《供配电技术及应用》（王燕峰第一版）电子课后习题答案第6-9章

目录

第一章课后习题答案......................................1

第二章课后习题答案......................................3

第三章课后习题答案......................................7

第四章课后习题答案.....................................12

第五章课后习题答案.....................................14

第六章课后习题答案.....................................20

第七章课后习题答案.....................................22

第八章课后习题答案.....................................28

第九章课后习题答案.....................................31

第六章课后习题答案

6-1低压供配电系统常采用哪几种接线方式？

答：放射式接线、树干式接线、环形接线。

6-2在高压供配电系统中，哪种场合适合采用架空线路？哪种场合适合采用电缆线路？

答：架空线路一般采用多股绞线架设在杆塔上，因为线路要承受自重、风压、冰雪载荷

等机械力的作用及剧烈的温度变化和化学腐蚀，所以要求导线具有优良的导电性能、机械强

度和较强的耐腐蚀能力。

敷设电缆一定要严格按照有关规程和设计要求进行，电缆敷设的路径要尽量短，力求减

少弯曲，尽量减少外界因素对电缆的损坏；散热要好；尽量避免与其他管道交叉；避开规划

中要挖土的地方。

6-3LGJ-50表示什么导线？50代表什么？

答：铜芯铝绞线；50代表截面面积。

6-4什么叫架空线路的档距？什么叫弧垂？为什么弧垂不宜过大和过小？

答：架空线路的档距（又称跨距），是指同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离，低

压为25-40m,高压（10KV及以下）为35-50m。

导线的弧垂（又称“弛垂”），是指架空线路一个档距内导线最低点与两端电杆上导线固

定点间的垂直距离。

杆塔弧垂的大小直接关系到线路的安全运行。弧垂过小，容易断线或断股;弧垂过大，

则可能影响对地限距，在风力作用下容易混线短路。

6-5导线和电缆截面的选择应考虑哪些条件？

答：导线（包括电缆，下同）的截面越大，电能损耗越小，但是线路投资、维修管理费

用和有色金属消耗量都要增加。因此从经济方面考虑，可选择一个比较合理的导线截面，既

使电能损耗小，又不致过分增加线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量。

6-6一般照明线路宜先按什么条件选择?为什么？

答：照明线路宜先按允许电压损失选择导线和电缆截面，再校验其他条件。因为照明线

路对电压要求较高。

6-7怎样选择三相四线制低压动力线路的中性线截面？

答：（1）一般三相四线制线路中的中性截面4,应不小于相线截面&的一半，即

（2）由三相系统引出的两相三线制线路和单相线路，因中性线电流和相线电流相等，

故中性截面与相线截面相同，即

4=A，

（3）3次谐波比较严重的三相系统，由于3次谐波电流相当突出，该谐波电流会流过

中性线，此时中性线截面应不小于相线截面，即

4认

6-8什么是经济截面？在什么情况下线路导线或电缆要按经济电流密度选择？

答：从全面的经济效益考虑，使线路的全年运行费用接近最小的导线截面，称为经济截

20

面。

经济电流密度是指使线路的年运行费用支出最小的电流密度，对35KV及以上的高压

线路及点压在35KV以下但距离长，电流大的线路，宜按经济电流密度选择，对10KV及以

下线路，通常不按此原则选择。

6-9某10kV架空线路的4=8（^,已知当地环境温度为+35℃。试按发热条件选择该架空

线路的截面，并按电压损失及机械强度校验。

解：查表得LGJ-16型钢芯铝绞线〃=105A（环境温度25℃）；温度校正系数

l7Q-35=0.882»因此，实际允许载流量/W=0.882X105=92.6A>80A,查

V%"o70-25

表得lOkV架空LGJ线的最小截面为16mm2,因此LGJ-16型钢芯铝绞线满足机械强度的要

求。

6-10求如图6-16所示的10kV架空线路的电压损失AU及AU%。该线路采用LGJ-50型钢

芯铝绞线,已知LGJ-50型钢芯铝绞线飞=0.65C/km,X。=0.353Q/km。

4km2km

Ux=IOkV

1000-jl0005O()-i35O

kWkvar5OO-jl35O

图6-16题10图kWkvar

解:

V

（止4+电）+蕨电力+。4）

10双

0.65o353

(1000x4+500x6)4-^^-(1000x44-350x6)

