工廠供電 劉介才版 課后習題答案

工廠供電劉介才版課后習題答案

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差不多

要求？

重要作用:現(xiàn)代社會是建立在電能應用的基礎之上的，電能在產(chǎn)品

成本中所占的比重一樣專門?。ǔ娀裙I(yè)外），其重要性是在于工業(yè)生產(chǎn)

實現(xiàn)電氣化以后能夠增加產(chǎn)量、提升產(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

成嚴峻的后果。例如某些對供電可靠性要求專門高的工廠，即使是極短時

刻的停電，也會引起重大設備損壞，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缺失。

差不多要求：

1、安全：在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事

故。

2、可靠：應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)包括哪些范疇?變電所和配電所的任務有什么不

同？什么情形下可采納高壓深入負荷中心的直配方式？

工廠供電系統(tǒng)是指從電源線路進廠起到高低壓用電設備進線端止

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。

配電所的任務是同意電能和分配電能，不改變電壓；而變電所的任

務是同意電能、變換電壓和分配電能。

高壓深入負荷中心的直配方式，能夠省去一級中間變壓，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，提升了

供電質(zhì)量。然而這要按照廠區(qū)的環(huán)境條件是否滿足35kV架空線路深入負荷

中心的“安全走廊”要求而定，否則不宜采納。

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)，能夠更經(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），并大大提升供電可靠性。

4、我國規(guī)定的“工頻”是多少?對其頻率偏差有何要求？

工頻：一樣交流電力設備的額定頻率為50HZ。

規(guī)定：頻率偏差正負0.2Hz

電壓偏差正負5%

電壓偏差是指電氣設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？中性點非直截

了當接地系統(tǒng)與中性點直截了當接地系統(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)、中性點直截

了當接地系統(tǒng)。

中性點非直截了當接地系統(tǒng)單相接地時，另兩相對地電壓升高為

原先的根號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，另兩相對地電壓升高為原先的根

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。

中性點直截了當接地系統(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）、愛護線（PE線）和愛護中性線（P

EN線）各有哪些功能？TN-C系統(tǒng)、TN—S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

