工廠供電習(xí)題解答

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1、1 第一章 概述 習(xí)題解答： 1-1 電力系統(tǒng)發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶組成的一個(gè)整體。 1-2:供配電系統(tǒng)由總降變電所、高壓配電所、配電線路、車間變電所和用電設(shè)備組成?？偨?壓變電所是企業(yè)電能供應(yīng)的樞紐。它將 35kV 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、車間變電所和高壓用電設(shè)備。 高壓配電所集中接受 6 10kV 電壓，再分配到附近各車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的額定電壓是如何規(guī)定的?為什么? 答(1)用電設(shè)備的額定電壓等于電力線路的額定

2、電壓;發(fā)電機(jī)的額定電壓較電力線路的額定電壓要 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) 或電力線路的額定電壓 (降壓變壓器); 二次繞組的額定電壓較電力線路的額定電壓要高 10%或 5%(視線路的電壓等級或線 路長度而定). (2.)額定電壓是能使電氣設(shè)備長期運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)效果最好的電壓,它是國家根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要及電 力的水平和發(fā)展的趨勢經(jīng)過全面技術(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? 答:電能的質(zhì)量指標(biāo)有電壓.頻率 .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)？ 答：電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度。電壓波動(dòng)是

3、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 U（UUN）UN 100 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)來表示，即 變壓器 1T 的額定電壓一次側(cè) U = 10.5KV； 二次側(cè) U = 1.1*35KV= 38.5KV； 變壓器 2T 的額定電壓一次側(cè) U = 35KV； 二次側(cè) U = 1.05*10KV= 10.5KV； 變壓器 3T 的額定電壓一次側(cè) U= 10KV； 二次側(cè) U= 1.05*0.38= 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 線路

4、 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=1.1*220=242KV 故額定電壓為：10.5/242； 變壓器 3T U1=220KV U3=1.05*10=10.5KV U2=1.1*110=121KV 線路 1WL 的額定電壓為 U=10KV 線路 2WL 的額定電壓為 U=0.38KV 1-10 題目：試查閱相關(guān)資料或網(wǎng)上查閱，找出去年我國的發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量.年發(fā)電量和年用 。 答：我國去年的發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量是 4 憶千瓦，年發(fā)電量為 21870 憶千瓦時(shí)，年用電量是 21700 憶 千瓦時(shí) 1-11

5、. 畫出中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) A 相發(fā)生單相接地時(shí)的相量圖。 答： 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) A 相發(fā)生單相接地時(shí)的相量圖如下圖： 3 1-12 試確定圖所示供電系統(tǒng)中變壓器 T1 和線路 WL1、WL2 的額定電壓。 習(xí)題 1-1 的供電系統(tǒng) 解：由圖可求得 T1：6.3/121kV；WL1:110KV;WL2:35KV。 1-13 試確定圖所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和各變壓器的額定電壓。 習(xí)題 1-2 的供電系統(tǒng) 解：由圖計(jì)算 G:10.5KV;T1:10.5/38.5KV;T3：10/0.4KV。 1-14 某廠有若干車間變電所，互有低壓聯(lián)絡(luò)線相連。其中某一車間變電所，裝有一臺(tái)無載調(diào)壓 型配電變壓器，高壓

6、繞組有 5UN、UN、-5UN 三個(gè)電壓分接頭。現(xiàn)調(diào)在主分接頭“UN”的位 置運(yùn)行。但白天生產(chǎn)時(shí)，變電所低壓母線電壓只有 360V，而晚上不生產(chǎn)時(shí)，低壓母線電壓又高達(dá) 410V。問該變電所低壓母線的晝夜電壓偏差范圍（）為多少？宜采取哪些改善措施？ 解：晝夜電壓偏差范圍為-5.26%- +7.89%；主變壓器分接頭宜換至“-5%”的位置運(yùn)行，晚上切 除主變壓器，投入聯(lián)絡(luò)線，由林進(jìn)車間變電所供電。 4 1-15 某 lOkV 電網(wǎng)，架空線路總長度 70km，電纜線路總長度 15km。試求此中性點(diǎn)不接地的電力 系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的接地電容電流，并判斷該系統(tǒng)的中性點(diǎn)是否需要改為經(jīng)消弧線圈接地。 解

7、：IC=17A,無需改變中性點(diǎn)運(yùn)行方式。 第二章：工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算 習(xí)題解答： 2-1 什么叫負(fù)荷曲線？有哪幾種？與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量有哪些？ 答：負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，反映了用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。 負(fù)荷曲線按負(fù)荷的功率性質(zhì)不同，分有功負(fù)荷和無功負(fù)荷曲線；按時(shí)間單位的不同，分日負(fù)荷曲 線和年負(fù)荷曲線；按負(fù)荷對象不同，分用戶，車間或某類設(shè)備負(fù)荷曲線。 與負(fù)荷曲線有關(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)。 2-2 年最大負(fù)荷max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)次）分鐘平均功率的最大值，

8、因此年最大負(fù)荷有時(shí)也稱為分 鐘最大負(fù)荷 P30。 年最大負(fù)荷利用小時(shí)max指負(fù)荷以年最大負(fù)荷 Pmax 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)間就是年最大負(fù)荷利用小時(shí)。 平均負(fù)荷 Pav平均負(fù)荷就是指電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗的功節(jié)率的平均值。負(fù)荷系數(shù) KL負(fù)荷系數(shù)是指平均負(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 30min 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)體中通過一個(gè)等效負(fù)荷時(shí) ,導(dǎo)體的最高溫升正好和通過實(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)荷就稱為計(jì)算負(fù)荷. 導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約

9、為(34)t,t 為發(fā)熱時(shí)間常數(shù).對中小截面的導(dǎo)體.其 t 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,計(jì)算負(fù)荷 Pc 實(shí)際上與 30min 最大負(fù)荷基本是 相當(dāng)?shù)摹?計(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)線電纜將會(huì)過大而造成投資和 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)線電纜將會(huì)長期處于過負(fù)荷運(yùn) 行,增加電能損耗,產(chǎn)生過熱,導(dǎo)致絕

