工厂供电习题答案

工厂供电习题答案（完整版）

第一章

1、工厂供电对工业生产有何重要作用对工厂供电工作有哪些基本要求

重要作用:现代社会是建立仕电能应用的基础之上的,电能在产品成本中所占的比重一般很

小（除电化等工业外），其重要性是在于工业生产实现电气化以后可以增加产量、提高产品质量和

劳动生产率，降低生产成本,减轻工人的劳动强度。如果工厂供电突然中断，则对工业生产可

能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引

起重大设备损坏,或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经

济上甚至政治上的重大损失。基本要求：

1、安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。2、可靠：应满

足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。3、优质：应满足电能用户对电压和频率等质量的

要求。

4、经济：供电系统的投资少，运行费用低，并尽可能地减少有色金属消耗量。

2、工厂供电系统包括哪些范围变电所和配电所的任务有什么不同什么情况下可采用高压深

入负荷中心的直配方式

工厂供电系统是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的电路系统，包括工厂内的

变配电所和所有的高低压供电线路。

配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变电压；而变电所的任务是接受电能、变换电

压和分配电能。

高压深入负荷中心的直配方式，可以省去一级中间变压，简化了供电系统接线，节约投资

和有色金属，降低了电能损耗和电压损耗，提高了供电质量。然而这要根据厂区的环境条件是

否满足35kV架空线路深入负荷中心的"安全走廊"要求而定，否则不宜采用。

3、什么叫电力系统、电力网和动力系统建立大型电力系统有哪些好处

动力系统：电力系统加上发电厂的动力部分及其热能系统和热能用户，就称为动力系统。

建立大型电力系统或联合电网，可以更经济合理地利用动力资源,减少燃料运输费用，减

少电能消耗，降低发电成本，保证供电质量（即电压和频率合乎规范要求），并大大提高供电

可靠性。

4、我国规定的"工频”是多少对其频率偏差有何要求工频：一般交流电力设备的额定频率

为50HZ。规定：频率偏差正负0.2Hz电压偏差正负5%

电压偏差是指电气设备的端电压与其额定电压之差，通常以其对额定

电压的百分值来表示。

5、三相交流电力系统的电源中性点有哪些运行方式中性点非直接接地系统与中性点直接接

地系统在发生单相接地故障时各有什么特点中性点运行方式：

中性点不接地系统、中性点经阻抗接地系统、中性点直接接地系统。中性点非亘接接地系

统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的根号3倍。单相接地电容电流为正常运行时相线

对地电容电流的3倍。

中性点经阻抗接地系统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的根号3倍，减小了接地

电流。在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的

运行方式。中性点直接接地系统单相接地时，另两相对地电压不变,变成单相接地短路。

6、低压配电系统中的中性线（N线）、保护线（PE线）和保护中性线（PEN线）各有哪些功能

TN—C系统、TN-S系统、TN-C-S系统、TT系统和IT系统各有哪些特点，各适于哪些场合

应用

中性线（N线）的功能：一是用来接用额定电压为系统相电压的单相用电设备；二电是用来传

导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位偏移。

保护线（PE线）的功能：它是用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统中所

有设备的外露可导电部分（指正常不带电压但故障情况下可能带电压的易被触及的导电部分，例

如设备的金属外壳、金属构架等）通过保护线接地。保护中性线（PEN线）的功能：它兼有中性线

（N线）和保护线（PE线）的功能。这种保护中性线在我国通称为“零线〃，俗称"地线"。TN-

C系统：其中的N线与PE线全部合为一根PEN线。PEN线中可有电流通过，因此对某接PEN

线的设备产生电磁干扰。主要于我国低压配电系统中应用最为普普遍，但不适于对安全和抗电

磁干扰要求高的场所。

TN—S系统：其中的N线与PE线全部分开，设备的外露可导电部分均接PE线。主要用

于对安全较高（如潮湿易触电的浴室和居民住宅等）的场所对抗电磁干扰要求高的数据处理和

精密检测等实蛉场所。TN-C-S系统：该系统的前一部分全部为TN-C系统，而后边有一部分为

最人负荷利用小时：是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最人负荷Pnid某（或

P30）持续运行所消耗的电能，伶好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。年度最大负荷Pma某:

