电力工程基础答案

电力工程基础答案

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：能够减少系统的总装机容量；能够减少系统的备用容量；能够提高供电的可靠性；能够安装大容量的机组；能够合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。

1-2 电能生产的要紧特点是什么？对电力系统有哪些要求？

答：电能生产的要紧特点是：电能不能大量储备；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紧密。

对电力系统的差不多要求是：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。

1-3 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？什么缘故？

答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV、0.38/0.22

kV和0.66/0.38kV；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。

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，关于降压变压器，应等于电网的额定电压，关于升压变压器，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%。

1-4 衡量电能质量的要紧指标有哪些？简述它们对电力系统的要紧阻碍。

答：衡量电能质量的要紧指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波〔波形畸变率〕、三相不平稳度及临时过电压和瞬态过电压。

对电力系统的要紧阻碍〔略〕。

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？这时为何能够临时连续运行，但又不承诺长期运行？

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；性点直截了当接地〔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3倍。现在三相之间的线电压仍旧对称，因此用户的三相用电设备仍能照常运行，然而，发生单相接地后，其运行时刻不能太长，以免在另一相又发生接地故障时形成两相接地短路。

1-6 消弧线圈的补偿方式有几种？一样采纳哪种补偿方式？什么缘故？

答：消弧线圈的补偿方式有全补偿、欠补偿和过补偿，一样都采纳过补偿方式。因为在过补偿方式下，即使电网运行方式改变而切除部分线路时，也可不能进展成为全补偿方式，致使电网发生谐振。同时，由于消弧线圈有一定的裕度，即使今后电网进展，线路增多、对地电容增加后，原有消弧线圈仍可连续使用。

1-7 什么缘故我国规定110kV以上的高压电网和380/220V的低压电网要采纳大电流接地系统？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，非故障相对地电压可不能升高，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，故能够降低工程造价。因此我国110kV及以上的电力系统差不多上都采纳中性点直截了当接地的方式。而在380/220V系统中采纳中性点直截了当接地点式，要紧是考虑人身安全问题，一旦发生单相接地故障，能够迅速跳开自动开关或烧断熔断丝，将故障部分切除。

1-8 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T4：220/121/38.5kV；变压器T5：35/6.6 kV

1-9 某10kV电网，架空线路总长度70km，电缆线路总长度为16km。试求此中性点不接地的电力系统发生单相接地时的接地电容电流，并判定此系统的中性点需不需要改为经消弧线圈接地。

答：由于AAUllINcabohC301835010)163570(350)35(

因此，不需要改为经消弧线圈接地。

第二章

2-1 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专门要求。

2-2 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。

答：负荷曲线是表征电力负荷随时刻变动情形的一种图形。

年最大负荷利用小时数maxT，是一个假想时刻，在现在间内，用户以年最大负荷maxP连续运行所消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电能，年负荷曲线越平坦，maxT值越大，年负荷曲线越陡；maxT值越小。因此，maxT的大小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 什么叫运算负荷？确定运算负荷的意义是什么？

答：运算负荷是依照的用电设备安装容量确定的、用以按发热条件选择导体和电气设备时所使用的一个假想负荷，运算负荷产生的热效应与实际变动负荷产生的热效应相等。

确定运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刻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。

关于吊车：是指统一换算到%25时的额定功率，其设备容量NNePP2；

关于电焊机：是指统一换算到%100时的额定功率，其设备容量NNNNNeSPPcos

2-5 需要系数法和二项式系数法各有什么运算特点？各适用哪些场合？ 答：需要系数法运算较简单，应用较广泛，但运算结果往往偏小，适用于容量差别不大、设备台量较多的场合；二项式法考虑大容量用电设备对运算负荷的阻碍，要紧适用于设备台数较少而容量差别悬殊较大的的场合。

2-6 什么叫最大负荷损耗小时？它与哪些因素有关？

答：年最大负荷损耗小时数实际上也是一个假想时刻，在现在间内，线路连续通过运算电流所产生的电能损耗，恰好与实际负荷电流全年在线路上产生的电能损耗相等。它与年最大负荷利用小时数maxT和负荷的功率因数有关。

2-7 功率因数低的不良阻碍有哪些？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；使供电网络的电压缺失增大，阻碍负荷端的电压质量；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。

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。

2-8 并联电容器的补偿方式有哪几种？各有什么优缺点？

答：并联电容器的补偿方式有高压集中补偿、低压成组补偿和分散就地补偿〔个别补偿〕。

高压集中补偿方式的投资较少，电容器组的利用率较高，能够提高整个变电所的功率因数，但它的补偿范畴小，只能补偿6～10kV母线往常的线路上的无功功率，不能补偿工业企业内部配电线路的无功功率。

低压成组补偿方式的投资不大，运行爱护方便，能够减小车间变压器的容量，降低电能损耗，其补偿区大于高压集中补偿，能够补偿变电所低压母线前的变压器和所有有关高压系统的无功功率。

分散就地补偿方式的补偿范畴最大，补偿成效最好，能够补偿安装地点往常的变压器和所有高低压线路的无功功率，但投资较大，且电容器组在被补偿的设备停止工作时也一并被切除，利用率较低。

2-9 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〔%15〕；通风机8台，每台3 kW；电焊变压器4台，每台22kVA〔%65，5.0cosN〕；空压机1台，55kW。试确定该车间的运算负荷。

解：该车间的运算负荷如下表所示。

电力负荷运算表

序号 用电设备名称 台数 设备容量/kW

dK cos tan 运算负荷

铭牌值 换算值 P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/A

1 冷加工机床 50 200 200 0.16 0.5 1.73 32 55.36

2 吊车 3 4.5 3.5 0.15 0.5 1.73 0.525 0.91

3 通风机 8 24 24 0.8 0.8 0.75 19.2 14.4

4 电焊变压器 4 88 35.47 0.35 0.35 2.68 12.4 33.23

5 空压机 1 55 55 0.85 0.8 0.75 46.75 35.06

小计 66 110.875 138.96

负荷总计〔9.0K〕 99.8 125.06 160 243.1

2-10 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运算该干线的运算负荷。

解：用需要系数法和二项式系数法所求运算负荷如下表所示。

电力负荷运算表〔需要系数法〕

用电设备名称 台数 设备容量/kW dK cos tan 运算负荷

P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/A

冷加工机床 30 200 0.16 0.5 1.73 32 55.36 63.94 97.15

电力负荷运算表〔二项式系数法〕

用电设备

名称 设备

台数 设备容量 二项式系数 cos tan 运算负荷

n/x eP/kW xP/kW b/ c P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/A

冷加工机床 30/5 200 35.5 0.14/0.4 0.5 1.73 42.2 73 84.32 128.1

2-11 有一条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，高压线路采纳LJ—70铝绞线，水平等距离架设，线距为1m，长6km。变压器低压侧的运算负荷为900kW，8.0cos，5000maxTh。试分别运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

675)8.0tan(arccos900tan)2(30)2(30PQkvar

112586.0900cos230)2(30）（PSkVA