10xl02

=x7000+x6100=4.55+2.05=6.6

10001000

因为

△0%=坐照」

UN1000

所以

AU=xl000=6-6x10xl000=660V

100100

6-11现有一条10kV架空线路，采用树干式供电方式。导线采用LGJ-50型钢芯铝绞线，线

间距离为1m,其他相关参数已经在图6-17上标出，允许电压损失AU%=50试选择导线截

面，并按允许发热条件校验。（在空气中敷设，环境温度为+35℃）

电源UN=10kV

2km1km

100()+-j800kVA50G+-j200kVA

图6-17题11图

解：初设X°=0.35Q/km

21

先求导线截面

v2035

AU%=—一■>4"=一^工■(800x2+200x3)=0.77

“iot/；tr11loxio-

△U.%=△4,%-AUg%=5-0.77=4.23

代入公式得

121

A=-------；------Yp.-L=------------；-----(1000x2+500x3)

l0yUr&Up%£s110x0.032X102X4.23

=25.9mm2

再校验电压损失：

取LGJ-35导线，查表得q=0.85C/km,Xo=0.3660/km：

At/%=-^-(1000x2+500x3)+-^V(800x2+200x3)

10U；10t/；

=-08%(2000+1500)+-03667(1600+600)

10x10-10x10-

=2.975+0.805=3.78<5

满足允许电压损失小于5的要求。

最后按允许发热条件校验：查表得LGJ-35导线空气中敷设，环境温度为+35C时的允许

电流&=175A

计算负荷电流为

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_Sx_V(1000+5OO)+(800+200)_1802

30==百元=万茄二

因为/„,=175A>130=104A,所以满足发热要求。

第七章课后习题答案

7-1继电保护装置的基本要求是什么？

答：根据保护装置的作用，对保护装置应有以下四个要求：

(1)选择性(2)快速性(3)可靠性(4)灵敏性

7-210kV供配电系统的继电保护接线方式主要采用哪种接线方式？接线系数是多少？

答：(1)三相三继电器接线方式。

它能反映各种短路故障，流入继电器的电流与电流互感器二次绕组的电流相等，其接线

系数在任何短路情况下均等于1。这种接线方式主要用于高压大接地电流系统，保护相间短

路和单相短路。

(2)两相两继电器接线方式。

它不能反映单相短路，只能反映相间短路，其接线系数在各种相间短路时均为1。此接

线方式主要用于小接地电流系统的相间短路保护。

(3)两相一继电器接线方式。

这种接线方式可反映各种不同的相间短路，但是其接线系数随短路种类不同而不不同，

保护灵敏度也不同，主要用与高压电动机的保护。

7-3各级继电保护为什么要有时差？

答：主要是为了满足继电保护的选择性的要求。

7-4叙述电流继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器的作用分别是什么？

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答：电流继电器在继电保护装置中作为启动元件；

时间继电器在继电保护和自动装置中作为时限元件，用来建立必需的动作时限；

信号继电器在继电保护和自动装置中的作用是信号指示；

中间继电器的作用是在继电保护装置中增加触点数量和增大触点容量，所以这类继电器

具有触点数很多和触点容量较大的特点。

7-5线路一般装设哪几种保护？电流速断保护及定时限过电流保护的动作电流和动作时限

是怎样进行整定的？灵敏度是怎样校验的？

答：过电流保护和电流速断保护；

1、电流速断保护：

(1)由于电流速断保护动作不带时限，为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线

路首端发生最大短路电流时，电流速断保护不应动作，即速断保护动作电流/m>/k.max，从而，

速断保护继电器的动作电流整定值为

op.KA一忆*K.max

式中，及皿X线路末端最大三相短路电流；K,“为可靠系数，DL型继电器取1.3,GL型继电

器取1.5；尺,为接线系数；K,为电流互感器变比。

(2)由于电流速断保护有死区，因此灵敏度校验不能用线路末端最小两相短路电流进

行校验，而只能用线路首端最小两相短路电流/霹汨校验，即

2、定时限过电流保护

(1)动作电流整定

过电流保护装置的动作电流必须满足下列两个条件：

①正常运行时，保护装置不动作，即保护装置的动作电流/物应大于线路的最大负荷电

流J；

②保护装置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置。要使保护装置可靠返回，就要求

保护装置的返回电流心皿。由于过电流大于〃皿，所以，以皿作为动作

电流整定依据，所以得/*&=鬻〃2

式中，除“为可靠系数，K”为接线系数，K”为继电的返回系数，&为电流互感器变比。

(2)动作时间整定

动作时间必须满足选择性要求。为保证动作的选择性，动作时间整定按“阶梯原则''来确

定；即自负载侧向电源侧，后一级线路的过电流保护装置的动作时限应比前一级线路保护的

动作时限大一级时限差加：

：=+4

式中，Af为时限级差，定时限电流保护取0.5s。

(3)灵敏度校验.