設備；二電是用來傳導三相系統(tǒng)中的不平穩(wěn)電流和單相電流；三是減小負

荷中性點的電位偏移。

愛護線（PE線）的功能：它是用來保證人身安全、防止發(fā)生觸電事故用

的接地線。系統(tǒng)中所有設備的外露可導電部分（指正常不帶電壓但故障情形

下可能帶電壓的易被觸及的導電部分，例如設備的金屬外殼、金屬構(gòu)架等）

通過愛護線接地。

愛護中性線（PEN線）的功能：它兼有中性線（N線）和愛護線（PE線）

的功能。這種愛護中性線在我國通稱為“零線”，俗稱“地線

TN—C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線的設備產(chǎn)生電磁干擾。要緊于我國低

壓配電系統(tǒng)中應用最為普普遍，但不適于對安全和抗電磁干擾要求高的場

所。

TN—S系統(tǒng)：其中的N線與PE線全部分開，設備的外露可導電

部分均接PE線。要緊用于對安全較高（如潮濕易觸電的浴室和居民住宅等）

的場所對抗電磁干擾要求高的數(shù)據(jù)處理和周密檢測等實驗場所。

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)，其中設備的外露可導電部分

接PEN線或PE線。要緊用于安全要求和對抗電磁干擾要求高的場所。

TT系統(tǒng)：中性點直截了當接地，設備外殼單獨接地。

IT系統(tǒng)：中性點不接地，設備外殼單獨接地。要緊用于對連續(xù)供

電要求較高及有易燃易爆危險的場所。

第二章一1

1、電力負荷按重要程度分哪幾級?各級負荷對供電電源有什么要

求？

一級負荷：中斷供電將造成人員傷亡或在政治上經(jīng)濟上造成重大

缺失者，以及專門重要的負荷。雙電源供電，必要時增設應急電源。

二級負荷：是斷供電，在政治、經(jīng)濟上造成較大缺失者。雙電源

供電，當負荷較小時能夠?qū)＞€供電。

三級負荷：不屬于一、二級的負荷。對供電電源無專門要求。

2、工廠用電設備按其工作制分哪幾類?什么叫負荷連續(xù)率？它表征

哪類設備的工作特性？

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

負荷連續(xù)率：負荷連續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時刻與工作周期

的百分比值，負荷連續(xù)率表征斷續(xù)周期工作制的設備的工作特性。

f=1x100%

T

3、什么叫最大負荷利用小時?什么叫年最大負荷和年平均負荷?什

么叫負荷系數(shù)？

最大負荷利用小時：是一個假想時刻，在現(xiàn)在間內(nèi)，電力負荷按

年最大負荷Pmax（或P30）連續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年

實際消耗的電能。

年度最大負荷全年中負荷最大工作班內(nèi)消耗電能最大的半小

時的平均功率又叫半小時最大負荷P30

年平均負荷Pav確實是電力負荷在一定時刻t內(nèi)平均消耗的功率，

也確實是電力負荷在該時刻t內(nèi)消耗的電能Wt除以時刻t的值。

負荷系數(shù)又叫負荷率，它是用電負荷的平均負荷Pv與其最大負荷

Pmax的比值。

4、確定運算負荷的需要系數(shù)法和二項式法各有什么特點?各適用于

哪些場合？

運算負荷的方法：需要系數(shù)法：確定運算負荷的差不多方法,常用。

二項式法：設備臺數(shù)少，容量差不懸殊時采納。

5、什么叫尖峰電流?尖峰電流的運算有什么用途？

尖峰電流/次是指連續(xù)時刻1-2S的短時最大負荷電流（電動機起動

時顯現(xiàn)）。

尖峰電流要緊用來選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電愛護裝置及

檢驗電動機自起動條件等。

運算題

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7.5k

w3臺，4kw8臺，3kwl7臺，1.5kwl0臺。試用需要系數(shù)法求其運算負荷。

解：此機床組電動機的總?cè)萘繛?/p>

Pe=1.5kWx3+4kWx8+3kWx17+1.5kWx10=120.5kW

查附錄表1得Kd=0.16~0.2（取0.2）,cose=0.5,tan°=1.73

有功運算負荷P30=0.2x120.55=24.IkW

無功運算負荷Q30=24.1ZWx1.73=41.7/var

024.1kW，

視在運算負荷=----------=48.2W-A

300.5

運算電流等匕j.2A

V3xO.38A:V

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7.5kWl臺，4Kw3臺，2.2Kw7臺)，通風機2臺

共3kW,電阻爐1臺2kW。試用需要系數(shù)法確定此線路上的運算負荷。

解：先求各組的運算負荷

金屬切削機床組

查附錄表1,取Kd=0.2,cos9=0.5,tan9=1.73

P30(1)=0.2X50=10kW

Q30(1)=10X1.73=17.3kvar

通風機組

Kd=0.8,coscp-0.8,tan^9=0.75

P30(2)=0.8X3=24kW

Q30(2)=2.4X0.75=1.8kvar

電阻爐

Kd=0.7,cos^=l,tan^=0

P30(3)=0.7X2=1.4kW

Q30(3)=0

因此總的運算負荷為(取K￡p=0.95,KEq=0.97)

P30=0.95X(10+2.4+1.4)=13.1kW

Q30=0.97X(17.3+1.8+0)=18.5kvar

S30=V13.12+18.52A:V-A=22.7W-A

22.7亞?A

1T3Q0n=-=---------=34.5A

yl3x0.38kV

在實際工程設計講明中，常采納運算表格的形式，如表所示。

需要系

序容量cosptan3運算負荷

用電設備組臺數(shù)數(shù)

