建筑电气第二章练习题(含答案)

复习思考题1.什么叫电力系统和电力网？2.我国电网电压等级分几级？3.电力负荷分几级？各级负荷对供电电源有何要求？4.变配电所选址原则是什么？5.什么是变配电所主结线？单母线接线有哪几种形式？它们各有何特点？6.变电所建设的注意事项有哪些？7.什么叫负荷曲线？为什么规定取30min平均最大负荷为计算负荷？8.高压断路器有哪些作用？常用的10kV高压断路器有哪几种？各有何特点？9.高压隔离开关的作用是什么？为什么不能带负荷操作？10.高压负荷开关有哪些功能？能否实现短路保护？11.互感器的作用是什么？有哪两大类？使用时有哪些注意事项？12.常用的高压、低压开关柜主要有哪些？13.低压配电系统的配电形式有哪些？14.电能表工作原理是什么？15.低压刀开关有哪些种类？低压空气断路器有哪些组成部分？16.交流接触器的动作原理是什么？17.低压熔断器的种类及其特点有哪些？18.低压配电线路的结构及其特点是什么？19.导线选择的方法和要求有哪些？20.某大楼采用三相四线制供电，楼内的单相用电设备有:加热器5台各2kW，干燥器4台各3kW，照明用电2kW。

试将各类单相用电设备合理地分配在三相四制线路上，并确定大楼的计算负荷。

21.某工地采用三相四线制380/220V供电，有一临时支路上需带30kW的电动机2台，8kW的电动机15台，电动机的平均效率为83%，平均功率因数为0.8，需要系数为0.62，总配电盘至该临时用电的配电盘的距离为250m，若允许电压损失为7%，试问应选用多大截面的铜芯塑料绝缘导线供电？22.有一条三相四线制380/220V低压线路，其长度为200米，计算负荷为100kW，功率因数为0.9，线路采用铜芯塑料绝缘导线穿钢管暗敷。

已知敷设地点的环境温度为30ºC，试按发热条件选择所需导线截面。

复习思考题参考答案1.什么叫电力系统和电力网？由发电厂、电力网和电力用户组成的统一整体称为电力系统。

电力系统能够提高供电的安全性、可靠性、连续性、运行的经济性，并提高设备的利用率，减少整个地区的总备用容量。

电力网是电力系统的有机组成部分，它包括变电所、配电所及各种电压等级的电力线路。

它能够实现电能的经济输送和满足用电设备对供电质量的要求。

2.我国电网电压等级分几级？目前，根据我国国民经济发展的需要，从技术经济的合理性及考虑电机电器制造工业的工艺水平等因素，国家颁布制定了我国电力网的电压等级，主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10级。

3.电力负荷分几级？各级负荷对供电电源有何要求？在电力系统中根据电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，电力负荷分为三级。

各级负荷对供电电源的要求如下：一级负荷：应由两个独立电源供电，一用一备，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。

一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。

为保证对特别重要负荷的供电，禁止将其他负荷接入应急供电系统。

二级负荷：要求采用两个电源供电，一用一备，两个电源应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断供电后能迅速恢复）。

在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一路6KV及以上的专用架空线供电。

三级负荷：三级负荷对供电电源无要求，一般为一路电源供电即可，但在可能的情况下，也应提高其供电的可靠性。

4.变配电所选址原则是什么？一般来讲，变（配）电所位置选择应考虑下列条件来综合确定：（1）接近负荷中心，这样可降低电能损耗，节约输电线用量。

（2）进出线方便。

（3）接近电源侧。

（4）设备吊装、运输方便。

（5）不应设在有剧烈振动的场所。

（6）不宜设在多尘、水雾（如大型冷却塔）或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污染源的下风侧。

（7）不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。

（8）变（配）电所为独立建筑物时，不宜设在地势低洼和可能积水的场所。

（9）高层建筑地下层变（配）电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所。

（10）变（配）电所位于高层（或其他地下建筑）的地下室时，不宜设在最底层。

当地下仅有一层时，应采取适当抬高该所地面等防水措施。

并应避免洪水或积水从其他渠道淹渍变（配）电所的可能性。

5.什么是变配电所主结线？单母线接线有哪几种形式？它们各有何特点？变（配）电所的主结线（一次接线）是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。

