工廠供電課后答案.doc

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1-1 什么是電力系統(tǒng)？建立聯(lián)合電力系統(tǒng)有哪些好處？答：電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、輸配電線路和電力用戶組成的整體。建立聯(lián)合電力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：可以減少系統(tǒng)的總裝機(jī)容量；可以減少系統(tǒng)的備用容量；可以提高供電的可靠性；可以安裝大容量的機(jī)組；可以合理利用動力資源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。1-2 電能生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是什么？對電力系統(tǒng)有哪些要求？答：電能生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是：電能不能大量存儲；過渡過程十分短暫；與國民經(jīng)濟(jì)各部門和人民日常生活的關(guān)系極為密切。對電力系統(tǒng)的基本要求是：保證供電的可靠性；保證良好的電能質(zhì)量；為用戶提供充足的電能；提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。1-3 我國規(guī)定的三相交流電網(wǎng)額定壓等級有哪些？用電設(shè)備、發(fā)電機(jī)、變壓器的額定電壓與同級電網(wǎng)的額定電壓之間有什么關(guān)系？為什么？答：我國規(guī)定的三相交流電網(wǎng)額定壓等級，低壓有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV和0.66/0.38kV；高壓有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級電網(wǎng)的額定電壓相同；發(fā)電機(jī)的額定電壓應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高5%；變壓器一次繞組的額定電壓，對于降壓變壓器，應(yīng)等于電網(wǎng)的額定電壓，對于升壓變壓器，應(yīng)等于發(fā)電機(jī)的額定電壓；變壓器二次繞的額定電壓，當(dāng)二次側(cè)供電線路較長時(shí)，應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高10%，當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較短時(shí)，應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高5%。1-5 什么叫小電流接地系統(tǒng)？什么叫大電流接地系統(tǒng)？小電流接地系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，各相對地電壓如何變化？這時(shí)為何可以暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，但又不允許長期運(yùn)行？答：中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)稱為小電流接地系統(tǒng)；性點(diǎn)直接接地（或經(jīng)低電阻接地）的系統(tǒng)稱為大電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓升高倍。此時(shí)三相之間的線電壓仍然對稱，因此用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行，但是，發(fā)生單相接地后，其運(yùn)行時(shí)間不能太長，以免在另一相又發(fā)生接地故障時(shí)形成兩相接地短路。1-7 為什么我國規(guī)定110kV以上的高壓電網(wǎng)和380/220V的低壓電網(wǎng)要采用大電流接地系統(tǒng)？各有什么優(yōu)點(diǎn)？答：大電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)中性點(diǎn)電位仍為零，非故障相對地電壓不會升高，仍為相電壓，因此電氣設(shè)備的絕緣水平只需按電網(wǎng)的相電壓考慮，故可以降低工程造價(jià)。所以我國110kV及以上的電力系統(tǒng)基本上都采用中性點(diǎn)直接接地的方式。而在380/220V系統(tǒng)中采用中性點(diǎn)直接接地方式，主要是考慮人身安全問題，一旦發(fā)生單相接地故障，可以迅速跳開自動開關(guān)或燒斷熔斷絲，將故障部分切除。1-8 試確定圖1-12所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和所有變壓器的額定電壓。