名稱nPe“30。30S30/30

號K

kWd而kvarkV-A~A

1金屬切削機床20500.20.51.731017.3

2通風機230.80.80.752.41.8

3電阻爐120.7101.40

235513.819.1

車間總計取KEP=0.95K￡q=0.9713.118.522.734.5

3、已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有380V的三相電動機7.5k

w3臺，4kw8臺，3kwl7臺，L5kwl0臺。試用二項式法來確定機床組的運

算負荷。

解：由附錄表1查得人=0.14,c=0.4,x=5,cose=0.5,tan0=1.73。

設備總?cè)萘繛镻e=120.5kWo

x臺最大容量的設備容量為Px=P5=7.5kWX3+4kWX2=30.5kW

有功運算負荷為

P30=0.14X120.5Kw+0.4X30.5Kw=29.IKw

無功運算負荷為

Q30=29.1KwX1.73=50.3kvar

視在運算負荷為

29.10V

=5S.2kV-A

0.5

運算電流為

58.2AV-A

=88.4A

V3xO.38/rV

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7.5kWl臺，4Kw3臺，2.2Kw7臺)，通風機2臺

共3kW,電阻爐1臺2kW。試用二項式法來確定機修車間380V線路的運

算負荷。

解：先求各組的匕4和

金屬切削機床組

由附錄表1查得b=0.14,c=0.4,x=5,cos(p=0.5,tan一=1.73,

^(1)=0.14X50kw=7kW

cPm=0.4(7.5kwXl+4kwX3+2.2kwX1)=8.68kw

通風機組

查附錄表1得b=0.65,c=0.25,x=5,cos9=0.8,tan.=0.75,

此⑵=0.65X3kw=1.95kw

c匕,、=0.25X3kw=0.75kw

電阻爐

查附錄表1得b=0.7,C=0,X=0,cos*=l,tancp=0,故

此⑶=0.7X2kw=1.4kw

叱⑶=。

以上各組設備中，附加負荷以cR⑴為最大，因此總運算負荷為

P30=(7+1.95+1.4)+8.68=19kw

Q30=(7X17.3+1.95X0.75+0)+8.68X1.73=28.6kvar

S30=A/192+28.62A:V-A=34.3W-A

34.3此?As-

1T3Q0n=---------=52.1A

y[3x0.38kV

從運算結(jié)果能夠看出，按二項式法運算的結(jié)果比按需要系數(shù)法運算的

結(jié)果大得比較多，這也更為合理。

按一樣工程設計講明書要求，以上運算可列成下表所示電力負荷運算

表。

COS(P

用電設備二項式系

序設備臺數(shù)容量tan運算負荷

組名稱數(shù)

p,

總臺最大容PeP30。30S30/30

號kWbc

數(shù)量臺數(shù)kWkWkvarkVA

7+12.1+

1切削機床2055021.70.140.40.51.73

8.6815.0

1.95+1.46+

2通風機25330.650.250.80.75

0.750.56

3電阻爐10200.70101.40

總計23551928.634.352.1

第二章一2

,單相電熱干燥箱

4臺L臺20kW接于C

相。100%)接于AB

相依￡=60%)接于C

A方

電熱箱對焊機

解：(1)電熱干燥箱的各相運算負荷

查附錄表1得Kd=0.7,cosp=l,tane=0。運算其有功運算負荷：

A相P30.A(1)=Kd?,=0.7X2X10kw=14kw

B相P30.B(1)=Kdpe.D=0.7X1X30kw=21kw

C相P30.C(1)=KdpeC=0.7X1X20kw=14kw

(2)焊機的各相運算負荷

先將接于CA相間的30kw(￡=60%)換算至￡=100%的容量，即

PCA=屈X3OKW=23kW

查附錄表1得(=0.35,cose=0.7,tan。=1.02;再由表2—3查得cos9=0.7時

的功率換算系數(shù)

