供配电技术 王玉华 课后答案(3)

须接地；（3）电流互感器在接线时，必须注意其端子的极性。

电压互感器使用注意事项（1）电压互感器在工作时，其一、二次侧不得短路；（2）电压互感器二次侧有一端必须接地；（3）电压互感器在接线时，必须注意其端子的极性。

31 答：电流互感器有两个绕组时，其中一个绕组与仪表、继电器电流线圈等串联，形成闭和回路。另一个绕组和一个很小的阻抗串联，形成闭和回路，作保护装置用。因为电流互感器二次阻抗很小，正常工作时，二次侧接近短路状态。在正常工作时，二次侧的仪表、继电器电流线圈，难免会损坏或和回路断开，造成开路。二次侧开路会产生很严重的后果。而用另一个二次绕组和一个很小的阻抗串联形成闭和回路作保护装置，这样就会避免以上的情况。使系统更安全的运行。 图形符号如下图所示：

32 答：（1）① 高压放射式接线的优点有：界限清晰，操作维护方便，保护简单，便于实现自动化，由于放射式线路之间互不影响，故供电可靠性较高。

缺点是：这种放射式线路发生故障时，该线路所供电的负荷都要停电。

② 高压树干式接线的优点有：使变配电所的出线减少。高压开关柜相应也减少，可节约有色金属的消耗量。 缺点有：供电可靠性差，干线故障或检修将引起干线上的全部用户停电。

配电系统的高压接线往往是几种接线方式的组合，究竟采用什么接线方式，应根据具体情况，对供电可靠性的要求，经技术，经济综合比较后才能确定/一般来说，高压配电系统宜优先考虑采用放射式，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式。

③ 低压放射式接线的优点有：供电可靠性高。 缺点是：所用开关设备及配电线路也较多。

④ 低压树干式接线的优点有：接线引出的配电干线较少，采用的开关设备自然较少。 缺点是：干线故障使所连接的用电设备均受到影响，供电可靠性差。

（2）实际低压配电系统的接线，也往往是上述几种接线的在综合。根据具体情况而定。一般在正常环境的车间或建筑内，当大部分用电设备容量不大而且无特殊要求是，宜采用树干式。

33 答：高压开关柜按型号分主要有：JYN2—10，35、GFC—7B（F）、KYN□—10，35、KGN—10、XGN2—10、HXGN□—12Z、GR—1、PJ1等。 34 答： 名称 符号 低压开关柜 熔断器

低压断路器

35 答：低压断路器主要是用于低压系统中设备及线路的过载和短路保护；按结构形式可分为无填料密闭管式和有填料密闭管式；

无填料密闭管式包括RM10，RM7；用于低压电网，配电设备中，做短路保护和防止连续过载之用。

有填料密闭管式包括RL系列如RL6 RL7 RL96，用于500V以下导线和电缆及电动机控制线路。RT系列如RT0 RT11 RT14用于要求较高的导线和电缆及电器设备的过载和短路保护。 36 答：主接线的基本要求是安全，可靠，灵活，经济。

所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥。断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线。若断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。

适用范围：对35kV及以上总降压变电所，有两路电源供电及两台变压器时，一般采用桥式接线。 内桥式接线适用于大中型企业的一、二级负荷供电。适用于以下条件的总降压变电所：

供电线路长，线路故障几率大；负荷比较平稳，主变压器不需要频繁切换操作；没有穿越功率的终端总降压变电

所。

外桥式接线适用于有一、二级负荷的用户或企业。适用于以下条件的总降压变电所：

供电线路短，线路故障几率小；用户负荷变化大，变压器操作频繁；有穿越功率流经的中间变电所，因为采用外桥式主接线，总降压变电所运行方式的变化将不影响公电力系统的潮流。

37 答：供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路—变压器组接线，单母线接线和桥式接线3种类型。 线路—变压器组接线

当只有一路电源供电线路和一台变压器时，可采用线路—变压器组接线。

当高压侧装负荷开关时，变压器容量不大于1250kVA；高压侧装设隔离开关或跌落式熔断器时，变压器容量一般不大于630kVA。

优点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。

缺点：该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所全部停电，可靠性不高。 适用范围：适用于小容量三级负荷，小型企业或非生产性用户。 1） 单母线接线 母线又称汇流排，用于汇集和分配电能。单母线接线又可分为单母线不分段和单母线分段两种。 （1）单母线不分段接线

当只有一路电源进线时，常用这种接线，每路进线和出线装设一只隔离开关和断路器。靠近线路的隔离开关称线路隔离开关，靠近母线的隔离开关称母线隔离开关。

优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好。由于接线简单，操作人员发生误操作的可能性就小。 缺点：可靠性和灵活性差。当电源线路，母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时，全部用户供电中断。 适用范围：可用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或者有备用电源的二级负荷用户。 （2）单母线分段接线

