供配电技术（第4版）（微课版）曾令琴 习题答案解析

供配电技术（第4版）（微课版）曾令琴习题答案解析第一章供配电系统概述习题答案解析一、填空题答案：电力系统；电力网；用电设备。

解析：供配电系统是电力系统的重要组成部分，核心由电力系统（发电、输电环节）、电力网（变电、配电环节）和用电设备（消耗电能的终端设备）三部分组成，三者协同完成电能的输送、分配与使用。答案：火力发电；水力发电；核能发电；新能源发电（太阳能、风能等）。

解析：目前我国主要发电方式分为传统发电（火力、水力、核能）和新能源发电，其中火力发电占比最高，新能源发电是未来发展趋势。答案：配电所；变电所。

解析：两者核心区别在于是否包含变压环节——配电所仅负责电能的分配，不改变电压等级；变电所包含变电（升压或降压）和配电双重功能，是供配电系统的核心枢纽。答案：三相四线制；380V；220V。

解析：低压供配电系统普遍采用三相四线制接线方式，可同时提供380V线电压（用于动力设备）和220V相电压（用于照明、民用设备），适配家庭与动力用电混合场景。二、选择题答案：A（电力网）

解析：电力网的定义是“由输电线路、变电设备组成，负责电能的输送和分配”，对应题干中“连接发电厂与用电设备的中间环节”；B选项电力系统包含发电、输电、配电、用电全环节，范围更广；C选项用电设备仅为终端消耗环节。答案：B（降压变电所）

解析：工厂供配电系统中，从电力系统引入的高压电能（如110kV、35kV），需通过降压变电所降至10kV或0.4kV，才能满足工厂动力和照明设备的用电需求；升压变电所主要用于发电厂输出电能时升高电压，便于远距离输电。答案：C（安全性、可靠性、经济性）

解析：供配电系统设计与运行的核心要求的是安全（防止触电、设备损坏）、可靠（保证电能连续供应，减少停电）、经济（降低投资、运行成本），三者缺一不可。答案：D（以上都是）

解析：供配电系统的任务包括电能的输送（从发电厂到用户）、分配（按用户需求分配电能）、控制（调节电压、开关操作）和保护（故障时切断电路，保护设备和人身安全），四项均为核心任务。三、简答题简述供配电系统的组成及各部分的作用。

解析：供配电系统由电力系统、电力网、用电设备三部分组成。①电力系统：核心是发电厂，作用是将其他形式的能量（如热能、水能、核能）转化为电能，是电能的源头；②电力网：由输电线路、变电所、配电所组成，作用是将发电厂产生的电能输送、变换（升压或降压）后，分配到各个用电区域；③用电设备：包括动力设备（如电动机）、照明设备、控制设备等，作用是消耗电能，将电能转化为生产、生活所需的其他形式的能量。工厂供配电系统的特点有哪些？

解析：①供电距离短：工厂内部配电线路距离较近，电压损失相对较小；②负荷集中且变化大：工厂内动力设备集中，负荷随生产流程波动（如开机、停机）；③对供电可靠性要求高：工厂生产多为连续作业，停电会造成较大经济损失，部分关键设备需备用电源；④安全要求高：工厂设备多、人员集中，需严格防范触电、火灾等安全事故，符合电气安全规范。简述三相四线制供配电系统的优点。

解析：三相四线制系统的核心优点的是“一系统两用”，可同时提供两种电压等级：①线电压（380V），用于驱动三相异步电动机等动力设备，满足工厂生产动力需求；②相电压（220V），用于照明、办公设备、民用电器等，适配日常用电需求；③接线简单、成本低，无需单独铺设动力和照明线路，兼顾实用性和经济性，是低压供配电系统的主流接线方式。第二章电力负荷计算习题答案解析一、填空题答案：有功负荷；无功负荷；视在负荷。

解析：电力负荷按性质分为三类，有功负荷（P）是实际消耗的电能，用于做功；无功负荷（Q）用于建立磁场，不做功但不可或缺；视在负荷（S）是有功与无功的矢量和，反映设备的容量。答案：需要系数法；二项式系数法。