PAB-A=PBC-B=PCA-C=。.8,PAB-B=PBC-C=PCA-A=0.2,QAB-A=(1BC-B=4CA-C=0.22,

qAB-B=qBC-C~QCA-A=08°因此對焊機換算到各相的有功和無功設備容量為

A相PA=0.8x2x14kW+0.2x23kW=21kW

QA=0.22x2x144var+0.8x23kvar=24.6%var

B相PB=0.8x2(W+0.2x2x14kW=2l.6kW

QB=0.22x20kvar+0.8x2x14%var=26.8Zvar

C相Pc=0.8x23ZW+0.2x20kW=22.4女W

Qc=0.22x23kvar+0.8x20kvar=21.14var

各相的有功和無功運算負荷為

A相60A⑵=0.35x27kW=9A5kW

Q30A⑵=0.35x24.6左var=8.61Zvar

B相RoB⑵=0.35X21.6ZW=1.56kW

。30網(wǎng)2)=035x26.84var=9.38Zvar

C相八C.⑵=0.35x22AkW=7.84ZW

Q30.C⑵=035x21.1Zvar=7.39Zvar

(3)各相總的有功和無功運算負荷

A相%，=%卬)+&血2)=1必W+9.45ZW=23.5AW

Q30.A=030.42)=8.61%var

B相Pe今鳳)+鳥。⑥2)=21BV+7.56ZW=28.6&W

Q30.8=030.伙2)=9.38%var

C相八=0+p=14kW+7.84ZW=2l.SkW

Q30.C=(2.3O,C(2)=7.392var

總的等效三相運算負荷

因B相的有功運算負荷最大，故取B相運算等效三相運算負荷，由此

可得

60=3%.8=3x28.6ZW=85.8AW

。3()=3。304=3x9.38女var=28.12var

Sx=+或=J85.82+28./W.A=90.3W?A

S30=.90勢3

30-

收JN6x0.38此

6、某廠壓變電所裝設一臺主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功運算

負荷為650kW,無功運算負荷為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)裝設并聯(lián)電容器進行補償時，需裝設

多少補償容量?并咨詢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)的視在運算負荷為

S30(2)=465()2+80()2它.A=1031此?A

主變壓器容量選擇條件為S“2S3c⑵，因此未進行無功補償時，主變

壓器容量應選為1250kV?A(參看附錄表5)o

這時變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為:cos.(2)=650/1031=0.63

(2)無功補償容量

按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的coss20.9,考慮到變壓器本身的無功功

率損耗^QT遠大于其有功功率損耗△PT,一樣△QT=(4?5)4PT,因

此在變壓器低壓側(cè)進行無功補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應略高于0.9

0,取cos/=0.92。

低壓側(cè)需裝設的并聯(lián)電容器容量為：

Qc=650X(tanarccos0.63—tanarccosO.92)kvar

=525kvar

取QC=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)的視在運算負荷為

652+8002

S^)(2)=7°(-530)kV?A=704kV?A

因此主變壓器容量可改選為800kV-A,比補償前容量減少450k

V?Ao

變壓器的功率損耗為

△^.^0.0155^=0.015x704kV?A=10.6kW

△Qr^0.06S30⑵=0.06X704kV?A=42.2kvar

變電所高壓側(cè)的運算負荷為

%⑴=650kW+10.6KW=661kW

2.30(1)-(800-530)kvar+42.2kvar=312kvar

⑴=J66-+3122kV?A=731kV?A

補償后工廠的功率因數(shù)為

cosd=6o(1)/S；o(])=661/731=0.904

7、有一380V三相線路，供電給下表所示4臺電動機。試運算該線路

的尖峰電流。

電動機

參數(shù)MlM2M3M4

5.8535.827.6

額定電流/A

40.635197193.2

起動電流&/A

解：電動機M4的/”-/N=193.2A-27.6A=165.6A為最大，線路的尖峰電

流為：

ipk=0.9X(5.8+5+35.8)A+193.2A=235A

第三章一1

1、什么叫短路?短路故障產(chǎn)生的緣故有哪些?短路對電力系統(tǒng)有哪些危

害？

短路確實是指不同的電位的導電部分包括導電部分對地之間的低阻性

短接。

短路的緣故：絕緣損壞、過電壓、外力損害、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)生專門大的電動力、專門高溫度、元器件

