工廠供電_劉介才_第五版課后習(xí)題答案[教學(xué)內(nèi)容]

1、第一章1、工廠供電對工業(yè)生產(chǎn)有何重要作用?對工廠供電工作有哪些基本要求? 重要作用:現(xiàn)代社會是建立在電能應(yīng)用的基礎(chǔ)之上的，電能在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小(除電化等工業(yè)外)，其重要性是在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以增加產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度。如果工廠供電突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。例如某些對供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時間的停電，也會引起重大設(shè)備損壞，或引起大量產(chǎn)品報廢，甚至可能發(fā)生重大的人身事故，給國家和人民帶來經(jīng)濟上甚至政治上的重大損失。 基本要求：1、安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、可靠：

2、應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求。3、優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、經(jīng)濟：供電系統(tǒng)的投資少，運行費用低，并盡可能地減少有色金屬消耗量。2、工廠供電系統(tǒng)包括哪些范圍?變電所和配電所的任務(wù)有什么不同?什么情況下可采用高壓深入負(fù)荷中心的直配方式? 工廠供電系統(tǒng)是指從電源線路進(jìn)廠起到高低壓用電設(shè)備進(jìn)線端止的電路系統(tǒng),包括工廠內(nèi)的變配電所和所有的高低壓供電線路。 配電所的任務(wù)是接受電能和分配電能，不改變電壓；而變電所的任務(wù)是接受電能、變換電壓和分配電能。 高壓深入負(fù)荷中心的直配方式，可以省去一級中間變壓，簡化了供電系統(tǒng)接線，節(jié)約投資和有色金屬，降低了電能損耗和電壓損耗，提高

3、了供電質(zhì)量。然而這要根據(jù)廠區(qū)的環(huán)境條件是否滿足35kV架空線路深入負(fù)荷中心的“安全走廊”要求而定，否則不宜采用。3、什么叫電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)和動力系統(tǒng)?建立大型電力系統(tǒng)有哪些好處?電力系統(tǒng)：由各級電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，稱為電力系統(tǒng)。電網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所，稱為電力網(wǎng)或電網(wǎng)。動力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動力部分及其熱能系統(tǒng)和熱能用戶，就稱為動力系統(tǒng)。建立大型電力系統(tǒng)或聯(lián)合電網(wǎng)，可以更經(jīng)濟合理地利用動力資源，減少燃料運輸費用，減少電能消耗，降低發(fā)電成本，保證供電質(zhì)量（即電壓和頻率合乎規(guī)范要求），并大

4、大提高供電可靠性。4、我國規(guī)定的“工頻”是多少?對其頻率偏差有何要求? 工頻：一般交流電力設(shè)備的額定頻率為50HZ。 規(guī)定：頻率偏差正負(fù)0.2Hz 電壓偏差正負(fù)5%電壓偏差是指電氣設(shè)備的端電壓與其額定電壓之差，通常以其對額定電壓的百分 值來表示。5、三相交流電力系統(tǒng)的電源中性點有哪些運行方式?中性點非直接接地系統(tǒng)與中性點直接接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時各有什么特點? 中性點運行方式：中性點不接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)、中性點直接接地系統(tǒng)。 中性點非直接接地系統(tǒng)單相接地時，另兩相對地電壓升高為原來的根號3倍。單相接地電容電流為正常運行時相線對地電容電流的3倍。中性點經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)單相接地時，

5、另兩相對地電壓升高為原來的根號3倍，減小了接地電流。在單相接地電容電流大于一定值的電力系統(tǒng)中，電源中性點必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。 中性點直接接地系統(tǒng)單相接地時，另兩相對地電壓不變，變成單相接地短路。6、低壓配電系統(tǒng)中的中性線(N線)、保護線(PE線)和保護中性線(PEN線)各有哪些功能? TNC系統(tǒng)、TNS系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)各有哪些特點，各適于哪些場合應(yīng)用?中性線(N線)的功能：一是用來接用額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設(shè)備；二電是用來傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流；三是減小負(fù)荷中性點的電位偏移。保護線(PE線)的功能：它是用來保障人身安全、防止發(fā)生觸電

