中国矿业大学《供配电安全技术》2021-2022学年期末试卷

中国矿业大学2021～2022学年秋季学期2020级供用电技术专业《供配电安全技术》期末笔试试卷本科试题卷考试时间：120分钟(闭卷)院(系)：专业方向：班级：姓名：学号：一、选择题（每题1分，共10分）在供配电系统中，以下哪项是确保电气设备安全运行的基本措施之一？

A.定期进行设备维护

B.使用劣质电缆以降低成本

C.忽视电气设备的过载保护

D.不进行定期的电气安全检查供电系统中的中性点接地方式，对于提高系统的安全性具有重要作用。以下哪种接地方式在大型工矿企业中较为常见？

A.不接地系统

B.经消弧线圈接地

C.直接接地

D.经电阻接地在进行供配电系统的设计时，应考虑的最大负荷是指什么？

A.系统日常运行时的平均负荷

B.系统在极端条件下可能达到的最高负荷

C.系统历史记录中的最小负荷

D.系统设计时预留的冗余负荷下列哪项不是电气火灾的主要原因？

A.电气设备过热

B.电线绝缘老化

C.电气设备正确安装并使用

D.短路故障在供配电系统中，为防止触电事故，应采取哪项技术措施？

A.提高系统电压

B.采用保护接地或保护接零

C.减少系统电阻

D.增加系统容量雷电侵入波对供配电系统的危害主要表现在哪个方面？

A.使电气设备绝缘击穿

B.引起系统电压波动

C.导致设备机械损坏

D.增加系统能耗下列哪项不是提高供配电系统可靠性的措施？

A.采用双电源供电

B.设置自动重合闸装置

C.定期进行设备预防性试验

D.降低系统额定电压在供配电系统中，为了防止电气设备的金属外壳带电而危及人身安全，应采取的措施是？

A.将金属外壳接地

B.将金属外壳接零

C.提高金属外壳的绝缘等级

D.以上都是供配电系统中的“五防”不包括以下哪项？

A.防止带负荷拉合隔离开关

B.防止误分、合断路器

C.防止带地线合闸

D.防止设备过热在进行供配电系统的日常维护时，以下哪项做法是不正确的？

A.定期检查电气设备的运行状态

B.及时清理电气设备周围的杂物

C.随意更改电气设备的保护设置

D.对发现的隐患进行及时处理二、填空题（每题1分，共10分）供配电系统中，保护接地电阻的值一般应不大于______Ω。在供配电系统中，为了防止电气设备的金属外壳带电，通常采取______或______的措施。雷电防护的主要措施包括______、______和______。供配电系统的中性点接地方式有______、______和______等几种。电气设备的绝缘等级通常分为______、______、______、______和______等五级。在进行供配电系统的设计时，应考虑系统的______、______和______等因素。供配电系统中的“五防”是指防止带负荷拉合隔离开关、防止误分合断路器、防止带电挂接地线、防止带地线合闸和______。电气火灾的扑救应遵循先______后______的原则。供配电系统的可靠性指标主要包括______和______。在进行供配电系统的日常维护时，应定期对电气设备进行______和______。三、判断题（每题1分，共10分）在供配电系统中，保护接地和保护接零的作用是相同的，可以相互替代。（）雷电侵入波对供配电系统的危害主要是通过直击雷造成的。（）供配电系统的中性点接地方式对系统的安全性和稳定性没有影响。（）电气设备的绝缘等级越高，其耐电压能力就越强。（）在供配电系统中，为了防止触电事故，应采取保护接地或保护接零的措施。（）电气火灾主要是由于电气设备过热或电线绝缘老化等原因引起的。（）供配电系统的可靠性是指系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。（）在进行供配电系统的日常维护时，可以随意更改电气设备的保护设置。（）供配电系统中的“五防”措施是确保系统安全运行的重要保障。（）电气火灾的扑救应使用干粉灭火器或沙土等不导电的物质进行扑救。（）四、简答题（每题5分，共10分）请简述供配电系统中保护接地和保护接零的作用及区别。