《供配電技術(shù)》唐志平第三版習(xí)題答案(全)

..電力系統(tǒng)概論什么叫電力系統(tǒng)？為什么要建立電力系統(tǒng)？電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶組成的一個(gè)整體。為了充分利用動(dòng)力資源,降低發(fā)電成本,發(fā)電廠往往遠(yuǎn)離城市和電能用戶,因此,這就需要輸送和分配電能,將發(fā)電廠發(fā)出的電能經(jīng)過升壓、輸送、降壓和分配,送到用戶。供配電系統(tǒng)由那些部分組成？在什么情況下應(yīng)設(shè)總降壓變電所或高壓配電所？供配電系統(tǒng)由總降變電所、高壓配電所、配電線路、車間變電所和用電設(shè)備組成?？偨祲鹤冸娝瞧髽I(yè)電能供應(yīng)的樞紐。它將35kV～110kV的外部供電電源電壓降為6～10kV高壓配電電壓,供給高壓配電所、車間變電所和高壓用電設(shè)備。高壓配電所集中接受6～10kV電壓,再分配到附近各車間變電所和高壓用電設(shè)備。一般負(fù)荷分散、廠區(qū)大的大型企業(yè)設(shè)置高壓配電所。發(fā)電機(jī)的額定電壓、用電設(shè)備的額定電壓和變壓器額定電壓是如何規(guī)定的？為什么？用電設(shè)備的額定電壓等于電力線路的額定電壓；發(fā)電機(jī)的額定電壓較電力線路的額定電壓要高5%；變壓器的一次繞組的額定電壓等于發(fā)電機(jī)的額定電壓<升壓變壓器>或電力線路的額定電壓<降壓變壓器>；二次繞組的額定電壓較電力線路的額定電壓要高10%或5%<視線路的電壓等級(jí)或線路長(zhǎng)度而定>。額定電壓是能使電氣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)效果最好的電壓,它是國(guó)家根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要及電力的水平和發(fā)展的趨勢(shì)經(jīng)過全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定的。電能的質(zhì)量指標(biāo)包括哪些？電能的質(zhì)量指標(biāo)是指電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量、供電可靠性。什么叫電壓偏移,電壓波動(dòng)和閃變？如何計(jì)算電壓偏移和電壓波動(dòng)？電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度。電壓波動(dòng)是指電壓的急劇變化。周期性電壓急劇變化引起光源光通量急劇波動(dòng)而造成人眼視覺不舒適的現(xiàn)象,成為閃變。電壓偏差一般以百分?jǐn)?shù)表示,即,式中為電壓偏差百分?jǐn)?shù)；為實(shí)際電壓；為額定電壓。電壓波動(dòng)程度以電壓最大值與最小值之差或其百分?jǐn)?shù)來表示,即式中,為電壓波動(dòng)；為電壓波動(dòng)百分?jǐn)?shù)；,為電壓波動(dòng)的最大值和最小值〔kV；為額定電壓〔kV。電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有哪幾種？中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)和中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)各有什么特點(diǎn)？電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有三種：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),接地相對(duì)地電壓為零,電容電流為零,非接地相對(duì)地電壓升高為線電壓,電容電流增大倍,但各相間電壓〔線電壓仍然對(duì)稱平衡。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),通過中性點(diǎn)形成單相短路,產(chǎn)生很大的短路電流,中性點(diǎn)對(duì)地電壓仍為零,非接地相對(duì)地電壓也不發(fā)生變化。電力負(fù)荷按對(duì)供電可靠性要求分幾類？對(duì)供電各有什么要求？電力負(fù)荷按對(duì)供電可靠性可分為三類,一級(jí)負(fù)荷,二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。對(duì)供電的要求：一級(jí)負(fù)荷要求最嚴(yán),應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電,當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),另一電源應(yīng)不同時(shí)受到損壞,在一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷,除上述兩個(gè)獨(dú)立電源外,還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電,嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。二級(jí)負(fù)荷要求比一級(jí)負(fù)荷低,應(yīng)由兩回線路供電,供電變壓器亦應(yīng)有兩臺(tái),從而做到當(dāng)電力變壓器發(fā)生故障或電力線路發(fā)生常見故障時(shí),不致中斷供電或中斷后能迅速恢復(fù)。三級(jí)負(fù)荷要求最低,沒有特殊要求,一般有單回路電力線路供電。試確定圖所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)G和變壓器1T,2T和3T的額定電壓。解：發(fā)電機(jī)的額定電壓U=1.05×10KV=10.5kV;變壓器1T的額定電壓一次側(cè)U=10.5kV；二次側(cè)U=1.1×35kV=38.5kV；變壓器2T的額定電壓一次側(cè)U=35kV；二次側(cè)U=1.05×10kV=10.5kV；變壓器3T的額定電壓一次側(cè)U=10kV；二次側(cè)U=1.05×0.38=0.399kV；試確定圖中所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)G,變壓器2T,3T線路1WL,2WL的額定電壓。解：發(fā)電機(jī)G,額定電壓U=1.05U1=10.5kV變壓器2TU1=U=10.5kVU2=1.1×220=242kV故額定電壓為：10.5/242；變壓器3TU1=220kVU2=1.1×110=121kVU3=1.05×10=10.5kV線路1WL的額定電壓為U=10kV線路2WL的額定電壓為U=0.38kV試查閱相關(guān)資料或網(wǎng)上查閱,找出去年我國(guó)的發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量,年發(fā)電量和年用電量。答案〔略畫出中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)A相發(fā)生單相接地時(shí)的相量圖。第2章負(fù)荷預(yù)測(cè)2-1什么叫負(fù)荷曲線？有哪幾種？與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量有哪些？ 答：負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形,反映了用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。負(fù)荷曲線按負(fù)荷的功率性質(zhì)不同,分有功負(fù)荷和無功負(fù)荷曲線；按時(shí)間單位的不同,分日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線；按負(fù)荷對(duì)象不同,分用戶,車間或某類設(shè)備負(fù)荷曲線。與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量有：年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)；平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)。2-2什么叫年最大負(fù)荷利用小時(shí)？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)？答：年最大負(fù)荷利用小時(shí)是指負(fù)荷以年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后,消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能,這段時(shí)間就是最大負(fù)荷利用小時(shí)。年最大負(fù)荷指全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)〔為防偶然性,這樣的工作班至少要在負(fù)荷最大的月份出現(xiàn)2～3次30分鐘平均功率的最大值,因此年最大負(fù)荷有時(shí)也稱為30分鐘最大負(fù)荷。負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值。2-3什么叫計(jì)算負(fù)荷？為什么計(jì)算負(fù)荷通常采用30min最大負(fù)荷？正確確定計(jì)算負(fù)荷有何意義？答：計(jì)算負(fù)荷是指導(dǎo)體中通過一個(gè)等效負(fù)荷時(shí),導(dǎo)體的最高溫升正好和通過實(shí)際的變動(dòng)負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的最高溫升相等,該等效負(fù)荷就稱為計(jì)算負(fù)荷。導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約為<3~4>,為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。對(duì)中小截面的導(dǎo)體,其約為10min左右,故截流倒替約經(jīng)30min后達(dá)到穩(wěn)定溫升值。但是,由于較大截面的導(dǎo)體發(fā)熱時(shí)間常數(shù)往往大于10min,30min還不能達(dá)到穩(wěn)定溫升。由此可見,計(jì)算負(fù)荷Pc實(shí)際上與30min最大負(fù)荷基本是相當(dāng)?shù)?。?jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算符合的確定是否合理,將直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否合理。計(jì)算負(fù)荷不能定得太大,否則選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜將會(huì)過大而造成投資和有色金屬的浪費(fèi);計(jì)算負(fù)荷也不能定得太小,否則選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜將會(huì)長(zhǎng)期處于過負(fù)荷運(yùn)行,增加電能損耗,產(chǎn)生過熱,導(dǎo)致絕緣體過早老化甚至燒毀。2-4各工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量如何確定?答：長(zhǎng)期工作制和短期工作制的設(shè)備容量就是該設(shè)備的銘牌額定功率,即Pe=PN反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備容量是指某負(fù)荷持續(xù)率下的額定功率換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率。2-5需要系數(shù)的含義是什么?答：所有用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷并不等于其設(shè)備容量,兩者之間存在一個(gè)比值關(guān)系,因此需要引進(jìn)需要系數(shù)的概念,即：。式中,Kd為需要系數(shù)；Pc為計(jì)算負(fù)荷；Pe為設(shè)備容量。形成該系數(shù)的原因有：用電設(shè)備的設(shè)備容量是指輸出容量,它與輸入容量之間有一個(gè)平均效率；用電設(shè)備不一定滿負(fù)荷運(yùn)行,因此引入符合系數(shù)KL；用電設(shè)備本身及配電線路有功率損耗,所以引進(jìn)一個(gè)線路平均效率；用電設(shè)備組的所有設(shè)備不一定同時(shí)運(yùn)行,故引入一個(gè)同時(shí)系數(shù)。