电力工程基础

1、第一章1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。 建立联合电力系统的优点是：可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备 用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力 资源，提高系统运行的经济性。1-2 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。对电力系统的基本要：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户 提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。1-3 我国规定的三相交流电网额定压

2、等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV>0.38/0.22 kV 和 0.66/0.38kV ;高压有 3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、 330 kV、500 kV 和 750 kV。用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压 应比同级电网额定电压高 5%变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器， 应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器 二次绕的额定电压，当二次侧供

3、电线路较长时，应比电网额定电压高10%当变压器二次侧供电线路较短时，应比同级电网额定电压高5%1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、 高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。对电力系统的主要影响（略）。1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统 发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行，但又 不允许长期运行？答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统； 性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。在小

4、电流接地系统中发生单相接地时，故障相对地电压为零，非故障相对 地电压升高3倍。此时三相之间的线电压仍然对称，因此用户的三相用电设备 仍能照常运行，但是，发生单相接地后，其运行时间不能太长，以免在另一相 又发生接地故障时形成两相接地短路。1-6 消弧线圈的补偿方式有几种？ 一般采用哪种补偿方式？为什么？答：消弧线圈的补偿方式有全补偿、欠补偿和过补偿，一般都采用过补偿 方式。因为在过补偿方式下，即使电网运行方式改变而切除部分线路时，也不 会发展成为全补偿方式，致使电网发生谐振。同时，由于消弧线圈有一定的裕 度，即使今后电网发展，线路增多、对地电容增加后，原有消弧线圈仍可继续 使用。1-7 为什么我

5、国规定110kV以上的高压电网和380/220V的低压电网要采 用大电流接地系统？各有什么优点？答：大电流接地系统发生单相接地时中性点电位仍为零，非故障相对地电 压不会升高，仍为相电压，因此电气设备的绝缘水平只需按电网的相电压考虑， 故可以降低工程造价。所以我国 110kV及以上的电力系统基本上都采用中性点 直接接地的方式。而在380/220V系统中采用中性点直接接地方式，主要是考虑人身安全问题，一旦发生单相接地故障，可以迅速跳开自动开关或烧断熔断丝, 将故障部分切除。1-8 试确定图1-12所示供电系统中发电机和所有变压器的额定电压。图1-12 习题1-8附图答：发电机 G: 10.5kV;

6、变压器 T1: 10.5/242kV ;变压器 T2: 10/3.3kV ； 变压器 T3: 220/38.5kV ;变压器 T4： 220/121/38.5kV ;变压器 T5： 35/6.6 kV1- 9 某10kV电网，架空线路总长度70km电缆线路总长度为16km。试求 此中性点不接地的电力系统发生单相接地时的接地电容电流，并判断此系统的 中性点需不需要改为经消弧线圈接地。答：由于Ic(I oh 351 cab)U n350(70 35 16) 1018A30A350因此，不需要改为经消弧线圈接地。第二章2-1电力负荷按重要程度分为哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求?答：电力负荷按对

7、供电可靠性的要求可分为一级负荷、二级负荷和三级负 荷三类。一级负荷应由两个独立电源供电；二级负荷应由两回线路供电；三级 负荷对供电电源无特殊要求。2-2 何谓负荷曲线？试述年最大负荷利用小时数和负荷系数的物理意义。答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。年最大负荷利用小时数Tmax，是一个假想时间，在此时间，用户以年最大负 荷Pmax持续运行所消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电能，年负荷曲线越平 坦，Tmax值越大，年负荷曲线越陡；Tmax值越小。因此，Tmax的大小说明了用户用 电的性质，也说明了用户负荷曲线的大致趋势。平均负荷与最大负荷的比值叫负荷系数，它是表征负荷变化规律的一

8、个参 数，其值愈大，说明负荷曲线愈平坦，负荷波动愈小。2-3 什么叫计算负荷？确定计算负荷的意义是什么？答：计算负荷是根据已知的用电设备安装容量确定的、用以按发热条件选 择导体和电气设备时所使用的一个假想负荷，计算负荷产生的热效应与实际变 动负荷产生的热效应相等。确定计算负荷时为正确选择供配电系统中的导线、电缆、开关电器、变压 器等提供技术参数。2-4 什么叫暂载率？反复短时工作制用电设备的设备容量如何确定？答：暂载率是指设备工作时间与工作周期的百分比值。反复短时工作制用 电设备的设备容量是指换算到统一暂载率下的额定功率。对于吊车：是指统一换算到25%时的额定功率，其设备容量Pe 2PN ；对