单母线接线可分为单母线不分段及单母线分段接线两种形式。

单母线不分段：这种接线的优点是线路简单，使用设备少，造价低；缺点是供电的可靠性和灵活性差，母线故障检修时将造成所有用户停电。

因此，它适应于容量较小、对供电可靠性要求不高的场合。

单母线分段：这种接线的优点是供电可靠性较高，灵活性增强，可以分段检修。

缺点是线路相对复杂，当母线故障时，该段母线的用户停电。

采用断路器连接分段的单母线，可适用于一、二级负荷。

6.变电所建设的注意事项有哪些？10kV变电所一般由高压配电室、变压器室和低压配电室三部分组成。

（1）高压配电室：高压配电室的面积取决于高压开关的数量和柜的尺寸。

高压柜前留有巡检操作通道，应大于1.8m。

柜后及两端应留有检修通道，应大于1m。

高压配电室的高度应大于2.5m。

高压配电室的门应大于设备的宽度，应向外开。

（2）变压器室：当采用油浸变压器时，为使变压器与高、低压开关柜等设备隔离应单独设置变压器室。

变压器室要求通风良好，进出风口面积应达到0.5～0.6m2。

对于设在地下室内的变电所，可采用机械通风。

变压器室的面积取决于变压器台数、体积，还要考虑周围的维护通道。

10kV以下的高压裸导线距地高度大于2.5m。

而低压裸导线要求距地高度大于2.2m。

（3）低压配电室：低压配电室应靠近变压器室，低压裸导线（铜母排）架空穿墙引入。

低压配电室的面积取决于低压开关柜数量，柜前应留有巡检通道（大于1.8m），柜后维修通道（大于0.8m）。

低压开关柜有单列布置和双列布置（柜数量较多时采用）等。

（4）其他条件：变电所应保持室内干燥、严防雨水进入。

变电所应考虑通风良好，使电气设备正常工作。

变电所的高度应大于4m，应设置便于大型设备进出的大门和人员出入的门，且所有的门应向外开。

变电所的容量较大时，应单设值班室、设备维修室、设备库房等。

7.什么叫负荷曲线？为什么规定取30min平均最大负荷为计算负荷？表示电力负荷随时间变化情况的图形称为负荷曲线。

因为一般中小截面导线的发热时间常数（T）一般在10min以上，实验证明，达到稳定温升的时间约为3T=3×10=30min，故只有持续时间在30min以上的负荷值，才有可能构成导体的最高温升，所以取30min平均最大负荷为计算负荷，。

8.高压断路器有哪些作用？常用的10kV高压断路器有哪几种？各有何特点？高压断路器的作用是接通和切断高压负荷电流，并在严重的过载和短路时自动跳闸，切断过载电流和短路电流。

按高压断路器采用的灭弧介质不同，分为油断器、气体断路器（如SF6）和真空断路器等。

9.高压隔离开关的作用是什么？为什么不能带负荷操作？高压隔离开关的作用主要是隔断高压电源，并造成明显的断开点，以保证其他电气设备安全进行检修。

因为高压隔离开关没有专门的灭弧装置，所以不允许带负荷分闸和合闸。

10.高压负荷开关有哪些功能？能否实现短路保护？高压负荷开关的作用是专门用在高压装置中通断负荷电流，如装有热脱扣器时，也可在过负荷情况下自动跳闸切断过负荷电流。

高压负荷开关只具有简单的灭弧装置，只能通过一定的负荷电流和过负荷电流，它的断流能力不大，所以不能用它来切断短路电流。

它必须和高压熔断器串联使用，短路电流靠熔断器切断。

11.互感器的作用是什么？有哪两大类？使用时有哪些注意事项？互感器是电工测量和自动保护装置使用的特殊变压器。

使用互感器的目的一是把测量回路和高压电网隔离，以利于确保工作人员的安全；二是扩大测量仪表的量程，可以使用小量程电流表测量大电流，用低量程电压表测量高电压，或者为高压电路的控制及保护装置提供所需的低电压或小电流。

互感器按用途可分为电压互感器和电流互感器两类。

电压互感器在使用中要注意以下几点：①一次、二次侧必须加熔断器保护，二次侧不能短路，防止发生短路烧毁互感器或影响一次电路正常运行；②电压互感器二次侧有一端必须接地，防止一次、二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的安全；③二次侧并接的电压线圈不能太多，避免超过电压互感器的额定容量，引起互感器绕组发热，并降低互感器的准确度。

电流互感器在使用中要注意以下几点：①电流互感器在工作时其二次不得开路，二次侧不允许串接熔断器和开关；②电流互感器二次侧有一端必须接地，防止一次、二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的安全。

12.常用的高压、低压开关柜主要有哪些？常用的10kＶ高压开关柜有：GG-1AFII机械闭锁防误型开关柜,JYN-10金属间隔手车柜，XGN2-10箱式开关柜，KYN1-10金属铠装式手车柜，VU1型金属铠装开关柜（东芝技术），ZS1型金属铠装开关柜（ABB），VC型金属铠装开关柜（东芝技术），HXGN6-10型环网柜等。

常用的低压开关柜（屏）有：固定式的有PGL型、GGD型、GBD型，抽屉组合式的有GCL型、GCK型、DOMINO型、GDL型、GCS型、MNS型等。

13.低压配电系统的配电形式有哪些？低压配电方式有放射式、树干式、链式三种形式。

14.电能表工作原理是什么？目前应用较多的是感应式电能表，它是利用固定的交流磁场与由该磁场在可动部分的导体中所感应的电流之间的作用力而工作的。

当电能表接入电路时，电压线圈的两端加上电源电压，电流线圈通过负载电流，此时电压线圈和电流线圈产生的主磁通穿过铝盘，在铝盘上便有三个磁通的作用（一个电压主磁通，两个大小相等、方向相反的电流主磁通），在铝盘上共产生三个涡流，这三个涡流与三个主磁通相互作用产生转矩，驱动铝盘开始旋转，并带动计数器计算电量。

15.低压刀开关有哪些种类？低压空气断路器有哪些组成部分？低压刀开关是一种简单的手动操作电器，用于非频繁接通和切断容量不大的低压供电线路，并兼作电源隔离开关。

按工作原理和结构，刀开关可分为低压刀开关、胶盖闸刀开关、刀形转换开关、铁壳开关、熔断式刀开关、组合开关等。

低压断路器：又称低压空气开关，或自动空气开关。

断路器主要由触头系统、灭弧系统、脱扣器和操作机构等部分组成。

它的操作机构比较复杂，主触头的通断可以手动，也可以电动。

16.交流接触器的动作原理是什么？交流接触器的工作原理是利用电磁吸力来使触头动作的开关，它可以用于需要频繁通断操作的场合。