損壞；電壓驟停、阻礙電氣設備正常運行；停電、電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)固性

遭到破壞；不平穩(wěn)電流、不平穩(wěn)逆變磁場、電磁干擾等顯現(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

最為嚴峻？

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?能否突然增大？

無限大容量的電力系統(tǒng)，是指供電容量有關(guān)于用戶供電系統(tǒng)容量大得

多的電力系統(tǒng)。特點是，當用戶供電系統(tǒng)的負荷變動甚至發(fā)生短路時，電

力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能差不多堅持不變。在無限大容量系統(tǒng)中

發(fā)生短路時，由于負荷阻抗和部分線路阻抗被短路，因此電路電流按照歐

姆定律要突然增大。然而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。最后短路電流達到一個新的穩(wěn)固狀態(tài)。

4、短路電流周期重量和非周期重量各是如何產(chǎn)生的?各符合什么定律?

短路電流周期重量是因短路后電路阻抗突然減小專門多倍，而按歐

姆定律應突然增大專門多倍的電流。

短路電流非周期重量是因短路電路存在電感，而按楞次定律產(chǎn)生的

用以堅持初瞬時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18?

短路后經(jīng)半個周期，ik達到最大植，現(xiàn)在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重

量ip的有效值。

短路穩(wěn)態(tài)電流是短路電流非周期重量衰減完畢以后的短路全電流。

6、什么叫短路運算電壓？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峻，因此按線路首端電壓考慮，

即短路運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？

/%//￡）=6/2=0.866

40=——以——（有正序、負序、零序阻抗）

Z中+Zzz+Zu

工程中,"3z消

8、對一樣開關(guān)4索?其短路動穩(wěn)固度和熱穩(wěn)固度校驗的條件各是什么?

動穩(wěn)固度校驗條件：ma〉sr⑶s

熱穩(wěn)固度校驗條件：冷衣之

斷路器為SN10—1

低壓380V母線上

解：1.求k-1點的三相短路電流和短路容量(4=10.5kV)

(1)運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SN10-10II型斷路器的斷流容量S.

=500MV?A,

中*黯…

2Q/km

2)1.750

總、電抗為

(2)運算三相短路電流和短路容量

1)三相短路電流周期重量有效值

/￡]=—==3.08必

yl3X1(k_J),3x1.97。

2)三相短潞?次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流

/"⑶=/*=稻=3.08公

3)三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值

塌)=2.55/"⑶=2.55X3.08姑=7.85乂

瑤)=1.51/"(3)=1.51X3.08加=4.65公

4)三相短路容量

5?=第=信10.5"x3.08M=56.0MV-A

2.求k-2點的短路電流和短路容量(Uc=0.4kV)

1)電力系統(tǒng)的電抗

=3.2X10F

Soc500MV-A

2)架空線路的電抗

X；=X0/(%)2=0.35(Q/kin)x5kmx(°AkV-)2=2.54x10-3Q

U10.5kV

3)電力變在}器的電抗：由附錄表5得4%=5

2

X3=X4^-^=AX(O^V)=8X10-3Q

34

100SN1001000,A

4)繪k-2點短路的等效電路如上圖b所示，并運算其總電抗：

xx

3

X±(*-2)=X]+X?+X3//X4=X1+X2+~

=3.2X10TQ+2.54X10-3Q+---------=6.86x10-。

2

(2)運算三相短路電流和短路容量

1)三相短路電流周期重量有效值

/⑶=，c2_________O__A_k__V_______

=33.7公

k2

~V3Xz(i2)百x6.86x10-3c

2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流

八a=曾=/"=33.7公

3)三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值

琮)=1.84/"⑶=1.84x33.7M=62.0加

/瞰=1.09/"(3)=1.09x33.7加=36.7公

4)三相短路容量

Si，=血％怙=百xOAkVx33.7姐=23.3MV-A

在工程設計講明書中，往往只列短路運算表，如下表所示。

短路運算表

短路三相短路電流/kA三相短路容量/MV?A

/"(3)/⑶

運算點1oo婢此Sf，

k-13.083.083.087.854.6556.0

k-233.733.733.762.036.723.3

第二章一2

斷路器為SN10—10II

4短路電流和短路容量。

解：1.確定基準值

Sd=1OOMV?A,t7cl=10.5kV,Uc2=OAkV

Sd100W-A

/=-—=-j=-----------=5.5OAA

7%代油瞰

心=醞=瓦麗34"

