《电力工程基础第4版》 习题及答案汇总 孙丽华 第1-8章

44版习题答案1-1-PAGE1第1章 电力系的基本概念答：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。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。0.38/0.22kV3、6kV、10、20kV、35kV60kVkV、220kV330、500kV750kV。10%5%。（波形畸变率答：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。3在小流地统发单相地障对电压零非障对电压高 倍此3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。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。380/220V380/220V1-9图1-9习题1-8图T4：220/121/38.5kVT5：35/6.610kV70km16kmIC

(loh35lcab)UN350

(703516)1018A30A350因此，不需要改为经消弧线圈接地。2-12-1第2章 电力负及其计算答：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。年最大负荷利用小时数Tmax，是一个假想时间，在此时间内，用户以年最大负荷Pmax持续运行TmaxTmaxTmax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，其值愈大，说明负荷曲线愈平坦，负荷波动愈小。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。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。N对于吊车：是指统一换算到25%时的额定功率，其设备容量Pe2N100

；NNSNNNKd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Tmax和负荷的功率因数有关。2-2-PAGE2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。（。6～10kV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。某工厂车间380V线路上接有冷加工机床50台，共200kW；起重机3台，共4.5kW（15834，cosN0.5解：该车间的计算负荷如下表所示。序号用电设备名称台数设备容量/kWKdcostan计算负荷铭牌值换算值P30/kWQ30/kvarS30/kV•AI30/A1冷加工机床502002000.160.51.733255.362起重机34.53.50.150.51.730.5250.913通风机824240.850.850.6220.412.654电焊变压器48835.470.50.42.2917.73540.61小计6570.66109.53（K0.9）63.5998.58117.31178.210kV接线LJ-706km900kWcos0.8Tmax5000h（）Q30(2)P30(2)tan900tan(arccos0.8)675kvarS0(2)）cs900861125kVA

11250.7032800查附录表A-2可知，S11-800/10型（Dyn11）变压器的技术数据为：0.98kW，7.5kW，I0%1.0，Uk%4.52(P2P20.989.37kWT 0 kQT

2SN100

(I0

%

%)2800(10.70324.5)51.58kvar100k由Tmax5000h和cos0.8查图2-7得：3650h。因此，两台变压器的电能损耗为：kW2(P87602P)2(0.9887600.70327.53650)44227kWha 0 k（2）线路的功率损耗和电能损耗0)0(2)T

9009.37909.37kWQ30(1)Q30(2)QT67551.58726.58kvar909.372726.58909.372726.582NIN

S30(1)

1164310

1164kV•A67.2A查附录表A-14可知，LJ-70铝绞线的r10.46Ω/km，Sav1.25m时x10.358Ω/km，因此线路的功率损耗为：3I2R

103367.220.46610337.4kWWL 30WLQWL

3I2X

103367.220.358610329.1kvar线路的电能损耗为：WaPWL37.43650136510kWh10kV1200kW0.650.90，试问需装设多少无功补偿容量？如果用BWF10.5-40-1W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？）WF1040WQC1200[tan(arccos0.65)tan(arccos0.9)]822kvar则实际补偿容量为：

nQCqCQC

82220.55402140840kvar

取n21（2）无功补偿前后视在负荷的变化补偿前：

Q30P30tan1200tan(arccos0.65)1403kvarS30

P30cos

12001846kv•A0.65P2(Q Q)23030 P2(Q Q)23030 C12002(1403840)2

1325.5kV•AS0S018461325525VSCB10-800/10520kW430kvar0.9（）查附录表A-1可知，SCB10-800/10型（Yyn0）变压器的技术数据为：1.33kW，6.07kW，I0%0.8，Uk%6520243052024302

674.76kV•Acos

(2)

P30(2)S30(2)