6、事故用的接地線。系統(tǒng)中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分(指正常不帶電壓但故障情況下可能帶電壓的易被觸及的導(dǎo)電部分，例如設(shè)備的金屬外殼、金屬構(gòu)架等)通過保護線接地。 保護中性線(PEN線)的功能：它兼有中性線(N線)和保護線(PE線)的功能。這種保護中性線在我國通稱為“零線”，俗稱“地線”。 TNC系統(tǒng)：其中的N線與PE線全部合為一根PEN線。PEN線中可有電流通過，因此對某接PEN線的設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。主要于我國低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普普遍，但不適于對安全和抗電磁干擾要求高的場所。 TNS系統(tǒng)：其中的N線與PE線全部分開，設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接PE線。主要用于對安全較高（如潮濕易觸電的浴室和居民住宅

7、等）的場所對抗電磁干擾要求高的數(shù)據(jù)處理和精密檢測等實驗場所。 TN-C-S系統(tǒng)：該系統(tǒng)的前一部分全部為TN-C系統(tǒng)，而后邊有一部分為TN-C系統(tǒng)，有一部分則為TN-S系統(tǒng)，其中設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接PEN線或PE線。主要用于安全要求和對抗電磁干擾要求高的場所。 TT系統(tǒng)：中性點直接接地，設(shè)備外殼單獨接地。 IT系統(tǒng)：中性點不接地，設(shè)備外殼單獨接地。主要用于對連續(xù)供電要求較高及有易燃易爆危險的場所。 第二章1、電力負(fù)荷按重要程度分哪幾級?各級負(fù)荷對供電電源有什么要求? 一級負(fù)荷：中斷供電將造成人員傷亡或在政治上經(jīng)濟上造成重大損失者，以及特別重要的負(fù)荷。雙電源供電，必要時增設(shè)應(yīng)急電源。 二級負(fù)荷：

8、是斷供電，在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者。雙電源供電，當(dāng)負(fù)荷較小時可以專線供電。 三級負(fù)荷：不屬于一、二級的負(fù)荷。對供電電源無特殊要求。2、工廠用電設(shè)備按其工作制分哪幾類?什么叫負(fù)荷持續(xù)率?它表征哪類設(shè)備的工作特性? 工作制分三類：（1）連續(xù)工作制，（2）斷續(xù)周期工作制，（3） 短時工作制 負(fù)荷持續(xù)率：負(fù)荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的百分比值，負(fù)荷持續(xù)率表征斷續(xù)周期工作制的設(shè)備的工作特性。 3、什么叫最大負(fù)荷利用小時?什么叫年最大負(fù)荷和年平均負(fù)荷?什么叫負(fù)荷系數(shù)? 最大負(fù)荷利用小時：是一個假想時間，在此時間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷Pmax(或P30)持續(xù)運行所消耗的電能,恰好等于該

9、電力負(fù)荷全年實際消耗的電能。 年度最大負(fù)荷：全年中負(fù)荷最大工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時的平均功率又叫半小時最大負(fù)荷P30 年平均負(fù)荷Pav就是電力負(fù)荷在一定時間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時間t內(nèi)消耗的電能Wt除以時間t的值。 負(fù)荷系數(shù)又叫負(fù)荷率，它是用電負(fù)荷的平均負(fù)荷Pv與其最大負(fù)荷Pmax的比值。4、確定計算負(fù)荷的需要系數(shù)法和二項式法各有什么特點?各適用于哪些場合? 計算負(fù)荷的方法 ：需要系數(shù)法 ：確定計算負(fù)荷的基本方法,常用。 二項式法：設(shè)備臺數(shù)少，容量差別懸殊時采用。5、什么叫尖峰電流?尖峰電流的計算有什么用途? 尖峰電流是指持續(xù)時間1-2S的短時最大負(fù)荷電流（電動機起動時出

10、現(xiàn)）。 尖峰電流主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電保護裝置及檢驗電動機自起動條件等。 計算題1、已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有380V的三相電動機7.5kw3臺，4kw8臺，3kw17臺，1.5kw10臺。試用需要系數(shù)法求其計算負(fù)荷。解：此機床組電動機的總?cè)萘繛椴楦戒洷?得 Kd =0.160.2 (取0.2)，有功計算負(fù)荷 無功計算負(fù)荷 視在計算負(fù)荷 計算電流 2、某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW（其中較大容量電動機有7.5kW1臺，4Kw3臺，2.2Kw7臺），通風(fēng)機2臺共3kW，電阻爐1臺2kW。試用需要系數(shù)法確定此線路上的計算負(fù)荷。解：先求各

