电力工程基础_答案

1、令狐采学创作第一章令狐采学11什么是电力系统？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。12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主活的关系极为密 切。对电力系统的基本要求是：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。13我国规定

2、的三相交流电网额定压等级有哪些？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 kVs 0.38/0.22 kV 和 0.66/0.38kV；高压有 3 kV、6 kV、1() kV> 35 kV、6() kV、11() kV、220 kV> 33() kV、50() kV 和 750 kVo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

3、额定电压；变压器二次绕的额 定电压，当二次侧供电线路较长时，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咼5%o14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）。15什次叫小电流接地系统？什久叫大电流接地系统？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

4、（或经低电阻接地）的系统称为 大电流接地系统。在小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巧倍。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。16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

5、增加后，原有消弧线圈仍可继 续使用。17为什次我国规定110PV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？各有什次优点？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nokv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。18试确定图112所示供电系统中发电机和所有变压器的 额定电压。图112习题18

6、附图答：发电机G: l().5kV；变压器Tl: 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 kV19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。(G+35 心)5(70 + 35x16)x10350350= 18A<30A因此，不需要改为经消弧线圈接地。第二章21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

7、？答：电力负荷按对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。22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几是一个假想时间，在此时间 内，用户以年最大负荷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，心直越大，年负荷 曲线越陡；仏值越小。因此，仏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 化规律的一个参数，其

8、值愈大，说明负荷曲线愈平坦，负荷波 动愈小。23什么叫计算负荷？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， 计算负荷产主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。24什么叫暂载率？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P严2P,反；对于电焊机：是

9、指统一换算到“13%时的额定功率，其设 备合量 C = P" SN = Sn COS%25需要系数法和二项式系数法各有什次计算特点？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。26什次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 此时间内，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 负荷利用小时数人疵和负荷的功率因

10、数有关。27功率因数低的不良影响有哪些？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。28并联电容器的补偿方式有哪几种？各有什次优缺点？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

11、压集中补偿方式的投资较少，电容器组的利用率较高， 能够提高整个变电所的功率因数，但它的补偿范围小，只能补 偿6l（）kV母线以前的线路上的无功功率，不能补偿工业企业 内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范围最大，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。29某工厂车间380V线路上接有冷加工机床50台，共

12、200kW；吊车3台，共4.5kW （ = 15%）;通风机8台，每台3 kW；电焊变压器4台，每台22kVA（£ = 65%, cos洙=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。令狐采学创作令狐采学创作电力负荷计算表序号用电设备名称台数设备容虽/kWCOS0tan (p计算负荷铭牌值换算值P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1冷加工机床50200200060.51.733255.362吊车34.53.5050.51.730.5250.913通风机824240.80.80.7519.214.44电焊变Jk器48835.

13、470350.352.6812.433.235空压机155550.850.80.7546.7535.06小计66110.875138.96负荷总计< Kr =0.9 )99.8125.06160243.1210有一条380V低压干线，供电给3()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 10kWl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令狐采学创作令狐采学创作7K °电力负荷计算表（需要系数法）用电设备台设备容量计算负荷需称数/kWCOS0lan

14、76;P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A冷加工机床302000.160.51.7332553663.9497.15电力负荷计算表（二项式系数法）用电设备 需称设备 台数设备容量二项式 系数COS0tan>计算负荷n/xy/kWWb/cP30/kWQ30/k varS30/kVA130/A冷加工机 床30/520035.50.14/0.40.51.7342.273843212&1211有一条10kV高压线路供电给两台并列运行的S9- 800/10 （D,ynll接线）型电力变压器，高压线路采用LJ-70 铝绞线，水平等距离架设，线距为1叫长6km。变压器低压 侧的

15、计算负荷为9（）（）kW, cosp = 0.8, Tma = 5000 ho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损耗Qm)(2)= 3o(2)tan® = 900 x tan(arccos0.8) = 675 kvarS3O(2> = P.Oi2l /cos(p = 900/0.86 = 1125 kVA变压器的负荷率为："耗 = 0.7032x800查附录表A1可知，S980()/l()型(Dynll)变压器的技术 数据为：=1.4kW,= 7.5kW, /O% = 2.5 , Uk% = 5则两台变压器的功率损耗为

