供配电第二版思考题与习题解答提示讲解
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1-1:电力系统——发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。
1-2:供配电系统--由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。
总降压变电所是企业电能供应的枢纽。
它将35kV~110kV的外部供电电源电压降为6~10kV高压配电电压,供给高压配电所、车间变电所和高压用电设备。
高压配电所集中接受6~10kV电压,再分配到附近各车间变电所和高压用电设备。
一般负荷分散、厂区大的大型企业设置高压配电所。
1—3.发电机的额定电压,用电设备的额定电压和变压器的额定电压是如何规定的?为什么?答(1)用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压;发电机的额定电压较电力线路的额定电压要高5%;变压器的一次绕组的额定电压等于发电机的额定电压(升压变压器)或电力线路的额定电压(降压变压器);二次绕组的额定电压较电力线路的额定电压要高10%或5%(视线路的电压等级或线路长度而定).(2.)额定电压是能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压,它是国家根据经济发展的需要及电力的水平和发展的趋势经过全面技术经济分析后确定的.1-4,电能的质量指标包括哪些?答:电能的质量指标有电压.频率.供电可靠性.1-5什么叫电压偏移,电压波动和闪变?如何计算电压偏移和电压波动?答:电压偏差是电压偏离额定电压的幅度。
电压波动是指电压的急剧变化。
周期性电压急剧变化引起光源光通量急剧波动而造成人眼视觉不舒适的现象,成为闪变。
电压偏差一般以百分数表示,即△U%=(U-UN)/UN×100电压波动程度以电压最大值与最小值之差或其百分数来表示,即&U=Umax-Umin&U%=(Umax-Umin)/UN×100式中,&U为电压波动;&U%为电压波动百分数;Umax,Umin为电压波动的最大值和最小值(KV);UN为额定电压(KV)。
1—6电力系统的中性点运行方式有哪几种?中性点不接地电力系统和中性点直接接地系统发生单相接地时各有什么特点?电力系统的中性点运行方式有三种:中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统。
7-1、继电器保护装置的任务和要求是什么?答: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。
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。
7-2、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。
7—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:使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流。
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继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数7—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: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。
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。
《供配电技术》习题解答1.1问题与思考1.何谓动力系统?何谓电力系统?电力网?答:由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组成的电能与热能的整体称作动力系统。
电力系统是动力系统的一部分,由一个发电厂的发电机及配电装置、变电站、输配电线路及用户的用电设备组成。
电力网是电力系统的一部分,由各类变电站和各种不同电压等级的线路连接起来组成的统一网络,其作用是输送和分配电能。
2.某发电厂的发电机总发电量可高达3kMW,所带负荷仅为2.4kMW。
问:余下的0.6kMW 电能到哪儿去了?答:发电厂发出的交流电不能直接储存,决定了电能的生产、输送、分配和使用必须同时进行,而且要保持动态平衡。
因此,这个发电厂的总发电量虽然可高达3kMW,但是由于它所带负荷仅为2.4kMW,所以,它实际发出的电量并不等于它的最高发电量,扣除厂用电和网损之后,它的实际发电量与用户消耗的有功功率完全相等。
因此,也没有余下的电能。
3.电力系统为什么要求“无功功率平衡”?如果不平衡,会出现什么情况?答:发电机、调相机、电力电容器及高压输电线路的充电电容都是产生无功功率的“容性装置”,而实际生产中广泛使用的异步电动机、电抗器、输电线路的电抗等都是需要大量无功功率的“感性装置”。
当发电厂供给线路的无功功率过剩时就会造成线路电压和升高;无功功率不足时又会造成线路电压降低。
因此,电力系统要求“无功功率平衡”。
