《供配電技術(shù)》唐志平第三版習(xí)題答案全

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1、第第 1 章章電力系統(tǒng)概論電力系統(tǒng)概論1-1 什么叫電力系統(tǒng)？為什么要建立電力系統(tǒng)？什么叫電力系統(tǒng)？為什么要建立電力系統(tǒng)？電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、電力線(xiàn)路和電能用戶(hù)組成的一個(gè)整體。為了充分利用動(dòng)力資源，降低發(fā)電成本，發(fā)電廠往往遠(yuǎn)離城市和電能用戶(hù)，因此，這就需要輸送和分配電能，將發(fā)電廠發(fā)出的電能經(jīng)過(guò)升壓、輸送、降壓和分配，送到用戶(hù)。1-2 供配電系統(tǒng)由那些部分組成？在什么情況下應(yīng)設(shè)總降壓變電所或高壓配電所？供配電系統(tǒng)由那些部分組成？在什么情況下應(yīng)設(shè)總降壓變電所或高壓配電所？供配電系統(tǒng)由總降變電所、高壓配電所、配電線(xiàn)路、車(chē)間變電所和用電設(shè)備組成?？偨祲鹤冸娝瞧髽I(yè)電能供應(yīng)的樞紐。它將 35kV

2、110kV 的外部供電電源電壓降為 6 10kV 高壓配電電壓，供給高壓配電所、車(chē)間變電所和高壓用電設(shè)備。高壓配電所集中接受 610kV 電壓，再分配到附近各車(chē)間變電所和高壓用電設(shè)備。一般負(fù)荷分散、廠區(qū)大的大型企業(yè)設(shè)置高壓配電所。1-3 發(fā)電機(jī)的額定電壓、用電設(shè)備的額定電壓和變壓器額定電壓是如何規(guī)定的？為什么？發(fā)電機(jī)的額定電壓、用電設(shè)備的額定電壓和變壓器額定電壓是如何規(guī)定的？為什么？用電設(shè)備的額定電壓等于電力線(xiàn)路的額定電壓；發(fā)電機(jī)的額定電壓較電力線(xiàn)路的額定電壓要高 5%；變壓器的一次繞組的額定電壓等于發(fā)電機(jī)的額定電壓(升壓變壓器)或電力線(xiàn)路的額定電壓(降壓變壓器)；二次繞組的額定電壓較電力線(xiàn)路

3、的額定電壓要高 10%或 5%(視線(xiàn)路的電壓等級(jí)或線(xiàn)路長(zhǎng)度而定)。額定電壓是能使電氣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)效果最好的電壓，它是國(guó)家根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要及電力的水平和發(fā)展的趨勢(shì)經(jīng)過(guò)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定的。1-4 電能的質(zhì)量指標(biāo)包括哪些？電能的質(zhì)量指標(biāo)包括哪些？電能的質(zhì)量指標(biāo)是指電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量、供電可靠性。1-5 什么叫電壓偏移，電壓波動(dòng)和閃變？如何計(jì)算電壓偏移和電壓波動(dòng)？什么叫電壓偏移，電壓波動(dòng)和閃變？如何計(jì)算電壓偏移和電壓波動(dòng)？電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度。電壓波動(dòng)是指電壓的急劇變化。周期性電壓急劇變化引起光源光通量急劇波動(dòng)而造成人眼視覺(jué)不舒適的現(xiàn)象，成為閃變。電壓偏差一般以百分?jǐn)?shù)表示，即

4、%100NNUUUU，式中%U為電壓偏差百分?jǐn)?shù)；U為實(shí)際電壓；NU為額定電壓。電壓波動(dòng)程度以電壓最大值與最小值之差或其百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，即maxminmaxmin%100NUUUUUUU式中，U為電壓波動(dòng)；%U為電壓波動(dòng)百分?jǐn)?shù)；maxU，minU為電壓波動(dòng)的最大值和最小值（kV） ；NU為額定電壓（kV） 。1-6 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有哪幾種？中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)和中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有哪幾種？中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)和中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)各有什么特點(diǎn)？發(fā)生單相接地時(shí)各有什么特點(diǎn)？電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有三種：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)

5、直接接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，接地相對(duì)地電壓為零，電容電流為零，非接地相對(duì)地電壓升高為線(xiàn)電壓，電容電流增大 倍，但各相間電壓（線(xiàn)電壓）仍然對(duì)稱(chēng)平衡。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，通過(guò)中性點(diǎn)形成單相短路，產(chǎn)生很大的短路電流，中性點(diǎn)對(duì)地電壓仍為零，非接地相對(duì)地電壓也不發(fā)生變化。1-7 電力負(fù)荷按對(duì)供電可靠性要求分幾類(lèi)？對(duì)供電各有什么要求？電力負(fù)荷按對(duì)供電可靠性要求分幾類(lèi)？對(duì)供電各有什么要求？電力負(fù)荷按對(duì)供電可靠性可分為三類(lèi)，一級(jí)負(fù)荷，二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。對(duì)供電的要求：一級(jí)負(fù)荷要求最嚴(yán)，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一電源應(yīng)不同時(shí)受到損壞，在一級(jí)負(fù)荷中的特別重

6、要負(fù)荷，除上述兩個(gè)獨(dú)立電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。二級(jí)負(fù)荷要求比一級(jí)負(fù)荷低，應(yīng)由兩回線(xiàn)路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺(tái)，從而做到當(dāng)電力變壓器發(fā)生故障或電力線(xiàn)路發(fā)生常見(jiàn)故障時(shí)，不致中斷供電或中斷后能迅速恢復(fù)。三級(jí)負(fù)荷要求最低，沒(méi)有特殊要求，一般有單回路電力線(xiàn)路供電。1-8 試確定圖所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)試確定圖所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī) G 和變壓器和變壓器 1T，2T 和和 3T 的額定電壓。的額定電壓。解：發(fā)電機(jī)的額定電壓 U = 1.0510KV = 10.5kV;變壓器 1T 的額定電壓一次側(cè) U = 10.5kV； 二次側(cè) U = 1.1

7、35kV= 38.5kV；變壓器 2T 的額定電壓一次側(cè) U = 35kV； 二次側(cè) U = 1.0510kV= 10.5kV；變壓器 3T 的額定電壓一次側(cè) U= 10kV； 二次側(cè) U= 1.050.38= 0.399kV；1-9 試確定圖中所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī) G，變壓器 2T，3T 線(xiàn)路 1WL，2WL 的額定電壓。解：發(fā)電機(jī) G，額定電壓 U=1.05U1=10.5kV 變壓器 2T U1=U=10.5kV U2=1.1220=242kV 故額定電壓為：10.5/242； 變壓器 3T U1=220kV U2=1.1110=121kV U3=1.0510=10.5kV 線(xiàn)路 1WL

8、的額定電壓為 U=10kV 線(xiàn)路 2WL 的額定電壓為 U=0.38kV1-10 試查閱相關(guān)資料或網(wǎng)上查閱，找出去年我國(guó)的發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量，年發(fā)電量和年用電量。答案（略）1-11 畫(huà)出中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) A 相發(fā)生單相接地時(shí)的相量圖。第第 2 2 章章 負(fù)荷預(yù)測(cè)負(fù)荷預(yù)測(cè)2-1 什么叫負(fù)荷曲線(xiàn)？有哪幾種？與負(fù)荷曲線(xiàn)有關(guān)的物理量有哪些？什么叫負(fù)荷曲線(xiàn)？有哪幾種？與負(fù)荷曲線(xiàn)有關(guān)的物理量有哪些？答：負(fù)荷曲線(xiàn)是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，反映了用戶(hù)用電的特點(diǎn)和規(guī)律。負(fù)荷曲線(xiàn)按負(fù)荷的功率性質(zhì)不同，分有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷曲線(xiàn)；按時(shí)間單位的不同，分日負(fù)荷曲線(xiàn)和年負(fù)荷曲線(xiàn)；按負(fù)荷對(duì)象不同，分用戶(hù)，車(chē)間或某類(lèi)