2-6確定計(jì)算負(fù)荷的估算法.需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法各有什么特點(diǎn)？各適合哪些場(chǎng)合？答：估算法實(shí)為指標(biāo)法,其特點(diǎn)是進(jìn)行方案比較時(shí)很方便,適用于做任務(wù)書或初步設(shè)計(jì)階段；需要系數(shù)法的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便,計(jì)算結(jié)果較符合實(shí)際,而長(zhǎng)期使用已積累了各種設(shè)備的需要系數(shù),是世界各國(guó)普遍采用的方法,適用于多組三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷；二項(xiàng)式法其特點(diǎn)是既考慮了用電設(shè)備的平均負(fù)荷,又考慮了幾臺(tái)最大用電設(shè)備引起的附加負(fù)荷,其計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果大得多,適用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。2-7在確定多組用電設(shè)備總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流時(shí),可否將各組的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流分別直接相加？為什么？應(yīng)如何正確計(jì)算？答：不可以。需要考慮用電設(shè)備各組的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素,因此在確定總計(jì)算負(fù)荷時(shí),只能在各組用電設(shè)備中取一組最大的附加負(fù)荷,再加上各組用電設(shè)備的平均負(fù)荷,即：式中,為各用電設(shè)備組的平均功率,其中是各用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?；為每組用電設(shè)備組中臺(tái)容量較大的設(shè)備的附加負(fù)荷；為附加負(fù)荷最大的一組設(shè)備的附加負(fù)荷；為最大附加負(fù)荷設(shè)備組的功率因數(shù)角的正切值。2-8 在接有單相用電設(shè)備的三相線路中,什么情況下可將單相設(shè)備與三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷的計(jì)算方法計(jì)算確定負(fù)荷?而在什么情況下應(yīng)進(jìn)行單相負(fù)荷計(jì)算?答:單相設(shè)備應(yīng)盡可能地均勻分布在三相上,以使三相負(fù)荷保持平衡.a:三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相總?cè)萘康?5%時(shí),單相設(shè)備可按三相負(fù)荷平衡計(jì)算.b:三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘砍^三相總?cè)萘康?5%時(shí),應(yīng)把單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量,再算出三相等效計(jì)算負(fù)荷.2-9如何分配單相〔220伏,380伏用電設(shè)備,使計(jì)算負(fù)荷最?。咳绾螌蜗嘭?fù)荷簡(jiǎn)便地?fù)Q算成三相負(fù)荷？答：可以用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法來分配用電設(shè)備；這樣換算：⑴當(dāng)單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相總?cè)萘康?5%,單相設(shè)備按三相負(fù)荷平衡來計(jì)算。⑵當(dāng)單相設(shè)備的總?cè)萘砍^三相總?cè)萘康?5%,應(yīng)該換成等效三相設(shè)備容量,再算出三相等效計(jì)算負(fù)荷。2-10電力變壓器的有功功率和無功功率損耗各如何計(jì)算？其中哪些損耗是與負(fù)荷無關(guān)的？哪些損耗與負(fù)荷有關(guān)？按簡(jiǎn)化公式如何計(jì)算？解：有功功率損耗=鐵損+銅損=有功功率損耗為：無功功率=△Q0是變壓器空載時(shí),由產(chǎn)生主磁通電流造成的,△Q是變壓器負(fù)荷電流在一次,二次繞組電抗上所產(chǎn)生的無功損耗。無功功率損耗為：△PFe和△Q0是與負(fù)荷無關(guān),△PCu和△Q與負(fù)荷有關(guān)簡(jiǎn)化公式：2-11什么叫平均功率因數(shù)和最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)?各如何計(jì)算?各有何用途?答:平均功率因數(shù)是指導(dǎo)在某一時(shí)間內(nèi)的平均功率因數(shù),也稱加權(quán)平均功率因數(shù).最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)是指在年最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù).平均功率因數(shù)計(jì)算功式:略用途供電部門能根據(jù)月平均功率因數(shù)來調(diào)整用戶的電費(fèi)電價(jià).2-12進(jìn)行無功功率補(bǔ)償,提高功率因數(shù),有什么意義？如何確定無功補(bǔ)償容量？答：降低電能損耗,降低電壓損失,提高供電設(shè)備利用率。補(bǔ)償容量〔1采用固定補(bǔ)償,式中,Qcc為補(bǔ)償容量；Pav為平均有功負(fù)荷,Pav=αPc或Wa/t,Pc為負(fù)荷計(jì)算得到的有功計(jì)算負(fù)荷,α為有功負(fù)荷系數(shù),Wa為時(shí)間t內(nèi)消耗的電能；tgφav1為補(bǔ)償前平均功率因數(shù)角的正切值；tgφav2為補(bǔ)償后平均功率因數(shù)角的正切值；tgφav1－tgφav2稱為補(bǔ)償率,可用△qc表示〔2采用自動(dòng)補(bǔ)償Qcc=Pc〔tgφ1－tgφ22-13提高自然功率因素有哪些常用的方法？他們的基本原理是什么？答：提高自然功率因素的主要方法有：合理選擇電動(dòng)機(jī)的規(guī)格、型號(hào)防止電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行保證電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量合理選擇變壓器的容量交流接觸器的節(jié)電運(yùn)行他們的基本原理是在不添置任何補(bǔ)償設(shè)備的情況下,采用科學(xué)措施減少用電設(shè)備的無功功率的需要量,使供配電系統(tǒng)總功率因素提高。2-14并聯(lián)電容器的補(bǔ)償?shù)难b設(shè)有幾種？各有何特點(diǎn)？適用于什么場(chǎng)合？答：并聯(lián)電容器的補(bǔ)償?shù)难b設(shè)有一下幾種：高壓集中補(bǔ)償,指將高壓電容器組集中裝設(shè)在總降壓變電所的6～10kV母線上。該補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償總降壓變電所的6～10kV母線之前的供配電系統(tǒng)中由無功功率產(chǎn)生的影響,而對(duì)無功功率在即也內(nèi)部的供配電系統(tǒng)中引起的損耗無法補(bǔ)償,因此補(bǔ)償范圍最小,經(jīng)濟(jì)效果較后兩種補(bǔ)償方式差。但由于裝設(shè)集中,運(yùn)行條件較好,維護(hù)管理方便,投資較少。且總降壓變電所6～10kV母線停電機(jī)會(huì)少,因此電容器利用率高。這種方式在一些大中型企業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)普遍。低壓集中補(bǔ)償,是指將低壓電容器集中裝設(shè)在車間變電所或建筑物變電所的低壓母線上。該補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償車間變電所或建筑物變電所低壓母線前變電器和高壓配電線路及電力系統(tǒng)的無功功率,對(duì)變電所低壓母線后的設(shè)備則不起補(bǔ)償作用。但其補(bǔ)償范圍比高壓集中補(bǔ)償要大,而且該補(bǔ)償方式能使變壓器的視在功率減小,從而使變壓器的容量可選得較小,因此比較經(jīng)濟(jì)。這種低壓電容器補(bǔ)償屏一般可安裝在低壓配電室內(nèi),運(yùn)行維護(hù)安全方便。該補(bǔ)償方式在用戶中應(yīng)用相當(dāng)普遍。單獨(dú)就地補(bǔ)償〔個(gè)別補(bǔ)償或分散補(bǔ)償,是指在個(gè)別功率因素較低的設(shè)備旁邊裝設(shè)補(bǔ)償電容器組。該補(bǔ)償方式能補(bǔ)償安裝部位以前的所有設(shè)備,因此補(bǔ)償范圍最大,效果最好。但投資較大,而且如果被補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備停止運(yùn)行的話,電容器組也被切除,電容器的利用率較低。同時(shí)存在小容量電容器的單位價(jià)格、電容器易受到機(jī)械震動(dòng)及其他環(huán)境條件影響等缺點(diǎn)。所以這種補(bǔ)償方式適用于長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,無功功率需要較大,或距電源較遠(yuǎn),不便于實(shí)現(xiàn)其他補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合。2-15什么是尖峰電流？尖峰電流的計(jì)算有什么用處？答：尖峰電流是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1～2秒的短時(shí)最大負(fù)荷電流。尖峰電流的計(jì)算可以提供選定用電設(shè)備的型號(hào)以及保護(hù)用電設(shè)備等。2-16某車間380伏線路供電給下列設(shè)備：長(zhǎng)期工作的設(shè)備有7.5kW的電動(dòng)機(jī)2臺(tái),4kW的電動(dòng)機(jī)3臺(tái),3kW的電動(dòng)機(jī)10臺(tái)；反復(fù)短時(shí)工作的設(shè)備有42kVA的電焊機(jī)1臺(tái)<額定暫載率為60%,=0.62,=0.85>,10t吊車1臺(tái)<在暫載率為40%的條件下,其額定功率為39.6kW,=0.5>。試確定它們的設(shè)備容量。解：對(duì)于長(zhǎng)期工作制的設(shè)備,其設(shè)備容量就是它們的額定功率,所以長(zhǎng)期工作設(shè)備的設(shè)備容量為：對(duì)于反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備,其設(shè)備容量為：電焊機(jī)：吊車：所以,它們的總的設(shè)備容量為：2-17已知有一汽車拖拉機(jī)廠每年生產(chǎn)拖拉機(jī)2400臺(tái),汽車1200輛,試用估算法求該廠的計(jì)算負(fù)荷。解：查詢資料得知,生產(chǎn)拖拉機(jī)的單位產(chǎn)品耗電量為5000～8000kWh,這里估算取6500kWh/臺(tái)；生產(chǎn)汽車的單位產(chǎn)品耗電量為1500～2500kWh,這里估算取2000kWh/輛。年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)取4960h。2-18某廠金工車間的生產(chǎn)面積為60m×32m,試用估算法估算該車間的平均負(fù)荷。解：查表可知負(fù)荷密度指標(biāo)答：用估算法估算該車間的平均負(fù)荷為192kW2-19某工廠35/6kV總降壓變電所,分別供電給1～4號(hào)車間變電所及6臺(tái)冷卻水泵用的高壓電動(dòng)機(jī)。1～4號(hào)車間變電所的計(jì)算負(fù)荷分別為：Pc1=840kW,Qc1=680kvar；Pc2=920kw,Qc2=750kvar；Pc3=850kw,Qc3=700kvar；Pc4=900kw,Qc4=720kvar。高壓電動(dòng)機(jī)每臺(tái)容量為300kW,試計(jì)算該總降壓變電所總的計(jì)算負(fù)荷〔忽略線損。