9、于电焊机：是指统一换算到 100%时的额定功率，其设备容量2-5 需要系数法和二项式系数法各有什么计算特点？各适用哪些场合？答：需要系数法计算较简单，应用较广泛，但计算结果往往偏小，适用于 容量差别不大、设备台量较多的场合；二项式法考虑大容量用电设备对计算负 荷的影响，主要适用于设备台数较少而容量差别悬殊较大的的场合。2-6 什么叫最大负荷损耗小时？它与哪些因素有关？答：年最大负荷损耗小时数实际上也是一个假想时间，在此时间，线路持 续通过计算电流所产生的电能损耗，恰好与实际负荷电流全年在线路上产生的 电能损耗相等。它与年最大负荷利用小时数略和负荷的功率因数有关。2-7 功率因数低的不良影响有哪

10、些？如何提高企业的自然功率因数？ 答：功率因数低将会引起线路的总电流增大，使供电网络中的功率损耗和 电能损耗增大；使供电网络的电压损失增大，影响负荷端的电压质量；使供配 电设备的容量不能得到充分利用，降低了供电能力；使发电机的出力下降，发 电设备效率降低，发电成本提高。提高企业的自然功率因数的方法有：正确选用感应电动机的型号和容量； 限制感应电动机的空载运行；提高感应电动机的检修质量；合理使用变压器； 感应电动机同步化运行。2-8 并联电容器的补偿方式有哪几种？各有什么优缺点？答：并联电容器的补偿方式有高压集中补偿、低压成组补偿和分散就地补 偿（个别补偿）。高压集中补偿方式的投资较少，电容器组

11、的利用率较高，能够提高整个变 电所的功率因数，但它的补偿围小，只能补偿610kV母线以前的线路上的无功功率，不能补偿工业企业部配电线路的无功功率。低压成组补偿方式的投资不大，运行维护方便，能够减小车间变压器的容量，降低电能损耗，其补偿区大于高压集中补偿，能够补偿变电所低压母线前的变压器和所有有关高压系统的无功功率。分散就地补偿方式的补偿围最大，补偿效果最好，能够补偿安装地点以前 的变压器和所有高低压线路的无功功率，但投资较大，且电容器组在被补偿的 设备停止工作时也一并被切除，利用率较低。2- 9 某工厂车间380V线路上接有冷加工机床50台，共200kW吊车3台， 共4.5kV（ 15% ）;

12、通风机8台，每台3 kW电焊变压器4台，每台22kV（ 65%， cos N 0.5）；空压机1台，55kW试确定该车间的计算负荷。解：该车间的计算负荷如下表所示。电力负荷计算表序 号用电 设备 名称厶数设备容量/kWKdcostan计算负荷铭 牌 值换算 值P30/kWQo/kva rS°/kVA130/A1冷加 工机 床502002000.160.51.733255.362吊车34.53.50.150.51.730.5250.913通风 机824240.80.80.7519.214.44电焊 变压 器48835.470.350.352.6812.433.235空压 机155550

13、.850.80.7546.7535.06小计66110.875138.96负荷总计99.8125.06160243.2- 10 有一条380V低压干线，供电给30台小批生产的冷加机床电动机，总容量为200kW 其中较大容量的电动机有 10kW1台，7kW3台，4.5kW8台。试 分别用需要系数法和二项式系数法计算该干线的计算负荷。解：用需要系数法和二项式系数法所求计算负荷如下表所示。电力负荷计算表（需要系数法）用电设备台设备容量Kdtan计算负荷名称数/kWcosP30/kWQo/kvarS/kVA130/A冷加工机床302000.160.51.733255.3663.9497.15电力负荷计

14、算表（二项式系数法）用电设备 名称设 备 台数设备容量二项式系数costan计算负荷n/ xP/kWP/kxWb/ cR°/kWQ°/k varSWkVAI 30/A冷加工机床30/520035.50.14/0.40.51.7342.27384.32128.12-11 有一条10kV高压线路供电给两台并列运行的 S9-800/10（D,ynil接线）型电力变压器，高压线路采用LJ70铝绞线，水平等距离架设，线距为1m长6km变压器低压侧的计算负荷为900kVV cos 0.8,5000h。试分别计算此高压线路和电力变压器的功率损耗和年电能损耗解：（1）变压器的功率损耗和电能