10、緣體過早老化甚至燒毀. 2-4. 各工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量如何確定? 答:長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 5 系數(shù)的概念,即:Pc=KdPe. 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)備不一定滿負(fù)荷運(yùn)行,因此引入符合系數(shù)

11、 Kl;用電設(shè)備本身及配電線路有功率損耗,所以引進(jìn)一個(gè) 線路平均效率;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), 2-6 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)書或初步設(shè)計(jì)階段。 需要系數(shù)法的特點(diǎn)是簡單方便，計(jì)算結(jié)果較符合實(shí)際，而長期使用已積累了各種設(shè)備的需要系數(shù)， 是世界各國普遍采用的方法，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

12、設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。 2-7 在接有單相用電設(shè)備的三相線路中, 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? 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: 三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^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: 三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘砍^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. 2-8 如何分配單相（220 伏， 380 伏）用電設(shè)備，使計(jì)算負(fù)荷最??？如何將單相負(fù)荷簡便地?fù)Q算 成三相負(fù)荷？ 答：可以用負(fù)荷密度法和需

13、要系數(shù)法來分配用電設(shè)備； 這樣換算：當(dāng)單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相總?cè)萘康?15%，單相設(shè)備按三相負(fù)荷平衡來計(jì)算。 當(dāng)單相設(shè)備的總?cè)萘砍^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。 2-9 電力變壓器的有功功率和無功功率損耗各如何計(jì)算？其中哪些損耗是與負(fù)荷無關(guān)的？哪些 損耗與負(fù)荷有關(guān)？按簡化公式如何計(jì)算？ 解：有功功率損耗=鐵損+ 銅損= Pfe+Pcu 有功功率損耗為： Pt= Pfe+Pcu= Pfe+Pcu.N(Sc/SN)2 P0+Pk(Sc/SN)2 無功功率=Q0+ Q 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

14、組電抗上所產(chǎn)生的無功損耗。 無功功率損耗為： QT=Q0+ Q= Q0+QN(Sc/SN) SNI0/100+Uk(Sc/SN)2/100 Pfe 和Q0 是與負(fù)荷無關(guān)，Pcu 和Q 與負(fù)荷有關(guān) 簡化公式： PtP0+ Pk2 QT SN （I0/100+Uk2/100） 2-10 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) ,也稱加權(quán)平均功率因數(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 用途供電部門能根據(jù)月平均功率因數(shù)來調(diào)整用戶的電費(fèi)電價(jià). 2-11. 降低電能損耗, 降低電壓損失

15、 ,提高供電設(shè)備利用率。 補(bǔ)償容量（1）采用固定補(bǔ)償 Qcc=Pav（tgav1 tgav2）,式中，Qcc 為補(bǔ)償容量；Pav 為平均 6 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；tgav2 為補(bǔ)償后平均功率因數(shù)角 的正切值；tgav1tgav2 稱為補(bǔ)償率，可用 qc 表示（2）采用自動(dòng)補(bǔ)償 Qcc=Pc（tg1tg2） 2-12.什么是尖峰電流？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) 1-2 秒的短時(shí)最大負(fù)荷電流。尖峰電流的計(jì)

16、算可以提供選定用電設(shè)備的型號以及保護(hù)用電設(shè)備等。 2-13、 某車間 380 伏線路供電給下列設(shè)備: 長期工作的設(shè)備有 7.5kW 的電動(dòng)機(jī) 2 臺(tái),4kW 的電動(dòng) 機(jī) 3 臺(tái),3kW 的電動(dòng)機(jī) 10 臺(tái); 反復(fù)短時(shí)工作的設(shè)備有 42kVA 的電焊機(jī) 1 臺(tái)( 額定暫載率為 60%, ?額 定功率因數(shù)=0.62,額定效率=0.85),10t 吊車 1 臺(tái)(在暫載率為 40%的條件下,其額定功率為 39.6kW,額 定功率因數(shù)為 0.5). 試確定它們的設(shè)備容量。 解： 對于長期工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量就是它們的額定功率，所以長期工作設(shè)備的設(shè)備容量 為： Pe 1=7.52kW +43kW +3

17、10kW =57kW 對于反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量為： 電焊機(jī)：Pe2=0.61/2420.62=20 kW（下標(biāo) 1/2 表示對 0.6 開根號） 吊車： Pe3=20.41/239.6kW=50kW （下標(biāo)同上） 所以，它們的總的設(shè)備容量為： P 總=Pe1+Pe2+Pe3=57+20+50=127 kW 2-14 某廠金工車間的生產(chǎn)面積為 60m32m,試用估算法估算該車間的平均負(fù)荷。 解：查表可知負(fù)荷密度指標(biāo) =0.1kw/m2 S=60m32m=1920m2 Pav=S=0.11920=192 kw 答：用估算法估算該車間的平均負(fù)荷為 192 kw 2-15 某工廠 35/6

18、kv 總降壓變電所， 2-20 分別供電給 14 號車間變電所及 6 臺(tái)冷卻水泵用的高 壓電動(dòng)機(jī)。14 號車間變電所的計(jì)算負(fù)荷分別為：Pc1=840 kw,Qc1=680 kvar; Pc2=920 kw,Qc2=750 kvar; Pc3=850 kw, Qc3=700 kvar; Pc4=900 kw, Qc4=720 kvar; 高壓電動(dòng)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 Kd=0.8 b=0.65 c=0.25 Cos=0.8 tan=0.75 Pc0=KdPe1=0.83006=1

19、440 kw Qc0=Pc0tan=14400.75=1080 kvar Pe=K(Pc0+Pc1+Pc2+Pc3+Pc4)=0.9(1440+840+920+850+900)=4455 kw Qe=K(Qc0+Qc1+Qc2+Qc3+Qc4)=0.9(1080+680+750+700+720)=3537 kvar Se=( P2e+ Q2e)?=(44552+35372 ) ?=5688.36 Ice= Se/(3?Un)= 5688.36/(1.736)=548.01A 高壓側(cè) Pe1= Pe+0.015 Se=4455+0.0155688.36=4540.33 kw 高壓側(cè) Qe1= Q

