电力工程基础第二版习题及答案

1、第一章1-1什么就是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答:电力系统就是由发电厂、变电所、输配电线路与电力用户组成得整体。建立联合电力系统得优点就是:可以减少系统得总装机容量;可以减少系统得备用容量;可以提高供电得可靠性;可以安装大容量得机组;可以合理利用动力资源,提高系统运行得经济性。1-2电能生产得主要特点就是什么？对电力系统有哪些要求？答:电能生产得主要特点就是:电能不能大量存储;过渡过程十分短暂;与国民经济各部门与人民日常生活得关系极为密切。对电力系统得基本要求就是:保证供电得可靠性;保证良好得电能质量;为用户提供充足得电能;提高电力系统运行得经济性。1-3我国规定得三相交流电网额定

2、压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器得额定电压与同级电网得额定电压之间有什么关系？为什么？答:我国规定得三相交流电网额定压等级,低压有0、22/0、127kV、0、38/0、22kV与0、66/0、38kV;高压有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV与750kV。用电设备得额定电压规定与同级电网得额定电压相同;发电机得额定电压应比同级电网额定电压高5%;变压器一次绕组得额定电压,对于降压变压器,应等于电网得额定电压,对于升压变压器,应等于发电机得额定电压;变压器二次绕得额定电压,当二次侧供电线路较长时,应比电网额定电压高10%,当变压器

3、二次侧供电线路较短时,应比同级电网额定电压高5%。1-4衡量电能质量得主要指标有哪些？简述它们对电力系统得主要影响。答:衡量电能质量得主要指标有:频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压与瞬态过电压。对电力系统得主要影响（略）。1-5什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时,各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行,但又不允许长期运行？答:中性点不接地与中性点经消弧线圈接地得系统称为小电流接地系统;性点直接接地（或经低电阻接地）得系统称为大电流接地系统。在小电流接地系统中发生单相接地时,故障相对地电压为零,非故障

4、相对地电压升高倍。此时三相之间得线电压仍然对称,因此用户得三相用电设备仍能照常运行,但就是,发生单相接地后,其运行时间不能太长,以免在另一相又发生接地故障时形成两相接地短路。1-6消弧线圈得补偿方式有几种？一般采用哪种补偿方式？为什么？答:消弧线圈得补偿方式有全补偿、欠补偿与过补偿，一般都采用过补偿方式。因为在过补偿方式下,即使电网运行方式改变而切除部分线路时，也不会发展成为全补偿方式，致使电网发生谐振。同时，由于消弧线圈有一定得裕度，即使今后电网发展，线路增多、对地电容增加后，原有消弧线圈仍可继续使用。1-7为什么我国规定110kV以上得高压电网与380/220V得低压电网要采用大电流接地系

5、统？各有什么优点？答:大电流接地系统发生单相接地时中性点电位仍为零，非故障相对地电压不会升高，仍为相电压，因此电气设备得绝缘水平只需按电网得相电压考虑，故可以降低工程造价。所以我国110kV及以上得电力系统基本上都采用中性点直接接地得方式。而在380/220V系统中采用中性点直接接地方式，主要就是考虑人身安全问题，一旦发生单相接地故障，可以迅速跳开自动开关或烧断熔断丝，将故障部分切除。1-8试确定图1-12所示供电系统中发电机与所有变压器得额定电压。tJkV图1-12习题1-8附图答:发电机G:10、5kV;变压器T1:10、5/242kV;变压器T2:10/3、3kV;变压器T3:220/3

6、8、5kV;变压器T4:220/121/38、5kV;变压器T5:35/6、6kV1-9某10kV电网，架空线路总长度70km,电缆线路总长度为16km。试求此中性点不接地得电力系统发生单相接地时得接地电容电流，并判断此系统得中性点需不需要改为经消弧线圈接地。答：由于因此，不需要改为经消弧线圈接地。第二章2-1电力负荷按重要程度分为哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求？答:电力负荷按对供电可靠性得要求可分为一级负荷、二级负荷与三级负荷三类。一级负荷应由两个独立电源供电;二级负荷应由两回线路供电;三级负荷对供电电源无特殊要求。2-2何谓负荷曲线？试述年最大负荷利用小时数与负荷系数得物理意义。答:

7、负荷曲线就是表征电力负荷随时间变动情况得一种图形。年最大负荷利用小时数,就是一个假想时间,在此时间内,用户以年最大负荷持续运行所消耗得电能恰好等于全年实际消耗得电能,年负荷曲线越平坦,值越大,年负荷曲线越陡;值越小。因此,得大小说明了用户用电得性质,也说明了用户负荷曲线得大致趋势。平均负荷与最大负荷得比值叫负荷系数,它就是表征负荷变化规律得一个参数,其值愈大,说明负荷曲线愈平坦,负荷波动愈小。2-3什么叫计算负荷？确定计算负荷得意义就是什么？答:计算负荷就是根据已知得用电设备安装容量确定得、用以按发热条件选择导体与电气设备时所使用得一个假想负荷,计算负荷产生得热效应与实际变动负荷产生得热效应相

