工廠供電課后答案

工廠供電課后答案

1-1什么是電力系統(tǒng)？建立聯(lián)合電力系統(tǒng)有哪些好處？答：電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、輸配電線路和電力用戶組成的整體。建立聯(lián)合電力系統(tǒng)的優(yōu)點是：可以減少系統(tǒng)的總裝機容量；可以減少系統(tǒng)的備用容量；可以提高供電的可靠性；可以安裝大容量的機組；可以合理利用動力資源，提高系統(tǒng)運行的經濟性。1-2電能生產的主要特點是什么？對電力系統(tǒng)有哪些要求？I=J

w答：電能生產的主要特點是：電能不能大量存儲；過渡過程十分短暫；與國民經濟各部門和人民日常生活的關系極為密切。I=J

wl=J

w對電力系統(tǒng)的基本要求是：保證供電的可靠性；保證良好的電能質量；為用戶提供充足的電能；提高電力系統(tǒng)運行的經濟性。l=J

w1-3我國規(guī)定的三相交流電網額定壓等級有哪些？用電設備、發(fā)電機、變壓器的額定電壓與同級電網的額定電壓之間有什么關系？為什么？答：我國規(guī)定的三相交流電網額定壓等級，低壓有0.22/0.127kV>0.38/0.22kV和0?66/0.38kV；高壓有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV和750kV。用電設備的額定電壓規(guī)定與同級電網的額定電壓相同；發(fā)電機的額定電壓應比同級電網額定電壓高5%；變壓器一次繞組的額定電壓，對于降壓變壓器，應等于電網的額定電壓，對于升壓變壓器，應等于發(fā)電機的額定電壓；變壓器二次繞的額定電壓，當二次側供電線路較長時，應比電網額定電壓高10%，當變壓器二次側供電線路較短時，應比同級電網額定電壓高5%。1-5什么叫小電流接地系統(tǒng)？什么叫大電流接地系統(tǒng)？小電流接地系統(tǒng)發(fā)生一相接地時，各相對地電壓如何變化？這時為何可以暫時繼續(xù)運行，但又不允許長期運行？答：中性點不接地和中性點經消弧線圈接地的系統(tǒng)稱為小電流接地系統(tǒng)；性點直接接地（或經低電阻接地）的系統(tǒng)稱為大電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓升高一倍。此時三相之間3的線電壓仍然對稱，因此用戶的三相用電設備仍能照常運行，但是，發(fā)生單相接地后，其運行時間不能太長，以免在另一相又發(fā)生接地故障時形成兩相接地短路。7為什么我國規(guī)定110kV以上的高壓電網和380/220V的低壓電網要采用大電流接地系統(tǒng)？各有什么優(yōu)點?答：大電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時中性點電位仍為零，非故障相對地電壓不會升高，仍為相電壓，因此電氣設備的絕緣水平只需按電網的相電壓考慮，故可以降低工程造價。所以我國110kV及以上的電力系統(tǒng)基本上都采用中性點直接接地的方式。而在380/220V系統(tǒng)中采用中性點直接接地方式，主要是考慮人身安全問題，一旦發(fā)生單相接地故障，可以迅速跳開自動開關或燒斷熔斷絲，將故障部分切除。8試確定圖1-12所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機和所有變壓器的額定電壓。圖1-12習題1-8附圖答：發(fā)電機G：10.5kV；變壓器T1：10.5/242kV；變壓器T2：10/3.3kV；變壓器T3：220/38.5kV；變壓器T4：220/12U38.5kV；變壓器T5：35/6.6kV2-1電力負荷按重要程度分為哪幾級？各級負荷對供電電源有什么要求？答：電力負荷按對供電可靠性的要求可分為一級負荷、二級負荷和三級負荷三類。一級負荷應由兩個獨立電源供電；二級負荷應由兩回線路供電；三級負荷對供電電源無特殊要求。=J2-2何謂負荷曲線？試述年最大負荷利用小時數(shù)和負荷系數(shù)的物理意義。=J答：負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形。年最大負荷利用小時數(shù)『，是一個假想時間，在此max時間內，用戶以年最大負荷P持續(xù)運行所消耗的電能恰好等于全年實際消耗的電能廣年負荷曲線越平坦，T值越大，年負荷曲線越陡；T值越小。因此，T的大芯說明了用戶用電的性質，也說明了用戶負荷曲線的大致趨勢。平均負荷與最大負荷的比值叫負荷系數(shù)，它是表征負荷變化規(guī)律的一個參數(shù)，其值愈大，說明負荷曲線愈平坦，負荷波動愈小。2-3什么叫計算負荷？確定計算負荷的意義是什么？1=1

w1=1

w確定計算負荷時為正確選擇供配電系統(tǒng)中的導線、電纜、開關電器、變壓器等提供技術參數(shù)。2-4什么叫暫載率？反復短時工作制用電設備的設備容量如何確定？

