供配电第二版思考题与习题解答提示

1、莫岳平、翁双安编著供配电工程第 2 版思考题与习题解答提示目录第一章 思考题与习题.1.第二章 思考题与习题.5.第三章 思考题与习题.1.0.第四章 思考题与习题.1.5.第五章 思考题与习题.2.1.第六章 思考题与习题.2.7.第七章 思考题与习题.3.0.第八章 思考题与习题.3.3.第九章 思考题与习题.3.6.第十章 思考题与习题.3.9.第一章思考题与习题1-1 火力发电站、水电站及核电站的电力生产和能量转换过程有何异同？解答提示：参见本章第一节一、电力系统的构成。1-2 电力系统由哪几部分组成？各部分有何作用？电力系统的运行有哪些特点与要求？解答提示：参见本章第一节一、电力系统

2、的构成；二、电力系统运行的特点与要求。1-3 简述确定用户供配电系统电压等级的原则。为什么说在负荷密度较高的地区，20kV 电压等级的技术经济指标比 10kV 电压等级高？解答提示：参见本章第二节 二、电力系统各级标称电压的适用范围。与传统的10kV 配电网相比，20kV 配电网电压供电容量提高 1 倍，线路电压损失则下降 50%;而输送同等功率时，线路能耗下降75%，线路电压损失下降75%。在负荷密度高的地区，由于 20kV 供电半径增大，可减少 110kV 变电站数量，而设备及线路绝缘成本增加不多，总体建设投资减少。1-4 电力系统中性点接地方式主要有哪几种？试分析当系统发生单相接地时在接

3、地电流、非故障相电压、设备 绝缘要求、向异相接地故障发展的可能性、接地故障的继电保护、接地故障时的供电中断情况等方面的特点？解答提示：参见本章第三节。各系统发生单相接地时的特点比较见下表：项目不接地系统直接接地系统低电阻接地系统消弧线圈接地系统接地电流小（对地电容电流）最大（接近三相短路电流）中等(100A1000A)最小（残流）非故障相电压大, = Un（线电压）最小，80% un=80%100% Un大=U 大，n设备绝缘要求最高，全绝缘最低，可采用分级绝缘比不接地系统低高，全绝缘向异相接地故障发展的可能性最大最小小中接地故障的继电保护需要专门技术，不够可靠简单可靠简单可靠需要专门技术，通

4、常只作用于信号接地故障时的供电中断情况在能够自然熄弧时，不需跳闸立即跳闸立即跳闸自然熄弧，但永久故障仍需跳闸1-5 什么是低压配电 TN 系统、TT 系统和 IT 系统？各有什么特点？各适用于什么场合?解答提示：参见本章第三节五、低压配电系统导体的配置与系统接地。1-6 如何区别 TN-S 和 TN-C-S 系统？为什么当电源采用 TN 系统时，从建筑物总配电箱起供电给本建筑物内的 配电线路应采用TN-S 系统？解答提示： 参见本章第三节 图 1-10。当电源采用 TN 系统时，建筑物内必须采用 TN-S 系统，这是由于正常的 负荷电流只应沿中性导体 N 流回，不应使有的负荷电流沿 PE 导体

5、或与 PE 导体有连接的导体流回，否则，这些电流 会干扰正常运行的用电设备。1-7 为什么采用 TN-C-S 系统时，当 PE 导体与 N 导体从某点分开后不应再合并，且 N 导体不应再接地？ 解答提示： 参见本章第三节 图 1-10。当 PE 导体与 N 导体从某点分开后，若再合并或 N 导体再接地，则导致 PE 导体或接地导体中出现正常负荷电流的分流，引起电磁干扰、剩余电流保护器误动作等。1-8 电力负荷分级的依据是什么？各级电力负荷对供电有何要求？解答提示： 参见本章第四节 二、用电负荷分级及供电要求。1-9 常用应急电源有几种？各适用于什么性质的重要负荷？解答提示： 参见本章第四节 二

6、、用电负荷分级及供电要求。1-10 应急电源与备用电源有什么不同？为什么GB 500522009 规定备用电源的负荷严禁接入应急供电系统？解答提示： 参见本章第四节 二、用电负荷分级及供电要求。备用电源与应急电源是两个完全不同用途的电源。 应急电源又称安全设施电源，是为了人体和家畜的健康和安全，以及避免对环境或其他设备造成损失的电源。从保 证安全角度考虑，备用电源的负荷严禁接入应急供电系统。1-11 什么是分布式电源？与一般中小型燃煤电厂有何区别？解答提示： 参见本章第五节。1-12 简述光伏电源系统的关键技术及其在我国的应用情况。解答提示： 参见本章第五节 二、太阳能光伏电源系统的应用。上网

7、了解光伏电源系统在我国的应用情况。1-13 试确定图 1-17 所示电力系统中各变压器一、二次绕组的额定电压。图 1-17 习题 1-13 图解答提示：参见本章第二节 一、标准电压。T1 10.5 kV/121kV , T2 10.5 kV/0.4kV , T3 110 kV/10.5kV , T410kV/0.4kV。1-14 试确定图 1-13 所示大型用户供配电系统中总降压变压器和配电变压器一、二次侧的额定电压。解答提示：总降压变压器 35110kV/6.310.5 kV,配电变压器 610 kV/0.4 kV。1-15 某 110/10kV 变电站 10kV 系统中性点不接地，现进行