全年中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率又叫半小时最大负荷P30

年平均负荷Pav就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t

内消耗的电能Wt除以时间t的值。负荷系数又叫负荷率，它是用电负荷的平均负荷Pv与其最

大负荷Pma某的比值。

4、确定计算负荷的需要系数法和二项式法各有什么特点各适用于哪些场合计算负荷的方法：

需要系数法：确定计算负荷的基本方法,常用。二项式法：设备台数少，容量差别悬殊时采用。

5、什么叫尖峰电流尖峰电流的计算有什么用途

尖峰电流Ipk是指持续时间1-2S的短时最大负荷电流（电动机起动时出现）。尖峰电流主

要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检脸电动机自起动条件等。

计算题

1、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有380V的三相电动机7.5kw3台，4kw8台，

3kwl7台，1.5kwlO台。试用需要系数法求其计算负荷。

解：此机床组电动机的总容量为

Pe7.5kW34kW83kW171.5kW10120.5kW

查附录表1得Kd=0.16~0.2（取0.2）,co0.5,tanl,73有功计算负荷

P300.2120.5kW24.lkW

无功计算负荷Q3024.1kW1.7341.7kvar视在计算负荷S30计算电流130

2、某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW(其中较大容量电

动机有7.5kWl台，4Kw3台，2.2Kw7台)，通风机2台共3kW,电阻炉1台2kW。试用需

要系数法确定此线路上的计算负荷。解：先求各组的计算负荷(1)金属切削机床组

查附录表1,取Kd=0.2,co0.5,tanl.73P30(1)=0.2某50=10kW

Q30(1)=10某O73=17.3kvar

(2)通风机组

Kd=0.8,co0.8ftan0.75

P30(2)=0.8M3=2.4kW

Q30(2)=2.4M0.75=1.8kvar

(3)电阻炉

Kd=0.7zcol,tan0

P30(3)=0.7M2=1.4kW

Q30(3)=0

因此总的计算负荷为(取KJp=0.95,K2q=0.97)

P30=0.95某(10+2.4+1.4)=13.1kWQ30=0,97某(173+1.8+0)=18.5kvar

S30=13.1218.52kVA22.7kVAI30=

22.7kVA30.38kV34.5A

24.lkW48.2kVA0.548.2kVA3038kV73.2A

在实际工程设计说明中，常采用计算表格的形式，如表所示。需要系cotan序容量计算负

荷数用电设备组台数名称nPep30Q30S30IKd30号kWkWkvarkVAA金属切削机20500.2

床2通风机230.83电阻炉120.71

0.50.811.730.750102.41.417.31.80

车间总计235513.819.1取K2P=0.95K2q=0.9713.n8.522.734.53、已知某机修车间的

金属切削机床组，拥有380V的三相电动机7.5kw3台,4kw8台，3kwl7台,1.5kwl0台。

试用二项式法来确定机床组的计算负荷。

解：由附录表查得设备总容量为

1b0.14,c0.4,®5,co0.5,tanl.73oPe=120.5kWo

某台最大容量的设备容量为P某=P5=7.5kW某3+4kW某2=30.5kW有功计算负荷为

P30=0.14某120.5Kw+0.4某30.5Kw=29.1Kw

无功计算负荷为

Q30=29.1Kw某1.73=503kvar

视在计算负荷为

29.1kW58.2kVAS300.5计算电流为

I3058.2kVA30.38kV88.4A

4、某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW(其中较大容量电

动机有台，台,台)，通风机台共电阻炉台试用二

7.5kWl4Kw32.2Kw723kW,12kWe

项式法来确定机修车间380V线路的计算负荷。

解：先求各组的bPe和cP某

(1)金属切削机床组

由附录表查得,某

1b=0.14zc=0.4=5,co=0.5,tan=1.73,

bPe(l)=0.14M50kw=7kW

cPM(l)=0.4(7.5kw某l+4kw某3+2.2kw某1)=8.68kw

(2)通风机组

查附录表1得b=0.65,c=0.25,某=5,co=0.8,tan=0.75,

bPe(2)=0.65M3kw=1.95kw

cP某(2)=0.25某3kw=0.75kw

(3)电阻炉

查附录表1彳导b=0.7,c=0,某=0,co=l,tan=0,故

bPe(3)=0.7某2kw=1.4kw

cP某⑶=0

以上各组设备中，附加负荷以cP某⑴为最大，因此总计算负荷为P30=(7+1.95+1.4)

+8.68=19kw

Q30=(7某17.3+1.95某0.75+0)+8.68某

1.73=28.6kvarS30=19228.62kVA34.3kVAI30=

34.3kVA30.38kV52.lA

从计算结果可以看出，按二项式法计算的结果比按需要系数法计算的结果大得比较多,这

也更为合理。

按一般工程设计说明书要求，以上计算可列成下表所示电力负荷计算表。co用电设二项式

tan序备组名设备台数容量计算负荷系数称P某总p30QI最大容PeSkWbc303030号台A量

台数kWkWkvarkVA数切削机21.0.7+12.1+1205500.40.51.73床

7148.6815.00.60.1.95+1.46+2通风机25330.80.755250.750.563电阻炉1总计

230200.7055101.401928.634.352.1第二章一2

5、如图所示220/380V三相四线制线路上,接有220V单相电热干燥箱4台，其中2台

10kW接于A相，1台30kW接于B相，1台20kW接于C相。另有380V单相对地焊机4台,

其中2台14kW(=100%)接于AB相间，1台20kw(8=100%)接于BC相间，1台

30kW(E=60%)接于CA相间。试求此线路的计算负荷.