20、e+0.06 Se=3537+0.065688.36=3878.3 kvar Se1=( P2e1+ Q2e1)?= (4540.332+3878.302 ) ?=5971.25 Ice1= Se1/(3?Un)= 5971.25/(1.7335)=98.62A 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 2-16.某車間設(shè)有小批量生產(chǎn)冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī) 40 臺(tái)，總?cè)萘?152KW，其中較大容量的電動(dòng)機(jī)有 10KW 1 臺(tái)、7KW 2 臺(tái)、4.5KW 5 臺(tái)、2.8KW 10 臺(tái)；衛(wèi)生用

21、通風(fēng)機(jī) 6 臺(tái)共 6KW。試分別用需要系數(shù)法 和二項(xiàng)式法求車間的計(jì)算負(fù)荷。 7 解：需要系數(shù)法：查表 A-1 可得： 冷加工機(jī)床：Kd1=0.2 cos1=0.5 tan1=1.73 Pc1=0.2152=30.4KW Qc1=30.41.73=52.6KW 通風(fēng)機(jī)組：Kd2=0.8 cos2=0.8 tan2=0.75 Pc2=0.86=4.8KW Qc2=4.80.75=3.6KW 車間的計(jì)算負(fù)荷: Pc=0.9(30.4+4.8)=31.68KW Qc=0.9(52.6+4.8)=50.58KW Sc=( Pe+ Qe)=59.68KVA Ice= Se/(3 階 Un)=59.68/(

22、1.7320.38)=90.7A 二項(xiàng)式法: 查表 A-1 可得： 冷加工機(jī)床:b1=0.14 c1=0.4 x1=5 cos1=0.5 tan1=1.73 (bPe)1=0.14152=21.28KW (cPx)1=0.4(10+72+24.5)=13.2KW 通風(fēng)機(jī)組:b2=0.65 c2=0.25 x2=5 cos2=0.8 tan2=0.75 因?yàn)?n=62x2 ,取 x2=3.則 (bPe)2=0.656=3.9KW (cPx)2=0.253=0.75KW 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： Pc=21.28+3.9+13.2=38.38KW Qc=

23、（21.281.73+3.90.75+13.21.73=62.56Kvar Sc=( Pe+ Qe)=73.4KVA Ic= Se/(3 階 Un)=111.55A 2-17 某工廠 35kV 總降壓變電所 10kV 側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：1#車間 720kW+j510kvar; 2#車間 580kW+j400kvar; 3# 車間 630kW+j490kvar; 4#車間 475Kw+j335kvar(=0.76,=0.82,忽略線損)。試求： 全廠計(jì)算負(fù)荷及平均功率因數(shù)； 功率因數(shù)是否滿足供用電規(guī)程？若不滿足，應(yīng)補(bǔ)償?shù)蕉嗌伲?若在 10kV 側(cè)進(jìn)行固定補(bǔ)償，應(yīng)裝 BW10.5161 型電容器多少臺(tái)

24、？ 補(bǔ)償后全廠的計(jì)算負(fù)荷及平均功率因數(shù)。 解： （1） P1=720Kw, Q1=510kvar P2=580Kw, Q2=400kvar P3=630kW, Q3=490 kvar P4=475Kw, Q4=335 kvar 全廠計(jì)算負(fù)荷：P=kSp*Spc=2164.5kW Q=kSq*SQc=1561.5 kvar cosF=cos(arctanF)=cos(35.88)=0.81 （2） cosF 0.9 所以不滿足，應(yīng)補(bǔ)償?shù)?0.9 （3） Qcc=Pav(tanF1-tanF2)=394.27 kvar n=Qcc/16=24 8 ( 4 ) 補(bǔ)償后 功率因數(shù) cosF=Pav/s

25、av=0.92 2-18 某實(shí)驗(yàn)室擬裝設(shè) 5 臺(tái) 220V 單相加熱器，其中 1kW 的 3 臺(tái)，3kW 的 2 臺(tái)。試合理分配上列各 加熱器于 220/380V 線路上，并求其計(jì)算負(fù)荷 P30, Q30, S30 和 I30 。 解：利用需要系數(shù)法 P30iKd* PN Q30i=P30i*tg 總的有功計(jì)算負(fù)荷 P30KpP30i 總的無功計(jì)算負(fù)荷 Q30KqQ30i 總的視在計(jì)算負(fù)荷 S30=(P30 2+Q302)1/2 總的計(jì)算電流 I30=S30/3UN 求得一相 3 臺(tái) 1kW,另兩相各 1 臺(tái) 3Kw。 P306.3kW,Q30=0,S30=6.3KVA,I30=9.57 取

26、Kd=0.7 2-19 某 220/380V 線路上，接有如表 2-5 所列的用電設(shè)備。試確定該線路的計(jì)算負(fù)荷 P30, Q30, S30 和 I30 。 解：利用需要系數(shù)法 總的有功計(jì)算負(fù)荷 P30KpP30i 總的無功計(jì)算負(fù)荷 Q30KqQ30i 總的視在計(jì)算負(fù)荷 S30=(P30 2+Q302)1/2 總的計(jì)算電流 I30=S30/3UN 求得 P3019.1kW，Q3015.3kvar，S3024.5kVA，I30=37.2 2-20 某廠變電所裝有一臺(tái) 630kVA 變壓器，其二次側(cè)（380V）的有功計(jì)算負(fù)荷為 420kW，無功 計(jì)算負(fù)荷為 350kvar。試求此變電所一次側(cè)（lOk

27、V）的計(jì)算負(fù)荷及其功率因數(shù)。如果功率因數(shù)未達(dá) 到 0.90，問此變電所低壓母線上應(yīng)裝設(shè)多大并聯(lián)電容器容量才能達(dá)到要求？ 解：按變壓器損耗簡化公式計(jì)算： P30(1)428.2kW，Q30(1)382.8kvar cos=09， 由公式 QC=qcP30 求得需裝設(shè) QC175kvar 并聯(lián)電容器。 2-21 某電器開關(guān)廠（一班制生產(chǎn)）共有用電設(shè)備 5840kW。試估算該廠的計(jì)算負(fù)荷 P30, Q30, S30 及其年有功電能消耗量 Wp.a 和年無功電能消耗量 Wq.a 。 解：查附錄表 2 得 Kd=0.35，cos0.75，TMAX3400h， 由公式 P30Kd* PN Q30=P30i

