供配电第二版思考题与习题解答提示讲解

解答提示：参见本章第三节二、中性点谐振接地系统。根据公式（1-5），消弧线圈的补偿容量为 。再考虑变电站用电100kVA，则需要装设的专用接地变压器容量取为315kVA。
1-17某城市110/20kV变电站20kV系统全部由电缆线路构成，中性点采用低电阻接地方式，接地电阻为20欧。试计算该20kV电网的单相接地电流和接地电阻器消耗的功率是多少？
解答提示：参见本章第二节一、标准电压。T1——10.5kV/121kV，T2——10.5kV/0.4kV，T3——110kV/10.5kV，T4——10kV/0.4kV。
1-14试确定图1-13所示大型用户供配电系统中总降压变压器和配电变压器一、二次侧的额定电压。
解答提示：总降压变压器——35～110kV/6.3～10.5kV，配电变压器——6～10kV/0.4kV。
思考题与习题解答提示
1-1火力发电站、水电站及核电站的电力生产和能量转换过程有何异同？
解答提示：参见本章第一节一、电力系统的构成。
1-2电力系统由哪几部分组成？各部分有何作用？电力系统的运行有哪些特点与要求？
解答提示：参见本章第一节一、电力系统的构成；二、电力系统运行的特点与要求。
1-3简述确定用户供配电系统电压等级的原则。为什么说在负荷密度较高的地区，20kV电压等级的技术经济指标比10kV电压等级高？
用电设备
名称
配电相数
设备功率
Kd
计算负荷
1
每户
1
8
1
0.9
0.48
8.0
3.9
8.9
40.5
2
每单元
3
96
0.95
0.9
0.48
91.2
44.2
101.3
154.0
3
整栋楼
3
384
0.55
0.9
0.48
211.2
102.3
234.7
356.7
2-15某用户拟建一座10/0.38kV变电所，装设一台变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为750kW，无功计算负荷为720kvar。为了使变电所高压侧功率因数不低于0.9，如果在低压侧装设并联电容器补偿时，需装设多少补偿容量？并选择电容器组数及每组容量。无功补偿前与无功补偿后变电所高压侧的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic各为多少？
解答提示：参见本章第一节二、用电设备工作制及设备功率的计算。
2-3什么是计算负荷？确定计算负荷的有关系数有哪些？
解答提示：参见本章第一节一、计算负荷概念和四、确定计算负荷的系数。
2-4试比较需要系数法、利用系数法和单位指标法的算法基础、特点、步骤、精度及适用场合。
解答提示：参见本章第二节。需要系数法精度一般、用电设备台数少时误差较大；利用系数法精度高；单位指标法靠定性分析难以提高计算精度。
解答提示：参见本章第三节一、中性点不接地系统。根据公式（1-2），线路的接地电容电流约为 ，整个系统的接地电容电流值约为
，大于10A。依据GB/ T50064－2014规定，应采用中性点谐振接地方式。
1-16当上题110/10kV变电站10kV系统采用谐振接地方式时，试确定消弧线圈容量。若再考虑变电站用电100kVA，则需要装设的连接消弧线圈的专用接地变压器（兼作站用变压器）的容量是多少？
需要专门技术，
不够可靠
简单可靠
简单可靠
需要专门技术，通常只作用于信号
⑥接地故障时的供电中断情况
在能够自然熄弧时，
不需跳闸
立即跳闸
立即跳闸
自然熄弧，但永久故障仍需跳闸
1-5什么是低压配电TN系统、TT系统和IT系统？各有什么特点？各适用于什么场合？
解答提示：参见本章第三节五、低压配电系统导体的配置与系统接地。
1-11什么是分布式电源？与一般中小型燃煤电厂有何区别？
解答提示：参见本章第五节。
1-12简述光伏电源系统的关键技术及其在我国的应用情况。
解答提示：参见本章第五节二、太阳能光伏电源系统的应用。上网了解光伏电源系统在我国的应用情况。
1-13试确定图1-17所示电力系统中各变压器一、二次绕组的额定电压。
第二组用电设备计算负荷较大，是因为台数少而各台设备功率相差悬殊所导致。
2-13现有9台单相电烤箱，其中1kW×4台，1.5kW×3台，2kW×2台。试合理分配上述各电烤箱于220/380V的线路上，并计算其等效三相计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
解答提示：单相设备接在三相线路中，应尽可能地均衡分配，使三相负荷尽可能地平衡。最大负荷相所接的单相设备功率为4.5kW，根据公式（2-26），其等效三相设备功率为13.5kW。查附录表1得 ， ， ，因此，根据公式（2-12）～公式（2-15），Pc=9.45kW、Qc=1.89kvar、Sc=9.64kVA、Ic=14.65A。