过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线路末端的两相短路电流及所进行校验;

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Ks=冬迎之i.25后备保护时

式中，为保护装置一次侧动作电流。

7-6变压器继电保护装设的原则是什么？

答：(1)瓦斯保护防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低

重瓦斯跳闸；轻瓦斯信号

(2)纵差动保护和电流速断保护防御变压器绕组和引隹线的多相短路、大接地电流系

统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路

(3)相间短路的后备保护。作为(1)(2)的后备

a.过电流保护b.复合电压起动的过电流保护c.负序过电流

(4)零序电流保护：防御大接地电流系统中变压器外部接地短路

(5)过负荷保护：防御变压器对称过负荷

(6)过励磁保护：防御变压器过励磁

7-7变压器的故障类型和不正常工作状态有哪些？

答：变压器的故障可分为内部故障和外部故障两大类。内部故障主要有：相间短路、绕

组的匝间短路和单相接地短路。发生内部故障是很危险的，因为短路电流产生的电弧不仅会

破坏绕组的绝缘，烧毁铁心，而且由于绝缘材料和变压器油受热分解而产生大量气体，还可

能引起变压器油箱爆炸。变压器最常见的外部故障是引出线上绝缘套管的故障，这种故障可

能导致引出线的相间短路和接地(对变压器外壳)短路。

7-8变压器差动保护装设的原则是什么？

(1)变压器的差动保护原理是在变压器两侧安装电流互感器，其二次绕组电流之差，

即IKA=If=I„h,乙为变压器一、二次侧的不平衡电流。

当变压器正常运行或差动保护区外短路时，流入差动继电器的不平衡电流小于继电器的

动作电流，保护不动作。在保护区内短路时，对单端电源供电的变压器/；=(),〃=4,远大

于继电器的动作电流，继电器KA瞬时动作，通过中间继电器KM,使变压器两侧短路器跳

闸，切除故障，

7-9变压器瓦斯保护装设的原则是什么？轻瓦斯动作条件和重瓦斯动作条件分别是什么？

答：用以防御变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护，常用于保护容量在800KV.A

及以上(车间内变压器容量在400KV.A及以上)的油浸式变压器。

轻瓦斯保护动作于信号；重瓦斯保护动作于跳闸

7-10变压器的定时限过电流和电流速断保护与线路的定时限过电流和电流速断保护有什么

相同点和不同点？

答：两者保护原理相同；保护范围不同.

7-11选择熔断器时应考虑哪些条件？什么是熔体的额定电流？什么是熔断器(熔管)的额

定电流？

答：条件：型式的选择、工作电压选择、工作电流及保护特性选择、开断电流选择、电

流的稳定性。

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熔体的额定电流是指在规定的工作条件下，长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流值,