28、*tg 可求得 P302044kW，Q301799，S302725kVA，取年工作小時(shí) Ta2000h（一班制） ， 0.75，=0.80 由公式 Wp.a=P30Ta 9 Wq.a=Q30Ta 可求得 Wp.a=3066*103kWh Wq.a=3066*103 kvarh 。 2-22 某廠的有功計(jì)算負(fù)荷為 2400kW，功率因數(shù)為 0.65?，F(xiàn)擬在工廠變電所 lOkV 母線上裝設(shè) BWF10.5-30-1 型并聯(lián)電容器，使功率因數(shù)提高到 0.90。問需裝設(shè)多少個(gè)并聯(lián)電容器？裝設(shè)并聯(lián)電 容后該廠的視在計(jì)算負(fù)荷為多少？比未裝設(shè)前視在計(jì)算負(fù)荷減少了多少？ 解：QC=qcP30 =1728 kv

29、ar n= QC/qc=57 則需裝設(shè) BWF10.5-30-1 型電容器 57 個(gè)。補(bǔ)償后工廠的視在計(jì)算負(fù)荷 S302638kVA 比補(bǔ)償前 減少 1054kVA。 2-23 某車間有一條 380V 線路供電給表 2-6 所列 5 臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)。試計(jì)算該線路的計(jì)算電流和尖 峰電流。 （提示：計(jì)算電流在此可近似地按下式計(jì)算：I30KIN,式中 K 建議取為 0.9。) 解：由表可知電動(dòng)機(jī) M2 的 IST-IN=227-32.4=194.6A 為最大 IPK=0.9*（10.2+30+6.1+20）+227=283.4A I30=88.8A, 2-1 2-2 2-3 解：由下列公式求 P30K

30、d* PN Q30=P30i*tg 總的視在計(jì)算負(fù)荷 S30=(P30 2+Q302)1/2 總的計(jì)算電流 I30=S30/3U N 各項(xiàng)參數(shù)在表里均列出。 第三章：短路電流及其計(jì)算 習(xí)題解答 31 什么叫短路?短路的類型有哪些?造成短路的原因是什么?短路有什么危害? 解: 短路是不同相之間,相對中線或地線之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接. 短路種類有三相短路,兩相短路,單相短路和兩相接地短路. 10 短路的原因主要有設(shè)備長期運(yùn)行,絕緣自然老化,操作過電壓,雷電過電壓,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

31、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,給國家經(jīng)濟(jì)帶來損失,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,對附近的通信線路和弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾,影響其正常工 作. 3-2什么叫無限大容量系統(tǒng)?它有什么特征?為什么供配電系統(tǒng)短路時(shí) ,可將電源看做無限大容量 系統(tǒng)? 答:無限大容量系統(tǒng)的指端電壓保持恒定 ,沒有內(nèi)部阻抗和容量無限大的系統(tǒng).它的特征有: 系統(tǒng)的 容量無限大.系統(tǒng)阻抗為零和系統(tǒng)的端電壓在短路過程中維持不變.實(shí)際上,

32、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)母線降低很小,此時(shí) 可將電力系統(tǒng)看做無限大容量. 3-3 無限大容量三相短路時(shí)，短路電流如何變化？ 答：三相短路后，無源回路中的電流由原來的數(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，又稱自由分量。 3-4

33、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? 什么是沖擊短路電流? 什么是穩(wěn)態(tài)短路電流? 它們與短路電流周期 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) Ksh=1.8,ish=2.55I,Ish=1.51I，低壓系統(tǒng) Ksh=1.3,ish=1.84I,Ish=1.09I 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

34、限大容量系統(tǒng) I=IP= I，高壓系統(tǒng) ish=2.55I,Ish=1.51I，低壓系統(tǒng) ish=1.84I,Ish=1.09I 3-6 如何計(jì)算三相短路電路？ 答： 根據(jù)短路計(jì)算要求畫出短路電流計(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)出元件的序號和阻抗值，一般分子標(biāo)序號，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，求出短路回路總阻抗的標(biāo)幺值，簡化時(shí)電路的各種簡化方法都可以使用，如 串聯(lián)、并聯(lián)、-Y 或 Y- 變換、等電位

35、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。 3-7 電動(dòng)機(jī)對短路電流有什么影響？ 11 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。 3-8 在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流與三相短路電流有什么關(guān)系？ 答： 在三相短路電流計(jì)算中 記 線路平均額定電壓為 Uav， 短路回路阻抗用 Zk 表示。 則有：三相短路電流

36、Ip =Uav/1.732 Zk 沖擊電流 ish=1.414 ksh Ip 其中 ksh=1+e-0.01/ 為短路電路沖擊系數(shù) 在兩相短路電流計(jì)算中 記 Uav 為短路點(diǎn)的平均額定電壓， Zk 為短路回路的一相總阻抗。 則有：兩相短路電流 Ik =Uav/2 Zk 沖擊電流 ish =1.414 kshIk 其中 ksh=1+e-0.01/ 為短路電路沖擊系數(shù) 將與、與對比可得： Ik=0.866 Ip ish=0.866 ish 由以上分析可得： 在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流較三相短路電流小。 39 什么是短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)？如何計(jì)算？ 短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)

37、力和產(chǎn)生很高的溫度，稱 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)，短路沖擊電流流過導(dǎo)體瞬間，導(dǎo) 線間相互電磁作用產(chǎn)生的力。 1 兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力 F=（2Kfi 1i21/a）10 -7（N） 式中 a 為兩平行導(dǎo)線間距；l 為導(dǎo)線長；K f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 F=(31/2KfI2ml/a)0-7 (N) 式中 Im為線電流幅值；K f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 F(3) =(31/2Kfish(3)2l/a)10-7 (N) 兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為 F(2)=(2K

38、fish(2)2l/a)10-7 (N) 兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為 ish(2)=(31/2/2)ish(3) 兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力的關(guān)系為 12 F（2） =(31/2/2)F（3） 備注：K f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。 3-10 什么是短路電流的熱效應(yīng)？如何計(jì)算？（參考） 答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流非常大。短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很高的 溫度，稱為熱效應(yīng)。 短路發(fā)熱和近似為絕熱過程，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