9、設(shè)備負(fù)荷曲線(xiàn)。與負(fù)荷曲線(xiàn)有關(guān)的物理量有：年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)；平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)。2-22-2 什么叫年最大負(fù)荷利用小時(shí)？什么叫年最大負(fù)荷和年平均負(fù)荷？什么叫負(fù)荷系數(shù)？什么叫年最大負(fù)荷利用小時(shí)？什么叫年最大負(fù)荷和年平均負(fù)荷？什么叫負(fù)荷系數(shù)？答：年最大負(fù)荷利用小時(shí)是指負(fù)荷以年最大負(fù)荷maxP持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能，這段時(shí)間就是最大負(fù)荷利用小時(shí)。年最大負(fù)荷maxP指全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)（為防偶然性，這樣的工作班至少要在負(fù)荷最大的月份出現(xiàn) 23 次）30 分鐘平均功率的最大值，因此年最大負(fù)荷有時(shí)也稱(chēng)為 30分鐘最大負(fù)荷30P。負(fù)荷系數(shù)LK是指

10、平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值。2-3 什么叫計(jì)算負(fù)荷？為什么計(jì)算負(fù)荷通常采用什么叫計(jì)算負(fù)荷？為什么計(jì)算負(fù)荷通常采用 30min 最大負(fù)荷？正確確定計(jì)算負(fù)荷有何最大負(fù)荷？正確確定計(jì)算負(fù)荷有何意義？答：計(jì)算負(fù)荷是指導(dǎo)體中通過(guò)一個(gè)等效負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)體的最高溫升正好和通過(guò)實(shí)際的變動(dòng)負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的最高溫升相等，該等效負(fù)荷就稱(chēng)為計(jì)算負(fù)荷。導(dǎo)體通過(guò)電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約為(34)，為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。對(duì)中小截面的導(dǎo)體，其約為 10min 左右，故截流倒替約經(jīng) 30min 后達(dá)到穩(wěn)定溫升值。但是，由于較大截面的導(dǎo)體發(fā)熱時(shí)間常數(shù)往往大于 10min，30min 還不能達(dá)到穩(wěn)定溫升。由此可見(jiàn),計(jì)算負(fù)荷 Pc 實(shí)際上與 30

11、min 最大負(fù)荷基本是相當(dāng)?shù)摹Ｓ?jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算符合的確定是否合理，將直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線(xiàn)電纜的選擇是否合理。計(jì)算負(fù)荷不能定得太大，否則選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線(xiàn)電纜將會(huì)過(guò)大而造成投資和有色金屬的浪費(fèi);計(jì)算負(fù)荷也不能定得太小，否則選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線(xiàn)電纜將會(huì)長(zhǎng)期處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣體過(guò)早老化甚至燒毀。2-4 各工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量如何確定各工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量如何確定?答：長(zhǎng)期工作制和短期工作制的設(shè)備容量就是該設(shè)備的銘牌額定功率，即Pe=PN 反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備容量是指某負(fù)荷持續(xù)率下的額定功率換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率。2-5 需要系

12、數(shù)的含義是什么需要系數(shù)的含義是什么?答：所有用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷并不等于其設(shè)備容量,兩者之間存在一個(gè)比值關(guān)系，因此需要引進(jìn)需要系數(shù)的概念,即：cdePK P。式中，Kd為需要系數(shù)；Pc為計(jì)算負(fù)荷；Pe為設(shè)備容量。形成該系數(shù)的原因有：用電設(shè)備的設(shè)備容量是指輸出容量，它與輸入容量之間有一個(gè)平均效率；用電設(shè)備不一定滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行,因此引入符合系數(shù) KL；用電設(shè)備本身及配電線(xiàn)路有功率損耗，所以引進(jìn)一個(gè)線(xiàn)路平均效率wL；用電設(shè)備組的所有設(shè)備不一定同時(shí)運(yùn)行，故引入一個(gè)同時(shí)系數(shù)K。2-6 確定計(jì)算負(fù)荷的估算法確定計(jì)算負(fù)荷的估算法.需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法各有什么特點(diǎn)？各適合哪些場(chǎng)合？需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法各有什么特點(diǎn)？

13、各適合哪些場(chǎng)合？ 答：估算法實(shí)為指標(biāo)法，其特點(diǎn)是進(jìn)行方案比較時(shí)很方便，適用于做任務(wù)書(shū)或初步設(shè)計(jì)階段；需要系數(shù)法的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便，計(jì)算結(jié)果較符合實(shí)際，而長(zhǎng)期使用已積累了各種設(shè)備的需要系數(shù)，是世界各國(guó)普遍采用的方法，適用于多組三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷；二項(xiàng)式法其特點(diǎn)是既考慮了用電設(shè)備的平均負(fù)荷，又考慮了幾臺(tái)最大用電設(shè)備引起的附加負(fù)荷，其計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果大得多，適用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。2-72-7 在確定多組用電設(shè)備總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流時(shí)，可否將各組的視在計(jì)算負(fù)荷和在確定多組用電設(shè)備總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流時(shí)，可否將各組的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流分別直接相加？為

14、什么？應(yīng)如何正確計(jì)算？計(jì)算電流分別直接相加？為什么？應(yīng)如何正確計(jì)算？答：不可以。需要考慮用電設(shè)備各組的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素，因此在確定總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，只能在各組用電設(shè)備中取一組最大的附加負(fù)荷，再加上各組用電設(shè)備的平均負(fù)荷，即：maxmaxmax()()(tan )()tancexicexiPbPcPQbPcP式中，()eibP為各用電設(shè)備組的平均功率，其中eP是各用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘浚粁cP為每組用電設(shè)備組中x臺(tái)容量較大的設(shè)備的附加負(fù)荷；max()xcP為附加負(fù)荷最大的一組設(shè)備的附加負(fù)荷；maxtan為最大附加負(fù)荷設(shè)備組的功率因數(shù)角的正切值。2-8 在接有單相用電設(shè)備的三相線(xiàn)路中在接有單相

15、用電設(shè)備的三相線(xiàn)路中, 什么情況下可將單相設(shè)備與三相設(shè)備綜合按三相什么情況下可將單相設(shè)備與三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷的計(jì)算方法計(jì)算確定負(fù)荷負(fù)荷的計(jì)算方法計(jì)算確定負(fù)荷? 而在什么情況下應(yīng)進(jìn)行單相負(fù)荷計(jì)算而在什么情況下應(yīng)進(jìn)行單相負(fù)荷計(jì)算?答: 單相設(shè)備應(yīng)盡可能地均勻分布在三相上,以使三相負(fù)荷保持平衡.a: 三相線(xiàn)路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相總?cè)萘康?15%時(shí),單相設(shè)備可按三相負(fù)荷平衡計(jì)算.b: 三相線(xiàn)路中單相設(shè)備的總?cè)萘砍^(guò)三相總?cè)萘康?15%時(shí),應(yīng)把單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量,再算出三相等效計(jì)算負(fù)荷. 2-9 如何分配單相（如何分配單相（220 伏，伏，380 伏）用電設(shè)備，使計(jì)算負(fù)荷最小