11、組的計算負(fù)荷（1） 金屬切削機床組查附錄表1，取Kd=0.2， P30（1）=0.250=10kW Q30（1）=101.73=17.3kvar（2） 通風(fēng)機組Kd=0.8， P30（2）=0.83=2.4 kW Q30（2）=2.40.75=1.8 kvar（3） 電阻爐Kd=0.7， P30（3）=0.72=1.4 kW Q30（3）=0因此總的計算負(fù)荷為（取Kp=0.95，Kq=0.97）P30=0.95（10+2.4+1.4）=13.1 kWQ30=0.97（17.3+1.8+0）=18.5 kvar S30= I30=在實際工程設(shè)計說明中，常采用計算表格的形式，如表所示。序用電設(shè)備組

12、名稱臺數(shù)n容量需要系數(shù)costan計算負(fù)荷號Kd1金屬切削機床2050O.20.51.731017.32通風(fēng)機23O.80.80.752.41.83電阻爐120.7101.40235513.819.1車間總計取 Kp=0.95 Kq=0.97 13.118.522.734.53、已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有380V的三相電動機7.5kw3臺，4kw8臺，3kw17臺，1.5kw10臺。試用二項式法來確定機床組的計算負(fù)荷。解：由附錄表1查得。設(shè)備總?cè)萘繛?Pe=120.5kW。x臺最大容量的設(shè)備容量為 Px=P5=7.5kW3+4kW2=30.5kW有功計算負(fù)荷為P30=0.14120.

13、5Kw+0.430.5Kw=29.1Kw無功計算負(fù)荷為Q30=29.1Kw1.73=50.3kvar視在計算負(fù)荷為 計算電流為4、某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW（其中較大容量電動機有7.5kW1臺，4Kw3臺，2.2Kw7臺），通風(fēng)機2臺共3kW，電阻爐1臺2kW。試用二項式法來確定機修車間380V線路的計算負(fù)荷。解：先求各組的和（1） 金屬切削機床組由附錄表1查得b=0.14，c=0.4，x=5，=0.5，=1.73，=0.1450kw=7kW=0.4（7.5kw1+4kw3+2.2kw1）=8.68kw（2） 通風(fēng)機組查附錄表1得b=0.65，c=0.25

14、，x=5，=0.8，=0.75，=0.653kw=1.95kw=0.253kw=0.75kw（3） 電阻爐查附錄表1得b=0.7，c=0，x=0，=1，=0，故=0.72kw=1.4kw=0以上各組設(shè)備中，附加負(fù)荷以為最大，因此總計算負(fù)荷為P30=（7+1.95+1.4）+8.68 =19kw Q30= （717.3+1.950.75+0 ）+8.681.73 =28.6kvarS30= I30=從計算結(jié)果可以看出，按二項式法計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果大得比較多，這也更為合理。按一般工程設(shè)計說明書要求，以上計算可列成下表所示電力負(fù)荷計算表。序用電設(shè)備組名稱設(shè)備臺數(shù)容量二項式系數(shù)tan計

15、算負(fù)荷號總臺數(shù)最大容量臺數(shù)bc l切削機床2055021.7O140.40.51.737+8.6812.1+15.02通風(fēng)機25330.65O250.8O.751.95+0.751.46+0.563電阻爐1O2O0.70101.40總計23551928.634.352.15、如圖所示220/380V三相四線制線路上，接有220V單相電熱干燥箱4臺，其中2臺10kW接于A相，1臺30kW接于B相，1臺20kW接于C相。另有380V單相對地焊機4臺，其中2臺14kW（=100%）接于AB相間，1臺20kw（=100%）接于BC相間，1臺30kW（=60%）接于CA相間。試求此線路的計算負(fù)荷。解：（

16、1）電熱干燥箱的各相計算負(fù)荷查附錄表1得Kd =0.7，=1，=0。計算其有功計算負(fù)荷：A相 P30.A（1）=Kd=0.7210kw=14kwB相 P30.B（1）=Kd=0.7130kw=21kwC相 P30.C（1）=Kd=0.7120kw=14kw（2）焊機的各相計算負(fù)荷先將接于CA相間的30kw（=60%）換算至=100%的容量，即 查附錄表1得；再由表23查得時的功率換算系數(shù)。因此對焊機換算到各相的有功和無功設(shè)備容量為A相 B相 C相 各相的有功和無功計算負(fù)荷為A相 B相 C相 （3）各相總的有功和無功計算負(fù)荷A相 B相 C相 （4） 總的等效三相計算負(fù)荷因B相的有功計算負(fù)荷最大，