520674.76

0.77则变压器的功率损耗为：

674.760.843800PP2P1.330.84326.075.64kWQT

TSN

(I0

0%

k%)800(0.80.84326)40.5kvark 100变压器高压侧的计算负荷为：0)0(2)T

5205.46525.46kWQ30(1)Q30(2)QT43040.5470.5kvar525.462470.5525.462470.52os 30)

705.32kV•A525.460.745(1)

S30(1)

705.32（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，在变压器低压侧cs2)92QC520[tan(arccos0.77)tan(arccos0.92)]209.4kvar取QC210kvar3-13-1第3章 电力网答：架空线路与电缆线路相比，具有成本低、投资少、安装容易、维护检修方便、易于发现和排除故障等优点，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，但成本高、投资大、查找故障困难、维修不便。答：架空线路主要由导线、杆塔、横担、绝缘子和金具等部件组成。导线的作用是传输电能；杆塔的作用是支撑绝缘子和导线，并使导线相互之间、导线与大地之间保持一定的安全距离；横担的作用是用来固定绝缘子，并使各相导线之间保持一定的距离，防止风吹摆动而造成相间短路；绝缘子用来将导线固定在杆塔上，并使带电导线之间、导线与横担之间、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。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。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、机械强度条件和经济条件。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。I30

jec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。10V10kG1516.72，4mπ 31.5解： A150

0.21/kmR1rl10.2110010.521 2sav

1.2645.04m5040mm，r16.7223-3-PAGE2x0.1445lgsav1 r

0.0157r

0.1445lg50400.015710.42/km8.36X1xl10.421002121 2ZRjX10.5b1

7.58106lgsavr

7.58lg50408.36

1062.73106S/km1B2bl22.731061005.46104S1YjBj5.46104SYj2.73104S2对应的等效电路如右图所示。3-7 S11-3150/3535/10.5kV解：查附录表A-3可知，S11-3150/35型变压器的技术数据为：3.04kW，23.09kW，I0%0.56，Uk%7PU2 23.09352RkN103 103SNT 2 31502SN2U% 103527STX N k STN

3150

27.2

(3j27.2)(3.1j18)106SGP01033.0410(3.1j18)106SUT 2UNI%S

352

0.563150B0 N105 1051.44105SUNT 2 352UN对应的等效电路如右图所示。3-8 SFSZ9-40000/110100/100/100侧。A-6k1210.5k236.5，Uk3117.5，则

Uk1

%117.56.510.75210U

UU%U2

%110.56.517.50.5k2 2%16.517.5107.56.75k3 21010.751102∴X

k1 N

32.5ST1SN

400002

10(0.5)1102X k2 N

1.5

（取0Ω）ST2SN

400002

106.751102X k3 N

20.4ST3SN

4000010kV3-251m250kW，p2400kW，p3300kW，全部用电设备的cos=0.8，试求该线路的电压损失。解：cos0.8，tan0.75p1=250kW，2500.75kvarp2=400kW，q24000.75300kvarp3=300kW，q33000.75225kvar

图3-25习题3-9图A-14得：LJ-50

r10.64/km，x10.355/km，则3 3npR

qX

1pii1qiiUii i ii1 i1 i1 UN UN0.64(25014001.83003)0.355(187.513001.82253)100.6418700.3551402.510

169.47V对应的电压损失百分数为U%U100169.471001.69%UN1 n n

10000或U%1U2[1pii1qii]N i1

i1 1 [0.64(25014001.83000.355(187.513001.82251.69%1010210kV3-26LJ）设x1=0.4Ω/km，则Ual

5100

10103V500VUr

0.46004300910

204V

图3-26习题3-10图UaUalUr

500204296VA80045009mm281.29mm20.03210296选LJ-95型铝绞线。（2）按发热条件进行校验：Pp1p28005001300kWQq1q2600300900kvarP2Q2P2Q23UNSI3UNS

1581

1581kVA130029002130029002310A-10A-12得，30℃LJ-95KIal0.94325A＞91.3A，因此满足发热条件要求。（3）3-2知，10kV25mm2＜95mm2，故5500h，LGJ解：线路的计算电流为