16、？如何將單相負(fù)荷簡(jiǎn)便地伏）用電設(shè)備，使計(jì)算負(fù)荷最??？如何將單相負(fù)荷簡(jiǎn)便地?fù)Q算成三相負(fù)荷？換算成三相負(fù)荷？答：可以用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法來(lái)分配用電設(shè)備；這樣換算：當(dāng)單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相總?cè)萘康?15%，單相設(shè)備按三相負(fù)荷平衡來(lái)計(jì)算。當(dāng)單相設(shè)備的總?cè)萘砍^(guò)三相總?cè)萘康?15%，應(yīng)該換成等效三相設(shè)備容量，再算出三相等效計(jì)算負(fù)荷。 2-10 電力變壓器的有功功率和無(wú)功功率損耗各如何計(jì)算？其中哪些損耗是與負(fù)荷無(wú)關(guān)的？電力變壓器的有功功率和無(wú)功功率損耗各如何計(jì)算？其中哪些損耗是與負(fù)荷無(wú)關(guān)的？哪些損耗與負(fù)荷有關(guān)？按簡(jiǎn)化公式如何計(jì)算？哪些損耗與負(fù)荷有關(guān)？按簡(jiǎn)化公式如何計(jì)算？ 解：有功功率損耗=鐵損+銅

17、損=FeCuPP有功功率損耗為：22cTFeCuFeCu0kNSPPPPP .NPPScNSS 無(wú)功功率=0QQ Q0是變壓器空載時(shí)，由產(chǎn)生主磁通電流造成的，Q 是變壓器負(fù)荷電流在一次，二次繞組電抗上所產(chǎn)生的無(wú)功損耗。 無(wú)功功率損耗為：2c0ckT00NNNNSISUQQQQQSS100100SPFe和Q0是與負(fù)荷無(wú)關(guān)，PCu和Q 與負(fù)荷有關(guān)簡(jiǎn)化公式： 20k20kTNPtPPIUQS100100（）2-11 什么叫平均功率因數(shù)和最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)什么叫平均功率因數(shù)和最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)?各如何計(jì)算各如何計(jì)算?各有何用途各有何用途?答:平均功率因數(shù)是指導(dǎo)在某一時(shí)間內(nèi)的平均功率因數(shù),也稱(chēng)加權(quán)平均功

18、率因數(shù).最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)是指在年最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù).平均功率因數(shù)計(jì)算功式:略用途供電部門(mén)能根據(jù)月平均功率因數(shù)來(lái)調(diào)整用戶(hù)的電費(fèi)電價(jià).2-12 進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，有什么意義？如何確定無(wú)功補(bǔ)償容量？進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，有什么意義？如何確定無(wú)功補(bǔ)償容量？答：降低電能損耗, 降低電壓損失,提高供電設(shè)備利用率。補(bǔ)償容量（1）采用固定補(bǔ)償ccavav1av2QPtgtg （），式中，Qcc為補(bǔ)償容量；Pav為平均有功負(fù)荷，Pav =Pc或 Wa/t，Pc為負(fù)荷計(jì)算得到的有功計(jì)算負(fù)荷， 為有功負(fù)荷系數(shù)，Wa為時(shí)間 t 內(nèi)消耗的電能； tgav1為補(bǔ)償前平均功率因數(shù)角的正切值；t

19、gav2為補(bǔ)償后平均功率因數(shù)角的正切值；tgav1tgav2稱(chēng)為補(bǔ)償率，可用qc表示（2）采用自動(dòng)補(bǔ)償Qcc=Pc（tg1tg2） 2-132-13 提高自然功率因素有哪些常用的方法？他們的基本原理是什么？提高自然功率因素有哪些常用的方法？他們的基本原理是什么？答：提高自然功率因素的主要方法有：1、 合理選擇電動(dòng)機(jī)的規(guī)格、型號(hào)2、 防止電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行3、 保證電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量4、 合理選擇變壓器的容量5、 交流接觸器的節(jié)電運(yùn)行他們的基本原理是在不添置任何補(bǔ)償設(shè)備的情況下，采用科學(xué)措施減少用電設(shè)備的無(wú)功功率的需要量，使供配電系統(tǒng)總功率因素提高。2-142-14 并聯(lián)電容器的補(bǔ)償?shù)难b設(shè)有幾種？各有

20、何特點(diǎn)？適用于什么場(chǎng)合？并聯(lián)電容器的補(bǔ)償?shù)难b設(shè)有幾種？各有何特點(diǎn)？適用于什么場(chǎng)合？答：并聯(lián)電容器的補(bǔ)償?shù)难b設(shè)有一下幾種：1、 高壓集中補(bǔ)償，指將高壓電容器組集中裝設(shè)在總降壓變電所的 610kV 母線(xiàn)上。該補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償總降壓變電所的 610kV 母線(xiàn)之前的供配電系統(tǒng)中由無(wú)功功率產(chǎn)生的影響，而對(duì)無(wú)功功率在即也內(nèi)部的供配電系統(tǒng)中引起的損耗無(wú)法補(bǔ)償，因此補(bǔ)償范圍最小，經(jīng)濟(jì)效果較后兩種補(bǔ)償方式差。但由于裝設(shè)集中，運(yùn)行條件較好，維護(hù)管理方便，投資較少。且總降壓變電所 610kV 母線(xiàn)停電機(jī)會(huì)少，因此電容器利用率高。這種方式在一些大中型企業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)普遍。2、 低壓集中補(bǔ)償，是指將低壓電容器集中裝設(shè)在車(chē)

21、間變電所或建筑物變電所的低壓母線(xiàn)上。該補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償車(chē)間變電所或建筑物變電所低壓母線(xiàn)前變電器和高壓配電線(xiàn)路及電力系統(tǒng)的無(wú)功功率，對(duì)變電所低壓母線(xiàn)后的設(shè)備則不起補(bǔ)償作用。但其補(bǔ)償范圍比高壓集中補(bǔ)償要大，而且該補(bǔ)償方式能使變壓器的視在功率減小，從而使變壓器的容量可選得較小，因此比較經(jīng)濟(jì)。這種低壓電容器補(bǔ)償屏一般可安裝在低壓配電室內(nèi)，運(yùn)行維護(hù)安全方便。該補(bǔ)償方式在用戶(hù)中應(yīng)用相當(dāng)普遍。3、 單獨(dú)就地補(bǔ)償（個(gè)別補(bǔ)償或分散補(bǔ)償） ，是指在個(gè)別功率因素較低的設(shè)備旁邊裝設(shè)補(bǔ)償電容器組。該補(bǔ)償方式能補(bǔ)償安裝部位以前的所有設(shè)備，因此補(bǔ)償范圍最大，效果最好。但投資較大，而且如果被補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備停止運(yùn)行的話(huà)，電容器組也