8、等。确定计算负荷时为正确选择供配电系统中得导线、电缆、开关电器、变压器等提供技术参数。2-4什么叫暂载率？反复短时工作制用电设备得设备容量如何确定？答:暂载率就是指设备工作时间与工作周期得百分比值。反复短时工作制用电设备得设备容量就是指换算到统一暂载率下得额定功率。对于吊车:就是指统一换算到时得额定功率,其设备容量;对于电焊机:就是指统一换算到时得额定功率,其设备容量2-5需要系数法与二项式系数法各有什么计算特点？各适用哪些场合？答:需要系数法计算较简单,应用较广泛,但计算结果往往偏小,适用于容量差别不大、设备台量较多得场合;二项式法考虑大容量用电设备对计算负荷得影响,主要适用于设备台数较少而

9、容量差别悬殊较大得得场合。2-6什么叫最大负荷损耗小时？它与哪些因素有关？答:年最大负荷损耗小时数实际上也就是一个假想时间,在此时间内,线路持续通过计算电流所产生得电能损耗,恰好与实际负荷电流全年在线路上产生得电能损耗相等。它与年最大负荷利用小时数与负荷得功率因数有关。2-7功率因数低得不良影响有哪些？如何提高企业得自然功率因数？答:功率因数低将会引起线路得总电流增大,使供电网络中得功率损耗与电能损耗增大;使供电网络得电压损失增大,影响负荷端得电压质量;使供配电设备得容量不能得到充分利用,降低了供电能力使发电机得出力下降,发电设备效率降低,发电成本提高。提高企业得自然功率因数得方法有：正确选用

10、感应电动机得型号与容量；限制感应电动机得空载运行;提高感应电动机得检修质量；合理使用变压器；感应电动机同步化运行。2-8并联电容器得补偿方式有哪几种？各有什么优缺点？答:并联电容器得补偿方式有高压集中补偿、低压成组补偿与分散就地补偿（个别补偿）。高压集中补偿方式得投资较少，电容器组得利用率较高，能够提高整个变电所得功率因数，但它得补偿范围小，只能补偿610kV母线以前得线路上得无功功率，不能补偿工业企业内部配电线路得无功功率。低压成组补偿方式得投资不大，运行维护方便，能够减小车间变压器得容量，降低电能损耗，其补偿区大于高压集中补偿，能够补偿变电所低压母线前得变压器与所有有关高压系统得无功功率。

11、分散就地补偿方式得补偿范围最大，补偿效果最好，能够补偿安装地点以前得变压器与所有高低压线路得无功功率，但投资较大，且电容器组在被补偿得设备停止工作时也一并被切除，利用率较低。2-9某工厂车间380V线路上接有冷加工机床50台，共200kW;吊车3台，共4、5kW（）;通风机8台，每台3kW;电焊变压器4台，每台22kVA（,）;空压机1台,55kW。试确定该车间得计算负荷。解:该车间得计算负荷如下表所示。电力负荷计算表序用电设备名称台数设备容量/kW计算负荷号铭牌值换算值P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1冷加工机床502002000、160、51、733255、362吊车3

12、4、53、50、150、51、730、5250、913通风机824240、80、80、7519、214、44电焊变压器48835、470、350、352、6812、433、235空压机155550、850、80、7546、7535、06小计66110、875138、96负荷总计（）99、8125、06160243>12-10有一条380V低压干线，供电给30台小批生产得冷加机床电动机，总容量为200kW,其中较大容量得电动机有10kW1台,7kW3台,4、5kW8台。试分别用需要系数法与二项式系数法计算该干线得计算负荷。解:用需要系数法与二项式系数法所求计算负荷如下表所示。电力负荷计算表

13、（需要系数法）用电设备名称台数设备容量/kW计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A冷加工机床302000、160、51、733255、3663、9497、15电力负荷计算表(二项式系数法)用电设备名称设备台数设备容量二项式系数计算负荷n/x/kW/kWb/cP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A冷加工机床30/520035、50、14/0、40、51、7342、27384、32128、12-11有一条10kV高压线路供电给两台并列运行得S9800/10(D,yn11接线)型电力变压器，高压线路采用LJ70铝绞线，水平等距离架设，线距为1m,长6km。变压器低

14、压侧得计算负荷为900kW,h。试分别计算此高压线路与电力变压器得功率损耗与年电能损耗。解：(1)变压器得功率损耗与电能损耗kvarkVA变压器得负荷率为：查附录表A-1可知，S9-800/10型(Dyn11)变压器得技术数据为：kW,kW,则两台变压器得功率损耗为：kW-Sn28002Qt2-(Io%Uk%)2(2.50.7035)79.54kvar100100由h与查图2-7得:h。因此，两台变压器得电能损耗为：2_2_4Wa2(Po87602Pk)2(1.487600.70327.53650)5.16104kWh(2)线路得功率损耗与电能损耗变压器高压侧得计算负荷为：kWkvarkVAA