8、10kV 电网改造，规划建设钢筋混凝土杆塔的架空线 路（无避雷线）总长度约 20km、电缆线路总长度约 20km，试估算该系统在线路发生单相接地故障时的接地电容电流， 并判断其中性点是否需要改为谐振接地方式。设变电站 10kV 电气装置增加的接地电容电流值约为线路计算值的16%。解答提示：参见本章第三节一、中性点不接地系统。根据公式（1-2），线路的接地电容电流约为IC110kV 2.7 10-320km 0.1 20km =20.54A，整个系统的接地电容电流值约为 I =20.54A（1+16%）=23.83A，大于 10A。依据 GB/ T50064 2014 规定，应采用中性点谐振接地

9、方式。1-16 当上题 110/10kV 变电站 10kV 系统采用谐振接地方式时，试确定消弧线圈容量。若再考虑变电站用电100kVA，则需要装设的连接消弧线圈的专用接地变压器（兼作站用变压器）的容量是多少？解答提示：参见本章第三节 二、中性点谐振接地系统。根据公式（1-5），消弧线圈的补偿容量为Qr1.35 23.83A 10kV .3=185.74kVA。再考虑变电站用电 100kVA，则需要装设的专用接地变压器容量取为315kVA。1-17 某城市 110/20kV 变电站 20kV 系统全部由电缆线路构成，中性点采用低电阻接地方式，接地电阻为20 欧。试计算该 20kV 电网的单相接地

10、电流和接地电阻器消耗的功率是多少？解答提示：参见本章第三节三、中性点电阻接地系统。根据公式（1-8），该 20kV 电网的单相接地电流为I 10kV 10V=577 37A 根据公式（1-10 ）和公式（1-6 ）,接地电阻器消耗的功率为d.3 20，P 1.0510k3577.37A=3500.22kW。第二章 思考题与习题2-1 用电设备按工作制分哪几类？各有何工作特点？如何确定设备功率？解答提示：参见本章第一节二、用电设备工作制及设备功率的计算。2-2 什么是负载持续率？为什么断续周期工作制设备功率与负载持续率有关？解答提示：参见本章第一节二、用电设备工作制及设备功率的计算。2-3 什么

11、是计算负荷？确定计算负荷的有关系数有哪些？解答提示：参见本章第一节 一、计算负荷概念和四、确定计算负荷的系数。2-4 试比较需要系数法、利用系数法和单位指标法的算法基础、特点、步骤、精度及适用场合。解答提示：参见本章第二节。需要系数法精度一般、用电设备台数少时误差较大；利用系数法精度高；单位指标法靠定性分析难以提高计算精度。2-5 什么是尖峰电流？尖峰电流与计算电流同为最大负荷电流，各在性质上和用途上有哪些区别？解答提示：参见本章第一节和第四节。2-6 在供配电系统中，无功功率补偿的方式有哪几种？各种补偿方式有何特点？解答提示：参见本章第五节四、无功补偿装置的装设位置。2-7 通过哪些技术措施

12、可降低供配电系统的电能损耗？解答提示：参见本章第七节三、电能节约的技术措施。2-8 某设备机房共有 11 台 380V 的水泵，其中 2 台 7.5kW、3 台 5kW、6 台 15kW，试求该水泵设备组的计算负 荷 Pc、Qc、Sc和 Ico解答提示：参见例题 2-1，采用需要系数法。查附录表1,取 Kd= 0.75 cos = 0.8 tan= 0.75。计算可得120kW, Pc=90 kW, Qc= 67.5kvar, Sc= 112.5kVA, Ic= 170.93kVA2-9 某高校实训车间 380V 线路上，接有小批生产的金属冷加工机床40 台共 100kW，通风机 5 台共 7

13、.5 kW,电阻炉 5 台共 8 kW,试用需要系数法确定该车间配电线路的计算负荷Pc、Qc、SC和 Ic解答提示：参见例题 2-2,计算结果见下表：序号用电设备名称台数设备功率已/kWKdcostan计算负荷Pc/ kWQc/kvarSc/kVAIc/A1冷加工机床401000.160.51.731627.72通风机57.50.80.80.564.53电阻炉580.70.980.202.61.1小计24.633.3合计 取Kp=0.95;Kq=0.9726.232.341.663.22-10 有一生产车间，拥有大批生产的金属冷加工机床电动机52 台，共 200kW;桥式起重机 4 台，共 2

14、0.4kW （=15%）;通风机 10 台，共 15kW;点焊机 12 台，共 42.0kW（=65%）。车间采用 220/380V 三相四线制供电。试用 需要系数法确定该车间的计算负荷Pc、Qc、S 和 Ic。解答提示：参见例题 2-2,计算结果见下表:序号用电设备名称台数设备功率已/ kWKdcostan计算负荷Pc/ kWQ /kvarcSc/ kVAI /Ac1冷加工机床电动机522000.160.51.7332.055.42桥式起重机420.4 ( 15%)15.8 (25%)0.150.51.732.44.13通风机10150.80.80.7512.09.04点焊机1242 (65

15、%)33.86( 100%)0.350.601.3311.915.8小计58.284.3合计 取Kp=0.92；Kq=0.9553.680.196.4146.52-11 某公寓楼 200 户，每户设备功率按 6kW 计，另有公共照明 20kW，会所中央空调 40kWX3 套（通常用 2 套，最热月可能用3 套），生活水泵 20kWX3 台（其中 1 台备用），电梯 10kWX2 套。试用需要系数法确定该公寓楼的计算负荷 Pc、Qc、Sc和|c。解答提示：参见例题 2-3，备用设备功率不应计入。计算结果见下表:序用电设备台数设备功率Kdcostan计算负荷号名称Pe/ kW巳/ kWQ/kvar