22、被切除，電容器的利用率較低。同時(shí)存在小容量電容器的單位價(jià)格、電容器易受到機(jī)械震動(dòng)及其他環(huán)境條件影響等缺點(diǎn)。所以這種補(bǔ)償方式適用于長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，無(wú)功功率需要較大，或距電源較遠(yuǎn)，不便于實(shí)現(xiàn)其他補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合。2-15 什么是尖峰電流？尖峰電流的計(jì)算有什么用處？什么是尖峰電流？尖峰電流的計(jì)算有什么用處？答：尖峰電流是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù) 12 秒的短時(shí)最大負(fù)荷電流。尖峰電流的計(jì)算可以提供選定用電設(shè)備的型號(hào)以及保護(hù)用電設(shè)備等。2-16 某車(chē)間某車(chē)間 380 伏線(xiàn)路供電給下列設(shè)備：長(zhǎng)期工作的設(shè)備有伏線(xiàn)路供電給下列設(shè)備：長(zhǎng)期工作的設(shè)備有 7.5kW 的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī) 2 臺(tái)，臺(tái)，4kW的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī) 3

23、 臺(tái)，臺(tái)，3kW 的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī) 10 臺(tái)；反復(fù)短時(shí)工作的設(shè)備有臺(tái)；反復(fù)短時(shí)工作的設(shè)備有 42kVA 的電焊機(jī)的電焊機(jī) 1 臺(tái)臺(tái)(額定額定暫載率為暫載率為 60%，cosN=0.62，N=0.85)，10t 吊車(chē)吊車(chē) 1 臺(tái)臺(tái)(在暫載率為在暫載率為 40%的條件下，其額的條件下，其額定功率為定功率為 39.6kW，cosN=0.5)。試確定它們的設(shè)備容量。試確定它們的設(shè)備容量。解： 對(duì)于長(zhǎng)期工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量就是它們的額定功率，所以長(zhǎng)期工作設(shè)備的設(shè)備容量為：e1 P7.5 2kW4 3kW3 10kW57kW 對(duì)于反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量為：電焊機(jī)：e2P0.642 0.62k

24、W20.2 kW吊車(chē)：e3 P20.439.6kW50.1kW所以，它們的總的設(shè)備容量為：e1e2e3PPPP5720.250.1 kW127.3 kW總2-172-17 已知有一汽車(chē)拖拉機(jī)廠每年生產(chǎn)拖拉機(jī)已知有一汽車(chē)拖拉機(jī)廠每年生產(chǎn)拖拉機(jī) 24002400 臺(tái)，汽車(chē)臺(tái)，汽車(chē) 12001200 輛，試用估算法求該廠的輛，試用估算法求該廠的計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷。解：查詢(xún)資料得知，生產(chǎn)拖拉機(jī)的單位產(chǎn)品耗電量為 50008000kWh，這里估算取6500kWh/臺(tái)；生產(chǎn)汽車(chē)的單位產(chǎn)品耗電量為 15002500kWh，這里估算取 2000kWh/輛。年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)取 4960h。1112400 6

25、50015600000aWa mkWhkWh2221200 20002400000aWa mkWhkWh12max1560000024000004394.534096aacWWPkWkWT2-182-18 某廠金工車(chē)間的生產(chǎn)面積為某廠金工車(chē)間的生產(chǎn)面積為 60m32m,試用估算法估算該車(chē)間的平均負(fù)荷。試用估算法估算該車(chē)間的平均負(fù)荷。解：查表可知負(fù)荷密度指標(biāo)220.1/S60m 32m1920mkWmav PS0.1 1920192 kWkW答：用估算法估算該車(chē)間的平均負(fù)荷為 192 kW2-192-19 某工廠某工廠 35/6kV 總降壓變電所，分別供電給總降壓變電所，分別供電給 14 號(hào)車(chē)間

26、變電所及號(hào)車(chē)間變電所及 6 臺(tái)冷卻水泵用的臺(tái)冷卻水泵用的高壓電動(dòng)機(jī)。高壓電動(dòng)機(jī)。14 號(hào)車(chē)間變電所的計(jì)算負(fù)荷分別為：號(hào)車(chē)間變電所的計(jì)算負(fù)荷分別為：Pc1=840kW，Qc1=680kvar；Pc2=920 kw，Qc2=750 kvar；Pc3=850 kw，Qc3=700 kvar； Pc4=900 kw，Qc4=720 kvar。高壓電動(dòng)。高壓電動(dòng)機(jī)每臺(tái)容量為機(jī)每臺(tái)容量為 300 kW，試計(jì)算該總降壓變電所總的計(jì)算負(fù)荷（忽略線(xiàn)損），試計(jì)算該總降壓變電所總的計(jì)算負(fù)荷（忽略線(xiàn)損） 。解：由題意可知：水泵用的高壓電動(dòng)機(jī) 假設(shè)同時(shí)系數(shù) K=0.9 0.8,0.65,cos0.8,tan0.75dK

27、b 010.8 300 61440cdePkpkW00tan1440 0.75 var1080 varccQPkk ec0c1c2c3c4PKPPPPP0.91440840920850900 kW4455 kWec0c1c2c3c4QKQQQQQ0.91080680750700720 kvar3537 kvar22(4452235372)5688.36eSPeQeVAKVA5688.36548.011.73 63ecenSIAAU高壓側(cè)10.0154540.33eeePPSkW高壓側(cè)1221110.063878.3 var5971.25eeeeeeQQSkSPQkVA1198.623ecenS

28、IAU答：該總降壓變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷 Pe1=4540.33 kw，Qe1=3878.3 kvar ，Se1=5971.25，Ice1=98.62A 2-202-20 某車(chē)間采用一臺(tái)某車(chē)間采用一臺(tái) 10/0.4kV10/0.4kV 變壓器供電，低壓負(fù)荷有生產(chǎn)用通風(fēng)機(jī)變壓器供電，低壓負(fù)荷有生產(chǎn)用通風(fēng)機(jī) 5 5 臺(tái)共臺(tái)共 60kW60kW，點(diǎn)焊，點(diǎn)焊機(jī)（機(jī)（=65%=65%）3 3 臺(tái)共臺(tái)共 10.5kW10.5kW，有連鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，有連鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械 8 8 臺(tái)共臺(tái)共 40kW40kW，5.1kW5.1kW 的行車(chē)的行車(chē)（=15%=15%）2 2 臺(tái)。試確定該車(chē)間變電所低壓側(cè)的計(jì)算

29、負(fù)荷。臺(tái)。試確定該車(chē)間變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷。解：通風(fēng)機(jī)1110.8,cos0.8,tan0.75dK1111110.8 6048tan48 1.73 var83.04 varcdeccPK PkWkWQPkk點(diǎn)焊機(jī)2220.35,cos0.6,tan1.33dK2222222220.65 10.58.470.35 8.472.96tan2.96 1.33 var3.94 vareNcdeccPPkWkWPKPkWkWQPkk有連鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械3330.7,cos0.75,tan0.88dK3333330.7 4028tan28 0.88 var24.64 varcdeccPK PkWkWQ

30、Pkk行車(chē)4440.15,cos0.5,tan1.73dK4444444440.15 10.23.950.15 3.950.59tan0.59 1.73 var1.03 vareNcdeccPPkWkWPKPkWkWQPkk同時(shí)系數(shù)取,0.9pqKK車(chē)間計(jì)算負(fù)荷為：220.9 (482.96280.59)71.600.9 (83.043.9424.64 1.03) var101.39 var124.12124.12179.1633 0.4cpcicqcicccccNPKPkWkWQKPkkSPQkVASIAAU2-212-21 某車(chē)間設(shè)有小批量生產(chǎn)冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)某車(chē)間設(shè)有小批量生產(chǎn)冷加工機(jī)床