解：由題意可知：水泵用的高壓電動(dòng)機(jī)假設(shè)同時(shí)系數(shù)K=0.9高壓側(cè)高壓側(cè)答：該總降壓變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷Pe1=4540.33kw,Qe1=3878.3kvar,Se1=5971.25,Ice1=98.62A2-20某車間采用一臺(tái)10/0.4kV變壓器供電,低壓負(fù)荷有生產(chǎn)用通風(fēng)機(jī)5臺(tái)共60kW,點(diǎn)焊機(jī)〔=65%3臺(tái)共10.5kW,有連鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械8臺(tái)共40kW,5.1kW的行車〔=15%2臺(tái)。試確定該車間變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷。解：通風(fēng)機(jī)點(diǎn)焊機(jī)有連鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械行車同時(shí)系數(shù)取車間計(jì)算負(fù)荷為：2-21某車間設(shè)有小批量生產(chǎn)冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)40臺(tái),總?cè)萘?52kW,其中較大容量的電動(dòng)機(jī)有10kW1臺(tái)、7kW2臺(tái)、4.5kW5臺(tái)、2.8kW10臺(tái)；衛(wèi)生用通風(fēng)機(jī)6臺(tái)共6kW。試分別用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法求車間的計(jì)算負(fù)荷。解：需要系數(shù)法：查表A-1可得：冷加工機(jī)床：通風(fēng)機(jī)組：車間的計(jì)算負(fù)荷:二項(xiàng)式法:查表A-1可得：冷加工機(jī)床:通風(fēng)機(jī)組:因?yàn)閚=6＜2x2,取x2=3.則顯然在二組設(shè)備中第一組附加負(fù)荷<cPx>1最大故總計(jì)算負(fù)荷為：2-22某220/380V三相四線制線路上接有下列負(fù)荷：220V3kW電熱箱2臺(tái)接于A相,6kW1臺(tái)接于B相,4.5kW1臺(tái)接于C相；380V20kW〔=65%單頭手動(dòng)弧焊機(jī)1臺(tái)接于AB相,6kW〔=10%3臺(tái)接于BC相,10.5kW〔=50%2臺(tái)接于CA相。試求該線路的計(jì)算負(fù)荷。解：〔1電熱箱的各相計(jì)算負(fù)荷查表A-1得,,因此各相的有功計(jì)算負(fù)荷為：A相B相C相〔2單頭手動(dòng)弧焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷查表A-1得,；查表2-4得,時(shí),則將各相換算成的設(shè)備容量,即：各相的設(shè)備容量為A相B相C相各相的計(jì)算負(fù)荷為A相B相C相〔3各相總的計(jì)算負(fù)荷為〔設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.95A相B相C相〔4總的等效三相計(jì)算負(fù)荷因?yàn)锳相的有功計(jì)算負(fù)最大,所以,則2-23某廠機(jī)械工車間變電所供電電壓10kV,低壓側(cè)負(fù)荷擁有金屬切削機(jī)床容量共920kW,通風(fēng)機(jī)容量共56kW,起重機(jī)容量共76kW〔=15%,照明負(fù)荷容量42kW〔白熾燈,線路額定電壓380V。試求：〔1該車間變電所高壓側(cè)〔10kV的計(jì)算負(fù)荷〔2若車間變電所低壓側(cè)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償,功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95,應(yīng)裝BW0.4-28-3型電容器多少臺(tái)？〔3補(bǔ)償后車間高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷,計(jì)算視在功率減小多少？解：〔1查表A-1小批量金屬切削機(jī)床：通風(fēng)機(jī)：起重機(jī)：照明：總的計(jì)算負(fù)荷為〔設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.95變壓器的功率損耗為變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷為變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為〔2實(shí)際補(bǔ)償容量為280kvar〔3變電所低壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷為變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷為變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為2-24某廠10kV母線上的有功計(jì)算負(fù)荷為320kW,平均功率因數(shù)為0.67。如果要使平均功率因數(shù)提高到0.9,在10kV母線上固定補(bǔ)償,則需要裝設(shè)BW型并聯(lián)電容器的總?cè)萘渴嵌嗌伲坎⑦x擇電容器的型號(hào)和個(gè)數(shù)。解：考慮到三相均衡分配,每相裝設(shè)5個(gè),此時(shí)并聯(lián)電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量為150kvar。選擇BW-10.5-10-1型電容器15個(gè)。2-25某工具廠全年消耗的電能Wa為2500萬度,Wr為2100萬度,供電電壓為10kV。其平均有功功率和平均功率因數(shù)是多少？欲將功率因數(shù)提高到0.9,需裝設(shè)BWF10.5-30-1并聯(lián)電容器多少臺(tái)？解：考慮到三相平衡應(yīng)裝設(shè)36臺(tái),每相12臺(tái)。2-26某工廠35kV總降壓變電所10kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：1#車間720kW+j510kvar;2#車間580kW+j400kvar;3#車間630kW+j490kvar;4#車間475Kw+j335kvar<α=0.76,β=0.82,忽略線損>。試求：〔1全廠計(jì)算負(fù)荷及平均功率因數(shù)；〔2功率因數(shù)是否滿足供用電規(guī)程？若不滿足,應(yīng)補(bǔ)償?shù)蕉嗌?？?若在10kV側(cè)進(jìn)行固定補(bǔ)償,應(yīng)裝BW—10.5—16—1型電容器多少臺(tái)？〔4補(bǔ)償后全廠的計(jì)算負(fù)荷及平均功率因數(shù)。解：<1>全廠計(jì)算負(fù)荷：〔2所以不滿足,應(yīng)補(bǔ)償?shù)?.9〔3<4>補(bǔ)償后功率因數(shù)第3章短路電流計(jì)算3-1什么叫短路?短路的類型有哪些?造成短路的原因是什么?短路有什么危害?答：短路是不同相之間,相對(duì)中線或地線之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接.短路種類有三相短路,兩相短路,單相短路和兩相接地短路.短路的原因主要有設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行,絕緣自然老化,操作過電壓,雷電過電壓,絕緣受到機(jī)械損傷等.短路的危害：1短路產(chǎn)生很大的熱量,導(dǎo)體溫度身高,將絕緣損壞。2短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力,使電器設(shè)備受到機(jī)械損壞。3短路使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重減低,電器設(shè)備正常工作受到破壞。4短路造成停電,給國(guó)家經(jīng)濟(jì)帶來?yè)p失,給人民生活帶累不便。5嚴(yán)重的短路將影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,使并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)失去同步,嚴(yán)重的可能造成系統(tǒng)解列,甚至崩潰。6單相短路產(chǎn)生的不平橫磁場(chǎng),對(duì)附近的通信線路和弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾,影響其正常工作。3-2什么叫無限大容量系統(tǒng)?它有什么特征?為什么供配電系統(tǒng)短路時(shí),可將電源看做無限大容量系統(tǒng)?答：無限大容量系統(tǒng)的指端電壓保持恒定,沒有內(nèi)部阻抗和容量無限大的系統(tǒng).它的特征有：系統(tǒng)的容量無限大.系統(tǒng)阻抗為零和系統(tǒng)的端電壓在短路過程中維持不變.實(shí)際上,任何電力系統(tǒng)都有一個(gè)確定的容量,并有一定的內(nèi)部阻抗.當(dāng)供配電系統(tǒng)容量較電力系統(tǒng)容量小得多,電力系統(tǒng)阻抗不超過短路回路總阻抗的5%~10%,或短路點(diǎn)離電源的電氣距離足夠遠(yuǎn),發(fā)生短路時(shí)電力系統(tǒng)母線降低很小,此時(shí)可將電力系統(tǒng)看做無限大容量。3-3無限大容量三相短路時(shí),短路電流如何變化？答：三相短路后,無源回路中的電流由原來的數(shù)值衰減到零；有源回路由于回路阻抗減小,電流增大,但由于回路內(nèi)存在電感,電流不能發(fā)生突變,從而產(chǎn)生一個(gè)非周期分量電流,非周期分量電流也不斷衰減,最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)短路電流。短路電流周期分量按正弦規(guī)律變化,而非周期分量是按指數(shù)規(guī)律衰減,最終為零,又稱自由分量。3-4產(chǎn)生最嚴(yán)重三相短路電流的條件是什么？答：〔1短路前電路空載或cosΦ=1；〔2短路瞬間電壓過零,t=0時(shí)a=0度或180度；〔3短路回路純電感,即Φk=90度。3-5什么是次暫態(tài)短路電流?什么是沖擊短路電流?什么是穩(wěn)態(tài)短路電流?它們與短路電流周期分量有效值有什么關(guān)系?答：次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個(gè)周期的有效值.沖擊短路電流是短路全電流的最大瞬時(shí)值.高壓系統(tǒng),低壓系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)短路電流是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流.無限大容量系統(tǒng),高壓系統(tǒng),低壓系統(tǒng)3-6什么叫標(biāo)幺值？如何選取基準(zhǔn)值？答：用相對(duì)值表示元件的物理量,稱為標(biāo)幺值。任意一個(gè)物理量的有名值與基準(zhǔn)值的比值成為標(biāo)幺值,標(biāo)幺值沒有單位?；鶞?zhǔn)值的選取是任意的,但為了計(jì)算方便,通常取100MVA為基準(zhǔn)容量,取線路平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓,即。3-7如何計(jì)算三相短路電路？答：①根據(jù)短路計(jì)算要求畫出短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖,該系統(tǒng)圖應(yīng)包含所有與短路計(jì)算有關(guān)的元件,并標(biāo)出各元件的參數(shù)和短路點(diǎn)。②畫出計(jì)算短路電流的等效電路圖,每個(gè)元件用一個(gè)阻抗表示,電源用一個(gè)小圓表示,并標(biāo)出短路點(diǎn),同時(shí)標(biāo)出元件的序號(hào)和阻抗值,一般分子標(biāo)序號(hào),分母標(biāo)阻抗值。③選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓,計(jì)算各元件的阻抗標(biāo)幺值④等效電路化簡(jiǎn),求出短路回路總阻抗的標(biāo)幺值,簡(jiǎn)化時(shí)電路的各種簡(jiǎn)化方法都可以使用,如串聯(lián)、并聯(lián)、Δ-Y或Y-Δ變換、等電位法等。⑤按前述公式由短路回路總阻抗標(biāo)幺值計(jì)算短路電流標(biāo)幺值,再計(jì)算短路各量,即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。