16、Sc/kVAIc/A1居民用电20012000.450.90.48540.0261.52公共照明2010.90.4820.09.73会所中央空调31200.70.80.7584.063.04生活水泵2400.80.80.7532.024.0容量？并选择电容器组数及每组容量。无功补偿前与无功补偿后变电所高压侧的计算负荷Pc、Qc、S 和 Ic各为多少?5电梯2200.50.61.3310.013.3小计1400686.0371.6合计 取Kp=0.90； Kq=0.930.44617.4345.5707.51075.42-12 两组用电设备均为一般工作制小批量生产金属切削机床，总额定功率均为18

17、0kW第一组单台容量相同,每台为 4.5kW;第二组为 30kWX4台，20kWX冶，10kWX2台，5kWX4台。试用利用系数法分别求这两组用电设 备的计算负荷 Pc、Qc、Sc和 lc。并分析两组用电设备总额定功率相同而计算负荷不同的原因。解答提示：参见例题 2-4,计算结果比较见下表:序号用电设备名称设备功率Pe/kWKutanRvQavneqKm计算负荷巳/ kWQ/kvarSc/ kVAIc/A1第一组设备1800.121.7321.637.37401.4531.354.262.695.12第二组设备1800.121.7321.637.377.52.6457.098.7114.017

18、3.2第二组用电设备计算负荷较大，是因为台数少而各台设备功率相差悬殊所导致。2-13 现有 9 台单相电烤箱，其中 1kWX4 台，1.5kWX3 台，2kWX2 台。试合理分配上述各电烤箱于220/380V的线路上，并计算其等效三相计算负荷Pc、Qc、S 和 lc。解答提示：单相设备接在三相线路中，应尽可能地均衡分配，使三相负荷尽可能地平衡。最大负荷相所接的单相设备功率为 4.5 kW,根据公式（2-26），其等效三相设备功率为13.5 kW。查附录表 1 得 Kd0.7，cos 0.98，tan0.20，因此，根据公式（2-12公式（2-15），Pc=9.45kW、Qc=1.89kvar、

19、S=9.64kVA、Ic=14.65A。2-14 某 6 层住宅楼有 4 个单元，每单元有 12 户，每户设备功率按 8kW 计。每户采用单相配电，每单元采用三 相配电。试用需要系数法计算各户、各单元及整栋楼的计算负荷Pc、Qc、S 和 lc。解答提示：由于负荷性质单一，均可根据公式（2-12）公式（2-15）计算，查附录表 4 得 Kd值，cos 0.9。计算结果见下表：序用电设备配电设备功率KdCOStan计算负荷号名称相数Pe/ kWFc/ kWQ/kvarSc/kVAIc/A1每户1810.90.488.03.98.940.52每单元3960.950.90.4891.244.2101.

20、3154.03整栋楼33840.550.90.48211.2102.3234.7356.72-15 某用户拟建一座10/0.38kV 变电所，装设一台变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为750kW，无功计算负荷为 720kvar。为了使变电所高压侧功率因数不低于0.9,如果在低压侧装设并联电容器补偿时，需装设多少补偿解答提示：参见例题 2-5,计算结果见下表:计算点计算负荷P/kWQc/kvarS/kVAIc/Acos 无功功率补偿前变电所低压侧计算负荷750.0720.01039.71580.30.72配电变压器功率损耗10.452.0变电所高压侧计算负荷760.4772.01083.66

21、2.50.70低压集中补偿容量 Qc/kvarQr.C= 750X( tan arccos0.72- tan arccos0.92 = 403.5实际取 20 组X20 kvar= 400 kvar400无功功率补偿后变电所低压侧计算负荷750.0320.0815.41239.40.92配电变压器功率损耗8.240.8变电所高压侧计算负荷758.2360.8839.648.40.902-16 某 35/10kV 总降压变电所， 10kV 母线上接有下列负荷： 1#车间配电变电所 1700kW+ j800kvar； 2#车间配 电变电所 1840kW+ j900kvar； 3#车间配电变电所 1

22、560kW+ j760kvar； 4#车间配电变电所 1760kW+ j840kvar。5#空压机 房有 4 台 10kV 空气压缩机共1000kW （Kd=o.75, cos =0.80）。10kV 母线侧安装的无功补偿装置容量为 1200 kvar。 试计算该总降压变电所 35kV 侧的计算负荷 Pc、Qc、Sc和 lc。解答提示：参见本章第六节，计算结果见下表:序号用电设备名称设备功率P /kWeKdcos计算负荷Pc/ kWQ /kvarcSc/ kVAIc/A11#车间配电变电所0.9017008001878.8108.522#车间配电变电所0.9018409002048.3118.