请简述电气火灾的主要原因及预防措施。五、计算题（每题10分，共20分）已知某供配电系统的额定电压为10kV，系统的最大负荷为5000kW，系统的功率因数为0.85，请计算系统的最大负荷电流。已知某电气设备的额定电压为220V，额定功率为1kW，设备的效率为0.9，请计算该设备的额定电流及在运行1小时后的电能消耗量。六、论述题（10分）请论述供配电系统中提高系统可靠性的主要措施及其在实际应用中的意义。七、案例分析题（10分）某工矿企业供配电系统发生了一起电气火灾事故，请分析可能的原因，并提出相应的预防措施。八、设计题（10分）请设计一个简单的供配电系统，要求系统具有基本的保护功能，如过载保护、短路保护和漏电保护等，并说明各保护装置的作用及原理。九、综合应用题（10分）某工矿企业需要对现有的供配电系统进行改造升级，以提高系统的安全性和可靠性。请结合实际情况，提出具体的改造升级方案，并说明方案的优势及可能遇到的问题。中国矿业大学2021～2022学年秋季学期2020级供用电技术专业《供配电安全技术》期末笔试试卷本科答案一、选择题答案A。定期进行设备维护是确保电气设备安全运行的基本措施之一。C。直接接地是大型工矿企业中较为常见的中性点接地方式。B。供配电系统设计时考虑的最大负荷是系统在极端条件下可能达到的最高负荷。C。电气设备正确安装并使用不是电气火灾的主要原因。B。为防止触电事故，应采取保护接地或保护接零的技术措施。A。雷电侵入波对供配电系统的危害主要表现在使电气设备绝缘击穿。D。降低系统额定电压不是提高供配电系统可靠性的措施。D。在供配电系统中，为了防止电气设备的金属外壳带电，通常采取将金属外壳接地或接零的措施，两者在特定系统中可能同时采用，但原理和作用有所不同。D。供配电系统中的“五防”不包括防止设备过热。C。在进行供配电系统的日常维护时，随意更改电气设备的保护设置是不正确的做法。二、填空题答案供配电系统中，保护接地电阻的值一般应不大于4Ω（或根据具体规范确定的值）。在供配电系统中，为了防止电气设备的金属外壳带电，通常采取保护接地或保护接零的措施。雷电防护的主要措施包括安装避雷针（或避雷带）、设置避雷网和埋设避雷器（或浪涌保护器）。供配电系统的中性点接地方式有不接地、经消弧线圈接地和直接接地等几种。电气设备的绝缘等级通常分为Y（90℃）、A（105℃）、E（120℃）、B（130℃）和F（155℃）等五级（或根据具体标准有所不同）。在进行供配电系统的设计时，应考虑系统的负荷性质、容量和分布等因素。供配电系统中的“五防”是指防止带负荷拉合隔离开关、防止误分合断路器、防止带电挂接地线、防止带地线合闸和防止误入带电间隔。电气火灾的扑救应遵循先断电后灭火的原则。供配电系统的可靠性指标主要包括平均无故障工作时间和故障恢复时间（或根据具体定义有所不同）。在进行供配电系统的日常维护时，应定期对电气设备进行清洁和检查（或根据具体维护要求确定的内容）。三、判断题答案错。保护接地和保护接零的作用虽然都是为了防止触电事故，但它们的原理和应用场景有所不同，不能相互替代。错。雷电侵入波对供配电系统的危害主要是通过感应雷或直击雷后的传导造成的，而不是仅通过直击雷造成。错。供配电系统的中性点接地方式对系统的安全性和稳定性有重要影响，不同的接地方式适用于不同的系统和应用场景。对。电气设备的绝缘等级越高，其耐电压能力就越强，能够承受更高的电压而不发生击穿或损坏。对。为了防止触电事故，应采取保护接地或保护接零的措施，以确保电气设备在故障情况下不会带电或即使带电也能迅速切断电源。对。电气火灾主要是由于电气设备过热、电线绝缘老化、短路等原因引起的，这些原因都可能导致电气设备或线路产生高温并引发火灾。对。供配电系统的可靠性是指系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力，它是衡量系统性能的重要指标之一。错。在进行供配电系统的日常维护时，不能随意更改电气设备的保护设置，因为这些设置是根据设备的特性和系统的要求精心调整的，随意更改可能导致设备损坏或系统故障。对。