答：暫載率是指設備工作時間與工作周期的百分比值。反復短時工作制用電設備的設備容量是指換算到統(tǒng)一暫載率下的額定功率。對于吊車：是指統(tǒng)一換算到紳時的額定功率，其￡=25%l=J

w設備容量。形—；l=J

wP=2Pv￡對于電焊機：是指統(tǒng)一換算到］加時的額定功率，￡=100%l=J

w其設備容量〃p_q—l=J

wP=P、?￡=Scos?、?￡7功率因數(shù)彳氐時術良影響有哪些？如何提高企業(yè)的自然功率因數(shù)？答：功率因數(shù)低將會引起線路的總電流增大，使供電網絡中的功率損耗和電能損耗增大；使供電網絡的電壓損失增大，影響負荷端的電壓質量；使供配電設備的容量不能得到充分利用，降低了供電能力；使發(fā)電機的出力下降，發(fā)電設備效率降低，發(fā)電成本提高。|三」i=J提高企業(yè)的自然功率因數(shù)的方法有：正確選用感應電動機的型號和容量；限制感應電動機的空載運行；提高感應電動機的檢修質量；合理使用變壓器；感應電動機同步化運行。|三」i=JliiJ9某工廠車間380V線路上接有冷加工機床50臺，共200kW；吊車3臺，共4.5kW（仲）；通風機8臺liiJ￡=15%每臺3kW；電焊變壓器4臺，每臺22kVA（做，￡=65%。5）；空壓機1臺，55kW。試確定該車間的計算負cos中=0.5荷。

解：該車間的計算負荷如下表所示。電力負荷計算表序號用電設備名稱臺數(shù)設備容量/kWKdcos中tan中計算負荷銘牌值換算值P30/kWQ30/kvar^30/kVA砂1冷加工機床502002000.160.51.733255.362吊車34.53.50.150.51.730.5250.913通風機824240.80.80.7519.214.44電焊變壓器48835.470.350.352.6812.433.235空壓機155550.850.80.7546.7535.06小計66110.875138.96負荷總計（K_=0.9）99.8125.06160243.12-1。有一條380V低壓干線，'供電給30臺小批生產的冷加機床電動機，總容量為200kW，其中較大容量的電動機有10kW1臺，7kW3臺，4.5kW8臺。試分別用需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法計算該干線的計算負荷。解：用需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法所求計算負荷如下表所示。電力負荷計算表（需要系數(shù)法）用電設備名稱臺數(shù)設備容量/kWKdcos中tan中計算負荷P30/kWQ30/kvarS30/kVA^/A冷加工機床30 2000.160.51.733255.36 63.9497.15設備臺數(shù)用電設備名稱nix冷加工機床 30/5電力負荷計算表（二項式系數(shù)法）二項式設備容量 玄癡 系數(shù)cos中 tan中￡P/kW'烏 b/ceW200 35.5 0.14/0.4 0.5 1.73P30/kW42.2計算負荷Q30/kva30 SgAr73 84.32I30/A128.12-11有-條10kV高壓線路供電給兩臺并列運行的S9