如果无功功率不平衡,则电网供出的电压波动就会很大,无论电压过高还是过低,都会对电气设备和电力系统自身的安全产生很大的危害。
无功严重不足时还能造成“电压崩溃”使局部电网瓦解。
1.2 问题与思考1.一次能源包括哪些?说说电能是一次能源吗?答:一次能源包括煤炭、石油及其产品;天然气等燃烧释放的热能;水由于落差产生的动能;核裂变释放的原子能;风的动能、太阳能、地热能、潮汐能等。
电能不是一次能源,电能是由一次能源转化而得的二次能源。
2.枢纽变电所和一般变电所有哪些区别?答:枢纽变电所的一次电压通常为330kV和500kV,二次电压为220kV或110kV。
第一章1-1: 电力系统——发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。
1-2:供配电系统--由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。
总降压变电所是企业电能供应的枢纽。
它将35kV ~110kV 的外部供电电源电压降为 6 ~10kV 高压配电电压,供给高压配电所、车间变电所和高压用电设备。
高压配电所集中接受 6 ~10kV 电压,再分配到附近各车间变电所和高压用电设备。
一般负荷分散、厂区大的大型企业设置高压配电所。
1—3.发电机的额定电压,用电设备的额定电压和变压器的额定电压是如何规定的?为什么?答(1)用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压;发电机的额定电压较电力线路的额定电压要高5%;变压器的一次绕组的额定电压等于发电机的额定电压(升压变压器)或电力线路的额定电压(降压变压器);二次绕组的额定电压较电力线路的额定电压要高10%或5%(视线路的电压等级或线路长度而定).(2.)额定电压是能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压,它是国家根据经济发展的需要及电力的水平和发展的趋势经过全面技术经济分析后确定的.1-4,电能的质量指标包括哪些?答:电能的质量指标有电压.频率.供电可靠性.1-5什么叫电压偏移,电压波动和闪变?如何计算电压偏移和电压波动?答:电压偏差是电压偏离额定电压的幅度。
电压波动是指电压的急剧变化。
周期性电压急剧变化引起光源光通量急剧波动而造成人眼视觉不舒适的现象,成为闪变。
电压偏差一般以百分数表示,即△U%=(U-UN)/UN ×100电压波动程度以电压最大值与最小值之差或其百分数来表示,即&U=Umax-Umin&U%=(Umax-Umin)/UN ×100式中,&U为电压波动;&U%为电压波动百分数;Umax ,Umin为电压波动的最大值和最小值(KV);UN 为额定电压(KV)。
1—6 电力系统的中性点运行方式有哪几种?中性点不接地电力系统和中性点直接接地系统发生单相接地时各有什么特点?电力系统的中性点运行方式有三种:中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统。
第一章1-1: 电力系统——发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。
1-2:供配电系统--由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。
总降压变电所是企业电能供应的枢纽。
它将35kV ~110kV 的外部供电电源电压降为 6 ~10kV 高压配电电压,供给高压配电所、车间变电所和高压用电设备。
高压配电所集中接受 6 ~10kV 电压,再分配到附近各车间变电所和高压用电设备。
一般负荷分散、厂区大的大型企业设置高压配电所。
1—3.发电机的额定电压,用电设备的额定电压和变压器的额定电压是如何规定的?为什么?答(1)用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压;发电机的额定电压较电力线路的额定电压要高5%;变压器的一次绕组的额定电压等于发电机的额定电压(升压变压器)或电力线路的额定电压(降压变压器);二次绕组的额定电压较电力线路的额定电压要高10%或5%(视线路的电压等级或线路长度而定).(2.)额定电压是能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压,它是国家根据经济发展的需要及电力的水平和发展的趋势经过全面技术经济分析后确定的.1-4,电能的质量指标包括哪些?答:电能的质量指标有电压.频率.供电可靠性.1-5什么叫电压偏移,电压波动和闪变?如何计算电压偏移和电压波动?答:电压偏差是电压偏离额定电压的幅度。
电压波动是指电压的急剧变化。
周期性电压急剧变化引起光源光通量急剧波动而造成人眼视觉不舒适的现象,成为闪变。
电压偏差一般以百分数表示,即△U%=(U-UN)/UN ×100电压波动程度以电压最大值与最小值之差或其百分数来表示,即&U=Umax-Umin&U%=(Umax-Umin)/UN ×100式中,&U为电压波动;&U%为电压波动百分数;Umax ,Umin为电压波动的最大值和最小值(KV);UN 为额定电压(KV)。
1—6 电力系统的中性点运行方式有哪几种?中性点不接地电力系统和中性点直接接地系统发生单相接地时各有什么特点?电力系统的中性点运行方式有三种:中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统。
