《工厂供配电系统》 期末复习题及答案

《工厂供配电系统》期末复习题及答案一、选择题1.工厂供配电系统中，衡量电能质量的主要指标是（）。A.电压、频率和波形B.电压、电流和功率C.电压、频率和功率因数D.电流、频率和波形答案：A解析：电能质量主要指标包括电压、频率和波形。电压的大小和稳定性、频率的准确性以及波形的正弦性对用电设备的正常运行至关重要。电流和功率不是衡量电能质量的主要指标，功率因数主要反映用电设备对电能的利用效率，并非直接衡量电能质量。2.我国规定的三相交流电网额定电压等级中，属于中压电网的是（）。A.380VB.6kVC.110kVD.500kV答案：B解析：我国规定，低压电网额定电压为1kV及以下，如380V；中压电网额定电压一般为335kV，所以6kV属于中压电网；110kV及以上属于高压电网，110kV、500kV都属于高压范畴。3.工厂高压线路的定时限过电流保护装置的动作电流是按（）来整定的。A.躲过线路的最大负荷电流B.躲过线路的最大短路电流C.与下一级线路过电流保护动作电流相配合D.与下一级线路的速断保护动作电流相配合答案：A解析：定时限过电流保护装置的动作电流应躲过线路的最大负荷电流，以保证在正常最大负荷情况下保护装置不动作。而不是躲过最大短路电流，最大短路电流是用于确定速断保护的动作电流。与下一级线路过电流保护动作电流相配合是为了保证保护的选择性，但不是动作电流整定的依据；与下一级线路的速断保护动作电流相配合也不是定时限过电流保护动作电流整定的主要依据。4.电力变压器的油起（）作用。A.绝缘和灭弧B.绝缘和防锈C.绝缘和散热D.灭弧和散热答案：C解析：电力变压器中的油主要有两个作用，一是绝缘作用，它可以提高变压器绕组之间、绕组与铁芯之间的绝缘性能；二是散热作用，通过油的循环将变压器运行时产生的热量带走，保证变压器的正常运行。油并不具备灭弧功能（这是断路器中油的主要功能之一），也没有防锈作用。5.工厂低压配电系统的接线方式不包括（）。A.放射式B.树干式C.环形D.链式答案：C解析：工厂低压配电系统的接线方式主要有放射式、树干式和链式。放射式是从配电母线直接引出线路到各个负荷点；树干式是由一条干线向多个负荷点供电；链式是将多个负荷依次连接在一条线路上。环形接线方式一般用于高压配电系统，在低压配电系统中较少采用。二、填空题1.工厂供配电系统是由______、______和______等组成。答案：总降压变电所、高压配电线路、车间变电所解析：总降压变电所将外部高压电源降低为适合工厂内部使用的电压等级；高压配电线路将总降压变电所的电能输送到各个车间变电所；车间变电所再将电压进一步降低，为车间内的用电设备提供合适的电压。2.电力系统的中性点运行方式有______、______和______三种。答案：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点直接接地解析：中性点不接地系统在发生单相接地故障时，线电压仍然对称，可继续运行一段时间，但非故障相电压会升高；中性点经消弧线圈接地系统可补偿接地电容电流，减少故障点的电弧；中性点直接接地系统发生单相接地故障时，会形成较大的短路电流，保护装置迅速动作切除故障。3.高压隔离开关的主要作用是______，保证电气设备检修时检修人员的安全。答案：隔离电源解析：高压隔离开关没有灭弧能力，主要用于在检修电气设备时，将需要检修的设备与带电部分可靠隔离，形成明显的断开点，以保证检修人员的安全。4.电流互感器的二次侧严禁______，电压互感器的二次侧严禁______。答案：开路；短路解析：电流互感器二次侧开路会产生很高的电压，可能危及设备和人员安全；电压互感器二次侧短路会产生很大的短路电流，可能烧毁电压互感器。5.工厂无功功率补偿的方法有______和______两种。答案：高压集中补偿、低压分散补偿解析：高压集中补偿是在工厂总降压变电所的高压母线上装设电容器组进行无功补偿；低压分散补偿是在各车间变电所或用电设备附近装设电容器进行无功补偿，两种方法可根据工厂的实际情况选择使用。三、简答题1.简述工厂供配电系统的基本要求。