NcosNcos

2000031100.85

123.5Aec由表3-3，得j 0.9A/mm2，此，线经截为ecAec

123.52。 选LGJ-120型铝绞。0.94-14-1第4章 短路电及其计算答：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：短路电流所产生的热效应使设备发热急剧增加，短路持续时间较长时，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；短路时因系统电压大幅度下降，将会严重影响用户的正常工作，造成产品报废甚至设备损坏；短路情况严重时可导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性；不对称短路电流所产生的不平衡磁场会对邻近的平行线路产生电磁干扰，影响其正常工作。在短路电流计算中，常取基准容量Sd=100MVA，基准电压用各级线路的平均额定电压，即UdUav

Id

Sd

3Ud

Xd

U2

Sd。dd答：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%～10%时，就可以认为该电源是无限大功率电源。什么叫短路冲击电流ishII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（t0s）I是指短路电流非周期分量减后短全流。无大量统，有ish 2KshIp和IIIp。Xd、XqX、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4-2；变压器的负序电抗与正序电抗4-4-PAGE2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。答：所谓复合序网，是指根据边界条件所确定的短路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。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(n)a1

Ea1I X X(n)I

，这就是正序等效定则。1 各种不对称故障时短路电流的绝对值I(n)为：

I(n)m(n)I(n)k k a1附加电抗X(n)和比例系数m(n)可查教材表4-4。什么叫短路电流的力效应？什么叫短路电流的热效应？短路发热的假想时间是什么意答：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；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。假想时间timaIIktIkt在短路时间tk内产生的热量Qktimap假想时间两部分，即tima.nptimatimaptimanp。8km10kV10kV380VIkish、IshSk。（）取Sd

100d

Uav，各元件电抗标幺值为SS系统 X*SdSSoc

1000.2500X线路 XWL

l USdavUSd

0.48

10010.52

2.9变压器

X*Uk%Sd

4.51005.625NT 100SN

100 0.8（3）k1

X*X*X*

0.22.93.1S SdUd110.5kV，Id1Sd

100d13d1

kA5.5kA因此 Ik1

Id1X*X

5.5kA1.77kA3.1ish2.55Ik12.551.77kA4.51kAIsh1.51Ik11.511.77kA2.67kASk

Sd100MVA32.26MVAX* 3.1X（4）k2

X*X*X*

X*T0.22.9

5.625

5.9125Ud2

0.4kV，

2Id2

S d23d230.4

2100

2kA144.3kA因此 Ik2

Id2X*X2

144.35.9125

kA24.4kAish1.84Ik21.8424.4kA44.9kAIsh1.09Ik21.0924.4kA26.6kASk2

Sd 100X2* 5.9125X2

MVA16.9MVA4-35k图4-35习题4-11图（）取Sd

100d

Uav，则各元件电抗标幺值为XU线路*Sdl XU线路*Sdav

0.4501001152

0.151变压器

X*Uk%Sd

10.51000.525TX%S

100SNU2 4

100

20360.3

62电抗器

X*L d NL

1.164UdL 100Ud

SNL

2 100

6.3X*X*

X*TX*0.151

0.525

1.1641.5775 2dX*dX*Sd1

L336.3

2 11.5775

kA5.81kA4-36G1、G23125A，X0.13350A，X

0.125；变压器T1、T2每k10.5T3k10.5WL50km，0.4Ω/km10kVk0s和0.2s时的短路电流。图4-36习题4-11图解（）等电路 取Sd

100d

Uav，则各元件电抗标幺值为G1G2

X*X*0.13

100

0.4161 2 31.25T1、T2

X*X*0.1051000.3333 4 31.5G3

X*0.1251000.255 50T3

X*0.1051000.216 50WL

X*0.450100

0.1517作等值电路如下图所示。

1152（2）化简网络，求各电源到短路点的转移电抗X*X*X*0.4160.3330.7498 1 3X*X*X*X*0.250.210.1510.6119 5 6 7将X*、X*、X*作变换得：4 8 9