15、查附录表A-12可知,LJ-70铝绞线得Q/km,m时Q/km(实际上m),因此线路得功率损耗为：2323Pwl3I30RWL103368.2620.46610338.58kW232_3QWL3I30XWL103368.2620.358610330kvar线路得电能损耗为:kWh2-12某电力用户10kV母线得有功计算负荷为1200kW,自然功率因数为0、65,现要求提高到0、90,试问需装设多少无功补偿容量？如果用BW10、5401W型电容器，问需装设多少个？装设以后该厂得视在计算负荷为多少？比未装设时得视在计算负荷减少了多少？解：(1)需装设得BWF10、5-40-1W型并联电容器容量及个

16、数kvar取则实际补偿容量为：kvar(2)无功补偿前后视在负荷得变化补偿前:kvarkVA补偿后：S30P30(Q3。Qc)2.12002(14031840)21325.5kVA补偿后视在负荷减少了：kVA2-13某降压变电所装有一台Y,yn0联结得S9800/10型电力变压器淇二次侧(380V)得有功计算负荷为520kW,无功计算负荷为430kvar,试求此变电所一次侧得计算负荷与功率因数。如果功率因数未达到0、9,问应在此变电所低压母线上装多大并联电容器容量才能达到要求？解:(1)变压器一次侧得计算负荷与功率因数查附录表A-1可知，S9-800/10型(Yyn0)变压器得技术数据为：kW

17、,kW,kVA则变压器得功率损耗为kWQT巨(10%2Uk%)800(0.80.84324.5)32kvar100100变压器高压侧得计算负荷为：kWkvarkVA(2)确定无功补偿容量。由于要求变压器高压侧得功率因数A0、9,在变压器低压侧进行补偿时取低压侧补偿后得功率因数，则低压侧需装设得补偿容量为：kvar取kvar第三章3-1试比较架空线路与电缆线路得优缺点。答:架空线路与电缆线路相比，具有投资少、易于维修与建设工期短等优点，但容易遭受雷击与风雨等自然灾害得侵袭，且它需要占用大片土地作出线走廊，有时会影响交通、建筑与市容等；电缆线路具有运行可靠、不易受外力与自然环境得影响、不占地面空间

18、与不影响市容等优点，但投资大、建设工期长、维修不便。3-2架空线路由哪几部分组成？各部分得作用就是什么？答:架空线路主要由导线、避雷线、杆塔、绝缘子与金具等部件组成。导线得作用就是传输电能避雷线得作用就是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击；杆塔得作用就是支撑导线与避雷线并使导线与导线、导线与大地之间保持一定得安全距离；绝缘子得作用就是使导线与杆塔之间保持绝缘;金具就是用来连接导线与绝缘子得金属部件得总称。3-3什么叫电压降落？什么叫电压损失？答：电压降落就是指线路始末端电压得相量差；电压损失就是指线路始末端电压得代数差。3-4导线截面选择得基本原则就是什么？答:输配电线路导线截面得选择应

19、满足以下基本原则：发热条件、电压损失条件、机械强度条件、经济条件与电晕条件。3-5什么就是“经济截面”？如何按经济电流密度来选择导线与电缆截面？答:使年运行费用达到最小、初投资费用又不过大而确定得符合总经济利益得导线截面，称为经济截面。按经济电流密度选择导线截面时，先按求出经济截面，然后选择与最接近而又偏小一点得标准截面,这样可节省初投资与有色金属消耗量。3-6有一条110kV得双回架空线路，长度为100km，导线型号为LGJ150，计算外径为16、72mm,水平排列，相间距离为4m,试计算线路参数并作出其兀型等效电路。解：Sav5040x10.1445lg-y0.0157r0.14451g0

20、.015710.42/km对应得等效电路如右图所示。3-7某变电所装有一台S93150/35型得三相双绕组变压器，额定电压为35/10、5kV,试求变压器得阻抗及导纳参数，并作出其等效电路。解:查附录表A-2可知,S9-3150/35型变压器得技术数据为：kW,kW,对应得等效电路如右图所示。100/100/100得三绕组变压器，试求变压3-8某变电所装有一台SFSZ9-40000/110型、容量比为器等效电路中各支路得电抗（归算到110kV侧）。解:查附录表A-4可知,SFSZ9-40000/110型变压器得技术数据为,，则(取0a)3-9某10kV线路如图3-25所示，已知导线型号为LJ5

21、0,线间几何均距为1m,kW,kW,kW,全部用电设备得=0、8,试求该线路得电压损失。1111pi=250 kW,kvarp2=400 kW,kvar800in1200m*1L图3-25 习题3-9附图解：0、8,0、75p3=300kW,kvar查附录表A-12得:LJ-50型铝导线得/km,/km,0.64(25014001.83003)0.355(187.513001.82253)10对应得电压损失百分数为120.64(25014001.83003)0.355(187.513001.82253)10102=1、69%3-10一条10kV线路向两个用户供电，允许电压损失为5%,环境温度为