23、333#车间配电变电所0.9015607601735.3100.244#车间配电变电所0.9017608401950.2112.655#空压机房10000.750.80750562.5937.554.1小计7610.03862.5合计取Kp=0.85； Kq=0.930.876468.53592.17399.0427.2无功功率补偿1200总降压变电所 35kV 侧0.946468.52392.16896.6398.22-17 已知题 2-15 中变电所的变压器型号为S11-1000/10,Dyn11 联结。变压器技术数据见附录表14。若该变电所年最大负荷利用小时数 Tmax= 5000h，试

24、求该变压器在无功补偿前后的年有功电能损耗。解答提示：根据公式（2-40）和公式（2-53）,计算结果见下表：计算点变压器功率损耗S.T=1000kVAS/kVAcAf/kWcosTmaxThW/kWhP0/ kWPk/kW补偿前1.1510.31039.71.0412.290.725000370051294补偿后1.1510.3815.40.827.990.9250003400336212-18 某变电所有两台 Dyn11 联结的 SCB10-1000/10 型变压器并列运行，而目前变电所负荷只有800kVA。问是采用一台变压器运行还是两台运行较为经济合理？（取Kq= 0.04）解答提示：根据

25、公式（2-41）、公式（2-42）和公式（2-56）,变电所负荷稳定，KT=1。计算结果见下表:变压器功率损耗Sr.T=1000kVAQ0/ kvarQk/ kvarKTKqScr/kVASc/kVAP0/kWPk/ kW1。5%1.778.130.96.096010.04633800当实际负荷大于临界负荷，采用两台变压器运行较为经济合理第三章 思考题与习题3-1 什么是供配电系统的一次接线？对一次接线有何基本要求？怎样绘制一次接线图？解答提示： 参见本章第一节。3-2 电力变压器按绝缘及冷却方式分有哪几种型式？高层主体建筑内变电所应选用哪种型式变压器？解答提示： 参见本章第二节 一、电力变压

26、器的型式选择。高层主体建筑内变电所应选用不燃（如干式、SF6气体绝缘）变压器或难燃型液浸式变压器。3-3 10/0.4kV 配电变压器有哪两种常见联接组别？在 TN 及 TT 系统接地型式的低压电网中， 宜选用哪种联接组 别的配电变压器？为什么？解答提示：参见本章第二节 一、电力变压器的型式选择。在 TN 及 TT 系统接地型式的电网中，应选用 Dyn11 联 结组变压器。3-4 变电所中主变压器的台数如何选择？容量如何确定？解答提示： 参见本章第二节 二、电力变压器的台数与容量选择。3-5 变压器过负荷运行对变压器的寿命有何影响？其过负荷能力与哪些因素有关？解答提示： 参见本章第二节 三、电

27、力变压器的过负荷运行。正常过负荷不影响变压器的绝缘寿命，事故过负荷 会牺牲变压器绝缘的部分“正常寿命” 。变压器过负荷能力与其绕组热点温度与绝缘材料接触的金属部件温度、顶层 油温等有关。3-6 电器在供配电系统中的作用是什么？供配电系统对电器有哪些要求？表征这些要求的参数是什么？ 电器在供配电系统中的作用是什么？供配电系统对电器有哪些要求？表征这些要求的参数是什么？解答提示： 参见本章第三节 一、电器的有关知识。3-7 电弧对电器的安全运行有哪些影响？开关电器中有哪些常用的灭弧方法？其中最常用最基本的灭弧方法是 什么？解答提示： 参见本章第三节 一、电器的有关知识。最常用最基本的灭弧方法是迅速

28、拉长和冷却电弧。3-8 高压断路器有何功能？常用灭弧介质有哪些？解答提示： 参见本章第三节 二、高压电器。3-9 熔断器的主要功能是什么？熔体熔断大致可分为哪些阶段？解答提示： 参见本章第三节 二、高压电器。3-10 高压隔离开关有何功能？它为什么可用来隔离电源保证安全检修？它为什么不能带负荷操作？解答提示： 参见本章第三节 二、高压电器。3-11 高压负荷开关有何功能？它可装设什么保护装置？在什么情况下可自动跳闸？在采用负荷开关的高压电路中，采取什么措施来作短路保护？解答提示： 参见本章第三节 二、高压电器。在采用负荷开关的高压电路中，采取熔断器来作短路保护。3-12 高压负荷开关限流熔断器

29、组合电器与断路器相比，为什么比较适合用在环网供电单元和箱式变电站？解答提示： 高压负荷开关熔断器组合电器结构简单，造价低；保护特性好。3-13 电流互感器和电压互感器具有何功能？各有何结构特点？解答提示： 参见本章第三节 三、互感器。3-14 低压断路器有何功能？配电用低压断路器按结构型式分有哪两大类？各有何结构特点？解答提示： 参见本章第三节 四、低压电器。3-15 低压自动转换开关电器有何功能？解答提示： 参见本章第三节 四、低压电器。3-16 变配电所电气主接线有哪些基本形式？各有什么优缺点？各适用于什么场合？解答提示： 参见本章第四节 一、电气主接线的基本形式。3-17 在进行变配电所

30、电气主接线设计时一般应遵循哪些原则和步骤?解答提示：参见本章第四节 二、变配电所电气主接线示例3-18 某用户 35kV 总降压变电所安装两台35/10.5kV 主变压器，采用两回35kV 电源线路同时供电，该变电所可能采用的电气主接线的基本形式有哪些？并从可靠性、灵活性和经济性等方面进行比较。解 答 提 示 ： 拟 用 的 主 接 线 形 式 有 分 段 单 母 线 接 线 、 双 回 线 变 组 单 元 接 线 和 内 桥 式 接 线 。 其 特 点 比 较 见 下 表 :电气主接线基本形式电气主接线图可靠性灵活性经济性分段单母线接线参见图 3-3（改为 2 路出线）可靠性高运行方式灵活，