*0.3330.7490.3330.7491.49X10 0.611XX*0.3330.6110.3330.6111.216X11 0.749因此，各发电机对短路点的转移电抗分别为G1支路

* *XXX1XXX

1.49G2支路

*X*0.41622kG322k

* *XX3XX

1.216（3）求各电源的计算电抗

*1.4931.250.466Xc1 100XX*0.41631.250.13Xc2 100Xc3*1.216Xc3

50100

0.608（4）查计算曲线数字表，并用插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-1X*0.46时

I*2.302，I*

1.95c 0 0.2X*0.48时

I*2.203，I*

1.879c 0 0.2X

0.467时，t0s和t0.2s时的短路电流电流周期分量标幺值分别为I*2.2032.3022.2030.4662.270I*I

0.480.461.8791.951.8790.480.4661.930.480.46c2同理，对汽轮发电机G2，X*0.13，查附录表B-1可得t0s和t0.2c2周期分量标幺值分别为

I*7.7188.9637.7180.140.138.340I*0.2I

0.140.124.8785.224.8780.140.135.050.140.12c3对汽轮发电机G3，X*0.608，查附录表B-1可得t0s和t0.2sc3分量标幺值分别为

I*1.611.7481.610.650.6081.7260I*0.2I

0.650.61.4311.5391.4310.650.6081.5220.650.6（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

IN

31.25310.5

kA1.72kAG3支路

IN

50310.5

kA2.75kA因此，t0s和t0.2s时的短路电流电流周期分量有名值分别为I01.722.27kA1.728.34kA2.751.726kA23kAI0.21.721.93kA1.725.05kA2.751.522kA16.2kAA81，B713V，C

85175V，试求其正序、负序及零序电压。解：

1a

a2

ej120

ej24080ej10

36.86ej8.27 1

A 1

1a2

a 1B B

ej240

ej120

70ej13562.6ej346.13A23 3

3

j175

j128.04A0

11

1C

1

1 85e

29.96e 5-15-1第5章 供配电次系统答：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。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。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。Yyn03Yyn0Yyn05-5-PAGE2（角差fi测量值乘以额定变流比Ki与一次电流数值差的百分数；相位差i是I与I的相角差。2 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。（角差fu量值乘以额定变压比Kuu是与1答：①防止误跳、误合断路器；②防止带负荷分、合隔离开关；③防止带电挂接地线；④防止带地线合闸；⑤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。--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：①轮换检修母线而不致中断供电；②检修任一回路的母线隔离开关时仅使该回路停电；③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；④检修任一回路断路器时，可用母联断路器来代替，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：①在倒闸操作中隔离开关作为操作电器使用，容易误操作；②工作母线发生故障时会引起整个配电装置短时停电；③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。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。电气备足稳的件是imax≥i或Imax≥I；满热的条是I2t≥I2t 。sh sh

t ima10/0.4kV700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：ST0.7S300.7980686kVA且STS30(III)700kVA查附录表A-1，选两台10/0.4kV、SCB10-800kVA的变压器。Ncos360.926kVSN10-101.1s0.1s6kV母线上的IkNcos360.92解： I

W.max

3000

313.8Atimatktprtoc1.20.11.3sish2.55Ik2.552051kASk

avIk

6.320218MVA3查附录表A-16，选择SN10-10II/1000型断路器，设备具体参数及计算数据见下表。3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SN10-10II/10001UW.max/kV6UN/kV10合格2IW.max/A313.8IN/A1000合格3Sk/MA218Soc/MVA500630010合格4ish/kA51imax/kA80合格5I2t /（kA2.s）ima2021.3I2t/（kA2.s）t31.522合格5-5410kV70A，线路Ik4.6A2，断路器分闸时间为0.1s，电流互感器二次回路采用mm24m.。10kV表A21005的ZBJ00.510V•A80kA，1s31.5kA。

