供电技术课后答案

供电技术课后答案
【篇一：供电技术习题及答案】
习题
（各题后括号中的“*”，“?”和“+”分别表示解答，提示和不给答案三种形式） 1-1 简述供电可靠性的含义，作用及衡量标准。

（*）
1-2 什么叫电气设备的额定电压？电力系统为什么要采用多种电压
等级？电气设备在高于或低于其额定电压下工作会出现什么问题？（*）
1-3 试分析电力系统与供电系统，输电与配电之间的差别。

（?）
1-4 简述双回路与环形供电系统，放射式与干线式供电系统的优缺
点及其应用范围。

1-5 什么叫桥式结线？试述各种桥式结线的优缺
点及其应用范围。

（*） 1-6 确定供电系统时，应考虑哪些主要因素?为什么? (△)
1-7 电力系统中性点接地方式有哪几种类型? 各有何特点?（*） 1-8 在消弧线圈接地系统中，为什么三相线路对地分布电容不对称，或
出现一相断线时，就可能出现消弧线圈与分布电容的串联谐振? 为什么一旦系统出现这种串联谐振，变压器的中性点就可能出现高电位?（*）
思考题选答
1-1 所谓供电可靠性，就是供电系统及其设备、元件等在规定的运
行条件下和预期工作寿命阶段，能满意地完成其设计功能的概率。

一般用每年用户不停电时问的概率值(从零到1)或百分值(0～100％)
来衡量一个供电系统或设备的可靠性。

可靠性是供电系统的一项重要指标，也是电力负荷分级的基本依据。

在设计供电系统时就要根据负荷对供电可靠性的要求程度，合理地
选择供电电源和确定供电方案。

另外，通过对一个实际供电系统可
靠性的研究和分析，可以对系统的改进甚至对主要设备的设计制造
提供充分的依据。

1-2 所谓额定电压，就是使发电机、变压器等电气设备在正常运行
时获得最佳经济效果的电压。

额定电压是电气设备在设计、制造和
使用中的重要参数。

在电气工程中，电力网的额定电压应与电气设
备的额定电压相对应，并且已经标准化，系列化。

电力系统采用多种电压等级是基于以下四种情况；
1)目前，我国发电机的额定电压为6.3 、10.5或15.75kv (少数大容
量发电机为24kv) 等。

2)电力输送多采用高压，这样可以提高输送功率，加大输送距离。

换句活说，输送同样功率的电能在采用高压时，可相应减少输电线
路中的电流，因而减少线路上的电能损失和电压损失，提高输电效
率和供电质量。

同时，导线截面亦随电流的减小而减小，节省了有
色金属。

所以，从发电厂发出的电能，除供给附近用户直接用电外，一般都经过升压变电所变换为高压电能，经远距离输送后，再经降
压变电所变为低压电能，供用户使用。

3)高压输电的电压随国民经济的需要和电力技术的发展而不断提高。

对于中短距离一般采用35kv输电；对于长距离、大容量则采用110、330、500kv输电。

国内近年来已有数条750kv超高压输电线路投入使用。

用于1100kv、1500kv的超高压输电设备亦在试制中。

4)矿山用电设备，由于功率、安全、制造工艺及经济性等原因，其
额定电压多采用低压，如127、220、380、660、1140v等，只有大型设备，才采用6 kv高压。

随着矿井10kv下井的研究和实现，额
定电压为10kv的电气设备也已问世。

变、配电所的运行人员，应尽量保持供用电系统在额定电压或规定
的电压范围内运行。

当线路电压高于额定值所规定的范围时，有的
设备(如移相电容器)将因过压而损坏；有的设备(如变压器、电动机等)将因磁饱和而引起激磁电流增加使总电流加大，造成设备过热损
坏
或缩短使用寿命；有的设备(如避雷器、熔断器等)在动作时产生的电
弧由于电压高、电压恢复速度快而难以熄灭。

电气设备在低于额定电压或规定的范围内运行时，照明负荷的照度
及效率降低；感应电动机输出功率降低，电流增加、温度升高，大
大影响其使用寿命；线路及变压器由于要输送同样的功率，电流必
然增大，结果二者的损耗都增加，输送效率大大降低。