它与熔断器的额定电流是两个不同的概念。

熔断器的额定电流是指保证熔断器能长期正常工作的电流,是由熔断器各部分长期工作

的允许温升决定的。通常，一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，

但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流。

7-12低压断路器在低压系统中主要有哪些配置方式？

答：主要有以下配置方式：

单独接低压断路器或低压断路器-刀开关的方式、低压断路器与磁力起动器或接触器配

合的方式及低压断路器与熔断器配合的方式。

7-13中、小容量（可以认为5600kV-A以下）电力变压器通常装设哪些继电保护装置？20000

kV-A及以上容量的变压器通常装设哪些继电保护装置？

答：中小容量电力变压器装设：瓦斯保护、高压熔断器保护、差动保护、电流速断保护、

过负荷保护。

大容量电力变压器装设：过电流保护、差动保护、过负荷保护。

7-14某工厂10kV供电线路，已知计算负荷电流bo=18OA。系统最大运行方式下线路末端和

首端的三相短路电流分别曙工=2300A,场需=4600A；最小运行方式下

。:京=22104,/慝m=44504。线路末端配出线定时限过流保护动作时限为0.6s。试

进行整定计算。

解：选。L型电流继电器，并按两相丫形接线，取K,=300/54

先进行定时限过流保护整定计算：

继电器动作电流为

乙max=（L5~3），=2x180=3604

1

I—--mjx=—----—X360=8.474

opKALmM

&Kre30Q50.85

取8.5A,所以得保护装置的一次动作电流为

,Ki,3OQ50=

I]=---1KA-------x8.5=510A

Kw1

动作时限为

r=，2+Ar=0.6+0.5=1.1$

过流保护灵敏度

V3/后3n2210

mm

K弋=7=0.866x——=3,75>1.5

''lop\3

满足灵敏度要求

再进行速断保护整定计算（仍选DL型继电器）

保护装置的一次动作电流为

=1-25x2300=2875A

继电器动作电流

25

Iab必='.晨i=—^―x2875=47.9A

qbKA

Ki砂300/5

取48A

•次动作电流应为

K300/5cc…

1rqbl=i义IrqbKA=~-*48=2880A

Kw1

速断保护灵敏度为

C/⑶4450

K=4_^Bi!L=o.866x^^=1.34>1.25

2/砌2880

满足灵敏度要求。

7-15某10kV线路如图7-28所示，已知TA1的变比Ki⑴=100/5,TA2的变比K”2)=50/5A,

WL1和WL2的过流保护均采用两相V型接线。继电器均采用GL-15型，KA1已整定，其

动作电流为7A。10倍动作电流的动作时间为Is,WL2的计算负荷电流为28A,WL2首端

员点三相短路电流为420A,其末端k2点的三相短路电流为200A。试整定KA2的动作电流

和动作时间，并校验其灵敏度。

图7-28题15图

解：先整定KA2的动作电流1„„,必⑵

Lmax=（L5~3"3°=2x28=56A

xlx56=9.M

1op.KA⑵Lmax

K,JK,0.8x10

取9A

整定K42的动作时间，先确定KA1的实际动作时间.

吊点短路时，流过K4/的电流为

5=几仆/&⑴=420x1/20=214

故动作电流倍数为

1=41。）/Q.KA（I）=21/7=3

利用〃尸3和必/整定的时限r1=ls,查GL/5型继电器动作特性曲线，得必/的实际

动作时间［=1.8s。由此可知，必/实际动作时间应为

4=匕一加=1.8—0.7=1.1$

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再确定KA2的10倍动作电流的动作时间

因为K点发生短路时KA2中的电流为

心）=".七⑵/坞⑵=420x1/10=424

故〃⑵对KA2的动作电流倍数为

〃2=%2）/、⑵=42/9=4.7

再利用"2=47和KA2的实际动作时限4=1.1S,查GL-15型继电器的动作特性曲线,

得必2的10倍动作电流的动作时间r2=0.8so

最后校给KA2的灵敏度

K^iZmincoz-zr200.Q,、］<

K<=----------=O.ooox---------=1.92>1.5

2IOI/A50/5x9

满足灵敏度要求。

7-16如图7-29所示，已知WL的总负荷为/3（）=63.51kA。该线路设有定时限过流保护装置

及电流速断保护装置。供电系统瓦、k2两点的短路电流如表7-3所示。（&在15/5,100/5,

600/5中选取）。

试求：（1）继电器动作电流及保护装置的动作电流；（2）保护装置的动作时限；（3）灵敏度

校验。

t*04s

IdeT~''/~

35klZXTAc

t*Q5s

.*I蒋EX6.

1SJL-75001IT

t=Q5s

3T1所示5s,

图7-29题16图

表7-3题16的短路电流

短路点

短路电流

k]k2

优L/A13202785

嗯/A5702850

解：

乙max=（L5~3）/30=2x63.51a127A

继电器动作电流计算值为（取DL型继电器，除取100/5）

/-KWKrelj=1L2.127

opKALmm

K：Kre100/50.85

112

—,-^-xl27=8.96A

20（）.85

27

整定值%KA=9A,一次动作电流为

K2()