解：(1)电热干燥箱的各相计算负荷

查附录表得计算其有功计算负荷：相

1Kd=0.7,co=l,tan=0oAP30.A(1)

=KdPe.A=0.7某2某10kw=14kwB相P30.B(1)=KdPe.B=0.7某1某30kw=21kwC相

P30.C(1)=KdPe.C=0.7某1某20kw=14kw

(2)焊机的各相计算负荷

先将接于CA相间的30kw(E=60%)换算至1100%的容量，即PCA0.630KW23kW

查附录表1得Kd0.35,co0.7,tanl.02;再由表2—3查得co0.7时的功率换算系数

pABApBCBpCAC0.8,pABBpBCCpCAA0.2,qABAqBCBqCAC0.22,qABBqBCCqCAA0.80

因此对焊机换算到各相的有功和无功设备容量为A相

PA0.8214kW0.223kW27kWQA0.22214kvdr0.823kvar24.6kvarB相

PB0.820kW0.2214kW21.6kWQB0.2220kvar0.8214kvar26.8kvarC相

PC0.823kW0.220kW22.4l<WQC0.2223kvar0.820kvar21.1kvar

各相的有功和无功计算负荷为A相P30.A(2)0.3527kW9.45kW

Q30.A(2)03524.6kvar8.61kvarB相

P30.B(2)0.3521.6kW7.56kWQ30.B(2)0.3526.8kvar9.38kvarC相

P30.C(2)0.3522.4kW7.84kWQ30..C(2)0.3521.1kvar7.39kvar(3)各相总的有功和无功计算

负荷

A相P30.AP30.A(l)P30A(2)14l<W9.45kW23.5kWQ30.AQ30.A(2)8.61kvar

B相P30.BP30.B(l)P30.B(2)21kW7.56kW28.6kWQ30.BQ30.B(2)9.38kvar

C相P30.CP30.C(l)P30.C(2)14kW7.84kW21.8kWQ30.CQ30.C(2)7.39kvar

(4)总的等效三相计算负荷

因B相的有功计算负荷最大,故取B相计算等效三相计算负荷，由此可得

P303P30.B328.6kW85.8kW

Q303Q30.B39.38kvar28.1kvar

22S30P30Q3085.8228.12kVA90.3kVA

130s303UN90.3kVA30.38kV137A

6、某厂压变电所装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为650kW,无功计

算负荷为为了使工厂(变电所高压侧)的功率因数不低于,如在变电所低压侧装设

800kvare0.9

并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量并问补偿前后工厂变电所所选主变压器容量有何

变化解：Q)补偿前的变压器容量和功率因数变压器低压侧的视在计算负荷为

S30⑵65028002kVA1031kVA

主变压器容量选择条件为SNT>S30(2),因此未进行无功补偿时，主变压器

容量应选为1250kV-A(参看附录表5)。

这时变电所低压侧的功率因数为：co(2)=650/1031=0.63(2)无功补偿容量

按规定，变电所高压侧的co>0.9,考虑到变压器本身的无功功率损耗aQ

T

远大于其有功功率损耗”T,一般aQT=(4~52PT,因此在变压器低压侧进

行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90,取co'=0.92。低压侧需装设的

并联电容器容量为：

Qc=650M(tanarcco0.63-tanarccoO.92)kvar=525kvar

取QC=530kvd「

(3)补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为

(2)6502(800530)2kVA=704kV-AS30因此主变压器容量可改选为800kV-A，比补偿前容

量减少450kV-A。变压器的功率损耗为

△PTeO.015s30(2)=0.015某704kVA=10.6kW^QT«0.06S30(2)=0.06某

704kV-A=42.2kvar变电所高压侧的计算负荷为

(l)=650kW+10.6KW=661kWP30(l)=(800—

530)kvar+42.2kvar=312kvarQ30(l)66123122kVA=731kVAS30补偿后工厂的功率因数为

(1)/S30(l)=661/731=0.904co=P30

7、有一380V三相线路，供电给下表所示4台电动机。试计算该线路的尖峰电流。电动机

参数M1M2M3M4额定电流IN/A起动电流It/A

5.840.653535.819727.6193.2