图5-54习题5-15图（1）准确度校验：查附录表A-31，电流互感器二次侧的负荷统计见下表：仪表型式二次线圈负荷（VA）A相C相46L1-A0.35DX10.50.5DS10.50.5总计1.351由上表知，其最大负荷为1.45VA。取Rtou=0.1Ω，则SSI2(R R)1.35VA52340.1VA5.16VA<S

10VA2 i N2 tou

532.5 N2（2）动稳定校验：

ish2.55Ik2.554.611.73kAimax80kAish11.73kA，满足动稳定要求。（3）热稳定校验：假想时间timatktprtoc2s0.1s2.1sI2t31.521992.25kA2sI2t 4.622.144.44kA2st ima35kV610kV解：高压侧采用内桥接线、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分别如下图所示： 高压侧采用内桥接线 b)高压侧采用外桥接线 c)高压侧采用单母线分段接线某10kV母线三相水平平放，型号8mm2II21kA，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。（）

timatk

2.5s查表4-6得，铝母线的热稳定系数C87As/mm2，因此最小允许截面为ICtimaICtima

211032110387

381.65mm2母线的实际截面积A=60×8mm2=480mm2＞Amin，所以热稳定满足要求。（2）动稳定校验：

ish2.5521kA53.55kAsb由bh

25060608

2.792，故取K≈1。则母线受到的最大电动力为F 2

l10773555103211000107N984Nmax

shs

250母线的弯曲力矩为：MFmaxl1984.41N·m198.44N·mW

10b2h6

10m0.0620.008 m6

48107m3c

MW

198.4448107

Pa4.13107Pa铝母线排的最大允许应力

al6.9107Pa＞c，所以动稳定满足要求。6-16-1第6章 电力系继电保护基础答：继电保护装置的任务是：自动、迅速、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，发出报警信号、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。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3线在正常运行或三相短路时的接线系数为3

，A、C两相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。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。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。Ⅰ段段Ⅲ）第I段只能保护本线路（WL1）的一部分，保护范围为l，动作时间t为继电器的固有动作时1 1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l，动作时限与下级线路Ⅰ段保护配合，即ttt；第III段不仅能保护本线路（WL1）1 1 21和相邻线路（WL2）的全长，而且延伸到再下一级线路（WL3）一部分，保护范围为l，动作时限16-6-PAGE2按阶梯原则整定，即ttt。1 2答：小电流接地系统的单相接地保护一般有两种方式：一种是无选择性的绝缘监视装置，动作于信号；另一种是有选择性的零序电流保护，动作于信号或跳闸。Y0零序电流保护是利用单相接地故障线路的零序电流较非故障线路零序电流大的特点，实现有选择性的零序电流保护，并可动作于信号或跳闸。对于架空线路，零序电流一般用零序电流滤过器获得；对于电缆线路，零序电流一般用零序电流互感器获得。答：变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障包括绕组的匝间短路、相间短路和中性点接地侧的单相接地短路等；油箱外部故障主要包括绝缘套管和引线上发生的相间短路和接地（对变压器外壳）短路。变压器的异常运行状态有：变压器过负荷、外部短路引起的过电流、油箱漏油引起的油面过低和变压器油温升高等。减小不平衡电流的措施有：将变压器星形侧的三个电流互感器接成三角形，而将变压器三角形侧的三个电流互感器接成星形；采用具有速饱和铁心的差动继电器；整定计算时引入同型系数等。答：微机保护装置的硬件构成可分为六部分，即数据采集部分、微型计算机部分、输入输出接口部分、通信接口部分、人机接口部分和电源部分。（MURAAHI(3，灵敏系数为K(3)KS

(3)I I I(3)Iop

I(2)

3I(3)

(2)

I(2)