2.運算短路電路中各要緊元件的電抗標幺值

(1)電力系統(tǒng)的電抗標幺值

由附錄表8查得%=500河八4

X*_1OOMV-A_

1—500MV?A-

(2)架空線路的電抗標幺值

由表3-1查得X。=0.35。/版

X；=0.35(0/km)x5kmx100^,=1.59

2(10.5-02

3)電力變壓器的電抗標幺值

由附錄表5杳得.11.%=，

5.0

3.運算k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量

(1)總電抗標幺值

X；(J)=X；+X；=0.2+1.59=1.79

(2)三相短路電流周期重量有效值

/這=—^―==3.07M

(3)其瑞蘭相短露電流

f(3)=/(3)=/(3)=307M

琮)=2.55x3.07M=7.83M

僚)=1.5lx3.07姑=4.64姑

(4)三相短路容量

顯］==100M-4=559MV.A

KTX179

4.運算k-2點的置用電路息電抗標幺值及三相短路電流和短路容量

(1)總電抗標幺值

X；,,._2)=X：+X；+X；〃X：=0.2+1.59+-=4.29

(2)三相短路電流周期重量有效值

烽=2==33.6M

(3)其他三相短路電新z429

――33.6AA

琮)=1.84x33.6加=61.8公

=1.09x33.6姑=36.6公

(4)三相短路容量

100MVA…….

4⑶__豆-=-------------=23.3MV-A

"一2一^-429

由此可見，采納標玄銅:’法的運算結(jié)果與歐姆法運算的結(jié)果差不多相同。

3、已知工廠變電所380V側(cè)母線上接有250kW感應電動機一臺，平均

cos<=0.7,效率〃=0.75,380V母線的短路電流/f)=33.7加，琮)=62.0加；該母線

采納LMY-100X10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)固度。如果此母線的短路愛護動作時刻為0.6s,低壓斷

路器的斷路時刻為0.1s。該母線正常運行時最高溫度為55。。。校驗其熱穩(wěn)

固度。

解：1.運算母線短路時所受的最大電動力

電動機額定電流為

250左W

N-M-—r==0.724姑

V3x380Vx0.7x0.75

由于該電動機的反饋電流沖擊值為

QM=6.5x1x0.72鈦4=4.7M

因此母線在三相短路時所受的最大電動力為

(3272

F>=V3C+z,,.w)--xlO-7V/A

L0Q777

=V3(62.0xlO3A+4.7xlO3A)2x—~-xlO_7?//A2=4334N

0.16m

2.校驗母線短路時的動穩(wěn)固度

母線在F⑶作用時的彎曲力矩為

/⑶

4334Nx0.9加

M=——=390N?m

1010

母線的截面系數(shù)為

印=義（）.（）

21〃7=j667*10-5m3

66

母線在三相短路時所受到的運算應力為

M390N?m

=----=23.4xl0APa=23.4MPa

1.667x10-5m3

硬鋁母線（LMY）的承諾應力為

<yal=lOMPa><rc=23.4MPa

由此可見該母線滿足短路動穩(wěn)固度的要求。

3.母線滿足短路熱穩(wěn)固度的最小承諾截面

附錄表7c=87A”/,即2,圖3-12%=55。。曲線得K—0.5x104屋.5/加派

tlitnilal=LA,+0.05s=t+U晨C+0.05s=0.65+0.15+0.05s=0.755

Anin=松)旺=33.7X103AX,=335〃/

C87Ayls/mm-

母線截面為A=100X10mnf='i000mnf>Amin,該母線滿足短路熱穩(wěn)