3-8電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流有什么影響？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí),從電源到短路點(diǎn)的系統(tǒng)電壓下降,嚴(yán)重時(shí)短路點(diǎn)的電壓可降為零。接在短路點(diǎn)附近運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)可能大于電動(dòng)機(jī)所在處系統(tǒng)的殘壓,此時(shí)電動(dòng)機(jī)將和發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,向短路點(diǎn)饋送短路電流,同時(shí)電動(dòng)機(jī)迅速受到制動(dòng),它所提供的短路電流很快衰減。3-9在無限大容量系統(tǒng)中,兩相短路電流與三相短路電流有什么關(guān)系？答：㈠在三相短路電流計(jì)算中記線路平均額定電壓為,短路回路阻抗用表示。則有：三相短路電流……………①?zèng)_擊電流……………②其中為短路電路沖擊系數(shù)㈡在兩相短路電流計(jì)算中記為短路點(diǎn)的平均額定電壓,為短路回路的一相總阻抗。則有：兩相短路電流……………③沖擊電流……………④其中為短路電路沖擊系數(shù)將①與②、③與④對(duì)比可得：由以上分析可得：在無限大容量系統(tǒng)中,兩相短路電流較三相短路電流小。3-10什么是短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)？如何計(jì)算？短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備,會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和產(chǎn)生很高的溫度,稱為短路的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)。短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)是當(dāng)電路短路時(shí),短路沖擊電流流過導(dǎo)體瞬間,導(dǎo)線間相互電磁作用產(chǎn)生的力。兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力式中a為兩平行導(dǎo)線間距；l為導(dǎo)線長(zhǎng)；Kf為形狀系數(shù),圓形,管形導(dǎo)體Kf=1。三相平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力式中Im為線電流幅值；Kf為形狀系數(shù)。3.短路電流的電動(dòng)力三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力的關(guān)系為備注：Kf為形狀系數(shù),圓形,管形導(dǎo)體Kf=1；矩形導(dǎo)體根據(jù)<a-b>/<b+h>和m=<b/h>查表可得。3-11什么是短路電流的熱效應(yīng)？如何計(jì)算？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí),短路電流非常大。短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備,會(huì)產(chǎn)生很高的溫度,稱為熱效應(yīng)。短路發(fā)熱和近似為絕熱過程,短路時(shí)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于導(dǎo)體溫度升高吸收的能量,導(dǎo)體的電阻率和比熱也隨溫度而變化,其熱平衡方程如下：將代入上式,得整理上式后式中,ρ是導(dǎo)體0℃時(shí)的電阻率；α為ρ0的溫度系數(shù)；c0為導(dǎo)體0℃時(shí)的比熱容；β為c0的溫度系數(shù)；γ為導(dǎo)體材料的密度；S為導(dǎo)體的截面積〔mm2；l為導(dǎo)體的長(zhǎng)度〔km；IKt為短路全電流的有效值<A>；AK和AL為短路和正常的發(fā)熱系數(shù),對(duì)某導(dǎo)體材料,A值僅是溫度的函數(shù),即A=f<θ>.短路電流產(chǎn)生的熱量的計(jì)算式：短路發(fā)熱假想時(shí)間可按下式計(jì)算：式中,tK為短路持續(xù)時(shí)間,它等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間top和短路器短路時(shí)間toc之和,即在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路,由于I″=I∞,所以上式變?yōu)閷?dǎo)體短路發(fā)熱系數(shù)AK式中,S為導(dǎo)體的截面積〔mm2,I∞為穩(wěn)態(tài)短路電流〔A,tima為短路發(fā)熱假想時(shí)間〔s.短路熱穩(wěn)定最小截面Smin3-12試求圖3-18所示供電系統(tǒng)中K1和K2點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？解：取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓Ud=Uav,兩個(gè)電壓基準(zhǔn)電壓分別是Ud1=37kV,Ud2=6.3kV。各元件標(biāo)幺值為：線路1WL變壓器T〔1K1點(diǎn)三相短路時(shí)〔2K2點(diǎn)三相短路時(shí)3-13試求圖3-19所示供電系統(tǒng)中K1和K2點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？解：取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓Ud=Uav,兩個(gè)電壓基準(zhǔn)電壓分別是Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV。各元件標(biāo)幺值為：系統(tǒng)S線路WL變壓器1T,2T<1>K1點(diǎn)三相短路<2>K2點(diǎn)三相短路3-14試求圖3—20所示無限大容量系統(tǒng)中K點(diǎn)發(fā)生三相短路電流,沖擊短路電流和短路容量,以及變壓器2T一次流過的短路電流.各元件參數(shù)如下：變壓器1T：SN=31.5MVA,UK%=10.5,10.5/121kV；變壓器2T,3T：SN=15MVA,UK%=10.5,110/6.6kV；線路1WL,2WL：L=100km,X0=0.4Ω/km電抗器L：UNL=6kV,INL=1.5kA,XNL%=8。解：<1>由圖所示的短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖畫出短路電流計(jì)算等校電路圖,如圖所示.由斷路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗,用X表示.<2>取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓UD=UAV,基準(zhǔn)電壓是Ud1=121kV,Ud2=6.6kV,Ud3=6.6kV,則各元件電抗標(biāo)幺值為變壓器1T：線路W1,W2：變壓器2T3T：電抗器；當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)：一短路回路總阻抗標(biāo)幺值二K點(diǎn)所在電壓基準(zhǔn)電流三K短路電流各值為<2>變壓器2T一次流過的短路電流為：3.15試求圖3-21所示系統(tǒng)中K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流,沖擊電流和短路容量.已知線路單位長(zhǎng)度電抗X.=0.4Ω/km,其余參數(shù)見圖所示.解：取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓分別為Ud2=Ud7=121kV,Ud3=115.5kV,QF的斷路容量Sos=1000MVA。同理：計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：計(jì)算K點(diǎn)所在電壓的基準(zhǔn)電流：計(jì)算K點(diǎn)短路電流各值：3-16在題3-12中,若6kV的母線接有一臺(tái)400kW的同步電動(dòng)機(jī),cosφ=0.95,η=0.94,試求K2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的沖擊短路電流。解：第3章短路電流計(jì)算3-1什么叫短路?短路的類型有哪些?造成短路的原因是什么?短路有什么危害?答：短路是不同相之間,相對(duì)中線或地線之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接.短路種類有三相短路,兩相短路,單相短路和兩相接地短路.短路的原因主要有設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行,絕緣自然老化,操作過電壓,雷電過電壓,絕緣受到機(jī)械損傷等.短路的危害：1短路產(chǎn)生很大的熱量,導(dǎo)體溫度身高,將絕緣損壞。2短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力,使電器設(shè)備受到機(jī)械損壞。3短路使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重減低,電器設(shè)備正常工作受到破壞。4短路造成停電,給國(guó)家經(jīng)濟(jì)帶來?yè)p失,給人民生活帶累不便。5嚴(yán)重的短路將影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,使并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)失去同步,嚴(yán)重的可能造成系統(tǒng)解列,甚至崩潰。6單相短路產(chǎn)生的不平橫磁場(chǎng),對(duì)附近的通信線路和弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾,影響其正常工作。3-2什么叫無限大容量系統(tǒng)?它有什么特征?為什么供配電系統(tǒng)短路時(shí),可將電源看做無限大容量系統(tǒng)?答：無限大容量系統(tǒng)的指端電壓保持恒定,沒有內(nèi)部阻抗和容量無限大的系統(tǒng).它的特征有：系統(tǒng)的容量無限大.系統(tǒng)阻抗為零和系統(tǒng)的端電壓在短路過程中維持不變.實(shí)際上,任何電力系統(tǒng)都有一個(gè)確定的容量,并有一定的內(nèi)部阻抗.當(dāng)供配電系統(tǒng)容量較電力系統(tǒng)容量小得多,電力系統(tǒng)阻抗不超過短路回路總阻抗的5%~10%,或短路點(diǎn)離電源的電氣距離足夠遠(yuǎn),發(fā)生短路時(shí)電力系統(tǒng)母線降低很小,此時(shí)可將電力系統(tǒng)看做無限大容量。3-3無限大容量三相短路時(shí),短路電流如何變化？答：三相短路后,無源回路中的電流由原來的數(shù)值衰減到零；有源回路由于回路阻抗減小,電流增大,但由于回路內(nèi)存在電感,電流不能發(fā)生突變,從而產(chǎn)生一個(gè)非周期分量電流,非周期分量電流也不斷衰減,最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)短路電流。短路電流周期分量按正弦規(guī)律變化,而非周期分量是按指數(shù)規(guī)律衰減,最終為零,又稱自由分量。3-4產(chǎn)生最嚴(yán)重三相短路電流的條件是什么？答：〔1短路前電路空載或cosΦ=1；〔2短路瞬間電壓過零,t=0時(shí)a=0度或180度；〔3短路回路純電感,即Φk=90度。3-5什么是次暫態(tài)短路電流?什么是沖擊短路電流?什么是穩(wěn)態(tài)短路電流?它們與短路電流周期分量有效值有什么關(guān)系?答：次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個(gè)周期的有效值.沖擊短路電流是短路全電流的最大瞬時(shí)值.高壓系統(tǒng),低壓系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)短路電流是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流.無限大容量系統(tǒng),高壓系統(tǒng),低壓系統(tǒng)3-6什么叫標(biāo)幺值？如何選取基準(zhǔn)值？答：用相對(duì)值表示元件的物理量,稱為標(biāo)幺值。