答案：工厂供配电系统的基本要求主要有以下几点：安全：在电能的供应、分配和使用过程中，不应发生人身事故和设备事故。要采取各种安全措施，如设置保护装置、绝缘措施等，确保人员和设备的安全。可靠：应满足用电设备对供电可靠性的要求。根据用电设备的重要程度，分为一级、二级和三级负荷，对于一级负荷要采用双电源供电等措施，保证供电的连续性。优质：应满足用电设备对电压、频率和波形等电能质量的要求。电压波动范围、频率偏差等要在规定的范围内，以保证用电设备的正常运行。经济：在满足以上要求的前提下，尽量降低供配电系统的建设投资和运行费用。要合理选择设备和线路，降低电能损耗，提高能源利用效率。2.什么是过电流保护？过电流保护有哪几种？答案：过电流保护是当电路中电流超过预定值时，能自动切断电路的一种保护装置。它主要用于防止电气设备因过电流而损坏。过电流保护主要有以下几种：定时限过电流保护：其动作时间与短路电流大小无关，只要短路电流超过动作电流，经过预先整定的时间后，保护装置就会动作。其优点是动作时间准确，便于上下级保护之间的配合；缺点是当短路点离电源越远时，短路电流越小，动作时间越长。反时限过电流保护：其动作时间与短路电流大小成反比，短路电流越大，动作时间越短。这种保护装置结构简单，但动作时间的准确性较差，上下级保护之间的配合也比较复杂。瞬时电流速断保护：它是一种无时限的过电流保护，当短路电流超过其动作电流时，保护装置立即动作。主要用于快速切除靠近电源端的短路故障，但不能保护线路的全长。3.简述电力变压器并列运行的条件。答案：电力变压器并列运行的条件如下：变比相等：各变压器的变比应相等，允许误差不超过±0.5%。如果变比不相等，并列运行时会在变压器之间产生环流，增加变压器的损耗，甚至可能损坏变压器。联结组别相同：变压器的联结组别必须相同。联结组别不同，会导致二次侧线电压的相位不同，在二次侧之间产生很大的环流，可能使变压器烧毁。短路阻抗标幺值相等：各变压器的短路阻抗标幺值应相等，允许误差不超过±10%。短路阻抗标幺值不同，会使各变压器所分担的负载电流不合理，短路阻抗标幺值小的变压器可能会过载，而短路阻抗标幺值大的变压器则可能负载不足。四、计算题1.已知某工厂的有功功率$P=2000kW$，功率因数$\cos\varphi_1=0.6$，现要将功率因数提高到$\cos\varphi_2=0.9$，试求需要补偿的无功功率$Q_C$。解：首先，根据公式$P=S_1\cos\varphi_1$，可求出补偿前的视在功率$S_1$：$S_1=\frac{P}{\cos\varphi_1}=\frac{2000}{0.6}\approx3333.33kVA$再根据公式$Q_1=\sqrt{S_1^{2}P^{2}}$，求出补偿前的无功功率$Q_1$：$Q_1=\sqrt{S_1^{2}P^{2}}=\sqrt{3333.33^{2}2000^{2}}\approx2666.67kvar$补偿后的视在功率$S_2$为：$S_2=\frac{P}{\cos\varphi_2}=\frac{2000}{0.9}\approx2222.22kVA$补偿后的无功功率$Q_2$为：$Q_2=\sqrt{S_2^{2}P^{2}}=\sqrt{2222.22^{2}2000^{2}}\approx1048.81kvar$需要补偿的无功功率$Q_C$为：$Q_C=Q_1Q_2=2666.671048.81=1617.86kvar$答：需要补偿的无功功率$Q_C$约为$1617.86kvar$。2.某车间变电所采用一台$S9800/10$型变压器，其空载损耗$P_0=1.4kW$，短路损耗$P_{k}=7.5kW$，试求该变压器在负载系数$\beta=0.8$时的有功功率损耗$\DeltaP$。解：变压器的有功功率损耗由空载损耗$\DeltaP_0$和负载损耗$\DeltaP_{L}$两部分组成。空载损耗$\DeltaP_0=P_0=1.4kW$负载损耗$\DeltaP_{L}=\beta^{2}P_{k}$，已知$\beta=0.8$，$P_{k}=7.5kW$