固度要求。

第四章

1、開關(guān)觸頭間產(chǎn)生電弧的全然緣故是什么？發(fā)生電弧有哪些游離

方式?其中最初的游離方式是什么？堅持電弧要緊靠什么游離方式？

產(chǎn)生電弧的緣故：觸頭在分斷電流時，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：觸頭分斷電流時，陽極表面大電流收縮集中，顯

現(xiàn)酷熱光斑，溫度專門高，觸頭表面電子吸取熱能，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10000攝氏度，電弧中的中性質(zhì)

點游離為正離子和自由電子。

最初的游離方式：熱電發(fā)射。

堅持電弧要緊靠：碰撞游離產(chǎn)生電弧熱游離堅持電弧。

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：

正負帶電質(zhì)點的“復合”，重新成為中性質(zhì)點

正負帶電質(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，不承諾帶負荷操作，能夠通斷不超過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、高壓負荷開關(guān)有哪些功能？它可裝設什么愛護裝置？它靠什么來

進行短路愛護？

功能：具有簡單的滅弧裝置，能通斷一定的負荷電流和過負荷電

流。

可裝設熱脫扣器愛護裝置，它與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷

器來進行短路愛護。

5、高壓斷路器有哪些功能？

功能：能通斷負荷電流和短路電流，并能在愛護裝置作用下自動

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)固度？

校驗斷流能力：熔斷器、高壓負荷開關(guān)、高低壓斷路器、低壓刀

開關(guān)。

校驗短路動、熱穩(wěn)固度：高壓隔離開關(guān)、高壓負荷開關(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：滿足用電負荷對供電可靠性的要求，對季節(jié)性負荷或

晝夜負荷變動較大，采納經(jīng)濟運行方式。一樣車間變電所采納一臺，應考

慮欠負荷的進展，有一定余地。

主變壓器容量的選擇：

裝設一臺主變壓器S,v.7,>530

裝設兩臺主變壓器合：(：6~0.7電。

^N.T—330(1+2)

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)變壓器的連接組不必須相同。

(4)變壓器的容量盡量相同或相近，最大容量與最小容量之比不超過

3：lo

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差不多要求?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差不多要求：安全、可靠、靈活、經(jīng)濟。

主接線圖繪制形式：系統(tǒng)式主接線圖一一用于變配電所的運行中，

裝置式主接線圖一一用于變配電所施工圖中

使用。

11、變配電所所址選擇應考慮哪些條件?

所址選擇的一樣原貝心

接近負荷中心無劇烈振動或高溫的場所

進出線方便塵土少、無腐蝕性氣體

接近電源側(cè)不在廁所、有水的下方

設備運輸方便不在有爆炸危險的地點

運算題

1、已知配電所10kV母線短路時的/儼=2.86公，線路的運算電流為35

0A,繼電愛護動作時刻為1.1s,斷路器斷路時刻取0.2s。試選擇10kV高壓

配電所進線側(cè)的高壓戶內(nèi)少油斷路器的型號規(guī)格。

解：初步選用SN10J0型，按照線路運算電流，試選SN10-10I型

斷路器來進行校驗，如下表所示。校驗結(jié)果，所選SN10-10I型是合格的。

裝設地點的電氣條件SN10-10I/630-300型斷路器

序號項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論

1UN10kVUNlOkV合格

2,30350A630A合格

3l/⑶k2.86kA16kA合格

產(chǎn)

4lsh2.55X2.86kA=7.29kA"max40kA合格

/⑶22.862X(1.1+0.2)=10.62

5co"inu16x4=1024合格

2、某10/0.4kV變電所，總運算負荷為1200kV?A,其中一、二

級負荷680kV?Ao試初步選擇該變電所主變壓器的臺數(shù)和容量。

解：按照變電所有一、二級負荷的情形，確定選兩臺主變壓器。

每臺容量S*7=(0.6~0.7)X1200kV?A=(720-840)kV?A,且5奴?68

OkV-A,

初步確定每臺主變壓器容量為800kV?Ao

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)。負荷達到2800kV?A時，變壓器中哪一臺將

要過負荷?過負荷可達多少？

解：并列運行的變壓器之間的負荷分配是與阻抗標幺值成反比的。

變壓器的阻抗標幺值按下式運算

通常取S=100A/V.A=105KVA;