15、损耗Q3o（2）P3o（2）tan 900 tan（arccos 0.8） 675 kvarS30（2） P30（2） cos 900 0.861125 kVA变压器的负荷率为：11250.7032 800查附录表A-1可知，S9-800/10型（Dyn 11）变压器的技术数据为:P。 1.4 kW Pk 7.5kW 丨0% 2.5，Uk% 5则两台变压器的功率损耗为：Pt2( P。2 Pk) 2 (1.4 0.7032 7.5) 10.2 kWSn28002.Qt 2-(I0%2Uk%) 2(2.5 0.7032 5) 79.54 kvar100 100由Tmax 5000h和cos0.8查

16、图2-7得： 3650 h。因此，两台变压器的电能损耗为：Wa2( P0 87602 Pk )2 (1.4 8760 0.703 2 7.5 3650 ) 5.16 104 kWh(2)线路的功率损耗和电能损耗变压器高压侧的计算负荷为：P30(1)P30(2)Pt900 10.2 910.2 kWQ30(1)Q30(2)Qt 675 79.54 754.54 kvarS30(1) 910.22754.5421182.28 kVA1 30S30(1)1 182 .28l 1 68.26 A,3Un. 310查附录表A-12可知，LJ-70 铝绞线的 m 0.46 Q /km , Sav 1.25

17、 m 时人0.358 Q /km (实际上Sav1.26n)因此线路的功率损耗为:Pwl 3I；0RWl 10 33 68.2620.46 6 10 338.58 kWQwl3|30Xwl 10 33 68.262 0.358 6 10 3 30 kvar线路的电能损耗为：WaPwl38.58 36501.41 105kWh2- 12 某电力用户10kV母线的有功计算负荷为 1200kW自然功率因数为0.65，现要求提高到0.90，试问需装设多少无功补偿容量？如果用BW10.5-401W型电容器，问需装设多少个？装设以后该厂的视在计算负荷为多少？比未 装设时的视在计算负荷减少了多少？解：（1）

18、需装设的BWF10.5-40-1W型并联电容器容量及个数QC 1200 tan（arccos0.65） tan（arccos0.9） 822 kvarnQC 82220.55取 n 21qc40则实际补偿容量为：Qc 21 40 840 kvar(2)无功补偿前后视在负荷的变化补偿前： Q30 P30 tan 1200 tan(arccos0.65) 1403 kvarS30 旦 12001846 kVAcos 0.65补偿后：S30； P30(Q30Qc)2.12002(1403一840产 1325.5 kVA补偿后视在负荷减少了：S30 S30 1846 1325.5 520.5 kVA2

19、-13 某降压变电所装有一台 Y,yn0联结的S9-800/10型电力变压器，其 二次侧（380V）的有功计算负荷为520kW无功计算负荷为430kvar，试求此变 电所一次侧的计算负荷和功率因数。 如果功率因数未达到0.9，问应在此变电所 低压母线上装多大并联电容器容量才能达到要求？解：（1）变压器一次侧的计算负荷和功率因数查附录表A-1可知，S9-800/10型（Yyn0）变压器的技术数据为：Po 1.4kWPk 7.5 kW I 0% 0.8 , Uk% 4.5S30（2） 、520 2 430 2 674 .76 kVAQ30(1)Q30(2) Qt 430 32462 kvarS30

20、( 1).526.7324622700.6 kVAP30(1)526.73cos S30(1)700.6.(2)确定无功补偿容量。由于要求变压器高压侧的功率因数cos (1) > 0.9 ,cos(2)(2)520S30( 2)674.760.77则变压器的功率损耗为:PtP。PkQt2Uk%)变压器高压侧的计算负荷为:P30(1) P30( 2)674.768000.8431.4 0.84327.56.73 kW需(o.8 O.8432 4.5) 32 仙PT5206.73526 .73 kW在变压器低压侧进行补偿时，取低压侧补偿后的功率因数cos (2)0.92 ,则低压侧需装设的补