解：电动机M4的ItIN=193.2A-27.6A=165.6A为最大，线路的尖峰电流为：

Ipk=0.9M(5.8+5+35.8)A+193.2A=235A

第三章一1

1、什么叫短路短路故障产生的原因有哪些短路对电力系统有哪些危害

短路就是指不同的电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。短路的原因：绝

缘损坏、过电压、外力损伤、违反操作规程、动物造成等。短路对电力系统的危害：产生很大

的电动力、很高温度、元器件损坏；电压骤停、影响电气设备正常运行；停电、电力系统运行

的稳定性遭到破坏；不平衡电流、不平衡逆变磁场、电磁干扰等出现。

2、短路有哪些形式哪种短路形式的可能性最大哪些短路形式的危害最为严重

短路的形式有：三相短路，两相短路，单相短路。发生单相短路可能性最大。三相短路的

短路电流最大，因此造成的危害最大。

3、什么叫无限大容量的电力系统它有什么特点在无限大容量系统中发生短路时，短路电流

将如何变化能否突然增大

无限大容量的电力系统，是指供电容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统。特点

是，当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压能基本维

持不变。在无限大容量系统中发生短路时，由于负荷阻抗和部分线路阻抗被短路，所以电路电

流根据欧姆定律要突然增大。但是由于电路中存在着电感，电流不能突变，因而引起一个过度

过程，即短路暂态过程。最后短路电流达到一个新的稳定状态。

4、短路电流周期分量和非周期分量各是如何产生的各符合什么定律

短路电流周期分量是因短路后电路阻抗突然减小很多倍，而按欧姆定律应突然增大很多倍

的电流。

短路电流非周期分量是因短路电路存在电感，而按楞次定律产生的用以维持初瞬间电路电

流不致突变的一个反向抵消inp且按指数函数规律衰减的电流。

5、什么是短路冲击电流ih什么是短路次暂态电流1\什么是短路稳态电流18

短路后经半个周期，ik达到最大植，此时的短路全回流即短路周期电流。短路次暂态电流

有效值，即短路后第一个周期的短路电流周期分量ip的有效值。

短路稳态电流是短路电流非周期分量衰减完毕以后的短路全电流。

6、什么叫短路计算电压它与线路额定电压有什么关系

由于线路首端短路时其短路最为严重，因此按线路首端电压考虑，即短路计

算电压取为比线路额定电压UN高5%

7、在无限大容量系统中，两相短路电福口单相短路电流各与三相短路电流有什么关系

(2)(3)IK/IK3/20.866

IQ)K3U(有正序、负序、零序阻抗)Z1Z2Z3(1)K工程中IUZO

8、对T殳开关电器，其短路动稳定度和热稳定度校验的条件各是什么动稳定度校验条件：

(3)ima某ih(3)Ima某Ih

(3)2热稳定度校验条件：H2Ulima

计算题

1、某工厂供电系统如下图所示。已知电力系统出口断路器为SNI0-10II型。试求工厂变

电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。

解：1.求k-1点的三相短珞电流和短路容量(Ucl=10.5kV)

(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗

1)电力系统的电抗：由附录表8查得SNIO-1OII型断路器的断流容量

Soc=500MVA,

Uc21(10.5kV)2某10.22

Soc500MVA2)架空线路的电抗：查表3-1得某0=0.35/km某2某

OIO.35(/km)5kml.753)绘k-1点短路的等效电路，并计算其总电抗为某(kl)某1某

20.221.751.97

(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值

⑶Iki

Ucl3某(kl)10.5kV31.973.08kA

2）三相短路次暂态电流和稳态电流

(3)(3)I\(3)IIkl3.08kA

3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值

⑶ih2.55I\⑶2553.08kA7.85kA

(3)Ihl.51I\(3)1.513.08kA4.65kA

4)三相短路容量

(3)(3)SkUclIkl31310.5kV3.08kA56.0MVA

2.求k-2点的短路电流和短路容量(Uc2=0.4kV)l)电力系统的电抗

Uc22(0.4kV)2某13.2104Soc500MVA2)架空线路的电抗

某01(某2Uc220.4kV2)0.35(/km)5km()2.54103Ucll0.5kV3)电力变压器的电抗:由

附录表5得Uk%二5

Uk00Uc22(0.4kV)25某3某48103

100SN1001000kVA4)^k-2点短路的等效电路如上图b所示，并计算其总电抗：某(k2)