31、電動(dòng)機(jī) 40 臺(tái)，總?cè)萘颗_(tái)，總?cè)萘?152kW，其中較大容量的電，其中較大容量的電動(dòng)機(jī)有動(dòng)機(jī)有 10kW 1 臺(tái)、臺(tái)、7kW 2 臺(tái)、臺(tái)、4.5kW 5 臺(tái)、臺(tái)、2.8kW 10 臺(tái)；衛(wèi)生用通風(fēng)機(jī)臺(tái)；衛(wèi)生用通風(fēng)機(jī) 6 臺(tái)共臺(tái)共 6kW。試。試分別用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法求車(chē)間的計(jì)算負(fù)荷。分別用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法求車(chē)間的計(jì)算負(fù)荷。解：需要系數(shù)法：查表 A-1 可得： 冷加工機(jī)床： d111K0.2,cos0.5,tan1.73 110.2 15230.430.4 1.7352.6ccPkWkWQkWkW 通風(fēng)機(jī)組：d222K0.8 ,cos0.8,tan0.75 c2c2P0.8 6kW4.8k

32、WQ4.8 0.75kW3.6kW 車(chē)間的計(jì)算負(fù)荷: cc22ceeceeNP0.930.44.8 kW31.68kWQ0.952.64.8 kW50.58kWSP Q59.68kVAI S3U59.68/(1.732 0.38)90.7A二項(xiàng)式法: 查表 A-1 可得：冷加工機(jī)床:111110.14,0.4,5,cos0.5,tan1.73bcxe1x1(bP )0.14 152kW21.28kWcP0.4107 22 4.5 kW13.2kW 通風(fēng)機(jī)組:222220.65,0.25,5,cos0.8,tan0.75bcx因?yàn)?n=62x2 ,取 x2=3.則e2x2(bP )0.65 6k

33、W3.9kWcP0.25 3kW0.75kW顯然在二組設(shè)備中 第一組附加負(fù)荷(cPx)1最大故總計(jì)算負(fù)荷為：cc22ceeceNP(21.283.9 13.2kW)38.38kWQ21.28 1.733.9 0.75 13.2 1.73)kvar62.56kvarSP Q73.4kVAI S /( 3U )111.55A（2-222-22 某某 220/380V220/380V 三相四線(xiàn)制線(xiàn)路上接有下列負(fù)荷：三相四線(xiàn)制線(xiàn)路上接有下列負(fù)荷：220V220V 3kW3kW 電熱箱電熱箱 2 2 臺(tái)接于臺(tái)接于 A A 相，相，6kW16kW1臺(tái)接于臺(tái)接于 B B 相，相，4.5kW4.5kW 1 1

34、 臺(tái)接于臺(tái)接于 C C 相；相；380V380V 20kW20kW（=65%=65%）單頭手動(dòng)弧焊機(jī)）單頭手動(dòng)弧焊機(jī) 1 1 臺(tái)接于臺(tái)接于 ABAB 相，相，6kW6kW（=10%=10%）3 3 臺(tái)接于臺(tái)接于 BCBC 相，相，10.5kW10.5kW（=50%=50%）2 2 臺(tái)接于臺(tái)接于 CACA 相。試求該線(xiàn)路的計(jì)算負(fù)荷。相。試求該線(xiàn)路的計(jì)算負(fù)荷。解：（1）電熱箱的各相計(jì)算負(fù)荷查表 A-1 得，0.7,cos1,tan0dK，因此各相的有功計(jì)算負(fù)荷為：A 相 10.7 3 24.2cAdeAPK PkWkW B 相 10.7 6 14.2cBdeBPK PkWkW C 相 10.7 4

35、.5 13.15cCdeCPK PkWkW（2）單頭手動(dòng)弧焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷查表 A-1 得，0.35,cos0.35,tan2.68dK；查表 2-4 得，cos0.35時(shí)，則1.270.271.051.63AB ABC BCA CAB BBC CCA AAB ABC BCA CAB BBC CCA Appppppqqqqqq 將各相換算成100%的設(shè)備容量，即：1122330.652016.120.1 6 35.690.5 10.5 214.85ABNNBCNNCANNPPkWkWPPkWkWPPkWkW 各相的設(shè)備容量為A 相 1.27 16.12( 0.27 14.85)16.46(1

36、.05 16.12 1.63 14.85)41.13 vareAABAABCA ACAeAABAABCA ACAPpPpPkWkWQqPqPkWk B 相 1.05 5.69( 0.27) 16.121.62(1.27 5.69 1.63 16.12) var33.50 vareBBCBBCAB BABeBBCBBCAB BABPpPpPkWQqPqPkk C 相 1.27 14.85( 0.27) 5.6917.32(1.05 14.85 1.63 5.69) var24.87 vareCCA CCABC CBCeCCA CCABC CBCPpPpPkWkWQqPqPkk 各相的計(jì)算負(fù)荷為A

37、 相 220.7 16.4611.520.7 41.13 var28.79cAdeAcAdeAPK PkWkWQK QkkWB 相 220.7 1.621.130.7 33.50 var23.45cBdeBcBdeBPK PkWkWQK QkkWC 相 220.7 17.3212.120.7 24.87 var17.41cCdeCcCdeCPK PkWkWQK QkkW（3）各相總的計(jì)算負(fù)荷為（設(shè)同時(shí)系數(shù)為 0.95）A 相 1212()0.95 (4.2 11.52)14.93()0.95 (028.79)27.35cAcAcAcAcAcAPKPPkWkWQKQQkWkWB 相 1212()

38、0.95 (4.2 1.62)5.53()0.95 (033.50)31.83cBcBcBcBcBcBPKPPkWkWQKQQkWkWC 相 1212()0.95 (3.15 12.12)14.51()0.95 (0 17.41)16.54cCcCcCcCcCcCPKPPkWkWQKQQkWkW（4）總的等效三相計(jì)算負(fù)荷因?yàn)?A 相的有功計(jì)算負(fù)最大，所以14.93,27.35 varc mcAc mcAPPkW QQk，則2233 14.9344.7933 27.35 var82.05 var44.7982.0593.4893.48142.03330.38cc mcc mcccNPPkWkWQ

39、QkkSKVAKVASIAAU 2-232-23 某廠機(jī)械工車(chē)間變電所供電電壓某廠機(jī)械工車(chē)間變電所供電電壓 10kV10kV，低壓側(cè)負(fù)荷擁有金屬切削機(jī)床容量共，低壓側(cè)負(fù)荷擁有金屬切削機(jī)床容量共 920kW920kW，通風(fēng)機(jī)容量共通風(fēng)機(jī)容量共 56kW56kW，起重機(jī)容量共，起重機(jī)容量共 76kW76kW（=15%=15%）, ,照明負(fù)荷容量照明負(fù)荷容量 42kW42kW（白熾燈）（白熾燈） ，線(xiàn)路，線(xiàn)路額定電壓額定電壓 380V380V。試求：。試求：（1 1）該車(chē)間變電所高壓側(cè)（）該車(chē)間變電所高壓側(cè)（10kV10kV）的計(jì)算負(fù)荷）的計(jì)算負(fù)荷,cosccccP Q S I及（2 2）若車(chē)間變電