圖1-12 習(xí)題1-8附圖答：發(fā)電機(jī)G：10.5kV；變壓器T1：10.5/242kV；變壓器T2：10/3.3kV；變壓器T3：220/38.5kV；變壓器T4：220/121/38.5kV；變壓器T5：35/6.6 kV2-1 電力負(fù)荷按重要程度分為哪幾級？各級負(fù)荷對供電電源有什么要求？答：電力負(fù)荷按對供電可靠性的要求可分為一級負(fù)荷、二級負(fù)荷和三級負(fù)荷三類。一級負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電；二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電；三級負(fù)荷對供電電源無特殊要求。2-2 何謂負(fù)荷曲線？試述年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)和負(fù)荷系數(shù)的物理意義。答：負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動情況的一種圖形。年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，用戶以年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能恰好等于全年實(shí)際消耗的電能，年負(fù)荷曲線越平坦，值越大，年負(fù)荷曲線越陡；值越小。因此，的大小說明了用戶用電的性質(zhì)，也說明了用戶負(fù)荷曲線的大致趨勢。平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值叫負(fù)荷系數(shù)，它是表征負(fù)荷變化規(guī)律的一個(gè)參數(shù)，其值愈大，說明負(fù)荷曲線愈平坦，負(fù)荷波動愈小。2-3 什么叫計(jì)算負(fù)荷？確定計(jì)算負(fù)荷的意義是什么？答：計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的用電設(shè)備安裝容量確定的、用以按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備時(shí)所使用的一個(gè)假想負(fù)荷，計(jì)算負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)與實(shí)際變動負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等。確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)為正確選擇供配電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、電纜、開關(guān)電器、變壓器等提供技術(shù)參數(shù)。2-4 什么叫暫載率？反復(fù)短時(shí)工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量如何確定？答：暫載率是指設(shè)備工作時(shí)間與工作周期的百分比值。反復(fù)短時(shí)工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量是指換算到統(tǒng)一暫載率下的額定功率。對于吊車：是指統(tǒng)一換算到時(shí)的額定功率，其設(shè)備容量；對于電焊機(jī)：是指統(tǒng)一換算到時(shí)的額定功率，其設(shè)備容量2-7 功率因數(shù)低的不良影響有哪些？如何提高企業(yè)的自然功率因數(shù)？答：功率因數(shù)低將會引起線路的總電流增大，使供電網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗和電能損耗增大；使供電網(wǎng)絡(luò)的電壓損失增大，影響負(fù)荷端的電壓質(zhì)量；使供配電設(shè)備的容量不能得到充分利用，降低了供電能力；使發(fā)電機(jī)的出力下降，發(fā)電設(shè)備效率降低，發(fā)電成本提高。提高企業(yè)的自然功率因數(shù)的方法有：正確選用感應(yīng)電動機(jī)的型號和容量；限制感應(yīng)電動機(jī)的空載運(yùn)行；提高感應(yīng)電動機(jī)的檢修質(zhì)量；合理使用變壓器；感應(yīng)電動機(jī)同步化運(yùn)行。2-9 某工廠車間380V線路上接有冷加工機(jī)床50臺，共200kW；吊車3臺，共4.5kW（）；通風(fēng)機(jī)8臺，每臺3 kW；電焊變壓器4臺，每臺22kVA（，）；空壓機(jī)1臺，55kW。試確定該車間的計(jì)算負(fù)荷。解：該車間的計(jì)算負(fù)荷如下表所示。電力負(fù)荷計(jì)算表序號用電設(shè)備名稱臺數(shù)設(shè)備容量/kW計(jì)算負(fù)荷銘牌值換算值P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1冷加工機(jī)床502002000.160.51.733255.362吊車34.53.50.150.51.730.5250.913通風(fēng)機(jī)824240.80.80.7519.214.44電焊變壓器48835.470.350.352.6812.433.235空壓機(jī)155550.850.80.7546.7535.06小計(jì)66110.875138.96負(fù)荷總計(jì)（）99.8125.06160243.12-10 有一條380V低壓干線，供電給30臺小批生產(chǎn)的冷加機(jī)床電動機(jī)，總?cè)萘繛?00kW，其中較大容量的電動機(jī)有10kW1臺，7kW3臺，4.5kW8臺。