某1某2某3/席4某1某2某3某4

某3某4

81036.861033.2102.5410243(2)计算三相短路电流?口短路容量1)三相短路电流周期分量

有效值

)Ik(32Uc23M(k2)0.4kV36.8610333.7kA

2)三相短路次暂态电流和稳态电流

(3)(3)I\3)IIk233.7kA

3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值

(3)ihl.84I\(3)1.8433.7kA62.0kA

(3)Ihl.09I\(3)1.0933.7kA36.7kA

4)三相短路容量

⑶⑶SkUc2Ik23230.4kV33.7kA23.3MVA

在工程设计说明书中，往往只列短路计算表，如下表所示。

短路计算表短路三相短路电流/kA三相短路容量/MV-A计算点k-lk-2

第三章一2

2、某工厂供电系统如下图所示。电力系统出口断路器为SNIO—1011型。试用标幺制法计

算系统中k-1点和k-2点的三相短路电流和短路容量。

(3)IkI\3)(3)I(3)ih(3)Ih(3)Sk3.0833.73.0833.73.0833.77.8562.04.6536.756.O23.3

解：1.确定基准值

SdlOOMVA,UcllO.5kV,Uc20.4kV

IdlSd3UclSd3Uc2100MVA310.5kV100MVA30.4kV5.50l<A

Id2144kA

2.计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值(1)电力系统的电抗标幺值

由附录表8查得Soc500MVA某1某100MVA0.2

500MVA(2)架空线路的电抗标幺值

由表3-1查得某00.35/km

某某20.35(/km)5kml00MVA1.59

(10.5kV)23)电力变压器的电抗标幺值

由附录表5直得，Uk%=5

51OOMVA51OOlO3kVA5.O某某lOOlOOOkVAlOOlOOOkVA某3某4绘短路等效电路图

如下图所示：

3.计算匕1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量(1)总电抗标幺直

某某某某(kl)某1某20.21.591.79

(2)三相短路电流周期分量有效值

)Ik(31Idl某某(kl)5.50kA3.07kA1.79⑶其他三相短路电流

(3)(3)I\3)IIkl3.07kA

(3)ih2.553.07kA7.83kA(3)Ihl.513.07kA4.64kA

(4)三相短路容量

)Sk(31Sd某某(kl)100MVA55.9MVA

1.794.计算k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量Q)总电抗标幺值

5某某某某某某某某/厚0.21.594.29某(k2)12342⑵三相短路电流周期分量有效值

)Ik(32Idl某某(k2)144kA33.6kA4.29⑶其他三相短路电流

(3)(3)I\3)IIk233.6kA

(3)ihl.8433.6kA61.8kA(3)I1.0933.6kA36.6kA

(4)三相短路容量

)Sk(32Sd某某(k2)100MVA23.3MVA

4.29由此可见，采用标幺制法的计算结果与欧姆法计算的结果基本相同。

3、已知工厂变电所380V侧母线上接有250kW感应电动机一台，平均

⑶⑶co0.7,效率=0.75,380V母线的短路电流Ik33.7kAjh62.0kA;该母线

采用LMY-100某10的硬铝母线，水平平放,档距为900mm,档数大于2,相邻两相母

线的轴线距离为160mm。试求该母线三相短路时所受的最大电动力，并校验其动稳定度。如

果此母线的短路保护动作时间为0.6，低压断路器的断路时间为0.1。该母线正常运行时最高温

度为55C。校验其热稳定度。

解：1.计算母线短路时所受的最大电动力电动机额定电流为

INM250kW3380V0.70.750.724kA

(3)由于INMO.OlIk,该电动机的反馈电流冲击值为

ihM6.510.724kA4.7kA因此母线在三相短路时所受的最大电动力为

l(3)ihM)2107N/A2F(3)3(iha

3(62.0103A4.7103A)22校睑母线短路时的动稳定度母线在F(3)作用时的弯曲力矩为

0.9ml07N/A24334N0.16mF(3)l4334N0.9m390NmM1010母线的截面系数为

b2h(0.1m)20.01ml.667105m3W66母线在三相短路时所受到的计算应力为

cM390Nm23.4106Pa23.4MPa53W1.66710m硬铝母线(LMY)的允许应力为

al70MPac23.4MPa由此可见该母线满足短路动稳定度的要求。

3.母线满足短路热稳定度的最小允许截面

附录表

7C87A/mm2,图

3-12L55C曲线得

KL0.5104A2/mm4

timatk0.05toptoc0.050.60.10.050.75

(3)AminItimaC33.7103A0.7587A/mm2=335mm2

母线截面为A=100某10mm2=1000mm2>Amin，该母线满足短路热稳定度要求。

第四章

1、开关触头间产生电弧的根本原因是什么发生电弧有哪些游离方式其中最初的游离方式是

什么维持电弧主要靠什么游离方式

产生电弧的原因：触头在分断电流时，触头本身及触头周围的介质中含有大量可被游离的

电子，在外加电压足够大时，产生强烈的电游离而发生电孤。产生电弧的游离方式：

(1)热电发射：触义分断电流时，阳极表面大电流收缩集中，出现炽热光斑，温度很高，

触头表面电子吸收热能，发射到触头间隙，形成自由电子。(2)高电场发射：触头开断初，电

场强度大，触头表面电子被强行拉出。(3)碰撞游离：高速电子碰撞中性质点，使中性质点变

成正离子和自由电子，当离子浓度足够大时，介质击穿产生电弧。

(4)热游离：电弧中心温度高达10000摄氏度，电弧中的中性质点游离为正离子和自由

电子。

最初的游离方式：热电发射。

维持电弧主要靠：碰撞游离产生电弧热游离维持电弧。

2、使电弧熄灭的条件是什么熄灭电弧的去游离方式有哪些开关电器中有哪些常用的灭弧方

法电弧熄灭的条件：去游离率〉游离率熄灭电弧的去游离方式：正负带电质点的〃复合"，重新

成为中性质点正负带电质点的“扩散"，使电弧区带电质点减少开关电器中常用的灭弧方法

速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、粗弧切短灭弧法、狭沟灭弧法、

真空灭弧法、SF6灭弧法。

3、高压隔离开关有哪些功能有哪些结构特点

隔离高压电源、保证设备和线路的安全检修。断开后有明显可见的断开间隙,没有专门的

灭弧装置，不允许带负荷操作，可以通断不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载

线路，与高压断路器配合使用。

4、高压负荷开关有哪些功能它可装设什么保护装置它靠什么来进行短路保护

功能：具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流。可装设热脱扣器保护

装置,它与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。

5、高压断路器有哪些功能

功能：能通断负荷电流和短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。

6、熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高低压断路器及低压刀开关在选择时，哪些需

校验断流能力哪些需校验短路动、热稳定度

校验断流能力：熔断器、高压负荷开关、高低压断路器、低压刀开关。校验短路动、热稳

定度：高压隔离开关、高压负荷开关、高低压断路器。

7、工厂或车间变电所的主变压器台数如何确定主变压器容量又如何确定台数选择：满足用

电负荷对供电可靠性的要求，对季节性负荷或昼夜负荷变动较大，采用经济运行方式。一般车

间变电所采用一台，应考虑欠负荷的发展，有一定余地。

主变压器容量的选择：

装设一台主变压器SN.TS30

装设两台主变压器

SN.T(0.6~0.7)S30SN.TS30(12)