40、所低壓側(cè)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)剑┤糗?chē)間變電所低壓側(cè)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?0.950.95，應(yīng)裝，應(yīng)裝 BW0.4-28-3BW0.4-28-3 型電容型電容器多少臺(tái)？器多少臺(tái)？（3 3）補(bǔ)償后車(chē)間高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷）補(bǔ)償后車(chē)間高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷,cosccccP Q S I及，計(jì)算視在功率減小多少？，計(jì)算視在功率減小多少？解：（1）查表 A-1小批量金屬切削機(jī)床：1111111110.2,cos0.5,tan1.730.2 920184tan184 1.73 var318.32 vardcdeccKPK PkWkWQPkk通風(fēng)機(jī)： 2222222220.8,cos0.8,tan0.7

41、50.8 5644.8tan44.8 0.75 var33.6 vardcdeccKPKPkWkWQPkk起重機(jī)： 333333330.2,cos 30.5,tan 31.7320.40.157611.78tan11.78 1.73 var20.38 vardcdeccKPKPkWkWQPkk照明： 41420 varccPkWQk總的計(jì)算負(fù)荷為（設(shè)同時(shí)系數(shù)為 0.95）12341234221()0.95 (18444.8 11.7842)268.45()0.95 (318.3233.620.380) var353.69 var444.03cos0.60cccccccccccccccPKPPP

42、PkWkWQKQQQQkkSPQkVAPS變壓器的功率損耗為0.0150.015 444.036.660.060.06 444.03 var26.64 varTcTcPSkWkWQSkk變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷為22275.11380.33 var469.40469.4027.1033 10ccTccTcccccNPPPkWQQQkSPQkVASIAAU變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為cos0.586ccPS（2）10(tantan)268.45 tan(arccos0.60)tan(arccos0.95)268.45 var268.451028cccQPkn實(shí)際補(bǔ)償容量為 280kvar（3）變電所

43、低壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷為221()278.380.015 278.384.180.06 278.38 var16.70 varcccccTTSPQQkVAPkWkWQkk變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷為212122222268.454.18272.63353.69280 16.7090.29 var287.19469.4287.19182.21ccTccTcccPPPkWQQQkSPQkVASkVA變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為22cos0.95ccPS2-242-24 某廠某廠 10kV10kV 母線(xiàn)上的有功計(jì)算負(fù)荷為母線(xiàn)上的有功計(jì)算負(fù)荷為 320kW320kW，平均功率因數(shù)為，平均功率因數(shù)為 0.670.

44、67。如果要使平均功。如果要使平均功率因數(shù)提高到率因數(shù)提高到 0.90.9，在，在 10kV10kV 母線(xiàn)上固定補(bǔ)償，則需要裝設(shè)母線(xiàn)上固定補(bǔ)償，則需要裝設(shè) BWBW 型并聯(lián)電容器的總?cè)萘渴嵌嘈筒⒙?lián)電容器的總?cè)萘渴嵌嗌伲坎⑦x擇電容器的型號(hào)和個(gè)數(shù)。少？并選擇電容器的型號(hào)和個(gè)數(shù)。解：1tantan(arccos0.67)1.1080av2tantan(arccos0.9)0.4843av1212(tantan)(tantan)=0.75 320 (1.1080-0.4843)kvar=149.688kvarn=/149.688/10=15ccavavavaLcavavcccNQPK PQq考慮到三相

45、均衡分配，每相裝設(shè) 5 個(gè)，此時(shí)并聯(lián)電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量為 150kvar。選擇BW-10.5-10-1 型電容器 15 個(gè)。2-252-25 某工具廠全年消耗的電能某工具廠全年消耗的電能 W Wa a為為 25002500 萬(wàn)度，萬(wàn)度，W Wr r為為 21002100 萬(wàn)度，供電電壓為萬(wàn)度，供電電壓為 10kV10kV。其平。其平均有功功率和平均功率因數(shù)是多少？欲將功率因數(shù)提高到均有功功率和平均功率因數(shù)是多少？欲將功率因數(shù)提高到 0.90.9，需裝設(shè)，需裝設(shè) BWF10.5-30-1BWF10.5-30-1 并聯(lián)并聯(lián)電容器多少臺(tái)？電容器多少臺(tái)？解：7/2.5 10 /87602853.88

46、avaPWtkW1112tan2100/ 25000.84coscos(arctan0.84)0.77(tantan)=2853.88 (0.84-0.4843)kvar=1015.13kvarn=/1015.13/30=34avavccavavavcccNQPQq考慮到三相平衡應(yīng)裝設(shè) 36 臺(tái)，每相 12 臺(tái)。2-26 某工廠某工廠 35kV 總降壓變電所總降壓變電所 10kV 側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：1#車(chē)間車(chē)間 720kW+j510kvar; 2#車(chē)間車(chē)間580kW+j400kvar; 3#車(chē)間車(chē)間 630kW+j490kvar; 4#車(chē)間車(chē)間 475Kw+j335kvar(=0.7

47、6,=0.82,忽略忽略線(xiàn)損線(xiàn)損)。試求：。試求：（1）全廠計(jì)算負(fù)荷及平均功率因數(shù)；）全廠計(jì)算負(fù)荷及平均功率因數(shù)；（2）功率因數(shù)是否滿(mǎn)足供用電規(guī)程？若不滿(mǎn)足，應(yīng)補(bǔ)償?shù)蕉嗌?？）功率因?shù)是否滿(mǎn)足供用電規(guī)程？若不滿(mǎn)足，應(yīng)補(bǔ)償?shù)蕉嗌?？?）若在）若在 10kV 側(cè)進(jìn)行固定補(bǔ)償，應(yīng)裝側(cè)進(jìn)行固定補(bǔ)償，應(yīng)裝 BW10.5161 型電容器多少臺(tái)？型電容器多少臺(tái)？（4）補(bǔ)償后全廠的計(jì)算負(fù)荷及平均功率因數(shù)。）補(bǔ)償后全廠的計(jì)算負(fù)荷及平均功率因數(shù)。 解：(1)11223344720,510 var580,400 var630,490 var475,335 varPkW QkPkW QkPkW QkPkW Qk全廠計(jì)算

48、負(fù)荷：2164.51561.5 varcoscos(arctan)cos(31.88 )0.81SppcSpQcPkSkWQkSkFF （2）cos0.9F 所以不滿(mǎn)足，應(yīng)補(bǔ)償?shù)?0.9（3）12(tantan)394.27 var/1624ccavccQPFFknQ ( 4 ) 補(bǔ)償后功率因數(shù)avavcosFP /s0.92 第 3 章 短路電流計(jì)算3-1 什么叫短路什么叫短路?短路的類(lèi)型有哪些短路的類(lèi)型有哪些?造成短路的原因是什么造成短路的原因是什么?短路有什么危害短路有什么危害?答： 短路是不同相之間，相對(duì)中線(xiàn)或地線(xiàn)之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接.短路種類(lèi)有三相短路，兩相短路，單相短

49、路和兩相接地短路.短路的原因主要有設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，絕緣自然老化，操作過(guò)電壓，雷電過(guò)電壓，絕緣受到機(jī)械損傷等.短路的危害：1 短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度身高，將絕緣損壞。2 短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使電器設(shè)備受到機(jī)械損壞。3 短路使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重減低，電器設(shè)備正常工作受到破壞。4 短路造成停電，給國(guó)家經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失，給人民生活帶累不便。5 嚴(yán)重的短路將影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)失去同步，嚴(yán)重的可能造成系統(tǒng)解列，甚至崩潰。6 單相短路產(chǎn)生的不平橫磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線(xiàn)路和弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，影響其正常工作。3-2 什么叫無(wú)限大容量系統(tǒng)什么叫無(wú)限大容量系統(tǒng)?它有什么特征它有什么

