1-1: 电力系统——发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。 1-2:供配电系统－－由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。总降压变电所是企业电能供应 的枢纽。它将 35kV ～ 110kV 的外部供电电源电压降为 6 ～ 10kV 高压配电电压，供给高压配电所、车间变电所和高 压用电设备。 高压配电所集中接受 6 ～ 10kV 电压，再分配到附
近各车间变电所和高压用电设备。一般负荷分散、厂 区大的大型企业设置高压配电所。
1— 3.发电机的额定电压 ,用电设备的额定电压和变压器的额定电压是如何规定的 ?为什么 ? 答 （1）用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压 ;发电机的额定电压较电力线路的额定电压要高 5%;变压器的一次绕组
的额定电压等于发电机的额定电压 （升压变压器 ）或电力线路的额定电压 （降压变压器 ）;二次绕组的额定电压较电力线路
的
额定电压要高 10%或 5%（视线路的电压等级或线路长度而定 ）.
（2.）额定电压是能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压 ,它是国家根据经济发展的需要及电力的水平和发展的趋势 经过全面技术经济分析后确定的 .
1-4,电能的质量指标包括哪些 ? 答:电能的质量指标有电压 .频率 .供电可靠性 .
1-5 什么叫电压偏移，电压波动和闪变？如何计算电压偏移和电压波动？ 答：电压偏差是电压偏离额定电压的幅度。电压波动
是指电压的急剧变化。周期性电压急剧变化引起光源光通量急剧波 动而造成人眼视觉不舒适的现象，成为闪变。 电压偏差一般以百分数表示，即
△U％＝（ U－UN）／ UN ×100 电压波动程度以电压最大值与最小值之差或其百分数来表示，即 &U=Umax － Umin &U%= （Umax－Umin）／ UN ×100
式中， &U 为电压波动； &U% 为电压波动百分数； Umax ，Umin 为电压波动的最大值和最小值（ KV ）；UN 为额定电压 （KV ）。
1— 6 电力系统的中性点运行方式有哪几种？中性点不接地电力系统和中性点直接接地系统发生单相接地时各有什么特 点？ 电
力系统的中性点运行方式有三种：中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统。中性点不 接地电力系统发生单相接地时， 接地相对地电压为零， 电容电流为零， 非接地相对地电压升高为线电压， 电容电流增大 倍， 但各相间电压（线电压）仍然对称平衡。中性点直接接地系统发生单相接地时，通过中性点形成单相短路，产生很大的 短路电流，中性点对地电压仍为零，非接地相对地电压也不发生变化。
1-7 电力负荷按对供电可靠性要求分几类？对供电各有什么要求？ 答：电力负荷按对供电可靠性可分为三类，一级负荷，二级
负荷和三级负荷。对供电的要求：一级负荷要求最严，应由 两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一电源应不同时受到损坏，在一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个 独立电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。二级负荷要求 比一级负荷低，应由两回线路供电，供电变压器亦应有两台，从而做到当电力变压器发生故障或电力线路发生常见故障 时，不致中断供电或中断后能迅速恢复。三级负荷要求最低，没有特殊要求，一般有单回路电力线路供电。
1-8 试确定图所示供电系统中发电机 G和变压器 1T，2T和 3T的额定电压。
解：
发电机的额定电压 U = 1.05*10KV = 10.5KV;
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U
二次侧 U = 1.05*10KV=
10.5KV ；； 变压器 3T 的额定电压一次侧 U= 10KV
二次侧 U= 1.05*0.38=
0.399KV 1-9．试确定图中所示供电系统中发电机 G，变压器 2T，3T线路 1WL，2WL 的额定电压。
变压器 1T 的额定电压一次侧 U = 10.5KV ；
二次侧 U = 1.1*35KV=
38.5KV 变压器 2T 的额定电压一次侧 = 35KV ；；
解：发电机 G，额定电压
变压器 2T
U=1.05U1=10.5
KV U1=U=10.5KV
U2=1.1*220=242KV 故额定电压为： 10.5/242；
变压器 3T U1=220KV U3=1.05*10=10.5KV
U2=1.1*110=121KV
线路 1WL 的额定电压为 U=10KV
线路 2WL 的额定电压为 U=0.38KV
1-10题目：试查阅相关资料或网上查阅，找出去年我国的发电机装机容量 .年发电量和年用 。 年用电量
答：我国去年的发电机装机容量是 4 忆千瓦，年发电量为 21870 忆千瓦时， 是 21700 忆千瓦时 1-11. 画出中性点不接地系统 A 相发生但相接地时的相量图。 答： 中性点不接地系统 A 相发生但相接地时的相量图如下图：
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第二章
2-1 什么叫负荷曲线？有哪几种？与负荷曲线有关的物理量有哪些？ 答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用电
的特点和规律。 负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户， 车间或某类设备负荷曲线。
与负荷曲线有关的物理量有： 年最大负荷和年最大负荷利用小时； 平均负荷和负荷系数。
2-2 年最大负荷Ｐ max——指全年中负荷最大的工作班内(为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现２～３次)３０分钟平均 功率的
最大值，因此年最大负荷有时也称为３０分钟最大负荷
P30。
年最大负荷利用小时Ｔ max———指负荷以年最大负荷 Pmax 持续运行一段时间后， 消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能， 这 段时间就是年最大负荷利用小时。
平均负荷 Pav————平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功节率的平均值。 负荷系数 KL ————负荷系数是指平均负荷与最大负 荷的比值。
2-3.什么叫计算负荷 ?为什么计算负荷通常采用 30min 最大负荷 ?正确确定计算负荷有何意义 ?
答:计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时 ,导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等 ,该等效负荷就称为计算负荷 . 导体通过电流达到稳定温升的时间大约为 (3~4)t,t 为发热时间常数 .对中小截面的导体 .其 t 约为 10min 左右 ,故截流倒替约经 30min 后达到稳定 温升值.但是,由于较大截面的导体发热时间常数往往大于 10min,30min还不能达到稳定温升 .由此可见 ,计算负荷 Pc实际上与 30min 最大负荷基 本是相当的。
计算负荷是供电设计计算的基本依据 .计算符合的确定是否合理 ,将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理 .计算负荷不能定得太大 ,否 则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费 ;计算负荷也不能定得太小 ,否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处 于过负荷运行 ,增加电能损耗 ,产生过热 ,导致绝缘体过早老化甚至烧毁 .
2-4. 各工作制用电设备的设备容量如何确定 ? 答:长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的 铭牌额定功率 ,即
Pe=PN 反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率 .
2-5.需要系数的含义是什么 ? 答:所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量 ,两者之间存在一个比值关系 ,因此需要引进需要系数的概念 ,
即 :Pc=KdPe.
式中，Kd 为需要系数 ; Pc为计算负荷 ; Pe为设备容量 .
形成该系数的原因有 :用电设备的设备容量是指输出容量 ,它与输入容量之间有一个平均效率 ;用电设备不一定满负荷运行 ,因此引入符合系数 Kl; 用电设备本身及配电线路有功率损耗 ,所以引进一个线路平均效率 ;用电设备组的所有设备不一定同时运行 ,故引入一个同时系数 , 2-6 确定计算负荷的估算法 .需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？
答：估算法实为指标法，其特点是进行方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段。需要系数法的特点是简单方便，计算结果较 符合
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实际，而长期使用已积累了各种设备的需要系数，是世界各国普遍采用的方法，适用于多组三相用电设备的计算负荷。二项式法其特点 是既考虑了用电设备的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备引起的附加负荷，其计算的结果比按需要系数法计算的结果大得多，适用于容 量差别悬殊的用电设备的负荷计算。
2-8 在接有单相用电设备的三相线路中 , 什么情况下可将单相设备与三相设备综合按三相负荷的计算方法计算确定负荷 ? 而在什么情况下应 进行单
相负荷计算 ?
答 : 单相设备应尽可能地均匀分布在三相上 ,以使三相负荷保持平衡 .
a: 三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的 15%时,单相设备可按三相负荷平衡计算 .
b: 三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的 15%时,应把单相设备容量换算为等效三相设备容量 ,再算出三相等效计算负荷 .
2-9如何分配单相（ 220 伏，380 伏）用电设备，使计算负荷最小？如何将单相负荷简便地换算成三相负荷？ 答：可以用负荷密度法和需要系数
法来分配用电设备；
这样换算：⑴当单相设备的总容量不超过三相总容量的 15%，单相设备按三相负荷平衡来计算。 ⑵当单相设备的总容量超过三相总容量的
15%，
应该换成等效三相设备容量，再算出三相等效计算负荷。
2-10 电力变压器的有功功率和无功功率损耗各如何计算？其中哪些损耗是与负荷无关的？哪些损耗与负荷有关？按简化公式如何计算？ 解：有功
功率损耗 = 铁损 + 铜损 =△ Pfe+△ Pcu 有功功率损耗为：
Pt=△Pfe+△Pcu=△Pfe+△Pcu.N（Sc/SN）2≈△ P0+△Pk（Sc/SN）2
无功功率 = △Q0+△Q
△Q0 是变压器空载时，由产生主磁通电流造成的，△ Q 是变压器负荷电流在一次，二次绕组电抗上所产生的无功损耗。 无功功率损耗为：
△QT=△Q0+△Q=△Q0+△QN（Sc/SN）≈SN[I0％/100+Uk ％（Sc/SN）2/100] △Pfe和△ Q0 是与负荷无关，△ Pcu和△ Q 与负荷有关 简化公式：
△Pt≈△ P0+△Pkβ2
△QT≈ SN（ I0％ /100+Uk ％β2/100）
2-11 什么叫平均功率因数和最大负荷时功率因数 ?各如何计算 ?各有何用途 ?
答:平均功率因数是指导在某一时间内的平均功率因数
权平均功率因数 .最大负荷时的功率因数是指在年最大负荷时的功率因数
功率因数计算功式 :略 用途供电部门能根据月平均功率因数来调整用户的电费电价 .
,也称加.平均
2-12. 降低电能损耗 , 降低电压损失 ,提高供电设备利用率。
补偿容量（ 1）采用固定补偿 Qcc=Pav（ tg φ av1 － tg φ,式a中v2，）Qcc 为补偿容量； Pav为平均有功负荷， Pav = 或αWPca/t ， Pc为负荷计算得
到的有功计算负荷，α 为有功负荷系数， Wa为时间 t 内消耗的电能； tg φ a为v1补偿前平均功率因数角的正切值； 平均功率因
数角的正切值； tg φav1 －称tg为φ补a偿v2率，可用△ 表q示c （ 2）采用自动补偿 Qcc=Pc （ tg φ1－tg φ 2）
为tg补φ偿a后v2
2-15.什么是尖峰电流？尖峰电流的计算有什么用处？ 答：尖峰电流是指单台或多台用电设备持续 1-2 秒的短时最大负荷电流。尖峰电流的计 算可
以提供选定用电设备的型号以及保护用电设备等。
2-16、某车间 380伏线路供电给下列设备 :长期工作的设备有 7.5kW的电动机 2台,4kW 的电动机 3台,3kW 的电动机 10 台;反复短时工作的设备
有42kVA的电焊机 1台（额定暂载率为 60%, ?额定功率因数 =0.62,额定效率 =0.85）,10t吊车 1台（在暂载率为 40%的条件下 ,其额定功率为
39.6kW, 额定功率因数为 0.5）. 试确定它们的设备容量。
解： 对于长期工作制的设备，其设备容量就是它们的额定功率，所以长期工作设备的设备容量为：
Pe 1=7.5 × 2kW +4 × 3kW +3 × 10kW =57kW
对于反复短时工作制的设备，其设备容量为：
电焊机： Pe2=0.61/2× 42× 0.62=20 kW（下标 1/2 表示对 0.6开根号） 吊车： Pe3=2× 0.41/2 ×39.6kW=50kW （下标同上） 所以，它们的总的设备容量为：
P 总 =Pe1+Pe2+Pe3=57+20+50=127 kW
2-18 某厂金ˉ工车间的生产面积为 60m× 32m,试用估算法估算该车间的平均负荷。 解：查表可知负荷密度指标ρ =0.1kw/m2 S=60m× 32m=1920m2
Pav= ρ S=0.1 × 1920=192 kw
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答：用估算法估算该车间的平均负荷为 192 kw
2-19 某工厂 35/6kv 总降压变电所， 2-20 分别供电给 1~4 号车间变电所及 6 台冷却水泵用的高压电动机。 1~4 号车间变电所的计算负荷分别
为： Pc1=840 kw,Qc1=680 kvar; Pc2=920 kw,Qc2=750 kvar;
Pc3=850 kw, Qc3=700 kvar; Pc4=900 kw, Qc4=720 kvar;
高压电动机每台容量为 300 kw，试计算该总降压变电所总的计算负荷(忽略线损) 。 解：由题意可知：水泵用的高压电动机 假设同时系数 K=0.9
Kd=0.8 b=0.65 c=0.25 Cos φ =0.8 tan φ =0.75 Pc0=Kd × Pe1=0.8 × 300 × 6=1k4w40 Qc0=Pc0 × tan φ =1440 × 0.75=1080 kvar Pe=K× (Pc0+Pc1+Pc2+Pc3+Pc4)=0.9
× (1440+840+920+850+900)=4455 kw
Qe=K× (Qc0+Qc1+Qc2+Qc3+Qc4)=0.9 × (1080+680+750+700+720)=3537 kvar Se=( P2e+ Q2e)?=(44552+35372 ) ?=5688.36 Ice= Se/(3? × Un)= 5688.36/(1.73 × 6)=548.01A
高压侧 Pe1= Pe+0.015 Se=4455+0.015× 5688.36=4540.33 kw
高压侧 Qe1= Qe+0.06 Se=3537+0.06× 5688.36=3878.3 kvar Se1=( P2e1+ Q2e1)?= (4540.332+3878.302 ) ?=5971.25
Ice1= Se1/(3? × Un)= 5971.25/(1.73 × 35)=98.62A
答：该总降压变电所高压侧总的计算负荷 Pe1=4540.33 kw， Qe1=3878.3 kvar ，Se1=5971.25，Ice1=98.62A
2-21.某车间设有小批量生产冷加工机床电动机 40 台，总容量 152KW ，其中较大容量的电动机有 10KW 1 台、7KW 2 台、4.5KW 5 台、2.8KW 10
台；卫生用通风机 6 台共 6KW。试分别用需要系数法和二项式法求车间的计算负荷。 解：需要系数法：查表 A-1 可得：
冷加工机床： Kd1=0.2 cosφ1=0.5 tanφ1=1.73
Pc1=0.2 × 152=30.4KW Qc1=30.4 × 1.73=52.6KW
通风机组： Kd2=0.8 cosφ2=0.8
tanφ2=0.75
Pc2=0.8 × 6=4.8KW Qc2=4.8 × 0.75=3.6KW 车间的计算负荷 : Pc=0.9 × (30.4+4.8)=31.68KW Qc=0.9 × (52.6+4.8)=50.58KW Sc=( Pe+ Qe)=59.68KVA
Ice= Se/(3 阶 Un)=59.68/(1.732× 0.38)=90.7A
二项式法 : 查表 A-1 可得：
冷加工机床 :b1=0.14 c1=0.4 x1=5 cosφ1=0.5 tanφ1=1.73
(bPe∑)1=0.14×152=21.28KW
(cPx)1=0.4 × (10+7 × 2+2 × 4.5)=13.2KW
通风机组 :b2=0.65 c2=0.25 x2=5 cosφ2=0.8 tanφ2=0.75 因为 n=6 <2x2 ,取 x2=3.则
(bPe∑ )2=0.65× 6=3.9KW (cPx)2=0.25 × 3=0.75KW
显然在二组设备中 第一组附加负荷 (cPx)1 最大 故总计算负荷为：
Pc=21.28+3.9+13.2=38.38KW
Qc= ( 21.28×1.73+3.9× 0.75+13.2× 1.73=62.56Kvar Sc=( Pe+ Qe)=73.4KVA
Ic= Se/(3 阶 Un)=111.55A
2-26 某工厂 35kV总降压变电所 10kV 侧计算负荷为： 1#车间 720kW+j510kvar; 2#车间 580kW+j400kvar; 3#
车间 630kW+j490kvar; 4#车间 475Kw+j335kvar( α=0.76,β=0.82,忽略线损 )。试求： 全厂计算负荷及平均功率因数； 功率因数是否满足供用电规程？若不满足，应补偿到多少？
若在 10kV 侧进行固定补偿，应装 BW—10.5—16—1 型电容器多少台？ 补偿后全厂的计算负荷及平均功率因数。 解： ( 1) P1=720Kw, Q1=510kvar
P2=580Kw
Q2=400kvar
,
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P3=630kWQ3=490 kvar
Q4=335 kvar
,
P=kSp*Spc=2164.5kW
P4=475Kw, 全厂计算负
Q=kSq*SQc=1561.5 kvar
荷： cosF=cos(arctanF)=cos(35.88)=0.