31、便于扩展需要 5 台 35kV 断路器，投资较大双回线变组单元接线参见图 3-6可靠性不如分段单母线线路变压器组合运行，不够灵活只需 2 台 35kV 断路器，投资最省内桥式接线参见图 3-7a）可靠性较线变组接线有所提高灵活性比线变组接线 好，但变压器操作较 复杂。只需 3 台 35kV 断路器，投资比分段单母 线省3-19 解答提示：断路器、互感器、熔断器、隔离手车作用参见本章第三节。带电显示器：指示高压电源状态、闭锁开关柜电缆室检修门，各功能单元的避雷器：过电压保护，变压器保护单元的接地开关：将变压器回路接地, 以便安全检修。3-20 高低压配电网接线形式有哪些？为提高供电可靠性可采取什

32、么措施?解答提示：参见本章第五节。3-21 在进行高压（低压）配电网接线设计时，为什么要力求简单可靠、配电层次不宜超过两级（三级）？解答提示：参见 GB50052 -2009供配电系统设计规范 4.0.6 条文说明。如果供配电系统接线复杂，配电层次过多，不仅管理不便、操作频繁，而且由于串联元件过多，导致可靠性下降；配电级数过多，继电保护整定时限的级数也随之增多，难以保证选择性。3-22 变电所所址选择应考虑哪些条件？变电所靠近负荷中心有什么好处?解答提示：参见本章第六节一、变配电所的所址与型式置。3-23 变电所所址选择应考虑哪些条件？变电所靠近负荷中心有什么好处?解答提示：参见本章第六节二、

33、变配电所的布置。室内变电所的每台油量为 100kg 及以上的三相油浸式变压器, 应设在单独的变压器室内。而干式电力变压器只要具有不低于 IP2X 的防护外壳，就可和高低压配电装置布置在同一 配电室内。3-24 预装式变电站和组合式变压器各有何特点？为什么其结构比较适合单台变压器容量不大的场合？解答提示： 参见本章第六节 三、预装式变电站。由于预装式变电站受空间限制散热条件较差，单台变压器容量 不宜大于 800kVA 。3-25 供配电方案的技术经济指标有哪些？应如何对配电变压器进行能效技术经济评价？解答提示： 参见本章第七节。3-26 某高层建筑拟建造一座 10/0.38kV 变电所，所址设在

34、地下一层。已知总计算负荷为 1200kVA ，其中一、二级负荷 400kVA , cos = 0.92。试初选配电变压器的型式、台数和容量。解答提示： 参见例题 3-1。选择 2 台 SCB10-800/10 5%/0.4kV ， Dyn11， IP2X。3-27 某工厂拟建造一座 10/0.38kV 变电所，已知总计算负荷为2100kVA, cos= 0.8,均为三级负荷，由地区变电所采用一回 10kV 线路供电。试选择配电变压器并设计出该变电所电气主接线图。解答提示： 解答提示：参见例题 3-1。选择 2 台 SCB10-1250/10 5%/0.4kV ， Dyn11， IP2X 。变电

35、所电气主接线图如图 3-9 所示。3-28 对题 3-26 所述的变电所，由公用电网采用双回路电源同时供电，变压器高压侧采用双回线路变压器组单元接线，低压侧采用分段单母线接线，高压配电装置采用箱式 SF6负荷开关柜。试绘制出该变电所高压电气主接线图。解答提示：变压器高压侧电气主接线图一回线变组单元参照图3-8a），另一回线变组单元与图3-8a）镜像对称;变压器低压侧电气主接线图参照图3-9b）。3-29 对题 3-26 所述的变电所，由公用电网采用双回路电源同时供电，每路电源均可全容量备用，高压配电装 置采用中置式真空断路器开关柜。试设计出该变电所高压电气主接线图。解答提示：高压侧电气主接线采

36、用分段单母线接线，以图3-9a ） 为基础设计为双回路电源进线， 增加母线分段 隔离单元。 每段 10kV母线高压出线 1 回至 2 台变压器3-30 某用户 20kV 变电所安装有 4 台配电变压器、由公用电网采用双回路电源供电，主供电源 负荷，主供电源 2 容量只供一半负荷（重要负荷） 。要求母线电压互感器为独立单元，不与进线隔离单元组合。试设 计出该变电所高压电气主接线图。解答提示： 高压侧电气主接线采用分段单母线接线，参照图3-10。每段 10kV 母线高压出线 2 回至 4 台变压器。主供电源 2 进线断路器与分段断路器“二合一”联锁3-31 某用户拟建一座 20kV 配电所，为独立

37、式结构。配电所进线 2 回、馈线 10 回，有一、二级负荷，采用分段单母线接线。要求高压开关柜按进线1 隔离、电能计量、进线开关、电压测量、所用变1、馈线 15、母线分段、母线隔离、馈线 610、所用变 2、电压测量、进线开关、电能计量、进线2 隔离等功能单元排列组合。试绘制出该 配电所高压电气主接线图。解答提示： 电气主接线采用分段单母线接线，参照图3-32 某用户拟建一座 35kV 总降压变电所，安装有 电源均可全容量备用。拟采用内桥式接线，所用变设置在 缆进线。试绘制出该变电所 35kV 侧电气主接线图。解答提示： 变电所 35kV 侧电气主接线参照图 3-10 设计。 每段 35kV

38、母线高压出线 1 回至 2 台变压器， 出线采用 隔离手车，不设置断路器。1 容量可供全部3-10。所用变 1/2 电气主接线参照图 3-1 1 b）AK20 单元2 台主变压器。由公用电网采用双回路电源同时供电， 每路10kV 侧。 35kV 配电装置采用移开式金属封闭开关柜、电第四章 思考题与习题4-1 短路产生的原因和后果有哪些？解答提示：参见本章第一节 一、短路的基本概念。4-2 短路的类型有哪些？各有什么特点？解答提示：参见本章第一节 一、短路的基本概念。4-3 短路电流计算的目的是什么？降低短路电流的措施有哪些？解答提示： 参见本章第一节 三、计算短路电流的目的。对终端变电所，降低

