工厂供电课后答案

工厂供电课后答案

1-1什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。建立联合电力系统的优点是：可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。1-2电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？I=J

w答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。I=J

wl=J

w对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。l=J

w1-3我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127kV>0.38/0.22kV和0・66/0.38kV；高压有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV和750kV。用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高10%，当变压器二次侧供电线路较短时，应比同级电网额定电压高5%。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：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的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，非故障相对地电压升高一倍。此时三相之间3的线电压仍然对称，因此用户的三相用电设备仍能照常运行，但是，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。7为什么我国规定110kV以上的高压电网和380/220V的低压电网要采用大电流接地系统？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，因此电气设备的绝缘水平只需按电网的相电压考虑，故可以降低工程造价。所以我国110kV及以上的电力系统基本上都采用中性点直接接地的方式。而在380/220V系统中采用中性点直接接地方式，主要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。8试确定图1-12所示供电系统中发电机和所有变压器的额定电压。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T3：220/38.5kV；变压器T4：220/12U38.5kV；变压器T5：35/6.6kV2-1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的要求可分为一级负荷、二级负荷和三级负荷三类。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。=J2-2何谓负荷曲线？试述年最大负荷利用小时数和负荷系数的物理意义。=J答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。年最大负荷利用小时数『，是一个假想时间，在此max时间内，用户以年最大负荷P持续运行所消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电能广年负荷曲线越平坦，T值越大，年负荷曲线越陡；T值越小。因此，T的大芯说明了用户用电的性质，也说明了用户负荷曲线的大致趋势。平均负荷与最大负荷的比值叫负荷系数，它是表征负荷变化规律的一个参数，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？确定计算负荷的意义是什么？1=1

w1=1

w确定计算负荷时为正确选择供配电系统中的导线、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的设备容量如何确定？

答：暂载率是指设备工作时间与工作周期的百分比值。反复短时工作制用电设备的设备容量是指换算到统一暂载率下的额定功率。对于吊车：是指统一换算到绅时的额定功率，其£=25%l=J

w设备容量。形—；l=J

wP=2Pv£对于电焊机：是指统一换算到］加时的额定功率，£=100%l=J

w其设备容量〃p_q—l=J

wP=P、•£=Scos©、•£7功率因数彳氐时术良影响有哪些？如何提高企业的自然功率因数？答：功率因数低将会引起线路的总电流增大，使供电网络中的功率损耗和电能损耗增大；使供电网络的电压损失增大，影响负荷端的电压质量；使供配电设备的容量不能得到充分利用，降低了供电能力；使发电机的出力下降，发电设备效率降低，发电成本提高。|三」i=J提高企业的自然功率因数的方法有：正确选用感应电动机的型号和容量；限制感应电动机的空载运行；提高感应电动机的检修质量；合理使用变压器；感应电动机同步化运行。|三」i=JliiJ9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（仲）；通风机8台liiJ£=15%每台3kW；电焊变压器4台，每台22kVA（做，£=65%。5）；空压机1台，55kW。试确定该车间的计算负cos中=0.5荷。

解：该车间的计算负荷如下表所示。电力负荷计算表序号用电设备名称台数设备容量/kWKdcos中tan中计算负荷铭牌值换算值P30/kWQ30/kvar^30/kVA砂1冷加工机床502002000.160.51.733255.362吊车34.53.50.150.51.730.5250.913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（K_=0.9）99.8125.06160243.12-1。有一条380V低压干线，'供电给30台小批生产的冷加机床电动机，总容量为200kW，其中较大容量的电动机有10kW1台，7kW3台，4.5kW8台。试分别用需要系数法和二项式系数法计算该干线的计算负荷。解：用需要系数法和二项式系数法所求计算负荷如下表所示。电力负荷计算表（需要系数法）用电设备名称台数设备容量/kWKdcos中tan中计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVA^/A冷加工机床30 2000.160.51.733255.36 63.9497.15设备台数用电设备名称nix冷加工机床 30/5电力负荷计算表（二项式系数法）二项式设备容量 玄痴 系数cos中 tan中£P/kW'乌 b/ceW200 35.5 0.14/0.4 0.5 1.73P30/kW42.2计算负荷Q30/kva30 SgAr73 84.32I30/A128.12-11有-条10kV高压线路供电给两台并列运行的S9