39、，其熱平衡方程如下： 0.2412IKtRdt=12cmd 將 R=0(1+)/s,c=c0(1+),m= ls 代入上式，得 0.24t2t1Ikt0(1+)dt/s= KLc0(1+)lsd 整理上式后 (t2TiI2Ktdt)/S2= c0KL (1+)d/(1+)/0.24 =c0( -)ln(1+)/2+/?12/0.240 =AK-AL 式中， 是導(dǎo)體 0時(shí)的電阻率（?2/km）; 為 0 的溫度系數(shù);c0 為導(dǎo)體 0時(shí)的比熱容； 為 c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)體的長度（km）; IKt 為短路全電流的有效值(A);AK 和 AL 為

40、短路和正常的發(fā)熱系數(shù)，對某導(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： tk0I2K(t)dt=Itima 短路發(fā)熱假想時(shí)間可按下式計(jì)算： tima=tk+0.05(I/I)2 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 t之和，即 Tima=top+t 在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路，由于 I=I，所以上式變?yōu)?tima=tK+0.05 導(dǎo)體短路發(fā)熱系數(shù) AK AK=AL+I2tima/S2 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

41、Smin=tima/(AK-AL )1/2I (3) 3-11 試求圖 320 所示無限大容量系統(tǒng)中 K 點(diǎn)發(fā)生三相短路電流,沖擊短路電流和短路容量,以 及變壓器 2T 一次流過的短路電流.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; 線路 1WL,2WL:L=100KM,X=0.4O/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

42、 X 表示 . 13 (2)取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓 UD=UAV,基準(zhǔn)電壓是 Ud1=121KV,Ud2=6.6KV,Ud3=6.6KV, 則各元件電抗標(biāo)夭值為 變壓器 1T X1=(Uk%/100)*(Sd/Sn)=(10.5/100)*(100/31.5)=0.333 線路 W1,W2 X2=X3=X0*L1*Sd/Ud/Ud=0.4*100*100/6.6/6.6=91.827 變壓器 2T 3T X4=X5=Uk%*Sd/100/Sn=10.5*100/100/15=0.7 電抗器; X6=Xl%*Uln*Sd/100/1.732/Iln/Ud/Ud=8*6*100/

43、100/1.732/1.5/6.6/6.6=0.424 當(dāng) K 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí): 一 短路回路總阻抗標(biāo)夭值 Xk=X1+(X2+X4+X6)/(X3+X5)=0.333+(91.827+0.7+0.424)/(91.827+0.7)=0.355 二 K 點(diǎn)所在電壓基準(zhǔn)電流 Id=Sd/1.732/Ud=100/1.732/6.6=8.748 三 K 短路電流各值為 Ik*=1/Xk*=1/0.355=2.817 Ik=Id*Ik*=8.748*2.817=24.64KA Ish*IK=1.84*24.64=45.34KA Sk=Sd/Xk*=100*2.817=281.7MVA (2) 變壓

44、器 2T 一次流過的短路電流為: Ik2=Id*Ik2=8.748*2.817=24.64KA 3-12 試求圖 3-21 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.已知線路單 位長度電抗 X.=0.4/km,其余參數(shù)見圖所示. 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. X1*=Uk%*Sd/100SN=10.5*100/100/31.5=0.333 X2*=X.LSd/Ud/Ud=60*0.4*100/121/121=0.164 同理: X3*=0.4*10*100

45、/115.5/115.5=0.0299 X4*=10.5*100/100/60=0.175 X5*=Sd/Soc=100/1000=0.1 14 X6*=10.5*100/100/20=0.525 X7*=0.4*20*100/121/121=0.055 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值:Xk*=(X1*+X2*)/(X6*+X7*)+X3*+X4*+X5*=0.5726 計(jì)算 K 點(diǎn)所在電壓的基準(zhǔn)電流 :Id=Sd/1.732Ud=100/1.732/38.5=1.4996kA 計(jì)算 K 點(diǎn)短路電流各值:Ik*=1/Xk*=1/0.5726=1.7464 Ik=Id*IK*=104996*1.746

46、4=2.6189KA Ish.k=2.55Ik=60678kA Sk=Sd/Xk*=100/0.5726=174.642MVA 3-13 有一地區(qū)變電所通過一條長 4km 的 10kV 電纜線路供電給某廠裝有兩臺(tái)并列運(yùn)行的 S9-800 型(YynO 聯(lián)結(jié)）電力變壓器的變電所。地區(qū)變電所出口斷路器的斷流容量為 300MVA。試用歐姆法 求該廠變電所 10kV 高壓母線上和 380V 低壓母線上的短路電流 I （3） 、IK （3） 、 I （3） 、Ish （3） 、ish （3） 和短路容量 SK（3） 并列出短路計(jì)算表。 解：求電抗電力系統(tǒng)：X1=UC1 2/SOC 電纜：X2=X0l 總

47、電抗 X=X1+X2 短路計(jì)算結(jié)果 K-1: I（3） =IK（3） =I （3） =UC2/3UN =8.82kA,Ish（3） =1.51 I（3） =13.3kA, ish（3） =2.55I（3） =25.5kA , SK（3） =3UNIK （3） =160kVA K-2: 電力系統(tǒng)：X1=UC2 2/SOC 電纜：X2=X0l(UC2/UC1) 2 變壓器電抗 X3=X4=UK%UC22/(100SN) 總電抗 X=X1+X2+X3/X4 I（3） =IK（3） =I （3） =42kA,Ish（3） =45.8kA ,ish（3） =77.3kA , SK（3） =29.1kVA

48、 3-14 試用標(biāo)么制法重作習(xí)題 3-13。 短路計(jì)算結(jié)果同習(xí)題 3-10 3-15 設(shè)習(xí)題 3-13 所述工廠變電所 380V 側(cè)母線采用 80*10mm2的 LMY 鋁母線，水平平放，兩相鄰 母線軸線間距為 200mm，檔距為 0.9m，檔數(shù)大于 2。該母線上裝有一臺(tái) 500kW 的同步電動(dòng)機(jī)， cos=1 時(shí)，94%。試校驗(yàn)此母線的短路動(dòng)穩(wěn)定度。 解：M=F*l/10 W=b 2h/6 c=M/W=45.8MPaal=70MPa，故該母線滿足短路動(dòng)穩(wěn)定度。 3-16 設(shè)習(xí)題 3-15 所述 380V 母線的短路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 0.5s，低壓斷路器的斷路時(shí)間為 0.05s。試校驗(yàn)此母線的短