1-3 提示：从服务对象、电压等级、供电距离、供电容量等四方面
考虑。

1-4 1．双回路供电系统
双回路属于有备用系统的结线，分双回路放射式和双回路干线式两种，其中双回路干线式因继电保护复杂，故障停电机会多而应用较少。

双回路放射式，就是从电源向各负荷分别引两条独立输电线的
供电方式。

其优点是供电可靠性高，运行灵活，电压损失小；缺点
是线路总长度长，电源出线回路多，所用开关设备多，因而投资较大。

这种系统主要适用于大容量或孤立的一、二级负荷。

2．环形供电系统
环形也属于有备用系统的结线，它是一种从电源引出输电线，沿途
串接各负荷点后又回到电源的供电方式。

由于是一个闭合的电网，
故称为环形电网。

环形系统所用开关设备和线路长度都比双回路放
射式少，每一负荷点均由两条线路供电，故供电可靠性较高。

环形
电网若闭环运行，则过载能力强，电压损失小，但继电保护整定较
复杂。

因此，环形电网一般采用开环运行方式，此时导线截面应按
单回路供电选择，亦要考虑在电源附近段故障时担负全部环内负荷，故大大增加了有色金属的消耗量。

这种供电系统适用于若干彼此相
距不远，容量相差不大，而都离电源较远的一、二级负荷。

3．单回路放射式供电系统
单回路放射式属无备用系统的结线，实际上就是以电源或变电所母
线为中心，向各负荷点分别引出独立输电线的供电方式。

单回路放
射式的主要优点是供电线路独立，出故障时互不影响，停电机会少，继电保护简单，动作时间短，便于实现自动化等占‘其缺点是电源出
线回数较多，所需开关设备也多，因而投资较大。

另外，供电可靠
性较低，使其应用受到很大限制。

这种供电系统适用于容量较大的
分散性三级负荷和较次要的二级负荷。

4．单回路干线式供电系统
这种供电系统也属无备用系统，有直联型和串联型两种形式。

直联
型干线式线路，就是从干线上直接接出分支线引入各负荷点的供电
方式，如图1-1所示。

它的优点是电源出线少，能节省高、低压开关设备，使投资减少；线路总长度短，造价较低，由于各负荷点的高
峰用电期一般不同时，因而线路电压波动和电能损失都比较低。

其
缺点是由于前段线路公用，增加了故障停电机会，因而供电可靠性低，为了有选择地切除线路故障，继电保护的动作时间也就逐级增加，从而延长了故障存在的时间。

这种系统一般只适用于一定数量
的若干个成直线分布的三级负荷。

串联型干线式线路采用的联接方法是：干线经隔离开关联于负荷1
的母线上，再由负荷1的母线经隔离开关引出，再经隔离开关联于
负荷2的母线上??，余类推，如图1-2所示。

这种线路实际上是直
联式的改进型式。

这样改进后可以缩小故障停电的范围，提高供电
系统的可靠性。

故障检修时可利用隔离开关的操作使故障点前的各
负荷点不至于长时间停电。

它的缺点是增加了开关设备，而且故障
不易寻找，其应用范围基本上同直联型。

图1-1 直联型干线式线路图1-2 串联型干线式线路
1-5 对于具有两回电源进线，两台降压变压器的矿井终端总降压变
电所可采用桥式结线。

它实质上是用一座由一台断路器和两台隔离
开关横联跨接的“桥”，来联接两个35～110kv“线路一一变压器组”
的高压侧，从而用较少的断路器组成一个可靠性较高的，操作灵活
的双回路变、配电系统。

桥式结线根据跨接桥横联位置的不同，可分为内桥、外桥和全桥三种。

1．内桥结线
这种接线的跨接桥靠近变压器侧，桥断路器装在线路断路器之内，
变压器回路仅装隔离开关，由三台断路器构成“”形，故称为内桥。

内桥结线提高了变电所供电的可靠性，倒换线路操作方便，设备投
资与占地面积较少，缺点是倒换变压器和扩建成全桥不如外桥方便，故适用于进线距离长，线路故障多，变压器切换少，高压侧无穿越
功率的终端变电所。