50、特征?為什么供配電系統(tǒng)短路時(shí)，可將電源看做無(wú)限為什么供配電系統(tǒng)短路時(shí)，可將電源看做無(wú)限大容量系統(tǒng)大容量系統(tǒng)?答：無(wú)限大容量系統(tǒng)的指端電壓保持恒定，沒(méi)有內(nèi)部阻抗和容量無(wú)限大的系統(tǒng).它的特征有：系統(tǒng)的容量無(wú)限大.系統(tǒng)阻抗為零和系統(tǒng)的端電壓在短路過(guò)程中維持不變.實(shí)際上，任何電力系統(tǒng)都有一個(gè)確定的容量，并有一定的內(nèi)部阻抗.當(dāng)供配電系統(tǒng)容量較電力系統(tǒng)容量小得多，電力系統(tǒng)阻抗不超過(guò)短路回路總阻抗的 5%10%，或短路點(diǎn)離電源的電氣距離足夠遠(yuǎn)，發(fā)生短路時(shí)電力系統(tǒng)母線(xiàn)降低很小，此時(shí)可將電力系統(tǒng)看做無(wú)限大容量。3-3 無(wú)限大容量三相短路時(shí)，短路電流如何變化？無(wú)限大容量三相短路時(shí)，短路電流如何變化？答：三相短路后

51、，無(wú)源回路中的電流由原來(lái)的數(shù)值衰減到零；有源回路由于回路阻抗減小，電流增大，但由于回路內(nèi)存在電感，電流不能發(fā)生突變，從而產(chǎn)生一個(gè)非周期分量電流，非周期分量電流也不斷衰減，最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)短路電流。短路電流周期分量按正弦規(guī)律變化，而非周期分量是按指數(shù)規(guī)律衰減，最終為零，又稱(chēng)自由分量。3-4 產(chǎn)生最嚴(yán)重三相短路電流的條件是什么？產(chǎn)生最嚴(yán)重三相短路電流的條件是什么？答：（1）短路前電路空載或 cos=1；（2）短路瞬間電壓過(guò)零，t=0 時(shí) a=0 度或 180 度；（3）短路回路純電感，即 k=90 度。3-5 什么是次暫態(tài)短路電流什么是次暫態(tài)短路電流? 什么是沖擊短路電流什么是沖擊短路電流? 什么是穩(wěn)

52、態(tài)短路電流什么是穩(wěn)態(tài)短路電流? 它們與短路電它們與短路電流周期分量有效值有什么關(guān)系流周期分量有效值有什么關(guān)系?答： 次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個(gè)周期的有效值.沖擊短路電流是短路全電流的最大瞬時(shí)值. 高壓系統(tǒng)1.8,2.55 ,1.51 shshshKiIII，低壓系統(tǒng)1.3,1.84 ,1.09 shshshKiIII穩(wěn)態(tài)短路電流是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流.無(wú)限大容量系統(tǒng)PIII，高壓系統(tǒng)2.55 ,1.51 shshiIII，低壓系統(tǒng)1.84 ,1.09 shshiIII3-6 什么叫標(biāo)幺值？如何選取基準(zhǔn)值？什么叫標(biāo)幺值？如何選取基準(zhǔn)值？答：用相對(duì)值表示元件的物

53、理量，稱(chēng)為標(biāo)幺值。任意一個(gè)物理量的有名值與基準(zhǔn)值的比值成為標(biāo)幺值，標(biāo)幺值沒(méi)有單位。基準(zhǔn)值的選取是任意的，但為了計(jì)算方便，通常取 100MVA 為基準(zhǔn)容量，取線(xiàn)路平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓，即1.05davNUUU。3-7 如何計(jì)算三相短路電路？如何計(jì)算三相短路電路？答：根據(jù)短路計(jì)算要求畫(huà)出短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)圖應(yīng)包含所有與短路計(jì)算有關(guān)的元件，并標(biāo)出各元件的參數(shù)和短路點(diǎn)。畫(huà)出計(jì)算短路電流的等效電路圖，每個(gè)元件用一個(gè)阻抗表示，電源用一個(gè)小圓表示，并標(biāo)出短路點(diǎn)，同時(shí)標(biāo)出元件的序號(hào)和阻抗值，一般分子標(biāo)序號(hào)，分母標(biāo)阻抗值。選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算各元件的阻抗標(biāo)幺值等效電路化簡(jiǎn)，求出短路回路總阻抗的

54、標(biāo)幺值，簡(jiǎn)化時(shí)電路的各種簡(jiǎn)化方法都可以使用，如串聯(lián)、并聯(lián)、-Y 或 Y- 變換、等電位法等。按前述公式由短路回路總阻抗標(biāo)幺值計(jì)算短路電流標(biāo)幺值，再計(jì)算短路各量，即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。3-8 電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流有什么影響？電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流有什么影響？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，從電源到短路點(diǎn)的系統(tǒng)電壓下降，嚴(yán)重時(shí)短路點(diǎn)的電壓可降為零。接在短路點(diǎn)附近運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)可能大于電動(dòng)機(jī)所在處系統(tǒng)的殘壓，此時(shí)電動(dòng)機(jī)將和發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，向短路點(diǎn)饋送短路電流，同時(shí)電動(dòng)機(jī)迅速受到制動(dòng)，它所提供的短路電流很快衰減。3-9 在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流與三相短路電流有什么關(guān)系？在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，

55、兩相短路電流與三相短路電流有什么關(guān)系？ 答： 在三相短路電流計(jì)算中 記線(xiàn)路平均額定電壓為avU， 短路回路阻抗用kZ表示。 則有：三相短路電流p avkIU/1.732 Z 沖擊電流shshpi1.414 k I 其中shk1 e0.01/ 為短路電路沖擊系數(shù) 在兩相短路電流計(jì)算中 記avU為短路點(diǎn)的平均額定電壓， kZ為短路回路的一相總阻抗。則有：兩相短路電流avkkU I 2Z 沖擊電流shsh ki1.414 k I 其中shk1 e0.01/ 為短路電路沖擊系數(shù) 將與、與對(duì)比可得： 0.866 kpII 0.866 shshii由以上分析可得：在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流較三相短路

56、電流小。3-10 什么是短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)？如何計(jì)算？什么是短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)？如何計(jì)算？短路電流通過(guò)導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和產(chǎn)生很高的溫度，稱(chēng)為短路的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)。短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)是當(dāng)電路短路時(shí)，短路沖擊電流流過(guò)導(dǎo)體瞬間，導(dǎo)線(xiàn)間相互電磁作用產(chǎn)生的力。1 兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力71 22/10fFK ii l aN（）（）式中 a 為兩平行導(dǎo)線(xiàn)間距；l 為導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)；Kf為形狀系數(shù)，圓形，管形導(dǎo)體 Kf=1。2 三相平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力 273/10fmFK I l aN 式中 Im為線(xiàn)電流幅值；Kf為形狀系數(shù)。 3.短路電流的電動(dòng)力三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為(3)(

