供配电技术习题答案

供配电技术习题答案莫岳平 翁双安2012版1---7、电力负荷分级的依据是什么？各级电力负荷对供电电源有什么要求?用电负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上造成的影响程度分级。

一级负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以及特别重要的负荷。

双电源供电，必要时增设应急电源。

二级负荷：是断供电，在政治、经济上造成较大损失者。

双电源供电，当负荷较小时可以专线供电。

三级负荷：不属于一、二级的负荷。

对供电电源无特殊要求。

1-11试确定图1-17所示电力系统中各变压器的一次、二次绕组的额定电压。

kV U kV U T NT NT 121,5.10:.2.11==；kV U kV U T NT NT 4.038.01.1,5.10:.2.12≈⨯== kVU kV U T NT NT 5.101005.1,110:.2.13=⨯==；kV U kV U T NT NT 4.038.01.1,10:.2.14≈⨯==2--1用电设备按工作制分哪几类？各有何工作特点？用电设备按工作制分三类：（1）连续工作制，（2）断续周期工作制，（3） 短时工作制连续工作制：是指设备在无规定期限的长时间内恒载的工作制，在恒定负载连续运行到达热稳定状态。

此类设备有通风机、水泵、电动扶梯、照明等。

断续周期工作制：是指设备按一系列相同的工作周期运行，每一周期由一段恒定负载运行时间和一段停机并断电时间组成，但在每一周期内运行的时间较段，不足以使电机到达热稳定状态，且每一周期的起动电流对温升无明显影响。

断续周期工作制的设备用负荷持续率来表征其工作特征。

%100%1000⨯+=⨯=t t t T t εT----工作周期t----工作周期内的工作时间t0----工作周期内的停歇时间（3）短时工作制 ：是指设备在恒定负载下按制定的时间运行，在未到达热稳定前就停机，其停机时间足以让电机温度下降到环境温度。

2--5什么叫尖峰电流?尖峰电流与计算电流同为最大负荷电流，各在性质和用途上有那些区别？尖峰电流 是指持续时间1-2S 的短时最大负荷电流（电动机起动时出现）。

尖峰电流主要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。

计算电流是计算负荷在额定电压下的正常工作电流。

它是选择导体、电器、计算电压偏差、功率损耗等的依据。

2—10现有9台单相电烤箱，其中4台1kW 、3台1.5kW 、2台2kW 。

试合理分配上述各电烤箱在220/380V 的线路上，并计算其等效三相计算符合C P 、C Q 、C S 和C I 。

此线路上设备总功率：kW P P sb js 5.12225.1314=⨯+⨯+⨯==∑查副表1：0tan ,00.1,6.0~4.0===ϕϕCos K d取0tan ,00.1,5.0===ϕϕCos K dkW P K P js d C 25.65.125.0=⨯==var 0tan k P Q c C ==ϕkVA Cos P S C C 25.6125.6===ϕA U S I N CC 40.16220325.63=⨯==3---7电弧对电器的安全运行有哪些影响？电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。

电弧是高温高导电率的游离气体，它不仅对触头有很大的破坏作用，而且使断开电路的时间延长。

电弧的存在可引起高温,短路等伤害电器设施。

3---13电流互感器和电压互感器具有何功能？各有何结构特点？电流互感器的功能：1)把大电流变换为小电流扩大仪表和继电器的量程。

电流一般变为5A，2)使仪表电器与主电路绝缘，起隔离作用。

3)使仪表和继电器规格统一。

电压互感器的功能：1)把高电压变换为低电压扩大电压表和继电器的使用范围。

电压一般变为100V2)使二次仪表和主电路隔离。

3)使仪表和继电器规格统一，易于实现标准化两者工作原理和变压器原理差一样，都是利用电磁感应放大或缩小电压、电流来实现测量现实中无法直接测量的过大或过小的电压、电流值。

电压互感器是测大电压的。

并联接入被测线路的零线和火线，原线圈砸数很多，为了增大电而副线圈的砸数很少，目的就是为了缩小需直接测量的电压。

测出缩小后的电压之后再根据变压前后的比等于原副线圈砸数之比算出原来电路两端电压。

这样就实现了测量大电压。

反过来可以测量过小的电压。

电流互感器是串联接入电路，原线圈砸数很少，为了减少电而副线圈的砸数很多，目的就是为了缩小需直接测量的电流利用电压比等于原副线圈砸数的正比来算的，它和电压互感器原理差不多。

3---20变配电所所址选择应考虑哪些条件？变电所靠近负荷中心有什么好处？变配电所所址选择的确定遵循以下原则：（1）接近负荷中心（2）进出线方便（3）靠近电源侧（4）满足供电半径的要求（5）运输设备方便（6）避免设在有剧烈震动和高温的场所（7）避免设在多尘或有腐蚀性气体的场所（8）避免设在潮湿或易积水场所（9）避免设在有爆炸危险的区域或有火灾危险区域的正上面或正下面变电所应靠近负荷中心和主要用户可方便输电线路进出和铺设，减少工程费用，减小输电线路上的电压损失。