49、路熱穩(wěn)定度。 解：AminI （3） TIMA1/2/C374mm 2滿足短路熱穩(wěn)定度的 Amin374mm 2，而實(shí)際的 A800mm 2 故該母線滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。 第四章： 工廠變配電所及其一次系統(tǒng) 習(xí)題解答 4-1 某廠的有功計(jì)算負(fù)荷為 3000kW，功率因數(shù)經(jīng)補(bǔ)償后達(dá)到 0.92。該廠 6kV 進(jìn)線上擬安裝一臺(tái) SN10-10 型高壓斷路器，其主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 0.9s，斷路器斷路時(shí)間為 0.2s。該廠高壓配電所 6kV 母線上的 IK（3） =20kA。試選擇該高壓斷路器的規(guī)格。 15 解：應(yīng)選 SN10-10II/1000-500 型高壓少油斷路器。 4-2 某 10/0.

50、4kV 的車間附設(shè)式變電所，總計(jì)算負(fù)荷為 780kVA,其中一、二級負(fù)荷有 460kVA。試初步選擇該變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。已知當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?25。 解：初步選兩臺(tái) S9-630/10 型電力變壓器。如選兩臺(tái) S9-500/10 型，則在一臺(tái)運(yùn)行時(shí)，考慮當(dāng)?shù)?年平均溫度較高，又是室內(nèi)運(yùn)行，因此一臺(tái)運(yùn)行的容量實(shí)際只有 500kVA*（0.92-0.05） =435kVA=(1.151.4)Sc 裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí),其中任意一臺(tái)主變壓器容量)SN 應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件: a 任一臺(tái)主變壓器運(yùn)行時(shí),應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的 60%70%的要求,即 SN=(0.60.7)Sc b 任一臺(tái)變壓器

51、單獨(dú)運(yùn)行時(shí),應(yīng)能滿足全部一二級負(fù)荷 Sc(I+II)的要求,即 SN=Sc(I+II) 4-6 高壓少油斷路器和高壓真空斷路器各自的滅弧介質(zhì)是什么？比較其滅弧性能，各適用于什么 場合？ 高壓少油斷路器的滅弧介質(zhì)是油。高壓真空斷路器的滅弧介質(zhì)是真空。 高壓少油斷路器具有重量輕，體積小，節(jié)約油和鋼材，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，但不能頻繁操作，用于 635KV 的室內(nèi)配電裝置。 高壓真空斷路器具有不爆炸，噪聲低，體積小，重量輕，壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，無污染，可靠性高 等優(yōu)點(diǎn)。在 35KV 配電系統(tǒng)及以下電壓等級中處于主導(dǎo)地位，但價(jià)格昂貴。 4-7、高壓隔離開關(guān)的作用是什么？為什么不能帶負(fù)荷操作？ 答：高壓隔離開關(guān)的

52、作用是隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修及人身安全。但隔 離開關(guān)沒有滅弧裝置，因此不能帶負(fù)荷拉、合閘，不能帶負(fù)荷操作。 16 4-8 高壓負(fù)荷開關(guān)有哪些功能？能否實(shí)施短路保護(hù)？在什么情況下自動(dòng)跳閘？ 解：功能：隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修及人身安全。 高壓負(fù)荷開關(guān)不能斷開短路電流，所以不能實(shí)施短路保護(hù)。常與熔斷器一起使用，借助熔斷器來 切除故障電流，可廣泛應(yīng)用于城網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)改造。 高壓負(fù)荷開關(guān)上端的絕緣子是一個(gè)簡單的滅弧室，它不僅起到支持絕緣子的作用，而且其內(nèi)部是 一個(gè)汽缸,裝有操動(dòng)機(jī)構(gòu)主軸傳動(dòng)的活塞,絕緣子上部裝有絕緣噴嘴和弧靜觸頭。當(dāng)負(fù)荷開始分閘時(shí)， 閘刀一端的

53、弧動(dòng)觸頭與弧靜觸頭之間產(chǎn)生電弧，同時(shí)在分閘時(shí)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)活塞，壓縮汽缸內(nèi) 的空氣，從噴嘴往外吹弧，使電弧迅速熄滅。 4-9 試畫出高壓斷路器、高壓隔離器、高壓負(fù)荷開關(guān)的圖形和文字符號。 答：高壓斷路器（文字符號為 QF，圖形符號為 /） ； 高壓隔離器（文字符號為 QS，圖形符號為| / ） ； 高壓負(fù)荷 （文字符號為 QL，圖形符號為 |o /） 。 4-10 熔斷器的作用是什么？常用的高壓熔斷器戶內(nèi)和戶外的型號有哪些？各適用于哪些場合。 答：熔斷器的作用主要是對電路及其設(shè)備進(jìn)行短路和過負(fù)荷保護(hù)；常用的高壓熔斷器主要有戶內(nèi) 限流熔斷 器（RN 系列） ，戶外跌落式熔斷器（ RW 系列） ；

54、RN 系列高壓熔斷器主要用于 335KV 電力系統(tǒng)的短路保護(hù)和過載保護(hù)，其中 RN1 型用于電力變壓器和電力線路的短路保護(hù)，RN2 型用 于電壓互感器的短路保護(hù)。 RW 系列戶外高壓跌落式熔斷器主要作為配電變壓器或電力線路的短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。 4-11 互感器的作用是什么？電流互感器和電壓互感器在結(jié)構(gòu)上各有什么特點(diǎn)？ 答：互感器是電流互感器和電壓互感器的合稱?；ジ衅鲗?shí)質(zhì)是一種特殊的變壓器，其基本結(jié)構(gòu)和 工作原理與變壓器基本相同。 其主要有以下 3 個(gè)功能： 一：將高電壓變換為低電壓（100V ） ，大電流變換為小電流（5A 或 1A） ，供測量儀表及繼電器 的線圈； 二：可使測量儀表，繼電

