間短路時，電流繼

電器KA瞬時動作，閉合其觸點，使時間繼電器KT動作。KT經(jīng)過整定的時限后，其延時觸點閉合，使串

聯(lián)的信號繼電器（電流型）KS和中間繼電器KM動作。KS動作后，其指示牌掉下，同時接通信號回路，給

出燈光信號和音響信號。KM動作后，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除短路故障。QF跳

閘后，其輔助觸點QF1—2隨之切斷跳閘回路。在短路故障被切除后，繼電保護(hù)裝置除KS外的其他所有

繼電器均自動返回起始狀態(tài)，而KS可手動好位。

定時限過電流保護(hù)的原理電路圖。）接線圖b）展開圖

第六章一2

7、分析在單相接地保護(hù)中，零序電流保護(hù)原理。

原理如下：如果電纜WL1的A相發(fā)生接地故障，A相不存在對地電容電流，B相和C相有對地電容

電流。電纜WL2和WL3也只有B相和C相有對地電容電流。所有這些對地電容電流都要經(jīng)過接地故障點。

故障電纜A相芯線上流過所有電容電流之和，且與同?電纜的其他完好的B相和C相芯線及其金屬外皮

上所流過的電容電流恰好抵消，而除故障電纜外的其他電纜的所有電容電流13?16那么經(jīng)過電纜頭接

地線流入地中。接地線流過的這一不平衡電流（零序電流）就要在零序電流互感器TAN的鐵心中產(chǎn)生磁通,

使TAN的二次繞組感應(yīng)出電動勢，使接于二次側(cè)的電流繼電器KA動作，發(fā)出報警信號。必須強(qiáng)調(diào)：電

纜頭的接地線必須

穿過零序電流互感器的鐵心，否那么接地保護(hù)裝置不起作用，如下圖。

計算題

1、有一臺Y型電動機(jī)，其額定電壓為380V,額定功率為18.5kW,額定電流為35.5A,起動電流倍

數(shù)為7?，F(xiàn)擬采用BLV型導(dǎo)線穿焊接鋼管敷設(shè)。該電動機(jī)采用RTO型熔斷器作短路保護(hù)，短路電流//最

大可達(dá)13kA0試選擇熔斷器及其熔體的額定電流，并選擇導(dǎo)線截面和鋼管直徑（環(huán)境溫度為J30°C）

解：（1）選擇熔體及熔斷器的額定電流

1N‘PE》[30=35.5A

[NPE2KI建=0.3X35.5AX7=74.55A（輕載啟動K取0.3）

由附錄表10T,選RTOTO。型熔斷器，1此捫=100八，熔體選作陛=80A。

（2）校驗熔斷器的斷流能力

查附錄表10-1,熔斷器的lm=50kA>l"⑶=/￡）=13kA,其斷流能力滿足要求。

（3）選擇導(dǎo)線截面和鋼管直徑

按發(fā)熱條件選擇，查附錄表19-2得A=10mm2的BLV型鋁芯塑料線三根穿鋼管時：

I，M）=41A>l30=35.5A,滿足發(fā)熱條件，相應(yīng)選鋼管SC20mm。

校驗機(jī)械強(qiáng)度：查附錄表15,穿管鋁芯線的最小截面為2.5mm2viOmn?,滿足要求。

（4）校驗導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合

電動機(jī)安裝在一般車間內(nèi).熔斷滯作短路保護(hù)用,導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合條件為:

IN.PEW2.51al

現(xiàn)IMPE=80A<2.5X41A=102.5A,故滿足熔斷器保護(hù)與導(dǎo)線的配合要求。

第六章一3

2、如下列圖所示，設(shè)FU1(RTO型)的I…=100A,FU2(RW0型)的I汽FE2=60A。k點的三相短路電

流/3=l()0()A。試檢驗FU)和FU2是否能選擇性配合。

解：由I/I?tyf4/*I^nt\OOA和IK=1000A查附錄表10—2I曲線得t1比0.3s。

由IN=80A和I長=1000A查附錄表9—2曲線得t2%0.08s,

11=0.3s>3t2=3x0.08s=0.24s

因此FU1與FU2能保證選擇性動作。

3、有一條380V動力線路，［3o=12OA,IQK=4()0A；線路首端的【黑二遍.5kA,當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為+3()°C。

試選擇此線路的BLV型導(dǎo)線的截面、穿線的硬塑料管直徑及線路首端裝設(shè)的DW16型低壓斷路器及其過

流脫扣器的規(guī)格。

解：(1)選擇低壓斷路器及其過流脫扣器規(guī)格

查附錄表H,DW16-630斷路器的過流脫扣器額定電流IVOR=160A>I10=120A

初步選DW16-630型低壓斷路器，其INQR=160A.

設(shè)瞬時脫扣電流整定為3倍，omh=3X160A=480Ao而KI=1.35X400A=540A,不滿足

IORO)RELIPK的要求。

如整定為4倍時，【op(o)=4義160A=640A>KRRl1pjV=l.35X400A=540A,滿足躲過尖峰電流的要求。

校驗斷流能力：查錄表11,DW16-630斷路器Im=30kA>1f=18.5kA,滿足要求。

(2)選擇導(dǎo)線截面和穿線塑料管直徑

查附錄表19-3,當(dāng)A=70mm2的BLV型鋁芯塑料線在30°C時：

I07=121A(