㈤安d

查附錄表5-1,得59-800變壓器(11)的4%=5,S9-2000變壓器(T

2)的4％=6,兩臺變壓器的阻抗標幺值分不為(取S.GO58/.A):

5xl05kVA…

|z止------------------=6.25

100x800fcVA

3.00

I"L100x20001。?A

在負荷達2800kV-A時各臺負擔的負荷分不為

Sc=2800W-Ax―——=908kV-A

八6.25+3.00

4c

S=2800%V?AX———=1892kV?A

T"26.25+3.00

變壓器(Tl)將過負荷(908-800)kV?A=108kV?A,將超過其額定容

量13.5%o

按規(guī)定，油浸式電力變壓器正常承諾過負荷可達20%(戶內(nèi))或3

0%(戶外)。因此變壓器過負荷13.5%依舊在承諾范疇內(nèi)的。

另外，從上述兩臺變壓器的容量比來看，800kV-A：2000kV?A

=1：2.5,尚未達到一樣不承諾的容量比1：3。但考慮到負荷的進展和運行

的靈活性，S9—800/10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：導線、電桿、絕緣子、線路、金具等。

3、導線和電纜的選擇應滿足哪些條件？

發(fā)熱條件，電壓損耗條件，經(jīng)濟電流密，機械強度。

運算題

1、有一條采納BLX-500型鋁芯橡皮線明敷的220/380V的TN-S線路,

線路運算電流為150A,當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?30。。。試按發(fā)熱條件

選擇此線路的導線截面。

解：(1)相線截面4的選擇

查附錄表19—1得環(huán)境溫度為30。。時明敷的BLX-500型截面為5

0mm2的鋁芯橡皮線的1〃7=163A>l3o=15OA,滿足發(fā)熱條件。因此相線截面

選為Ap=50mm2。

(2)中性線截面A。的選擇

按Ao》O.5Ap,選A。=25mm2。

(3)愛護線截面Apg的選擇

由于Ap>35mm2,故選20.5Ap=25mm2。

所選導線型號可表示為：BLX-500-(3X50+1X25+PE25)。

2、上題所示TN-S線路，如果采納BLV-500型鋁芯塑料線穿硬塑料管

埋地敷設，當?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁貫?25。。。試按發(fā)熱條件選擇此線路導線截

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120mm?的導線承諾載流量I“=160A>I30=150Ao

因此按發(fā)熱條件，相線截面選為120mm2o

中性線截面按A°N0.5Ap,選A0=70mm2o

愛護線截面按Ape20.5Ap,選ApE=70mm?。

穿線的硬塑料管內(nèi)徑查附錄表19—3中5根導線穿管管徑仆0=120

mm2)為80mm。

選擇結(jié)果可表示為：BLV-500-(3X120+1X70+PE70)-PC80,其中PC

為硬塑管代號。

3、有一條用LGJ型鋼芯鋁線架設的5km長的35kV架空線路，運算負

荷為2500kW,cose=0.7,Tmax=4800ho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_%。-250.W=58.9A

306>UNCOS(P百X35ZVX0.7

由表5一3查得jcKl.lSA/mm2

人58.9A

A*-----------7=51.2mm2

\A5A/tnm~

選標準截面50mm2,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的承諾載流量Ifl/=178A>I30=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Amin=35mm2<A=50m

m2,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承諾電壓損耗5%的要

求。已知該線路導線為水平等距排列，相鄰線距為1.6m。

解：由上題知P3o=25OOkW,cosg=0.7,因此tans=l,Q3()=2500kva

Fo

用A=50mm?和2即=1.26乂1.6ma2m查附錄表6,得Ro=O.68c/k

m,