21、偿容量为:Qc 520 tan(arccos0.77) tan(arccos0.92) 209.4kvar取 Qc 210 kvar第三章3- 1 试比较架空线路和电缆线路的优缺点答：架空线路与电缆线路相比，具有投资少、易于维修和建设工期短等优点，但容易遭受雷击和风雨等自然灾害的侵袭，且它需要占用大片土地作出线 走廊，有时会影响交通、建筑和市容等；电缆线路具有运行可靠、不易受外力 和自然环境的影响、不占地面空间和不影响市容等优点，但投资大、建设工期 长、维修不便。3- 2 架空线路由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：架空线路主要由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等部件组成。导 线的作用是传

22、输电能；避雷线的作用是将雷电流引入，以保护电力线路免遭雷 击；杆塔的作用是支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与之间保持一定 的安全距离；绝缘子的作用是使导线与杆塔之间保持绝缘；金具是用来连接导 线和绝缘子的金属部件的总称。3- 3 什么叫电压降落？什么叫电压损失？答：电压降落是指线路始末端电压的相量差；电压损失是指线路始末端电 压的代数差。3-4 导线截面选择的基本原则是什么？答：输配电线路导线截面的选择应满足以下基本原则：发热条件、电压损 失条件、机械强度条件、经济条件和电晕条件。3-5 什么是“经济截面”？如何按经济电流密度来选择导线和电缆截面？ 答：使年运行费用达到最小、初投资费用又

23、不过大而确定的符合总经济利 益的导线截面，称为经济截面。按经济电流密度选择导线截面时，先按 Aec Isjec求出经济截面，然后选择 与Aec最接近而又偏小一点的标准截面，这样可节省初投资和有色金属消耗量。3- 6 有一条110kV的双回架空线路，长度为100km导线型号为LGJ-150， 计算外径为16.72mm水平排列，相间距离为4m,试计算线路参数并作出其型等效电路。解： 口 31.50.21 /km2A 150R 1r1l1 0.21 100 10.52 2Sav 1.26 4 5.04m5040mm , r 16.72 8.36mm2x10.1445lg -Sav0.0157 rrX

24、 1x1l10.4210022ZRjX10.521,7.5867.58b11010.Sav,5040lglgr8.362162.73 10 S/km0.0157 10.42 /km8.3610.5 + 21QIB 2b,l 22.7310 61005.4610 4S2.73xlOS ij2.73x 10SY jB j5.4610 4Sj2.7310 4S2对应的等效电路如右图所示3-7 某变电所装有一台S9-3150/35型的三相双绕组变压器，额定电压为35/10.5 kV，试求变压器的阻抗及导纳参数，并作出其等效电路。解：查附录表A-2可知，S9-3150/35型变压器的技术数据为:P

25、76;3.8kW,Pk 24.3kW,I0%0.7 , Uk%7Xt10uNUk%10 3527315027.2(3j27.2)GtuPh033.8352103.1 10 6S6(31 j18) 10 SBt空沁10 5uN0.7型 10 5 1.810 5S对应的等效电路如右图所示。3-8 某变电所装有一台 SFSZ 40000/110型、容量比为100/100/100的三绕组变压器，试求变压器等效电路中各支路的电抗（归算到110k V侧）。器，解：查附录表A-4可知，SFSZ9-40000/110型变压器的技术数据为:Uk1 2% 10.5，U k2 3 %6.5，Uk3 1% 17.5，

26、Uk1%Uk2%Uk3%1-10.521-10.521-6.5217.5 6.56.5 17.510.750.5X T310U k1%U2 N1010.751102SN4000010Uk2%U2N10(0.5)1102SN40000210Uk3%U N106.75110217.5 107.56.7532.540000X T2X T11.5 (取 0Q)Sn20.43-9某10kV线路如图3-25所示，已知导线型号为LJ50,线间几何均距为 1m P1250kW P2400kW P3 300 kW 全部用电设备的cos =0.8，试求该线解：cos0.8 ,tan0.75lOOOimKOOm11

27、 11 1P1=250 kWq12500.75187.5 kvarr ip2=400 kWq24000.75300 kvarP3=300 kWq33000.75225 kvar图3-25 习题3-9附图路的电压损失。查附录表A-12得:a0.64 /km, X10.355 /km，则LJ-50型铝导线的U n PiRqXi 1U N331PiLiX1qiLii 1i 1Un0.64(25014001.83003)0.355(187.5 13001.82253)0.6418700.3551402.5169.47 V10对应的电压损失百分数为U% 於 100 為 100 1.69%10UNr1Pi