—800/10(D,yn11接线)型电力变压器，高压线路采用LJ—70铝绞线，水平等距离架设，线距为1m,长6km。变压器低压侧的计算负荷为900kW， "丁5nnhocos中=0.8 T=5000试分别计算此高压线路和电力变压器的功率损耗和年电能损耗。解：(1)变压器的功率损耗和电能损耗kvarTOC\o"1-5"\h\zQ=Ptan9=900xtan(arccos0.8)=67530(2) 30(2)kVAS=P/cos9=900/0.86=1125变压器的负禹率为： 冬=07032x800 .查附录表A-1可知，S9-800/10型(Dyn11)变压器的技术数据为：A1kW， kW， ，AP0=1.4 APk=7.5 』。％=溢U%=5则两台变压器的功率损耗为：kW5)=79.54kVar=3650h。因此，两APt=2(AP+P2AP^)=2x5)=79.54kVar=3650h。因此，两AQ=2xL(I%+p2U%)=2x迎(2.5+0.7032xT1000 k 100由T=5000h和cos9=0.8查图2-7得：kWh3650)kWh3650)=5.16x104W=2(APx8760+P2APt)=2x(1.4x8760+0.7032x7.5x“(2)线路的功率损耗和电能损耗高压侧的计算负荷为：P=P30(1) 30(2)APP=P30(1) 30(2)APT900kW+10.2=910.2Q30(1)kvar=Q30⑵+AQ=675+79.54=754.54 kVAS =V910.22+754.542=1182.2830(1)I===1^=68.26A30 、；3Uv3x10N查附录表A-12可知，LJ-70铝绞线的r=046Q/km，S=1.25m时-0.358d^(实际上S=1.26m)，因1此线路的功av 1 av率损耗为：kW△匕=312Rlx10-3=3x68.262x0.46x6x10-3=38.58kvarAQ=3/2Xx10-3=3x68.262x0.358x6x10-3=30线路的电能损耗为：aw=aP38.58x3650=1.41x10.kW1>I=JIW2-12某电力用户10kV每线的有功计算负荷为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BW10.5—40—1WI=JIW解：（1）需装设的BWF10.5-40-1W型并联电容器容量及个数kvarQ，C=1200x[tan(arccos0.65)—tan(arccos0.9)]=822n=J=822=20.55 取n=21q40则实际补偿容量为： kvarQ=21x40=840」 -… - C- . - (2)无功补偿前后视在负荷的变化补偿前： kvarQ=Ptanp=1200xtan(arccos0.65)=1403S=J=观=1846kVA30cosp 0.65

补偿后： kVATl口s'=气"2+(Q-Q)2=『2002+(1403-840)2=1325.5补偿后视在负荷减少了：sS，1846132555205kVAS一S=1846一1325.5=520.52高压断路器、高压隔离并关和高压负荷开关各有哪些功能？1^1答：高压断路器不仅能通断正常负荷电流，而且能切断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障；高压隔离开关的主要功能是隔离高压电源，保证人身和设备检修安全，同时还具有倒闸操作和通断小电流的功能；高压负荷开关可以通断一定的负荷电流和过负荷电流，有隔离开关的作用，但不能断开短路电流。1^13倒闸操作的基本要求是什么？答：倒闸操作的基本要求是：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。3-5熔断器的主要功能是什么？什么是“限流”式熔断器？答：熔断器的主要功能是对电路及其设备进行短路或过负荷保护。“限流”式熔断器是指熔断器的灭弧能力很强，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。3-7Dyn11接线配电变压器和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的整数倍高次谐波电流的影响；Dyn11接线变压器的零序电抗比Yyn0接线变压器小得多，更有利于低压侧单相接地短路故障的切除；Dyn11接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比Yyn0接线的变压器大。3-8什么是电流互感器的误差？电流互感器的常用接线方式有哪几种？答：电流互感器的误差包括电流误差（比值差）和相位误差（角差）。电流误差是二次电流的测量值乘以 fi 额定变流比与一次电流数值差的百分数;相位差8是茂Ki 5i—与样的相角差。1电流互感器常用的接线方式有一相式接线、两相不完全星形接线、两相电流差接线和三相完全星形接线。3-9什么是电压互感器的误差？电压互感器的常用接线方式有哪几种？答：电压互感器的误差吧包括电压误差（比值差）和相位误差（角差）。比值差,是二次电压的测量值乘以uTOC\o"1-5"\h\z额定变压比,与一次电压数值差的百分数；相位差.是K o,U」 u一U与泌的相角差。2 13-11对电气主接线的基本要求是什么？电气主接线有哪些基本形式？各有什么优缺点？答：对电气主接线的基本要求是安全、可靠、灵活、经济。电气主接线的基本形式有线路-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。1=1线路-变压器单元接线的优点是接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。缺点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。1=1=1单母线接线的优点是接线简单、使用设备少、操作方便、投资少、便于扩建。缺点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；当检修一回路的断路器时，该回路要停电。=1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的可靠性。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的显著缺点，同时这种接线在一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线上的所有回路都要长时间停电。=i1^11^1单母线加旁路母线接线解决了出线断路器检修时的停电问题，但其缺点是需要增加一组母线、专用的旁路断路器和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，增加了误操作的可能性。=i1^11^1双母线接线具有以下优点：①轮换检修母线而不致中断供电；②检修任一回路的母线隔离开关时仅使该回路停电：③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；④检修任一回路断路器时，可用母联断路器来代替，不致于使该回路的供电长期中断。1^1但双母线接线也存在以下缺点：①在倒闸操作中隔离开关作为操作电器使用，容易误操作；②工作母线发生故障时会引起整个配电装置短时停电；③使用的隔离开关数目多，配电装置结构复杂，占地面积较大，投资较高。1^1桥形接线中四个回路只有三个断路器，投资小，接线简单，供电的可靠性和灵活性较高，适用于向一、二类负荷供电。I三」3-13某10/0.4kV车间变电所，总计算负荷为980kVA，其中一、二类负荷700kVA。I三」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：S/0叫=0.5=686kVA且sf—kVA查附录表A-1，选两台10/0.4kV、S9—800kVA的变压器。1什么叫短路？短路的类型有哪几种？短路对电力系统有哪些危害？答：短路是指电力系统正常情况以外的一切相与相