17、故取B相計算等效三相計算負(fù)荷，由此可得6、某廠壓變電所裝設(shè)一臺主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功計算負(fù)荷為650kW，無功計算負(fù)荷為800kvar。為了使工廠(變電所高壓側(cè))的功率因數(shù)不低于0.9，如在變電所低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補償時，需裝設(shè)多少補償容量?并問補償前后工廠變電所所選主變壓器容量有何變化? 解：(1)補償前的變壓器容量和功率因數(shù) 變壓器低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為 主變壓器容量選擇條件為，因此未進(jìn)行無功補償時，主變壓器容量應(yīng)選為1250kVA(參看附錄表5)。 這時變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為：cos(2)=65010310.63 (2)無功補償容量 按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的cos0.9，考

18、慮到變壓器本身的無功功率損耗Q遠(yuǎn)大于其有功功率損耗P，一般Q(45)P，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90，取cos0.92。 低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為： Qc=650(tanarccos0.63tanarccosO.92)kvar =525kvar取 Q=530kvar (3)補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為 kVA=704kVA 因此主變壓器容量可改選為800kVA，比補償前容量減少450kVA。 變壓器的功率損耗為 0.015=0.015 x 704kVA=10.6kW 0.06=0.06704kVA=42.2k

19、var 變電所高壓側(cè)的計算負(fù)荷為 =650kW+10.6KW661kW =(800530)kvar+42.2kvar=312kvar kVA731kVA 補償后工廠的功率因數(shù)為 cos=6617310.904 7、有一380V三相線路，供電給下表所示4臺電動機。試計算該線路的尖峰電流。電 動 機參 數(shù)M1M2M3M4額定電流A起動電流A5.840.653535.819727.6193.2解：電動機M4的=193.2A-27.6A=165.6A為最大，線路的尖峰電流為： =0.9(5.8+5+35.8)A+193.2A=235A第三章1、什么叫短路?短路故障產(chǎn)生的原因有哪些?短路對電力系統(tǒng)有哪些

20、危害?短路就是指不同的電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對地之間的低阻性短接。短路的原因：絕緣損壞、過電壓、外力損傷、違反操作規(guī)程、動物造成等。短路對電力系統(tǒng)的危害：產(chǎn)生很大的電動力、很高溫度、元器件損壞；電壓驟停、影響電氣設(shè)備正常運行；停電、電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性遭到破壞；不平衡電流、不平衡逆變磁場、電磁干擾等出現(xiàn)。2、短路有哪些形式?哪種短路形式的可能性最大?哪些短路形式的危害最為嚴(yán)重?短路的形式有：三相短路，兩相短路，單相短路。發(fā)生單相短路可能性最大。三相短路的短路電流最大，因此造成的危害最大。3、什么叫無限大容量的電力系統(tǒng)?它有什么特點?在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路時，短路電流將如何變化?能否突然

21、增大?無限大容量的電力系統(tǒng)，是指供電容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)。特點是，當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動甚至發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路時，由于負(fù)荷阻抗和部分線路阻抗被短路，所以電路電流根據(jù)歐姆定律要突然增大。但是由于電路中存在著電感，電流不能突變，因而引起一個過度過程，即短路暫態(tài)過程。最后短路電流達(dá)到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。4、短路電流周期分量和非周期分量各是如何產(chǎn)生的?各符合什么定律? 短路電流周期分量是因短路后電路阻抗突然減小很多倍，而按歐姆定律應(yīng)突然增大很多倍的電流。 短路電流非周期分量是因短路電路存在電感，而按楞次定律產(chǎn)生的用

22、以維持初瞬間電路電流不致突變的一個反向抵消inp且按指數(shù)函數(shù)規(guī)律衰減的電流。5、什么是短路沖擊電流ish?什么是短路次暫態(tài)電流I?什么是短路穩(wěn)態(tài)電流I? 短路后經(jīng)半個周期，ik達(dá)到最大植，此時的短路全電流即短路周期電流。 短路次暫態(tài)電流有效值，即短路后第一個周期的短路電流周期分量ip的有效值。短路穩(wěn)態(tài)電流是短路電流非周期分量衰減完畢以后的短路全電流。 6、什么叫短路計算電壓?它與線路額定電壓有什么關(guān)系? 由于線路首端短路時其短路最為嚴(yán)重，因此按線路首端電壓考慮，即短路計算電壓取為比線路額定電壓UN高5%7、在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流和單相短路電流各與三相短路電流有什么關(guān)系? （有正序、負(fù)