2．外桥结线
这种接线的跨接桥靠近线路侧，桥断路器装在变压器断路器之外，
进线回路仅装隔离开关，由三台断路器构成“”形，故称外桥。

外桥
结线倒换变压器操作方便，易于过渡到全桥结线，且投资少，其运
行的灵活性与供电的可靠性和内桥结线类似；它的缺点是倒换线路
不方便，故适用于进线距离短，主变压器需经常切换的矿井终端变
电所。

3．全桥结线
这种结线，跨接桥居中，进线回路与变匿器回路均装有断路器，由
五台断路器构成“h”形，故称为全桥。

全桥结线适应性强，供电可靠
性高，操作方便，运行灵活，并易于发展成单母线分段的中间变电所；它的缺点是设备多，投资大，变电所占地面积大，故适用于负
荷较大，对供电要求较高的大型矿井终端变电所。

1-6 提示：应考虑电源条件、运行方式、负荷性质与分布、矿井产量、瓦斯含量及涌水量等因素。

1-7 电力系统中性点接地方式分为中性点直接接地(又称大电流接地
系统)和中性点不接地或经消弧线圈接地(又称小电流接地系统)两种
接地方式，各接地方式的特点如下：
1．中性点直接接地系统
这种系统的优点是：当发生单相接地时，非故障两相的电压不升高，由于接地电流非常大，不会发生间歇性电弧，同时内部过电压倍数
较小，因而可以降低对线路绝缘水平的要求。

由于单相接地就是单
相短路，短路电流较大，保护装置迅速而可靠地动作，缩短了故障
存在的时间。

缺点是：因短路电流大，开关及电气设备有时要选用较大的容量或
规格。

当发生短路时若未能及时切除，会严重影响整个系统的稳定性，而且对通讯的干扰强烈，故常用于110kv及以上的电网。

对于380v低压电网，由于用户需要380v和220v两种电压等原因，故也采用中性点直接接地系统。

2．中性点不接地系统
这种系统在正常工作时供电变压器的中性点，不接地。

对于短距离
低压输电线，它的对地电容较小，发生接地故障时入地电流较小，
对通讯线的干扰也较小，瞬时性接地故障往
往能自动消除；对于长距离高压输电线，由于线路对地电容较大，
单相接地电容电流较大时(6kv系统达30a，35kv系统大于10a)，接地处容易发生间歇性电弧，在电网中引起高频振荡产生过电压，使
电网对地绝缘较低处发生接地短路故障，因而对接地电流值有一定
的限制规定。

中性点绝缘系统的缺点是：当发生单相接地时，
无故障两相的对地电压升为相电压的(即升为线电压)，危及相间绝缘，易造成两相接地短路，当单相接地电容电流较大时，易产生间歇性
电弧接地过电压，而且内部过电压的倍数也较高。

这冲系统的优点是：一相接地时，接地电流小，保护装置不动作，电网还可以继续
运行一段时间，待作好准备后故障线路再停电。

由于3～60kv电网
在供电系统中占的比重很大，如果采用接地系统，则一相接地就会
导致停电，降低了供电的可靠性，故我国3～60kv电网均采用中性
点不接地系统。

3．中性点经消弧线圈接地系统
这种系统主要是利用消弧线圈(电抗器)的感性电流补偿电网对地的电容电流，可减小单相接地时接地点的电流，不产生电弧，避免发生
电弧接地过电压。

完全补偿的条件是3?l?1/?c，为了避免电网参数
改变时产生串联谐振，一般采取过补偿运行。

这种系统的缺点是：
因要根据运行网路的长短决定消弧线圈投入的数量与地点，故系统
运行较复杂，设备投资较大，实现选择性接地保护困难。

1-8 如图
1-3所示，为变压器中性点经消弧线圈l接地的供电系统。

当三相线
路对地分布电容不对称或出现一相断线时，线路参数不再是对称的，因此负载中性点将发生位移，导致0点与0点之间出现电位差。

由
于线路参数的变化使c与l的关系恰好符合公式
?l?1/?c?0时，在电压uoo′的作用下，线路对地回路将发生消弧线
圈与对地分布电容的
串联谐振。

回路一旦出现串联谐振，由于总阻抗几乎为零，故即使uoo′的数值不大，回路中也会流过很大的电流0，0流过消弧线圈l，产生较大的压降，使变压器中性点0对地呈现高电位，极易损坏变
压器的对地绝缘。

ii
图1-3对地回路的串联谐振示意图
第二章负荷计算与功率因数计算
习题
（各题后括号中的“*”，“?”和“+”分别表示解答，提示和不给答案三
种形式） 2-1 目前电力负荷计算有哪几种主要的计算方法?简述其特点及应用范围。