解析：工厂电力负荷计算的两种常用方法：需要系数法适用于负荷均匀分布、容量较大的场合（如工厂整体负荷计算），计算简便；二项式系数法适用于负荷容量差异大、波动大的场合（如车间局部负荷计算），精度更高。答案：负荷系数；小于等于1。

解析：负荷系数是实际运行负荷与设备额定负荷的比值，反映设备的负荷利用程度，由于设备很少长期满负荷运行，因此负荷系数始终≤1。答案：尖峰负荷；平均负荷；最大负荷。

解析：尖峰负荷是一天中负荷的最大值，持续时间短；平均负荷是一天中负荷的平均值；最大负荷是一定时间内（如1小时）负荷的最大值，是选择变压器、导线的重要依据。二、选择题答案：B（需要系数法）

解析：工厂总负荷计算中，需要系数法计算简便、适用性强，是应用最广泛的方法；二项式系数法适用于局部负荷计算，单位面积功率法适用于照明负荷计算。答案：C（无功负荷）

解析：异步电动机运行时，需要消耗无功功率建立旋转磁场，属于无功负荷；白炽灯、电阻炉仅消耗有功功率，属于有功负荷；变压器既有有功损耗（铁损、铜损），也有无功损耗，但题干中“主要消耗”对应异步电动机的核心特性。答案：A（增大）

解析：负荷系数越大，说明设备的实际负荷越接近额定负荷，负荷利用程度越高，电能利用效率越好；反之，负荷系数越小，设备闲置率越高。答案：D（以上都正确）

解析：影响电力负荷的因素包括：①生产工艺（不同工艺的负荷大小、波动不同）；②设备数量与容量（设备越多、容量越大，负荷越大）；③运行时间（设备运行时间越长，累计负荷越大）；④环境因素（如温度、湿度影响设备功耗）。三、计算题某车间有5台三相异步电动机，每台额定功率10kW，额定电压380V，功率因数0.8，需要系数0.7，计算该车间的总有功负荷、总无功负荷和总视在负荷。

解析：

①总有功负荷P总=台数×额定功率×需要系数=5×10×0.7=35kW；

②总视在负荷S总=P总/功率因数=35/0.8=43.75kVA；

③总无功负荷Q总=√(S总²-P总²)=√(43.75²-35²)=√(1914.06-1225)=√689.06≈26.25kvar；

结论：总有功负荷35kW，总无功负荷约26.25kvar，总视在负荷43.75kVA。某工厂照明负荷总容量20kW，动力负荷总容量100kW，照明需要系数0.9，动力需要系数0.6，功率因数均为0.85，计算工厂总负荷（有功、无功、视在）。

解析：

①照明总有功负荷P1=20×0.9=18kW；

②动力总有功负荷P2=100×0.6=60kW；

③工厂总有功负荷P总=P1+P2=18+60=78kW；

④总视在负荷S总=P总/功率因数=78/0.85≈91.76kVA；

⑤总无功负荷Q总=√(S总²-P总²)≈√(91.76²-78²)≈√(8420.89-6084)≈√2336.89≈48.34kvar；

结论：工厂总有功负荷78kW，总无功负荷约48.34kvar，总视在负荷约91.76kVA。四、简答题什么是需要系数？需要系数的选取原则是什么？

解析：需要系数是指设备实际运行的最大负荷与设备额定负荷的比值，用Kd表示（0＜Kd≤1）。选取原则：①根据设备的类型和运行特点选取（如连续运行的设备Kd较大，间歇运行的设备Kd较小）；②参考同类工厂的实际运行数据，结合本工厂的生产工艺；③负荷容量越大，需要系数越接近1（负荷集中且稳定）；负荷容量越小，需要系数越小（负荷波动大）。电力负荷计算的目的是什么？

解析：电力负荷计算是供配电系统设计、运行和管理的基础，核心目的包括：①确定供配电系统的容量（如变压器、导线的选择），确保设备能够满足负荷需求；②合理分配负荷，避免局部负荷过载；③计算电能损耗，为节能优化提供依据；④为保护装置的整定（如断路器、熔断器）提供参数，确保设备和系统的安全运行。第三章变配电所及一次设备习题答案解析一、填空题答案：高压断路器；高压隔离开关；高压负荷开关。