28、 LinX1qiLii 1E。6*501400 J8300 3) 0.355(187.5 1300 1.8225 3)= 1.69%3-10 一条10kV线路向两个用户供电，允许电压损失为 5%环境温度为 30C,其他参数如图3-26所示，若用相同截面的LJ型架空线路，试按允许电 压损失选择其导线截面，并按发热条件和机械强度进行校验。解：(1)按允许电压损失选择导线截面:设x1=0.4 Q/km,贝卩Ual,0.460043009U r10Ua Ual Ur 500 20410 103V100204 V296 V500V4km5 kmi1(800-j600)kVA(500 j30C)kVA图3

29、-26 习题3-10附图A 800 4 500 9mm20.032 10 296281.29mm选LJ-95型铝绞线(2)按发热条件进行校验:P p1 p28005001300 kWq1 q2600 300900 kvarP2 Q2 ,13002 9002 1581kVAI 30S 158191.3A，3U N 3 10查附录表A-8和A-10得，35 C时LJ-95导线的允许载流量为K lai 0.88 325 286 A>91.3A，因此满足发热条件要求(3)按机械强度进行校验：查表3-2知，10kV架空铝绞线的最小截面为25 mriK 95口市故满足机械强度条件。3-11 某110

30、架空线路，输送功率为20MW/功率因数为0.85，年最大负荷 利用小时数为5500h,试按经济电流密度选择其 LGJ型钢芯铝绞线的导线截面。解：线路的计算电流为30由表3-3，查得j ec3U N cos20000、3 110 0.85123.5A0.9A/mm，因此，导线的经济截面为123.50.92137.2mm选LGJ-120型钢芯铝绞线第四章4- 1 什么叫短路？短路的类型有哪几种？短路对电力系统有哪些危害？答：短路是指电力系统正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生 通路的情况。短路的类型有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短 路。短路对电力系统的危害有：短路电流的热效应

31、可使设备因过热而损坏甚至 烧毁；短路电流的力效应可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；影响电气设备 的正常运行，造成产品报废甚至设备损坏；会导致并列运行的发电厂失去同步, 破坏系统的稳定性；不对称接地短路所产生的不平衡电流会对邻近的平行线路 电磁干扰。4- 2 什么叫标幺值？在短路电流计算中，各物理量的标幺值是如何计算 的?答：某一物理量的标幺值，等于它的实际值与所选定的基准值的比值。在短路电流计算中，常取基准容量 Sd=100M VA基准电压用各级线路的平均 额定电压，即Ud Uav，则基准电流Id Sd 3Ud，基准电抗Xd Ud Sd。4- 3 什么叫无限大容量系统？它有什么特征？答：无限容

32、量系统亦称无限大功率电源，是指系统的容量为无限大，阻抗 为零。它是一个相对概念，真正的无限大功率电源是不存在的。特征：在电源外部发生短路时，电源母线上的电压基本不变，即认为它是 一个恒压源。当电源阻抗不超过短路回路总阻抗的 5%-10%寸，就可以认为该电 源是无限大功率电源。4-4 什么叫短路冲击电流ish、短路次暂态电流I和短路稳态电流I ?在无 限大容量系统中，它们与短路电流周期分量有效值有什么关系？答：短路冲击电流ish是指在最严重短路情况下三相短路电流的最大瞬时值； 短路次暂态电流I是指短路瞬间（t os）时三相短路电流周期分量的有效值； 短路稳态电流I是指短路电流非周期分量衰减完后的

33、短路全电流。在无限大容 量系统中，有ish 2KshIp和I I I p。4-5 如何计算电力系统各元件的正序、负序和零序电抗？变压器的零序电 抗与哪些因素有关？答：发电机的正序电抗包括稳态时的同步电抗 Xd、Xq，暂态过程中的Xd、 Xq和Xd、Xq。负序电抗与故障类型有关，零序电抗和电机结构有关，查教材表 4-2 ;变压器的负序电抗与正序电抗相等，零序电抗与变压器的铁心结构及三相 绕组的接线方式等因素有关；线路的负序电抗和正序电抗相等，零序电抗却与 正序电抗相差较大，查教材表 4-3。4-6 什么叫复合序网？各种简单不对称短路的复合序网是什么?答：所谓复合序网，是指根据边界条件所确定的短路