(*) 2-2 企业的年耗电量与年电能损耗在计算上有何
不同?原因是什么?(*)
2-3 在变电所运行过程中，应采取哪些措施来降低线路与变压器的
功率损耗?(*) 2-4 一个变电所的运行方案，应根据哪些条件确定?试
举例分析?(△)
2-5 功率因数过高或过低对用户各有何危害?最佳补偿方案应考虑什
么条件? 2-6 提高功率因数有哪些方法?其中人工补偿有哪几种类型?各有何优缺点?(*)
2-7 试分析采用电容器进行并联补偿和串联补偿的特点及用处，为
什么在并联补偿中10kv及以下线路的补偿电容器组常按三角形接
线?(*)
2-8 什么叫电力设备的经济运行?什么叫无功功率经济当量?怎样确
定两台变压器的经济运行方案?(*)
2-9 某年产90万吨原煤的煤矿，其供电设计所需的基本原始数据如下：
矿年产量： 90万吨；服务年限： 75年；矿井沼气等级：煤与沼气
突出矿井；立井深度：0.36 km ；冻土厚度： 0.35 m ；矿井地面
土质：一般黑土；两回35kv架空电源线路长度：l1＝l2＝6.5km ；
两回35kv电源上级出线断路器过流保护动作时间：t1＝t2＝2.5s ；
本所35kv电源母线上最大运行方式下的系统电抗：xs.min ＝0.12 （sd＝100mva）；本所35kv电源母线上最小运行方式下的系统电抗：xs.max ＝0.22 （sd＝100mva）；井下6kv母线上允许短路
容量：sal＝100mva；
电费收取办法：两部电价制，固定部分按最高负荷收费；
全矿负荷统计分组及有关需用系数、功率因数等如表2－1所示。

表2－1 全矿负荷统计分组表
【篇二：《供电技术_第四版》课后题答案_问答题部分】
力系统的组成及各部分的作用？
各级电压的电力线路将发电厂、变配电所和电力用户联系起来的一
个发电、输电、变电、配电及用电的整体即为电力系统。

电力系统
由以下几部分组成：
（1）发电将一次能源转换成电能的过程即为“发电”。

根据一次能
源的不同，有火力发电、水力发电和核能发电，还有风力、地热、
潮汐和太阳能等发电方式。

（2）变电与配电
变电所的功能是接受电能、转换电压和分配电能。

仅用于接收和分配电能，而没有变压器的场所称为配电所
（3）电力线路电力线路将发电厂、变电所和电能用户连接起来，
完成输送电能和分配电能的任务。

（4）电能用户包括工业、企业在内的所有用户（用电单位），使
用（消耗）电能
1-4 电力系统中性点运行方式有哪几种？各自的特点是什么？
答：电力系统中性点运行方式有中性点有效接地系统（包括中性点
直接接地系统）和中性点非有效接地系统（包括中性点不接地和中
性点经消弧线圈或电阻接地）。

1）中性点不接地系统
特点：发生单相接地故障时，线电压不变，非故障相对地电压升高
到原来相电压的√3倍，故障相电容电流增大到原来的3倍。

2）中性点经消弧线圈接地系统
特点：发生单相接地故障时，与中性点不接地系统一样，非故障相
电压升高√3倍，三相导线之间的线电压仍然平衡。

3）中性点直接接地系统
特点：当发生一相对地绝缘破坏时，即构成单相接地故障，供电中断，可靠性降低。

但由于中性点接地的钳位作用，非故障相对地电
压不变。

电气设备绝缘水平可按相电压考虑。

在380/220v低压供电
系统中，采用中性点直接接地可以减少中性点的电压偏差，同时防
止一相接地时出现超过250v的危险电压。

1-5简述用户供电系统供电质量的主要指标及其对用户的影响
答：
决定用户供电质量的主要指标为电压、频率和可靠性。

影响：①当电压出现偏差时会对用电设备的良好运行产生影响；电
压波动和闪变会使电动机转速脉动、电子仪器工作失常；出现高次
谐波会干扰自动化装置和通信设备的正常工作；产生三相不对称电
压会影响人身和设备安全。

