山东大学控制学院电力系统期末复习第一、四、六章习题答案

绪论电能具有什么特点？电能的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。1-3变配电所的任务是什么？类型有哪些？变电所担负着从电力系统受电，经过变压然后配电的任务。配电所担负着从电力系统受电，然后直接配电的任务。企业的变电所分为总降压变电所和车间变电所。1-4什么叫电力系统、电力网和动力系统？电力系统是由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所、输配电线路和电力用户联系起来，组成的统一整体。电力网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所动力系统：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。1-5衡量电能质量的指标是什么？答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。1-7什么叫电压偏差？什么叫电压波动？电压偏差：电路偏离额定电压的幅度电压波动：指电压的急剧变化，以电压最大值与最小值之间之差或百分数表示，1-8我国规定的“工频”是多少？对其频率偏差有何要求？答：工频也称为工业频率，为50Hz.正常运行情况下300万kW及以上的允许频率偏差±0.2Hz；正常运行情况下300万kW及以下的允许频率偏差±0.5Hz；非正常运行情况下运行的频率偏差±1Hz.1-9什么是额定电压？在电力系统中同一电压等级下用电设备、电力线路、发电机以及变压器的额定电压是如何规定的？答：（1）额定电压：电气设备正常运行且能获得最佳技术性能和经济效果的电压，通常指线电压，在电气设备铭牌上标出。（2）在电力系统中同一电压等级下，不同的电气设备具有不同的额定电压；电力线路的额定电压：也称为网络的额定电压，其额定电压等级是国家根据国民经济发展的需要和电力工业发展的水平，经全面的技术经济分析后确定的。它是确定各类电力设备额定电压的基本依据。用电设备的额定电压：与同级电网的额定电压相同。发电机的额定电压：比网络的额定电压高5%。电力变压器的额定电压：变压器一次绕组接电源，与发电机相接的与发电机的额定电压相同；与线路相连的与线路的额定电压相同。变压器二次绕组的额定电压：供电线路较长应高出二次侧电网额定电压10%；线路不长时，只需高于二次侧电网额定电压的5%。1-10三相交流电力系统的电源中性点有哪些运行方式？答：三种：中性点不接地（中心点绝缘），中性点经消弧线圈接地（非有效接地）和中性点直接接地（又称有效接地）1-12什么叫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？TN-C系统：该系统属于三相四线制系统；如图c所示。其特点：N线与PE线合二为一；节约导线材料，比较经济；发生单相接地故障时，保护装置动作迅速。PEN线有电流流过，对接PEN线的某些设备会产生电磁干扰；PEN线断线还可能造成人身触电危险。应用场合：适合安全要求不高的场合。TN-S系统：该系统属于三相五线制系统；如图d所示。其特点是N线与PE线分开；有色金属消耗量和初期投资费用增加；正常情况下PE线无电流，不会对设备产生电磁干扰；PE线断线如果发生碰壳故障时，设备外露导电部分带电，有触电危险；单相故障时，短路电流较大，保护装置会迅速动作而切除故障。应用场合：该系统适合于对安全和抗电磁干扰要求较高的场所。TN-C-S系统：前面线路TN-C系统，后面线路TN-S系统，系统中设备外露可导电部分接PEN线或PE线，该系统比较灵活，如图e所示。特点：系统具有灵活和经济实用的特点应用场合：供电配电系统应用广泛。TT系统：该系统属于三相四线制中性点直接接地系统，从电源中性点引出中性线（N线），但没有公共PE线，如图b所示。系统中电气设备的外露可导电部分均经各自的PE线接地。设备之间无电磁干扰。系统绝缘故障或设备外露导电部分带电，漏电流小，不足以保护装置动作，增加人体触电危险，该系统应装设灵敏的漏电保护装置。应用场合：对电磁干扰要求较高的场合。灵活：适应各种不同的运行方式，操作检修方便；经济：设计简单、投资少、运行管理费用低，节约用电和有色金属的消耗量。第六章供电系统的二次接线防雷与接地6-1什么是二次接线，二次回路图主要有哪些内容，各有什么特点？二次接线：用于监视测量表计、控制操作信号、继电保护和自动装置等二次设备及其相互连接组成电气连接的回路均称为二次回路或称二次接线。