榆林学院供配电系统试题答案A卷
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能源学院电气自动化05本(1)(2)班
《供配电系统》(试卷A)答案
一、填空题(每空1分,共20分)
1、发电;输变电;变配电;用电
2、测量;保护;监控
3、水平距离
4、受馈电
5、铜或铝;16mm2
6、三相电源电压平衡;三相负载阻抗相等
7、大电流接地系统;小电流接地系统
8、三角形;星形
9、约束
10、线路和变压器阻抗;负荷大小及功率因数;各级电网元件的电压偏差累积效应
二、判断题(每题1分,共10分)
1、×
2、√
3、×
4、×
5、×
6、×
7、×
8、√
9、√10√
三、解答题(4小题,共20分)
(6分)1、答:(1)供配电系统网络接线常见的接线形式是:放射式配电;树干式配电:环式配电。
(1分)
(2)放射式优缺点
(a)优点:配电回路故障只影响单一回路,可靠性较高;控制方便;负荷间的相互影响较小,电能质量较高;保护和自动化易于实现。
(1分)
(b)缺点:需要的回路数多,配电设备投资大,占用空间大。
有色金属消耗量较大。
(1分)
(3)树干式优缺点与放射式正好相反。
(1分)
(4)环式配电优缺点
(a) 优点:环式配电可靠性较高,网络中任何一段线路故障均不会造成用户停电。
且网络结构清晰。
(1分)
(b)缺点:投资大,保护整定和运行切换也较为复杂。
(1分)
(4分)2、答:选择补偿电容器的接线方式应考虑的因素:主要是故障击穿电压和补偿电容器的利用率。
(1分)
如三角形接法时电容器直接接在线电压上,若有一只电容器发生贯穿性击穿,就会形成相间短路,而星形接法中发生同样故障时,只是非故障相电容器承受的电压由相电压升高为线电压,故障电流仅为正常的3倍。
因此高压采用星形接线,低压采用三角形接线。
(2分)
在采用星形接法时,为了充分利用电容器的容量,最好选择按相电压标定额定电压的电容器。
(1分)
(5分)3、答:危害是:(1)短路电流I K远大于正常工作电流,短路电流产生的力效应和热效应足以使设备受到破坏。
(1分)
(2)短路点附近母线电压严重下降,使接在母线上的其他回路电压严重低于正常工作电压,影响电器设备的正常工作。
(1分)
(3)短路点处可能产生电弧,电弧高温对人身安全及环境安全带来危害。
(1分)
(4)不对称短路可能在系统中产生复杂的电磁过程,从而产生过电压等新的危害。
(1分)
(5)不对称短路使三相磁场不平衡,会影响通信系统和电子设备的正常工作,造成空间电磁污染。
(1分)
(5分)4、答:高低压断路器是控制电路通断的开关电器,它不仅可以开、合正常的负荷电流,换可以开断量值很大的短路电流,是供配电系统中最重要的配电设备之一。
(1分)而高压短路器和低压短路器又是两种不完全相同的开关电器。
低压断路器是一种集开关和保护功能为一体的开关保护电器;(1分)高压断路器只充当开关电器。
(1分)高压断路器要实现保护必须与继电器配合使用。
(2分)
四、分析下列图形的工作原理(每题10分,共20分)
1、答:外桥式接线的切换步骤是:断开QF11→分断QS01、QS11→闭合QS1、QS
2、QS11→闭合QF、QF11(5分)
内桥式接线的切换步骤是:断开QF01→分断QS011、QS012、QS11→闭合QS1、QS2、QS11→闭合QF (5分)
2、答:电流Ⅰ段保护为速断保护,当出现最大短路电流时其工作原理是:继电器KA31吸合(得电)→继电器KA21吸合→继电器KA11吸合→常开触点KA11闭合→信号继电器KS1吸合→中间继电器KM吸合→常开触电闭合→YR跳闸线圈吸合→短路器QF1跳闸。
(3分)电流Ⅱ段保护为限时电流速断保护,当现较大短路电流时其工作原理是:继电器KA31吸合(得电)→继电器KA21吸合→常开触电KA21闭合→时间继电器KT2吸合→延时触点KT2闭合→信号继电器KS2吸合→中间继电器KM吸合→常开触电闭合→YR跳闸线圈吸合→短路器QF1跳闸。
(4分)
电流Ⅲ段式保护为定时限保护,当出现过电流时其工作原理是:继电器KA31吸合(得电)→常开触电KA31闭合→时间继电器KT3吸合→延时触点KT3闭合→信号继电器KS3吸合→中间继电器KM吸合→常开触电闭合→YR跳闸线圈吸合→短路器QF1跳闸。
(3分)
五、、计算题(共2小题, 30分)
(10分)1、解:
UrηCOSφ (3分)
= 40.72A (2分)
I stmax= 7Ir (2分)
=7×40.72 =285.04A (1分)
i st I stmax (2分)
=403.1A
(20分)2、解:(1)补偿前变电所的功率因数计算低压侧的视在计算负荷为
S 30(2)分)
)2≈0.015 S 30(2 (2分)降压变压器的功率损耗为ΔP T=ΔP0+ΔP K(Sc
Sr
=0.015×908KVA=13.6KW (1分)
ΔQ T=0.06 S30(2)=0.06×908KVA=54.5kvar (1分)高压侧的计算负荷为
P30=540KW+13.6KW=553.6KW (2分)
Q30=730 kvar+54.5 kvar=784.5 kvar (2分)
S30(2分)因此高压侧的功率因数为
COSφ1=553.6/960.2=0.577 (2分)此功率因数低于规定的0.9,因此需进行无功补偿。
(2分)(2)补偿容量的计算低压侧 COSφ2=P30(2)/S302=540/908=0.595 (1分)
Q C=540×【tan(arccos0.595)-tan(anccos0.92)】kvar (2分)
=540×(1.35-0.43)kvar (1分) =497 kvar (1分)。