試分別用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法計(jì)算該干線的計(jì)算負(fù)荷。解：用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法所求計(jì)算負(fù)荷如下表所示。電力負(fù)荷計(jì)算表（需要系數(shù)法）用電設(shè)備名稱臺數(shù)設(shè)備容量/kW計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A冷加工機(jī)床302000.160.51.733255.3663.9497.15電力負(fù)荷計(jì)算表（二項(xiàng)式系數(shù)法）用電設(shè)備名稱設(shè)備臺數(shù)設(shè)備容量二項(xiàng)式系數(shù)計(jì)算負(fù)荷n/x/kW/kWb/ cP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A冷加工機(jī)床30/520035.50.14/0.40.51.7342.27384.32128.12-11 有一條10kV高壓線路供電給兩臺并列運(yùn)行的S9800/10（D,yn11接線）型電力變壓器，高壓線路采用LJ70鋁絞線，水平等距離架設(shè)，線距為1m，長6km。變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為900kW，h。試分別計(jì)算此高壓線路和電力變壓器的功率損耗和年電能損耗。 解：（1） 變壓器的功率損耗和電能損耗kvarkVA變壓器的負(fù)荷率為：查附錄表A-1可知，S9-800/10型（Dyn11）變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)為：kW，kW，則兩臺變壓器的功率損耗為：kWkvar由h和查圖2-7得：h。因此，兩臺變壓器的電能損耗為：kWh （2）線路的功率損耗和電能損耗變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：kWkvarkVAA查附錄表A-12可知，LJ-70鋁絞線的/km，m時(shí)/km（實(shí)際上m），因此線路的功率損耗為： kW kvar線路的電能損耗為：kWh2-12 某電力用戶10kV母線的有功計(jì)算負(fù)荷為1200kW，自然功率因數(shù)為0.65，現(xiàn)要求提高到0.90，試問需裝設(shè)多少無功補(bǔ)償容量？如果用BW10.5401W型電容器，問需裝設(shè)多少個(gè)？裝設(shè)以后該廠的視在計(jì)算負(fù)荷為多少？比未裝設(shè)時(shí)的視在計(jì)算負(fù)荷減少了多少？ 解：（1）需裝設(shè)的BWF10.5-40-1W型并聯(lián)電容器容量及個(gè)數(shù)kvar 取 則實(shí)際補(bǔ)償容量為：kvar（2） 無功補(bǔ)償前后視在負(fù)荷的變化補(bǔ)償前：kvarkVA補(bǔ)償后：kVA補(bǔ)償后視在負(fù)荷減少了：kVA3-2 高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)和高壓負(fù)荷開關(guān)各有哪些功能？答：高壓斷路器不僅能通斷正常負(fù)荷電流，而且能切斷一定的短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動跳閘，切除短路故障；高壓隔離開關(guān)的主要功能是隔離高壓電源，保證人身和設(shè)備檢修安全，同時(shí)還具有倒閘操作和通斷小電流的功能；高壓負(fù)荷開關(guān)可以通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，有隔離開關(guān)的作用，但不能斷開短路電流。3-3 倒閘操作的基本要求是什么？答：倒閘操作的基本要求是：合閘送電時(shí)，先合上隔離開關(guān)，再合上斷路器；跳閘斷電時(shí)，先斷開斷路器，再斷開隔離開關(guān)。3-5 熔斷器的主要功能是什么？什么是“限流”式熔斷器？答：熔斷器的主要功能是對電路及其設(shè)備進(jìn)行短路或過負(fù)荷保護(hù)?！跋蘖鳌笔饺蹟嗥魇侵溉蹟嗥鞯臏缁∧芰軓?qiáng)，滅弧速度很快，能在短路電流未達(dá)到?jīng)_擊值以前完全熄滅電弧。3-7 Dyn11接線配電變壓器和Yyn0接線配電變壓器相比較有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：Dyn11接線變壓器能有效地抑制3的整數(shù)倍高次諧波電流的影響；Dyn11接線變壓器的零序電抗比Yyn0接線變壓器小得多，更有利于低壓側(cè)單相接地短路故障的切除；Dyn11接線變壓器承受單相不平衡負(fù)荷的能力遠(yuǎn)比Yyn0接線的變壓器大。