81
2) cosF < 0.9 所以不满足，应补偿到 0.9
3) Qcc=Pav(tanF1-tanF2)=394.27 kvar n=Qcc/16=24
( 4 ) 补偿后 功率因数 cosF=Pav/sav=0.92
第三章
3— 1 什么叫短路 ?短路的类型有哪些 ?造成短路的原因是什么 ?短路有什么危害 ? 解 : 短路是不同相之间 ,相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接 . 短路种类有三相短路 ,两相短路 ,单相短路和两相接地短路 .
短路的原因主要有设备长期运行 ,绝缘自然老化 ,操作过电压 ,雷电过电压 ,绝缘受到机械损伤等 . 短路的危害 : 1 短路产生很大的热量 ,导体温度身高 , 将绝缘损坏 . 2 短路产生巨大的电动力 ,使电器设备受到机械损坏
3 短路使系统电压严重减低 ,电器设备正常工作受到破坏 . 4 短路造成停电 ,给国家经济带来损失 , 给人民生活带累不便 .
5 严重的短路将影响电力系统运行的稳定性 ,使并联运行的同步发电机失去同步 ,严重的可能造成系统解列 ,甚至崩溃 . 6 单相短路产生的不平横磁场 , 对附近的通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰 ,影响其正常工作 . 3-2．什么叫无限大容量系统 ?它有什么特征 ?为什么供配电系统短路时 ,可将电源看做无限大容量系统 ?
答 :无限大容量系统的指端电压保持恒定 ,没有内部阻抗和容量无限大的系统 .它的特征有 :系统的容量无限大 .系统阻抗为零 和系统的端电压在短路过程中维持不变 .实际上 ,任何电力系统都有一个确定的容量 ,并有一定的内部阻抗 .当供配电系统容 量较电力系统容量小得多 ,电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的 5%~10%, 或短路点离电源的电气距离足够远 ,发生短路 时电力系统母线降低很小 ,此时可将电力系统看做无限大容量 .
3-3 无限大容量三相短路时，短路电流如何变化？ 答：三相短路后，无源回路中的电流由原来的数值衰减到零；有源回路由于
回路阻抗减小，电流增大，但由于回路内存 在电感，电流不能发生突变，从而产生一个非周期分量电流，非周期分量电流也不断衰减，最终达到稳态短路电流。短 路电流周期分量按正弦规律变化，而非周期分量是按指数规律衰减，最终为零，又称自由分量。
3---4 产生最严重三相短路电流的条件是什么？ 答：（ 1）短路前电路空载或 cos Φ =1； （2）短路瞬间电压过零， t=0 时 a=0 度或 180度； （3）短路回路纯电感，即 Φ k=90度。
3-5 什么是次暂态短路电流 ? 什么是冲击短路电流 ? 什么是稳态短路电流 ? 它们与短路电流周期分量有效值有什么关系 ? 答 : 次暂态短路电流是短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值 .
冲 击 短 路 电 流 是 短 路 全 电 流 的 最 大 瞬 时 值 . 高 压 系 统 Ksh=1.8,ish=2.55I ″ ,Ish=1.5，1I 低 ″压 系 统 K sh=1.3,ish=1.84I ″ ,Ish=1.09I ″
稳态 短 路电 流是 短 路电 流非周 期分 量 衰 减完 后 的 短 路电 流 .无 限大 容量 系 统 I ″ =IP= I∞，高 压系 统 ish=2.55I ″ ,Ish=1.51I ″，低压is系h=统1.84I ″ ,Ish=1.09I ″ 3---7 如何计算三相短路电路？
答： ①根据短路计算要求画出短路电流计算系统图，该系统图应包含所有与短路计算有关的元件，并标出各元件的参数 和短路点。
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② 画出计算短路电流的等效电路图，每个元件用一个阻抗表示，电源用一个小圆表示，并标出短路点，同时标出元件的 序号和阻抗值，一般分子标序号，分母标阻抗值。
③ 选取基准容量和基准电压，计算各元件的阻抗标幺值
④ 等效电路化简，求出短路回路总阻抗的标幺值，简化时电路的各种简化方法都可以使用，如串联、并联、Δ -Y 或 Y-Δ 变换、等电位法等。
⑤ 按前述公式由短路回路总阻抗标幺值计算短路电流标幺值，再计算短路各量，即短路电流、冲击短路电流和三相短路 容量。
3---8 电动机对短路电流有什么影响？ 答：供配电系统发生短路时，从电源到短路点的系统电压下降，严重时短路点的电压可降
为零。接在短路点附近运行的 电动机的反电势可能大于电动机所在处系统的残压，此时电动机将和发动机一样，向短路点馈送短路电流，同时电动机 迅速受到制动，它所提供的短路电流很快衰减。
3-9 在无限大容量系统中，两相短路电流与三相短路电流有什么关系？ 答：㈠ 在三相短路电流计算中
记 线路平均额定电压为 Uav ， 短路回路阻抗用 Zk 表示。
则有：三相短路电流 Ip =Uav/1.732 Zk ⋯⋯⋯⋯⋯①
冲击电流 ish⑶ =1.414 ksh Ip ⋯⋯⋯⋯⋯②
其中 ksh=1+e-0.01/ τ 为短路电路冲击系数 ㈡ 在两相短路电流计算中
记 Uav 为短路点的平均额定电压，
Zk 为短路回路的一相总阻抗。
则有：两相短路电流 Ik =Uav/2 Zk ⋯⋯⋯⋯⋯③ 冲击电流 ish⑵=1.414 kshIk ⋯⋯⋯⋯⋯④ 其中 ksh=1+e-0.01/ τ 为短路电路冲击系数 将①与②、③与④对比可得： Ik=0.866 Ip ish⑵=0.866 ish⑶
由以上分析可得： 在无限大容量系统中，两相短路电流较三相短路电流小。 3—10 什么是短路电流的电动力效应？如何计算？
短路电流通过导体或电气设备，会产生很大的电动力和产生很高的温度，称 为短路的电动力效应和热效应。 短路电流的电动力效应是当电路短路时，短路冲击电流流过导体瞬间，导 线间相互电磁作用产生的力。
1． 两平行载流导体间的电动力
F= (2Kfi1i21/a)× 10-7(N)
式中 a为两平行导线间距； l 为导线长； K f为形状系数，圆形，管形导 体 K f=1 。 2． 三相平行载流导体间的电动力
F=(3 1/2 K fI2ml/a) ×0-7 (N)
式中 I m为线电流幅值； Kf 为形状系数。
3. 短路电流的电动力 三相短路产生的最大电动力为
F(3) =(3 1/2 K fish(3)2l/a) ×10-7 (N) 两相短路产生的最大电动力为
F(2)=(2K fish(2)2l/a) ×10-7 (N) 两相短路冲击电流与三相短路冲击电流的关系为 ish(2)=(31/2/2)i sh(3)
两相短路和三相短路产生的最大电动力的关系为
21/2 3F()=(3/2)F ()
备注： Kf 为形状系数，圆形，管形导体 K f=1 ;矩形导体根据 (a-b)/(b+h) 和
m=(b/h) 查表可得。
3-11 什么是短路电流的热效应？如何计算？ 答：供配电系统发生短路时，短路电流非常大。短路电流通过导体或电气设备，会
产生很高的温度，称为热效应。
短路发热和近似为绝热过程，短路时导体内产生的热量等于导体温度升高吸收的能量，导体的电阻率和比热也随温 度而变化，其热平衡方程如下：
0.24∫ 12IKtRdt= ∫θ1θ2cmdθ
将 R=ρ0(1+α)θ/s,c=c0(1+ β)θ,m= γls 代入上式，得
0.24[∫t2t1Ikt ρ0(1+ αθ)dt]/s= ∫θK θLc0(1+ βθ) γlsdθ 整理上式后
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(∫t2TiI2Ktdt)/S2= [c0 γ∫θKθL (1+ βθ)dθ/(1+ αθ)]/0.24 ρ
={c0γ[(α-β)ln(1+αθ)/α2+β/θα]??????│??θ1θ2}/0.24 ρ0 =AK-AL
式中，ρ是导体 0℃时的电阻率(Ω ?㎜ 2/km ) ;α为ρ0 的温度系数 ;c0为导体 0℃时的比热容；β为 c℃的温度系数；γ为导体 材料的密度； S 为导体的截面积( mm2);l 为导体的长度( km) ;IKt 为短路全电流的有效值 (A);AK 和 AL 为短路和正常的 发热系数，对某导体材料， A 值仅是温度的函数，即 A=f( θ).
短路电流产生的热量的计算式：
∫ tk0I2K(t)dt=I ∞tima 短路发热假想时间可按下式计算：
tima=tk+0.05(I ″ /I ∞)2
式中， tK 为短路持续时间，它等于继电保护动作时间 top 和短路器短路时间 t∝之和，即
Tima=top+t ∝
在无限大容量系统中发生短路，由于 I″=I ∞，所以上式变为
tima=tK+0.05
导体短路发热系数 AK
AK=AL+I2 ∞ tima/S2
式中， S为导体的截面积( mm2),I∞为稳态短路电流( A)，tima 为短路发热假想时间( s).
短路热稳定最小截面 Smin
Smin=[tima/(AK-AL )]1/2 ·I (3) ∞
3—14 试求图 3—20 所示无限大容量系统中 K 点发生三相短路电流 ,冲击短路电流和短路容量 ,以及变压器 2T 一次流过的 短路电流 .各元件参数如下 :
变压器 1T:SN=31.5MVA,UK%=10.5,10.5/121KV; 变压器 2T,3T:SN=15MVA,UK%=10.5,110/6.6KV; 线路 1WL,2WL:L=100KM,X=0.4O/KM 电抗器 L:UNL=6KV,INL=1.5KA,XNL%=8.
解 : (1) 由图所示的短路电流计算系统图画出短路电流计算等校电路图 ,如图所示 .由断路器断流容量估算系统电 抗 ,用 X 表示 .
(2)取基准容量 Sd=100MVA, 基准电压 UD=UAV, 基准电压是 Ud1=121KV,Ud2=6.6KV,Ud3=6.6KV, 则各元件电抗标夭
值 为
变压器 1T X1=(Uk%/100)*(Sd/Sn)=(10.5/100)*(100/31.5)=0.333 线路 W1,W2 X2=X3=X0*L1*Sd/Ud/Ud=0.4*100*100/6.6/6.6=91.827 变压器 2T 3T X4=X5=Uk%*Sd/100/Sn=10.5*100/100/15=0.7 电抗器 ;
X6=Xl%*Uln*Sd/100/1.732/Iln/Ud/Ud=8*6*100/100/1.732/1.5/6.6/6.6=0.424 当K 点发生三相短路时 :
一
短路回路总阻抗标夭值
Xk=X1+(X2+X4+X6)//(X3+X5)=0.333+(91.827+0.7+0.424)//(91.827+0.7)=0.355
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K 点所在电压基准电流
Id=Sd/1.732/Ud=100/1.732/6.6=8.748 三 K 短路电流各值为
Ik*=1/Xk*=1/0.355=2.817
Ik=Id*Ik*=8.748*2.817=24.64KA
Ish*IK=1.84*24.64=45.34KA Sk=Sd/Xk*=100*2.817=281.7MVA (2) 变压器 2T 一次流过的短路电流为 :
Ik2=Id*Ik2=8.748*2.817=24.64KA
3.15 试求图 3-21 所示系统中 K 点发生三相短路时的短路电流 ,冲击电流和短路容量 .已知线路单位长度电抗 X.=0.4 Ω/km, 其余参数见图所示 .
解:取基准容量 Sd=100MVA, 基准电压分别为 Ud2=Ud7=121kv,Ud3=115.5kv,QF 的断路容量 Sos=1000MVA.
X1*=Uk%*Sd/100SN=10.5*100/100/31.5=0.333 X2*=X.LSd/Ud/Ud=60*0.4*100/121/121=0.164 同理 :
X3*=0.4*10*100/115.5/115.5=0.0299 X4*=10.5*100/100/60=0.175 X5*=Sd/Soc=100/1000=0.1 X6*=10.5*100/100/20=0.525
X7*=0.4*20*100/121/121=0.055 计算短路回路总阻抗标幺值 :Xk*=(X1*+X2*)//(X6*+X7*)+X3*+X4*+X5*=0.5726 计算 K 点所在电压的基准电流 :Id=Sd/1.732Ud=100/1.732/38.5=1.4996kA 计算 K 点短路电流各值 :Ik*=1/Xk*=1/0.5726=1.7464
Ik=Id*IK*=104996*1.7464=2.6189KA
二
Ish.k=2.55Ik=60678kA
Sk=Sd/Xk*=100/0.5726=174.642MVA
第四章
4- 1 如何确定工厂的供配电电压 ?