22、30C,其她参数如图3-26所示若用相同截面得LJ型架空线路，试按允许电压损失选择其导线截面，并按发热条件与机械强度进行校验。解:(1)按允许电压损失选择导线截面设=0、4Okm,则4km(500J3(X)kVA图3-26习题3-10附图选LJ-95型铝绞线。(2)按发热条件进行校验:kWkvarkVAA查附录表A-8与A-10得,35C时LJ-95导线得允许载流量为A>91、3A,因此满足发热条件要求。(3)按机械强度进行校验：查表3-2知,10kV架空铝绞线得最小截面为25mm2<95mm2,故满足机械强度条件。3-11某110架空线路，输送功率为20MW,功率因数为0、85,

23、年最大负荷利用小时数为5500h,试按经济电流密度选择其LGJ型钢芯铝绞线得导线截面。解:线路得计算电流为由表3-3,查得A/mm,因此,导线得经济截面为选LGJ-120型钢芯铝绞线。第四章4-1什么叫短路？短路得类型有哪几种？短路对电力系统有哪些危害？答:短路就是指电力系统正常情况以外得一切相与相之间或相与地之间发生通路得情况。短路得类型有三相短路、两相短路、单相接地短路与两相接地短路。短路对电力系统得危害有:短路电流得热效应可使设备因过热而损坏甚至烧毁;短路电流得力效应可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏;影响电气设备得正常运行,造成产品报废甚至设备损坏;会导致并列运行得发电厂失去同步,破坏系

24、统得稳定性;不对称接地短路所产生得不平衡电流会对邻近得平行线路电磁干扰。4-2什么叫标幺值？在短路电流计算中,各物理量得标幺值就是如何计算得？答:某一物理量得标幺值,等于它得实际值与所选定得基准值得比值。,即,则基准电在短路电流计算中，常取基准容量=100MVA,基准电压用各级线路得平均额定电压流,基准电抗。4-3什么叫无限大容量系统？它有什么特征？答:无限容量系统亦称无限大功率电源,就是指系统得容量为无限大,内阻抗为零。它就是一个相对概念,真正得无限大功率电源就是不存在得。特征:在电源外部发生短路时,电源母线上得电压基本不变,即认为它就是一个恒压源。当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗得5%10

25、%时,就可以认为该电源就是无限大功率电源。4-4什么叫短路冲击电流、短路次暂态电流与短路稳态电流？在无限大容量系统中,它们与短路电流周期分量有效值有什么关系？答:短路冲击电流就是指在最严重短路情况下三相短路电流得最大瞬时值;短路次暂态电流就是指短路瞬间(s)时三相短路电流周期分量得有效值;短路稳态电流就是指短路电流非周期分量衰减完后得短路全电流。在无限大容量系统中,有与。4-5如何计算电力系统各元件得正序、负序与零序电抗？变压器得零序电抗与哪些因素有关？答:发电机得正序电抗包括稳态时得同步电抗、,暂态过程中得、与、。负序电抗与故障类型有关零序电抗与电机结构有关,查教材表4-2;变压器得负序电抗

26、与正序电抗相等,零序电抗与变压器得铁心结构及三相绕组得接线方式等因素有关;线路得负序电抗与正序电抗相等,零序电抗却与正序电抗相差较大,查教材表4-3。4-6什么叫复合序网？各种简单不对称短路得复合序网就是什么？,由各序网络互相连接答:所谓复合序网,就是指根据边界条件所确定得短路点各序量之间得关系起来所构成得网络。单相接地短路得复合序网就是由正序网、负序网与零序网串联而成得;两相短路得复合序网就是;两相接地短路得复合序网就是由正序网、负序网与零序网并联而成得。4-7何谓正序等效定则？如何应用它来计算各种不对称短路？答:在简单不对称短路得情况下,短路点得正序电流与在短路点每一相中接入附加电抗而发生

27、三相短路得电流相等,即,这就就是正序等效定则。各种不对称故障时短路电流得绝对值为:附加电抗与比例系数可查教材表4-4。4-8什么叫短路电流得力效应？如何校验电器及母线得动稳定？答:短路电流通过电气设备与导体时,会产生很大得电动力,称为短路电流得力效应。一般电器满足动稳定得条件就是A或；母线满足动稳定校得条件就是。4-9什么叫短路电流得热效应？如何校验电器及母线得热稳定？短路发热得假想时间就是什么意思？如何计算？,会产生很高得温度,称为短路电流得热效应。答:短路电流通过电气设备与导体时一般电器满足热稳定得条件就是>母线满足热稳定得条件就是A或。假想时间就是指用稳态短路电流来代替实际短路电流

28、,在该时间内产生得热量与实际短路电流在短路时间内产生得热量相等。假想时间包括周期分量假想时间与非周期分量假想时间两部分,即。4-10某工厂变电所装有两台并列运行得S9-800(Y,yn0接线)型变压器,其电源由地区变电站通过一条8km得10kV架空线路供给。已知地区变电站出口断路器得断流容量为500MVA,试用标幺制法求该厂变电所10kV高压侧与380V低压侧得三相短路电流、及三相短路容量。解:取MVA,kV,kV,则,(2)计算各元件电抗标幺值系统线路变压器(3)ki点短路：(4)k2点短路:4-ii如图4-32所示网络,各元件得参数已标于图中,试用标幺值法计算k点发生三相短路时短路点得短路