(3)（1）ABBC两相短路时，

op，KS

k 0.5KS；I(2)opI(2)（2）ACI(2)

3I(3)K(3)。3KKop 2 op S S3KK3解：相路，K ，继器的作流：I3

KwI(3) I(3)w（1）ABBCKw1，

op.K op opi i继电器的动作电流为：

I KwI(2)

1I(2)op.K op opi i3KK由 I(3)1I(2)得：I(2)3KK

3I(3)KKop opKKi i

opI(2)I

op2k3I(3)op22k3I(3)op2I

(3)而I(2) 3I(3)

∴K(2)

Ik

Ik

0.5K(3)k 2 k

S (2)op

(3) SopKK（2）当AC两相短路时，Kw2，KK继电器的动作电流为：

I KwI(2)

2I(2)op.K op opi i3由 I(3)3

2I(2)得：I(2)

3I(3)KKop opKKi i

(2)

op 2 23k323k

(3)KS∴ (2)KSS

Ik I(2)

IkI(3)

K(3)op I(3) op2 op6-4235kVA5.16kA，3.8kAABBC30km55km，单位长度电抗取0.4Ω/km。11I（2）保护1的电流II段的定值及灵敏系数。图6-42习题6-11图X

S.max

Uav

5.62，X

S.min

Uav

4.143IkA.min33.83IkA.max35.16k.B.max（1）线路3IkA.min33.83IkA.max35.16k.B.maxI(3)I3(XS3(XS.minXAB)

Uav

37 kA1.324kA3(4.143(4.140.430)取rel

1.3，则保护1的电流I段动作电流为I KI(3)

1.31.324kA1.721kAI

3op.12op.1

relk.B.maxUav

3(X3(XS.maxx1lmin)2(X

Uav 得：xl )S.max 1x1lmin

Uav2I2Iop.1

XS.max

3721.721

5.625.13∴ lAB

5.130.430

100%42.75%＞20%k.C.max（2）线路BC端最三相路流k.C.maxI(3)I3(XS3(XS.minXABXBC)

Uav

37 kA0.56kA3(4.140.43(4.140.4300.455)I K

I(3)

1.30.560.728kAop.2 k.C.maxKKrel

1.1，则保护1的电流II段动作电流为IIop.1

KIKI

1.10.728kA0.8kAk.B.min灵敏校：路AB端的小相路流k.B.minI(2)

3

Uav

37 kA1.05kAk.B.max

2 2(5.620.430)3(X3(XS.maxXAB)

1.05∴KSk.B.min 1.311.3IIop.1

0.86-12 6-4335kVWL1WL1174A300/5，6-3。WL21.5s，试对WL1的三段式电流保护进行整定计算。表6-1图6-43中各点短路电流值短路点k1k2k3最大运行方式下三相短路电流（kA）41.390.53最小运行方式下两相短路电流（kA）3.031.150.45rel第IKrel

1.3，则

图6-43习题6-13图I KI(3)

1.31.39kA1.807kAop.1I

relk2maxKwI

1 1807A30.12AKop.KK

op.1i

300/5I(2)

3.03Ksk1min 1.681.5IIop.1

1.807（2）II

I K

I(3)

1.30.53kA0.689kAop.2 k3maxKKrel

1.1，则IIop.1

KIKI

1.10.689kA0.758kAI

KwI

1 Kop.KK

op.1i

300/5ttt0.5s1 2I(2)

1.15Ksk2min 1.521.3IIop.1

0.758（3）III段：取Kre

0.85，K1.2，K

1.5，则relIrelIop.1

KrelKstKre

stIL.maxst

1.21.5174A368.47A0.85I

KwI

1 6.14AKop.KK

op.1i

300/5ttt1.50.52s1 2近后备：

(2) IKk IKIs Iop.1

1.15103368.47

3.121.5I(2)

