供配电技术及设备习题答案U8.docx

1、8. 1. 1课堂练习（1）可见光有哪些颜色？哪种颜色光的波长最长？哪种颜色光的波长最短？哪种波长的光 可引起人眼最大的视觉？波长为380780nm的辐射能为可见光，作用于人的眼睛产生视觉。但人眼对各种波长 的可见光，具有不同的敏感性。正常人眼对于波长为555nni的黄绿色光最敏感。因此，波长 越偏离555nm的辐射，可见度越小。（2）什么叫发光强度（光强）？什么叫照度和亮度？它们的符号和单位各是什么？1）发光强度简称光强，表示向空间某一方向辐射的光通密度。用符号I表示，单位为 坎德拉（cd）o对于向各个方向均匀辐射光通量的光源，各个方向的光强相等，计算公式为/=!式中，。一光源发光范围的立体

2、角，单位为球面度（sr）, Q=A/r2, r为球的半径，A 为相对应的球面积；2）照度受照物体表面的光通密度称为照度，用符号E表示，单位为勒克司（lx）。当光通量均匀 地照射到某物体表面上，面积为S时，该平面上的照度值为3）亮度发光体（受照物体对人眼可看做是间接发光体）在视线方向单位投影面上的发光强度称亮度。 用符号匕表示，单位为cd/k。（2）照明的种类有哪些？按用途可分正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明等。正常照明，正常工作时的室内外照明，如正常工作的场所、车间、办公室等；应急照明， 正常照明熄灭后，供工作人员继续和暂时继续作业的照明、供疏散人员使用的照明。其中应急照明包括

3、疏散照明、安全照明、备用照明、警卫照明和障碍照明。疏散照明, 用于出现危险状况时，确保疏散通道被有效辨认和使用的照明；安全照明，用于确保处于潜 在危险之中的人员安全的照明；备用照明，用于确保正常活动继续进行的照明，如停电后需 要短暂的照明，完成连续的工作；值班照明，非生产时间内供值班人员使用的照明；警卫照 明，安全保卫、警卫地区周界的照明；障碍照明，在高层建筑上或基建施工、开挖路段时, 作障碍标志用的照明。正常照明一般可单独使用，也可和应急照明、值班照明同时使用，但控制线路应独立分 开。应急照明装设在可能引起事故的设备、材料周围及主要通道和入口处，并在灯的明显部 位涂红色，照度不应小于场所所规

4、定的照度的10%。工厂三班制生产的重要车间及有重要设 备的车间和仓库等场所应装设值班照明。障碍照明一般用闪光、红色灯显示。8. 1.2课堂练习（1）请叙述典型灯具的种类及特点。1）按光通量在空间的分布分类国际照明委员会根据光通量在上下半球空间的分布将室内灯具划分为直接型、半直接型、 直接-间接型、半间接型和间接型五种类型，光通量分布及特点如教材表8-2所示，其中直 接-间接型均匀漫射型。2) 按配光曲线分类按灯具配光曲线分类，实际是按灯具的光强分布特性见教材图8-10的分类。正弦分布 型,光强是角度的正弦函数，当。二90。时光强最大；广照型，最大光强分布在50。90。 之间，较广面积上形成均匀

5、照度；漫射型，各角度的光强基本一致；配照型，光强是角度的 余弦函数，当。二0°光强最大；深照型，光通量和最大光强值集中在0° 30°间立体角内； 特深照型，光通量和最大光强值集中在0。15。的狭小立体角内。3) 按灯具的结构特点分类开启型，光源与外界空间直接接触(无罩)；闭合型，灯罩将光源包合起来，但内外空 气仍能自由流通；封闭型，灯罩固定处加以一般性封闭，内外空气仍可有限流通；密闭型， 灯罩固定处加以严密封闭，内外空气不能流通；防爆型，灯罩及其固定处均能承受要求的压 力，符合防爆电气设备制造检验规程的规定，能安全使用在有爆炸危险性介质的场所， 防爆型又分隔爆型和

6、安全型。(2) 灯具的安装应当符合哪些条件？按安装方式，分吊灯、吸顶灯、壁灯、嵌入式灯、地脚灯、庭院灯、道路广场灯和自动 应急照明灯等。根据使用光源，可分荧光灯灯具、高强度气体放电灯灯具、LED灯灯具等。在潮湿场所，建议采用相应防护等级的防水灯具或带防水灯头的开敞式灯具；在有腐蚀 性气体或蒸汽的场所，应采用防腐蚀密闭式灯具，如采用开敞式灯具，各部分应有防腐蚀或 防水措施；高温场所，应采用散热性能好、耐高温的灯具；有尘埃的场所，应按防尘的相应 防护等级选择适宜的灯具；在装有锻锤、大型桥式起重机等振动和摆动较大的场所使用的灯 具，应有防振和防脱落的措施；在易受机械损伤、光源自行脱落可能造成人体伤害