34、点各序量之间的关系， 由各序网络互相连接起来所构成的网络。单相接地短路的复合序网是由正序网、负序网和零序网串联而成的；两相短 路的复合序网是由正序网和负序网并联而成的；两相接地短路的复合序网是由 正序网、负序网和零序网并联而成的。4-7 何谓正序等效定则？如何应用它来计算各种不对称短路？答：在简单不对称短路的情况下，短路点的正序电流与在短路点每一相中 接入附加电抗x(n)而发生三相短路的电流相等，即 晋Eai，这就是正序等X1 X(n)效定则。各种不对称故障时短路电流的绝对值ikn)为：I kn) m(n)i an)附加电抗X(n)和比例系数m(n)可查教材表4-4。4-8 什么叫短路电流的力

35、效应？如何校验电器及母线的动稳定？答：短路电流通过电气设备和导体时，会产生很大的电动力，称为短路电 流的力效应。一般电器满足动稳定的条件是imax > ish或I max > I sh ；母线满足动稳定校的条 件是c < al。4-9 什么叫短路电流的热效应？如何校验电器及母线的热稳定？短路发 热的假想时间是什么意思？如何计算？答：短路电流通过电气设备和导体时，会产生很高的温度，称为短路电流 的热效应。一般电器满足热稳定的条件是It2t > I 2tma ；母线满足热稳定的条件是k.max >k 或 A > Amin。假想时间tima是指用稳态短路电流I来代

36、替实际短路电流Ikt，在该时间产生的热量与实际短路电流Ikt在短路时间tk产生的热量Qk相等。假想时间包括周期分 量假想时间t,a.p和非周期分量假想时间两部分，即tima.nptma a p a np。4-10 某工厂变电所装有两台并列运行的S9-800( Y,ynO接线)型变压器,其电源由地区变电站通过一条 8km的1OkV架空线路供给。已知地区变电站出口断路器的断流容量为500MVA试用标幺制法求该厂变电所 1OkV高压侧和380V低压侧的三相短路电流Ik、ish、丨sh及三相短路容量Sk。Ud2 0.4kV，贝ySdI d1 一d100 kA 5.5kAa,j，3U d1v'3

37、 10.5,I d2Sd100kA 144.3kA0.4解：（1）取 Sd 100MVA Ud1 10.5kV,(2)计算各元件电抗标幺值系统XsSdSoc1005000.2线路X WL2Uav0.410010.522.9变压器XtUk% Sd4.5100 SN1001005.6250.8(3) ki点短路:XsXm0.2 2.93.1(4) k2点短路:sh2.55.2.551 .77 kA4.51kAsh1.51Ik11.511.77 kA2.67 kAII k11.77 kASkSd*100 MVA 32.26MVAx 13.1*r*xtx2 XsX WL匸0.22.92iI遷 5.91

38、2525.5 kA 1.77kA13.1. I d 1I k1 xish 1 .84 I k21.8424 .4 kA44.9kAI sh 1 .09 I k 21 .0924.4kA26.6kAII k224 .4 kAsSdSk2*100MV A 16.9MVAX 25.9125Ik 2X 21412 kA5.912524.4kA4-11如图4-32所示网络，各元件的参数已标于图中，试用标幺值法计算k 点发生三相短路时短路点的短路电流。图4-32 习题4-11附图解：（1）取Sd100MVAUd U av，则各元件电抗标幺值为线路变压器电抗器XLX*x 1 电X WLX1 l2Uav0.4

39、 50*XtUk% Sd10.5100 sN100xl% sd2Unl4100av 3 6 0.310020100 Snl Ud2100卫°20.1511150.52566.321.164X WLXt2XL 0.151啤 1.16421.57751 kA 5.81kA1.5775ISd1100k -3Ud X*-3 6.34-12 在图4-33所示电力系统中，所有发电机均为汽轮发电机。各元件的 参数如下：发电机G1 G2容量均为31.25MVA Xd 0.13，发电机G3容量为50MVAXd 0.125 ;变压器T1、T2每台容量为31.5MVAUk% 10.5，变压器T3容量为50