39、短路电流的措施有：变压器分列运行；采用高阻抗变压器；在变压器回路中装设限流电抗器；采用小容量变压器。4-4 什么样的系统可认为是无限大容量电源供配电系统？ 突然短路时，系统中的短路电流将如何变化？解答提示：参见本章第一节 二、供配电系统短路过程的分析。4-5 短路电流非周期分量是如何产生的？其初始值与什么物理量有关？为什么低压系统的短路非周期分量较高 压系统的短路非周期分量衰减快？解答提示： 参见本章第一节 二、供配电系统短路过程的分析。短路非周期分量衰减快慢取决于短路电路的时间 常数。4-6 采用标么制法与有名单位制法计算短路电流各有什么特点？各适用于什么场合？解答提示： 参见本章第二节第三

40、节。采用标幺制易于比较供配电系统各元件的特性及参数，能够简化计算公式， 能在一定程度上简化计算工作。4-7 在无限大容量电源或远离发动机端的供配电系统中，两相短路电流和单相短路电流各与三相短路电流有什 么关系？解答提示：参见本章第二节 四、两相短路电流的计算。4-8 为什么 Dyn11 联结变压器低压侧的单相对地短路电流要比同等容量的短路电流大得多？解答提示：参见本章第三节 三、单相短路（包括单相对地短路）电流的计算。Yyn0 联结变压器低压侧的单相对地4-9 低压配电系统中的保护接地导体通常合并到与带电导体同一布线系统中，若单独设置则应靠近它们敷设这是为什么？（解答提示：从两者距离远近对单相

41、对地短路电流大小的影响来分析）解答提示：参见公式（ 4-30）。单相对地短路电流大小与配电线路相保护导体电抗有关。保护接地导体与带电导体相距较远时，配电线路相保护导体电抗增大，导致单相对地短路电流减小，降低了接地故障保护电器的动作 灵敏性。4-10 什么是短路电流的电动力效应和热效应？如何校验一般电器的动、 热稳定性？确定短路电流热效应的计算 时间怎么取值？解答提示：参见本章第四节。4-11 电流互感器常用接线方式有哪几种？各用于什么场合？解答提示：参见本章第六节 一、电流互感器的选择。4-12 为什么说电流互感器二次额定电流若选用1A，相对于 5A 可以降低二次线路损耗，增加传输距离?解答提

42、示：参见公式（4-48）,减小I2r，就降低了二次线路损耗，或可以增加传输距离。4-13 接成 Yynd 的电压互感器应用于什么场合？ 在已有测量、保护二次级基础上，若要增加计量二次级，则 电压互感器的接法为哪一种?解答提示： 参见本章第六节 二、电压互感器的选择。若要增加计量二次级，则应采用四绕组电压互感器，接成 Yynynd 接线。4-14 什么叫选择型低压断路器和非选择型低压断路器?解答提示：参见本章第七节 二、低压保护电器的初步选择。4-15 试分析同一变电所内两台变压器低压进线开关与母线联络开关是否为电气维修安全而装用四极开关?解答提示： 参见本章第七节 三、四极开关的应用。 同一变

43、电所内两台变压器中性点采用一点接地 （参见图 4-20）， 即可避免两台变压器 PEN 导体出现并联关系产生杂散电流，同时，变电所采用等电位联结，故没有必要为防止杂散联运行和分列运行两种情况下低压380V 母线上 k-2 点三相短路时的三相短路电流和短路容量。电流或电气维修安全而装用四极开关4-16 某民用用户供配电系统如图4-21 所示。己知电力系统出口处的三相短路容量在系统最大运行方式下为S3=200MVA，试求用户高压配电所 10kV 母线上 k-1 点短路时和配电变电所变压器高压侧k-2 点短路时、低压母线 k-3点短路时的三相短路电流和两相短路电流，并列岀短路计算表。k-1图 4-2

44、1 习题 4-16 图解答提示：参见例题 4-1,计算结果见下表:序号电路元件短路计算点技术参数电抗标幺值X三相短路电流/kA三相短路容量S；3/MVASd=100MVAIk3Ib3Ik3ip31电力系统S；3=200MVA0.50200210kV电力线路 1x=0.10Q/kml=3 km0.2731 + 2k-1Un仁 10kVId1=5.5 kA0.777.127.127.1218.17129.56410kV电力线路 2x=0.10Q/kml=1.0 km0.0953+ 4k-2Un1=10kVId1=5.5 kA0.866.376.376.3716.25115.906配电变压器S.T=

45、800kVAUk%=67.5075+ 6k-3Un2=0.38kVId2=144.34 kA8.3617.2617.2617.2639.0111.964-17 某工业用户供配电系统如图4-22 所示。己知电力系统变电所高压馈电线出口处在系统最大运行方式下的三相对称短路容量为 Sirti=200MV A/t=28. 9kA图 5-28 习题 5-22 图解答提示：参见例题 5-2,整定计算结果见下表:保护名称整定项目整定计算公式微机保护整定值定时限过电流保护动作电流Krel1.21000kVAlopiL.max-1.4-3.4ApKreKi0.95 307310kV动作电流整定为 3.4A灵敏系