任意一個(gè)物理量的有名值與基準(zhǔn)值的比值成為標(biāo)幺值,標(biāo)幺值沒有單位?；鶞?zhǔn)值的選取是任意的,但為了計(jì)算方便,通常取100MVA為基準(zhǔn)容量,取線路平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓,即。3-7如何計(jì)算三相短路電路？答：①根據(jù)短路計(jì)算要求畫出短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖,該系統(tǒng)圖應(yīng)包含所有與短路計(jì)算有關(guān)的元件,并標(biāo)出各元件的參數(shù)和短路點(diǎn)。②畫出計(jì)算短路電流的等效電路圖,每個(gè)元件用一個(gè)阻抗表示,電源用一個(gè)小圓表示,并標(biāo)出短路點(diǎn),同時(shí)標(biāo)出元件的序號(hào)和阻抗值,一般分子標(biāo)序號(hào),分母標(biāo)阻抗值。③選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓,計(jì)算各元件的阻抗標(biāo)幺值④等效電路化簡(jiǎn),求出短路回路總阻抗的標(biāo)幺值,簡(jiǎn)化時(shí)電路的各種簡(jiǎn)化方法都可以使用,如串聯(lián)、并聯(lián)、Δ-Y或Y-Δ變換、等電位法等。⑤按前述公式由短路回路總阻抗標(biāo)幺值計(jì)算短路電流標(biāo)幺值,再計(jì)算短路各量,即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。3-8電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流有什么影響？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí),從電源到短路點(diǎn)的系統(tǒng)電壓下降,嚴(yán)重時(shí)短路點(diǎn)的電壓可降為零。接在短路點(diǎn)附近運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)可能大于電動(dòng)機(jī)所在處系統(tǒng)的殘壓,此時(shí)電動(dòng)機(jī)將和發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,向短路點(diǎn)饋送短路電流,同時(shí)電動(dòng)機(jī)迅速受到制動(dòng),它所提供的短路電流很快衰減。3-9在無限大容量系統(tǒng)中,兩相短路電流與三相短路電流有什么關(guān)系？答：㈠在三相短路電流計(jì)算中記線路平均額定電壓為,短路回路阻抗用表示。則有：三相短路電流……………①?zèng)_擊電流……………②其中為短路電路沖擊系數(shù)㈡在兩相短路電流計(jì)算中記為短路點(diǎn)的平均額定電壓,為短路回路的一相總阻抗。則有：兩相短路電流……………③沖擊電流……………④其中為短路電路沖擊系數(shù)將①與②、③與④對(duì)比可得：由以上分析可得：在無限大容量系統(tǒng)中,兩相短路電流較三相短路電流小。3-10什么是短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)？如何計(jì)算？短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備,會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和產(chǎn)生很高的溫度,稱為短路的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)。短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)是當(dāng)電路短路時(shí),短路沖擊電流流過導(dǎo)體瞬間,導(dǎo)線間相互電磁作用產(chǎn)生的力。兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力式中a為兩平行導(dǎo)線間距；l為導(dǎo)線長(zhǎng)；Kf為形狀系數(shù),圓形,管形導(dǎo)體Kf=1。三相平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力式中Im為線電流幅值；Kf為形狀系數(shù)。3.短路電流的電動(dòng)力三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力的關(guān)系為備注：Kf為形狀系數(shù),圓形,管形導(dǎo)體Kf=1；矩形導(dǎo)體根據(jù)<a-b>/<b+h>和m=<b/h>查表可得。3-11什么是短路電流的熱效應(yīng)？如何計(jì)算？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí),短路電流非常大。短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備,會(huì)產(chǎn)生很高的溫度,稱為熱效應(yīng)。短路發(fā)熱和近似為絕熱過程,短路時(shí)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于導(dǎo)體溫度升高吸收的能量,導(dǎo)體的電阻率和比熱也隨溫度而變化,其熱平衡方程如下：將代入上式,得整理上式后式中,ρ是導(dǎo)體0℃時(shí)的電阻率；α為ρ0的溫度系數(shù)；c0為導(dǎo)體0℃時(shí)的比熱容；β為c0的溫度系數(shù)；γ為導(dǎo)體材料的密度；S為導(dǎo)體的截面積〔mm2；l為導(dǎo)體的長(zhǎng)度〔km；IKt為短路全電流的有效值<A>；AK和AL為短路和正常的發(fā)熱系數(shù),對(duì)某導(dǎo)體材料,A值僅是溫度的函數(shù),即A=f<θ>.短路電流產(chǎn)生的熱量的計(jì)算式：短路發(fā)熱假想時(shí)間可按下式計(jì)算：式中,tK為短路持續(xù)時(shí)間,它等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間top和短路器短路時(shí)間toc之和,即在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路,由于I″=I∞,所以上式變?yōu)閷?dǎo)體短路發(fā)熱系數(shù)AK式中,S為導(dǎo)體的截面積〔mm2,I∞為穩(wěn)態(tài)短路電流〔A,tima為短路發(fā)熱假想時(shí)間〔s.短路熱穩(wěn)定最小截面Smin3-12試求圖3-18所示供電系統(tǒng)中K1和K2點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？解：取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓Ud=Uav,兩個(gè)電壓基準(zhǔn)電壓分別是Ud1=37kV,Ud2=6.3kV。各元件標(biāo)幺值為：線路1WL變壓器T〔1K1點(diǎn)三相短路時(shí)〔2K2點(diǎn)三相短路時(shí)3-13試求圖3-19所示供電系統(tǒng)中K1和K2點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？解：取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓Ud=Uav,兩個(gè)電壓基準(zhǔn)電壓分別是Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV。各元件標(biāo)幺值為：系統(tǒng)S線路WL變壓器1T,2T<1>K1點(diǎn)三相短路<2>K2點(diǎn)三相短路3-14試求圖3—20所示無限大容量系統(tǒng)中K點(diǎn)發(fā)生三相短路電流,沖擊短路電流和短路容量,以及變壓器2T一次流過的短路電流.各元件參數(shù)如下：變壓器1T：SN=31.5MVA,UK%=10.5,10.5/121kV；變壓器2T,3T：SN=15MVA,UK%=10.5,110/6.6kV；線路1WL,2WL：L=100km,X0=0.4Ω/km電抗器L：UNL=6kV,INL=1.5kA,XNL%=8。解：<1>由圖所示的短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖畫出短路電流計(jì)算等校電路圖,如圖所示.由斷路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗,用X表示.<2>取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓UD=UAV,基準(zhǔn)電壓是Ud1=121kV,Ud2=6.6kV,Ud3=6.6kV,則各元件電抗標(biāo)幺值為變壓器1T：線路W1,W2：變壓器2T3T：電抗器；當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)：一短路回路總阻抗標(biāo)幺值二K點(diǎn)所在電壓基準(zhǔn)電流三K短路電流各值為<2>變壓器2T一次流過的短路電流為：3.15試求圖3-21所示系統(tǒng)中K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流,沖擊電流和短路容量.已知線路單位長(zhǎng)度電抗X.=0.4Ω/km,其余參數(shù)見圖所示.解：取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓分別為Ud2=Ud7=121kV,Ud3=115.5kV,QF的斷路容量Sos=1000MVA。同理：計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：計(jì)算K點(diǎn)所在電壓的基準(zhǔn)電流：計(jì)算K點(diǎn)短路電流各值：3-16在題3-12中,若6kV的母線接有一臺(tái)400kW的同步電動(dòng)機(jī),cosφ=0.95,η=0.94,試求K2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的沖擊短路電流。解：第五章電氣設(shè)備的選擇5-1電氣設(shè)備選擇的一般原則是什么?答：電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下3項(xiàng)原則：<1>按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備a根據(jù)電氣裝置所處的位置,使用環(huán)境和工作條件,選擇電氣設(shè)備型號(hào)；b按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓；c按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備和額定電流。<2>按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定<3>開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)5-2高壓斷路器如何選擇？答：〔1根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件來選擇設(shè)備的型號(hào)?！?在正常條件下,按電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于其所在線路的額定電壓選擇額定電壓,電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于實(shí)際通過它的最大負(fù)荷電流選擇額定電流。〔3動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式中,為沖擊電流有效值,為電氣設(shè)備的極限通過電流有效值?！?熱穩(wěn)定校驗(yàn)式中,為電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流,t為熱穩(wěn)定時(shí)間。〔5開關(guān)電器流能力校驗(yàn)對(duì)具有斷流能力的高壓開關(guān)設(shè)備需校驗(yàn)其斷流能力。開關(guān)電氣設(shè)備的斷流容量不小于安裝點(diǎn)最大三相短路容量,即5-3跌落式熔斷器如何校驗(yàn)其斷流能力?答：跌落式熔斷器需校驗(yàn)斷流能力上下限值,應(yīng)使被保護(hù)線路的三相短路的沖擊電流小于其上限值,而兩相短路電流大于其下限值。5-4電壓互感器為什么不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定,而電流互感器卻要校驗(yàn)？答：電壓互感器的一、二次側(cè)均有熔斷器保護(hù),所以不需要校驗(yàn)短路動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。而電流互感器沒有。5-5電流互感器按哪些條件選擇？變比又如何選擇？二次繞組的負(fù)荷怎樣計(jì)算？答：1電流互感器按型號(hào)、額定電壓、變比、準(zhǔn)確度選擇。2電流互感器一次側(cè)額定電流有20,30,40,50,75,100,150,200,400,600,800,1000,1200,1500,2000〔A等多種規(guī)格,二次側(cè)額定電流均為5A,一般情況下,計(jì)量用的電流互感器變比的選擇應(yīng)使其一次額定電流不小于線路中的計(jì)算電流。保護(hù)用的電流互感器為保證其準(zhǔn)確度要求,可以將變比選的大一些。3二次回路的負(fù)荷取決于二次回路的阻抗的值。5-6電壓互感器應(yīng)按哪些條件選擇？準(zhǔn)確度級(jí)如何選用？答：電壓互感器的選擇如下：

