广西大学 海涛 供配电技术 课后答案

2-3什么是设备容量？各工作制用电设备的设备容量如何确定?答：设备容量，亦即设备功率，一般情况下指每个用电设备的铭牌上标定的额度功率，亦指在额度条件下的最大输出功率。2-5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。2-6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。2-7进行无功功率补偿，提高功率因数，有什么意义？如何确定无功补偿容量？答：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，式中，Qcc为补偿容量；Pav为平均有功负荷，Pav=αPc或Wa/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；tgφav1为补偿前平均功率因数角的正切值；tgφav2为补偿后平均功率因数角的正切值；tgφav1－tgφav2称为补偿率，可用△qc表示（2）采用自动补偿Qcc=Pc（tgφ1－tgφ2）2-10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%，=0.62，=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，=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：对于反复短时工作制的设备，其设备容量为：电焊机：吊车：所以，它们的总的设备容量为：2-21有所不同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10kW1台、7kW2台、4.5kW5台、2.8kW10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：通风机组：车间的计算负荷:二项式法:查表A-1可得：冷加工机床:通风机组:因为n=6＜2x2,取x2=3.则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：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。3-8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，短路回路阻抗用表示。则有：三相短路电流……………①冲击电流……………②其中为短路电路冲击系数㈡在两相短路电流计算中记为短路点的平均额定电压，为短路回路的一相总阻抗。则有：两相短路电流……………③冲击电流……………④其中为短路电路冲击系数将①与②、③与④对比可得：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。3-12试求图3-18所示供电系统中K1和K2点分别发生三相短路时的短路电流、冲击短路电流和短路容量？解：取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uav，两个电压基准电压分别是Ud1=37kV，Ud2=6.3kV。各元件标幺值为：线路1WL变压器T（1）K1点三相短路时（2）K2点三相短路时3-13试求图3-19所示供电系统中K1和K2点分别发生三相短路时的短路电流、冲击短路电流和短路容量？解：取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uav，两个电压基准电压分别是Ud1=10.5kV，Ud2=0.4kV。各元件标幺值为：系统S线路WL变压器1T,2T(1)K1点三相短路(2)K2点三相短路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，X0=0.4Ω/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，则各元件电抗标幺值为变压器1T：线路W1，W2：变压器2T3T：电抗器；当K点发生三相短路时：一短路回路总阻抗标幺值二K点所在电压基准电流三K短路电流各值为(2)变压器2T一次流过的短路电流为：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.=0.4Ω/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。同理：计算短路回路总阻抗标幺值：计算K点所在电压的基准电流：计算K点短路电流各值：3-16在题3-12中，若6kV的母线接有一台400kW的同步电动机，cosφ=0.95，η=0.94，试求K2点发生三相短路时的冲击短路电流。解：第六章供配电系统的继电保护6-2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1。这种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。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。6-5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：（1）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。（2）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进行平滑调节；②改变继电器线圈的连接。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。6-6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：①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。②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③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。6-9反时限过电流保护的动作时限如何整定？答：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=0.7s6-10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。6-12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。6-16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。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△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与5QF都大0.5，应此取2s的时限。6-17试整定如图7-54所示的10kV线路2WL定时限过电流和电流速断保护装置，并画出保护接线原理图和展开图。已知最大运行方式时，，最小运行方式时，，线路最大负荷电流为120A（含自起动电流），保护装置采用两相两继电器接线，电流互感器变比为200/5A，下级保护动作时限为0.5s。解：（1）护接线原理图和展开图如图a和图b。（2）定时限过电流保护①整定动作电流选DL—11/10电流继电器，线圈并联，整定动作电流为5A。过电流保护一次侧动作电流为②整定动作时限③校验保护灵敏度保护线路2WL的灵敏度，按线路2WL首端最小三相短路电流校验，即线路2WL的后备保护灵敏度由此可见保护整定满足灵敏度要求。电流速断保护：①整定动作电流选DL—11/50电流继电器，线圈并联，整定动作电流为50A。过电流保护一次侧动作电流为②灵