7、或财产损 失的场所使用的灯具，应有防护措施；有爆炸或火灾危险场所使用的灯具，应符合国家标准 GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定，爆炸危险场所灯具防爆结 构的选型见教材表8-3所示，火灾危险场所灯具防护结构的选型见教材表8-4所示；有洁净 要求的场所，应采用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具；需防止紫外线照射的场所，应采用隔 紫灯具或无紫光源。其中，爆炸危险场所的分类，见教材附录13。8. 2课堂练习：(1)分析图8T8所示的某机加工车间照明功能。图10-18所示为某机加工车间照明配电系统图，图中AL1表示1号照明配电箱，型号为 PZ30-307,采用C65NC/3P即3

8、极的C65NC型断路器，标注线路编号、导线或电缆型号和规 格、敷设方式、照明容量和计算电流等。ALIPZ3O.3O7C65NC1P 10AC65NglP 1OAC65NIP IOA C65J/1PI0AC6$NIP IOAAL 】. I L1NPE BV.3 X 2 5 SC20.WCFC 熙明 ° 72kWAU.2LINPE BV3X2 5SC20WCAB 0 $6kWAl l.3 LINPE BV3X2 5SC2OWCAH 胴 O 56kWYJV-5XI0SCI0WCFCCWNC3P3WC65NCIP IOAC65NCIP IOAALI A LINPE BV3 x2 5 SC20

9、.WCAB 照明。%kwALI5 UNPE BV.3X25SC20WCAB 照明AU-6 LINPE RV 3X2 5SC20-WCAB 照明0<6kWALI.7 I INPF BV 3X2 SSC20.WCAB 照明（）心8 L1NPF BV.3X2 5SC2O>WCAB照明0 56kWAL I9 LINPE HV3 X2 5 SC20-WCABC65NCIP IOAl）PNVigiLE-2F30mA I6A照明0 56kWAL1-I0 LINPE BV-3X2 5 SC2O-WCAB 照鲫0 56kWALI-II I.INPF BV-3X2 5 SC20-WCK Mffi 】O

10、kW（2）比较图8-20及图8-21的功能特点。图8-20由2台变压器供电的应急照明供电系统，图10-21由1台变压器供电的应急 照明供电系统。仅装有1台变压器时，应与正常照明供电干线自变电所的低压柜或母线分开，应急照明 由1台变压器供电的照明供电系统，如图8-21所示。应急照明控制回路，备用电源自动投入，简称APD,见图8-22所示，正常电源停电时，APD投入。停电时,KM1失电跳开，常闭触点KM1闭合tKT得电动作,触点KT经0. 5s延时 闭合TKM2得电动作，主触点闭合接通备用电源；同时KM2断开-切断KM1线圈回路；常开 触点KM2闭合rKM2线圈自锁；常闭触点KM2断开rKT线圈失

11、电，触点KT瞬时断开。（3）如图8-24所示为某车间的照明布置，分析此图的主要组成及功能。答案要点：1）共8台设备布置，每台设备与照明的关系。2）灯具布置形式。3）线缆与电流的关系4）动力柜与线缆的关系8. 3. 1课堂练习（1）（1）请叙述节约用电的主要方式。1）合理用电加强组织协调，用电单位应加强对节电工作的组织，由专人或专岗负责节电，推广节电 的深入开展。加强管理与考核，用电单位建立科学合理的管理制度，制定车间、部门的耗电定额，精 细计量，考核到位。实行负荷调整，根据供电系统的电能供应情况及各类用户的用电规律，合理安排各类用 户的用电时间，降低负荷高峰，填补负荷的低谷，即“削峰填谷”，充

12、分发挥发、变电设备 的潜力，提高系统的供电能力。同一地区各企业轮流开工与休息；对用电容量大的企业，各车间上下班时间错开，使各 车间的高峰负荷分散；调整大容量用电设备的用电时间，避开高峰负荷时间用电，各时段负 荷均衡，提高变压器的负荷系数和功率因数，减少电能损耗。鼓励夜间用电，采取措施，夜 间电价便宜，白天电价高，即黑白用电的合理调整。实行“阶梯电价”和“分时电价”的综合电价模式。“阶梯电价”全名称为“阶梯式累 进电价”，将户均用电量设置为若干阶梯，随户均消费电量的增长，电价逐级递增。“分时电 价”即“峰谷分时电价”，指根据电网负荷的变化，将每天24小时划分为高峰、平段、低谷 等时段，各时段电价