16、：APt = 2(化 + 0如)=2 x (1.4 + 0.703 2 x 7.5) = 10.2 kWQt = 2x 盖(/()% + 02匕 %)= 2X 罟(2.5 + 0.7032 x5) = 79.54 kvar由 Tm.iX = 5000 h 和cos0 = O.8查图 27 得：r = 3650ho 因此，两台 变压器的电能损耗为：=2(几 x8760 +2A/t) = 2x(1.4 x 8760 + 0.7032 x 7.5 x 3650) = 56xl0“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：均。=Eo + 外=900+10.2 = 910.2 kwa

17、。= + A(27 = 675 + 79.54 = 754.54 kvarS30(I> = a/910.22 +754.542 = 1182.28 kVAr30(1).28 = 68.26AVSxio查附录表A12可知，IJ70 铝绞线的 r.=0.46 Q/km,= 1.25 m 时x, = 0.358Q/km （实际±Sflv= 1.26m）,因此线路的功率损耗为：Pwl = 3/;0Rwl x IO'3 =3x68.262 x0.46x6x10-3 = 38.58 kWSQwl = 3/詁忆 x 103 = 3x68.26? x0.358 x6xl0-3 =30k

18、var线路的电能损耗为：吧=Pwlt = 38.58 x 3650 =1.41x 105kWh212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（）.9（）,试问需装设多少无 功补偿容量？如果用BW10.5401W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)需装设的BWF10.5401W型并联电容器容量及个 数Qc = 1200 x tan(arccos0.65) 一 tan(arccos0.9) = 822 kvarh = = = 20.55取 n = 21qc 40则实际补偿容量

19、为：=21x40 = 840 kvar(2)无功补偿前后视在负荷的变化补偿前：=尸和 tan (p = 1200 x tan(arccos0.65) = 1403 kvar= = 1846 kVAcos© 0.65补偿后：Si) = J用)+(©> - Qc)2 = V120°2 +(1403-840)2 = 1325.5 kVA补偿后视在负荷减少了： 530 -5；0 = 1846 -1325 .5 = 520.5 kVA213某降压变电所装有一台Y,yn()联结的S9800/10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

20、荷为43()kvar,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().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A1可知，S9800/10型(YynO)变压器的技术数 据为：= 1.4 kw, 屮=7.5 kw, /0% = 0.8 , Uk% = 4.5S30 =a/52O2 + 43O2 = 674.76 kVA则变压器的功率损耗为：APt =協+0网=14 + 0843 2 x7.5 = 6.73 kWAQt =丄(/()% + p2uk %)=(0.8 + 0.8432 X 4.5) = 32 k

21、varr 100 ° ", 100变压器高压侧的计算负荷为：小=匚(心)+存=520+673 =52673kW(230(1)= <230(2)+ Qt = 430 + 32 = 462 kvarS301I) = a/526.732 + 4622 = 700.6 kVA(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%*().9,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必=0.92 ,则低压侧需装设的补偿容量为：Qc = 520 x tan(arccos0.77)- tan(arccos0.92)J = 209.4kvar取 =210 k

22、var第三章31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。32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。导线的作用是传输电能；避雷线的作用是将雷电 流引入大地，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、导线与大地之间保持

23、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。33什次叫电压降落？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。34导线截面选择的基本原则是什久？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。35什次是“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，先按九"J氏求出经济 截面，然后选择与

24、九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。36有一条llOkV的双回架空线路，长度为l()()km,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兀型等效电路。解：= = = 0.21Q/knrl = 8.36nim21 A 150sav = 1.26 x 4 = 5.04m = 5040 mm对应的等效电路如右图所示。37某变电所装有一台S93150/35型的三相双绕组变压 器，额定电压为35/10.5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A2可知，S93150/35型变压器的技术数据为：