3-8 什么是電流互感器的誤差？電流互感器的常用接線方式有哪幾種？答：電流互感器的誤差包括電流誤差（比值差）和相位誤差（角差）。電流誤差是二次電流的測量值乘以額定變流比與一次電流數(shù)值差的百分?jǐn)?shù)；相位差是與的相角差。電流互感器常用的接線方式有一相式接線、兩相不完全星形接線、兩相電流差接線和三相完全星形接線。3-9 什么是電壓互感器的誤差？電壓互感器的常用接線方式有哪幾種？答：電壓互感器的誤差吧包括電壓誤差（比值差）和相位誤差（角差）。比值差是二次電壓的測量值乘以額定變壓比與一次電壓數(shù)值差的百分?jǐn)?shù)；相位差是與的相角差。3-11 對電氣主接線的基本要求是什么？電氣主接線有哪些基本形式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：對電氣主接線的基本要求是安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。電氣主接線的基本形式有線路-變壓器單元接線、單母線接線、單母線分段接線、單母線帶旁路母線接線、雙母線接線、橋式接線等。線路-變壓器單元接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡單，所用電氣設(shè)備少，配電裝置簡單，節(jié)約投資。缺點(diǎn)是該單元中任一設(shè)備發(fā)生故障或檢修時(shí)，變電所要全部停電，供電可靠性都不高，只可供三級負(fù)荷。單母線接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡單、使用設(shè)備少、操作方便、投資少、便于擴(kuò)建。缺點(diǎn)是當(dāng)母線及母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開全部電源，造成整個(gè)配電裝置停電；當(dāng)檢修一回路的斷路器時(shí)，該回路要停電。單母線分段接線既保留了單母線接線簡單、經(jīng)濟(jì)、方便等優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上提高了供電的可靠性。但仍不能克服某一回路斷路器檢修時(shí)，該回路要長時(shí)間停電的顯著缺點(diǎn)，同時(shí)這種接線在一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線上的所有回路都要長時(shí)間停電。單母線加旁路母線接線解決了出線斷路器檢修時(shí)的停電問題，但其缺點(diǎn)是需要增加一組母線、專用的旁路斷路器和旁路隔離開關(guān)等設(shè)備，使配電裝置復(fù)雜，投資增大，且隔離開關(guān)要用來操作，增加了誤操作的可能性。雙母線接線具有以下優(yōu)點(diǎn)：輪換檢修母線而不致中斷供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)僅使該回路停電；工作母線發(fā)生故障時(shí)，經(jīng)倒閘操作這一段停電時(shí)間后可迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器來代替，不致于使該回路的供電長期中斷。但雙母線接線也存在以下缺點(diǎn)：在倒閘操作中隔離開關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作；工作母線發(fā)生故障時(shí)會引起整個(gè)配電裝置短時(shí)停電；使用的隔離開關(guān)數(shù)目多，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積較大，投資較高。橋形接線中四個(gè)回路只有三個(gè)斷路器，投資小，接線簡單，供電的可靠性和靈活性較高，適用于向一、二類負(fù)荷供電。3-13 某10/0.4kV車間變電所，總計(jì)算負(fù)荷為980kVA，其中一、二類負(fù)荷700 kVA。試初步選擇該車間變電所變壓器的臺數(shù)和容量。解：因?yàn)橛幸弧⒍愗?fù)荷，所以應(yīng)選兩臺變壓器。變壓器容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：kVA 且kVA查附錄表A-1，選兩臺10/0.4kV、S9800 kVA的變壓器。4-1 什么叫短路？短路的類型有哪幾種？短路對電力系統(tǒng)有哪些危害？答：短路是指電力系統(tǒng)正常情況以外的一切相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。短路的類型有三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。短路對電力系統(tǒng)的危害有：短路電流的熱效應(yīng)可使設(shè)備因過熱而損壞甚至燒毀；短路電流的力效應(yīng)可引起設(shè)備機(jī)械變形、扭曲甚至損壞；影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，造成產(chǎn)品報(bào)廢甚至設(shè)備損壞；會導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性；不對稱接地短路所產(chǎn)生的不平衡電流會對鄰近的平行線路電磁干擾。