●按裝設(shè)點(diǎn)環(huán)境及工作要求選擇電壓互感器型號(hào)；

●電壓互感器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓；

●按測(cè)量?jī)x表對(duì)電壓互感器準(zhǔn)確度要求選擇并校驗(yàn)準(zhǔn)確度。

計(jì)量用電壓互感器準(zhǔn)確度選0.5級(jí)以上,測(cè)量用的準(zhǔn)確度選1.0級(jí)或3.0級(jí),保護(hù)用的準(zhǔn)確度為3P級(jí)和6P級(jí)。5-7室內(nèi)母線有哪兩種型號(hào)？如何選擇它的截面？

答：母線的種類有矩形母線和管形母線,母線的材料有銅和鋁。

母線截面選擇：〔1按計(jì)算電流選擇母線截面,且式中,為母線允許的載流量；為匯集到母線上的計(jì)算電流?！?年平均負(fù)荷、傳輸容量較大時(shí),宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面,且式中,為經(jīng)濟(jì)電流密度,為母線經(jīng)濟(jì)截面。5-8支柱絕緣子的作用是什么？按什么條件選擇？為什么需要校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定而不需要校驗(yàn)熱穩(wěn)定？答：〔1作用是用來固定導(dǎo)線或母線,并使導(dǎo)線與設(shè)備或基礎(chǔ)絕緣?！?支柱絕緣支的選擇應(yīng)符合下列幾個(gè)條件：①按使用場(chǎng)所選擇型號(hào)②按工作電壓選擇額定電壓③校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定〔3因?yàn)槎搪窌r(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊電流并作用在絕緣子上,但不會(huì)發(fā)熱就不需要校驗(yàn)熱穩(wěn)定。5-9穿墻套管按哪些條件選擇？答：穿墻套管按下列幾個(gè)條件選擇：1按使用場(chǎng)所選擇型號(hào)；2按工作電壓選擇額定電壓；3按計(jì)算電流選擇額定電流；4動(dòng)穩(wěn)態(tài)校驗(yàn)式中,為三相短路電流作用于穿墻套管上的計(jì)算力〔N；為穿墻套管允許的最大抗彎破壞負(fù)荷〔N；為穿墻套管與最近一個(gè)支柱絕緣子間的距離〔m,為套管本身的長(zhǎng)度〔m,為相間距離,。5熱穩(wěn)定校驗(yàn)式中,為熱穩(wěn)定電流；為熱穩(wěn)定時(shí)間。5-10為什么移開式開關(guān)柜柜內(nèi)沒有隔離開關(guān),而固定式開關(guān)柜柜內(nèi)有隔離開關(guān)？答：移開式開關(guān)柜中沒有隔離開關(guān),是因?yàn)閿嗦菲髟谝崎_后能形成斷開點(diǎn),故不需要隔離開關(guān)。而固定式開關(guān)柜內(nèi)的結(jié)構(gòu)型式是固定式,所以需要隔離開關(guān)。5-11電壓線路中,前后級(jí)熔斷器間在選擇性方面如何進(jìn)行分配？答：一般前級(jí)熔斷器的熔體額定電流應(yīng)比后級(jí)熔斷器的熔體額定電流大2至3級(jí),以使靠近故障點(diǎn)的熔斷器最先熔斷。5-12低壓斷路器選擇的一般原則是什么？答：〔1低壓斷路器的型號(hào)及操作機(jī)構(gòu)形式應(yīng)符合工作環(huán)境,保護(hù)性能等方面的要求；〔2低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)線路的額定電壓； 〔3低壓斷路器的額定電流應(yīng)不小于它所能安裝的最大脫扣器的額定電流；〔4低壓斷路器的短路斷流能力應(yīng)不小于線路中最大三相短路電流；A：對(duì)萬能式〔DW型斷路器,其分?jǐn)鄷r(shí)間在0.02s以上時(shí),有B：對(duì)塑殼式〔DZ型或其他型號(hào)斷路器,其分?jǐn)鄷r(shí)間在0.02s以下時(shí),有或5-13某10kV線路計(jì)算電流150A,三相短路電流為9kA,沖擊短路電流為23kA,假想時(shí)間為1.4s,試選擇隔離開關(guān)、斷路器,并校驗(yàn)它們的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。解：據(jù)題意可得：Uwn=10kV.Ic=150A.Ik<3>=9kA.Ish<3>=23kA.<1>高壓斷路器的選擇查表A-4,選擇SN10-10I/630型少油斷路器,其有關(guān)技術(shù)參數(shù)及裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件和計(jì)算選擇結(jié)果列于下表中,從中可以看出斷路器的對(duì)數(shù)均大于裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件,故所選斷路器合格。序號(hào)SN10-10I/630選擇要求裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)1Un10kV>=Uw.n10kV合格2In630A>=Ic150A合格3Ioc16kA>=Ik<3>9kA合格4Imax40kA>=Ish<3>23kA合格5It^2*t16^2*4=1024kA^2s>=Ik^2*tima9^2*<1.4+0.1>=121.5kA^2s合格<2>高壓隔離開關(guān)的選擇查表A-5,選擇CN-10T/400高壓隔離開關(guān)。選擇計(jì)算結(jié)果列于下表中。序號(hào)CN-10T/400選擇要求裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)1Un10kV>=Uw.n10kV合格2In400A>=Ic150A合格3Imax30kA>=Ish<3>23kA合格4It^2*t14^2*5=13720kA^2s>=Ik^2*tima9^2*<1.4+0.1>=121.5kA^2s合格5-14某10kV車間變電所,變壓器容量為630kVA,高壓側(cè)短路容量為100MVA,若用RN1型高壓熔斷器做高壓側(cè)短路保護(hù),試選擇RN1型熔斷器的規(guī)則并校驗(yàn)其斷流能力。解：〔1選擇熔斷器額定電壓：UN.FU=UN=10kV選擇熔體和熔斷器額定電流：IN.FE>=IC=SN/<1.732UN>=36.37IN.FU>=IN.FE根據(jù)上式計(jì)算結(jié)果查表A-6-1,選RN1-10型熔斷器,其熔體電流為40A,熔斷器額定電流為50A,最大斷流能力12KA?！?檢驗(yàn)熔斷器能力：Ioc=12kV>Ikmax=10kA所以：所選RN1-10型熔斷器滿足要求。5-15在習(xí)題5-13的條件下,若在該線路出線開關(guān)柜配置兩只電流互感器LQJ-10型,分別裝在A,C相〔兩相V形接線,電流互感器0.5級(jí)二次繞組用于電能測(cè)量,三相有功及無功電度表各一只,每個(gè)電流線圈消耗負(fù)荷0.5VA,有功率表一只,每個(gè)電流線圈負(fù)荷為1.5VA,中性線上裝一只電流表,電流線圈消耗負(fù)荷為3VA〔A,C相各分擔(dān)3VA的一半。3.0級(jí)二次繞組用做繼電保護(hù),A,C相各接兩只DL型電流繼電器,每只電流繼電器線圈消耗負(fù)荷為2.5VA。電流互感器至儀表﹑繼電器的單向長(zhǎng)度為2.5m,導(dǎo)線采用BV-500-1*2.5mm2的銅心塑料線。試選擇電流互感器的變比,并校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定,熱穩(wěn)定和各二次繞組的負(fù)荷是否符合準(zhǔn)確度的要求。解：⑴測(cè)量用的電流互感器的選擇。根據(jù)線路電壓為10KV,計(jì)算電流為150A,查表A-7,選變比為200/5A的LQJ-10型電流互感器,Kes=160,Kt=75,t=1s,0.5級(jí)二次繞組的=0.4歐姆。①準(zhǔn)確度校驗(yàn)VA滿足準(zhǔn)確度要求。②動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)KA滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。③熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定要求。所以選擇LQJ-10200/5A電流互感器滿足要求。⑵保護(hù)用的電流互感器的選擇線路電壓10KV,計(jì)算電流150A,查表A-7,選變比400/5A的LQJ-10型電流互感器,Kes=160,Kt=75,t=1s,3.0級(jí)二次繞組的=0.6歐姆。①準(zhǔn)確度校驗(yàn)VA滿足準(zhǔn)確度要求。②動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。③熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定要求。所以選擇LQJ-10400/5A型電流互感器滿足要。5-16試按例5-4所給條件,選擇三相五芯式電壓互感器型號(hào),并校驗(yàn)二次負(fù)荷是否符合準(zhǔn)確度要求〔提示三相五芯柱式互感器所給的二次負(fù)荷為三相負(fù)荷,將接于相電壓、線電壓的負(fù)荷換算成三相負(fù)荷。解：根據(jù)要求查表A-8,選項(xiàng)3只變壓器JDZJ-10型電壓互感器電壓變比為；零序法阻規(guī)定用6P級(jí)三相負(fù)荷為：故三次負(fù)荷滿足要示。5-17按習(xí)題5-13電氣條件,選擇母線上電壓互感器的斷流能力。解：根據(jù)題5-13所給的電氣條件有：IN.Foc≥Ic=150A對(duì)于百限流式,要求Ioc≥9kA對(duì)于非限流式,要求IOC≥IshPsh≥230mvA過大,Poc≥P’=9kA×10kV=90MVA∴選用限流式RW9-10/200高壓熔斷器。5-18變壓器室內(nèi)有一臺(tái)容量為1000kVA〔10/0.4kV的變壓器,低壓側(cè)母線采用TMY型,試初步選擇低壓母線的截面。解：按流選擇母線截面已知變壓器額定容量和一,二次側(cè)額定電壓,可計(jì)算低壓側(cè)母線電壓：根據(jù)所求的I2N查表A-12-2可知,初選母線為TMY-80×8型,最大允許的載流量為：1690A,大于1443.4A,即。由母線截面選擇原則可知滿足要求,故選擇TMY-80×8型。5-19某高壓配電室采用TMY—80×10硬銅母線,平放在ZA—10Y支柱絕緣子上,母線中心距為0.3m,支柱絕緣子間跨距為1.2m,與CML—10/600型穿墻套管間跨距為1.5m,穿墻套管間距為0.25m。最大短路沖擊電流為30kA,試對(duì)母線、支柱絕緣子和穿墻套管的動(dòng)穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)。解：〔1母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)三相短路點(diǎn)動(dòng)力彎曲力矩按大于2檔計(jì)算,即計(jì)算應(yīng)力為故母線滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。〔2支柱絕緣子動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)由表5-4可得,支柱絕緣子最大允許機(jī)械破壞負(fù)荷為3.75kN,則因故支柱絕緣子滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。