供电技术第四版课后习题答案

供电技术第四版课后习题答案

1-1试述电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。

2--2在供电系统设计中，考虑上述因素后就需

（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。

2-14 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。

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？

答：无限大容量电源是指内阻抗为零的电源，不论输出的电流如何变动，电源内部均不产生压降，电源母线上的输出电压维持不变。

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。

3-4 什麽叫短路电流的力效应？为什麽要用短路冲击电流来计算？

答：（1）短路电流的力效应：三相载流导体水平敷设在同一平面上，三相短路电流流过各相导体时，根据两平行导体间同相电流力相吸，异相电流力相斥的原理，中间相受力最大。

（2）根据可知短路时情况最糟，影响最大，所以用短路冲击电流来计算；

3-5 什麽叫短路电流的热效应？为什麽要用短路稳态电流来计算？

答：（1）在线路发生短路时，强大的短路电流将产生很大的热量。工程上，可近似地认为导体在短路时间内是与周围介质绝热的。短路电流产生的热量不向外扩散，全部转化为载流导体的温升；

（2）由于短路全电流的有效值在整个短路过程中非常数，特别是发电机端短路，变化比较复杂，为了便于计算，工程上以短路稳态分量有效值代替短路全电流的有效值；

4—1 什么是继电保护装置？供电系统对继电保护有哪些要求？

答：继电保护装置是一种能反映供电系统中电气元件（电力线路、变压器、母线、用电设备等）发生故障或处于不正常运行状态、并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置。

继电保护装置由测量比较、逻辑判断、执行输出三部分组成。继电保护一般应满足可靠性、灵敏性、选择性和速动性4个基本要求。

4-10 试说明变压器可能发生哪些故障和不正常工作状态，应装设哪些保护？

答：变压器的故障分为内部故障和外部故障。

内部故障主要有：绕组的相间短路、匝间短路和单相接地。

外部故障有：套管及其引出线的相间短路、单相接地故障。

变压器的不正常工作状态有：外部短路或过负荷引起的过电流，风扇故障或油面降低引起的冷却能力下降等。这些都会使绕组和铁心过热。此外，对中性点不接地运行的星形接线变压器，外部接地短路是有可能造成变压器中性点过电压，威胁变压器绝缘。

对于电力变压器的常见故障及异常运行状态，一般应装设下列保护：

差动保护或电流速断保护(2) 瓦斯保护 (3) 过电流保护(4) 过负荷保护(5) 温度保护

4-13决定熔体熔断时间和通过其电流的关系曲线t=f(I)称为熔断器熔体的安秒特性曲线

其熔体电流的选用可按以下条件：

(1)I FE>= Ic 线路正常运行时的计算电流Ic

(2)I FE>=Ipk 应躲过由于电动机起动所引起的尖峰电流Ipk ，以使线路出现正常的尖峰电流而不致熔断

(3)可靠地保护导线和电缆,,允许电流Ial 相配合

5-3为保证人体触及意外带电的电气设备时的人身安全，而将电气设备的金属外壳进行接地即为保护接地（又称安全接地）。

在用户供电系统中，保护接地的型式有IT系统、TT系统和TN系统（包括TN-C、TN-S、TN-C-S 系统）共五种。

5-5

电气设备从接地外壳、接地极到20m以外零电位之间的电位差，称为接地时的对地电压.用uE表