之间或相与地之间发生通路的情况。短路的类型有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。短路对电力系统的危害有：短路电流的热效应可使设备因过热而损坏甚至烧毁；短路电流的力效应可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；影响电气设备的正常运行，造成产品报废甚至设备损坏；会导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性；不对称接地短路所产生的不平衡电流会对邻近的平行线路电磁干扰。2什么叫标幺值？在短路电流计算中，各物理量的标幺值是如何计算的？l=J

w答：某一物理量的标幺值，等于它的实际值与所选定的基准值的比值。l=J

wl=J

w在短路电流计算中，常取基准容量S=100MVA，基l=J

wd准电压用各级线路的平均额定电压，即〃“，则基准电Ud=Uav流I=S豆U，基准电抗X=U2S°l=J

wd4-3什吆叫无限大容量:系统？它有什么特征？l=J

wl=J

wl=J答：无限容量系统亦称无限大功率电源，是指系统的容量为无限大，内阻抗为零。它是一个相对概念，真正的无限大功率电源是不存在的。l=J

wl=J特征：在电源外部发生短路时，电源母线上的电压基本不变，即认为它是一个恒压源。当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的5%〜10%时，就可以认为该电源是无限大功率电源°4-4什么叫短路冲击电流,•、短路次暂态电流尸和sh短路稳态电流/?在无限大容量系统中，它们与短路电3I=J

w流周期分量有效值有什么关系？I=J

w=J答：短路冲击电流i是指在最严重短路情况下三相=Jsh短路电流的最大瞬时值；短路次暂态电流尸是指短路瞬间（t_0s）时三相短路电流周期分量的有效值；短路稳态电流/是指短路电流非周期分量衰减完后的短路全电*3l=jLeej流。在无限大容量系统中，有i=.-K/和］,,=J=［l=jLeej4-8什么叫短路电流的力"效应？'如何校验电器及母线的动稳定？答：短路电流通过电气设备和导体时，会产生很大的电动力，称为短路电流的力效应。一般电器满足动稳定的条件是，Ni或,N.母maxshmaxsh线满足动稳定校的条件是W。b b4-9什么叫短路电流的热效应？如何校验电器及母线的热稳定？短路发热的假想时间是什么意思？如何计算？liiJ答：短路电流通过电气设备和导体时，会产生很高的温度，称为短路电流的热效应。liiJ121 12121 12tt 3ima稳定的条件是°N。或■>.。6 0AA假想时间:e是指用稳态雄路电流/来代替实际短路t Iima 3电流/，在该时间内产生的热量与实际短路电流/在短路kt kt

l=J时间，内产生的热量。相等。假想时间包括周期分量假想l=Jk Qk时间，和非周期分量假想时间两部分，即ima.ptima.npt=七tima.npimaima-pima-np4-10某工厂变电所装有两台并列运行的S9-800（Y,yn0接线）型变压器，其电源由地区变电站通过一条8km的10kV架空线路供给。已知地区变电站出口断路器的断流容量为500MVA，试用标幺制法求该厂变电所10kV高压侧和380V低压侧的三相短路电流、.、、IiI.、 kshsh及三相短路容量S。S10.5kVI=410.5kVI=4d2 qud2U=0.4kV,则d2100= kA=144.3kA■<3x0.4解：⑴取S=100MVA，ud dlI=Id= —kA=5.5kA，dL=55kA=1.77kAXL=55kA=1.77kAX* 3.1£1ih=2.55、=2.55x1.77kA=4.51kAIh=1.51Ik1=1.51x1.77kA=2.67kAI=/妇=1.77kA（2）计算各元件电抗标幺值系统线路变压器（3）ki点短路:系统线路变压器（3）ki点短路:X-=孔=100=0.2SS500X*=xl孔=0.4x8x^^=2.9WL1U2avX*=U%已=至T100SN 100X==X;+X云=0.2+2.9=3.110.52100=5.6250.8S='

kX*Z1(4)k点短路：2100MVA=32.26MVA3.1X*=X*+X*+¥=0.2+2.9+5625=5.9125£2 SWL2 2144.3|kA=24.4kA5.9125ih=1.84Ik2=1.84x24.4kA=44.9kAIh=1.091上2=1.09x24.4kA=26.6kAI=I22=24.4kAS= =100MVA=16.9MVAk2X* 5.9125£25-5某厂的有功计算负荷为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,其6kV母线上的，，20kA，试选择该断路器的规格。I=I=k3解：I=—匚—二 —=3138AW.max&COS中旨X6X0.92Nt^=t=t+1=1.2+0.2=1.4sih=2.55'=2.55x20=51kASk=43UIk=qX6.3X20=218M