②频率偏差不仅影响用电设备的工作状态、产品的产量和质量，而且影响电力系统的稳定运行。

③根据负
荷等级来保证供电系统的可靠性。

1-6试分析中性点不接地系统发生单相接地后，系统的电压会发生什么变化？此时流经故障点的电流如何确定？
答：中性点不接地系统发生单相接地故障时，线间电压不变，而非
故障相对地电压升高到原来相电压的√3倍，故障相电容电流增大到
原来的3倍。

1-7中性点经消弧线圈接地系统中，消弧线圈对容性电流的补偿方
式有哪几种？一般采用哪一种？为什么？
答：全补偿方式、欠补偿方式、过补偿方式
一般采用过补偿方式，在过补偿方式下，即使系统运行方式改变而
切除部分线路时，也不会发展成为全补偿方式，至使系统发生谐振。

1-8简述用户供电系统的主要特点？
1、电力用户供电系统由用户内部变配电所、供电线路和用电设备等组成，其中变配电所是电力系统的一个终端降压变配电所。

2、电力
用户供电系统的供电电压一般在110kv及以下。

3、大多为国家电网供电，也可建立自备发电站。

1-9如图所示的电力系统，试标出变压器一、二次侧和发电机的额定电压。

解：
⑴发电机额定电压考虑要予以补偿电网的输送压损，故提高5%为
10.5kv。

⑵变压器一次侧（原边）
①t1/t2一次侧与发电机相连：t1/t2 即为电站出口的升压变压器，与发电机相同，相对电网电压升值5%，亦为10.5kv。

②t3一次侧与线路相连：t3 即用户（降压）变压器，与用电设备相同，相对电网电压升降值为0，为110kv。

⑶变压器二次侧（副边）
①t2、t3二次侧（两个绕组）：高压输送，必线路长，要考虑补偿
变压器内部绕组以及线路输送电压损失各5%，故相对电网电压升值
为10%，t2的二次绕组、t3第一/第二个二次绕组电压依次为121、
38.5及11.0kv。

②t1二次绕组：低压输电，必线路短，不计线路压损，仅补偿变压
器内部压损，电压升值为+5%，即电压0.4/0.23kv。

答案表达为百分值及电压值均可，但电压值应与标准额定电压相符。

注意标注的精度应符合工程标准。

如下图1-9所示。

答案填入虚线之中，两种答题方式用“，”隔开，可取其中之一，电压单位为kv。

第二章
2-1.什么是计算负荷？确定计算负荷的目的是什么？
计算负荷是用电设备的等效负荷，对于已运行的电力用户而言，计
算负荷pc就是该用户典型负荷曲线的半小时最大平均负荷p30.计算负荷是用户供电系统结构设计，供电线路截面选择，变压器数量和
容量选择，电气设备额定参数选择等的依据。

2-2.计算负荷与实际负荷有何关系？有何区别？
电力用户的实际负荷并不等于用户中所有用电设备额定功率之和，
用电设备在实际运行中对配电设备所产生的最大热效应与等效负荷
产生的热效应相等，将等效负荷称为计算负荷。

2-3. 什么是负荷曲线？负荷曲线在求计算负荷时有何作用？
电力负荷随时间变化的曲线称为负荷曲线。

求计算负荷的日负荷曲
线时间间隔△t取30min。

通过对负荷曲线的分析，可以掌握负荷变
化的规律，并从中获得一些对电气设计和运行有指导意义的统计参数。

2-5 用户变电所位置选择的原则是什么？
答：1、总降压变电所或总配电所总降压变电所的位置应接近负荷
中心，并适当靠近电源的进线方向，以便使有色金属的消耗量最少
和线路功率及电能损耗最小。