40、MVA Uk% 10.5;线路 WL的长度为50km 单位长度电抗为 0.4 Q/km，电压为110kV 级，试用运算曲线法计算10kV电压级的k点发生短路时0s和0.2s时的短路电 流。TlGLG3T3升卫比一n卒«kb1©图4-33习题4-12附图解：（1）作等效电路 取Sd 100MVA Ud Uav，则各元件电抗标幺值为发电机G1 G2变压器T1、T2发电机G3变压器T3线路WL作等值电路如下图所示X； X； 0.130.4161231.25* * 100 X3 X40.1050.33331.5* 100X50.1250.2550* 100X6 0.1050.215

41、0* 100X7 0.4 502 0.151115化简网络，求各电源到短路点的转移电抗X； X； X；0.416 0.333 0.749X9 X5 X6 X70.25 0.21 0.151 0.611将 X；、X；、X；作变换得:X100.3330.7490.333 0.749X110.3330.6110.6110.333 0.6111.490.7491.216因此，各发电机对短路点的转移电抗分别为G1支路X!kX 101.49G2支路X2kX20.416G3支路XakXu1.216(3)求各电源的计算电抗Xc11.4931.251000.466Xc20.41631 .25Xc31.21610

42、0500.131000.608(4)查计算曲线数字表,并用差值法求短路电流周期分量标幺值对汽轮发电机G1,*X；!0.467，查附录表B-1可得当x；0.46 时1；2.302， I0.21.95当X；0.48 时1；2.203， I；.21 .879因此，当X；0.467时，t 0S和t 0.2 s时的短路电流电流周期分量标幺值分别为I 0.22.2031.8792.3022.2030.48 0.461.95 1.8790.480.4662.270.480.460.480.4661.93同理，对汽轮发电机 G2 X；20.13，查附录表B-1可得t OS和t 0.2 s时的短路电流电流周期分

43、量标幺值分别为I07.7188.9637.718 0.140.13&340.140.12|；24.87854878 0.140.135.050.140.12对汽轮发电机G3, X；30.608，查附录表B-1可得t 0S和t 0.2S时的短路电流电流周期分量标幺值分别为|01.611.7481.61 0.650.6081.7260.650.6*1 5391 431I0.21.431 .1 0.65 0.6081.5220.650.6（5）计算短路电流有名值归算到短路点的各电源的额定电流为G1、G2 支路lN31.25kA 1.72kA占 10.5G3支路IN50 kA2.75kAV31

44、0.5因此，t 0S和t 0.2s时的短路电流电流周期分量有名值分别为101.722.272kA1.72 8.34kA2.75 1.726 kA 23kA10.21.72 1.93kA 1.72 5.05kA 2.75 1.522kA16.2kA4-13 已知某一不平衡的三相系统的Ua 80 10 V， Ub 70 135 V，Uc 85 175 V,试求其正序、负序及零序电压。解：uA111a2 aUa11j120 ej240 e80ej1036.86ej8.27uA212 aaUb1ej240ej12070ej13562.6ej 346.13uA03111Uc311185ej17529.9

45、6ej128.044-14 某10kV母线三相水平平放，型号 LMY-60 8口金 已知I I 21kA，母线跨距1000mm相间距250mm跨距数大于2，短路持续时间为2.5s，系统为无穷大，试校验此母线的动稳定度和热稳定度解：（1）热稳定校验:timatk2.5S查表4-6得，铝母线的热稳定系数(2)动稳定校验： ish 2.55 21kA53.55kAC 87A'.s/mm2，因此最小允许截面为3| 21 103 2 2Amin” tima. 2.5mm381.65mmC87母线的实际截面积 A=60X 8miri=480 mm2Amin，所以热稳定满足要求。由汙毙279 2 &

46、#39;故取31则母线受到的最大电动力为Fmax 咲 10 7.353.553 2103 11000"25010 7N 1986.7N母线的弯曲力矩为:Fmax101986.710】Nm19867Nm母线的截面系数为:b2h620.060.0083m648 10 7m3母线的计算应力为:铝母线排的最大允许应力198.677 Pa48 10al 6.9 107 Pa >4.14 107Pa所以动稳定满足要求。第五章5- 1熄灭电弧的条件是什么？开关电器中常用的灭弧方法有哪些?答：灭弧的条件是去游离率大于游离率。开关电器中常用的灭弧方法有速 拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切