供配电系统中的“五防”措施是确保系统安全运行的重要保障，它们能够防止操作人员误操作或设备故障导致的安全事故。对。电气火灾的扑救应使用干粉灭火器或沙土等不导电的物质进行扑救，以避免触电危险和火势扩大。四、简答题答案保护接地和保护接零的作用及区别：保护接地：将电气设备的金属外壳与大地连接，当设备发生漏电时，电流通过接地线流入大地，从而保护人身安全。它适用于中性点不接地的系统。保护接零：将电气设备的金属外壳与系统的零线连接，当设备发生漏电时，电流通过零线流回电源中性点，从而切断电源并保护人身安全。它适用于中性点直接接地的系统。区别：保护接地和保护接零的原理和应用场景有所不同，不能相互替代。在选择使用哪种保护措施时，应根据系统的中性点接地方式和设备的特性进行决定。电气火灾的主要原因及预防措施：主要原因：电气设备过热、电线绝缘老化、短路、接触不良等。预防措施：定期进行电气设备的维护和检查，确保设备处于良好状态。及时更换老化或损坏的电线和电气设备。避免电气设备长时间过载运行。加强电气安全教育和培训，提高操作人员的安全意识。安装电气火灾监控系统，及时发现并处理异常情况。五、计算题答案计算系统的最大负荷电流：已知条件：额定电压U=10kV，最大负荷P=5000kW，功率因数cosφ=0.85。计算公式：I=P/(U×cosφ)。代入数值计算：I=5000/(10×0.85)=588.24A（或根据具体计算精度要求取整）。计算设备的额定电流及电能消耗量：已知条件：额定电压U=220V，额定功率P=1kW，效率η=0.9。计算公式：I=P/(U×η)，电能消耗量W=P×t（t为运行时间）。代入数值计算：I=1/(0.22×0.9)=4.97A（或根据具体计算精度要求取整），W=1×1=1kWh（运行1小时后的电能消耗量）。六、论述题答案提高供配电系统可靠性的主要措施及其在实际应用中的意义：主要措施：采用双电源供电或备用电源系统，以确保在主电源故障时能够迅速切换至备用电源。设置自动重合闸装置，以快速恢复因瞬时故障而跳闸的线路供电。定期进行电气设备的预防性试验和维护，确保设备处于良好状态。加强电气安全管理和培训，提高操作人员的安全意识和技能水平。实际应用中的意义：提高供配电系统的可靠性能够确保系统的连续稳定运行，减少因停电而造成的经济损失和社会影响。通过采用先进的可靠性技术和措施，可以提高系统的安全性和稳定性，降低事故发生的概率和风险。提高供配电系统的可靠性还能够延长设备的使用寿命和降低维护成本，为企业的可持续发展提供有力保障。七、案例分析题答案原因：电气设备过热：由于长时间运行、过载或散热不良，导致电气设备温度过高，引发火灾。电线绝缘老化：电线长时间使用或受到环境因素影响，绝缘层老化破损，导致短路或漏电，引发火灾。接触不良：电气设备或电线的接头处接触不良，产生火花或高温，引发火灾。预防措施：定期进行电气设备维护和检查，确保设备正常运行，及时发现并处理过热问题。定期检查电线绝缘层，及时更换老化或破损的电线。确保电气设备或电线的接头处接触良好，定期进行紧固和检查。八、设计题答案设计一个简单的供配电系统，包括电源、变压器、配电线路、负载以及保护装置。保护装置及其作用及原理：过载保护：当线路或设备过载时，过载保护装置会自动切断电源，防止设备损坏或火灾事故发生。过载保护装置通常通过检测电流大小来判断是否过载，当电流超过设定值时，触发切断动作。短路保护：当线路发生短路时，短路保护装置会迅速切断电源，防止故障扩大和损坏设备。短路保护装置通常通过检测电流变化率来判断是否发生短路，当电流变化率超过设定值时，触发切断动作。漏电保护：当线路或设备发生漏电时，漏电保护装置会立即切断电源，防止触电事故发生。漏电保护装置通常通过检测电流的不平衡来判断是否漏电，当检测到漏电电流时，触发切断动作。九、综合应用题答案改造升级方案：更换老旧设备：将现有的老旧电气设备更换为新型节能、高效的设备，提高系统的运行效率和安全性。优化供配电系统结构：根据工矿企业的实际情况，优化供配电系统的结构，减少不必要的线路损耗和能量浪费。加强电气安全管理：建立完善的电气安全管理制度和应急预案，定期进行电气安全检查和培训，提高员工的安全意识和应急处