供电电压等级有 0.22 KV , 0.38 KV ,6 KV ,10 KV ,35 KV ,66 KV ,110 KV,220 KV 配电电压等级有 10KV ,6KV ,380V/220V 供电电压是指供配电系统从电力系统所取得的电源电压 .究竟采用哪一级供电电压 ,主要取决于以下 3 个方面的因素 . 电力部门所弄提供的电源电压 .
企业负荷大小及距离电源线远近 . 企业大型设备的额定电压决定了企业的供电电压 . 配电电压是指用户内部向用电设备配电的电压等级 .有高压配电电压和低压配电电压 .
高压配电电压通常采用 10KV 或 6KV, 一般情况下 ,优先采用 10KV 高压配电电压 .
低压配电电压等级为 380V/220V, 但在石油 .化工及矿山 （井）场所可以采用 660V 的配电电压 .
4— 2 确定工厂变电所变压器容量和台数的原则是什么？
答：（ 1）变压器容量的确定
a 应满足用电负荷对可靠性的要求。在一二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在 技术上，经济上比较合理时，主变器选择也可多于两
台；
b 对季节性负荷或昼夜负荷比较大的宜采用经济运行方式的变电所， 技术经济合理时可采用两台主变压器 c 三级负荷一般选择一台猪变压器， 负
荷较大时，也可选择两台主变压器。
（2） 变压器容量的确定 装单台变压器时，其额定容量 SN 应能满足全部用电设备的计算负荷 Sc,考虑负荷发展应留有 一定的容量裕度 ,并考虑变压器的经济运行 ,即 SN>=（1.15~1.4）Sc 装有两台主变压器时 ,其中任意一台主变压器容量 ）SN 应同时满足下列两个条件 : a 任一台主变压器运行时 ,应满足总计算负荷的 60%~70% 的要求 ,即 SN=（0.6~0.7）Sc b 任一台变压器单独运行时 , 应能满足全部一二级负荷 Sc（I+II） 的要求 ,即
SN>=Sc（I+II） 4-
重量轻，体积小，节约油和钢材，价格低等优点，但不能频繁操作，用于
4 高压少油断路器和高压真空断路器各自的灭弧6— 35KV 的室内配电装置。
介质是什么？比较其灭弧性能，各适用于什么场合？ 高压少油断路器的灭弧介质是油。高压真空断路器的灭弧介质是真空。 高压少油断路器具有高压真空断路器具有不爆炸，噪声低，体积小，重量轻，寿命长，结构简单，无污染，可靠性高等优点。在 35KV 配电系统及以下电压等级 中处于主导地位，但价格昂贵。
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4- 5、高压隔离开关的作用是什么？为什么不能带负荷操作？ 答：高压隔离开关的作用是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身
安全。但隔离开关没有灭弧装置，因此不能带负荷拉、 合闸，不能带负荷操作。
4- 6 高压负荷开关有哪些功能？能否实施短路保护？在什么情况下自动跳闸？ 解：功能：隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人
身安全。 高压负荷开关不能断开短路电流，所以不能实施短路保护。常与熔断器一起使用，借助熔断器来切除故障电流，可广泛应用于城网和农村电 网改造。
高压负荷开关上端的绝缘子是一个简单的灭弧室， 它不仅起到支持绝缘子的作用， 而且其内部是一个汽缸 ,装有操动机构主轴传动的活塞 ,绝缘 子上部装有绝缘喷嘴和弧静触头。当负荷开始分闸时，闸刀一端的弧动触头与弧静触头之间产生电弧，同时在分闸时主轴转动而带动活塞， 压缩汽缸内的空气，从喷嘴往外吹弧，使电弧迅速熄灭。
4-7试画出高压断路器、高压隔离器、高压负荷开关的图形和文字符号。 答：高压断路器（文字符号为 QF，图形符号为——× / ；—）
高压隔离器（文字符号为 QS，图形符号为—— | / —）； 高压负荷 （文字符号为 QL ，图形符号为—— |o / —）。
4-8 熔断器的作用是什么？常用的高压熔断器户内和户外的型号有哪些？各适用于哪些场合。 答：熔断器的作用主要是对电路及其设备进行短路
和过负荷保护；常用的高压熔断器主要有户内限流熔断 器（ RN 系列），户外跌落式熔断 器（RW 系列）；RN 系列高压熔断器主要用于 3~35KV 电力系统的短路保护和过载保护， 其中 RN1 型用于电力变压器和电力线路的短路保护，
RN2 型用于电压互感器的短路保护。
RW 系列户外高压跌落式熔断器主要作为配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷保护。
4- -9互感器的作用是什么？电流互感器和电压互感器在结构上各有什么特点？ 答：互感器是电流互感器和电压互感器的合称。互感器实质是一
种特殊的变压器，其基本结构和工作原理与变压器基本相同。
其主要有以下 3 个功能： 一：将高电压变换为低电压（ 100V），大电流变换为小电流（ 5A 或 1A），供测量仪表及继电器的线圈； 二：可使测量仪表，继电器等到二次设备与一次主电路隔离，保证测量仪表，继电器和工作人员的安全； 三：可使仪表和继电器标准化。
电流互感器的结构特点是：一次绕组匝数少且粗，有的型号还没有一次绕组，铁心的一次电路作为一次绕组（相当于 1 匝）；而二次绕组匝数 很多，导体较细。电流互感器的一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表，继电器电流线圈串联，形成闭合回路，由于这些电流线圈阻 抗很小，工作时电流互感器二次回路接近短路状态。
电压互石器的结构特点是：由一次绕组，二次绕组和铁心组成。一次绕组并联在线路上，一次绕组的匝数较多同二次绕组的匝数较少，相当 于降压变压器。二次绕组的额定一般为 100V 。二次回路中，仪表，继电器的电压线圈与二次绕组并联，这些线圈的阻抗很大，工作的二次绕 组近似于开路状态。
8-10 试述断路器控制回路中防跳回路的工作原理（图 8-12）
答 中央复归不重复动作事故信号回路如图 8-12所示。在正常工作时，断路器合上，控制
开关 SA的①—③和 19）— 17）触点是接通的，但是 1QF和2QF常闭辅助点是段开的。
若某断路器（ 1QF）因事故条闸，则 1QF闭合，回路 +WS→ HB→ KM常闭触点→ SA的①—③及 17）— 19）→1QF→-WS接通，蜂鸣器
HB 发出声响。按 2SB复归按钮， KM线圈通电， KM 常闭打开，蜂鸣器 HB断电解除音响， KM常开触点闭合，继电器 KM 自锁。若此
时 2QF 又发生了事故跳闸，蜂鸣器将不会发出声响，这就叫做不能重复动作。能在控制室手动复归称中央复归。 1SB为实验按钮，用于检查事
故音响是否完好。
4- 11、电流互感器有两个二次绕组时，各有何用途？在主线接线图中，它的图形符号怎样表示？ 答：电流互感器有两个绕组时，其中一个绕组与
仪表、继电器电流线圈等串联，形成闭和回路。另一个绕组和一个很小的阻抗串联，形成 闭和回路，作保护装置用。因为电流互感器二次阻抗很小，正常工作时，二次侧接近短路状态。在正常工作时，二次侧的仪表、继电器电流 线圈，难免会损坏或和回路断开，造成开路。二次侧开路会产生很严重的后果。而用另一个二次绕组和一个很小的阻抗串联形成闭和回路作 保护装置，这样就会避免以上的情况。使系统更安全的运行。 图形符号如下图所示：
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4- 12 避雷器的作用是什么？图形符号怎样表示？ 答：避雷器（文字符号为 F）的作用是用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷
电过电压或由操作引起的内部过电压的损害 的设备，是电力系统中重要的保护设备之一。 图形符号是
4- 13 常用的高压开关柜型号主要有哪些？
答：高压开关柜按型号分主要有： JYN2—10，35、GFC—7B（F）、KYN□—10，35、KGN—10、XGN2—10、HXGN □—12Z、GR—1、PJ1 等。
4- 14 常用的低压设备有哪些？并写出它们的图形符号。
答： 名称 符号 低压开关柜
熔断器
低压断路器
4- 15 低压断路器有哪些功能？按结构形式分有哪两大类？请分别列举其中的几个。 答：低压断路器主要是用于低压系统中设备及线路的过载和短
路保护；按结构形式可分为无填料密闭管式和有填料密闭管式； 无填料密闭管式包括 RM10， RM7；用于低压电网，配电设备中，做短路保护和防止连续过载之用。
有填料密闭管式包括 RL 系列如 RL6 RL7 RL96，用于 500V以下导线和电缆及电动机控制线路。 RT 系列如 RT0 RT11 RT14用于要求较高的 导线和电缆及电器设备的过载和短路保护。
4- 16主接线设计的基本要求是什么？什么是内桥式接线和外桥式接线？各适用于什么场合？ 主接线的基本要求是安全，可靠，灵活，经济。
所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥。断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线。若断 路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。
适用范围：对 35kV 及以上总降压变电所，有两路电源供电及两台变压器时，一般采用桥式接线。 内桥式接线适用于大中型企业的一、二级负荷供电。适用于以下条件的总降压变电所： 供电线路长，线路故障几率大；
负荷比较平稳，主变压器不需要频繁切换操作； 没有穿越功率的终端总降压变电所。
外桥式接线适用于有一、二级负荷的用户或企业。适用于以下条件的总降压变电所： 供电线路短，线路故障几率小；
用户负荷变化大，变压器操作频繁； 有穿越功率流经的中间变电所，因为采用外桥式主接线，总降压变电所运行方式的变化将不影响公电力系统的潮流。
4- 17供配电系统常用的主接线有哪几种类型？各有何特点？ 供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路—变压器组接线，单母线接线和桥式
接线 3 种类型。 线路—变压器组接线
当只有一路电源供电线路和一台变压器时，可采用线路—变压器组接线。
当高压侧装负荷开关时，变压器容量不大于 1250kVA ；高压侧装设隔离开关或跌落式熔断器时，变压器容量一般不大于 630kVA。 优点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。
缺点：该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所全部停电，可靠性不高。 适用范围：适用于小容量三级负荷，小型企业或非生产性用户。
1． 单母线接线 母线又称汇流排，用于汇集和分配电能。单母线接线又可分为单母线不分段和单母线分段两种。
（1）单母线不分段接线 当只有一路电源进线时，常用这种接线，每路进线和出线装设一只隔离开关和断路器。靠近线路的隔离开关称线路隔离开关，靠近母线的隔 离开关称母线隔离开关。
优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好。由于接线简单，操作人员发生误操作的可能性就小。 缺点：可靠性和灵活性差。当电源线路，母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时，全部用户供电中断。 适用范围：可用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或者有备用电源的二级负荷用户。
（2）单母线分段接线 当有双电源供电时，常采用单母线分段接线。单母线分段接线可以分段单独运行，也可以并列同时运行。 优点：供电可靠性高，操作灵活，除母线故障或检修外，可对用户连续供电。
缺点：母线故障或检修时，仍有 50%左右的用户停电。 适用范围：在具有两路电源进线时，采用单母线分段接线，可对一，二级负荷供电，特别是装设了备用电源自动投入装置后，更加提高了用 断路器分段单母线接线的供电可靠性。
2． 桥式接线
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所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥。断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线。若断 路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。 桥接线的特点是： ① 接线简单 ② 经济 ③ 可靠性高 ④ 安全 ⑤ 灵活
适用范围：对 35kV 及以上总降压变电所，有两路电源供电及两台变压器时，一般采用桥式接线。
4-18 主接线中母线在什么情况下分段 ?分段的目的是什么 ?
答:当有双电源供电时 ,常采用单母线分段接线 .采用母线单独运行时 ,各段相当于单母线不分段接线的状态 ,各段母线的电气系统互不影响供电可 靠性高 ,操作灵活 ,除母线故障或检修外 ,可对用户持续供电 .
4-19: 倒闸操作的原则 : 接通电路时先闭合隔离开关 ,后闭合断路器 ; 切断电路时先断开断路器 ,后断开隔离开关 . 这是因为带负荷操作过程中要 产生
电弧 , 而隔离开关没有灭弧功能 ,所以隔离开关不能带负荷操作 .
第五章
5- 1 电气设备选择的一般原则是什么 ? 解:电气设备的选择应遵循 ;以下 3全原则 . (1) .按工作环境及正常工作条件选择电气设备
a. 根据电气装置所处的位置 ,使用环境和工作条件 ,选择电气设备型号 . b. 按工作电压选择电气设备的额定电压 c. 按最大负荷电流选择电气设备和额定电流 (2) .按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 (3) .开关电器断流能力校验
5— 2 高压断路器如何选择？ 答：高压断路器按其采用的介质划分，主要有油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等。油断路器分多油和少油
两大类。它们各有特点。 由于成套电装置应用普遍，断路器大多选择户内型的，如果是户外型变电所，则应选择户外断路器。高压断路器一般选用以上几种划分的主 要断路器。并且在选用时应遵行电气设备选择的一般原则并做短路电流校验： 气设备的额定电压应不低于其所在线路的额定电压，
1、电
2、
电气设备的额定电流应不小于实际通过它的最大负荷电流， 3、电气设备的极限通过电流峰值应不小于线路冲击电流， 4、电气设备的最大开 关电流应不小于线路短路电流， 5、电气设备热稳定允许的热量应不低于短路电流在继电保护作用时间所产生的热量。 同时也要考虑经济问题， 以免选规格过大的，以至于浪费。
5-
器需校验断流能力上下限值 ,应使被保护线路的三相短路的冲击电流小于其上限值 稳定。
而电流互感器没有。
3 跌落式熔断器如何校验其断流能力 ? 跌落式熔断,而两相短路电流大于其下限值 .
5- 4电压互感器为什么不校验动稳定，而电流互感器却要校验？ 答：电压互感器的一。二次侧均有熔断器保护，所以不需要校验短路动稳定和热
5- 6 电压互感器应按哪些条件选择？准确度级如何选用？ 答：电压互感器的选择如下：
•按装设点环境及工作要求选择电压互感器型号； •电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定电压； •按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验准确度。
计量用电压互感器准确度选 0.5级以上，测量用的准确度选 1.0级或 3.0级，保护用的准确度为 3P级和 6P 级。 5-7、室内母线有哪两种型号？如何选择它的截面？ 答：母线的种类有矩形母线和管形母线，母线的材料有铜和铝。
母线截面选择： (1)按计算电流选择母线截面 .(2)年平均负荷、传输容量较大时，宜按经济电流密度选择母线截面 易凯( 6101103185)
.