4-2 什么叫標(biāo)幺值？在短路電流計(jì)算中，各物理量的標(biāo)幺值是如何計(jì)算的？答：某一物理量的標(biāo)幺值，等于它的實(shí)際值與所選定的基準(zhǔn)值的比值。在短路電流計(jì)算中，常取基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓用各級線路的平均額定電壓，即，則基準(zhǔn)電流，基準(zhǔn)電抗。4-3 什么叫無限大容量系統(tǒng)？它有什么特征？答：無限容量系統(tǒng)亦稱無限大功率電源，是指系統(tǒng)的容量為無限大，內(nèi)阻抗為零。它是一個(gè)相對概念，真正的無限大功率電源是不存在的。特征：在電源外部發(fā)生短路時(shí)，電源母線上的電壓基本不變，即認(rèn)為它是一個(gè)恒壓源。當(dāng)電源內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻抗的5%10%時(shí)，就可以認(rèn)為該電源是無限大功率電源。4-4 什么叫短路沖擊電流、短路次暫態(tài)電流和短路穩(wěn)態(tài)電流？在無限大容量系統(tǒng)中，它們與短路電流周期分量有效值有什么關(guān)系？答：短路沖擊電流是指在最嚴(yán)重短路情況下三相短路電流的最大瞬時(shí)值；短路次暫態(tài)電流是指短路瞬間（s）時(shí)三相短路電流周期分量的有效值；短路穩(wěn)態(tài)電流是指短路電流非周期分量衰減完后的短路全電流。在無限大容量系統(tǒng)中，有和。4-8 什么叫短路電流的力效應(yīng)？如何校驗(yàn)電器及母線的動穩(wěn)定？答：短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)體時(shí)，會產(chǎn)生很大的電動力，稱為短路電流的力效應(yīng)。一般電器滿足動穩(wěn)定的條件是或 ；母線滿足動穩(wěn)定校的條件是。4-9 什么叫短路電流的熱效應(yīng)？如何校驗(yàn)電器及母線的熱穩(wěn)定？短路發(fā)熱的假想時(shí)間是什么意思？如何計(jì)算？ 答：短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)體時(shí)，會產(chǎn)生很高的溫度，稱為短路電流的熱效應(yīng)。一般電器滿足熱穩(wěn)定的條件是；母線滿足熱穩(wěn)定的條件是或。假想時(shí)間是指用穩(wěn)態(tài)短路電流來代替實(shí)際短路電流，在該時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與實(shí)際短路電流在短路時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等。假想時(shí)間包括周期分量假想時(shí)間和非周期分量假想時(shí)間兩部分，即。4-10 某工廠變電所裝有兩臺并列運(yùn)行的S9-800（Y,yn0接線）型變壓器，其電源由地區(qū)變電站通過一條8km的10kV架空線路供給。已知地區(qū)變電站出口斷路器的斷流容量為500MVA，試用標(biāo)幺制法求該廠變電所10kV高壓側(cè)和380V低壓側(cè)的三相短路電流、及三相短路容量。解：（1）取MVA， kV，kV，則， （2）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值系統(tǒng) 線路 變壓器 （3）k1點(diǎn)短路： （4）k2點(diǎn)短路： 5-5 某廠的有功計(jì)算負(fù)荷為3000kW，功率因數(shù)為0.92，該廠6kV進(jìn)線上擬安裝一臺SN10-10型斷路器，其主保護(hù)動作時(shí)間為1.2s，斷路器分閘時(shí)間為0.2s，其6kV母線上的20kA，試選擇該斷路器的規(guī)格。解： 查附錄表A-15，選擇SN1010II/1000型斷路器，設(shè)備具體參數(shù)及計(jì)算數(shù)據(jù)見下表。高壓斷路器選擇表序號安裝地點(diǎn)的電氣條件所選設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目SN1010II/10001/ kV6/ kV10合格2/ A313.8 / A1000合格3/ MVA218/ MVA300合格4/ kA51/ kA80合格5/ （kA2 .s）/（kA2 .s）合格5-7 某10kV線路如圖3-25所示，已知導(dǎo)線型號為LJ50，線間幾何均距為1m，kW，kW，kW，全部用電設(shè)備的=0.8，試求該線路的電壓損失。圖3-25 習(xí)題3-9附圖 解：0.8，0.75p1=250 kW，kvarp2=400 kW，kvarp3=300 kW，kvar 查附錄表A-12得：LJ-50型鋁導(dǎo)線的 /km，/km，則 V 對應(yīng)的電壓損失百分?jǐn)?shù)為 或 =1.69%