23、序、零序阻抗）工程中 8、對一般開關(guān)電器，其短路動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗的條件各是什么? 動穩(wěn)定度校驗條件： 熱穩(wěn)定度校驗條件： 計算題1、某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。已知電力系統(tǒng)出口斷路器為SNl010 II型。試求工廠變電所高壓10kV母線上k-1點短路和低壓380V母線上k-2點短路的三相短路電流和短路容量。 解：1.求k-1點的三相短路電流和短路容量(=10.5kV)(1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗1)電力系統(tǒng)的電抗：由附錄表8查得SNl0-10型斷路器的斷流容量=500MVA，2)架空線路的電抗：查表3-1得X0=0.35/km 3）繪k-1點短路的等效電路，并計算其總電抗為 (

24、2)計算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 3)三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值 4)三相短路容量 2.求k-2點的短路電流和短路容量(=0.4kV)1)電力系統(tǒng)的電抗 2)架空線路的電抗 3)電力變壓器的電抗：由附錄表5得=5 4)繪k-2點短路的等效電路如上圖b所示，并計算其總電抗： / (2)計算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值 2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流3)三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值 4)三相短路容量 在工程設(shè)計說明書中，往往只列短路計算表，如下表所示。 短路計算表短路三相短路電流

25、kA三相短路容量MVA計算點k-13.083.083.087.854.6556.Ok-233.733.733.762.036.723.32、某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。電力系統(tǒng)出口斷路器為SNl010 II型。試用標(biāo)幺制法計算系統(tǒng)中k-1點和k-2點的三相短路電流和短路容量。解：1.確定基準(zhǔn)值， 2.計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值(1)電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值由附錄表8查得 (2)架空線路的電抗標(biāo)幺值由表3-1查得3)電力變壓器的電抗標(biāo)幺值由附錄表5查得，=5 繪短路等效電路圖如下圖所示：3.計算k-1點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標(biāo)幺值 (2)三相短路電流周期分

26、量有效值(3)其他三相短路電流 (4)三相短路容量 4.計算k-2點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標(biāo)幺值 (2)三相短路電流周期分量有效值 (3)其他三相短路電流 (4)三相短路容量 由此可見，采用標(biāo)幺制法的計算結(jié)果與歐姆法計算的結(jié)果基本相同。3、已知工廠變電所380V側(cè)母線上接有250kW感應(yīng)電動機一臺，平均，效率=0.75，380V母線的短路電流；該母線采用LMY-10010的硬鋁母線，水平平放，檔距為900mm，檔數(shù)大于2，相鄰兩相母線的軸線距離為160mm。試求該母線三相短路時所受的最大電動力，并校驗其動穩(wěn)定度。如果此母線的短路保護動作時間為0.6s，低壓斷

27、路器的斷路時間為0.1s。該母線正常運行時最高溫度為。校驗其熱穩(wěn)定度。解：1.計算母線短路時所受的最大電動力電動機額定電流為 由于，該電動機的反饋電流沖擊值為 因此母線在三相短路時所受的最大電動力為 2.校驗?zāi)妇€短路時的動穩(wěn)定度 母線在作用時的彎曲力矩為 母線的截面系數(shù)為 母線在三相短路時所受到的計算應(yīng)力為 硬鋁母線(LMY)的允許應(yīng)力為 由此可見該母線滿足短路動穩(wěn)定度的要求。3.母線滿足短路熱穩(wěn)定度的最小允許截面附錄表7，圖3-12曲線得 = 母線截面為A=10010=1000，該母線滿足短路熱穩(wěn)定度要求。第四章 1、 開關(guān)觸頭間產(chǎn)生電弧的根本原因是什么?發(fā)生電弧有哪些游離方式?其中最初的游