7.=—=—x9=180A

Kw1

保护装置按阶梯整定原则得

tWL=Z2max+&=0-5+0.5=1.0s

灵敏度为

K=旦/2^=旦料=2.74〉1.5

s22180

op.I

满足灵敏度要求

继电保护整定计算，一次动作电流为

&」=K/虎3=1.3x1320=1716A

继电器动作电流

IhKA="/〃=—5—xl716=85.8A

qbKA(弱100/5

电流继电器整定

IghKA=80A,*=80x20=1600A

速断保护灵敏较验

K=2^/umin.=0886x2850=154>15

2&1600

满足灵敏度要求。

第八章课后习题答案

8-1操作电源的作用是什么？目前常用的操作电源是哪几种？其特点是什么？

答：二次回路的操作电源，是供高压断路器分、合闸回路和继电保护装置、信号回路、

监测系统及其他二次回路所需的电源。

操作电源分为直流和交流两大类。

直流操作电源有由蓄电池组供电的电源和由整流装置供电的电源两种。交流操作电源有

由所（站）用变压器供电的和通过电流、电压互感器供电的两种。

8-2变配电所信号回路的作用是什么？

答：如合闸时，设备或线路有故障，保护使断路器跳闸，这时，如果手还停留在合闸

位置，开关就会又合闸，不停地合跳，产生跳跃现象。如果有带防跳装置，就可避免多次合

跳现象的发生，从而保护系统、设备和人身安全.

当有什么原因引起跳位继电器与合位继电器同时失磁，常闭触点同时闭合时，就会出现

“控制回路断线”信号，开关不能分闸或合闸。

常见的闭锁方式有机械闭锁和电气闭锁。隔离开关与断路器由于安装位置不在一起，一

般是采用电气闭锁，其实现的方式是将某个设备的辅助接点，接到另外■个设备的分/合闸

回路中，以实现闭锁。

隔离开关的电气闭锁回路。由于隔离开关的安装地点有很多，比如母线侧，线路侧，或

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者是线路PT的隔离开关等，下面仅针对母线侧的隔离开关讨论。