5-8支柱绝缘子的作用是什么？按什么条件选择？ 答：作用是用来固定导线或母线，并使导线与设备或基础绝缘，
支柱绝缘支的选择应符合下列几个条件： 按使用场所选择型号 按工作电压选择额定电压 校验动稳定。
5- 9 穿墙套管按哪些条件选择？
答：穿墙套管按下列几个条件选择：
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按使用场所选择型号； 按工作电压选择额定电压； 按计算电流选择额定电流； 动稳态校验
Fc≤ 0.6Fal
Fc=K（L1+L2）ish（3）2*10-7/ a
式中，Fc 为三相短路电流作用于穿墙套管上的计算力（ N）；Fal为穿墙套管允许的最大抗弯破坏负荷（ N）；L1 为穿墙套管与最近一个支柱绝 缘子间的距离（ m），L2 为套管本身的长度（ m），a 为相间距离， K=0.862。 热稳定校验
I ∞ （3）2tima≤ It2t
式中， It 为热稳定电流； t 为热稳定时间。
5- 10为什么移开式开关柜柜内没有隔离开关，而固定式开关柜柜内有隔离开关？ 答：移开式开关柜中没有隔离开关，是因为断路器在移开后能
形成断开点，故不需要隔离开关。而固定式开关柜内的结构型式是固定式，所 以需要隔离开关。
5- 12低压断路器选择的一般原则是什么？
答：（ 1）低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环境，保护性能等方面的要求； （2）低压断路器的额定电压应不低于装设地点线路的额定电压； 安装的最大脱扣器的额定电流；
（ 4）低压断路器的短路断流能力应不小于线路中最大三相短路电流；
（ 3）低压断路器的额定电流应不小于它所能
A ：对方能式（ DW 型）断路器，其分断时间在 0.02s以上时 Ioc》Ik（3）
B：对塑壳式（ DZ 型或其他型号）断路器，其分断时间在 0.02s 以下时，有 Ioc》Ish（3）
或 ioc》 ish（ 3）
5- 13 某 10kV 线路计算电流 150A，三相短路电流为 9kA，冲击短路电流为 23kA，假想时间为 1.4s，试选择隔离开关，断路器，并校验它们的
动稳定和热稳定。
解：据题意可得：
Uwn=10kV. Ic=150A. Ik（3）=9kA. Ish（3）=23kA. （1） 高压断路器的选择
查表 A-4，选择 SN10-10I/630 型少油断路器，其有关技术参数及装设地点的电气条件和计算选择结果列于下表中，从中可以看出断路器的对 数均大于装设地点的电气条件，故所选断路器合格。 序 号 装设地点电气条件 项目 数据 合格 合格 合格 合格 结论 SN10-10I/630 项目 数据 选择 要求 1 2 3 4 Un In Ioc Imax It^2*t 10kV 630A 16kA 40kA 16^2*4=1024kA^2s >= >= >= >= >= Uw.n Ic Ik(3) Ish(3) 10kV 150A 9kA 23kA 5 Ik^2*tima 9^2*(1.4+0.1)=121.5kA^2s 合格 (2) 高压隔离开关的选择
查表 A-5,选择 CN-10T/400 高压隔离开关。选择计算结果列于下表中 序 号 CN-10T/400 项目 数据 选择 要求 项目 数据 装设地点电气条件 结论 编辑版 word
1 2 3 4 Un In Imax It^2*t 10kV 400A 30kA >= >= >= >= Uw.n Ic Ish(3) 10kV 150A 23kA 合格 合格 合格 合格 14^2*5=13720kA^2 s Ik^2*ti ma 9^2*(1.4+0.1)=121.5kA ^2s 5- 14 某 10kV车间变电所，变压器容量为 630kVA，高压侧短路容量为 100MVA ，若用 RN1 型高压熔断 器做 高压侧短路保护，试选择 RN1 型
熔断器的规则并校验其断流能力。
解：( 1)选择熔断器额定电压： UN.FU=UN=10kV 选择熔体和熔断器额定电流：
IN.FE>=IC=SN/(1.732UN)=36.37 IN.FU>=IN.FE
根据上式计算结果查表 A-6-1，选 RN1-10 型熔断器，其熔体电流为 40A，熔断器额定电流为 50A，最大断流能力 12KA。
(2)检验熔断器能力：
Ioc=12kV>Ikmax=10kA
所以： 所选 RN1-10 型熔断器满足要求。
5- 15 在习题 5-13的条件下，若在该线路出线开关柜配置
两只电流互感器 LQJ-10型，分别装在 A,C相(两相 V 形接线)，电流互感器 0.5级 二次绕组用于电能测量，三相有功及无功电度表各一只，每个电流线圈消耗负荷 0.5 VA ，有功率表一只， 每个电流线圈负荷为 1.5VA，中性 线上装一只电流表，电流线圈消耗负荷为 3VA(A,C相各分担 3VA 的一半)。3.0级二次绕组用做继电保护， A,C相各接两只 DL 型电流继电 器，每只电流继电器线圈消耗负荷为 2.5VA。电流互感器至仪表﹑继电器的单向长度为
2.5m，导线采用 BV-500-1*2.5mm2 的铜心塑料线。试
选择电流互感器的变比，并校验其动稳定，热稳定和各二次绕组的负荷是否符合准确度的要求。 解：
⑴测量用的电流互感器的选择。
根据线路电压为 10KV ，计算电流为 150A，查表 A-7，选变比为 200/5A 的 LQJ-10型电流互感器， Kes=160，Kt=75 ，t=1s，0.5级
二次 绕组的 Z2N=0.4 欧姆。 准确度校验
S2N ≈ I2N2Z2N=52*0.4=10VA. S2≈∑ Si+I2N2(RWL+Rtou)
=(0.5+0.5+3+1.5)+52* 〔 31/2*2.5/(53*2.5)+0.1 〕 =8.82 (Kes*21/2I1N)=160*1.414*0.2=45.25.>Ish=23KA. 满足动稳定要求。 ③热稳定校验 (KtI1N ) 2t=(75*0.2)2*1=225>I ∞(3)2tima=92*1.5=121.5kA2s. 满足热稳定要求。 所以选择 LQJ-10 200/5A 电流互感器满足要求。 ⑵保护用的电流互感器的选择 线路电压 10KV ，计算电流 150A，查表 A-7 ，选变比 400/5A 的 LQJ-10型电流互感器， Kes=160,Kt=75,t=1s,3.0级二次绕组的 Z2N=0.6 欧姆。 ①准确度校验 S2N≈ I2N2*Z2N =52*0.6=15VA. S2≈∑ Si+I2N2 （ RWL+Rtou ） =（2.5+2.5）+52*[31/2*2.5/ （ 53*2.5）+0.1] =8.32〈S2N=15VA. 满足准确度要求。 ②动稳定校验 Kes*21/2I1N=160*1.141*0.4=90.50>Ish=23KA. 编辑版 word 满足动稳定要求。 ③热稳定校验 （KtI1N ）2t= （75*0.4） 2*1=900> I ∞ （3）2tima=92*1.5=121.5kA2s. 满足热稳定要求。 所以选择 LQJ-10 400/5A 型电流互感器满足要。 5- 16试按例 5-4 所给条件，选择三相五芯式电压互感器型号，并校验二次负荷是否符合准确度要求（提示三相五芯柱式互感器所给的二次负 荷 为三相负荷，将接于相电压、线电压的负荷换算成三相负荷） 。 解：根据要求查表 A-8，选项 3 只变压器 JDZJ-10； 1000/1.73、100/1.73、100/1.73； 零序法阻规定用 6P 级三相负荷为： 2+4.5+1.5× 6×1.73+4.5× 1.73 =38.85W<50VA 故三次负荷满足要示。 5- 17按习题 5-13 电气条件，选择母线上电压互感器的断流能力。 解：根据题 5-13 所给的电气条件有： IN.Foc ≥ Ic=150A 对于百限流式，要求 Ioc≥ 9kA 对于非限流式，要求 IOC ≥Ish Psh≥ 230mvA过大， Poc≥P'=9kA×10kV=90MvA ∴选用限流式 RW9-10/200 高压熔断器。 5-18: 按计算电流选择母线截面 ; 已知变压器额定容量和一 ,二次侧额定电压 ,可计算低压侧母线电压 : I2NT = SN ／√ 3U2N =1000 ／√ 3× 0.4 ﹦ 1443.4A 根据所求的 I2N 查表 A-12-2 可知 ,初选母线为 TMY-80 × 8 型,其最大允许的载流量为 :1690A,大于 1443.4A,即 Ial﹥Ic. 由母线截面选择原则可知 满足要求 .故选择 TMY-80 ×8 型. 5-20 某 380V 动力线路，有一台 15KW 电动机，功率因数为 0.8，功率为 0.88起, 动倍数为 7，起动时间为 3~8s，塑料绝缘导体截面为 16mm2， 穿钢管敷设， 三相短路电流为 16.7kA，采用熔断器做短路保护并与线路配合。 试选择 RTO 型熔断器及额定电流 （环境温度按 +35 设 摄氏度计） 解：由效率 NN ，PN，UN，COSa求 IN 。 IN= （ PN/NN ）/（根号 3.UN.COSa）= （ 15/0.88） / （根号 3 乘以 0.38乘以 0.8）=32.36A 起动电流 Ipk=7In=226.5 选择熔体及熔断器额定电流 In.fe 大于等于 In=32.63A In.fe 大于等于 0.4Ipk=90.6A 查表 A-11，选 In.fe=100A 查表 A-11 选 RTO-100 型熔断器，其熔体额定电流为 100A，熔断器额定电流为 100A，最大断流能为 50KA 第六章 6- 1 高压和低压的放射式接线和树干式接线有哪些优缺点？分别说明高低压配电系统各宜首先考虑哪种接线方式？ 答：（1）高压放射式接线的 优点有：界限清晰，操作维护方便，保护简单，便于实现自动化，由于放射式线路之间互不影响，故供电可靠性 较高。 缺点是：这种放射式线路发生故障时，该线路所供电的负荷都要停电。 编辑版 word （2）高压树干式接线的优点有：使变配电所的出线减少。高压开关柜相应也减少，可节约有色金属的消耗量。 缺点有：供电可靠性差，干线故障或检修将引起干线上的全部用户停电。 配电系统的高压接线往往是几种接线方式的组合，究竟采用什么接线方式，应根据具体情况，对供电可靠性的要求，经技术，经济综合比较 后才能确定 / 一般来说，高压配电系统宜优先考虑采用放射式，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式。 （3）低压放射式接线的优点有：供电可靠性高。 缺点是：所用开关设备及配电线路也较多。 （4）低压树干式接线的优点有：接线引出的配电干线较少，采用的开关设备自然较少。 缺点是：干线故障使所连接的用电设备均受到影响，供电可靠性差。 实际低压配电系统的接线，也往往是上述几种接线的在综合。根据具体情况而定。一般在正常环境的车间或建筑内，当大部分用电设备容量 不大而且无特殊要求是，宜采用树干式。 6- 2 试比较架空线路和电缆线路的优缺点。 电力线路有架、空线路和电缆线路，其结构和敷设各不相同。架空线路具有投资少 .施工维护方便 .易于发现和排除故障 .受地形影响小等优点； 电缆线路具有运行可靠 .不易受外界影响 .美观等优点。 6- 3导线和电缆截面的选择原则是什么 ?一般动力线路宜先按什么条件选择 ?照明线路宜先按什么条件选择 ?为什么 ? 答: 导线和电缆截面的选择必须满足安全 ,可靠和经济的条件 . （1）按允许载流量选择导线和电缆截面 . （2）按允许电压损失选择导线和电缆截面 . （3）按经济电流密度选择导线和电缆截面 . （4）按机械强度选择导线和电缆截面 . （5）满足短路稳定的条件 . 一般动力线路宜先按允许载流量选择导线和电缆截面 ,再校验电压损失和机械强度 . 照明线路宜先按允许电压损失选择导线和电缆截面 .再校验其他条件 .因为照明线路对电压要求较搞 选择导线截面时 ,要求在满足上述 5 个原则的基础上选择其中最大的截面 . 6- 5三相系统中的保护线（ PE 线）和保护中性线（ PEN ）的截 如何选择？ 答：保护线截面 要满足短路热稳定的要求，按 GB50054—95 低压配电设计规范规定。 保护线（ PE 线）截面的选择 a：当 16平方毫米时， 有 ≦35 平方毫米时，有 ≧16平方毫米。 b：当 16 平方毫米＜ c：当 ≧0、 ≧35 平方毫米时， 有 保护中性线（ PEN 线）截面的选择 因为 PEN 线具有 PE 线和 N 线的双重功能，所以选择截面时按其中的最大值选取。 附：中性线（ N 线）截面的选择 三相四线制中的中性线，要考虑不平衡电流和零序电流以及谐波电流的影响。 a：一般三相四线制线路中的中性线截面 应不小于相截面 的一半，即 ≧0、 b：由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路因中性电流和相线电流相等故 c：如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出，该谐波电流会流过中性线，此 时中性线截面应不小于相线截面，即 6- 6什么叫“经济截面”？什么情况下的线路导线或电缆要按“经济电流密度”选择？ 答：从全面的经济效益考虑，使线路 的全年运行费用接近最小的导线截面，称为经济截面。 经济电流密度是指使线路的年运行费用支出最小的电流密度，对 35KV 及以上的高压线路及点压在 35KV 以下但距离长，电流大的线路，宜 按经济电流密度选择，对 10KV 及以下线路，通常不按此原则选择。 6- 7 电力电缆常用哪几种敷设方式 ? 答 . <1>. 直接埋地敷设 <2>. 电缆沟敷设 <3>. 沿墙敷设 <4>. 电缆排管敷设 <5>. 电缆桥架敷设 6- 8什么叫“均一无感”线路？“均一无感”线路的电压损失如何计算？ 答：均 编辑版 word 一无感线路 : 全线路的导体材料和相线截面相同可不计感抗或者 cos φ =1 9何谓电气平面布置图？