25、A)=3.8kW, SPk =24.3kW, Z0% = 0.7 , Uk% = 7对应的等效电路如右图所示。38某变电所装有一台SFSZ940000/110型、容量比为 1()()/1()()/1()()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ll()kV侧)。解：查附录表A4可知，SFSZ94()()()()/11()型变压器的技术 数据为：Si%i05,匕2-3 % = 65,匕3T % = 17.5，则 x _WU严叶 _ 10x10.75x1102 725° 71 5V40000'令狐采学创作X计性啦=空樂Uim (取()0)Sn4000039某l

26、()kV线路如图325所示，已知导线型号为LJ-50,线间几何均距为 IE A=250kW, P2 =400 kW, p3 =300 kW,全部用电设备的cos=0.8,试求该线路的电压损失。解：cos0=()8, tan = 0.751 1000mi 800m i1200mrt tnp2pl =250Qi = 250 x 0.75 = 187.5 kvar图325习题39附图令狐采学创作p2=4()() kW，q2 = 400 x 0.75 = 300 kvarp3=3()() kW, qy =300 x 0.75 = 225 kvar查附录表A12得：LJ50型铝导线的r, =0.MQ /

27、km , x, =0.3550/km,贝I0.64x 1870 + 0.355x 1402.5=169.47 V10对应的电压损失百分数为或"% =£ 门厶 + E /厶1UU N /=!r=l二 1.69%310 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3()°C,其他参数如图326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A-,=0.4Q/km,贝Ual =-xlOxlO3V = 5OOV= 0.4 X(600x4+ 300x9)= 2

28、04VI 一 4km 十 5km(800ti600)kVA(500+j300)kVA令狐采学创作图326习题310附图令狐采学创作匕=几 -AUr =500-204 =296 V选马95型铝绞线。(2)按发热条件进行校验：P = pl+p2 = 800 + 500 =1300 kWQ = Qi +q2 =血 + 獅=900 kvarS = Jp?+Q2 = J130()2+9002 =581kVA"盏T島"A查附录表A8和A10得，35°C时LJ95导线的允许载流量为/a/=0.88 x 325 = 286 A>91.3A,因此满足发热条件要求。(3)按机械

29、强度进行校验：查表32知，10PV架空铝绞线的最小截面为25 mm2<95mm2,故满足机械强度条件。311某110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55()()h,试按经济电流密度选择其LGJ型钢芯铝绞线的导线截面。解：线路的计算电流为由表33,查得./；f=0.9A/mmS因此，导线的经济截面为选LGJ120型钢芯铝绞线。第四章41什久叫短路？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

30、危害有：短路电流的热效应可使设备因 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。42什次叫标幺值？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，常取基准容量二100MVA,基准电 压用各级线路的平均额定电压，即5",则基准电流 ld=sj怎5,基准电抗Xd=U：Sd。43什次叫无限大容量系统？它有什么特征？答：

31、无限容量系统亦称无限大功率电源，是指系统的容量 为无限大，内阻抗为零。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。当电源内阻抗不超过短路回路总 阻抗的5%1()%时，就可以认为该电源是无限大功率电源。44什次叫短路冲击电流B、短路次暂态电流厂和短路稳 态电流人？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：短路冲击电流口是指在最严重短路情况下三相短路电 流的最大瞬时值；短路次暂态电流厂是指短路瞬间（20S）时 三相短路电流周期分量的有效值；短路稳态电流仁是指短路电 流非周期分量衰减完后的短

32、路全电流。在无限大容量系统中， 有口=、伍 K,/,和/"=人=/“。45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乂八X"暂 态过程中的比、X；和X；、X；。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42;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43。46什次叫复合序网？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点各

33、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。47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心“而发生三相短路的电流相 等，即这就是正序等效定则。x忆+ xf各种不对称故障时短路电流的绝对值为：0 “叫X附加电抗Xf和比例系数严可查教材表44o48什次叫短路电流的力效应？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

34、，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/maX > 或；母线满 足动稳定校的条件是6 < % ©49什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次意思？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T心仁仏；母线满足热稳定 的条件是乞皿2或A >九皿。假想时间仏是指用稳态短路电流人来代替实际短路电流 0 ,在该时间内产生的热量与实际短路电流J在短路时间内 产生的热量G相等。假想时间包括周期分量假想时间仏/和非 周期分量假想时间两部分，即