车间变电所单台变容量上限：1000KVA或1250KVA

8、电力变压器并列运行必须满足哪些条件

(1)变压器的一、二次额定电压必须对应相等。

(2)变压器的阻抗电压(短路电压)必须相等。(3)变压器的连接组别必须相同。

(4)变压器的容量尽量相同或相近，最大容量与最小容量之比不超过3:1。

9、电流互感器和电压互感器使用时注意事项？电流互感器使用注意事项：

(1)工作时二次侧不得开路，(2)二次侧有一端必须接地，

(3)电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。电压互感器的使用注意事项：(1)工

作时二次侧不得短路，(2)二次侧有端必须接地，

(3)互感器在连接时注意其端子的极性。

10、对工厂变配电所主接线有哪些基本要求变配电所主接线图有哪些绘制方式各适用于哪

些场合

对工厂变配电所主接线的基本要求：安全、可靠、灵活、经济。主接线图绘制形式：系统

式主接线图——用于变配电所的运行中，装置式主接线图——用于变配电所施工图中使用。

11、变配电所所址选择应考虑哪些条件所址选择的一般原则：

接近负荷中心无剧烈振动或高温的场所进出线方便尘土少、无腐蚀性气体接近电源侧不在

厕所、有水的下方设备运输方便不在有爆炸危险的地方

计算题

(3)1、已知配电所10kV母线短路时的Ik2.86kA,线路的计算电流为350A,

继电保护动作时间为1.1,断路器断路时间取0.2。试选择10kV高压配电所进线侧的高压

户内少油断路器的型号规格。

解：初步选用SNI0-10型，根据线路计算电流，试选SNI0-10I型断路器来进行校验，如

下表所示。校验结果，所选SNI0-10I型是合格的。装设地点的电气条件SNI0-10I/630-300

型断路器序号项目数据项目数据结论lUNlOkVUNlOkV合格

234I30(3)Ik(3)ih350A2.86kAINIoc630A16kA40kA合格合格合格2.55某

2.86kA=7.29kAima某22.86M(3)2timaIt2tl62410245I合格(1.1+0.2)=10.62、某10/

0.4kV变电所，总计算负荷为1200kVA,其中一、二级负荷680kVAo试初步选择该变电所主

变压器的台数和容量。

解：根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压器。

每台容量SNT=(0.6~0.7)某1200kVA=(720~840)kVA,且SNT>680kVA,

初步确定每台主变压器容量为800kV-Ao

3、现有一台S9-800/10型配电变压器与一台S9-2000/10型配电变压器并列运行，均为

Dynll联结。负荷达到2800kV-A时，变压器中哪一台将要过负荷过负荷可达多少

解：并列运行的变压器之间的负荷分配是与阻抗标幺值成反比的。变压器的阻抗标幺值按

下式计算Z某TUkOOSd通常取Sdl00MVA105KVA;100SN00查附录表5-1，得S9-800变

压器(T1)的UkUkOO=5,S9-2000变压器(T2)的

=6,两台变压器的阻抗标幺值分别为(取SdlO5kVA):