28、離方式是什么?維持電弧主要靠什么游離方式? 產(chǎn)生電弧的原因： 觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r，觸頭本身及觸頭周圍的介質(zhì)中含有大量可被游離的電子，在外加電壓足夠大時，產(chǎn)生強烈的電游離而發(fā)生電弧。 產(chǎn)生電弧的游離方式： （1）熱電發(fā)射：觸頭分?jǐn)嚯娏鲿r，陽極表面大電流收縮集中，出現(xiàn)熾熱光斑，溫度很高，觸頭表面電子吸收熱能，發(fā)射到觸頭間隙，形成自由電子。 （2）高電場發(fā)射：觸頭開斷初，電場強度大，觸頭表面電子被強行拉出。 （3）碰撞游離：高速電子碰撞中性質(zhì)點，使中性質(zhì)點變成正離子和自由電子，當(dāng)離子濃度足夠大時，介質(zhì)擊穿產(chǎn)生電弧。 （4）熱游離：電弧中心溫度高達(dá)10000攝氏度，電弧中的中性質(zhì)點游離為正離子和自由電子

29、。 最初的游離方式：熱電發(fā)射。 維持電弧主要靠：碰撞游離產(chǎn)生電弧 熱游離維持電弧。 2、使電弧熄滅的條件是什么?熄滅電弧的去游離方式有哪些?開關(guān)電器中有哪些常用的滅弧方法? 電弧熄滅的條件： 去游離率游離率 熄滅電弧的去游離方式： 正負(fù)帶電質(zhì)點的“復(fù)合”，重新成為中性質(zhì)點 正負(fù)帶電質(zhì)點的“擴散”，使電弧區(qū)帶電質(zhì)點減少 開關(guān)電器中常用的滅弧方法 速拉滅弧法、冷卻滅弧法、吹弧滅弧法、長弧切短滅弧法、粗弧切短滅弧法、狹溝滅弧法、真空滅弧法 、SF6滅弧法。 3、高壓隔離開關(guān)有哪些功能?有哪些結(jié)構(gòu)特點?隔離高壓電源、保證設(shè)備和線路的安全檢修。斷開后有明顯可見的斷開間隙，沒有專門的滅弧裝置，不允許帶負(fù)荷

30、操作，可以通斷不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路，與高壓斷路器配合使用。 4、高壓負(fù)荷開關(guān)有哪些功能?它可裝設(shè)什么保護裝置?它靠什么來進(jìn)行短路保護? 功能：具有簡單的滅弧裝置，能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流。 可裝設(shè)熱脫扣器保護裝置，它與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進(jìn)行短路保護。 5、高壓斷路器有哪些功能? 功能：能通斷負(fù)荷電流和短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。 6、熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高低壓斷路器及低壓刀開關(guān)在選擇時，哪些需校驗斷流能力?哪些需校驗短路動、熱穩(wěn)定度? 校驗斷流能力：熔斷器、高壓負(fù)荷開關(guān)、高低壓斷路器、低壓刀開關(guān)。

31、校驗短路動、熱穩(wěn)定度：高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高低壓斷路器。 7、工廠或車間變電所的主變壓器臺數(shù)如何確定?主變壓器容量又如何確定? 臺數(shù)選擇：滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求，對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大，采用經(jīng)濟運行方式。一般車間變電所采用一臺，應(yīng)考慮欠負(fù)荷的發(fā)展，有一定余地。 主變壓器容量的選擇： 裝設(shè)一臺主變壓器 裝設(shè)兩臺主變壓器 車間變電所單臺變?nèi)萘可舷蓿?000KVA或1250KVA 8、電力變壓器并列運行必須滿足哪些條件? （1）變壓器的一、二次額定電壓必須對應(yīng)相等。（2）變壓器的阻抗電壓（短路電壓）必須相等。（3）變壓器的連接組別必須相同。（4）變壓器的容量盡量相同或相近，最

32、大容量與最小容量之比不超過3：1。 9、電流互感器和電壓互感器使用時注意事項？ 電流互感器使用注意事項： （1） 工作時二次側(cè)不得開路， （2） 二次側(cè)有一端必須接地， （3） 電流互感器在連接時，要注意其端子的極性。 電壓互感器的使用注意事項： （1） 工作時二次側(cè)不得短路， （2） 二次側(cè)有端必須接地， （3） 互感器在連接時注意其端子的極性。 10、對工廠變配電所主接線有哪些基本要求?變配電所主接線圖有哪些繪制方式?各適用于哪些場合? 對工廠變配電所主接線的基本要求：安全、可靠、靈活、經(jīng)濟。 主接線圖繪制形式：系統(tǒng)式主接線圖用于變配電所的運行中， 裝置式主接線圖用于變配電所施工圖中使用。