13、不同，鼓励用电客户合理安排用电时间，削峰填谷，提高电力资源的利 用效率。2）经济运行，降低电力系统的能耗经济运行方式指能使整个电力系统的有功损耗最小，获得最佳经济效益的设备运行方式。 如负荷率长期偏低的大容量电力变压器，应考虑换用较小容量电力变压器。如运行条件许可， 2台并列运行的电力变压器，低负荷时关停1台。3）加强运行维护，采用高效节能的设备电力变压器通过检修，消除铁芯启动过热的故障，降低铁损，节约电能；解决处理好线 路中接头接触不良、严重发热问题，保证安全用电，减少电能损耗。采用冷轧硅钢片的节能型电力变压器，如S10、S11系列，空载损耗比老型号的热轧硅 钢片变压器低50%左右；推广使用

14、非晶合金材料干式变压器，降低空载消耗；推广绿色照明 工程，选用高效节能的照明产品，如T5细管径荧光灯比T8荧光灯节能30%、紧凑型荧光灯 比同功率白炽灯节能80%、LED灯能耗低寿命长。淘汰普通照明白炽灯，推广节能灯。4）降低线路损耗，优化加工工艺导线或电缆的截面适当稍大，以截面稍大的导线或电缆代替偏小的导线或电缆，减少线 损；将绝缘老化漏电较大的绝缘导线换新；更新改造或新建厂房、车间时，合理分析选择变 配电所所址，使变压器尽量靠近负荷中心，缩短低压配电线路。机床加工中，如以铤代刨，可使零件加工耗电量下降30%40%；铸造工艺中采用精密 铸造工艺，可使铸件的耗电量减少50%左右。应重视新技术和

15、新材料的推广和使用，如在电加热炉,采用硅酸铝纤维作保温耐火材料， 可减小电热损耗。5）提高功率因数采取各种技术措施，减少供用电设备中无功功率消耗量，提高自然功率因数后，如功率 因数达不到0.9,应采用无功功率的人工补偿。人工补偿设备主要有并联电容器、同步电动 机和动态无功补偿等。实际上，我国已经采取行政措施，当功率因数低于某值时，供电公司 可对企业进行经济惩罚。(2)请叙述电力变压器经济运行的基本条件电力变压器在电能损耗低的状态下运行称电力变压器的经济运行。电力系统的有功损耗, 不仅与设备的有功损耗有关，还与设备的无功损耗有关，因设备消耗的无功功率也由电力系 统提供。为了计算设备的无功损耗在电

16、力系统中引起的有功损耗增加量，引入换算系数Kq,即 无功功率经济当量，表示电力系统多发送Ikvar的无功功率而增加的有功功率损耗的kWo Kq值与电力系统的容量、结构及计算点的具体位置等有关。一般情况下，变配电所平均取 Kq=0. Io1) 单台变压器运行的经济负荷变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗，无功损耗也对电力系统产生附加的有功损耗， 可通过Kq换算。因此，变压器的有功损耗加变压器的无功损耗所换算的等效有功损耗，称 变压器综合有功损耗。2) 2台变压器经济运行的临界负荷如变电所有2台同型号同容量Sn的变压器，变电所总负荷S,应考虑何时投入1台或投 入2台运行最经济。8. 3. 1课堂练习

17、(2)(1)请说明功率因数补偿的原理。电力系统的负荷大部分为感性负载，小部分为阻性负载，总电流将滞后于电压1个角度， 即功率因数角，如将移相电容器与负荷并联，则移相电容器的电流将抵消一部分电感电流， 使电感电流减少，总电流减少，功率因数得到提高。无功功率补偿原理见教材图8-26所示， 可知，功率因数提高和有功功率、无功功率的关系。(2)人工功率因数补偿的方式有几种？采用降低用电设备所需无功动率可以有效提高自然功率因数，需采用人工补偿装置，主 要有同步补偿机和移相电容器。同步补偿机是专门改善功率因数的同步电动机，通过调节励磁电流，补偿无功功率；移 相电容器是专门改善功率因数的电力电容器，移相电容

18、器是静电电容器，消耗容性无功功率, 与电网并联时，可减少电网供给的无功功率，提高功率因数。移相电容器在工厂供电系统中 应用广泛，与同步补偿机相比，无旋转部分，安装简单、运行维护方便、有功损耗小。功率因数是供用电系统重要的技术经济指标,反映供用电系统中无功功率消耗量在系统 总容量中所占的比重，反映了供用电系统的供电能力。瞬时功率因数，运行中的工厂供用电系统在某一时刻的功率因数值；平均功率因数，规 定时间段内功率因数的平均值；最大负荷时的功率因数，电系统运行在年最大负荷时的功率 因数；自然功率因数，电设备或工厂在没有安装人工补偿装置时的功率因数;总的功率因数， 电设备或工厂设置了人工补偿后的功率因数。企业用电设备多为感性负载，运行中，除消耗有功功率外，还需大量的无功功率在电源 至负荷之间交换，导致功率因数降低，给工厂供配电系统造成不利影响。提高功率因数的方 法有提高自然功率因数；人工补偿无功功率；安装移相电容器等。