第3章短路电流计算3-1 什么叫短路?短路的类型有哪些?造成短路的原因是什么?短路有什么危害?答:短路是不同相之间,相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接。
短路种类有三相短路,两相短路,单相短路和两相接地短路。
短路的原因主要有设备绝缘自然老化,操作过电压,大气过电压,污秽和绝缘受到机械损伤等。
短路的危害有:1 短路产生很大的热量,导体温度身高,将绝缘损坏。
2 短路产生巨大的电动力,使电气设备受到变形或机械损坏。
3 短路使系统电压严重降低,电器设备正常工作受到破坏。
4 短路造成停电,给国家经济带来损失,给人民生活带累不便。
5严重的短路将影响电力系统运行的稳定性,使并联运行的同步发电机失去同步,严重的可能造成系统解列,甚至崩溃。
6 不对称短路产生的不平横磁场,对附近的通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰,影响其正常工作。
3-2 什么叫无限大功率电源供电系统?它有什么特征?为什么供配电系统短路时,可将电源看做无限大功率电源供电系统?答:所谓“无限大容功率电源”是指端电压保持恒定、没有内部阻抗和功率无限大的电源,它是一种理想电源,即相当于一个恒压源。
无限大功率电源供电系统的特征是:系统的容量无限大、系统阻抗为零和系统的端电压在短路过程中维持不变。
实际上并不存在真正的无限大功率电源,任何一个电力系统的每台发电机都有一个确定的功率,即有限功率,并有一定的内部阻抗。
当供配电系统容量较电力系统容量小得多,电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5%~10%,或短路点离电源的电气距离足够远,发生短路时电力系统母线降低很小,此时可将电源看做无限大功率电源供电系统,从而使短路电流计算大为简化。
3-3无限大功率电源供电系统三相短路时,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。
《供配电技术》课后习题答案 第2版 (唐志平 史国栋 著) 第1章 电力系统概论1-1 什么叫电力系统?为什么要建立电力系统?电力系统是由发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。
为了充分利用动力资源,降低发电成本,发电厂往往远离城市和电能用户,因此,这就需要输送和分配电能,将发电厂发出的电能经过升压、输送、降压和分配,送到用户。
1-2 供配电系统由那些部分组成?在什么情况下应设总降压变电所或高压配电所? 供配电系统由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。
总降压变电所是企业电能供应的枢纽。
它将35kV ~110kV 的外部供电电源电压降为6~ 10kV 高压配电电压,供给高压配电所、车间变电所和高压用电设备。
高压配电所集中接受 6~10kV 电压,再分配到附近各车间变电所和高压用电设备。
一般负荷分散、厂区大的大型企业设置高压配电所。
1-3 发电机的额定电压、用电设备的额定电压和变压器额定电压是如何规定的?为什么? 用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压;发电机的额定电压较电力线路的额定电压要高5%;变压器的一次绕组的额定电压等于发电机的额定电压(升压变压器)或电力线路的额定电压(降压变压器);二次绕组的额定电压较电力线路的额定电压要高10%或5%(视线路的电压等级或线路长度而定)。
额定电压是能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压,它是国家根据经济发展的需要及电力的水平和发展的趋势经过全面技术经济分析后确定的。
1-4 电能的质量指标包括哪些?电能的质量指标是指电压质量、频率质量、供电可靠性。
1-5 什么叫电压偏移,电压波动和闪变?如何计算电压偏移和电压波动? 电压偏差是电压偏离额定电压的幅度。
电压波动是指电压的急剧变化。
周期性电压急剧变化引起光源光通量急剧波动而造成人眼视觉不舒适的现象,成为闪变。
电压偏差一般以百分数表示,即%100NNU U U U -∆=⨯,式中%U ∆为电压偏差百分数;U 为实际电压;N U 为额定电压。
5-1 电气设备选择的一般原则是什么?解:电气设备的选择应遵循;以下3全原则.(1).按工作环境及正常工作条件选择电气设备a.根据电气装置所处的位置,使用环境和工作条件,选择电气设备型号.b.按工作电压选择电气设备的额定电压c.按最大负荷电流选择电气设备和额定电流(2).按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定(3).开关电器断流能力校验5—2 高压断路器如何选择?答:高压断路器按其采用的介质划分,主要有油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等。
油断路器分多油和少油两大类。
它们各有特点。
由于成套电装置应用普遍,断路器大多选择户内型的,如果是户外型变电所,则应选择户外断路器。
高压断路器一般选用以上几种划分的主要断路器。