46、数KI2k2.min2 0.866 27.9kA109 1 5sKJ厂10，opJ3 () 30 3.4A0.4合格动作时限J 0.5s动作时间整定为 0.5s电流速断保护动作电流IqbK/.max兰0428.9kA=50.1AqKi30 10动作电流整定为 50.1A灵敏系数150MVA0.866p：-、夕11k2.minV310.5kV鼻 c /厂Ks4.81.5合格变压器低压母线发生三相短路时，高压侧电流速断保护不动作，因是其保护死区。5-23 某用户10kV 变电所装有 1 台 1250kVA干式配电变压器，电压比为10/0.4kV，联接组别为 Dyn11。试依据GB/ T 50062

47、 2008 作岀保护配置，整定计算电流保护动作电流，检验保护灵敏性。已知变压器低压侧最大三相短路 电流为 21.6kA、最小三相短路电流为19.5kA、最小单相对地短路电流为18.5kA，变压器高压侧最小三相短路电流为7.6kA，高压侧保护用电流互感器的变比为150/5A。变压器低压侧具有自起动电动机，短时最大负荷电流约为额定电流 2 倍。解答提示：参见例题 5-2，电流保护整定计算结果见下表:保护名称整定项目整定计算公式微机保护整定值电流速断保护动作电流Iqb12k3.max13 0421.6kA=37.4AKi3010动作电流整定为 37.4A灵敏系数Khk2.min0.866 7.6kA

48、59sKiIqb30 37.4A.合格Sirti=200MV A/t=28. 9kA定时限过电流保护动作电流Krel1.21250kVAIopmax2.06.1ApKreKi0.95 30V3 10kV动作电流整定为 6.1A灵敏系数/12k2.minKs-Kg2 0.866 19.5kA43 15合格厂10(一) 30 6.1A0.4动作时限ti0.5s动作时间整定为 0.5s5-24 某用户变电所 10kV 母线上装有一组 1200kvar 电力电容器，单星形电容器组，中性点不接地，装于非绝缘支 架上。试依据 GB/ T 50062 2008 作岀保护配置，整定计算电流保护动作电流，检验保

49、护灵敏性。已知保护安装处最 小两相短路电流为 5.9kA，10kV 系统总的单相接地电容电流为8A， 保护用电流互感器变比为150/5A，零序电流互感器的变比为 50/1A。解答提示：依据 GB/T 50062-2008,该电容器组应配置延时电流速断保护和过电流保护、单相接地保护、开口三角电压保护、过电压保护和欠电压保护。参见例题5-3，电流保护整定计算结果见下表：保护名称整定项目整定计算公式微机保护整定值延时电流速断保护动作电流Krei.(3 5)1200kvarIqbKiIr.C30TT=6.9 11.5A动作电流整定为 9A灵敏系数Ks应匹-5900A 16.4 2KiIqb40 9A合

50、格动作时限t10.2s动作时间整定为 0.2s疋时限过电流保护动作电流,Krel,(1.52)1200kvar _IopA Ire-r=-=3.56.9AKi30J3 10kV动作电流整定为 6A灵敏系数l1k2min5900AKs竺如-32.81.5合格动作时限t10.2s 0.3s=0.5s动作时间整定为 0.5s单相接地保护动作电流Iey8Alop(z)-0.107Ap()KiKs50 1.5动作电流整定为 0.10A5-25 某用户变电所 10kV 母线上装有一台 450kW 高压异步电动机，定子电流 32.5A，起动电流倍数 6,起动时间 7s。试依据 GB/T 50062 2008

51、 作岀保护配置，整定计算电流保护动作电流，检验保护灵敏性。已知保护安装处最小 两相短路电流为 5.9kA，10kV 系统总的单相接地电容电流为8A，电动机回路单相接地电容电流为0.2A，保护用电流互感器的变比为 100/5，零序电流互感器的变比为50/1A。解答提示：依据 GB/T 50062-2008,该高压电动机应配置电流速断保护、单相接地保护、过负荷保护、欠电压保护。参见例题 5-3,电流保护整定计算结果见下表：保护名称整定项目整定计算公式微机保护整定值电流速断保护动作电流K1 3Iqb- KrM6 32.5A=12.7AqKi.20动作电流整定为 12.7A灵敏系数、夕I1k2.min

52、5900AKs- -23.22KiIqb20 12.7A合格单相接地保护动作电流lc2IC8A-0.2A0.125Aop(z)KiKs50 1.25动作电流整定为 0.12A过负荷保护动作电流Krel1.2Iqb Ir.M-32.5A=2.1AKreKi0.95 20动作电流整定为 2.1A动作时限ti1.2 7s=8.4s动作时间整定为 8.4s第六章 思考题与习题6-1 什么是供配电系统的二次接线？包括哪些回路？解答提示：参见本章第一节 一、二次接线概念。6-2 什么是变配电所的操作电源？对其有何要求？常用的直流操作电源有哪几种？有何特点？常用的交流操作电源有哪几种？有何特点？解答提示：参

53、见本章第一节 二、操作电源。6-3 对电气测量仪表有何要求？变配电装置中各部分仪表的配置有何规定？解答提示：参见本章第二节 一、电测量回路。6-4 为什么在中性点非有效接地的系统中，变电所 10kV 每段母线上还应装设绝缘监视装置？解答提示：参见本章第二节 二、交流系统的绝缘监视。6-5 对断路器的控制和信号回路有何基本要求？通常是如何满足的？解答提示：参见本章第三节 一、概述。6-6 变配电所中有哪些信号？各起哪些作用？解答提示：参见本章第三节 一、概述。6-7 试分析图 6-6 所示高压断路器基本的控制和储能回路的工作原理解答提示：参见本章第三节 二、高压断路器基本的控制回路与信号回路。6