同时，还应考虑变电所周围的环境、
进出线的方便和设备运输的方便。

2、10（6）kv变电所：10（6）kv变电所的位置应该深入到低压负荷的中心，但往往受到生产工艺和建筑的制约。

考虑到运输的方便
及进出线方式，10（6）kv变电所的位置主要有以下几种类型：
（1）独立变电所
（2）附设变电所
（3）箱式变电所
（4）地下变电所
2-6 变压器台数选择应考虑哪些因素？什么是明备用？什么是暗备用？
答：台数选择考虑因素：（1）供电可靠性要求
（2）负荷变化与经济运行
（3）集中负荷容量大小
明备用：一台变压器工作，另一台变压器停止运行作为备用，此时
两台变压器均按最大负荷时变压器负荷率均按100%考虑。

暗备用：两台变压器同时运行，正常情况下每台变压器各承担负荷
的50%，每台变压器宜按全部最大负荷的70%选择。

2-7 变压器容量选择应考虑哪些因素？
答：1、变压器的容量需要满足在计算负荷下，变压器能够长期可靠运行
对单台变压器满足条件： sntsc snt：单台变压器的额定容量；sc：计算负荷对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件： snt1+ snt2= sc snt1、snt2：分别为并列运行的两台变压器的额定容量；
snt1= sc1+ sc2sc1、sc2：分别为负荷sc中一级和二级负荷的容量。

snt2= sc1+ sc2
2、为了适应工厂发展和调整的需要，变压器容量应留有15～25％
裕量。

3、满足变压器经济运行条件
2-8 什么是变电所的电气主接线？对变电所主接线的基本要求是什么？
答：电气主接线表示电能从电源分配给用电设备的主要电路,它包括
电气设备与连接关系.。

基本要求是安全、可靠、灵活、经济
2-9.用户供电系统高压配电网的接线方式有哪几种？请从可靠性、
经济性、灵活性等方面分
2-10.简述高压断路器和高压隔离开关在电力系统中的作用与区别
高压断路器是供电系统中最重要的开关之一，线路正常时，用来通
断负荷电流，线路故障时，在保护装置的作用下用来切断巨大的短
路电流，具有良好的灭弧装置和较强能力。

高压隔离开关没有灭弧
装置，其灭弧能力很小，仅当电气设备停电检修时，用来隔离电源，造成一个明显的断开点，以保证检验人员的安全。

2-11我国10（6）kv配电变压器常用哪两种联结组？在3次谐波比
较突出的场合，宜采用哪种联结组？
答：常用yyn0和dyn11联结组。

在3次谐波比较突出的场合，宜采用dyn11联结组。

（零序过电流
保护灵敏度高和抑制零序谐波）
2-12 电流互感器和电压互感器各有哪些功能？电流互感器工作时二
次侧为什么不能开路？答：电流互感器：将主回路中的大电流变换
为小电流信号，供计量和继电保护用。

电压互感器：将高电压变换
为低电压，供计量和继电保护用。

使用中二次侧不允许开路，以避免产生高压对操作者造成伤害。

2-14 在供电系统中提高功率因数的措施有哪些？
1、提高用户自然功率因数
2、无功补偿：1）就地补偿 2）集中补偿：分组集中补偿，高压集
中补偿，低压集中补偿。

2-15 在供电系统中，无功功率补偿的方式
有哪几种？各种补偿方式有何特点？
无功补偿方式分为就地补偿和集中补偿。

就地补偿可以最大限度减少系统中流过的无功功率，使整个供电线
路的功率及能量损耗、送电线路的导线截面、开关设备和变压器容
量都相应减少或降低，单从补偿效果来看，这是最好的补偿方式。

集中补偿和就地补偿相比，所需的电容器总容量较少，即电容器的
利用率较高，但其补偿效果稍差。

第三章
3-1,什么是大容量电源供电系统？该系统发生短路时其电流该如何
变化？
系统发生短路时，短路电流的全电流瞬时值由周期分量和非周期分
量合成，经过0.01s短路电流的幅值达到冲击电流值，非周期分量
衰减至零，暂态过程结束，短路进入稳态，稳态电流只含短路周期
分量。

3-2，说明短路全电流、短路电流的周期分量、短路电流的非周期分量、短路冲击电流、短路稳态电流、短路容量的物理含义。