47、短灭弧法、粗弧分细灭弧法、狭 缝灭弧法、采用多断口灭弧法和采用新型介质灭弧法等。5-2 高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关各有哪些功能？答：高压断路器不仅能通断正常负荷电流，而且能切断一定的短路电流， 并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障；高压隔离开关的主要功能是 隔离高压电源，保证人身和设备检修安全，同时还具有倒闸操作和通断小电流 的功能；高压负荷开关可以通断一定的负荷电流和过负荷电流，有隔离开关的 作用，但不能断开短路电流。5-3 倒闸操作的基本要什么？答：倒闸操作的基本要：合闸送电时，先合上隔离开关，再合上断路器； 跳闸断电时，先断开断路器，再断开隔离开关。5-4 低压断路器有

48、哪些功能？按结构型式可分为哪两大类？答：低压断路器既能带负荷通断电路，又能在线路发生短路、过负荷、低 电压（或失压）等故障时自动跳闸。低压断路器按结构型式分，有塑料外壳式 和万能式两大类。5-5 熔断器的主要功能是什么？什么是“限流”式熔断器？答：熔断器的主要功能是对电路及其设备进行短路或过负荷保护。“限流”式熔断器是指熔断器的灭弧能力很强，灭弧速度很快，能在短路电流未达到冲 击值以前完全熄灭电弧。5-6 避雷器有何功能？有哪些常见的结构型式？各适用于哪些场合？答：避雷器用于防止雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所或其他建筑物， 以免危及被保护设备的绝缘。避雷器按结构型式分，有保护间隙、管型避雷

49、器、 阀型避雷器和金属氧化物避雷器等。其中，保护间隙和管型避雷器一般用于户 外输电线路的防雷保护，阀型避雷器和金属氧化物避雷器主要用于变配电所的 进线防雷电波侵入保护。5-7 Dyn11接线配电变压器和YynO接线配电变压器相比较有哪些优点？答：Dy nil接线变压器能有效地抑制3的整数倍高次谐波电流的影响；Dyn11 接线变压器的零序电抗比YynO接线变压器小得多，更有利于低压侧单相接地短 路故障的切除；Dyn11接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比 YynO接线的 变压器大。5-8 什么是电流互感器的误差？电流互感器的常用接线方式有哪几种？答：电流互感器的误差包括电流误差（比值差）和相位

50、误差（角差） 。电流 误差仃是二次电流的测量值乘以额定变流比 &与一次电流数值差的百分数；相位 差i是I 2与Ii的相角差。电流互感器常用的接线方式有一相式接线、两相不完全星形接线、两相电 流差接线和三相完全星形接线。5-9 什么是电压互感器的误差？电压互感器的常用接线方式有哪几种？答：电压互感器的误差吧包括电压误差（比值差）和相位误差（角差）。比值差fu是二次电压的测量值乘以额定变压比 Ku与一次电压数值差的百分数；相 位差u是22与5的相角差。5-10 什么是高压开关柜的“五防”？固定式开关柜和手车式开关柜各有 哪些优缺点？答：防止误跳、误合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带

51、电 挂接地线；防止带地线合闸；防止误入带电间隔。固定式开关柜具有价格低，部空间大，运行维护方便等优点，但体积较大； 手车式开关柜具有灵活性好、检修安全、供电可靠性高、安装紧凑和占地面积 小等优点，但价格较贵。5-11 对电气主接线的基本要什么？电气主接线有哪些基本形式？各有什 么优缺点？答：对电气主接线的基本要安全、可靠、灵活、经济。电气主接线的基本 形式有线路-变压器单元接线、单母线接线、单母线分段接线、单母线带旁路母 线接线、双母线接线、桥式接线等。线路-变压器单元接线的优点是接线简单，所用电气设备少，配电装置简单, 节约投资。缺点是该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所要全部停电， 供电可靠性都不高，只可供三级负荷。单母线接线的优点是接线简单、使用设备少、操作方便、投资少、便于扩 建。缺点是当母线及母线隔离开关故障或检修时，必须断开全部电源，造成整 个配电装置停电；当检修一回路的断路器时，该回路要停电。单母线分段接线既保留了单母线接线简单、经济、方便