2-8某设备机房共有11台380V的水泵，其中2台7.5kW、3台5kW、6台15kW，试求该水泵设备组的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
解答提示：参见例题2-1，采用需要系数法。查附录表1，取Kd＝0.75、cos ＝0.8、tan ＝0.75。计算可得Pe＝120kW，Pc=90 kW，Qc＝67.5kvar，Sc＝112.5kVA，Ic＝170.93kVA。
解答提示：参见本章第二节二、电力系统各级标称电压的适用范围。与传统的10kV配电网相比，20kV配电网电压供电容量提高1倍，线路电压损失则下降50%；而输送同等功率时，线路能耗下降75%，线路电压损失下降75%。在负荷密度高的地区，由于20kV供电半径增大，可减少110kV变电站数量，而设备及线路绝缘成本增加不多，总体建设投资减少。
0.5
1.73
16
27.7
－
－
2
通风机
5
7.5
0.8
0.8
0.5
6
4.5
－
－
3
电阻炉
5
8
0.7
0.98
0.20
2.6
1.1
－
－
小计
－
－
－
－
－
24.6
33.3
－
－
合计取 ；
26.2
32.3
41.6
63.2
2-10有一生产车间，拥有大批生产的金属冷加工机床电动机52台，共200kW；桥式起重机4台，共20.4kW（ε＝15%）；通风机10台，共15kW；点焊机12台，共42.0kW（ε＝65%）。车间采用220/380V三相四线制供电。试用需要系数法确定该车间的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
12
42（65%）
33.86（100%）
0.35
0.60
1.33
11.9
15.8
－
－
小计
－
－
－
－
－
58.2
84.3
－
－
合计取 ；
53.6
80.1
96.4
146.5
2-11某公寓楼200户，每户设备功率按6kW计，另有公共照明20kW，会所中央空调40kW×3套（通常用2套，最热月可能用3套），生活水泵20kW×3台（其中1台备用），电梯10kW×2套。试用需要系数法确定该公寓楼的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
1-6如何区别TN-S和TN-C-S系统？为什么当电源采用TN系统时，从建筑物总配电箱起供电给本建筑物内的配电线路应采用TN-S系统？
解答提示：参见本章第三节图1-10。当电源采用TN系统时，建筑物内必须采用TN-S系统，这是由于正常的负荷电流只应沿中性导体N流回，不应使有的负荷电流沿PE导体或与PE导体有连接的导体流回，否则，这些电流会干扰正常运行的用电设备。
2-14某6层住宅楼有4个单元，每单元有12户，每户设备功率按8kW计。每户采用单相配电，每单元采用三相配电。试用需要系数法计算各户、各单元及整栋楼的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
解答提示：由于负荷性质单一，均可根据公式（2-12）～公式（2-15）计算，查附录表4得 值， 。计算结果见下表：
序号
解答提示：参见例题2-2，计算结果见下表：
序号
用电设备
名称
台数
设备功率
Kd
计算负荷
1
冷加工机床电动机
52
200
0.16
0.5
1.73
32.0
55.4
－
－
2
桥式起重机
4
20.4（15%）
15.8（25%）
0.15
0.5
1.73
2.4
4.1
－
－
3
通风机
10
15
0.8
0.8
0.75
12.0
9.0
－
－
4
点焊机
1-15某110/10kV变电站10kV系统中性点不接地，现进行10kV电网改造，规划建设钢筋混凝土杆塔的架空线路（无避雷线）总长度约20km、电缆线路总长度约20km，试估算该系统在线路发生单相接地故障时的接地电容电流，并判断其中性点是否需要改为谐振接地方式。设变电站10kV电气装置增加的接地电容电流值约为线路计算值的16%。
①接地电流
小（对地电容电流）
最大（接近三相短路电流）
中等（100A~1000A）
最小（残流）
②非故障相电压
大，＝Un（线电压）
最小，<80%Un
＝80%~100％Un
大，＝Un
③设备绝缘要求
最高，全绝缘
最低，可采用分级绝缘
比不接地系统低
高，全绝缘
④向异相接地故障发展的可能性
最大
最小
小
中
⑤接地故障的继电保护
0.8
0.8
0.75
32.0
24.0