并且在选用时应遵行电气设备选择的一般原则并做短路电流校验:1、电气设备的额定电压应不低于其所在线路的额定电压,2、电气设备的额定电流应不小于实际通过它的最大负荷电流,3、电气设备的极限通过电流峰值应不小于线路冲击电流,4、电气设备的最大开关电流应不小于线路短路电流,5、电气设备热稳定允许的热量应不低于短路电流在继电保护作用时间所产生的热量。
同时也要考虑经济问题,以免选规格过大的,以至于浪费。
5-3跌落式熔断器如何校验其断流能力?跌落式熔断器需校验断流能力上下限值,应使被保护线路的三相短路的冲击电流小于其上限值,而两相短路电流大于其下限值.5-4电压互感器为什么不校验动稳定,而电流互感器却要校验?答:电压互感器的一。
二次侧均有熔断器保护,所以不需要校验短路动稳定和热稳定。
而电流互感器没有。
5-6 电压互感器应按哪些条件选择?准确度级如何选用?答:电压互感器的选择如下:●按装设点环境及工作要求选择电压互感器型号;●电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定电压;●按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验准确度。
计量用电压互感器准确度选0.5级以上,测量用的准确度选1.0级或3.0级,保护用的准确度为3P级和6P级。
第11章 供配电系统的运行和管理11-1.节约电能有何重要意义?答:节约电能的意义主要表现为:1.缓解电力供需矛盾。
节约电能可以节约煤炭、水力、石油等一次能源,使整个能源资源得到合理使用,缓解电力供需矛盾,并能减轻能源部门和交通运输部门的紧张程度。
2.节约国家的基建投资。
节约电能可以节约国家用于发电、输配电及用电设备所需要的投资,给整个国民经济带来很大的利益,有利于国民经济的发展。
3.提高企业的经济效益。
节约电能可以减少企业的电费开支,降低生产成本,积累资金,提高企业的经济效益。
4.推动企业用电合理化。
节约电能可以推动企业采用新技术、新材料、新设备、新工艺,加速设备改造和工艺改革,从而提高企业的经营管理水平,使企业生产能力得到充分发挥,促进企业生产水平的不断发展和提高。
11-2.什么叫负荷调整?有哪些主要调整措施?答:根据供电系统的电能供应情况及各类用户不同的用电规律,合理地安排各类用户的用点时间,以降低负荷高峰,填补负荷的低谷(即所谓的“削峰填谷”),充分发挥发、变电设备的潜能,提高系统的供电能力。
负荷调整的主要措施:①同一地区各厂的厂休日错开;②同一厂内各车间的上下班时间错开,使各个车间的高峰负荷分散;③调整大容量用电设备的用点时间,使它避开高峰负荷时间用电,做到各时段负荷均衡,从而提高了变压器的负荷系数和功率因数,减少电能的损耗。
④实行“阶梯电价+分时电价” 的综合电价模式。
“阶梯电价”全名为“阶梯式累进电价”,是指把户均用电量设置为若干个阶梯,随着户均消费电量的增长,电价逐级递增。
峰谷分时电价是指根据电网的负荷变化情况,将每天24小时划分为高峰、平段、低谷等时段,各时段电价不同,以鼓励用电客户合理安排用电时间,削峰填谷,提高电力资源的利用效率。
11-3.什么叫经济运行?什么叫变压器的经济负荷?答:经济运行是指整个电力系统的有功损耗最小,获得最佳经济效益的设备运行方式。
变压器的经济负荷S ec.T ,就是应满足变压器单位容量的综合有功损耗△P/S 为最小值的条件。
《建筑供配电技术》(第2版) 分章习题及解答 第一章1-1试确定下图所示供电系统中线路WL1和电力变压器T1、T2和T3的额定电压。
解:从图中可见,发电机G 的额定电压为10.5kV ;查《建筑供配电与照明》一书中依据GB156-2007《标准电压》做出的表1-2, 可知,与发电机G 直接相连的线路的额定电压应为10kV 。
再分别根据T1两端线路的额定电压查表1-2, 即可确定变压器T1的额定电压应为10 kV / 0.4kV 。
再根据T2两端(发电机G 和线路)的电压, 再查《建筑供配电与照明》一书的表1-2, 即可确定变压器T2的额定电压应为10.5kV / 38.5kV 。
再根据T3两端线路的额定电压查表1-2, 即可确定变压器T3的额定电压应为35 kV / 10.5kV 。
答案为:WL1----10kV; T1----10 kV / 0.4kV; T2----10.5kV / 38.5kV; T3----35 kV / 10.5kV 。
1-2 某10kV 电网,架空线路总长度为50 km ,电缆线路总长度为20 km 。
试求此中性点不接地的电力系统中发生单相接地时接地电容电流,并判断此系统的中性点需不需要改为经消弧线圈接地? 解:将有关数据代入公式(1-3):I C =350)35(cab oh N l l U +==21.4A我国3~66k V 的电力系统,大多数采用中性点不接地的运行方式。
只有当系统单相接地电流大于一定数值时(3~10kV ,大于30A 时;20kV 及以上,大于10A 时)才采取中性点经消弧线圈(一种大感抗的铁心线圈)接地。
110kV 以上的电力系统,则一般均采取中性点直接接地的运行方式。
现在, I c =21.4A 故不需要改为经消弧线圈接地。
1-3.画出相量图来分析说明;B 相接地故障时的中性点不接地电力系统将发生哪些变化?解:画出B 相接地故障时的中性点不接地电力系统之相量图如下,可见将发生以下变化:1.'B U ∙=0;2.∙'AU 和∙'CU 的数值分别增大到A U ∙和C U ∙的 3倍;3.B I =3CO I ;4.中性点位移,其值为相电压。