某TlZ5105kVA6.25100800kVA6105kVA3.001002000kVAZ某T2在负荷达2800kVA

时各台负担的负荷分别为ST12800kVAST23.00908kVA

6.253.006.252800kVA1892kVA

6.253.00变压器(T1)将过负荷(908-800)kV-A=108kV-A,将超过其额定容量13.5%。按规

定，油浸式电力变压器正常允许过负荷可达20%(户内)或30%(户外)。因此变压器过负荷13.5%

还是在允许范围内的。

另外,从上述两台变压器的容量比来看，800kVA:2000kVA=l:2.5,尚

未达到一般不允许的容量比1:3。但考虑到负荷的发展和运行的灵活性，S9-800/10

型变压器宜换以较大容量的变压器。

第五章

1、高、低压线路的接线方式有哪几种？接线方式有：放射式、树干式、环形。

2、架空线路和电缆线路的组成。

组成：导线、电杆、绝缘子、线路、金具等。

3、导绩口电缆的选择应满足哪些条件

发热条件,电压损耗条件，经济电流密，机械强度。

计算题

1、有一条采用BL某-500型铝芯橡皮线明敷的220/380V的TN-S线路，线路计算电流

为150A,当地最热月平均最高气温为+30C。试按发热条件选择此线路的导线截面。

解：（1）相线截面A的选择

查附录表19—1得环境温度为30C时明敷的BL某-500型截面为50mm2的铝芯橡皮线

的Ial=163A>I30=150A,满足发热条件。因此相线截面选为A=50mm2e⑵中性线截面A0

的选择按A0>0.5A,选A0=25mm2e⑶保护线截面APE的选择

由于A>35mm2,故选APE20.5A=25mm2。

所选导线型号可表示为：BL某-500-（3某50+1某25+PE25）。

2、上题所示TN-S线路,如果采用BLV-500型铝芯塑料线穿硬塑料管埋地敷设，当地最

热月平均气温为+25C。试按发热条件选择此线路导线截面及穿线管内径。

解：查附录表19-3得+25C时5根单芯线穿硬塑料管(PC)的BLV-500型截面为120mm2

的导线允许载流量。因此按发热条件，相线截面选为

Ial=160A>I30=150A120mm2o

中性线截面按A01.5A1选A0=70mm2。保护线截面按APE1.5A,选APE=70mm2。

穿线的硬塑料管内径查附录表19-3中5根导线穿管管径(A=120mm2)为80mm。

选择结果可表示为：BLV-500-(3某120+1某70+PE70)-PC80,其中PC为硬塑管代号。

3、有一条用LGJ型钢芯铝线架设的5km长的35kV架空线路，计算负荷为2500kW,

试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。

co=0.7,TmaM=4800ho

解：⑴选择经济截面130=

p303UNco=

2500kW335kV0.7=58.9A

由表5—3查得jec=1.15A/mm2Aec=

58.9A=51.2mm221.15A/mm选标准截面50mm2,即选LGJ-50型钢芯铝线。(2)校

验发热条件

查附录表16得LGJ-50的允许载流量Idl=178A>B0=58.9A,满足发热条件。（3）校验机

械强度

查附录表14得35kV架空钢芯铝线的最小截面Amin=35mm2

4试验算3题所选LGJ-50型钢芯铝线是否满足允许电压损耗5%的要求。已知该线路导线

为水平等旦理、列，相邻线距为1.6m。

解:由上题知因此用和

P30=2500kW,co=0.7,tan=l,Q30=2500kvareA=50mm2

aav=1.26某1.6m2m查附录表6,得R0=0.68/km,某0=0.39/km。

线路的电压损耗为

2500kW（50.68）2500kvar（50.39）U=382V

35kV线路的电压损耗百分值为

100382V=1.09%

3500V选LGJ-50型钢芯铝线满足电压损耗要求。

U%=

5、某220/380V线路，采用BL某-500-（3某25+1某16）mm2的四根导线明敷，在距

线路首端50m处，接有7kW电阻性负荷，在线路末端（线路全长75m）接有28kW电阻性负荷。

试计算该线路的电压损耗百分值。解

查

表

5-4

得

C=46.2kWm

/

mm

2,而

JM=7kW50m28kW75m=2450kWm

U%=

6、某220/380V的TN-C线路，如下图所示。线路拟采用B某-500型铜芯橡皮绝缘线户

内明敷，环境温度为30。。允许电压损耗为5%。试选择该线路的导线截面。

解：（1）线路的等效变换

将图d所示带均匀分布负荷的线路，等效变换为图b所示集中负荷的线路。

MCA24502.12%

46.225

原集中负荷故原分布负荷

pl20kW/col0.8,tanl0.75,ql20kW0.7515kvar.

p20.4(kW/m)50m20kW/co20.8,tan20.75,

故q220kW0.7515kvar。

(2)按发热条件选择导线截面线路中的最大负荷(计算负荷)为

Pplp220kW20kW40kWQqlq215kvarl5kvar30kvar

SP2Q2402302kVA50kVAIS3UN50kVA30.38kV76A

查附录表19-1,得B某-500型导线A10mm2在30℃明敷时的因此可选3根B某-500-1

某10导线作相线，另选1根B某-500-lIa177Al76A。某10导线作PEN线。

(3)校验机械强度

查附录表15,室内明敷铜芯线最小截面为lmm2,以上所选导线满足机械强度要求。

(4)校验电压损耗

查附录表6,BM-500-1某10导线的电阻R02.19/km,电抗(线距按150mm计)某

00.31/knie线路的电压损耗为

U(plLlp2L2)R0(qlLlq2L2)MO/UN

=(200.04200.055)2.19(150.04150.055)0.31/0.3812V

U%100U/UN10012V/380V3.2%Ual%5%

所选B某-500-1某10型铜芯橡皮绝缘线满足允许电压损耗要求。

第5章供配电系统的继电保护

5-1继电器保护装置的任务和要求是什么？答：(1)继电保护的任务：

①自动地、迅速地、有选择地将故障设备从供电系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复

正常供电。

②正确反映电气设备的不正常运行状态,发出预告信号，以便操作人员采取措施，恢复电

器设备的正常运行。

③与供配电系统的自动装置(如自动重合闸、备用电源自动投入装置等)配合，提高供配

电系统的供电可靠性。

(2)对继电保护的要求：根据继电保护的任务，继电保护应满足选择性、可靠性、速动性

和灵敏性的要求。

5-2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lo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。5-3什么叫过电流继电器的动作电力、返回电