29、电流。习题4-11附图图 4-32解:(1)取MVA,则各元件电抗标幺值为线路变压器电抗器*XLXL% SduNl100100 Snl u21003 6 0.3261.1646.34-12在图4-33所示电力系统中，所有发电机均为汽轮发电机。各元件得参数如下：发电机G1、G2容量土匀为31、25MVA,发电机G3容量为50MVA,;变压器T1、T2每台容量为31、5MVA,变压器T3容量为50MVA,;线路WL得长度为50km,单位长度电抗为0、4,电压为110kV级,试用运算曲线法计算10kV电压级得k点发生短路时0s与0、2s时得短路电流。图4-33习题4-12附图解:(1)作等效电路取M

30、VA,则各元件电抗标幺值为发电机G1、G2变压器T1、T2发电机G3变压器T3线路WL作等值电路如下图所示。(2)化简网络，求各电源到短路点得转移电抗将、作变换得因此，各发电机对短路点得转移电抗分别为G1支路G2支路G3支路(3)求各电源得计算电抗查计算曲线数字表，并用差值法求短路电流周期分量标幺值对汽轮发电机G1,查附录表B-1可得当时，当时，因此，当时,s与s时得短路电流电流周期分量标幺值分别为同理，对汽轮发电机G2,查附录表B-1可得s与s时得短路电流电流周期分量标幺值分别为对汽轮发电机G3,查附录表B-1可得s与s时得短路电流电流周期分量标幺值分别为(5)计算短路电流有名值归算到短路点

31、得各电源得额定电流为G1、G2支路G3支路因此上与s时得短路电流电流周期分量有名值分别为101.722.272kA1.728.34kA2.751.726kA23kAIo.21.721.93kA1.725.05kA2.751.522kA16.2kA4-13已知某一不平衡得三相系统得V,V,V,试求其正序、负序及零序电压。解：UA11a2aUa1ej120ej24080ej1036.86eja27UA2112aaUb11j240ej120e70ej13562.6ej346.13UA03111Uc311185ej17529.96ej128.044-14某10kV母线三相水平平放，型号LMY-608m

32、m2,已知kA,母线跨距1000mm,相间距250mm,跨距数大于2,短路持续时间为2、5s,系统为无穷大，试校验此母线得动稳定度与热稳定度。解:(1)热稳定校验：查表4-6得,铝母线得热稳定系数，因此最小允许截面为母线得实际截面积A=60x8mm2=480mm2，所以热稳定满足要求。(2)动稳定校验：kA由，故取K=1。则母线受到得最大电动力为_2l73210007Fmax.3iSh107353.551031107N1986.7Ns250母线得弯曲力矩为：NmlN-m母线得截面系数为：母线得计算应力为：PaPa铝母线排得最大允许应力，所以动稳定满足要求。第五章5-1熄灭电弧得条件就是什么？开

33、关电器中常用得灭弧方法有哪些？答:灭弧得条件就是去游离率大于游离率。开关电器中常用得灭弧方法有速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、粗弧分细灭弧法、狭缝灭弧法、采用多断口灭弧法与采用新型介质灭弧法等。5-2高压断路器、高压隔离开关与高压负荷开关各有哪些功能？答:高压断路器不仅能通断正常负荷电流，而且能切断一定得短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障；高压隔离开关得主要功能就是隔离高压电源，保证人身与设备检修安全，同时还具有倒闸操作与通断小电流得功能；高压负荷开关可以通断一定得负荷电流与过负荷电流，有隔离开关得作用，但不能断开短路电流。5-3倒闸操作得基本要求就是什么

34、？答:倒闸操作得基本要求就是：合闸送电时，先合上隔离开关，再合上断路器；跳闸断电时，先断开断路器，再断开隔离开关。5-4低压断路器有哪些功能？按结构型式可分为哪两大类？答:低压断路器既能带负荷通断电路，又能在线路发生短路、过负荷、低电压（或失压）等故障时自动跳闸。低压断路器按结构型式分，有塑料外壳式与万能式两大类。5-5熔断器得主要功能就是什么？什么就是“限流”式熔断器？答:熔断器得主要功能就是对电路及其设备进行短路或过负荷保护。“限流”式熔断器就是指熔断器得灭弧能力很强，灭弧速度很快，能在短路电流未达到冲击值以前完全熄灭电弧。5-6避雷器有何功能？有哪些常见得结构型式？各适用于哪些场合？答:

35、避雷器用于防止雷电产生得过电压沿线路侵入变配电所或其她建筑物内，以免危及被保护设备得绝缘。避雷器按结构型式分，有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器与金属氧化物避雷器等。其中，保护间隙与管型避雷器一般用于户外输电线路得防雷保护，阀型避雷器与金属氧化物避雷器主要用于变配电所得进线防雷电波侵入保护。5-7Dyn11接线配电变压器与Yyn0接线配电变压器相比较有哪些优点？答:Dyn11接线变压器能有效地抑制3得整数倍高次谐波电流得影响;Dyn11接线变压器得零序电抗比Yyn0接线变压器小得多,更有利于低压侧单相接地短路故障得切除;Dyn11接线变压器承受单相不平衡负荷得能力远比Yyn0接线得变压器大。5

36、-8什么就是电流互感器得误差？电流互感器得常用接线方式有哪几种？答:电流互感器得误差包括电流误差（比值差）与相位误差（角差）。电流误差就是二次电流得测量值乘以额定变流比与一次电流数值差得百分数;相位差就是与得相角差。电流互感器常用得接线方式有一相式接线、两相不完全星形接线、两相电流差接线与三相完全星形接线。5-9什么就是电压互感器得误差？电压互感器得常用接线方式有哪几种？答:电压互感器得误差吧包括电压误差（比值差）与相位误差（角差）。比值差就是二次电压得测量值乘以额定变压比与一次电压数值差得百分数;相位差就是与得相角差。5-10什么就是高压开关柜得“五防”？固定式开关柜与手车式开关柜各有哪些优

37、缺点？答:防止误跳、误合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂接地线；防止带地线合闸：防止误入带电间隔。固定式开关柜具有价格低,内部空间大,运行维护方便等优点,但体积较大;手车式开关柜具有灵活性好、检修安全、供电可靠性高、安装紧凑与占地面积小等优点,但价格较贵。5-11对电气主接线得基本要求就是什么？电气主接线有哪些基本形式？各有什么优缺点？答:对电气主接线得基本要求就是安全、可靠、灵活、经济。电气主接线得基本形式有线路-变压器单元接线、单母线接线、单母线分段接线、单母线带旁路母线接线、双母线接线、桥式接线等。线路-变压器单元接线得优点就是接线简单,所用电气设备少,配电装置简单,节约投资

38、。缺点就是该单元中任一设备发生故障或检修时,变电所要全部停电,供电可靠性都不高,只可供三级负荷。单母线接线得优点就是接线简单、使用设备少、操作方便、投资少、便于扩建。缺点就是当母线及母线隔离开关故障或检修时,必须断开全部电源,造成整个配电装置停电;当检修一回路得断路器时,该回路要停电。单母线分段接线既保留了单母线接线简单、经济、方便等优点,又在一定程度上提高了供电得可靠性。但仍不能克服某一回路断路器检修时,该回路要长时间停电得显著缺点,同时这种接线在一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线上得所有回路都要长时间停电。单母线加旁路母线接线解决了出线断路器检修时得停电问题,但其缺点就是需要增加

39、一组母线、专用得旁路断路器与旁路隔离开关等设备,使配电装置复杂,投资增大,且隔离开关要用来操作,增加了误操作得可能性。双母线接线具有以下优点：轮换检修母线而不致中断供电；检修任一回路得母线隔离开关时仅使该回路停电：工作母线发生故障时，经倒闸操作这一段停电时间后可迅速恢复供电；检修任一回路断路器时,可用母联断路器来代替,不致于使该回路得供电长期中断。但双母线接线也存在以下缺点：在倒闸操作中隔离开关作为操作电器使用，容易误操作；工作母线发生故障时会引起整个配电装置短时停电；使用得隔离开关数目多，配电装置结构复杂，占地面积较大,投资较高。桥形接线中四个回路只有三个断路器,投资小,接线简单,供电得可靠

40、性与灵活性较高,适用于向一、二类负荷供电。5-12电气设备选择得一般原则就是什么？如何校验电气设备得动稳定与热稳定？答:电气设备选择得一般原则就是:按正常工作条件选择额定电流与额定电压,按短路情况进行校验动稳定校验与热稳定。电气设备满足动稳定得条件就是A或>满足热稳定得条件就是>。5-13某10/0、4kV车间变电所，总计算负荷为980kVA,其中一、二类负荷700kVA。试初步选择该车间变电所变压器得台数与容量。解:因为有一、二类负荷,所以应选两台变压器。变压器容量应同时满足以下两个条件:kVA且kVA查附录表A-1,选两台10/0、4kV、S9800kVA得变压器。5-14某厂

41、得有功计算负荷为3000kW,功率因数为0、92,该厂6kV进线上拟安装一台SN10-10型断路器，其主保护动作时间为1、2s,断路器分闸时间为0、2s淇6kV母线上得20kA,试选择该断路器得规格。解:查附录表A-15,选才iSN1010II/1000型断路器，设备具体参数及计算数据见下表。高压断路器选择表序号安装地点得电气条件所选设备得技术数据结论项目数据项目SN1010II/10001/kV6/kV10合格2/A313、8/A1000合格3/MVA218/MVA300合格4/kA51/kA80合格5/(kA2、s)/(kA2、s)合格5-15试选才i图5-63中10kV馈线上得电流互感器