二次回路图的主要内容：二次回路原理接线图、二次回路展开接线图、二次回路安装接线图特点：二次回路原理图主要是用来表示继电保护、测量仪表和自动装置中各元件的电气联系及电气回路图，在该图中一、二次回路画在一起，继电器线圈和其触点画在一起，有利于叙述工作原理，但由于导线交叉太多，它的应用范围受到限制二次回路展开图将二次回路中的交流与直流回路分开来画，交流回路有氛围电流回路和电压回路直流回路又有直流操作回路与信号回路，在展开图中节电器线圈和触点分别画在相应的回路，用规定的图形和文字符号表示，二次回路安装接线图画出了二次回路中个设备的安装位置及控制电缆和二次回路的连接方式，是现场施工安装维护比不可缺少的图纸。6-2二次接线图的作用是什么？二次接线图分为哪几种？6-4展开接线图的特点是什么？特点：继电器的线圈和触点分开，分别隶属于不同的回路。阅读方法：先一次接线后二次接线由图右侧文字说明，先看交流回路再看直流回路；对各种继电器和装置，先找到启动线圈，再找相应的接点对同一回路由上到下对同一行从左到右，对于事故设备分析，先找到动作部分，再找到相应的信号6-6特点：图上各二次设备的位置与实际的安装位置相同，设备的外形与实际形状相符阅读方法：阅读安装图时，应对照展开图根据展开图阅读顺序，全图从上到下，每行从左到右进行到下的连接应用相对标号法来表示，对照展开图了解由哪些设备组成——看交流回路——看直流回路——看信号回路6-7分类：断路器控制回路，信号回路，保护回路，监视和测量回路，自动装置回路和操作电源回路等功能：断路器口控制回路：对一次开关设备进行“跳”“合”闸操作信号回路：反映一二次设备的工作状态保护回路：自动判别一次设备的运行状态，在系统发生故障或异常运行时，自动跳开断路器，切除故障或发出异常运行信号故障，或异常运行状态消失后，快速投入断路器，恢复系统正常运行。监测和测量回路指示或记录一次设备的运行参数，以便工作人员掌握一次设备运行情况自动装置回路：根据一次设备运行参数的变化，实时在线调节一次设备的动作状态，以满足运行要求；操作电源回路：为其他二次回路提供所需的电源6-11定义：指在电气设备或线路上出现的超过正常工作要求并对绝缘构成威胁的电压种类：直击雷过电压，闪电感应（感应雷）过电压、闪电电涌侵入（雷电波侵入）产生原因：直击雷过电压：雷电直接击中电气设备，线路建筑物等物体闪电感应过电压：由于雷云的作用，附近的导体上感应出与雷云极性相符的电荷，雷云放电时，先导通道中的电荷迅速中和，导体上的感应电荷得到释放，如果没有就近泄入地中就会产生很高的电动势，从而产生闪电静电感应过电压。闪电电涌侵入：架空线路遭到直接雷击或感应雷而产生的高电位雷电波。6-13种类：避雷针、避雷带、避雷网、避雷器结构特点及作用：避雷针：由接闪器、引下线和接地体三部分构成，具有引雷作用。避雷线：一般采用截面不小于35mm2的镀锌钢绞线，作用与避雷针相同；避雷带和避雷网：通常采用圆钢或扁钢焊接而成，并沿房屋边缘或者屋干敷设，主要用于保护高层建筑物免遭雷击。避雷器：一般用于导线和地之间，与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧，用来防止雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所或其他建筑物内。6-15（1）变电所：防直击雷：35kV及以上电压等级变电所采用接闪杆，接闪线或接闪带的方式。进线防雷保护：35kV及以上电力线路在进线1-2km段内装接闪线，并可在接闪线两端出的线路上装设管型避雷器，3~10kV配电线路，可在每路进线终端设F2型或FS型阀型避雷器配电装置的防雷保护：在配电所每段母线上装设一组阀型避雷器，并距变压器应大于5m.（2）架空线路：架设接闪线；提高线路本身的绝缘水平；利用三角形排列的顶线兼做防雷保护线；加强对绝缘薄弱点的保护；采用自动化中合闸装置；绝缘子铁脚接地。架设接闪器6-19解：三级防雷hr=60m;hx=10m;rx=20m则r解得：120h-h2=2826h1=87.82m;h2=32.18m选择32.18m避雷针6-23定义：共同接地是站内各建筑物的基础接地体和其他专设接地体相互联通，形成一个共同网，并将电子设备的工作接地、保护接地、逻辑接地、屏蔽体接地、防静电接地以及建筑防雷接地等，共用一组接地系统的接地方式。重复接地就是在保护中性线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接称为重复接地。（2）原因：1）雷电流在冲击接地电阻上产生的高电压，将同时存在各系统的接地线上，采用共用接地时各系统与地线之间不会形成高电位差，也不存在同一台设备的各接地系统之间的击穿问题。此外，共用接地还可以将两相分别接地短路故障变成相间短路故障，从而迅速使保护装置动作。2）如不重复接地，则