55、器等到二次設(shè)備與一次主電路隔離，保證測量儀表，繼電器和工作人員 的安全； 三：可使儀表和繼電器標(biāo)準(zhǔn)化。 電流互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一次繞組匝數(shù)少且粗，有的型號還沒有一次繞組，鐵心的一次電路作 為一次繞組（相當(dāng)于 1 匝） ；而二次繞組匝數(shù)很多，導(dǎo)體較細(xì)。電流互感器的一次繞組串接在一次 電路中，二次繞組與儀表，繼電器電流線圈串聯(lián)，形成閉合回路，由于這些電流線圈阻抗很小， 工作時(shí)電流互感器二次回路接近短路狀態(tài)。 電壓互石器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：由一次繞組，二次繞組和鐵心組成。一次繞組并聯(lián)在線路上，一次繞 組的匝數(shù)較多同二次繞組的匝數(shù)較少，相當(dāng)于降壓變壓器。二次繞組的額定一般為 100V。二次回 路中，儀表，

56、繼電器的電壓線圈與二次繞組并聯(lián)，這些線圈的阻抗很大，工作的二次繞組近似于 開路狀態(tài)。 4-12、電流互感器有兩個(gè)二次繞組時(shí)，各有何用途？在主線接線圖中，它的圖形符號怎樣表示？ 答：電流互感器有兩個(gè)繞組時(shí)，其中一個(gè)繞組與儀表、繼電器電流線圈等串聯(lián)，形成閉和回 路。另一個(gè)繞組和一個(gè)很小的阻抗串聯(lián)，形成閉和回路，作保護(hù)裝置用。因?yàn)殡娏骰ジ衅鞫巫?抗很小，正常工作時(shí)，二次側(cè)接近短路狀態(tài)。在正常工作時(shí)，二次側(cè)的儀表、繼電器電流線圈， 難免會(huì)損壞或和回路斷開，造成開路。二次側(cè)開路會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的后果。而用另一個(gè)二次繞組和 一個(gè)很小的阻抗串聯(lián)形成閉和回路作保護(hù)裝置，這樣就會(huì)避免以上的情況。使系統(tǒng)更安全的運(yùn)行

57、。 圖形符號如下圖所示： 17 4-13 避雷器的作用是什么？圖形符號怎樣表示？ 答：避雷器（文字符號為 F）的作用是用于保護(hù)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的絕緣免受沿線路傳來的雷 電過電壓或由操作引起的內(nèi)部過電壓的損害的設(shè)備，是電力系統(tǒng)中重要的保護(hù)設(shè)備之一。 圖形符號是 4-14 常用的高壓開關(guān)柜型號主要有哪些？ 答：高壓開關(guān)柜按型號分主要有：JYN210，35、GFC 7B（F） 、KYN 10，35、KGN 10、XGN210、HXGN 12Z、GR1、PJ1 等。 4-15 常用的低壓設(shè)備有哪些？并寫出它們的圖形符號。 答： 名稱 符號 低壓開關(guān)柜 熔斷器 低壓斷路器 4-16 低壓斷路器有哪些功

58、能？按結(jié)構(gòu)形式分有哪兩大類？請分別列舉其中的幾個(gè)。 答：低壓斷路器主要是用于低壓系統(tǒng)中設(shè)備及線路的過載和短路保護(hù)；按結(jié)構(gòu)形式可分為無填料 密閉管式和有填料密閉管式； 無填料密閉管式包括 RM10，RM7；用于低壓電網(wǎng)，配電設(shè)備中，做短路保護(hù)和防止連續(xù)過載之 用。 有填料密閉管式包括 RL 系列如 RL6 RL7 RL96，用于 500V 以下導(dǎo)線和電纜及電動(dòng)機(jī)控制線 路。RT 系列如 RT0 RT11 RT14 用于要求較高的導(dǎo)線和電纜及電器設(shè)備的過載和短路保護(hù)。 4-16 主接線設(shè)計(jì)的基本要求是什么？什么是內(nèi)橋式接線和外橋式接線？各適用于什么場合？ 主接線的基本要求是安全，可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)。

59、 所謂橋式接線是指在兩路電源進(jìn)線之間跨接一個(gè)斷路器，猶如一座橋。斷路器跨在進(jìn)線斷路器的 內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱為內(nèi)橋式接線。若斷路器跨在進(jìn)線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，稱為外橋 式接線。 適用范圍：對 35kV 及以上總降壓變電所，有兩路電源供電及兩臺(tái)變壓器時(shí)，一般采用橋式接線。 內(nèi)橋式接線適用于大中型企業(yè)的一、二級負(fù)荷供電。適用于以下條件的總降壓變電所： 供電線路長，線路故障幾率大； 負(fù)荷比較平穩(wěn)，主變壓器不需要頻繁切換操作； 沒有穿越功率的終端總降壓變電所。 外橋式接線適用于有一、二級負(fù)荷的用戶或企業(yè)。適用于以下條件的總降壓變電所： 供電線路短，線路故障幾率??； 用戶負(fù)荷變化大，變壓器操作頻繁

60、； 有穿越功率流經(jīng)的中間變電所，因?yàn)椴捎猛鈽蚴街鹘泳€，總降壓變電所運(yùn)行方式的變化將不影響 公電力系統(tǒng)的潮流。 4-17 供配電系統(tǒng)常用的主接線有哪幾種類型？各有何特點(diǎn)？ 18 供配電系統(tǒng)變電所常用的主接線基本形式有線路變壓器組接線，單母線接線和橋式接線 3 種類 型。 線路變壓器組接線 當(dāng)只有一路電源供電線路和一臺(tái)變壓器時(shí)，可采用線路變壓器組接線。 當(dāng)高壓側(cè)裝負(fù)荷開關(guān)時(shí)，變壓器容量不大于 1250kVA；高壓側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)或跌落式熔斷器時(shí)， 變壓器容量一般不大于 630kVA。 優(yōu)點(diǎn)：接線簡單，所用電氣設(shè)備少，配電裝置簡單，節(jié)約投資。 缺點(diǎn)：該單元中任一設(shè)備發(fā)生故障或檢修時(shí)，變電所全部停電，可