35、% = +4”诃。410某工厂变电所装有两台并列运行的S9800 (Y,ynO接 令狐采学创作令狐采学创作线）型变压器，其电源由地区变电站通过一条8km的10kV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10kV高压侧和380V低 压侧的三相短路电流人、几、g及三相短路容量吐。解：（1）取Sd=iooMVA, t/（/I=10.5kV, （/d2=0.4kV,贝lj_kA = 5.5kA , ld. = -2- = -kA = 144.3kAy/3Udl 73x10.5'73x0.4（2）计算各元件电抗标幺值系统Y_» _io

36、oA r Sg 500= 0.2线路心*泊。Wx器= 2.9变压器x，_Uk%Sd _ 4,5 x 1007100 SN 1000.8= 5.625令狐采学创作(3) kl 点短路：X =+ Xwz = 0.2 + 2.9 = 3.1X；2 = X； + X；亿 + ¥ = 0.2 + 2.9 += 5.91252 2411如图432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432习题411附图解： 取=iooMVA, Ud = Uav,则各元件电抗标幺值为线路变压器电抗器V00X；L=V = 0.4x50x = 0.1517100 S

37、n10.5 100x100 20=0.525y _Xl% » U 4 *1006 100 Snl U； "100 73x6x0.3(6.3丿= 1.164412在图433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Gl、G2容量均为 31.25MVA, x；=o.i3,发电机 G3 容量为 50MVA, x；=o.i25 ；变 压器Tl、T2每台容量为31.5MVA, t/,% = io.5,变压器T3容量 为50MVA, % = 10.5；线路WL的长度为50km,单位长度电 抗为0.4Q/km,电压为ll()kV级，试用运算曲线法计算l()kV 电

38、压级的k点发生短路时Os和0.2s时的短路电流。图433习题412附图解：(1)作等效电路取srf=iooMVA, ud = uav,则各元件电抗标幺值为发电机 Gl、G2X； =X； =0.13x7 = 0.41631.25变压器 Tl、T2X；=X； =0.105x2 = 0.333 丿丄丿发电机 G3 X； =0.125x = 0.25550变压器 T3X； =0.105x122 = 0.215线路WL1 ()()X；=0.4x50xii52 =0.151作等值电路如下图所示。(2)化简网络，求各电源到短路点的转移电抗将X；、X；、X；作Y-A变换得:因此，各发电机对短路点的转移电抗分别

39、为G1支路Xz = Xm =1.49G2支路X； =X； =0.416G3支路1.216(3) 求各电源的计算电抗(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Gl, X； =0.467,查附录表B1可得当 X； = 0.46 时I： = 2.302 , /(；2 = 1.95当 X； = 0.48 时= 2.203 , /(；2 = 1.879因此,当X； =0.467时，r=0s和f=0.2s时的短路电流电流周 期分量标幺值分别为同理，对汽轮发电机G2, x；2=o.13,查附录表Bl可得uos 和20.2S时的短路电流电流周期分量标幺值分别为对汽轮发电机G3,

40、 x；3 = 0.608 ,查附录表B1可得UOS和20.2S时的短路电流电流周期分量标幺值分别为(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Gl、G2 支路7. = -21 2> -kA=1.72kAV3xl0.5G3支路九严曲因此，/=OS和/=0.2s时的短路电流电流周期分量有名值分 别为413 已知某一不平衡的三相系统的匕=80/0。V ,UH =70Z135°V, 压。=85/75。V,试求其正序、负序及零序电解：414某l()kV母线三相水平平放，型号LMY60x8mm2,已 知/"=人=21 kA,母线跨距1000mm,相间距250mm,跨

41、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：仏="=2.5s查表46得，铝母线的热稳定系数C = 87A/nun2 ,因此最小 允许截面为母线的实际截面积A=60X8mm2 =480 mm2 > Amln,所以热稳定满足要求。（2）动稳定校验：/y/, =2.55x21kA= 53.55kA 由斗二弓£J2.79>2,故取I<-lob +li 60 + 8则母线受到的最大电动力为母线的弯曲力矩为：M = *詁=兰罟冬N m = 198.67N m母线的截面系数为：用=学=四字叫,48x10F