当有双电源供电时，常采用单母线分段接线。单母线分段接线可以分段单独运行，也可以并列同时运行。 优点：供电可靠性高，操作灵活，除母线故障或检修外，可对用户连续供电。 缺点：母线故障或检修时，仍有50%左右的用户停电。

适用范围：在具有两路电源进线时，采用单母线分段接线，可对一，二级负荷供电，特别是装设了备用电源自动投入装置后，更加提高了用断路器分段单母线接线的供电可靠性。

2） 桥式接线 所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥。断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线。若断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。 桥接线的特点是：

接线简单经济；可靠性高；安全灵活。

适用范围：对35kV及以上总降压变电所，有两路电源供电及两台变压器时，一般采用桥式接线。

38 答:当有双电源供电时，常采用单母线分段接线。采用母线单独运行时，各段相当于单母线不分段接线的状态，各段母线的电气系统互不影响供电可靠性高，操作灵活，除母线故障或检修外，可对用户持续供电。

39 答：接通电路时先闭合隔离开关，后闭合断路器; 切断电路时先断开断路器，后断开隔离开关。 这是因为带负荷操作过程中要产生电弧， 而隔离开关没有灭弧功能，所以隔离开关不能带负荷操作。

40 答：（1）室内布置应紧凑合理，便于值班人员操作、检修、试验、巡视和搬运，配电装置安放位置应保证所要求的最小允许通道宽度，考虑今后发展和扩建的可能。

（2）合理布置变电所各室位置，高压电容器室与高压配电室、低压配电室与变压器室应相邻，高、低配电室的位置应便于进出线，控制室与值班室的位置应便于运行人员工作和管理。

（3）变压器室和高压电容器室，应避免日晒，控制室和值班室应尽量朝南方，尽可能利用自然采光和通风。 （4）配电室的设置应符合安全和防火要求，对电气设备载流部分应采用金属网板隔离。 （5）高、低压配电室、变压器室、电容器室的门应向外开，相邻的配电室的门应双向开启。

（6）变电所内不允许采用可燃材料装修，不允许热力管道、可燃气管等各种管道从变电所内经过。

第5章

5-1 填空题

1．相与相；相与地 2．电气设备存在隐患；运行维护不当；自然灾害

3．急剧增加；大幅度下降 4．三相短路；两相短路；单相短路；两相接地短路 5．单相；三相 6．三相；两相

7．不变 8．短路电流周期分量；短路电流非周期分量 9．按正常工作条件选择；按短路情况校验 10．欧姆法；标幺值法

5-2 选择题11．A 12．B 13．B 14．B 15．C 16．B 17．A 18．B 19．A 20．B 5-3 问答题

21. 答：短路主要危害大致有如下几方面：①短路时会产生很大的电动力和很高的温度，使故障元器件和短路电路中的其他元器件损坏；② 短路时电压骤降，严重影响电气设备的正常运行；③ 短路时会造成停电事故，而且短路越靠近电源，引起停电的范围越大，给国民经济造成的损失也越大；④ 严重的短路会影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列；⑤ 单相对地短路时，电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通信线路、信号系统及电子设备等产生干扰，影响其正常运行。

短路电流计算的目的是：① 选择和校验电气设备；② 进行继电保护装置的选型与整定计算；③ 分析电力系统的故障及稳定性能，选择限制短路电流的措施；④确定电力线路对通信线路的影响等。

22. 答：无限大容量电源系统，指其容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供配电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所中母线上的电压能基本维持不变。对一般用户供配电系统来说，可将电力系统看作无限大容量电源系统。

无限大容量电源系统的主要特征是：系统母线电压为恒定值，系统内部阻抗为零。

23. 答：短路电流周期分量ip：是因短路后电路阻抗突然减小很多，而按欧姆定律应突然增大很多倍的电流，它是一个幅值不变的正弦电流；

短路电流非周期分量inp：是用以维持短路初瞬间的电流不致突变而由电感上引起的自感电动势所产生的一个反向电流，它为短路电流的暂态分量，是一个按指数函数衰减的直流分量。

短路全电流ik：就是其周期分量ip和非周期分量inp之和。

短路冲击电流ish：为短路全电流中的最大瞬时值。即短路后经过半个周期(即0.01s)ik达到最大值，此时的短路电流就是短路冲击电流ish，其关系表达式为ish＝2.55Ik。

短路冲击电流有效值Ish：短路全电流ik的最大有效值是短路后第一个周期的短路电流有效值，其关系表达式为Ish＝1.51Ik。

短路次暂态电流I??：次暂态短路电流有效值，即短路后第一个周期的短路电流周期分量ip的有效值，其关系表达式为I??＝Ik。

短路稳态电流I?：指短路电流非周期分量衰减完毕以后的短路全电流，其有效值用I?表示。其关系表达式为I?＝Ik＝I??。

24. 答：按标幺值法进行短路计算时，一般先选定基准容量Sd和基准电压Ud。确定了基准容量Sd和基准电压Ud以后，根据三相交流电路的基本关系，则

S基准电流Id为 Id＝d

3UdUd2基准电抗Xd为 Xd＝＝

Sd3IdUd工程设计中，为计算方便起见通常取基准容量Sd=100MV·A，基准电压Ud通常就取元件所在处的短路计算电压，

即取Ud =Uc。

25．答：同一地点发生两相短路电流及三相短路电流分别为：

(2)两相短路电流 Ik=Uc2Z?

