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![供配电技术(第2版)[唐志平主编][电子教案]第二章](https://img.taocdn.com/s1/m/1cf78700bed5b9f3f90f1ce8.png)
《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。
《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。
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。
5-7、室内母线有哪两种型号？如何选择它的截面？答：母线的种类有矩形母线和管形母线，母线的材料有铜和铝。
母线截面选择：（1）按计算电流选择母线截面.（2）年平均负荷、传输容量较大时，宜按经济电流密度选择母线截面.易凯（6101103185）5-8支柱绝缘子的作用是什么？按什么条件选择？答：作用是用来固定导线或母线，并使导线与设备或基础绝缘，支柱绝缘支的选择应符合下列几个条件：按使用场所选择型号按工作电压选择额定电压校验动稳定。
5-9 穿墙套管按哪些条件选择？答：穿墙套管按下列几个条件选择：按使用场所选择型号；按工作电压选择额定电压；按计算电流选择额定电流；动稳态校验Fc≤0.6FalFc=K(L1+L2)ish(3)2*10-7/ a式中，Fc为三相短路电流作用于穿墙套管上的计算力（N）；Fal为穿墙套管允许的最大抗弯破坏负荷（N）；L1为穿墙套管与最近一个支柱绝缘子间的距离（m），L2为套管本身的长度（m），a为相间距离，K=0.862。
热稳定校验I∞(3)2tima≤It2t式中，It为热稳定电流；t为热稳定时间。
5-10为什么移开式开关柜柜内没有隔离开关，而固定式开关柜柜内有隔离开关？答：移开式开关柜中没有隔离开关，是因为断路器在移开后能形成断开点，故不需要隔离开关。
而固定式开关柜内的结构型式是固定式，所以需要隔离开关。
5-12低压断路器选择的一般原则是什么？答：（1）低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环境，保护性能等方面的要求；（2）低压断路器的额定电压应不低于装设地点线路的额定电压；（3）低压断路器的额定电流应不小于它所能安装的最大脱扣器的额定电流；（4）低压断路器的短路断流能力应不小于线路中最大三相短路电流；A：对方能式（DW型）断路器，其分断时间在0.02s以上时Ioc》Ik（3）B：对塑壳式（DZ型或其他型号）断路器，其分断时间在0.02s以下时，有Ioc》Ish（3）或ioc》ish（3）5-13 某10kV线路计算电流150A，三相短路电流为9kA，冲击短路电流为23kA，假想时间为1.4s，试选择隔离开关，断路器，并校验它们的动稳定和热稳定。
解：据题意可得：Uwn=10kV. Ic=150A. Ik(3)=9kA. Ish(3)=23kA.(1) 高压断路器的选择查表A-4，选择SN10-10I/630型少油断路器，其有关技术参数及装设地点的电气条件和计算选择结果列于下表中，从中可以看出断路器的对数均大于装设地点的电气条件，故所选断路器合格。
序号SN10-10I/630 选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1 Un 10kV >= Uw.n 10kV 合格2 In 630A >= Ic 150A 合格3 Ioc 16kA >= Ik(3) 9kA 合格4 Imax 40kA >= Ish(3) 23kA 合格5 It^2*t 16^2*4=1024kA^2s >= Ik^2*tima 9^2*(1.4+0.1)=121.5kA^2s合格(2)高压隔离开关的选择查表A-5,选择CN-10T/400高压隔离开关。
选择计算结果列于下表中。
序号CN-10T/400 选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1 Un 10kV >= Uw.n 10kV 合格2 In 400A >= Ic 150A 合格3 Imax 30kA >= Ish(3) 23kA 合格4 It^2*t 14^2*5=13720kA^2s >= Ik^2*tima9^2*(1.4+0.1)=121.5kA^2s合格型高压熔断器做高压侧短路保护，试选择RN1型熔断器的规则并校验其断流能力。