流和返回系数？答：（1）使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流。（2）使继

电器返回到启始位置的最大电流称为继电器的返回电流（3）继电器的返回电流与动作电流之比

称为返回系数

5-4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。

5-5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。

5-6试说明感应式电流继电器的动作特性曲线。

答：继电器线圈中的电流越大，铝盘转速越快，扇形齿轮上升速度也就越快,因此动作时

限越短。这就是感应式电流继电器的“反时限"特性，如下图曲线中的ab段所示。当继电器线

圈中的电流继续增大时，电磁铁中的磁通逐渐达到饱和，作用于铝盘的转矩不再增大，使继电

器的动作时限基本不变。这一阶段的动作特性称为定时限特性，如下图曲线中的be段所示。当

继电器线圈中的电流进一步增大到继电器的速断电流整定值时，电磁铁2瞬时将衔铁15吸下,

触头闭合，同时也使信号牌掉下.这是感应式继电器的速新特性，如下图曲线中c'd所示.

5-7电力线路的过电流保护装置的动作电流、动作时间如何整定？灵敏度怎样

校验？答：（1）动作电流整定

过电流保护装置的动作电流必须满足下列两个条件：

①正常运行时，保护装置不动作，即保护装置的动作电流lop.l应人于线路的最人负荷电

流IL.ma某;

②保护装置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置。要使保护装置可靠返回，就要求保

护装置的返回电流IrellLma某由于过电流lop.l大于IL.ma某，所以，以IrellL.ma某作为动

作电流整定依据，所以得Iop.KAKrelKwIL.ma某；KreKi式中，Krel为可靠系数，Kw为接线

系数，Kre为继电的返回系数，Ki为电流互感器变比。

(2)动作时间整定

动作时间必须满足选择性要求。为保证动作的选择性，动作时间整定按"阶梯原则”来确

定；即自负载侧向电源侧，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的动

作时限大一级时限差t;

tlt2t

式中，t为时限级差，定时限电流保护取0.5.(3)灵敏度校验.

过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线路末端的两相短路电流Ik.min进行校验；

(2)IKKS.minl.5主保护时

Iopl(2)IKKS.minl.25后备保护时

lopl式中，lopl为保护装置一次侧动作电流。

5-8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Z=0.7

5-9试比较定时限过电流保护和反时限过电流保护。笞：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。

5-10电力线路的电流速新保护的动作电流如何整定？灵敏度怎样检验？答：(1)由于电

流速断保护动作不带时限,为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端发生最大短路

电流时，电流速断保护不应动作，即速断保护动作电流Iopl>Ik.ma某，从而，速断保护继电器

的动作电流整定值为

Iop.KAKrelKwIK.ma某Ki式中，DL型继电器取1.3,IK.ma某为线路末端最大三相短路

电流；Krel为可靠系数，GL型继电器取1.5;Kw为接线系数；Ki为电流互感器变比。

(2)由于电流速断保护有死区，因此灵敏度校验不能用线路末端最小两相短路

(2)电流进行校验，而只能用线路首端最小两相短路电流IK.min校验，即(2)IKKS.minL5

Iopl5-ll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。

5-12电力线路的单相接地保护如何实现？绝缘监视装置怎样发现接地故障？如查出接地故

障线路？答：（1）电力线路的单相接地保护：

中性点不接地系统发生单相接地时，流经接地点的电流是电容电流，数值上很小，虽然相

对地电压不对称，系统仍可以对称，系统仍可继续运行一段时间。单相接地保护利月线路单相

接地时的零序电流较系统其他线路线路单相接地接地时的零序电流大的特点，实现有选择的单

相接地保护。当线路发生单相接地故障时，架空线路的电流互感器动作，发出信号，以便及时

处理。（2）视装置发现接地故障：

当变电所出线回路较少或线路允许短时停电时，可采用无选择性的绝缘监视装置作为单相

接地的保护装置。

系统正常运行时，三相电压对称，开口三角形绕组两端电压近似为零，电压继电器不动作。

系统单相接地故障时,接地相对地电压近似为零，该相电压表读数近似为零,非故障相对

地电压高，非故障相的两只电压表读数接近线电压。同时开口三角形绕组两端电压也升高，电

压继电器动作，发出单相接地信号，以便运行人员及时处理。

(3)地故障线路的方法：

运行人员可根据接地信号和电压表读数，判断哪一段母线，哪一相发生单相接地，但不能

判断哪一条线路发生单相接地，因此绝缘监视装置是无选择性的。只能用依次拉合的方法，判

断接地故障线路.依次先断开，再合上各条线路，若断开某线路时，3只相电路表读数恢复且

近似相等，该线路便是接地故障线路，再消除接地故障，恢复线路正常运行。

5-13为什么电力变压器的电流保护一般不采用两相一继电器式接线

答：两相一继电器式接线的保护灵敏度随短路种类而异，但Yyno接线的变压器二次侧发

生单相短路和Ydll连接