42、OO母线的计算应力为：叮等二聆LP"4.14x10®W 48x10铝母线排的最大允许应力 6产6.9xl（fPa>s，所以动稳定满足要求。第五章51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 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。52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

43、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。53倒闸操作的基本要求是什么？答：倒闸操作的基本要求是：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。54低压断路器有哪些功能？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。55熔断器的主要功能是什久？什次是“限流”式熔断 器？答：熔断器的主要功能

44、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。56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 所或其他建筑物内，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。57 Dynl 1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：Dynl 1

45、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；Dynl 1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；Dynl 1 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。58什久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）和相位误 差（角差）。电流误差A是二次电流的测量值乘以额定变流比 心与一次电流数值差的百分数；相位差是一“与人的相角差。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。59什次是电压互感器的误差？电压互感器的常用接线

46、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）。比值差人是二次电压的测量值乘以额定变压比 K “与一次电压数值差的百分数；相位差是一/与6的相角 差。510什么是高压开关柜的“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，内部空间大，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。511对电气主接线的基本要求是什次？电气主接线有哪些 基本形式？各有

47、什次优缺点？答：对电气主接线的基本要求是安全、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

48、等 优点，又在一定程度上提高了供电的可靠性。但仍不能克服某 一回路断路器检修时，该回路要长时间停电的显著缺点，同时 这种接线在一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线 上的所有回路都要长时间停电。单母线加旁路母线接线解决了出线断路器检修时的停电问 题，但其缺点是需要增加一组母线、专用的旁路断路器和旁路 隔离开关等设备，使配电装置复杂，投资增大，且隔离开关要 用来操作，增加了误操作的可能性。双母线接线具有以下优点：轮换检修母线而不致中断供 电；检修任一回路的母线隔离开关时仅使该回路停电；工 作母线发生故障时，经倒闸操作这一段停电时间后可迅速恢复 供电；检修任一回路断路器时，可用母联断路器来代

49、替，不 致于使该回路的供电长期中断。但双母线接线也存在以下缺点：在倒闸操作中隔离开关 作为操作电器使用，容易误操作；工作母线发生故障时会引 起整个配电装置短时停电；使用的隔离开关数目多，配电装 置结构复杂，占地面积较大，投资较高。桥形接线中四个回路只有三个断路器，投资小，接线简 单，供电的可靠性和灵活性较高，适用于向一、二类负荷供 电。512电气设备选择的一般原则是什么？如何校验电气设备 的动稳定和热稳定？答：电气设备选择的一般原则是：按正常工作条件选择额 定电流和额定电压，按短路情况进行校验动稳定校验和热稳 定。电气设备满足动稳定的条件是Lx 口或/喻 5 ；满足热 稳定的条件是川 llhm

50、a。513某10/0.4kV车间变电所，总计算负荷为980kVA,其 中一、二类负荷7()() kVA。试初步选择该车间变电所变压器的 台数和容量。解：因为有一、二类负荷，所以应选两台变压器。变压器容量应同时满足以下两个条件：ST « O.7SW = 0.7 x 980 = 686 kVA 且 ST > 5,011+11) = 700 kVA查附录表Al,选两台10/0.42、S9800 kVA的变压器。514某厂的有功计算负荷为3()()()kW,功率因数为0.92, 该厂6kV进线上拟安装一台SN1010型断路器，其主保护动作 时间为1.2s,断路器分闸时间为0.2s ,其

51、6kV母线上的 /,=/x=20kA,试选择该断路器的规格。解:= 313.8A_P紳_3000，V max 母* coscp 73x6x0.92查附录表A15,选择SNK)1011/1000型断路器，设备具体 参数及计算数据见下表。高压断路器选择表序号安装地点的电气条件所选设备的技术数据结论项目数据项目SN101011/10001%.丄 kV6(/jV/kV10合格2313.8/,、/A1000合格3/MVA218SQMVA300合格4口/kA51 kA80合格5u(kA2 .s)202 x 1.4(kA2 .s)31.52 x2合格515试选择图563中l（）kV馈线上的电流互感器。已知该