3---24变压器的容量大小，通常情况下是根据所需用电单位供电大小来确定的，随着电压等级的不同，各电压等级产品容量也不一样。

电压等级可从10KV~1000KV不等。

常规容量大小从10KVA开始，随着电压等级的增大，容量也会相应的增加。

例如：10KVA/10KV、500/10、630/10、800/10、2000/35、31500/66、40000/110、100000/220、240000/330、400000/500等等。

由于该建筑物有1，2级负荷为400kVA，所以应才用2台变压器大于400kVA变压器；由于总计算负荷为1200kVA，基于上述2点应采用2台630/10干式变压器。

4---1短路产生的原因和后果有哪些？短路是系统常见的严重故障。

所谓短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之间或相与地之间的短接。

系统发生短路的原因很多，主要有：(1)电气设备、元件的损坏。

如：设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷，正常运行时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路等。

(2)自然的原因。

如：气候恶劣，由于大风、低温导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。

(3)人为事故。

如：工作人员违反操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；违反电业安全工作规程带接地刀闸合闸，造成金屑性短路，人为疏忽接错线造成短路或运行管理不善造成小动物进入带电设备内形成短路事故等等。

短路可能产生后果：(1)短路电流的热效应使设备急剧发热，可能导致设备过热损坏；(2)短路电流产生很大的电动力，可能使设备永久变形或严重损坏；(3)短路时系统电压大幅度下降，严重影响用户的正常工作；(4)短路可能使电力系统的运行失去稳定；(5)不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作。

4---3什么样的系统可以认为是无限大容量电源供配电系统？无限大容量电力系统，指电源系统的容量相对于用户容量大得多，在发生三相短路时电源系统的阻抗远远小于短路回路的总阻抗，以致无论用户负荷如何变化甚至发生短路，系统的母线电压都能基本维持不变。

在实际中，当电力系统电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的10%，或者电力系统容量超过用户（含企业）供配电系统容量的50倍时，就可将电力系统视为“无限大容量电源”4---13某用户供电系统如下图所示。

已知电力系统出口处的短路容量在系统最大运行方式下为SK=200MVA ，试求用户高压配电所高压10kV 母线上k-1点短路时和配电变电所低压380V 母线上k-2点短路时的三相短路电流和两相短路电流，并列出短路计算表。

解：1.求k-1点的三相短路电流和短路容量(1c U =10.5kV)(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗1)电力系统的电抗：Ω=⋅==55.0A 200)5.10(2211MV kV S U X oc c2)电缆线路的电抗：查表13得X0=0.08Ω/kmΩ=⨯Ω==24.03)/(08.002km km l X X3）绘k-1点短路的等效电路，并计算其总电抗为Ω=Ω+Ω=+=-∑79.024.055.021)1(X X X k(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值kAkV X U I k c k 67.779.035.103)1(1)3(1=Ω⨯==-∑-2)三相短路次暂态电流和稳态电流kA I I I k 67.7)3(1)3()3"(===-∞3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 kAkA I i sh 56.1967.755.2"55.2)3()3(=⨯== kA kA I I sh 58.1167.751.1"51.1)3()3(=⨯==4)两相短路电流kA I I k k 64.667.7866.0231)3()2(1=⨯==--2.求k-2点的三相短路电流和短路容量(1c U =380V)(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗1)电力系统的电抗：Ω=⋅==55.0A 200)5.10(2211MV kV S U X oc c2) 电缆线路的电抗：查表13得X0=0.08Ω/km Ω=⨯Ω==24.03)/(08.002km km l X X3)电力变压器的电抗：Ω=⨯⋅⨯⋅==625.510800*********.4100%36NT d k d S S U X4）绘k-2点短路的等效电路，并计算其总电抗为Ω=Ω+Ω+Ω=++=-∑415.6625.524.055.0321)2(X X X X k(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值AkV X U I k c k 2.34415.6338.03)2(2)3(2=Ω⨯==-∑-2)三相短路次暂态电流和稳态电流 AI I I k 2.34)3(2)3()3"(===-∞ 3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 AA I i sh 2.872.3555.2"55.2)3()3(=⨯== A A I I sh 1.532.3551.1"51.1)3()3(=⨯==4) 两相短路电流A I I k k 48.302.35866.0231)3()2(1=⨯==--5---1继电保护装置有哪些任务和基本要求？继电保护装置,就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运动状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

基本任务是:①自动地、迅速地、有选择性地将故障元件从供电系统切除，迅速恢复非故障部分的正常供电。