61、靠性不高。 適用范圍：適用于小容量三級負(fù)荷，小型企業(yè)或非生產(chǎn)性用戶。 1 單母線接線 母線又稱匯流排，用于匯集和分配電能。單母線接線又可分為單母線不分段和單母線分段兩種。 （1）單母線不分段接線 當(dāng)只有一路電源進(jìn)線時(shí)，常用這種接線，每路進(jìn)線和出線裝設(shè)一只隔離開關(guān)和斷路器。靠近線 路的隔離開關(guān)稱線路隔離開關(guān)，靠近母線的隔離開關(guān)稱母線隔離開關(guān)。 優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性比較好。由于接線簡單，操作人員發(fā)生誤操作的可能 性就小。 缺點(diǎn)：可靠性和靈活性差。當(dāng)電源線路，母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時(shí)，全部用戶 供電中斷。 適用范圍：可用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負(fù)荷用戶，或者有備用

62、電源的二級負(fù)荷用戶。 （2）單母線分段接線 當(dāng)有雙電源供電時(shí)，常采用單母線分段接線。單母線分段接線可以分段單獨(dú)運(yùn)行，也可以并列 同時(shí)運(yùn)行。 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，操作靈活，除母線故障或檢修外，可對用戶連續(xù)供電。 缺點(diǎn)：母線故障或檢修時(shí)，仍有 50%左右的用戶停電。 適用范圍：在具有兩路電源進(jìn)線時(shí)，采用單母線分段接線，可對一，二級負(fù)荷供電，特別是裝設(shè) 了備用電源自動(dòng)投入裝置后，更加提高了用斷路器分段單母線接線的供電可靠性。 2 橋式接線 所謂橋式接線是指在兩路電源進(jìn)線之間跨接一個(gè)斷路器，猶如一座橋。斷路器跨在進(jìn)線斷路器的 內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱為內(nèi)橋式接線。若斷路器跨在進(jìn)線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，

63、稱為外橋 式接線。 橋接線的特點(diǎn)是： 接線簡單 經(jīng)濟(jì) 可靠性高 安全 靈活 適用范圍：對 35kV 及以上總降壓變電所，有兩路電源供電及兩臺(tái)變壓器時(shí)，一般采用橋式接線。 4-18 主接線中母線在什么情況下分段?分段的目的是什么 ? 答:當(dāng)有雙電源供電時(shí),常采用單母線分段接線 .采用母線單獨(dú)運(yùn)行時(shí),各段相當(dāng)于單母線不分段接 線的狀態(tài),各段母線的電氣系統(tǒng)互不影響供電可靠性高,操作靈活,除母線故障或檢修外,可對用戶持 續(xù)供電. 4-19: 倒閘操作的原則: 接通電路時(shí)先閉合隔離開關(guān) ,后閉合斷路器 ; 切斷電路時(shí)先斷開斷路器,后 斷開隔離開關(guān). 這是因?yàn)閹ж?fù)荷操作過程中要產(chǎn)生電弧, 而隔離開關(guān)沒有滅

64、弧功能,所以隔離開關(guān)不 19 能帶負(fù)荷操作. 第五章：工廠電力線路 習(xí)題解答 5-1 試按發(fā)熱條件選擇 220/380V, TN-C 系統(tǒng)中的相線和 PEN 線的截面及穿線鋼管 (SC)的直徑。已知線路的計(jì)算電流為 150A，安裝地點(diǎn)環(huán)境溫度為 25，擬用 BLV 型鋁 芯塑料線穿鋼管埋地敷設(shè)。 解：相線截面選為 95mm2，其 Ial152A；PEN 線選為 50mm2,穿焊接鋼管為 SC70mm2 ,所 選結(jié)果可表示為：BLV-500-（3*951*50）-SC70。 5-2 如果上題所述 220/380V 線路為 TN-S 系統(tǒng)。試按發(fā)熱條件選擇其相線、N 線和 PE 線的截面及穿線的硬

65、塑料管（PC）的直徑。 解：其 Ial160A 所選結(jié)果為 BLV-500-（3*1201*70PE70）-PC80。 5-3 有一 380V 的三相架空線路，配電給 2 臺(tái) 40kW (cos0.8,=0.85)的電動(dòng)機(jī)。 該線路長 70m，線間幾何均距為 0.6m，允許電壓損耗為 5%，該地區(qū)最熱月平均最高氣 溫為 30。試選擇該線路的相線和 PE 線（導(dǎo)線采用 LJ 型鋁絞線）的截面。 解：I30PN/(3UN cos)=179A,相線采用 LJ-50,其 Ial202AI30179A，PE 線可選 LJ-25；U=4.13%Ual=5%，也滿足電壓損 耗要求。 5-4 試選擇圖 5-4

66、2 所示的 lOkV 線路的 LJ 型鋁絞線截面。該線路接有一臺(tái) S9-1000 型變壓器，距首端 2000m；另接有一臺(tái) S9-500 型變壓器，距首端 2500m.全線截面一致， 允許電壓損耗 5%，當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為 35。兩臺(tái)變壓器的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)均為 4500h， cos0.9。線路的三相導(dǎo)線作水平等距排列，相鄰線距 lm。 （注：變壓器 功率損耗可按近似公式計(jì)算。 ） 解：按經(jīng)濟(jì)電流密度可選 LJ-70,其 Ial236AI3090A， 滿足發(fā)熱條件，U=2.01%Ual=5%，也滿足電壓損耗要求。 5-5 某 380V 三相線路，供電給 16 臺(tái) 4kW, cos=0.87、=85.5%的 Y 型電動(dòng)機(jī)，各 臺(tái)電動(dòng)機(jī)之間相距 2m，線路全長 50m。試按發(fā)熱條件選擇明敷的 BLX-500 型導(dǎo)線截面， 環(huán)境溫度為 30，并校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，計(jì)算其電壓損耗百分值。 （建議電動(dòng)機(jī)總負(fù)荷 的 K 取為 0.7) 解：按發(fā)熱條件選 BLX-500-1*25 型導(dǎo)線，其 Ial102A， 20 U=2.06% 高壓和低壓的放射式接線和樹干式接線有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？分別說明高低壓配電系統(tǒng)各