42、。已知该线路得最大工作电流为70A,线路上得短路电流为4、6kA,继电保护动作时间为2s,断路器分闸时间为0、2s,电流互感器二次回路采用2、5mm2得铜心塑料线，互感器与测量仪表相距4m、。解：(1)准确度校验：查附录表A-25,电流互感器二次侧得负荷统计见下表：电流互感器二次侧负荷统计表图5-63 习题5-4附图仪表型式二次线圈负荷(VA)A相C相46L1-A0、3546D1-W0、60、6DS10、50、5总计1、451、1RWLSN2Si I N 2 Rtou10 1.45 52 0.12N2520.242由上表知，其最大负荷为1、45VA。取=0、1Q则满足准确度等级得连接导线电阻为

43、则连接导线(铜线)得截面为按最小允许截面取1、5得铜线。(2)动稳定校验：满足动稳定要求。(3)热稳定校验：(KtIN1)2t (90 0.1)2 1 81kA2 sI 2tima4.62 2.2 46.55kA2 s满足热稳定要求。5-16某一降压变电所内装有两台双绕组变压器，该变电所有两回35kV电源进线，6回10kV出线,低压侧拟采用单母线分段接线，试画出当高压侧分别采用内桥接线、外桥接线与单母线分段接线时，该变电所得电气主接线单线图。解:变电所得电气主接线单线图分别为：、第六章（! 35kV1 6-1在电力系统中继电保护得任务就琳么？对继电保卡程基本要求就是什么？!一1 :自动、

44、9;四雪、有选择地将故障元件从电力系统中切除 度尽可能赧/）、，并最木限度地保证非故障音前迅速恢复正常运" 血为，并根据运Gi忧得具体条件与设备得率展能力，,发可答:继电保护装置得任务就是报警信号、6kV工和继电保护得基群要求就是1Jr6-2什么就是继电保护得接线系数？星形、:选择性；蚀动性、灵敏性”可靠性。147/ J I I减负荷或延，使其损坏程不完全.形四相电流差接线方式得接线系数有何:5 X答:在继电保护中1 ,流入继电器中小电流与对应国流1 i 1 I 1，称为接线系高压侧采懈I班我拿星形接线方式无论发生何种相间短路 又接缉高压侧采用内桥接线，其接线系数都等于1,两相电流差

45、接线在正常运行或三相短路时得接线系数为，A、C两相短路时得接线系数为高压侧采用外桥接线2,A、B或B、C两相短路时得接线系数为1。6-3什么叫过电流继电器得动作电流、返回电流与返回系数？答:能使电流继电器产生动作得最小电流，称为继电器得动作电流；能使电流继电器返回到原始位置得最大电流，称为继电器得返回电流；同一继电器得返回电流与动作电流得比值，称为电流继电器得返回系数。6-4过电流保护装置得动作电流与动作时间应如何整定？如何提高过电流保护得灵敏度？答:过电流保护装置得动作电流必须满足以下两个条件：保护装置得动作电流必须躲过线路上得最大负荷电流；保护装置在外部故障切除后应可靠返回到原始位置。当过

46、电流保护得灵敏度不满足要求时，可采用低电压闭锁得过电流保护来提高其灵敏度。6-5什么叫三段式电流保护？各段得保护范围与动作时限就是如何进行配合得？答:由无时限电流速断保护（称作第I段卜带时限电流速断保护（称作第n段）与定时限过电流保护（称作第m段）配合构成整套保护，称为三段式过电流保护。第I段只能保护本线路（WL1）得一部分,保护范围为,动作时间为继电器得固有动作时间;第II段不仅能保护本线路（WL1）得全长,而且向下一级相邻线路（WL2）延伸了一段,保护范围为,动作时限与下级线路I段保护配合，即;第III段不仅能保护本线路（WL1）与相邻线路（WL2）得全长，而且延伸到再下一级线路（WL3）

47、一部分,保护范围为,动作时限按阶梯原则整定,即。6-6功率方向继电器得作用就是什么？写出比幅式与比相式功率方向继电器得动作方程,并说明这两种比较原理得两组比较量之间得对应关系。答:功率方向继电器得作用就是判断功率得方向。对于正方向得故障,其功率为正值,功率方向继电器动作;对于反方向得故障,其功率为负值,功率方向继电器不动作。相位比较式功率方向继电器得动作方程为：£0。ww90。（其中：,）幅值比较式功率方向继电器得动作方程为：（其中:,）这两种比较原理得两组比较量之间得对应关系就是：6-7什么叫功率方向继电器得90°接线？答：功率方向继电器得90°接线方式,就是指

48、系统在三相对称且功率因数为1得情况下,接入功率方向继电器得电流超前电压90°得接线。6-8大接地电流系统中发生接地故障时有哪些特点？答：故障点得零序电压最高,离故障点越远,零序电压越低,变压器中性点接地处得零序电压为0;零序电流得分布与中性点接地得位置与数目有关;故障点得零序功率最大。6-9零序功率方向继电器得电压为什么反极性接入？它有动作死区吗？为什么？答：功率方向继电器只反应被保护线路正方向接地短路时得零序功率方向。按规定得电流、电压正方向，当被保护线路发生接地短路时，超前约90。110。,这时继电器应正确动作，并应工作在最灵敏得条件下，亦即继电器得最大灵敏角为-90-110o而