为了防止带负荷拉刀闸，通常需要将断路器的分闸位置，串入隔离开关的分闸回路，也

就是说只有断路器分闸后，才允许分开隔离开关（等电位操作的情况不在这里讨论）。

同样，为了防止用隔离开关来给负荷送电，需要断开断路器后，才能合上隔离开关，也

就是将断路器的分闸位置串入隔离开关的合闸回路。

断路器的电气闭锁回路。原则上，断路器的分合不受到隔离开关的闭锁。但是考虑在就

地操作期间，由于保护装置的分合闸回路已经断开，这个时候合闸如果发生故障，保护将不

能切除故障。所以，一般宜在断路器的就地合闸回路内，串入断路器两侧隔离开关的分闸接

点，确保现场检修人员的安全。

8-3断路器的操作机构有哪几种？目前常用操作机构是哪种？特点是什么？

答：弹簧操作机构，液压操作机构，永磁操作机构。

弹簧操作机构特点:跳合闸电流不大,弹簧储能通过储能电机压紧弹簧储能。弹簧机构，

合闸母线主要给储能电机供电，电流也不大，所以合母控母区别不太大。

液压操作机构:操作噪音小，结构简单。

永磁操作机构特点：可靠性高，结构简单，安全性，使用寿命长，低驱动功率，性价比

高等特点。

8-4断路器的控制回路和信号回路基本要求是什么？断路器事故跳闸信号回路构成的不对

应原理的作用是什么？

答：.断路器的控制、信号回路电源取决于操动机构的型式和控制电源的种类。断路器

一般采用电磁或弹簧操动机构。弹簧操动机构的控制电源可用直流也可用交流，电磁操动机

构的控制电源要用直流。当断路器为电磁或弹簧操动时，利用控制开关与操动机构辅助触点

构成不对应接线。

8-5自动重合闸装置有哪些要求？什么情况下采用自动重合闸装置？

答：要求如下：（1）手动或通过遥控装置将断路器断开或将断路器投入故障线路上而随

即山保护装置将其断开时，自动重合闸均不应动作。（2）自动重合闸装置在装置的某些元件

损坏以及断路器触点粘住或拒动等情况下，均不应使断路器多次重合。（3）断路器处于不正

常状态不允许实现自动重合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。

情况：（1）3kV及以上的架空线路和电缆与架空的混合线路，当用电设备允许且无备用

电源自动投入时；（2）旁路断路器和兼作旁路的母联或分段断路器。

8-6备用电源自动投入装置的基本要求有哪些？主要应用的场所有哪些？

答：1.自动投入装置，应符合下列要求：

（1）保证备用电源有电压、工作回路断开后才投入备用回路。（2）工作回路上的电压，

不论因何原因消失时，自动投入装置均应延时动作。（3）手动断开工作回路时，不起动自动

投入装置。（4）保证自动投入装置只动作一次。（5）备用电源自动投入装置动作后，如投到

故障上，必要时，应使保护加速动作。（6）备用电源自动投入装置中，可设置工作电源的电

流闭锁回路。

2.下列情况可装设备用电源或备用设备的自动投入装置：

（1）由双电源供电的变配电所，其中一个电源经常断开作为备用；（2）变配电所内有

互为备用的母线段；（3）变配电所内有备用变压器；（4）变配电所内有两台所用变压器；（5）

生产过程中某些重要机组有备用机组。

29

8-7什么是变电所综合自动化？为什么要实现变电所综合自动化？该系统山哪些部分组

成？

答：综合自动化系统是供电系统的重要组成部分，主要山硬件系统和软件系统两部分构

成。随着计算机技术、通信技术、网络技术和自动控制技术在供电系统的广泛应用，变电站

综合自动化技术也得到了迅猛发展。

变电站综合自动化实际上是利用计算机技术、通信技术等，对变电站的二次设备的功能

进行重新组合和优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一

种综合性的自动化系统。

8-8变电所综合自动化系统有哪些主要功能？

答：1.数据采集功能

（1）模拟量采集（2）开关量采集（3）电能脉冲量采集

2.故障记录、故障录波和测距功能

故障记录是记录继电保护动作前后与故障有关的电流和电压量;故障录波和测距是由微

机保护装置兼作故障记录和测距，或者采用专门的故障录波装置，对重要电力线路发生故障

时进行录波和测距，并实时与监控系统通信。

3.测量与监视功能

变电站的各段母线电压、线路电压、电流、有功和无功功率、温度等参数均属于模拟量，

将其通过A/D转换后，由计算机进行分析和处理，以便于查询和使用。监控系统对采集到

的电压、电流、频率、主变压器油温等量实时的进行越限监视。

4.操作控制功能

变电站工作人员可通过人机接口（键盘、鼠标）对断路器的分、合进行操作，可以对主

变压器的分接头进行调节控制,也可对电容器组进行投、切控制o还可以接受遥控操作指令，

进行远方操作。

5.人机联系功能

变电站工作人员面对的是主计算机的CRT显示屏，通过键盘或鼠标观察和了解全站的

运行情况和相关参数以及相关操作。

6.通信功能

综合自动化系统的通信是指系统内部的现场级间的通信和自动化系统与上级调度的通

信。现场级间的通信主要解决系统内部各子系统之间、子系统之间与主机之间数据通信.

7.微机保护功能

微机保护主要包括线路保护、主变压器保护、母线保护、电容器保护。微机保护是综合

自动化系统的关键环节。

8.自诊断功能

综合自动化系统的各单元模块均有自诊断功能,其诊断信息周期性的送往后台控制中心。

8-9变电所综合自动化系统的结构形式及各自的特点分别是什么？

答:从国内外综合自动化系统的发展过程看，其结构形式主要分为集中式、分层分布系

统集中组屏式和分布分散式三种。

集中式布置是传统的结构形式，它是把所有二次设备按遥测、遥信、遥控、电力调度、

保护功能划分成不同的子系统集中组屏，安装在主控制室内。因此，各被保护设备的保护测

量交流回路、控制直流回路都需要用电缆送至主控室，这种结构形式虽有利于观察信号，方

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便调试，但耗费了大量的二次电缆。分散式布置是以间隔为单元划分的,每一个间隔的测量、