解：（1）选择熔断器额定电压：UN.FU=UN=10kV选择熔体和熔断器额定电流：IN.FE>=IC=SN/(1.732UN)=36.37IN.FU>=IN.FE根据上式计算结果查表A-6-1，选RN1-10型熔断器，其熔体电流为40A，熔断器额定电流为50A，最大断流能力12KA。
（2）检验熔断器能力：Ioc=12kV>Ikmax=10kA所以：所选RN1-10型熔断器满足要求。
5-15 在习题5-13的条件下，若在该线路出线开关柜配置两只电流互感器LQJ-10型，分别装在A,C相（两相V形接线），电流互感器0.5级二次绕组用于电能测量，三相有功及无功电度表各一只，每个电流线圈消耗负荷0.5 V A，有功率表一只，每个电流线圈负荷为1.5V A，中性线上装一只电流表，电流线圈消耗负荷为3V A（A,C相各分担3V A的一半）。
3.0级二次绕组用做继电保护，A,C相各接两只DL型电流继电器，每只电流继电器线圈消耗负荷为 2.5V A。
电流互感器至仪表﹑继电器的单向长度为 2.5m，导线采用BV-500-1*2.5mm2的铜心塑料线。
试选择电流互感器的变比，并校验其动稳定，热稳定和各二次绕组的负荷是否符合准确度的要求。
解：⑴测量用的电流互感器的选择。
根据线路电压为10KV，计算电流为150A，查表A-7，选变比为200/5A的LQJ-10型电流互感器，Kes=160，Kt=75，t=1s，0.5级二次绕组的Z2N=0.4欧姆。
准确度校验S2N ≈I2N2Z2N=52*0.4=10V A.S2≈∑Si+I2N2(RWL+Rtou)=(0.5+0.5+3+1.5)+52*〔31/2*2.5/(53*2.5)+0.1〕=8.82<S2N=10V A.满足准确度要求。
②动稳定校验(Kes*21/2I1N)=160*1.414*0.2=45.25.>Ish=23KA.满足动稳定要求。
③热稳定校验（KtI1N）2t=(75*0.2)2*1=225>I∞(3)2tima=92*1.5=121.5kA2s.满足热稳定要求。
所以选择LQJ-10 200/5A电流互感器满足要求。
⑵保护用的电流互感器的选择线路电压10KV，计算电流150A，查表A-7，选变比400/5A的LQJ-10型电流互感器，Kes=160,Kt=75,t=1s,3.0级二次绕组的Z2N=0.6欧姆。
①准确度校验S2N≈I2N2*Z2N =52*0.6=15V A.S2≈∑Si+I2N2（RWL+Rtou）=（2.5+2.5）+52*[31/2*2.5/（53*2.5）+0.1]=8.32〈S2N=15VA.满足准确度要求。
②动稳定校验Kes*21/2I1N=160*1.141*0.4=90.50>Ish=23KA.满足动稳定要求。
③热稳定校验（KtI1N）2t=（75*0.4）2*1=900> I∞(3)2tima=92*1.5=121.5kA2s.满足热稳定要求。
所以选择LQJ-10 400/5A型电流互感器满足要。
5-16试按例5-4所给条件，选择三相五芯式电压互感器型号，并校验二次负荷是否符合准确度要求（提示三相五芯柱式互感器所给的二次负荷为三相负荷，将接于相电压、线电压的负荷换算成三相负荷）。
解：根据要求查表A-8，选项3只变压器JDZJ-10；1000/1.73、100/1.73、100/1.73；零序法阻规定用6P级三相负荷为：2+4.5+1.5×6×1.73+4.5×1.73=38.85W<50V A故三次负荷满足要示。
5-17按习题5-13电气条件，选择母线上电压互感器的断流能力。
解：根据题5-13所给的电气条件有：IN.Foc≥Ic=150A对于百限流式，要求Ioc≥9kA对于非限流式，要求IOC≥IshPsh≥230mvA过大，Poc≥P’=9kA×10kV=90MvA∴选用限流式RW9-10/200高压熔断器。
5-18: 按计算电流选择母线截面;已知变压器额定容量和一,二次侧额定电压,可计算低压侧母线电压:I2NT = SN／√3U2N =1000／√3×0.4 ﹦1443.4A根据所求的I2N 查表A-12-2可知,初选母线为TMY-80×8型,其最大允许的载流量为:1690A,大于1443.4A,即Ial﹥Ic. 由母线截面选择原则可知满足要求.故选择TMY-80×8型.5-20 某380V动力线路，有一台15KW电动机，功率因数为0.8，功率为0.88,起动倍数为7，起动时间为3~8s，塑料绝缘导体截面为16mm2，穿钢管敷设，三相短路电流为16.7kA，采用熔断器做短路保护并与线路配合。
试选择RTO型熔断器及额定电流（环境温度按+35设摄氏度计）解：由效率NN，PN，UN，COSa求IN。