0.45103远后备：

Ksk3min 1.221.2IIop.1

368.4735/10.5kV10kV1.4kA1.3kA，35kV1.25kA10kV压器的电流保护。解：

SNISN

4000

66A3UN33UN335

Iop

KrelKstIKre

1.2266A186.35A0.85Iop.K

KwIKi

1100/5

186.35A9.32AI(2)KSk2.minIop

t10.51.5s31.310310.52 371.711.5186.35（2）速断保护：Iop

Krel

IIk2.max

1.31.410310.5516.49Aop37opIop.K

KwIKi

1/5

I(2)

1.251033Kk1.min 2.123IopS 2 516.49IopS11-6300/3535/10.5kV解：变压器两侧的额定电流分别为I1

6300335

103.9A，

I1

6300310.5

346.4A两侧电流互感器的计算变比为K 3103.9180，K 346.4i 5 5 i5根据电流互感器的标准变比，选择两侧电流互感器的实际变比为Ki

20040，K5 i

400805两侧电流互感器的二次电流为I2

3103.94.5A，I40 2

346.44.33A80因此，正常运行时流入差动保护回路中的不平衡电流为：IdsqI2I24.54.330.17A也可列表进行计算：名 称各侧数值额定电压/kV3510.5额定电流/AI 6300103.91 335I 6300 346.41 310.5电流互感器的接线方式Dy电流互感器一次电流计算值/A3103.9180346.4电流互感器变比选择K 20040i5K 40080i5电流互感器二次回路电流/AI 3103.94.52 40I 4.332 80由上表知，正常运行时流入差动保护回路中的不平衡电流为：IdsqI2I24.54.330.17ASN接线，Uk

8；35kVI(3)

3.57kA，I(3)

2.14kA；10kV母线短路电k1.maxk1.maxk1.Ik2.max

6.57kA，I(3)

4.87kA。k.2min名 称各侧数值额定电压/kV3511k.2min名 称各侧数值额定电压/kV3511额定电流/AI 20000329.91 335I 200001049.71 311电流互感器的接线方式Dy电流互感器一次电流计算值3329.9/5571.4/51049.7/5电流互感器的计算变比K 600i5K 1200i5电流互感器二次额定电流/AI 3329.94.762 I 1049.74.372 240取二次额定电流大的35kV侧为基本侧。（2）按下列三条件确定差动保护35kV侧的一次动作电流①躲过变压器的励磁涌流，即IopKrelIN1T1.3329.9428.87A②躲过变压器外部短路时的最大不平衡电流，即I KI

K (KK f

)I(3)op dsq.max np sami b k2.max.311.1.5..73.5.6A37③躲过变压器正常运行时的最大负荷电流，即IopKrelIL.max1.3329.9428.87A取Iop484.76A，则差动继电器的动作电流值为Iop.K

KwIKi

3484.767Aop120op（3）N

dc

AN0Iop.K

608.577取Ndset8匝，则继电器实际动作电流为Iop.K60/87.5A，保护装置实际一次动作电流为Iop

KiKw

Iop.K

1207.551`9.6A3（4）确定非基本侧平衡线圈匝数3

4.7684.37(8Nb.c)Nb.set1匝。

Nb.c

4.76880.7144.37（5）校验相对误差fb：

fb

0.0330.05Nb.Nb.cNb.setNb.cNd.set0.71410.7148（6）短路线圈位置：选22。（7）校验保护灵敏度I(2)KSk2.minIop