信号、控制、保护综合在一个或两个（保护与控制分开）单元上，分散安装在对应的开关柜

（间隔）上，高压和主变部分则集中组屏并安装在控制室内。

第九章课后习题答案

9-1安全电流一般是多少？安全电流与哪些因素有关？

答：我国一般采用30mA（50Hz）作为安全电流值，但其触电时间不得超过1s,因此

这安全电流值也称为30mA«So

安全电流与电流持续时间，电流通经，电流种类有关。

9-2什么是安全电压？安全特低电压一般在正常环境条件下是多少？

答：安全电压是指不致使人直接致死或致残的电压。在一般的正常环境条件下，通常称

交流50V电压为可允许持续接触的“安全特低电压”。

9-3什么是过电压？过电压有哪几类？它们分别是怎样产生的？

答:过电压是指在电气线路上或电气设备上出现的超过正常工作电压的对绝缘很有危害

的异常电压。过电压分为内部过电压和雷电过电压两大类。内部过电压是指由于电力系统本

身的开关操作、负荷剧变或发生故障等原因，使系统的工作状态突然改变，从而在系统内部

出现电磁能量转换、振荡而引起的过电压。雷电过电压又称大气过电压，也称外部过电压,

它是由于电力系统中的线路、设备或建（构）筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起

的过电压。

9-4什么是雷电波侵入？危害是什么？如何防护？

答：由于架空线路或金属管道遭受直接雷击或间接雷击而引起的过电压波，沿着架空线

路或金属管道侵入变配电所或其他建筑物。这种雷电过电压形式，称为高电位侵入或雷电波

侵入。

9-5什么是雷暴II?什么叫年平均雷暴日数？多雷地区和少雷地区如何划分？

答：凡有雷电活动的日子，包括看到雷闪和听见雷声，都称为雷暴日。

由当地气象台、站统计的多年雷暴日的平均值，称为年平均雷暴日数。

年平均雷暴日数不超过15天的地区，称为少雷区。年平均雷暴日数超过40天的地区,

称为多雷区。

年平均雷暴日数超过90天的地区及雷害特别严重的地区，称为雷电活动特别强烈地区，

亦可归入多雷区。

9-6接闪器通常有哪几种？避雷针、避雷线和避雷器各主要用在什么场所？

答：接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。

接闪的金属杆,称为避雷针。

接闪的金属线,称为避雷线，亦称架空地线。

接闪的金属带,称为避雷带。

接闪的金属网,称为避雷网。

避雷针通常安装在电杆（支柱）或构架、建筑物上，它的下端要经引下线与接地装置相

连。避雷线一般架设在架空线路的上方，以保护架空线路或其他物体（包括建筑物）免遭直

接雷击。避雷器主要用于变电所进线线路的过压保护。

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9-7避雷针(线)的工作原理是什么？

答：避雷针的功能是引雷作用，它能对雷电场产生一个附加电场，这附加电场是由于雷

云对避雷针产生静电感应引起的，它使雷电场畸变，将雷云放电的通道，山原来可能向被保

护物体发展的方向，吸引到避雷针本身，然后经与避雷针相连的引F线和接地装置，将雷电

流泄放到大地中去，使被保护物体免受雷击。避雷线的功能和原理，与避雷针基本相同。

9-8试用滚球法确定单支避雷针的保护范围。

答：就是选择•个半径为叫(滚球半径)的球体，按需要防护直击雷的部位滚动，如果

球体只接触到避雷针(线)或避雷针(线)与地面，而不触及需要保护的部位，则该部位就

在避雷针(线)的保护范围之内。在避雷针上取高度h的•点代替单支避雷针的针尖作圆心，

其余的作法与上述作法相同。

9-9避雷器的工作原理是什么？

答：避雷器(包括电涌保护器)是用来防止雷电过电压波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,或用来防止雷电电磁脉冲对电子信息系统的电磁干扰。

避雷器应与被保护设备并联，安装在被保护设备的电源。

9-10高压架空线路防雷措施有哪些？

答：主要有以下措施：

(1)架设避雷线。

(2)提高线路本身的绝缘水平。

(3)利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线。

(4)装设自动重合闸装置。

(5)个别绝缘薄弱地点加装避雷器。

9-11工厂变配电所采取哪些防雷措施？主要保护什么电气设备？

答：变电所遭受的雷击是下行雷，主要来自两个方面：一是雷直击在变电所的电气设备

上；二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。因此,

直击雷和雷电波对变电所进线及变压器的破坏的防护十分重要。

(1)变电所的直击雷防护。装设避雷针是直击雷防护的主要措施，避雷针是保护电气

设备、建筑物不受直接雷击的雷电接受器。它将雷吸引到自己的身上，并安全导入地中，从

而保护了附近绝缘水平比它低的设备免遭雷击。

装设避雷针时对于35kV变电所必须装有独立的避雷针，并满足不发生反击的要求；对

于110kV及以上的变电所，由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高，可以将避雷针直

接装设在配电装置的架构匕因此，雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事

故。

(2)变电所对侵入波的防护。变电所对侵入波防护的主要措施是在其进线上装设阀型

避雷器。阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻，目前，FS系列阀型避雷器为火

花间隙和非线性电阻，其主要用来保护小容量的配电装置SFZ系列阀型避雷器，主要用来

保护中等及大容量变电所的电气设备；FCZ