—800/10(D,yn11接線)型電力變壓器，高壓線路采用LJ—70鋁絞線，水平等距離架設，線距為1m,長6km。變壓器低壓側的計算負荷為900kW， "丁5nnhocos中=0.8 T=5000試分別計算此高壓線路和電力變壓器的功率損耗和年電能損耗。解：(1)變壓器的功率損耗和電能損耗kvarTOC\o"1-5"\h\zQ=Ptan9=900xtan(arccos0.8)=67530(2) 30(2)kVAS=P/cos9=900/0.86=1125變壓器的負禹率為： 冬=07032x800 .查附錄表A-1可知，S9-800/10型(Dyn11)變壓器的技術數(shù)據(jù)為：A1kW， kW， ，AP0=1.4 APk=7.5 』。％=溢U%=5則兩臺變壓器的功率損耗為：kW5)=79.54kVar=3650h。因此，兩APt=2(AP+P2AP^)=2x5)=79.54kVar=3650h。因此，兩AQ=2xL(I%+p2U%)=2x迎(2.5+0.7032xT1000 k 100由T=5000h和cos9=0.8查圖2-7得：kWh3650)kWh3650)=5.16x104W=2(APx8760+P2APt)=2x(1.4x8760+0.7032x7.5x“(2)線路的功率損耗和電能損耗高壓側的計算負荷為：P=P30(1) 30(2)APP=P30(1) 30(2)APT900kW+10.2=910.2Q30(1)kvar=Q30⑵+AQ=675+79.54=754.54 kVAS =V910.22+754.542=1182.2830(1)I===1^=68.26A30 、；3Uv3x10N查附錄表A-12可知，LJ-70鋁絞線的r=046Q/km，S=1.25m時-0.358d^(實際上S=1.26m)，因1此線路的功av 1 av率損耗為：kW△匕=312Rlx10-3=3x68.262x0.46x6x10-3=38.58kvarAQ=3/2Xx10-3=3x68.262x0.358x6x10-3=30線路的電能損耗為：aw=aP38.58x3650=1.41x10.kW1>I=JIW2-12某電力用戶10kV每線的有功計算負荷為1200kW，自然功率因數(shù)為0.65，現(xiàn)要求提高到0?90，試問需裝設多少無功補償容量？如果用BW10.5—40—1WI=JIW解：（1）需裝設的BWF10.5-40-1W型并聯(lián)電容器容量及個數(shù)kvarQ，C=1200x[tan(arccos0.65)—tan(arccos0.9)]=822n=J=822=20.55 取n=21q40則實際補償容量為： kvarQ=21x40=840」 -… - C- . - (2)無功補償前后視在負荷的變化補償前： kvarQ=Ptanp=1200xtan(arccos0.65)=1403S=J=觀=1846kVA30cosp 0.65

補償后： kVATl口s'=氣"2+(Q-Q)2=『2002+(1403-840)2=1325.5補償后視在負荷減少了：sS，1846132555205kVAS一S=1846一1325.5=520.52高壓斷路器、高壓隔離并關和高壓負荷開關各有哪些功能？1^1答：高壓斷路器不僅能通斷正常負荷電流，而且能切斷一定的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障；高壓隔離開關的主要功能是隔離高壓電源，保證人身和設備檢修安全，同時還具有倒閘操作和通斷小電流的功能；高壓負荷開關可以通斷一定的負荷電流和過負荷電流，有隔離開關的作用，但不能斷開短路電流。1^13倒閘操作的基本要求是什么？答：倒閘操作的基本要求是：合閘送電時，先合上隔離開關，再合上斷路器；跳閘斷電時，先斷開斷路器，再斷開隔離開關。3-5熔斷器的主要功能是什么？什么是“限流”式熔斷器？答：熔斷器的主要功能是對電路及其設備進行短路或過負荷保護?！跋蘖鳌笔饺蹟嗥魇侵溉蹟嗥鞯臏缁∧芰軓?，滅弧速度很快，能在短路電流未達到沖擊值以前完全熄滅電弧。3-7Dyn11接線配電變壓器和Yyn0接線配電變壓器相比較有哪些優(yōu)點？答：Dyn11接線變壓器能有效地抑制3的整數(shù)倍高次諧波電流的影響；Dyn11接線變壓器的零序電抗比Yyn0接線變壓器小得多，更有利于低壓側單相接地短路故障的切除；Dyn11接線變壓器承受單相不平衡負荷的能力遠比Yyn0接線的變壓器大。3-8什么是電流互感器的誤差？電流互感器的常用接線方式有哪幾種？答：電流互感器的誤差包括電流誤差（比值差）和相位誤差（角差）。電流誤差是二次電流的測量值乘以 fi 額定變流比與一次電流數(shù)值差的百分數(shù);相位差8是茂Ki 5i—與樣的相角差。1電流互感器常用的接線方式有一相式接線、兩相不完全星形接線、兩相電流差接線和三相完全星形接線。3-9什么是電壓互感器的誤差？電壓互感器的常用接線方式有哪幾種？答：電壓互感器的誤差吧包括電壓誤差（比值差）和相位誤差（角差）。比值差,是二次電壓的測量值乘以uTOC\o"1-5"\h\z額定變壓比,與一次電壓數(shù)值差的百分數(shù)；相位差.是K o,U」 u一U與泌的相角差。2 13-11對電氣主接線的基本要求是什么？電氣主接線有哪些基本形式？各有什么優(yōu)缺點？答：對電氣主接線的基本要求是安全、可靠、靈活、經濟。電氣主接線的基本形式有線路-變壓器單元接線、