按照布置地区 对均一无感线路，因为不计线路电抗，所以有无功负荷在电抗上引起的电压损失 ur% =0 6- 85），按照电气设备安装位置 及电气线路的敷设方式 部位和路径绘出的电气平面图。 按布线地区来划分有厂区电气平面布置图 车间电气平面布置图和生活区电气平面布置图。 来看有那些电气平面布置图？ 答：电气平面布置图就是在建筑的平面上，应用国家规定的电气平面图图形符号和有关文字符号（参看 GB4728- 6— ：某 380V 三相线路供电给 10 台 2.8KW，COSφ=0.8，η=0.82 电动机，各台电动机之间相距 2m,线路全长（首端至最末的一台电动机 140 为 50m。配电线路采用 BLV 型导线明缚（环境温度 25? ），全线允许电压损失为 5%。试按允许载流量选择导线截面（同时系数去 0.75），并检 验其机械强度或电压损失是否满足要求？ 答 pc=10pe/ η=2.8 ×10/0.82=34.1. Ic=pc/1.732 ×Un ×cosφ=34.1/1.732 ×0.38×0.8=64.76 因为是三相电路，查表 A-13-2 得，每相芯线截面为 25 ? BLV 型导线，在环境温度为 25 ? ? 的允许在载流量为 70A，其最高的允许的温度为 65 ?，即Ial为 56A。K θ=1， Ial=10A. 满足 Ial>Ic, 所选的截面 S=25平方毫米。查表的 R=1.48， .X=0.251， P=2.24， 实际电压损失为； Σ=0.561 Δu%=R ×ΣPi× Li/10 ×Un× Un+X Σ QLii/10 ×Un×Un =0.895+0.038+0.933<5 架空裸线的最小允许截面为 16 平方毫米。所选的截面可满足机械强度的要求。 6- 15 有一条 LGL 铝绞线的 35kv 线路，计算负荷为 4880kw，cosφ=0.88,年利用小时为 4500h，试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械 强 度。 解：（1）选择经济截面， I c=Sc/ √ 3UN=80.5A 查表可知， jec=1.15A ,则 Sec= I c/ jec=70.0mm2 选取标准截面 70.0mm2，即型号为 LGJ-70 的铝绞线。 （2）校验发热条件。 查表 A-12可知， LGJ-70室外温度为 25oC的允许载流量为 Ial=275A >I c=80.5 A, ，所以满足发热条件。 （3）查表 A-15可知， 35kV 架空铝绞线机械强度最小截面为 Smin=35 mm2﹤ Sec=70.0 mm2,因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。 6- 16某 380/220V 低压架空线路图 6-25 所示，环境温度为 35℃，线间几何均距为 0.6 米，允许电压损失为 3%，试选择导线截面。 解：因为 是低压架空路线，所以设 X。 =0.35, 则 U r%=X 。∕ 10UN 2ΣqiLi=0.35 ／ 1000[22× 0.55× 0.6]=2.52.5 U%=3-2.5=0.5 S=ΣpL/10 λU2△U%=（2 ×0.5+22×0.55×0.8）/0.032×0.5×1000=0.6即求 . 6- 解：按允许电压损失选择导线截面： 处设 X0=0.4 Ω/km, 则 19 某 10KV 电力线路接有两个负荷：距电源点 0.5km 处的 Pc1=1320kM,Qc1=1100kvar;距电源点 1.3km 处的 Pc2=1020W,Qc2=930kvar。假设 整个线路截面相同，线间几何均距为 1m，允许电压损失为 4%，试选择 LJ 铝绞线的截面。 ΔUr%=X0/10UN2 ∑ qiLi=[0.4/（10*102）]*（1100*0.5+930*1.8）=0.89 ΔUa%= ΔUal%-ΔUr%=4-0.89=3.11 S=∑ piLi /10r UN2 ΔUa% =[1320*0.5+1020*（0.5+1.3）]/10*0.032*102*3.11=25.08 选 LJ-35，查表 A-16-1 ，得几何均距为 1m ，截面为 35mm2 的 LJ 型铝绞线的 R0=0.92Ω/km,X0=0.366 Ω/km. 实际的电压损失为： ΔU%= (R0/10UN2)* ∑piLi + (X0/10UN2)* ∑qiLi = 0.92*(1320*0.5+1020*1.8)/(10*102) 编辑版 word + 0.366*(1100*0.5+930*1.8)/ (10*102) = 3.1﹤ 4 故所选导线 LJ-35 满足允许电压损失的要求。 6- 20 某用户变电所装有一台 1600kVA 的变压器，若该用户以 10kV 油浸纸绝缘铝心电缆以直埋方式做进线供电， 土壤热阻系数为 0.8℃·cm/W, 地温最高为 25℃。试选择该电缆的截面。 解： 选择经济截面： Ic=S/1.732*Un=1600/1.732*10=92.4A 查表知： Jec=0.9A,则 Sec=Ic/Jec=92.4/0.9=102.6 (m ㎡ ) 所以，选择的铝线截面积不应小于 102.6 平方毫米。 第七章 7- 1、继电器保护装置的任务和要求是什么？ 答：继电保护的任务： (1) 、自动地、迅速地、有选择地将故障设备从供电系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常供电。 (2) 、正确反映电气设备的不正常运行状态，发出预告信号，以便操作人员采取措施，恢复电器设备的正常运行。 (3)、与供配电系 统的自动装置(如自动重合闸、备用电源自动投入装置等)配合，提高供配电系统的供电可靠性。 对继电保护的要求： 根据继电保护的任务，继电保护应满足选择性、可靠性、速动性和灵敏性的要求。 7- 2、电流保护的常用接线方式有哪几种？各有什么特点？ 答： 1、三相三继电器接线方式。 它能反映各种短路故障，流入继电器的电流与电流互感器二次绕组的电流相等，其接线系数在任何短 路情况下均等于 接线方式主要用于高压大接地电流系统，保护相间短路和单相短路。 1。这种 2、两相两继电器接线方式。 它不能反映单相短路，只能反映相间短路，其接线系数在各种相间短路时均为 1。此接线方式主要用 于小接地电流系统的相间 短路保护。 3、两相一继电器接线方式。 这种接线方式可反映各种不同的相间短路， 但是其接线系数随短路种类不同而不不同， 保护灵敏度也不同， 主要用与高压电动 机的保护。 7— 3 什么叫过电流继电器的动作电力、返回电流和返回系数？ 答： 使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流。 使继电器返回到启始位置的最大电流称为继电器的返回电流 继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数 7— 4 电磁式电流继电器和感应式电流继电器的工作原理有何不同？如何调节其动作电流？ 答： 工作原理的不同之处在于：电磁式电流继电器的原理在于利于变化继电器的电流来调 节弹簧的作用力，调节其与常开触头的开 合。而感应式电流继电器的原理在于调节制动力矩，使蜗杆与扇形齿轮啮合。这就是叫继电器的感应系统动作。 调节电磁式电流继电器的动作电流的方法有两种： (1)改变调整杆的位置来改变弹簧的反作用力 圈的连接。 感应式继电器的动作电流可用插销改变线圈的抽头进行级进调节；也可以用调节弹簧的拉力进行平滑调节。 进行平滑调节； (2)改变继电器线 7- 5 电磁式时间继电器，信号继电器和中间继电器的作用是什么？ 答：电磁式时间继电器用于继电保护装置中，使继电保护获得需要延时， 以满足选择性要求。 信号继电器是继电保护装置中用于发出指示信号，表示保护动作，同时接通信号回路，发出灯光或者音响信号 中间继电器的触头容量较大，触头数量较多，在继电保护装置中用于弥补主继电器触头容量或者触头数量的不足。 7- 6 试说明感应式电流继电器的动作特性曲线。 答：继电器线圈中的电流越大，铝盘转速越快，扇形齿轮上升速度也就越快，因此动作时限 越短。这就是感应式电流继电器的“反时限” 编辑版 word 特性，如下图曲线中的 ab 段所示 当继电器线圈中的电流继续增大时，电磁铁中的磁通逐渐达到饱和，作用于铝盘的转矩不再增大，使继电器的动作时限基本不变。这一阶 段的动作特性称为定时限特性，如下图曲线中的 bc 段所示 当继电器线圈中的电流进一步增大到继电器的速断电流整定值时，电磁铁 2 瞬时将衔铁 15吸下， 触头闭合， 同时也使信号牌掉下。 这是感 应式继电器的速断特性，如下图曲线中 c' d 所示。 7- 7 电力线路的过电流保护装置的动作电流。动作时间如何整定？灵敏度怎样校验？ 1 动作电流整定 过电流保护装置的动作电流必须满足下列两个条件： (1) 正常运行时，保护装置不动作，即保护装置的动作电流 Iop1 应大于线路的最大 负荷电流 IL.max (2) 保护装置在外部故障切除后，可靠 返回到原始位置 。要使保护装置可靠返回，就要求 保护装置的返回电 流 I rel>IL.max 。由于过电流 Iop1 大于 IL.max ，所以，以 Irel>IL.max 作为动作电流整定依据， 所以得；I=(KrelKw/KreKi)IL.max ( 3) Krel 为可靠系数， Kw 为接线系数， Kre 为继电的返回系数， Ki 为电流互感器变比。 2 动作时间整定 动作时间必须满足选择性要求。为保证动作的选择性，动作时间整定按“阶梯原则”来确定； 即自负载侧向电源侧，后一级 线路的过电流保护装置的动作时限应比前一级线路保护的动作时限大一级时限差△ t； t=t+ △ t 式中，△ t为时限级差，定时限电流保护取 0.5s 。 3 灵敏度校验 . 过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线路末端的两相短路电流 Ik.min 进行校验； 式中， Iopl 为保护装置一次侧动作电流。 7- 8; 反时限过电流保护的动作时限如何整定？ 在整定反时限电流保护的动作时限时应指出某一动作电流倍数(通常为 10)时 的动作时限，为保护动作的选择性，反时 限过电流保护时限整定也应按照“阶梯原则”来确定，即上下级路线的反时限过电流保护在保护配合点 K 处发生短路时的时限 级差为△ t=0.7s 7- 9 试比较定时限过电流保护和反时限过电流保护。 答：定时限过电流保护整定简单，动作准确，动作时限固定，但使用继电器较多，接线 较复杂，需直流操作电源。反时限过电流 保护使用继电器少，接线简单，可采用交流操作，但动作准确度不高，动作时间与短路电流有关，呈反时限特性，动作时限整定复杂。 7- 10 电力线路的电流速断保护的动作电流如何整定？灵敏度怎样检验？ ⑴ 答：由于电流速断保护动作不带时限，为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端发生最大短路电流时，电流速断保护 不应动作，即速断保护动作电流 Iopl>Ik.max, 从而，速断保护继电器的动作电流整定值为 Iop.KA= (KrelKw/Ki)IK.max 式中， IK.max 为线路末端最大三相短路电流； Krel 为可靠系数， DL 型继电器取 1.3，GL 型继电器取 1.5； Kw 为接线系数； Ki 为电 流互感器变比。 ⑵答：由于电流速断保护有死区，因此灵敏度校验不能用线路末端最小两相短路电流进行校验，而只能用线路首端最小两相短路电 流 IK(2).min 校验，即 Ks=IK(2).min/Iopl ≧ 1.5 ７-１１ 试比较过电流保护和电流速断保护 答： 过电流保护：当通过的电流大于继电器的动作电流时，保护装置启动，并用时限保护动作的选择性，这种继电保护装置称为过电流保 护。 电流速断保护：电流速断保护是一种不带时限的过电流保护，实际中电流速断保护常与过电流保护配合使用。 两者的比较： 过电流保护的范围是本级线路和下级电路， 本级线路为过电流保护的主保护区， 下级线路是其后备保护区。 定时限过流保护整定简单， 动 编辑版 word 作准确，动作时限固定，但使用继电器较多，接线较复杂，需直流操作电源。反时限过电流保护使用继电器少，接线简单，可采用交流 操作，但动作准确度不高，动作时间与短路电流有关，呈反时限特性，动作时限整定复杂；线路越靠近电源，过电流保护的动作时限越长， 而短路电流越大， 危害也越大， 这是过电流保护的不足。 因此，ＧＢ５００６２－９２规定， 当过电流保护动作时限超过０ .５～０ .７Ｓ时， 应装设瞬动的电流速断保护。 ７-１２ 电力线路的单相接地保护如何实现？绝缘监视装置怎样发现接地故障？如查出接地故障线路？ 答： 电力线路的单相接地保护： 中性点不接地系统发生单相接地时，流经接地点的电流是电容电流，数值上很小，虽然相对地电压不对称，系统仍可以对称，系统仍 可继续运行一段时间。单相接地保护利用线路单相接地时的零序电流较系统其他线路线路单相接地接地时的零序电流大的特点，实现有选 择的单相接地保护。当线路发生单相接地故障时，架空线路的电流互感器动作，发出信号，以便及时处理。 绝缘监视装置发现接地故障： 当变电所出线回路较少或线路允许短时停电时，可采用无选择性的绝缘监视装置作为单相接地的保护装置。 系统正常运行时，三相电压对称，开口三角形绕组两端电压近似为零，电压继电器不动作。 系统单相接地故障时，接地相对地电压近似为零，该相电压表读数近似为零，非故障相对地电压高，非故障相的两只电压表读数接近 线电压。同时开口三角形绕组两端电压也升高，电压继电器动作，发出单相接地信号，以便运行人员及时处理。 查出接地故障线路的方法： 运行人员可根据接地信号和电压表读数，判断哪一段母线，哪一相发生单相接地，但不能判断哪一条线路发生单相接地，因此绝缘监 视装置是无选择性的。只能用依次拉合的方法，判断接地故障线路。依次先断开，再合上各条线路，若断开某线路时，３只相电路表读数 恢复且近似相等，该线路便是接地故障线路，再消除接地故障，恢复线路正常运行。 