33、 11、變配電所所址選擇應(yīng)考慮哪些條件? 所址選擇的一般原則： 接近負(fù)荷中心 無劇烈振動或高溫的場所 進(jìn)出線方便 塵土少、無腐蝕性氣體 接近電源側(cè) 不在廁所、有水的下方 設(shè)備運輸方便 不在有爆炸危險的地方計算題1、已知配電所10kV母線短路時的，線路的計算電流為350A，繼電保護動作時間為1.1s，斷路器斷路時間取0.2s。試選擇10kV高壓配電所進(jìn)線側(cè)的高壓戶內(nèi)少油斷路器的型號規(guī)格。 解：初步選用SNl0-10型，根據(jù)線路計算電流，試選SNl0-10型斷路器來進(jìn)行校驗，如下表所示。校驗結(jié)果，所選SNl0-10型是合格的。裝設(shè)地點的電氣條件SNl0-10I630-300型斷路器序號項目數(shù) 據(jù)項

34、目數(shù) 據(jù)結(jié)論110kV10kV合格2350A630A合格32.86kA16kA合格42.552.86kA=7.29kA40kA合格52.862(1.1+0.2)=10.6合格 2、某100.4kV變電所，總計算負(fù)荷為1200kVA，其中一、二級負(fù)荷680kVA。試初步選擇該變電所主變壓器的臺數(shù)和容量。解：根據(jù)變電所有一、二級負(fù)荷的情況，確定選兩臺主變壓器。每臺容量 =(0.60.7)1200kVA=(720840)kVA，且680kVA，初步確定每臺主變壓器容量為800kVA。3、現(xiàn)有一臺S9-800/10型配電變壓器與一臺S9-2000/10型配電變壓器并列運行，均為Dynll聯(lián)結(jié)。負(fù)荷達(dá)到

35、2800kVA時，變壓器中哪一臺將要過負(fù)荷?過負(fù)荷可達(dá)多少? 解：并列運行的變壓器之間的負(fù)荷分配是與阻抗標(biāo)幺值成反比的。 變壓器的阻抗標(biāo)幺值按下式計算 通常取 ； 查附錄表5-1，得S9-800變壓器(T1)的 =5，S9-2000變壓器(T2)的= 6，兩臺變壓器的阻抗標(biāo)幺值分別為(取)： 在負(fù)荷達(dá)2800kVA時各臺負(fù)擔(dān)的負(fù)荷分別為 變壓器(T1)將過負(fù)荷(908-800)kVA=108kVA，將超過其額定容量13.5。 按規(guī)定，油浸式電力變壓器正常允許過負(fù)荷可達(dá)20(戶內(nèi))或30(戶外)。因此變壓器過負(fù)荷13.5還是在允許范圍內(nèi)的。 另外，從上述兩臺變壓器的容量比來看，800kVA：20

36、00kVA=1：2.5，尚未達(dá)到一般不允許的容量比1：3。但考慮到負(fù)荷的發(fā)展和運行的靈活性，S980010型變壓器宜換以較大容量的變壓器。第五章1、高、低壓線路的接線方式有哪幾種？接線方式有：放射式、樹干式、環(huán)形。2、架空線路和電纜線路的組成。組成：導(dǎo)線、電桿、絕緣子、線路、金具等。3、導(dǎo)線和電纜的選擇應(yīng)滿足哪些條件?發(fā)熱條件，電壓損耗條件，經(jīng)濟電流密，機械強度。計算題1、有一條采用BLX-500型鋁芯橡皮線明敷的220380V的TN-S線路，線路計算電流為150A，當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?30。試按發(fā)熱條件選擇此線路的導(dǎo)線截面。 解：(1)相線截面的選擇 查附錄表191得環(huán)境溫度為30時明

37、敷的BLX-500型截面為50mm的鋁芯橡皮線的I=163AI=150A，滿足發(fā)熱條件。因此相線截面選為A=50mm。 (2)中性線截面A的選擇 按A0.5A，選A=25mm。 (3)保護線截面A的選擇 由于A35mm，故選A0.5A=25mm。所選導(dǎo)線型號可表示為：BLX-500-(350+125+PE25)。2、上題所示TN-S線路，如果采用BLV-500型鋁芯塑料線穿硬塑料管埋地敷設(shè)，當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁貫?25。試按發(fā)熱條件選擇此線路導(dǎo)線截面及穿線管內(nèi)徑。 解：查附錄表19-3得+25時5根單芯線穿硬塑料管(PC)的BLV-500型截面為120 mm的導(dǎo)線允許載流量I=160A I=15