單母線接線、單母線分段接線、單母線帶旁路母線接線、雙母線接線、橋式接線等。1=1線路-變壓器單元接線的優(yōu)點是接線簡單，所用電氣設備少，配電裝置簡單，節(jié)約投資。缺點是該單元中任一設備發(fā)生故障或檢修時，變電所要全部停電，供電可靠性都不高，只可供三級負荷。1=1=1單母線接線的優(yōu)點是接線簡單、使用設備少、操作方便、投資少、便于擴建。缺點是當母線及母線隔離開關故障或檢修時，必須斷開全部電源，造成整個配電裝置停電；當檢修一回路的斷路器時，該回路要停電。=1單母線分段接線既保留了單母線接線簡單、經濟、方便等優(yōu)點，又在一定程度上提高了供電的可靠性。但仍不能克服某一回路斷路器檢修時，該回路要長時間停電的顯著缺點，同時這種接線在一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線上的所有回路都要長時間停電。=i1^11^1單母線加旁路母線接線解決了出線斷路器檢修時的停電問題，但其缺點是需要增加一組母線、專用的旁路斷路器和旁路隔離開關等設備，使配電裝置復雜，投資增大，且隔離開關要用來操作，增加了誤操作的可能性。=i1^11^1雙母線接線具有以下優(yōu)點：①輪換檢修母線而不致中斷供電；②檢修任一回路的母線隔離開關時僅使該回路停電：③工作母線發(fā)生故障時，經倒閘操作這一段停

電時間后可迅速恢復供電；④檢修任一回路斷路器時，可用母聯(lián)斷路器來代替，不致于使該回路的供電長期中斷。1^1但雙母線接線也存在以下缺點：①在倒閘操作中隔離開關作為操作電器使用，容易誤操作；②工作母線發(fā)生故障時會引起整個配電裝置短時停電；③使用的隔離開關數(shù)目多，配電裝置結構復雜，占地面積較大，投資較高。1^1橋形接線中四個回路只有三個斷路器，投資小，接線簡單，供電的可靠性和靈活性較高，適用于向一、二類負荷供電。I三」3-13某10/0.4kV車間變電所，總計算負荷為980kVA，其中一、二類負荷700kVA。I三」解：因為有一、二類負荷，所以應選兩臺變壓器。變壓器容量應同時滿足以下兩個條件：S/0叫=0.5=686kVA且sf—kVA查附錄表A-1，選兩臺10/0.4kV、S9—800kVA的變壓器。1什么叫短路？短路的類型有哪幾種？短路對電力系統(tǒng)有哪些危害？答：短路是指電力系統(tǒng)正常情況以外的一切相與相

之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。短路的類型有三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。短路對電力系統(tǒng)的危害有：短路電流的熱效應可使設備因過熱而損壞甚至燒毀；短路電流的力效應可引起設備機械變形、扭曲甚至損壞；影響電氣設備的正常運行，造成產品報廢甚至設備損壞；會導致并列運行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性；不對稱接地短路所產生的不平衡電流會對鄰近的平行線路電磁干擾。2什么叫標幺值？在短路電流計算中，各物理量的標幺值是如何計算的？l=J