57、3)273/10 ()f shFK il aN兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為 (2)(2)27(2/ ) 10 ()f shFk il aN兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為 (2)(3) ( 3 / 2)shshii 兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力的關(guān)系為 23( 3 / 2)FF（）（）備注：Kf為形狀系數(shù)，圓形，管形導(dǎo)體 Kf=1；矩形導(dǎo)體根據(jù)(a-b)/(b+h)和 m=(b/h)查表可得。3-11 什么是短路電流的熱效應(yīng)？如何計(jì)算？什么是短路電流的熱效應(yīng)？如何計(jì)算？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流非常大。短路電流通過(guò)導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，稱(chēng)為熱效應(yīng)。短路發(fā)熱和近

58、似為絕熱過(guò)程，短路時(shí)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于導(dǎo)體溫度升高吸收的能量，導(dǎo)體的電阻率和比熱也隨溫度而變化，其熱平衡方程如下：122 0.24KLKtI Rdtcmd將00(1)/ ,(1),sRs ccml代入上式，得220010.24(1)/(1)KLtkttIsdtclsd 整理上式后21200220011ln(1)0.2410.24KKLLtKtKLtccI dtdAAS式中， 是導(dǎo)體 0時(shí)的電阻率2(/)mmkm； 為 0的溫度系數(shù)；c0為導(dǎo)體 0時(shí)的比熱容； 為 c0的溫度系數(shù)； 為導(dǎo)體材料的密度；S 為導(dǎo)體的截面積（mm2） ；l 為導(dǎo)體的長(zhǎng)度（km） ；IKt為短路全電流的有效值(A)；

59、AK和 AL為短路和正常的發(fā)熱系數(shù)，對(duì)某導(dǎo)體材料，A 值僅是溫度的函數(shù)，即 A=f().短路電流產(chǎn)生的熱量的計(jì)算式： Kt22imaK t0IdtI t短路發(fā)熱假想時(shí)間可按下式計(jì)算：2imaKItt0.05I式中，tK為短路持續(xù)時(shí)間，它等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 top和短路器短路時(shí)間 toc之和，即imaopoc Ttt在無(wú)限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路，由于 I=I，所以上式變?yōu)閕maKtt0.05導(dǎo)體短路發(fā)熱系數(shù) AK2KLima2AAtSI式中，S 為導(dǎo)體的截面積（mm2） ，I為穩(wěn)態(tài)短路電流（A） ，tima為短路發(fā)熱假想時(shí)間（s）.短路熱穩(wěn)定最小截面 Smin(3)minimaKLtSIAA3-

60、12 試求圖試求圖 3-18 所示供電系統(tǒng)中所示供電系統(tǒng)中 K1和和 K2點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流、沖擊短路點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？電流和短路容量？解：取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓 Ud=Uav，兩個(gè)電壓基準(zhǔn)電壓分別是Ud1=37kV，Ud2=6.3kV。各元件標(biāo)幺值為：線(xiàn)路 1WL 2*10 121000.4 180.52637ddSXX lU變壓器 T *2%6.5 1002.6100100 2.5kdNUSXS（1）K1點(diǎn)三相短路時(shí)1*1*1*1*11. 111*10.5261001.5633 37111.9010.5261.56 1.9

61、012.9662.552.55 2.9667.563100190.110.526KdddKKKdKsh KKdKKXXSIkAkAUIXII IkAkAiIkAkASSMVAMVAX（2）K2點(diǎn)三相短路時(shí)*212*2*2*22.22*20.5262.63.1261009.164336.3110.323.1269.164 0.322.9321.84 2.9325.39410031.883.126KKdddKKKdKsh KdKKXXXSIkAUIXII IkAkAikAkASSMVAMVAX3-13 試求圖試求圖 3-19 所示供電系統(tǒng)中所示供電系統(tǒng)中 K1 和和 K2 點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短

62、路電流、沖擊短路點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？電流和短路容量？解：取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓 Ud=Uav，兩個(gè)電壓基準(zhǔn)電壓分別是Ud1=10.5kV，Ud2=0.4kV。各元件標(biāo)幺值為：系統(tǒng) S *11000.5200X 線(xiàn)路 WL 2*20 121000.35 2.50.87510ddSXX lU變壓器 1T,2T *34%4.5 1004.51001001kdNUSXXS(1)K1點(diǎn)三相短路12*1*1*1*11. 111*11.3751005.533 10.5110.7271.3755.5 0.72742.552.55 410.210072.72

63、1.375KdddKKKdKsh KKdKKXXXSIkAkAUIXII IkAkAiIkAkASSMVAMVAX(2) K2點(diǎn)三相短路134*2*2*2*22.222*2/ /3.625100144.34330.4110.2763.625144.34 0.27639.8181.841.84 39.81873.26510027.5863.625KKdddKKKdKsh KKdKKXXXXSIkAkAUIXII IkAkAiIkAkASSMVAMVAX3-14 試求圖試求圖 320 所示無(wú)限大容量系統(tǒng)中所示無(wú)限大容量系統(tǒng)中 K 點(diǎn)發(fā)生三相短路電流，沖擊短路電流和短路點(diǎn)發(fā)生三相短路電流，沖擊短路電

64、流和短路容量，以及變壓器容量，以及變壓器 2T 一次流過(guò)的短路電流一次流過(guò)的短路電流.各元件參數(shù)如下：各元件參數(shù)如下：變壓器 1T：SN=31.5MVA，UK%=10.5，10.5/121kV；變壓器 2T，3T：SN=15MVA，UK%=10.5，110/6.6kV；線(xiàn)路 1WL，2WL：L=100km，X0=0.4/km電抗器 L：UNL=6kV，INL=1.5kA，XNL%=8。解：(1)由圖所示的短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖畫(huà)出短路電流計(jì)算等校電路圖，如圖所示.由斷路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗，用 X 表示.(2)取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓 UD=UAV，基準(zhǔn)電壓是Ud1=121kV，

65、Ud2=6.6kV，Ud3=6.6kV，則各元件電抗標(biāo)幺值為變壓器 1T： 1kdnXU %/100S /S10.5/100100/31.50.333線(xiàn)路 W1，W2：22301ddXXX L S / U91.827變壓器 2T 3T：45kdXXU % S /100Sn0.7電抗器；llnd62lndX % U SX0.424100 1.732I U當(dāng) K 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)：一 短路回路總阻抗標(biāo)幺值 124635/0.33391.8270.70.424 / 91.8270.70.355kXXXXXXX二 K 點(diǎn)所在電壓基準(zhǔn)電流dddIS /1.732U8.748三 K 短路電流各值為1/1/

66、0.3552.8178.748 2.81724.641.84 24.6445.34/100 2.817281.7shkkkdkkkdkIXII IkAI IkASSXMVA(2) 變壓器 2T 一次流過(guò)的短路電流為：228.748 2.81724.64kdkIIIkA3.15 試求圖試求圖 3-21 所示系統(tǒng)中所示系統(tǒng)中 K 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流，沖擊電流和短路容量點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流，沖擊電流和短路容量.已已知線(xiàn)路單位長(zhǎng)度電抗知線(xiàn)路單位長(zhǎng)度電抗 X.=0.4/km，其余參數(shù)見(jiàn)圖所示，其余參數(shù)見(jiàn)圖所示.解：取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓分別為 Ud2=Ud7=121kV，Ud3=115.5kV，QF 的斷路容量 Sos=1000MVA。*1kdN*222LddXU % S /100S10.5 100/100 31.50.333XX S / U60 0.4 100/1210.164同理：*23*4*5doc*6*27X0.4 10 100/115.50.0299X0.175XS /S100/10000.1X0.525X0.4 20 100/1210.055計(jì)算短路回