唐磊 6101103220 7- 13 为什么电力变压器的电流保护一般不采用两相一继电器式接线 ? 两相一继电器式接线的保护灵敏度随短路种类而异， 但 Yyno 接线的变压器二次侧发生单相短路和 Yd11 连接线的变压器二次侧发生两相短 路时，保护装置不动作，因此，该连接方式不能用于 Yyno 连接和 Yd11 连接的变压器的电流保护。所以，电力变压器的电流保护一般不用 两相一继电器式接线。 7- 14 电力变压器的电流保护与电力路的电流保护有何相同和不同之处？ 电力变压器的电流保护分为： ① 过电流保护； ② 电流速断保护； ③ 零序电流保护； ④ 过负荷保护。 电力线路的电流保护分为： ① 过电流保护； ② 电流速断保护； ③ 单相接地保护； ④ 过负荷保护。 两者在 过电流保护；电流速断保护；过负荷保护，方面工作原理与接线完全相同。 电力变压器的零序电流保护是装在二次侧零线上，能过检测零线的零序电流而实现保护。 电力线路的单相接地保护是能过检测线路中的零序电流而实现有选择性的单相接地保护。 7- 15 试叙述变压器气体保护的工作原理。 答：气体保护是保护油浸式电力变压器内部故障的一种主要保护装置。气体保护装置主要由气体继电 器构成。当变压器油箱内部出现故障 时，电弧的高温会使变压器内的油分解为大量的油气体，气体保护就是利用这种气体来实现保护的装置。 变压器正常运行时，气体继电器容器内充满了油，上下开口油杯产生的力矩小于平衡锤产生的力矩，开口杯处于上升位置，上下两对 干簧触点处于断开位置。 当变压器油箱内部发生轻微故障时，产生的气体较少，气体缓慢上升，聚集在气体继电器容器上部，使继电器内的油面下降，上开口 油杯露出油面，上开口油杯因其产生的力矩大于平衡锤的力矩而处于下降的位置，上干簧触点闭合，发出报警信号，称为轻瓦斯动作。 当变压器内部发生严重故障时， 产生大量的气体， 油汽混合物迅猛地从油箱通过联通管冲向油枕。 在油汽混合物冲击下， 气体继电器 挡板被掀起，使下口油杯下降上，下干簧触点闭合，发出跳闸信号，使断路器跳闸，称为重瓦斯动作。 若变压器油箱严重漏油，随着气体继电器内哦的油面逐渐下降，首先上油杯下降，从而上下簧触点闭合，发出报警信号，接着下油杯 下降，从而下干簧触点闭合，发出跳闸信号，使断路器跳闸。 7-16 电力变压器差动保护的工作原理是什么？差动保护中不平衡电流产生的原因是什么？如何减小不平衡电流？ 答：变压器的差动保护原理是 在变压器两侧安装电流互感器，其二次绕组电流之差，即 IKA= ∣I1\"-I2\" ∣=Iub, 当变压器正常运行或差动保护区外短路时，流入差动继电器的不平衡电流小于继电器的动作电流，保护不动作。在保护区内短路时， 对单端电源供电的变压器 I2\"=0 ，IKA= I1\" ，远大于继电器的动作电流，继电器 KA 瞬时动作，通过中间继电器 KM ，使变压器两侧短路器 跳闸，切除故障， 不平衡电流产生的原因及减小措施： 编辑版 word （1） 变压器连接组引起的不平衡电流： 总降压变电所的变压器通常是 Yd11 连接组，变压器两侧线电流之间就有 30°的相位差， 因此，即使变压器两侧电流互感器二次电流的大小相等，保护回路中仍会出现由相位差引起的不平衡电流。为了消除这 一不平衡电流，可将变压器星形接线侧的电流互感器接成三角形接线，变压器三角形接线侧的电流互感器的二次侧电流 互感器接成星形接线，这样变压器两侧电流互感器的二次侧电流相位相同，消除了由变压器连接组引起的不平衡电流。 （ 2） 电流互感器变比引起的不平衡电流：为了使变压器两侧电流互感器的二次侧电流相等，需要选择合适的电流互感器的变 比，但电流互感器的变比是按标准分成若干等级，而实际需要的变比与产品的标准变比往往不同，不可能使差动保护两 侧的电流相等，从而产生不平衡电流。可利用差动继电器中的平衡线圈或自耦电流互感器消除由电流互感器变比引起的 不平衡电流。 （ 3） 在变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复的过程中，由于变压器铁心中的磁通不能突变，在变压器一次绕组中产生 很大的励磁涌流，涌流中含有数量值很大的非周期分量，涌流可达变压器的额定电流的 小励磁涌流引起的不平衡电流。 8～10 倍，励磁涌流不反映到二 次绕组，因此，在差动回路中产生很大的不平衡电流流过差动继电器。可利用速饱和电流互感器或差动继电器的速饱和 铁心减 此外，变压器两侧电流互感器的型号不同，有载调变压器分接头电压的改变也会在差动回路中产生不平衡电流。综上所述，产生不平 衡电流的原因很多，可以采取措施最大程度地减小不平衡电流，但不能完全消除。 肖海宝 电力系统 032 班 6101103225 7-17高压电动机和电容器的继电保护如何配置和整定？ 答：（ 1）高压电动机的继电保护配置按 GB50062—92规定，对 2000KW 以下的高压电动机相间短路。装设电流速断保护；对 2000KW 及以 上的高压电动机，或电流速断保护灵敏度不满足要求的高压电动机。装设差动保护；对易发生过负荷的电动机，应装设过负荷保护；对不 重要的高压电动机或者不允许自起动的电动机，应装设低电压保护；高压电动机单相接地电流大于 5A 时，应装设有选择性的单相接地保 护 电动机过负荷保护的动作电流按躲过电动机的额定电流整定，即 Iop.KA == KrelKwIN.M/KreKi 电动机的电流速断保护动作电流按躲过电动机的最大起动电流 Ist.max 整定，即 Iop.KA == KrelKwIst.max/Ki 单相接地保护动作电流按躲过其接地电容电流 IC.M 整定，即 Iop.KA == KrelIC.M/Ki （2）电容器的继电保护配置：容量在 400kvar 以上的电容器组一般采用断路器控制，装设电流速断保护，作为电容器的相间短路保护。容 量在 400kvar 及以下的电容器一般采用带熔断器的负荷开关进行控制和保护。 电容器电流速断保护的动作电流按躲过电容器投入时的冲击电流整定，即 Iop.KA == KrelIN 。 C/Ki 7-18 配电系统微机保护有什么功能？试说明其硬件结构和软件系统。 答：配电系统微机保护的功能有：保护，测量，自动重合闸，人 - 机对话， 自检，时间记录，报警，断路器控制，通信，实时时钟等。 其硬件结构由数据采集系统，微型控制器，存储器，显示器，键盘，时钟，控制和信号等部分组成。 软件系统一般包括设定程序，运行程序和中断微机保护功能程序 3 部分。 7-19 试整定如图 7-53所示的供电网络各段的定时限过电流保护的动作时限的动作时限，已知保护 1和 4的动作时限为 0.5s。(图不知道画) 解：由题意可知，保护 4与保护 1 的时限为 0.5s，而为了保证选择性，自负载侧向电源侧，后一级线路的过电流保护装置的动作时限 应比前一级线路保护动作时限大一个时限级差△ 与 5QF 都大 0.5，应此取 2s 的时限。 张友俊 电力系统 032 班 t=0.5s ，所以可得 5QF 与 2QF 的时限为 1s，3QF 的时限为 1.5s，而 6QF 的时限要比 3QF 6101103235 7-22某上下级反时限过电流保护都采用两相两继电器接线和 GL-15 型过电流继电器 .下级继电器的动作电流为 5A,10 倍动作电流的动作时限 为 0.5s,电流互感器变比为 50/5A.上级继电器的动作电流也为 5A,电流互感器变比为 75/5A,末端三相短路电流 Ik3=450A, 试整定上级过电流保 护 10 倍动作电流的动作时限 . 解: t1=t2+ Δt=0.5+0.7=1.2(s) 7-23试整定习题 3-12中变压器的定时限过电流和电流速断保护 ,其接线方式为三相三线电器式 ,电流互感器的变比为 75/5A, 下级保护动作时 间为 0.7S.变压器连接组为 Yd11. 解:如右图所示 : 编辑版 word (一)过电流保护 : (1)动作电流整定 : Iop.kA=krelkwIl.max/kreki =1.3× 1× 2/0.8 ×15 =49.8A 选整流器动作电流 50A,过电流保护一次侧动作电流为 : Iop=ki × Iop × KA/Kw =115×50 =750A (2)动作时限整定 : 由线路 1wLt 2wL 保护配合 K1, 整定 2wL 的电流继电器时限曲线 . a.K1点短路 1wL保护的动作电流倍数 N1 和初动作时限 t1. N1=Ik1(3)/IopL 由 3-12所得 Ik1=3kA , Ik2(3)=1.75kA ∴ n1=3000/(15 × 50)=4 查 GL-15 电流继电器特性曲线得 :t/n=10/15,t1=1s,k1 点短路 2wL 倍数 n2: n2=3000/750=4 查表 GL-15 曲线 ,得 t2=1-0.7=0.3s (3) 灵敏度检验 :ks=1760× 0.87/750=2.04>1.5 ∴ 满足要求 . (二)电流速断保护的整定 : (1)电流整定 Iop.kA=1.5 × 1750/15=175A Nqb=175/50=3.5 Iob(qb)=nqb × Iob(qb)=3.5× 750/1.73=1517 灵敏度检验： ks=Ik.min/Iop1=3000/1517=1.97 ∴ zwL 电流速断保护整定满足要求。 胡凯( 6101103228) 7-24试校验图 7-55所示的 10/0.4kV ，1000kVA，Yyno 接线的车间变电所二次侧干线末端发生短路时，两相两继电器接线过电流保护的灵 敏 度。已知过电流保护动作电流为 10A，电流互感器变比为 75/5A ， 0.4kA 干线末端单相短路电流 Ik(1)=3500A ，如不满足要求，试整定零序 电流保护。 解：(1)动作电流整定： 编辑版 word Iop.ka=Krel/Ki*0.25I2n =1.2/15*0.25*1000/T3*0.4=28.9 ( A) 选 DL-11/50 电流继电器，线圈并联，动作电流整定 Iop.ka=30A 保护一次侧动作电流为： I op1=Ki/Kw*Iop.Vka=15/1.0*30A=450A (2)灵敏度校验 Ks=Ik.min/Iop1=3500/450=7.78 》 1.5 变压器零序电流保护灵敏度满足要求 7-25: 根据题意可知对该电动机保护装置的配置和整定 : (1) 保护装置的设置 : 因为水泵电动机在生产、过程中没有过负荷的可能 ,不装设过负荷保护 ; 电动机很重要 且装在经常有人值班的机房内 ,需要自起动运行 ,不装设低电压保护 ; 仅装电流速断保护 ,采用两相继电器接线 ,电流互感器电流比为 200／ 5A,继电器为 DL-11／50. (2) Iopk=30A, Iopl=1200A, ks=3.0> 2.0 第八章 8-3 操作电源有哪几种，直流操作电源又有哪几种？各有何特点？ 答：二次回路的操作电源主要有直流操作电源和交流操作 电源两类，直流操作电源有蓄电池和硅整流直流电源两种。 蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。 •铅酸蓄电池具有一定危险性和污染性，需要专门的蓄电池室放置，投资大。因此，在变电所中现已不予采用。 •镉镍蓄电池的特点是不受供电系统影响，工作可靠，腐蚀性小，大电流放电性能好，比功率大，强度高，寿命 长，不需专门的蓄电池室，可安装于控制室。在变电所(大中型)中应用普遍。 8-4 蓄电池有哪几种运行方式？ 答：蓄电池的运行方式有两种：充电 -放电运行方式和浮充电运行方式。 8-5 交流操作电源有哪些特点？可以通过哪些途径获得电源？ 编辑版 word 答：交流操作电源的优点是：接线简单、投资低廉、维修方便。缺点是：交流继电器性能没有直流继电器完善，不能 构成复杂的保护。交流操作电源可有两种途径获得：①取自所用电变压器；②当保护、控制、信号回路的容量不大时， 可取自电流互感器、电压互感器的二次侧。 8-7 答:所用电变压器一般接在电源的进线处 ,这样变电所母线或变压器发生故障时，所用变仍能取得电源。一般情况下， 采 用一台所用变即可，但对一些重要的变电所，设有两台互用为备用的所用变。两台所用变接于二路电源的进线处， 或其中一台所用变应接至进线处，另一台则应接至与本变电所无直接联系的备用电源上。在所用变低压侧可采用电源 自动投入装置，以确保所用电的可靠性。 8-8答:控制开关有 6 个位置是“跳闸前” ，“预备合闸”，“合闸”，“合闸后”，“预备跳闸”，“跳闸”。 手动合闸 设断路器处于跳闸状态，此时控制开关 SA处于“跳闸后” （TD ）位置，其触点 10-11通， QF1 闭合，HG 绿灯亮，表明断路器是断开状态，又表明控制回路的熔断器１ＦＵ和２ＦＵ完好回路。因电阻 1R 存在，流过合闸接触 器线圈 KM 的电流很小，不足以使其动作。 将控制开关 SA顺时针旋转 90°，至“预备合闸”位置（ PC）， 9-10通，将信号灯接于闪光小母线（ +）WF 上，绿 灯 HG 闪光，表明控制开关的位置与“合闸后”位置相同，但断路器仍处于跳闸后状态，这是利用“不对应原理”接 线，同时提醒运行 SA 置于“合闸”位置（ C）（继续顺时针旋转 45°）。 SA的5-8通，使合闸接触器 KM 接通于+WC 和-WC之间， KM 动作，其触点 KM1和KM2闭合, 合闸线圈 YO通电， 断路器合闸。断路器合闸后， QF1 断开使绿灯熄灭， QF2 闭合，由于 13-16通，红灯亮。当松开 SA 后，在弹簧作用下， SA自动回到“合闸后”位置， 13-16通，使红灯发出平光，表明断路器已合闸，同时表明跳闸线圈 YR 回路及控制回路 的熔断器１ＦＵ和２ＦＵ完好。在此通路中，因电阻 2R存在，流过跳闸线圈 YR 的电流很小，不足以使其动作。 人员核对操作对象是否有误，如无误后，再将 手动跳闸 将控制开关 SA 逆时针旋转 90°置于“预备跳闸”位置（ PT）， 13-16断开，而 13-14接通闪光母线，使红灯 HR 发出闪光，表明 SA 的位置与跳闸后的位置相同，但断路器仍处于合闸状态。