〔3穿墻套管動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)查表5-5得,,由公式得故穿墻套管動(dòng)穩(wěn)定要求。5-20某380V動(dòng)力線路,有一臺(tái)15KW電動(dòng)機(jī),功率因數(shù)為0.8,功率為0.88,起動(dòng)倍數(shù)為7,起動(dòng)時(shí)間為3~8s,塑料絕緣導(dǎo)體截面為16,穿鋼管敷設(shè),三相短路電流為16.7kA,采用熔斷器做短路保護(hù)并與線路配合。試選擇RTO型熔斷器及額定電流〔環(huán)境溫度按+35設(shè)攝氏度計(jì)解：由效率求。起動(dòng)電流選擇熔體及熔斷器額定電流查表A-11,選查表A-11選RTO-100型熔斷器,其熔體額定電流為100A,熔斷器額定電流為100A,最大斷流能為50kA。5-21某380V低壓干線上,計(jì)算電流為250A,尖峰電流為400A,安裝地點(diǎn)三相短路沖擊電流為30kA,試選擇DW15型低壓斷路器的規(guī)格〔帶瞬時(shí)和延長(zhǎng)時(shí)脫扣器,并校驗(yàn)斷路器的斷流能力。解：〔1瞬時(shí)脫扣器額定電流選擇及動(dòng)作電流整定①,故選取脫扣器；②查表A—10—5的整定倍數(shù),選擇1.5倍整定倍數(shù)的瞬時(shí)脫扣器,則動(dòng)作電流整定值為③與保護(hù)線路的配合故滿足要求?！?長(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流整定①動(dòng)作電流整定查表A—10—5,選取192~240~300中的整定電流為300A的脫扣器,則②與保護(hù)線路的配合故滿足要求。<3>斷路器額定電流選擇查表A—10—1,選400ADW15系列斷路器?！?斷流能力校驗(yàn)故滿足要求。第五章電氣設(shè)備的選擇5-1電氣設(shè)備選擇的一般原則是什么?答：電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下3項(xiàng)原則：<1>按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備a根據(jù)電氣裝置所處的位置,使用環(huán)境和工作條件,選擇電氣設(shè)備型號(hào)；b按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓；c按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備和額定電流。<2>按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定<3>開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)5-2高壓斷路器如何選擇？答：〔1根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件來選擇設(shè)備的型號(hào)。〔2在正常條件下,按電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于其所在線路的額定電壓選擇額定電壓,電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于實(shí)際通過它的最大負(fù)荷電流選擇額定電流?！?動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式中,為沖擊電流有效值,為電氣設(shè)備的極限通過電流有效值?！?熱穩(wěn)定校驗(yàn)式中,為電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流,t為熱穩(wěn)定時(shí)間?！?開關(guān)電器流能力校驗(yàn)對(duì)具有斷流能力的高壓開關(guān)設(shè)備需校驗(yàn)其斷流能力。開關(guān)電氣設(shè)備的斷流容量不小于安裝點(diǎn)最大三相短路容量,即5-3跌落式熔斷器如何校驗(yàn)其斷流能力?答：跌落式熔斷器需校驗(yàn)斷流能力上下限值,應(yīng)使被保護(hù)線路的三相短路的沖擊電流小于其上限值,而兩相短路電流大于其下限值。5-4電壓互感器為什么不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定,而電流互感器卻要校驗(yàn)？答：電壓互感器的一、二次側(cè)均有熔斷器保護(hù),所以不需要校驗(yàn)短路動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。而電流互感器沒有。5-5電流互感器按哪些條件選擇？變比又如何選擇？二次繞組的負(fù)荷怎樣計(jì)算？答：1電流互感器按型號(hào)、額定電壓、變比、準(zhǔn)確度選擇。2電流互感器一次側(cè)額定電流有20,30,40,50,75,100,150,200,400,600,800,1000,1200,1500,2000〔A等多種規(guī)格,二次側(cè)額定電流均為5A,一般情況下,計(jì)量用的電流互感器變比的選擇應(yīng)使其一次額定電流不小于線路中的計(jì)算電流。保護(hù)用的電流互感器為保證其準(zhǔn)確度要求,可以將變比選的大一些。3二次回路的負(fù)荷取決于二次回路的阻抗的值。5-6電壓互感器應(yīng)按哪些條件選擇？準(zhǔn)確度級(jí)如何選用？答：電壓互感器的選擇如下：

●按裝設(shè)點(diǎn)環(huán)境及工作要求選擇電壓互感器型號(hào)；

●電壓互感器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓；

●按測(cè)量?jī)x表對(duì)電壓互感器準(zhǔn)確度要求選擇并校驗(yàn)準(zhǔn)確度。

計(jì)量用電壓互感器準(zhǔn)確度選0.5級(jí)以上,測(cè)量用的準(zhǔn)確度選1.0級(jí)或3.0級(jí),保護(hù)用的準(zhǔn)確度為3P級(jí)和6P級(jí)。5-7室內(nèi)母線有哪兩種型號(hào)？如何選擇它的截面？

答：母線的種類有矩形母線和管形母線,母線的材料有銅和鋁。

母線截面選擇：〔1按計(jì)算電流選擇母線截面,且式中,為母線允許的載流量；為匯集到母線上的計(jì)算電流?！?年平均負(fù)荷、傳輸容量較大時(shí),宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面,且式中,為經(jīng)濟(jì)電流密度,為母線經(jīng)濟(jì)截面。5-8支柱絕緣子的作用是什么？按什么條件選擇？為什么需要校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定而不需要校驗(yàn)熱穩(wěn)定？答：〔1作用是用來固定導(dǎo)線或母線,并使導(dǎo)線與設(shè)備或基礎(chǔ)絕緣?！?支柱絕緣支的選擇應(yīng)符合下列幾個(gè)條件：①按使用場(chǎng)所選擇型號(hào)②按工作電壓選擇額定電壓③校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定〔3因?yàn)槎搪窌r(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊電流并作用在絕緣子上,但不會(huì)發(fā)熱就不需要校驗(yàn)熱穩(wěn)定。5-9穿墻套管按哪些條件選擇？答：穿墻套管按下列幾個(gè)條件選擇：1按使用場(chǎng)所選擇型號(hào)；2按工作電壓選擇額定電壓；3按計(jì)算電流選擇額定電流；4動(dòng)穩(wěn)態(tài)校驗(yàn)式中,為三相短路電流作用于穿墻套管上的計(jì)算力〔N；為穿墻套管允許的最大抗彎破壞負(fù)荷〔N；為穿墻套管與最近一個(gè)支柱絕緣子間的距離〔m,為套管本身的長(zhǎng)度〔m,為相間距離,。5熱穩(wěn)定校驗(yàn)式中,為熱穩(wěn)定電流；為熱穩(wěn)定時(shí)間。5-10為什么移開式開關(guān)柜柜內(nèi)沒有隔離開關(guān),而固定式開關(guān)柜柜內(nèi)有隔離開關(guān)？答：移開式開關(guān)柜中沒有隔離開關(guān),是因?yàn)閿嗦菲髟谝崎_后能形成斷開點(diǎn),故不需要隔離開關(guān)。而固定式開關(guān)柜內(nèi)的結(jié)構(gòu)型式是固定式,所以需要隔離開關(guān)。5-11電壓線路中,前后級(jí)熔斷器間在選擇性方面如何進(jìn)行分配？答：一般前級(jí)熔斷器的熔體額定電流應(yīng)比后級(jí)熔斷器的熔體額定電流大2至3級(jí),以使靠近故障點(diǎn)的熔斷器最先熔斷。5-12低壓斷路器選擇的一般原則是什么？答：〔1低壓斷路器的型號(hào)及操作機(jī)構(gòu)形式應(yīng)符合工作環(huán)境,保護(hù)性能等方面的要求；〔2低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)線路的額定電壓； 〔3低壓斷路器的額定電流應(yīng)不小于它所能安裝的最大脫扣器的額定電流；〔4低壓斷路器的短路斷流能力應(yīng)不小于線路中最大三相短路電流；A：對(duì)萬能式〔DW型斷路器,其分?jǐn)鄷r(shí)間在0.02s以上時(shí),有B：對(duì)塑殼式〔DZ型或其他型號(hào)斷路器,其分?jǐn)鄷r(shí)間在0.02s以下時(shí),有或5-13某10kV線路計(jì)算電流150A,三相短路電流為9kA,沖擊短路電流為23kA,假想時(shí)間為1.4s,試選擇隔離開關(guān)、斷路器,并校驗(yàn)它們的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。解：據(jù)題意可得：Uwn=10kV.Ic=150A.Ik<3>=9kA.Ish<3>=23kA.<1>高壓斷路器的選擇查表A-4,選擇SN10-10I/630型少油斷路器,其有關(guān)技術(shù)參數(shù)及裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件和計(jì)算選擇結(jié)果列于下表中,從中可以看出斷路器的對(duì)數(shù)均大于裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件,故所選斷路器合格。序號(hào)SN10-10I/630選擇要求裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)1Un10kV>=Uw.n10kV合格2In630A>=Ic150A合格3Ioc16kA>=Ik<3>9kA合格4Imax40kA>=Ish<3>23kA合格5It^2*t16^2*4=1024kA^2s>=Ik^2*tima9^2*<1.4+0.1>=121.5kA^2s合格<2>高壓隔離開關(guān)的選擇查表A-5,選擇CN-10T/400高壓隔離開關(guān)。選擇計(jì)算結(jié)果列于下表中。序號(hào)CN-10T/400選擇要求裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)1Un10kV>=Uw.n10kV合格2In400A>=Ic150A合格3Imax30kA>=Ish<3>23kA合格4It^2*t14^2*5=13720kA^2s>=Ik^2*tima9^2*<1.4+0.1>=121.5kA^2s合格5-14某10kV車間變電所,變壓器容量為630kVA,高壓側(cè)短路容量為100MVA,若用RN1型高壓熔斷器做高壓側(cè)短路保護(hù),試選擇RN1型熔斷器的規(guī)則并校驗(yàn)其斷流能力。解：〔1選擇熔斷器額定電壓：UN.FU=UN=10kV選擇熔體和熔斷器額定電流：IN.FE>=IC=SN/<1.732UN>=36.37IN.FU>=IN.FE根據(jù)上式計(jì)算結(jié)果查表A-6-1,選RN1-10型熔斷器,其熔體電流為40A,熔斷器額定電流為50A,最大斷流能力12KA。〔2檢驗(yàn)熔斷器能力：Ioc=12kV>Ikmax=10kA所以：所選RN1-10型熔斷器滿足要求。5-15在習(xí)題5-13的條件下,若在該線路出線開關(guān)柜配置兩只電流互感器LQJ-10型,分別裝在A,C相〔兩相V形接線,電流互感器0.5級(jí)二次繞組用于電能測(cè)量,三相有功及無功電度表各一只,每個(gè)電流線圈消耗負(fù)荷0.5VA,有功率表一只,每個(gè)電流線圈負(fù)荷為1.5VA,中性線上裝一只電流表,電流線圈消耗負(fù)荷為3VA〔A,C相各分擔(dān)3VA的一半。3.0級(jí)二次繞組用做繼電保護(hù),A,C相各接兩只DL型電流繼電器,每只電流繼電器線圈消耗負(fù)荷為2.5VA。電流互感器至儀表﹑繼電器的單向長(zhǎng)度為2.5m,導(dǎo)線采用BV-500-1*2.5mm2的銅心塑料線。