解析：变配电所高压一次设备中，断路器可切断负荷电流和故障电流，具有灭弧装置；隔离开关仅用于隔离电源，不能切断负荷电流，无灭弧装置；负荷开关可切断负荷电流，但不能切断故障电流。答案：油浸式变压器；干式变压器。

解析：工厂变配电所常用变压器按冷却方式分类，油浸式变压器利用变压器油冷却，适用于室外、大容量场合；干式变压器利用空气冷却，适用于室内、小容量场合（如车间、办公楼）。答案：电流互感器（CT）；电压互感器（VT）。

解析：电流互感器用于测量高压电路的电流，将大电流转换为小电流（如5A），供仪表测量和保护装置使用；电压互感器用于测量高压电路的电压，将高电压转换为小电压（如100V），保障测量和保护的安全性。答案：母线；汇流排。

解析：母线是变配电所内用于连接各类一次设备（变压器、断路器、隔离开关）的导体，作用是汇集和分配电能，又称汇流排，常用材质为铜或铝。二、选择题答案：A（高压断路器）

解析：高压断路器具有完善的灭弧装置，可在正常运行时切断负荷电流，故障时切断短路电流，是变配电所中最重要的控制和保护设备；隔离开关仅用于隔离电源，负荷开关不能切断短路电流。答案：B（不能切断负荷电流）

解析：高压隔离开关的核心作用是“隔离电源”，确保检修时设备无电，其结构简单，无灭弧装置，因此不能切断负荷电流，否则会产生电弧，引发安全事故。答案：C（干式变压器）

解析：车间内部空间有限，且对防火要求较高，干式变压器无变压器油，不会发生漏油、起火等隐患，适用于室内安装；油浸式变压器适用于室外，充气式变压器多用于特殊场合。答案：D（电流互感器二次侧不能开路，电压互感器二次侧不能短路）

解析：电流互感器二次侧开路会产生高电压，危及人身和设备安全；电压互感器二次侧短路会产生大电流，烧毁互感器，这是两者运行的核心安全要求。三、简答题简述高压断路器与高压隔离开关的区别及配合使用原则。

解析：区别：①功能不同：断路器可切断负荷电流和故障电流，有灭弧装置；隔离开关仅能隔离电源，不能切断负荷电流，无灭弧装置；②结构不同：断路器结构复杂，包含灭弧室、操作机构等；隔离开关结构简单，仅由触头、绝缘子组成。

配合使用原则：“先合隔离开关，后合断路器；先断断路器，后断隔离开关”。目的是避免断路器带负荷操作隔离开关，防止产生电弧，保障设备和人身安全。油浸式变压器与干式变压器的优缺点及适用场合。

解析：（1）油浸式变压器：优点是散热效果好、容量大、价格低、使用寿命长；缺点是体积大、需要定期维护（换油）、存在漏油和火灾隐患。适用场合：室外、大容量变配电所（如工厂总变电所）。

（2）干式变压器：优点是体积小、重量轻、无火灾隐患、维护简便、适用于室内；缺点是散热效果差、容量相对较小、价格较高。适用场合：室内、小容量配电（如车间配电所、办公楼配电）。电流互感器和电压互感器的作用是什么？使用时需注意哪些事项？

解析：作用：①电流互感器（CT）：将高压电路中的大电流转换为标准小电流（5A或1A），供电流表测量和保护装置（如过流保护）使用，实现高压电路的安全测量和保护；②电压互感器（VT）：将高压电路中的高电压转换为标准小电压（100V），供电压表测量和保护装置（如过压保护）使用。

注意事项：①电流互感器：二次侧绝对不能开路，需可靠接地；②电压互感器：二次侧绝对不能短路，需可靠接地；③两者均需按额定参数使用，避免过载，确保测量精度和设备安全。四、实操题简述变配电所一次设备的布置原则。

解析：布置原则核心是“安全、可靠、经济、便于操作和维护”，具体包括：①设备布置紧凑合理，节省空间，降低投资；②高压设备与低压设备分开布置，避免相互干扰，且高压设备需设置安全防护栏；③母线布置整齐，便于检修和散热，避免交叉跨越；④操作通道宽度符合规范，确保操作人员操作安全、便捷；⑤设备之间的距离满足绝缘要求，防止短路事故；⑥考虑设备的运输