将 SA继续旋转 45°而置于“跳闸” 位置（ T）， 6-7通，使跳闸线圈 YR接通，此回路中的（ KTL 线圈为防跳继电器 KTL 的电流线圈） YR 通电跳闸， QF1 合上， QF2 断开，红灯熄灭。当松开 SA 后，SA 自动回到“跳闸后”位置， 10-11通，绿灯发出平光，表明断路器已经 跳 开，合闸回路完好。 8-9 断路器控制回路应满足哪些要求？ 答：对断路器控制电路的基本要求如下： （ 1） 能手动和自动合闸与跳闸； （ 2） 应能监视控制回路操作电源及跳，合闸回路的完好性；应对二次回路短路或过负荷进行保护； （ 3） 短路器操作机构中的合 .跳闸线圈是按短时通电设计的，在合闸或跳闸完成时，应能自动解除命令脉冲，切断合 闸或 跳闸电源； （ 4） 应有反应断路器手动和自动跳 .合闸的位置信号； （ 5） 应具有防止断路器多次合 .跳闸的防跳措施； （ 6） 断路器的事故跳闸回路，应按不对应原理接线； 对于采用气压 .液压和弹簧操动机构的断路器，应有压力是否正常 .弹簧是否拉紧到位的监视和闭锁回路。 8-11 什么叫中央信号回路 ?事故音响信号和预告音响信号的声响有何区别 ? 答 : 变电所的进出线、 变压器和母线等都配置继电保护装置或监测装置， 保护装置或监测装置动作后都要通过信号系统 发出相应的信号提示运行人员。 事故音响信号 断路器发生事故跳闸时，启动蜂鸣器（或电笛）发出声响，同时断路器的位置指示灯发出闪光，事 故类型光字牌亮，指示故障的位置和类型。 预告音响信号 当电气设备出现不正常运行状态时， 启动警铃发出声响信号， 同时标有故障性质的光字牌点亮， 指 示不正常运行状态的类型，如变压器过负荷、控制回路断线等。 8-12 试述能重复动作的中央复归式事故音响信号回路工作原理 答 : “重复动作”是利用控制开关与断路器辅助触点之间的不对应回路中的附加电阻来实现的。当断路器 1QF 事故跳 闸，蜂鸣器发出声响，若音响已被手动或自动解除，但 1QF 的控制开关尚未转到与断路器的实际状态相对应的位置， 编辑版 word 若断路器 2QF 又发生自动跳闸时，其 2QF 断路器的不对应回路接通，与 1QF 断路器的不对应回路并联，不对应回路 中串有电阻引起脉冲变流器 TA 的一次绕组电流突增，故在其二次侧感应一个电势，又使干簧继电器 KR 动作，蜂鸣器 又发出音响。 8—13 在图 8—15 中，如何检查光字牌灯泡是否损坏？ 答：转动图 8—15的 SA到试验位置时，试验回路为 +WS-12-11-9-10-8-7-2WFS-HL 光字牌（两灯串联） -1WFS-1-2-4-3-5-6--WS，所以光字牌亮，表示光字牌灯泡完好，如有不亮，表示光字牌灯泡坏，更换灯泡。 8— 14 电气测量的目的是什么？对仪表的配置有何要求？ 答：电气测量的目的有 3 个： 1、计费费测量； 2、对供电系统中的运行状态、技术经济分析所进行的测量； 3、对交、 直系统的安全状况等进行监测。 对仪表的配置要求如下： 1、在供配电系统没一条电源的进线上，必须装设计费用的有功电度表和无功电度表及反映 电流大小的电流表。 2在变配电所的每一段母线上（ 3—10kV），必须装设电压表 4只，其中一只测量线电压，其他 3 只 测量相电压。 3、35/6— 10kV 变压器应在高压侧或低压侧装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电度表和无功电 度表各一只， 6— 10kV/0.4kV 的 配电变压器，应在高压侧或低压侧装设一只电流表和一只有功电度表，如为单独经济 核算 4、 3— 10kV 配电线路，应装设电流表，有功功率表，无功功率表各一 只，如不为单独经济核算单位时，无功功率表可不装设。 5 低压动力线路上应装一只电流表。 6、并联电容器总回路上， 的单位变压器，还应装设一只无功电度表。 没相应装设一只电流表，并应装设一只无功功率表。 8-20.控制屏屏面布置的原则是什么 ? 答 :1.控制屏屏面布置应满足监视和操作调节方便 ,模拟接线清晰的要求 . 2. 测量仪表应尽量与模拟接线对应 ,A,B,C 相按纵向排列 ,同类安装单位中功能相同的仪表 ,一般布置在相对应的位 置. 3. 每列控制屏的各屏间 ,其光字牌的高度应一致 ,光字牌宜放在屏上方 ,要求上部取齐 ,也可放在中间 ,要求下部取齐 4. 操作设备宜与其安装单位的模拟接线相对应 .功能相同的操作设备 ,应布置在相对应的位置上 ,操作方向全变电所 必须一 致. 5. 常操作的设备宜布置在离地面 操作设备离地面一般不得低于 600mm,经 800～ 1500mm 处. 8-21 继电屏屏面的布置的原则是什么？ 答： 1、 继电屏屏面的布置应在满足试验、检修、运行、监视方便的条件下，适当紧凑。 2、相同安装单位的屏面布置宜对应一致，不同安装单位的继电器装在一块屏上时，宜按纵向划分， 宜对应一致。 其布置 3、各屏上设备装设高度横向应整齐一致，避免在屏后装设继电器。 4、调整、检查工作较少的继电器布置在屏的上部，调整、检查工作较多的继电器布置在中部。一般 5、各屏上信号继电器宜集中布置，安装水平高度一致。信号继电器在屏面上安装中心线离地面不宜 600mm。 6、实验部件与连接片的安装中心线离地面不宜低于 300mm。 7、继电器屏下面离地 250mm 处宜设有孔洞，供实验时穿线用。 8-22 信号屏屏面布置的原则是什么？ 答： 1、信号屏屏面布置应便于值班人监视。 2、中央事故信号装置与中央预告信号装置，一般集中布置在一块屏上，但信号指示元件及操作 设备 应尽量 划分清楚。 按如次 低于 序由上至下排列：电流、电压、中间、时间继电器等布置在屏的上部，方向、差动、重合 闸继电器等布置在屏的 中部。 3、信号指示元件（信号灯、光字牌、信号继电器）一般布置在屏正面的上半部，操作设备（控制开 钮）则布置在它们的下方。 关、按 继电器 4、为了保持屏面的整齐美观，一般将中央装置的冲击继电器、中间继电器等布置在屏后上部（这些 应采用屏前接线式） 。中央信号装置的音响器（电笛、电铃）一般装于屏内两侧的上方。 8—— 23，接线端子按用途分有哪几种？各自的用途是什么？ 答： 可分为：一般端子，连接端子，试验端子，其他端子。 一般端子适用于屏内，外导线或电缆的连接。连接端子可以将相邻的连接端字或 一般端子用连接片连为一体，提供较多的接点供接线使用。实验端子用于接入实验仪器的电流回路中。通过它来 编辑版 word 校验电 流回路中仪表和继电器的准确度。其它 端子如连接型实验端子，终端端子，标准端子， 特殊端子等。 8—— 24，端子排一般安装在控制屏的什么位置？各回路在端子排中接线时，应按什么顺序排列？ 答：端子排一般垂直布置在 屏后两侧。 排列顺序：（ 1）按每组电流互感器顺序号由小到大自上而下排列，每组互感器再按 A， B，C，N 排列。（ 2） 按每组电压互感器分组顺序号由小到大再按 A，B， C，N 排列。（3）按预告，指挥，位置及事故信号分组，每组按数字 大小排列，先是信号正电源 701，其次是 901，903和 951，953，再每次是 94，194，24，最后是负电源 702。（ 4）按各组 熔断器分组，每组中先排单号回路，由小到大，再排双号回路（ 压 回路，远方调整及连锁回路分组。每组按极性，编号和相序依次排列。 （ 6）先排本安装单位的，再派其他安装单位的。 5）按远动装置励磁保护，自动调整励磁装置的电流电 8—— 25、屏后接线图的基本原则和要求是什么？ 答： 1、屏后接线图应以展开的平面图形表示 2、设备外形可采用简化外形，如方形、圆形、矩形等表示，必要时也可采用规定的图形符号表示，图形不要求按比例 绘 制，但要保证设备之间的相对位置准确，各设备的引出端应注明编号，并按实际排列顺序画出，设备内部一般不画出， 或只花池有关的线圈和触点，边框应用虚线表示。 3、所有的二次小母线及连接导线、电缆等，应按国家标准中规定的数字范围进行编号。 8—— 26、何为相对编号法？举例说明 答： 相对编号法又叫中线段法，就是用编号来表示二次回路中各设备相互之间连接状态的一种方法。 例如：甲乙两个 设备需要连接时， 那么在甲设备上的接线端， 标出乙设备接线端的编号 ;同时在乙的接线端上标出甲设备接线端子的编号， 即两个设备相连接的两个端子的编号相对应。 8-27某供电高压电容器组的线路上，装有 1 只无功电度表和 3只电流表，如图 8-31（a）所示。试在图 8-31（b）的接线图 中 用中断线表示法（相对编号法）画出仪表和端子排的接线。 编辑版 word 解答过程如图所示。 8-28 什么是自动重合闸？有哪些要求？ 答： 自动重合闸装置是当断路器跳闸后，能够自动地将断路器重新合闸的装置。 自动重合闸的要求具体有以下几方面： ⑴ 手动或遥控操作断开断路器及手动合闸于故障线路，断路器跳闸后，自动重合闸不作。 ⑵ 除以上情况外，当断路器因续电保护动作或其他原因而跳闸时，自动重合闸装置均作。 ⑶ 自动重合次数应符合预先规定，即使 ARD 装置中任一元件发生故障或接点黏结时，也应保证不多次重合。 ⑷ 应优先采用用控制开关位置与断路器位置不对应的原则来起动重合闸。同时也允许由保护装置来起动，但此时必须 采取措施来保证自动重合闸能可靠动作。 ⑸ 自动重合闸在完成动作以后，一般能自动复归，准备好下一次再动作。有值班人员的 10KV 以下线路也可采用手动 复归。 ⑹ 自动重合闸应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速续电保护的动作。 8-29简述自动重合装置工作原理。 自动重合装置按动作方法分为机械式和电气式；按重合次数分为一次重合闸，二次重合闸或 三次重合闸，用户变电 所一般采用一次重合闸。 电气一次自动重合闸装置原理： 下图采用 DH-2 型重合闸继电器的自动重合闸原理图，图中所绘为合闸后的位置， 1SA为断路器控制开关； 2SA为自动 重合闸装置选择开关，用于投入和解除 ARD 。 编辑版 word （） DH-2 型重合闸继电器的原理接线图 1 故障跳闸后的自动重合闸过程 线路正常运行时， 1SA和2SA是在合上的位置，其余接点均是不接通的， ARD 投入工作， QF是断开的。重合闸继电器 KAR中电容器 C经4R充电，其途径是 +WC → 2SA→ 4R → C→ -WC ，同时指示灯 HL 亮，表示母线电压正常，电容器已在充 电状态。 当线路发生故障是，由继电保护（速断或过电流）动作，使跳闸回路通电跳闸，防跳继电器 KTL 电流线圈起动， KTL （1—2）闭合，但因 1SA⑤-⑧不通， KTL 的电压线圈不能自保持，跳闸后， KTL 电流电压线圈断电。 3 手动跳闸时重合闸不应重合 人为操作断路器跳闸是运行的需要，无需重合闸。 4 具有防跳闸功能 当ARD重合于永久性故障时，断路器将再一次跳闸，若 KAR中KM（3-4），KM（5-6）触点被黏住 时， KTL 的电流线圈 因跳闸而被起动， KTL （1-2）闭合并能自锁， KTL 电压线圈通电保持， KTL （3-4）断开，切断合闸回路，防止跳跃现象。 5 ARD 与继电保护配合加速保护 重合闸后加速保护就是当线路发生故障时，保护首先按有选择的方式动作跳闸。但断路器重 合后，若重合于永久性故 障，则加速保护动作，切除故障。 8-30什么是备用电源自动投入装置？在哪些情况下应投入？哪些情况下不应投入？ 备用电源自动投入装置就是当电源线路中发生故障而断电时，能自动而且迅速将备用电源投入运行，以确保供电可 靠性的装置，简称 APD 。 ⑴工作电源不论何种原因消失（故障或误操作）时， APD 应动作； ⑵保证在工作电源断开后，备用电源电压正常时，才 投入； ⑶电压互感器二次回路断线时， APD 不应投入； 编辑版 word 工作电压 备用电源 备用电源自动投入原理接线图 当主（工作）电源进线因故障 断电时，失压保护动作，使 1QF跳闸，其辅助常闭触点 1QF（1— 2）闭合，常开触点 1QF（1—2）打开，时间继电器 KT 线 圈失电，由于 KT触点延时打开，故在其打开前，合闸接触器 KM得电， 2QF的合闸线圈 2YO通电合闸， 2QF两侧面的隔离 开关预先合，备用电源被投入。 ⑴工作电源不论何种原因消失（故障或误操作）时， APD 应动作； ⑵保证在工作电源断开后，备用电源电压正常时，才投入； ⑶只有电源进线上方发生故障，而 1QF以下部分没有发生故障时，才能投入备用电源； ⑷只要是 1QF以下的线路发生故障，引起 1QF跳闸时，应加入备用电源封锁装置，禁止 APD 投入。 ①母线 WB短路引起 1QF跳闸，备用电源不允许投入； ②电压互感器二次回路断线时， APD 不应投入。 8-31简述备用电源自动投入装置的工作原理。 答：下图为采用直流操作电源时的备用电源自动投入原理接 当主（工作）电源进线 因故障断电时，失压保护动 作，使 1QF 跳闸，其辅助常 闭 触点 1QF（ 1-2）闭合，常 开触点 1QF（ 3-4）打开，时 间继电器 KT 线圈失电， 由于 KT 触点延时打开， 故在其打 开前， 合闸接触器 KM 得电， 2QF 的合闸线圈 2YO 通电合 闸， 2QF 两侧面的隔离开关 预 先合，备用电源被投入。 所 以，、只有电源进线上方发 生 故障时而 1QF 以下部分没 有发生故障时，才能投入备用电源，只要1QF 以下线路发生故障，引起 1QF 跳闸 时，应假备用电源闭锁装置，禁止 APD 投入。 8-32 什么是重合闸后加速保护？它有什么优点？ 答：重合闸后加速保护是当线路上发生故障时，保护首先按有选择性的方式动 作跳闸。但是断路器重合后，若重合 于永久性故障，则加速保护动作，切除故障。 重合闸后加速保护方式的优点是：故障的首次切除保证了选择性所以不会扩大停电的范围。其次，重合于永久性故 障线路，仍能快速有效性地将故障切除。 8— 33 什么叫变电站综合自动化系统？变电站自动化系统有那些主要功能？ 