試選擇電流互感器的變比,并校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定,熱穩(wěn)定和各二次繞組的負(fù)荷是否符合準(zhǔn)確度的要求。解：⑴測(cè)量用的電流互感器的選擇。根據(jù)線路電壓為10KV,計(jì)算電流為150A,查表A-7,選變比為200/5A的LQJ-10型電流互感器,Kes=160,Kt=75,t=1s,0.5級(jí)二次繞組的=0.4歐姆。①準(zhǔn)確度校驗(yàn)VA滿足準(zhǔn)確度要求。②動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)KA滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。③熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定要求。所以選擇LQJ-10200/5A電流互感器滿足要求。⑵保護(hù)用的電流互感器的選擇線路電壓10KV,計(jì)算電流150A,查表A-7,選變比400/5A的LQJ-10型電流互感器,Kes=160,Kt=75,t=1s,3.0級(jí)二次繞組的=0.6歐姆。①準(zhǔn)確度校驗(yàn)VA滿足準(zhǔn)確度要求。②動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。③熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定要求。所以選擇LQJ-10400/5A型電流互感器滿足要。5-16試按例5-4所給條件,選擇三相五芯式電壓互感器型號(hào),并校驗(yàn)二次負(fù)荷是否符合準(zhǔn)確度要求〔提示三相五芯柱式互感器所給的二次負(fù)荷為三相負(fù)荷,將接于相電壓、線電壓的負(fù)荷換算成三相負(fù)荷。解：根據(jù)要求查表A-8,選項(xiàng)3只變壓器JDZJ-10型電壓互感器電壓變比為；零序法阻規(guī)定用6P級(jí)三相負(fù)荷為：故三次負(fù)荷滿足要示。5-17按習(xí)題5-13電氣條件,選擇母線上電壓互感器的斷流能力。解：根據(jù)題5-13所給的電氣條件有：IN.Foc≥Ic=150A對(duì)于百限流式,要求Ioc≥9kA對(duì)于非限流式,要求IOC≥IshPsh≥230mvA過大,Poc≥P’=9kA×10kV=90MVA∴選用限流式RW9-10/200高壓熔斷器。5-18變壓器室內(nèi)有一臺(tái)容量為1000kVA〔10/0.4kV的變壓器,低壓側(cè)母線采用TMY型,試初步選擇低壓母線的截面。解：按流選擇母線截面已知變壓器額定容量和一,二次側(cè)額定電壓,可計(jì)算低壓側(cè)母線電壓：根據(jù)所求的I2N查表A-12-2可知,初選母線為TMY-80×8型,最大允許的載流量為：1690A,大于1443.4A,即。由母線截面選擇原則可知滿足要求,故選擇TMY-80×8型。5-19某高壓配電室采用TMY—80×10硬銅母線,平放在ZA—10Y支柱絕緣子上,母線中心距為0.3m,支柱絕緣子間跨距為1.2m,與CML—10/600型穿墻套管間跨距為1.5m,穿墻套管間距為0.25m。最大短路沖擊電流為30kA,試對(duì)母線、支柱絕緣子和穿墻套管的動(dòng)穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)。解：〔1母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)三相短路點(diǎn)動(dòng)力彎曲力矩按大于2檔計(jì)算,即計(jì)算應(yīng)力為故母線滿足動(dòng)穩(wěn)定要求?！?支柱絕緣子動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)由表5-4可得,支柱絕緣子最大允許機(jī)械破壞負(fù)荷為3.75kN,則因故支柱絕緣子滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)?！?穿墻套管動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)查表5-5得,,由公式得故穿墻套管動(dòng)穩(wěn)定要求。5-20某380V動(dòng)力線路,有一臺(tái)15KW電動(dòng)機(jī),功率因數(shù)為0.8,功率為0.88,起動(dòng)倍數(shù)為7,起動(dòng)時(shí)間為3~8s,塑料絕緣導(dǎo)體截面為16,穿鋼管敷設(shè),三相短路電流為16.7kA,采用熔斷器做短路保護(hù)并與線路配合。試選擇RTO型熔斷器及額定電流〔環(huán)境溫度按+35設(shè)攝氏度計(jì)解：由效率求。起動(dòng)電流選擇熔體及熔斷器額定電流查表A-11,選查表A-11選RTO-100型熔斷器,其熔體額定電流為100A,熔斷器額定電流為100A,最大斷流能為50kA。5-21某380V低壓干線上,計(jì)算電流為250A,尖峰電流為400A,安裝地點(diǎn)三相短路沖擊電流為30kA,試選擇DW15型低壓斷路器的規(guī)格〔帶瞬時(shí)和延長(zhǎng)時(shí)脫扣器,并校驗(yàn)斷路器的斷流能力。解：〔1瞬時(shí)脫扣器額定電流選擇及動(dòng)作電流整定①,故選取脫扣器；②查表A—10—5的整定倍數(shù),選擇1.5倍整定倍數(shù)的瞬時(shí)脫扣器,則動(dòng)作電流整定值為③與保護(hù)線路的配合故滿足要求?！?長(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流整定①動(dòng)作電流整定查表A—10—5,選取192~240~300中的整定電流為300A的脫扣器,則②與保護(hù)線路的配合故滿足要求。<3>斷路器額定電流選擇查表A—10—1,選400ADW15系列斷路器?！?斷流能力校驗(yàn)故滿足要求。第四章變配電所及其一次系統(tǒng)4-1如何確定工廠的供配電電壓?供電電壓等級(jí)有0.22KV,0.38KV,6KV,10KV,35KV,66KV,110KV,220KV配電電壓等級(jí)有10KV,6KV,380V/220V供電電壓是指供配電系統(tǒng)從電力系統(tǒng)所取得的電源電壓.究竟采用哪一級(jí)供電電壓,主要取決于以下3個(gè)方面的因素.電力部門所弄提供的電源電壓.企業(yè)負(fù)荷大小及距離電源線遠(yuǎn)近.企業(yè)大型設(shè)備的額定電壓決定了企業(yè)的供電電壓.配電電壓是指用戶內(nèi)部向用電設(shè)備配電的電壓等級(jí).有高壓配電電壓和低壓配電電壓.高壓配電電壓通常采用10KV或6KV,一般情況下,優(yōu)先采用10KV高壓配電電壓.低壓配電電壓等級(jí)為380V/220V,但在石油.化工及礦山<井>場(chǎng)所可以采用660V的配電電壓.4—2確定工廠變電所變壓器容量和臺(tái)數(shù)的原則是什么？答：〔1變壓器容量的確定a應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)可靠性的要求。在一二級(jí)負(fù)荷的變電所中,選擇兩臺(tái)主變壓器,當(dāng)在技術(shù)上,經(jīng)濟(jì)上比較合理時(shí),主變器選擇也可多于兩臺(tái)；b對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷比較大的宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所,技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)可采用兩臺(tái)主變壓器c三級(jí)負(fù)荷一般選擇一臺(tái)豬變壓器,負(fù)荷較大時(shí),也可選擇兩臺(tái)主變壓器?！?變壓器容量的確定裝單臺(tái)變壓器時(shí),其額定容量SN應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷Sc,考慮負(fù)荷發(fā)展應(yīng)留有一定的容量裕度,并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,即SN>=<1.15~1.4>Sc裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí),其中任意一臺(tái)主變壓器容量>SN應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件:a任一臺(tái)主變壓器運(yùn)行時(shí),應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的60%~70%的要求,即SN=<0.6~0.7>Scb任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),應(yīng)能滿足全部一二級(jí)負(fù)荷Sc<I+II>的要求,即SN>=Sc<I+II>4-4高壓少油斷路器和高壓真空斷路器各自的滅弧介質(zhì)是什么？比較其滅弧性能,各適用于什么場(chǎng)合？高壓少油斷路器的滅弧介質(zhì)是油。高壓真空斷路器的滅弧介質(zhì)是真空。高壓少油斷路器具有重量輕,體積小,節(jié)約油和鋼材,價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),但不能頻繁操作,用于6—35KV的室內(nèi)配電裝置。高壓真空斷路器具有不爆炸,噪聲低,體積小,重量輕,壽命長(zhǎng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無污染,可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。在35KV配電系統(tǒng)及以下電壓等級(jí)中處于主導(dǎo)地位,但價(jià)格昂貴。4-5、高壓隔離開關(guān)的作用是什么？為什么不能帶負(fù)荷操作？答：高壓隔離開關(guān)的作用是隔離高壓電源,以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修及人身安全。但隔離開關(guān)沒有滅弧裝置,因此不能帶負(fù)荷拉、合閘,不能帶負(fù)荷操作。4-6高壓負(fù)荷開關(guān)有哪些功能？能否實(shí)施短路保護(hù)？在什么情況下自動(dòng)跳閘？解：功能：隔離高壓電源,以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修及人身安全。高壓負(fù)荷開關(guān)不能斷開短路電流,所以不能實(shí)施短路保護(hù)。常與熔斷器一起使用,借助熔斷器來切除故障電流,可廣泛應(yīng)用于城網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)改造。高壓負(fù)荷開關(guān)上端的絕緣子是一個(gè)簡(jiǎn)單的滅弧室,它不僅起到支持絕緣子的作用,而且其內(nèi)部是一個(gè)汽缸,裝有操動(dòng)機(jī)構(gòu)主軸傳動(dòng)的活塞,絕緣子上部裝有絕緣噴嘴和弧靜觸頭。當(dāng)負(fù)荷開始分閘時(shí),閘刀一端的弧動(dòng)觸頭與弧靜觸頭之間產(chǎn)生電弧,同時(shí)在分閘時(shí)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)活塞,壓縮汽缸內(nèi)的空氣,從噴嘴往外吹弧,使電弧迅速熄滅。4-7試畫出高壓斷路器、高壓隔離器、高壓負(fù)荷開關(guān)的圖形和文字符號(hào)。答：高壓斷路器〔文字符號(hào)為QF,圖形符號(hào)為——×/—；高壓隔離器〔文字符號(hào)為QS,圖形符號(hào)為——|/—；高壓負(fù)荷〔文字符號(hào)為QL,圖形符號(hào)為——|o/—。4-8熔斷器的作用是什么？常用的高壓熔斷器戶內(nèi)和戶外的型號(hào)有哪些？各適用于哪些場(chǎng)合。答：熔斷器的作用主要是對(duì)電路及其設(shè)備進(jìn)行短路和過負(fù)荷保護(hù)；常用的高壓熔斷器主要有戶內(nèi)限流熔斷器〔RN系列,戶外跌落式熔斷器〔RW系列；RN系列高壓熔斷器主要用于3~35KV電力系統(tǒng)的短路保護(hù)和過載保護(hù),其中RN1型用于電力變壓器和電力線路的短路保護(hù),RN2型用于電壓互感器的短路保護(hù)。RW系列戶外高壓跌落式熔斷器主要作為配電變壓器或電力線路的短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。4--9互感器的作用是什么？電流互感器和電壓互感器在結(jié)構(gòu)上各有什么特點(diǎn)？答：互感器是電流互感器和電壓互感器的合稱?；ジ衅鲗?shí)質(zhì)是一種特殊的變壓器,其基本結(jié)構(gòu)和工作原理與