38、0A。 因此按發(fā)熱條件，相線截面選為120 mm。 中性線截面按A0.5A，選A=70 mm。 保護線截面按A0.5A，選A=70 mm。 穿線的硬塑料管內(nèi)徑查附錄表193中5根導(dǎo)線穿管管徑(A=120 mm)為80mm。 選擇結(jié)果可表示為：BLV-500-(3120+170+PE70)-PC80，其中PC為硬塑管代號。3、有一條用LGJ型鋼芯鋁線架設(shè)的5km長的35kV架空線路，計算負(fù)荷為2500kW，cos=0.7，T=4800h。試選擇其經(jīng)濟截面，并校驗其發(fā)熱條件和機械強度。 解：(1)選擇經(jīng)濟截面 I=58.9A 由表53查得j=1.15Amm A=51.2 mm 選標(biāo)準(zhǔn)截面50 mm

39、，即選LGJ-50型鋼芯鋁線。 （2）校驗發(fā)熱條件 查附錄表16得LGJ-50的允許載流量I=178A I=58.9A，滿足發(fā)熱條件。 (3)校驗機械強度查附錄表14得35kV架空鋼芯鋁線的最小截面A=35mmA=50 mm，選LGJ-50型鋼芯鋁線也滿足機械強度要求。4試驗算3題所選LGJ-50型鋼芯鋁線是否滿足允許電壓損耗5%的要求。已知該線路導(dǎo)線為水平等距排列，相鄰線距為1.6m。 解：由上題知P=2500kW，cos=0.7，因此tan=1，Q=2500kvar。 用A=50 mm和a=1.261.6m2m查附錄表6，得R=0.68km，X=0.39km。 線路的電壓損耗為 =382V

40、 線路的電壓損耗百分值為=1.09%I=13kA，其斷流能力滿足要求。 (3)選擇導(dǎo)線截面和鋼管直徑 按發(fā)熱條件選擇，查附錄表19-2得A=10mm的BLV型鋁芯塑料線三根穿鋼管時： I=41AI=35.5A，滿足發(fā)熱條件，相應(yīng)選鋼管SC20mm。 校驗機械強度：查附錄表15，穿管鋁芯線的最小截面為2.5mm10mm，滿足要求。 (4)校驗導(dǎo)線與熔斷器保護的配合 電動機安裝在一般車間內(nèi)，熔斷器作短路保護用，導(dǎo)線與熔斷器保護的配合條件為： I2.5I 現(xiàn)I=80A3t=30.08s=0.24s因此FUl與FU2能保證選擇性動作。 3、有一條380V動力線路，I=120A，I=400A；線路首端的

41、I=18.5kA。當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為+30C。試選擇此線路的BLV型導(dǎo)線的截面、穿線的硬塑料管直徑及線路首端裝設(shè)的DWl6型低壓斷路器及其過流脫扣器的規(guī)格。 解：(1)選擇低壓斷路器及其過流脫扣器規(guī)格查附錄表11，DWl6-630斷路器的過流脫扣器額定電流I=160AI=120A初步選DWl6-630型低壓斷路器，其I=160A.設(shè)瞬時脫扣電流整定為3倍，=3160A=480A。而KI=1.35400A=540A，不滿足IKI的要求。如整定為4倍時，I=4160A=640A KI=1.35400A=540A，滿足躲過尖峰電流的要求。 校驗斷流能力：查錄表11，DWl6-630斷路器I=30kA I= 18.5kA，滿足要求。 (2)選擇導(dǎo)線截面和穿線塑料管直徑查附錄表19-3，當(dāng)A=70mm的BLV型鋁芯塑料線在30C時：I=121A(三根線穿管) I=120A，按發(fā)熱條件選A=70mm，管徑選為50mm。 校驗機械強度：查附錄表15，最小截面為2.5 mm70mm，故滿足機械強度要求。 (3)校驗導(dǎo)線與低壓斷路器保護的配合 脫扣器整定為I=640A，而4.5 I=4.5 121A=544.5A，不滿足I4.5 I的要求。因此將導(dǎo)線截面增大為95mm，I=147A，4.