答：变电所综合自动化系统就是将变电所的二次设备（包括测量仪表，信号系统，继电保护，自动化装置和远动装置等） 经过功能的组合和优化设计综合为一体，利用先进的计算机技术，现代电子技术，通信技术和信号处理技术，实现对全 变电站主要设备和输，配电线路的自动监视，测量，自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。 变电站自动化系统的主要功能： （1）微机监控功能 a 数据采集功能 编辑版 word b 事件顺序记录功能 c 故障记录，故障录波和测距功能 d 操作闭所与控制功能 e 事件报警功能 f 人—机对话功能 g 系统自诊断功能 h 完成计算机监控系统的系统功能 （2）微机保护功能 （3）微机通信功能 8— 34 变电所综合自动化系统设备配置分哪两层？各层的含义是什么？ 答：变电所综合自动化系统设备配置分为变电站层和间隔层。 变电站层又叫站级主站层或站级工作站，可以由多个工作站组成，负责管理整个变电站自动化系统，是变电站自动化系 统的核心层。 间隔层是指设备的继电保护，测控装置层，由若干个间隔单元组成，一条线路或一台变压器的保护，测控装置就是一个 间隔单元，各单元基本上是相互独立，互不干扰的。 8-35 变电站综合自动化系统结构布置方式有哪两种？各方式的特点是什么？ 答：有集中式和分散式两种形式。集中式布置是传 统的结构形式，它是把所有二次设备按遥测、谣信、谣控、调度、 保护功能，划分成不同的子系统集中组屏，安装在主控室内。这种结构形式有利于观察信号，方便调试，缺点是耗费大 量的二次电缆，容易产生数据传输瓶颈问题，其可扩性及维护性较差。适用于电压低，出线少的小型化变电所。其优点 是集保护功能、人 -机口、四遥控功能及自检功能于一体，结构简单，价格相对较低。 分散式就是将变电所分为两个层次，即变电站层和间隔层。分散分布式布置是以间隔为单元划分的，每一个间隔的 测量、信号、控制、保护综合在一个或两个单元上，分散安装在对应的开关柜或控制室上。优点是：最大限度地压缩二 次设备及繁杂的二次电缆，也节省了土建投资；系统配置灵活，扩展容易；统一时钟；检修维护方便；可用于各种电压 等级的变电站。现在的变电站综合自动化系统通常采用分散分布式布置。 8-36 简述微机监控软件系统框图各程系模块的含义。 答：下位机软件主要完成模拟量、 开关量、 脉冲量的采集 （输入）；开关量的输出控制 （断路器跳、 合闸操作与信号输出） 11 完成模拟量的采集；开关量 采集模块 12 完成开关量的采集；脉冲量采集模块完成 13完成脉冲量的采集；接地检测处理模块 14主要是接地检测和报 警处理；控制模块 15及通信模块 16 完成断路器的操作控制、信号输出及上位机的通信等。 向上位机传输数据等功能。为模块化软件，每个模块完成各自的功能。如模拟量采集模块 上机软件主要完成图象显示、打印记录、对断路器进行操作、远方通信及下位机之间的数据传送的功能。该软件也为模 块化软件，每个模块完成各自的功能。图象显示程序模块 21 可显示变电站运行主系统图、间隔开关和断路器的位置及操 作过程、各种运行参数表格和负荷曲线及故障等内容；通信程序模块 22 一方面将采集到的数据及开关状态实时地送至远 方调度所，另一方面通过 RS232通信接口，进行数据交换；操作程序模块 23 主要通过键盘完成各种功能的操作。在进行 断路器跳闸、合闸操作时需自动闭锁条件；打印程序模块 24 主要完成报表打印及随机打印功能。报表打印可完成定时打 印制表。随机打印则在事故与故障发生或继电保护动作时，自动打印故障或保护动作时间、地点、性质及顺序，同时还 打印断路器及隔离开关变位的时间、性质及顺序等。 第九章 9-1 电气安全包括哪两方面 ,忽视电气安全有什么危害 . 答 : 电气安全包括人身安全和设备安全两个方面 . 电气设备应用广泛 ,如果设计不合理 ,安装不妥当 ,使用不正确 ,维修不及时 ,尤其电气人员缺乏必要的安全知识与安全技能 ,麻 痹大意 ,就可能引发各类事故 ,如触电伤亡 ,设备损坏 ,停电 ,甚至引起火灾或爆炸等严重后果 .因此,必须采取切实有效的措施 杜绝事故的发生 ,一旦发生事故 ,也应懂得现场应急的处理方法 . 9-4.什么叫直接触电防护和间接触电防护 ? 答:（ 1）指对直接接触正常带电部分的防护 ; （ 2）指对故障时可带危险电压而正常时不带电的外露可导电部分的防护。 9-5.电气火灾有何特点 ?如何正确选择灭火器材 ? 编辑版 word 答:「1」﹙ 1﹚着火的电气设备可能是带电的 ,如不注意可能引起触电事故 . 可能发生喷油甚至爆炸事故 ,扩大火灾范围。 ﹙ 2﹚有些电气设备本身充有大量的油 「 2」选择适当的电气设备及保护装置 ,应根据具体环境、危险场所的区域等级选用相应的防爆电气设备和配线方式 用的防爆电气设备的级别应不低于该爆炸场所内爆炸混合物的级别。 ﹙ 1﹚CO2,CCl4,CFClBr2 或干粉灭火器的灭火剂均不导电 ,可用于带电灭火 . ﹙ 2﹚小范围带电灭火 ,可用干砂覆盖 . ,所选 ﹙ 3﹚专业灭火人员用水枪灭火时 ,宜采用喷雾水枪 ,这种水枪通过水柱的泄漏电流较小 ,带电灭火比较安全 ,用普通直流水枪 时 ,为防止泄漏电流流过人体 ,可将水枪喷嘴接地 ,也可让灭火人员穿戴绝缘手套绝缘靴或穿戴均压服后进行灭火。 李娜 9-6.什么是过电压 ?过电压有哪些类型 ?雷电过电压有哪些种类 ? 答:﹙ 1﹚指在电气设备或线路上出现折超过正常工作要求并对绝缘构成威胁的电压 . ﹙ 2﹚过电压分为内部过电压和雷电过电压 . ﹙ 3﹚雷电过电压分为直击雷、感应雷和雷电侵入波 3 类。 9-10.架空线路有哪些防雷措施 ?3～ 10V 线路主要采取哪种防雷措施 ? 答 :架空线路的防雷措施有 : 架设避雷线 提高线路本身的绝缘水平 . 利用三角形排列的顶线兼做防雷保护线 . 加强对绝缘薄弱点的保护 . 采用自动重合闸装置 . 绝缘子铁脚接地 . 3～10V 线路采用第 3 种防雷措施 . 9-11.变配电所有哪些防雷措施 ?重点保护什么设备 ? 答 :变配电所的防雷措施有 : 防直击雷 进线防雷保护 配电装置保住措施 重点保护那些价值最高但绝缘相对薄弱的电力变压器 . 9-12.什么是”反击闪络” ?怎样防止 ? 答 :当雷击避雷针时 ,强大的雷电流通过引下线和接地装置泄入大地 ,避雷针及引下线上的高电位可能对附近的建筑物和变 配电设备发生反击闪络 . 防止措施有 : 独立避雷针与被保护物之间应保持一定的空间距离 So. 独立避雷针应装设独立的接地装置 ,其接地与被保护物的接地体之间也应保持一定的地中距离 SE. 独立避雷针及其接地装置不应设在人员经常出入的地方 . 9-16.什么是接地电流和对地电压 ? 答 :电气设备发生接地故障时 ,电流经接地装置流入大地并作半球形散开 ,这一电流称接地电流 . 电气设备接地部分与零电位的大地之间的电位差 ,称对地电压 . 9-17.什么是接触电压和跨步电压 ? 答 :当电气设备绝缘损坏时 ,人站在地面上接触该电气设备 ,人体所承受的电位差称接触电压 Utou. 在接地故障点附近行走 ,人的双脚 （或牲畜前后脚 ）之间所呈现的电位差称跨步电压 Ustep. 9-18.低压配电系统是怎样分类的 ?TN-C,TN-S,TN-C-S,TT, 和 IT 系统各有什么特点 ?其中的中性线 （N 线）,保护线 （PE 线 ）,和保 护中性线 （PEN 线 ）各有哪些功能 ? 答:低配电系统的保护接地按接地形式 ,分为 TN系统,TT系统,IT系统 3种. TN 系统的电源中性点直接接地 ,并引出有中性线 ,保护线或保护中性线 ,属于三相四线制或五线制系统 .如果系统中 N 线与 PE线全部合成为 PEN线,则此系统称为 TN-C系统,如果系统中的 N线和 PE线全部分开 ,则此系统称为 TN-S系统,如果系 统中前一部分 N 线与 PE线合为 PEN 线,而后一部分 N 线与 PE线全部或部分分开 ,则此系统称为 TN-C-S 系统. TT 系统的电源中性点直接接地 ,并引出有 N 线 ,属三相四线制系统 ,设备的外露可导电部分均经与系统接地点地方无关的各 自的接地装置单独接地 . 编辑版 word IT 系统的电源中性点不接地或经 1K Ω阻抗接地,通常不引出 N 线,属于三相四线制系统 ,设备的外露可导部分均各自的接地 装置单独接地 . 9-22 什么是接地装置？什么是人工接地体和自然接地体？ 答：埋入地中并直接与地壤相接触的金属导体和连接地与接地体的金 属线的总称叫着接地装置；用与大地有可靠而良好 接触的设备或构件做的接地体叫着自然接地体；不是天然的而是人工做的接地体叫着人工接地体。 9-23什么是接地电阻？怎样近似计算？如何测量？ 答：散流电阻加接地体和接地线本身的电阻称接地电阻； 查表 A-18-1 近似确定电阻的大概值再公式计算；可以用电桥法， 补偿法，电流 -电压法和接地电阻测量仪法进行测量。 9-24 什么叫工频接地电阻和冲击接地电阻？它们之间怎样换算？ 答：工频接地电流流经接地装置呈现的接地电阻叫工频接地电阻；雷电流经接地装置泄放入地时呈现的接地电阻叫冲击 接地电阻；工频接地电阻等于冲击接地电阻的 a 倍。 第十章 10-6车间动力电气平面布置图上需对哪些装置进行编号？怎样编号？ 答：车间动力电气平面布置图是表示供配系统对车间动力设备配电的电 气布置图。绘制电气平面布置图应注意以下几点： （1）须表示出所有用电设备的位置，依次进行编号，并注明设备的容量。按 GB4728.11—85《电气图用图形符号 .电力，照明和电信布置》 规定，用点设备标注的格式为： a为设备的编号； b 为设备容量（ KW ）；c为线路首端熔体或低压短路器脱扣器的电流（ A）；d 为标高。 （2）须表示出所有配电设备的位置，依次编号，并标注其型号规格，按 GB4728.11—85 规定，配电设备标注的格式一般为： 当需要标注引入线的规格时，配电设备的标注的格式为 式中， a为设备的编号； b为设备型号； c为设备的额定容量（ KW ）；d为导线型号； e为导线根数； f 为导线截面； g为导线敷设方式。 （3）对配电干线和支线上的开关和熔断器也要分别进行标注。 按 GB4728.11— 85 规定，起标注格式为 或 当要标注引线时，开关和熔断器的标注格式为 式中， a为设备编号； b为设备型号； c为额定电流； i 为整定电流或熔体电流； d为导线型号； e为导线根数； f为导线截面； g为导线敷设 方式。 （4）对配电支线，标注的格式为 或 编辑版 word G 为穿线管代号及管径。 10-7什么是灯具的的距离比高？距高比与布置方案有什么关系？ 答：灯具的距离比高为 hRc/h（hRc 为房间的高度 h 为灯具的高度 ） 为使工作 面上获得较均匀的照度，较合理的的距高比一般为 1.4－1.8.这样可以使整个房间获得较为均匀的照明。 10-8灯具悬挂高度有什么要求为什么？ 答：室内灯具不宜悬挂过高或过低。过高会降低工作面上的照度且维修不方便，过低则容易碰撞且不安 全，另外还会产生眩光，降低人眼的 视力。 10-9什么叫照明光源的利用系数？与哪些因素有关？什么叫减光系数？又与哪些因素有关？ 答：利用系数（用 u 来表示）是指照明光源投射到工 作面上的光通量与全部光源发出的光通量的效利用的程度。 利用系数的计算公式为 u= Φ /（n Φ） 式中，Φ e为投射到工作面上的总光通量 ; Φ为每盏灯发出的光通量 n 为灯的个数。 利用系数值的大小与很多因素有关，灯具的悬挂高度越高，光效越高，则利用系数越高 浅，则利用系数就越高。 由于灯具在使用期间，光源本身的光效要逐渐降低，灯具也会陈旧脏污，被照场所的墙壁和顶棚也有污损的可能，从而使式作面上的光通量 有所减少，因此，的计算式作面上的实际平均照度时，应计入一个小于 1的灯具减光系数 K ，则工作面的实际平均照度就为 Eav=uKn Φ/S 那 么我们就可能推出 K= EavS/un Φ大多是查表得到 K 值 ;房间的面积越大，形状越接近正方形，墙壁的颜色越 第十一章 11-28 某工厂变电所装设 10MVA 变压器 ,变压器电压为 110 + - 2*2.5%/6.6KV. 最大负荷时高压侧电压为 112KV, 变压器中 的电压损失 （归算到高压侧的值 ）为 5.61%;最小负荷时高压侧电压为 115KV, 变压器中的电压损失 （归算到高压侧的值 ） 为 2.79%.按调压要求变压器低压母线的电压偏移为额定电压 6KV 的 :最大负荷时不小于 0%;最小负荷时不大于 +7.5%,试选择 分接头 . 解:（1）变压器分接头的选择 最大负荷时的分接头电压为 Utmax=（U1max-DUTmax） U2n/U2max =（112-110*5.61%）*6.6/6 =116.41KV 最小负荷时的分接头电压为 Utmin=(U1min-DUTmin)U2n/U2min =(115-110*2.79%)*6.6/[(1+7.5%)*6.6] =104.12KV Ut=(Utmax+Utmin)/2=(116.41+104.12)/2=110.27KV 应选 0分接头 ,即主分接头 ,额定 电压为 110KV. (2)在主分接头时变压器低压母线实际电压和电压偏差的校检 最大负荷时 ,低压母线实际电压和电压偏差为 : U2max=(U1max-DUTmax)U2n/Ut =(112-110*5.61%)*6.6/110 =6.35KV DU2max=(U2max-Un)*100%/Un =(6.35-6)*100%/6 =5.8%>0% 最小负荷时 ,低压母线实际电压和电压偏差为 : U2min=(U1min-DUTmin)U2n/Ut =(115-110*2.79%)*6.6/110 =6.71KV 但 DU2min=(U2min-Un)*100%/Un =(6.71-6)*100%/6 =11.93%>7.5% 所以,选 0分接头不能满足低压母线的电压要求 . 此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容，供参考，感谢您的配 编辑版 word 合 和支持) 编辑版 word 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容