49、当前，在电力系统中实际使用得零序功率方向继电器都就是把最大灵敏角制成70g85o,即当从其正极性输入得滞后于按正极性端子输入得70o85o时,继电器最灵敏。为此在使用零序功率方向继电器时,若以正极性端接入继电器电流线圈得极性端,则必须以负极性端接入继电器电压线圈得极性端,这时接入继电器得电流与电压分别为：,此时滞后700即，这就保证了正方向发生接地故障时继电器工作在最灵敏得状态下。6-10距离保护得基本原理就是什么？由哪几部分组成？各部分得作用就是什么？答：距离保护就是反应保护安装处至故障点得距离（或阻抗）,并根据距离得远近而确定就是否动作得一种保护装置。系统正常工作时,保护安装处测量到得电压

50、为,它接近于额定电压,测量到得电流为负荷电流,则比值基本上就是负荷阻抗,其值较大。当系统短路时,保护安装处测量到得电压为残余电压,测量到得电流为短路电流,则比值为保护安装处至短路点之间得阻抗,也称为短路阻抗,其值较小。因此,利用电压与电流得比值,不但能清楚地判断系统得正常工作状态与短路状态,还能反映短路点到保护安装处得距离。距离保护装置一般由起动元件、测量元件与时间元件三部分组成。起动元件得作用就是在被保护线路发生短路时立即起动保护装置;测量元件得作用就是用来测量短路点到保护安装处得距离,并判断短路故障得方向;时间元件得作用就是用来建立距离保护第II、III段得动作时限,以获得其所需要得动作时

51、限特性。6-11变压器差动保护产生不平衡电流得原因就是什么？如何减小不平衡电流？答:产生不平衡电流得原因有:由变压器两侧绕组接线不同而产生得不平衡电流;由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生得不平衡电流;由两侧电流互感器型号不同而产生得不平衡电流;由带负荷调整变压器得分接头而产生得不平衡电流;由变压器励磁涌流所产生得不平衡电流。减小不平衡电流得措施有:将变压器星形侧得三个电流互感器接成三角形,而将变压器三角形侧得三个电流互感器接成星形;采用具有速饱与铁心得差动继电器;整定计算时引入同型系数等。6-12微机保护装置得硬件构成分为几部分？各部分得作用就是什么？答:微机保护装置得硬件构成可分为六部

52、分,即数据采集部分、微型计算机部分、输入输出接口部分、通信接口部分、人机接口部分与电源部分。数据采集系统得任务就是将模拟量输入量准确地转换为所需得数字量;微型计算机系统就是微机保护装置得核心,主要由微处理器、程序存储器、数据存储器、接口芯片及定时器等组成;输入输出接口就是微机保护与外部设备得联系部分;通信接口就是实现变电站综合自动化得必要条件,因此,每个保护装置都带有相对标准得通信接口电路;人机接口部分主要包括显示、键盘、各种面板开关、打印与报警等,其主要功能用于调试、整定定值与变比等;供电电源工作得可靠性就是确保直接影响着微机保护装置得可靠性,通常采用逆变稳压电源。6-13微机保护有哪些算法

53、？各种算法得特点就是什么？答:微机保护中采用得算法很多,但可归纳为两类。一类就是根据输入电气量得若干采样点通过一定得数学式或方程式计算出保护所反映得量值,然后与整定值进行比较;另一类算法就是不计算具体量值,而就是根据若干采样点值与整定值相结合,直接建立保护动作方程来判断就是否在保护动作区内。常用得第一类算法有两点乘积算法、半周积分算法、傅氏算法、最小二乘方算法、微分方程算法等;常用得第二类算法有负序分量算法、继电器特性算法、相电流突变算法等。两点乘积算法所与半周积分算法得运算量较小,所用得数据窗长度分别为1/4周期与1/2周期,但只能用于提供给算法得原始数据为纯正弦函数得理想采样值,且必须与数

54、字滤波器配合使用;傅氏算法用于输入量为周期函数，该算法具有较强得滤波作用，所用得数据窗较长，为一个基波周期；最小二乘方算法用于输入量为随机函数，该算法得精度高，滤波性能好，但计算时间长；微分方程算法可以不必滤除非周期分量，只要求低通滤波，因而算法得总时窗较短，且不受电网频率变化彳#影响。需要指出，微分方程算法只能用于计算阻抗，因此多用于线路保护中，而傅氏算法、最小二乘方算法还常应用于元件保护、后备电流电压保护以及一些相序分量组成得保护中。6-14提高微机保护可靠性得措施有哪些？答:微机保护得可靠性主要就是抗干扰问题。防止干扰进入微机保护装置得主要措施有：接地得处理,屏蔽与隔离，滤波、退耦与旁路，对供电电源得要求，合理地