w答：某一物理量的標幺值，等于它的實際值與所選定的基準值的比值。l=J

wl=J

w在短路電流計算中，常取基準容量S=100MVA，基l=J

wd準電壓用各級線路的平均額定電壓，即〃“，則基準電Ud=Uav流I=S豆U，基準電抗X=U2S°l=J

wd4-3什吆叫無限大容量:系統(tǒng)？它有什么特征？l=J

wl=J

wl=J答：無限容量系統(tǒng)亦稱無限大功率電源，是指系統(tǒng)的容量為無限大，內阻抗為零。它是一個相對概念，真正的無限大功率電源是不存在的。l=J

wl=J特征：在電源外部發(fā)生短路時，電源母線上的電壓基本不變，即認為它是一個恒壓源。當電源內阻抗不超過短路回路總阻抗的5%?10%時，就可以認為該電源是無限大功率電源°4-4什么叫短路沖擊電流,?、短路次暫態(tài)電流尸和sh短路穩(wěn)態(tài)電流/?在無限大容量系統(tǒng)中，它們與短路電3I=J

w流周期分量有效值有什么關系？I=J

w=J答：短路沖擊電流i是指在最嚴重短路情況下三相=Jsh短路電流的最大瞬時值；短路次暫態(tài)電流尸是指短路瞬間（t_0s）時三相短路電流周期分量的有效值；短路穩(wěn)態(tài)電流/是指短路電流非周期分量衰減完后的短路全電*3l=jLeej流。在無限大容量系統(tǒng)中，有i=.-K/和］,,=J=［l=jLeej4-8什么叫短路電流的力"效應？'如何校驗電器及母線的動穩(wěn)定？答：短路電流通過電氣設備和導體時，會產生很大的電動力，稱為短路電流的力效應。一般電器滿足動穩(wěn)定的條件是，Ni或,N.母maxshmaxsh線滿足動穩(wěn)定校的條件是W。b b4-9什么叫短路電流的熱效應？如何校驗電器及母線的熱穩(wěn)定？短路發(fā)熱的假想時間是什么意思？如何計算？liiJ答：短路電流通過電氣設備和導體時，會產生很高的溫度，稱為短路電流的熱效應。liiJ121 12121 12tt 3ima穩(wěn)定的條件是°N?；颉?gt;.。6 0AA假想時間:e是指用穩(wěn)態(tài)雄路電流/來代替實際短路t Iima 3電流/，在該時間內產生的熱量與實際短路電流/在短路kt kt

l=J時間，內產生的熱量。相等。假想時間包括周期分量假想l=Jk Qk時間，和非周期分量假想時間兩部分，即ima.ptima.npt=七tima.npimaima-pima-np4-10某工廠變電所裝有兩臺并列運行的S9-800（Y,yn0接線）型變壓器，其電源由地區(qū)變電站通過一條8km的10kV架空線路供給。已知地區(qū)變電站出口斷路器的斷流容量為500MVA，試用標幺制法求該廠變電所10kV高壓側和380V低壓側的三相短路電流、.、、IiI.、 kshsh及三相短路容量S。S10.5kVI=410.5kVI=4d2 qud2U=0.4kV,則d2100= kA=144.3kA■<3x0.4解：⑴取S=100MVA，ud dlI=Id= —kA=5.5kA，dL=55kA=1.77kAXL=55kA=1.77kAX* 3.1￡1ih=2.55、=2.55x1.77kA=4.51kAIh=1.51Ik1=1.51x1.77kA=2.67kAI=/婦=1.77kA（2）計算各元件電抗標幺值系統(tǒng)線路變壓器（3）ki點短路:系統(tǒng)線路變壓器（3）ki點短路:X-=孔=100=0.2SS500X*=xl孔=0.4x8x^^=2.9WL1U2avX*=U%已=至T100SN 100X==X;+X云=0.2+2.9=3.110.52100=5.6250.8S='

kX*Z1(4)k點短路：2100MVA=32.26MVA3.1X*=X*+X*+￥=0.2+2.9+5625=5.9125￡2 SWL2 2144.3|kA=24.4kA5.9125ih=1.84Ik2=1.84x24.4kA=44.9kAIh=1.091上2=1.09x24.4kA=26.6kAI=I22=24.4kAS= =100MVA=16.9MVAk2X* 5.9125￡25-5某廠的有功計算負荷為3000kW，功率因數(shù)為0.92，該廠6kV進線上擬安裝一臺SN10-10型斷路器,其主保護動作時間為1.2s，斷路器分閘時間為0.2s,其6kV母線上的，，20kA，試選擇該斷路器的規(guī)格。I=I=k3解：I=—匚—二 —=3138AW.max&COS中旨X6X0.92Nt^=t=t+1=1.2+0.2=1.4sih=2.55'=2.55x20=51kASk=43UIk=qX6.3X20=218M