54、-8 高压断路器控制回路中合闸闭锁的目的是什么解答提示：防止出现断路器误动作或合闸线圈被烧毁的事故。6-9 如何实现对断路器控制回路的电源监视及跳、合闸回路的完整性监视？解答提示：参见本章第三节 一、概述。6-10 试分析图 6-9 和图 6-10 所示高压断路器采用微机保护测控装置监视的控制和信号回路的工作原理？解答提示：参见本章第三节 三、采用微机保护测控装置监视的断路器控制和信号回路。6-11 什么是配电自动化？配电自动化系统主要有哪些部分构成？应具有哪些基本功能？解答提示：参见本章第四节 一、配电自动化的有关概念和二、配电自动化的主要功能。6-12 配电自动化系统中有哪些通信方式？各适

55、用于什么场合？解答提示：参见本章第四节 三、配电自动化的通信。6-13 什么是馈线自动化？馈线自动化实现模式有哪些？解答提示：参见本章第四节 四、配电网的馈线自动化。6-14 简述变电所综合自动化系统的基本功能及发展趋势解答提示：参见本章第五节 二、变电所综合自动化系统的基本功能。6-15 变电所综合自动化系统的结构形式有哪些？它具有什么特点？解答提示：参见本章第五节 三、变电所综合自动化系统的结构。6-16 备用电源自动投入装置和自动重合闸装置有何作用？解答提示：参见本章第六节。6-17 简述电能信息采集与管理系统的构成及功能解答提示：参见本章第七节 一、系统结构与主要功能。6-18 什么是

56、电能信息采集终端？按使用场所分为哪几种？解答提示：参见本章第七节 一、系统结构与主要功能。6-19 提 电能信息采集与管理系统的通信网络有哪些？示： 参见本章第七节 一、系统结构与主要功能。6-20 多功能电能表与智能电能表在功能配置和通信接口上有哪些异同？解答提示： 参见本章第七节 四、多功能电能表与智能电能表。第七章 思考题与习题7-1 试述架空线与电力电缆的结构特点，比较其线路电抗和对地分布电容的大小。解答提示：参见本章第一节 一、电线电缆的分类与结构。线路电抗和对地分布电容的大小与导体相间距有关。与架空线路相比，电缆线路电抗小、对地电容大。7-2 绝缘电线主要用于哪些场所？如何选择其绝

57、缘材料？解答提示： 绝缘电线大量应用于低压配电线路及接至用电设备的末端线路。绝缘材料选择见本章第一节 二、电线电缆的绝缘材料及护套。7-3 何为电线电缆的阻燃性和耐火性？如何选择使用？解答提示：参见本章第一节 二、电线电缆的绝缘材料及护套。7-4 配电线路的电压损失与其电压降有何关系？如何降低线路的电压损失？解答提示：参见本章第二节。根据公式（ 7-3）可以分析出降低线路的电压损失的措施。7-5 电线电缆导体截面的选择一般应考虑哪些条件？在工程设计时，一般先按什么条件选择计算，较易满足其他条件？解答提示：参见本章第三节 一、导体截面选择的条件。7-6 为什么说从电线电缆载流量表格中查找的导体载

58、流量要乘以一个校正系数后才是其实际载流量？解答提示：参见本章第三节 二、按发热条件选择电线电缆导体截面。7-7 如何校验高压电缆和低压电缆的短路热稳定性？解答提示：参见本章第三节 三、按短路热稳定条件选择电线电缆导体截面。7-8 低压配电线路的中性导体截面应如何选择？三次谐波电流对中性导体截面选择有何影响？解答提示：参见本章第三节 六、低压配电系统中性导体、保护导体、保护中性导体截面的选择。7-9 如何选择低压配电线路的保护导体截面？解答提示： 参见本章第三节 六、低压配电系统中性导体、保护导体、保护中性导体截面的选择。7-10 如何选择配电装置中的硬母线？解答提示： 参见本章第四节。7-11

59、 建筑物布线系统及敷设方式的确定主要取决于哪些因素？解答提示： 主要取决于场所环境特征、建筑物的构造等条件和所选电线、电缆的类型。7-12 为什么线路敷设方式不同，同样截面的导体载流量却不一样？解答提示： 散热条件不同，同样截面的导体载流量就不一样。7-13 某低压配电线路线导体电流 80A，每相 3 次谐波电流 28A，三相对称。则该线路线导体和中性导体载流量应不小于多少？解答提示： 参见例题 7-4。中性导体电流 lN28A 3=84A，大于线导体电流 80A，采用 0.86 校正系数，中性导体和线导体载流量须大于 84A/0.86=97.7A 。7-14 某民用建筑内的照明系统配电电缆采

60、用ZC-YJV-0.6/1 五芯电缆，已知电缆线导体截面为50mm2，试选择该电缆的中性导体截面和保护导体截面。设三次谐波电流含有率不超过15%。解答提示： 参见表 7-1,中性导体截面与线导体截面相等，取为50mm2;参见表 7-2，保护导体截面取为 25mm2。7-15 某企业的有功计算负荷为 2000kW,功率因数为 0.92。企业变电所与上级地区变电所距离为 2km，拟采用 一路 10kV 电缆埋地敷设。环境温度为 20C，允许电压损失为 5%。已知线路过电流保护动作时间为 0.5s，断路器全 开断时间为 0.05s 该企业 10kV 母线上的|；3=10kA。试选择此电缆的型号与规格