34.8710310.52 372.32519.67-17-1第7章 供配电统的二次回路与综合自动化（或计量）表计和监视回路、断路器控制和信号回路、中央信号回路、继电保护回路和自动装置回路等。断路器控制回路的功能是对断路器进行通、断操作，当线路发生短路故障时，相应继电保护动作，接通断路器控制回路中的跳闸回路，启动信号回路发出音响和灯光信号；操作电源向断路器控制回路、继电保护装置、信号回路、监测系统等二次回路提供所需的电源。答：二次接线图有三种形式：归总式原理图、展开式接线图和安装接线图。归总式原理图采用集中式表示方法，即各二次设备是以整体的形式与一次接线中的相关部分备画在一起，其特点是比较直观，但清晰度差，不便于读图。展开式接线图是将每套装置的交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路和信号回路等各部分按功能不同分开来绘制，同一仪表或继电器的电流线圈、电压线圈和触点长城被拆开，分别画在不同的回路里，其特点是条理清晰，易于阅读，便与分析和检查。安装接线图是根据施工安装的要求，用来表示二次设备的具体位置和布线方式的图形，包括屏面布置图、端子排图和屏背面接线图。图中各种仪表、继电器等二次设备和连接导线及其路径等，都是按照它们的实际安装位置和连接关系绘制的，因此它反映了二次回路的实际接线情况。什么叫操作电源？对操作电源的要求是什么？变电所常用操作电源有哪几种类型？各有答：操作电源是对断路器的控制回路、继电保护装置、自动装置以及其他信号回路供电的最重要的电源。变电所的操作电源应能保证在正常情况和事故情况下不间断供电，当电网发生故障时，能保证继电保护和断路器可靠地动作，以及当断路器合闸时有足够的容量。变电所常用操作电源分为直流和交流两大类。直流操作电源可分为由蓄电池供电的直流操作电源和由硅整流器供电的直流操作电源两种。由蓄电池供电的直流操作电源是一种与电力系统运行方式无关的独立电源系统，在发电厂和变电所发生故障甚至交流电压完全消失的情况下，仍能可靠工作，因此它具有很高的供电可靠性，但它的运行维护工作量较大，使用寿命较短，价格较贵，并需要许多辅助设备，目前主要应用于发电厂和大型变电所，而在中小型变电所中多采用硅整流型直流操作电源。7-7-PAGE2交流操作电源具有投资小、接线简单可靠、运行维护方便等优点，但它不适用于较复杂的继电保护、自动装置及其他器二次回路等，广泛用于中小型变电所中采用手动操作或弹簧储能操作及继电保护采用交流操作的场合。断路器的控制回路应满足哪些基本要求？为什么要采用防跳装置？跳跃闭锁继电器如何答：断路器的控制回路应满足以下基本要求：①断路器既能在远方由控制开关进行手动跳、合闸，又能在继电保护和自动装置作用下自动跳、合闸；②断路器操作机构的跳、合闸线圈是短时通电设计制造的，当断路器跳闸或合闸完成后，应能自动切断跳闸或合闸回路，防止因通电时间过长而烧坏线圈；③控制回路应有指示断路器跳闸与合闸的位置信号，而且能够区分自动跳闸或合闸与手动跳闸或合闸的位置信号；④应有防止断路器多次连续跳、合闸的跳跃闭锁装置；⑤应有指示断路器控制回路完好性的监视信号；⑥在满足以上基本要求的前提下，应力求简单、可靠。装设防跳装置的目的是为了防止指运行人员手动合闸于故障线路上时断路器出现多次连续跳、合闸的跳跃现象。YRKLB1-2QFKLB（I）KLB1-2KLB3-4KOQF答：变电所中的信号装置按用途分，有断路器位置信号、事故信号和预告信号。（绿（答：直流系统的绝缘监察的目的是用来监视直流系统是否存在接地隐患；交流系统的绝缘监察的目的是用来监视小电流接地系统是否有单相接地故障。什么叫自动重合闸？对自动重合闸的基本要求是什么？自动重合闸与继电保护的配合方答：自动重合闸装置（ARD）是在线路发生短路故障时，断路器跳闸后进行的重新合闸，它能提高线路供电的可靠性，主要用于架空线路。ARDARDSAQF在FDARDARDARDD0～1.5D能现合闸后速或前速以与电护。自动合与电护配合式前速护式和加保方两。7-8 用源动入置的用什？哪基本求？答：备用电源自动投入装置的作用是当工