52、线路的最大工作电流为70A,线路上的短路电流为/严4.6 kA,继电保护动作时间为2 s,断路器分闸时间为0.2s,电流互感器二次回路采用2.5mm2的铜心塑料线，互感器与测量仪表相距4m. o3曾0fWh146L1-A46D1-W DSI图563习题54附图解：（1）准确度校验：查附录表 A25,电流互感器二次侧的负荷统计见 下表：电流互感器二次侧负荷统计仪表型式二次线圈负荷（VA）A相C相46L1A0.3546D1W0.60.6DSI().50.5令狐采学创作总计1.451由上表知，其最大负荷为1.45VAO取心“=（）.10,则满足准 确度等级的连接导线电阻为则连接导线（铜线）的截面为按

53、最小允许截面取1.5讪泊勺铜线。（2）动稳定校验：匚=2.55人=2.55 x4.6 = 511.73kA满足动稳定要求。（3）热稳定校验：thna = tk= tpr +tQF =2 + 0.2 = 2.2s满足热稳定要求。516某一降压变电所内装有两台双绕组变压器，该变电所 有两回35kV电源进线，6回10kV出线，低压侧拟采用单母线 分段接线，试画出当高压侧分别采用内桥接线、外桥接线和单 母线分段接线时，该变电所的电气主接线单线图。解：变电所的电气主接线单线图分别为：1 35kVVQF561在电力系统中继电保护的任务是什次？对继电保护的 基本要求是什久？答：继电保护装置的任务是：自动、迅

54、速、有选择地将故 障元件从电力系统中切除，使其损坏程度尽可能减小，并最大 限度地保证非故障部分迅速恢复正常运行；能对电气元件的不 正常运行状态做出反应，并根据运行维护的具体条件和设备的 承受能力，发出报誓信号、减负荷或延时跳闸。对继电保护的基本要求是：选择性、速动性、灵敏性和可 靠性。62什久是继电保护的接线系数？星形、不完全星形和两 相电流差接线方式的接线系数有何不同？答：在继电保护回路中，流入继电器中的电流与对应电流 互感器的二次电流的比值，称为接线系数。星形接线和不完全星形接线方式无论发生何种相间短路， 其接线系数都等于1,两相电流差接线在正常运行或三相短路 时的接线系数为蕭，A、C两相

55、短路时的接线系数为2, A、B 或B、C两相短路时的接线系数为1。63什次叫过电流继电器的动作电流、返回电流和返回系 数？答：能使电流继电器产生动作的最小电流，称为继电器的 动作电流；能使电流继电器返回到原始位置的最大电流，称为 继电器的返回电流；同一继电器的返回电流与动作电流的比 值，称为电流继电器的返回系数。64过电流保护装置的动作电流和动作时间应如何整定？ 如何提高过电流保护的灵敏度？答：过电流保护装置的动作电流必须满足以下两个条件： 保护装置的动作电流必须躲过线路上的最大负荷电流；保护装 置在外部故障切除后应可靠返回到原始位置。当过电流保护的灵敏度不满足要求时，可采用低电压闭锁 的过电

56、流保护来提高其灵敏度。65什次叫三段式电流保护？各段的保护范围和动作时限 是如何进行配合的？答：由无时限电流速断保护（称作第I段）、带时限电流 速断保护（称作第II段）和定时限过电流保护（称作第HI段） 配合构成整套保护，称为三段式过电流保护。第I段只能保护本线路（WL1）的一部分，保护范围为X, 动作时间彳为继电器的固有动作时间；第II段不仅能保护本线 路（WL1）的全长，而且向下一级相邻线路（WL2）延伸了一 段，保护范围为屮，动作时限与下级线路I段保护配合，即 屮=百+卜；第III段不仅能保护本线路（WL1）和相邻线路 （WL2）的全长，而且延伸到再下一级线路（WL3） 部分， 保护范围为泸，动作时限按阶梯原则整定，即