(3)三相短路电流 Ik?Uc(2)3)则： IkIk(＝3Z?

3=0.866 2

(2)因此两者关系为： Ik=3(3)(3)

Ik＝0.866Ik

226．答：通常把电气设备具有承受短路电流的热效应而不至于因短时过热而损坏的能力，称为电气设备具有足够的热稳定度，即短路发热的最高温度不超过电气设备短时发热的允许温度。

因为设备及导体的发热温度升高需要一定时间，此时短路电流非周期分量已经衰减完毕，所以采用短路稳态电流来计算发热量。

27．答：通常把电气设备承受短路电流的电动效应而不至于造成机械性损坏的能力，称为电气设备具有足够的电动稳定度。

因为电动力大小与短路电流瞬时值的平方成正比，而短路冲击电流最大，所以最大电动力即电动稳定度校验必须采用短路冲击电流来计算。

28．答：高压断路器、高压熔断器可开断短路电流，而高压负荷开关、高压隔离开关不能开断短路电流，所以高压断路器、高压熔断器在选择时，需校验断流能力。

高压断路器、高压负荷开关、高压隔离开关在选择时，需校验动、热稳定性；而高压熔断器不需要校验动、热稳定性。

29．答：从全面的经济效益考虑，即使线路的年运行费用接近最小而又适当考虑有色金属节约的导线截面，称为经济截面。35kV及以上的高压线路以及35kV以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择。

30．答：线路电压降为线路首端电压与末端电压的相量差；线路电压损耗为线路首端电压与末端电压的代数差。 电压降在参考轴上的水平投影用?U?表示，在用户供电系统中由于线路的电压降相对于线路电压来说很小，因此可近似地认为?U?就是电压损耗，即用电压降的纵分量来计算电压损耗。

5-4 计算题

31．短路电流计算结果如下表所列 短路计算点 (3) Ik三相短路电流∕kA I??(3) (3) I?(3) ish(3) Ish三相短路容量∕MV·A (3) Skk –1点 k –2点 3.08 31.4 3.08 31.4 3.08 31.4 7.85 57.8 4.65 34.2 56.0 21.8 32．短路电流计算结果与习题31基本相符。

33．计算电流 I30?P303UNcos??60003?10?0.92?376A

根据UN＝10kV和I30＝Imax＝376A，试选SN10-10I/630-300型高压户内少油断路器，其开断时间toc＝0.2s。又按

题给Ik＝8.7kA及top＝0.9s进行校验，其选择和校验如下表所示。 序号 1 2 3 4 5 安装地点的电气条件 项 目 UNs I30 Ik (3)ish SN10-10I/630-300型断路器技术参数 项 目 技术参数 UN IN IN?k 数 据 10kV 376A 8.7kA 2.55×8.7kA=22.1kA 8.72×校验结论 合格 合格 合格 合格 ×合格 10kV 630A 16kA 50kA 1624kA=1024kA imax (3)2I?tima It2t (0.9+0.2)kA=83.3kA 34．1）选择经济截面

I30?P30由表5.8查得jec= 1.15 Amm2，因此

3UNcos??48503?35?0.8?100A

Aec?I30100mm2?87mm2 =

jec1.15选择最接近的标准截面95mm2，即选择LJ-95型铝绞线。 2) 校验发热条件

查表得LJ-95型铝绞线在+25℃时的Ial=325A> I30=100A，因此满足发热条件。 3) 校验机械强度

查表得35kV架空线路铝绞线的最小允许截面Amin=35mm2。因此所选LJ-95型铝绞线也满足机械强度要求。

第6章

6.1 填空题

1. 原理图 展开图 安装图； 2. 控制 信号 监测 继电保护 自动装置； 3. 控制元件 中间放大元件 操作机构；4. 位置信号 事故信号 预告信号 5. 选择性 速动性 可靠性 灵敏性； 6. 相间短路 匝间短路 单相接地短路 7. 电流速断 纵连差动； 8. 信号 跳闸

9. 过负荷 过电压 失压； 10.熔断器保护 低压断路器保护； 11. 总线 12. 明备用 暗备用 13. 内部过电压 外部过电压 14. 工作接地 保护接地 15. 降低接的地电阻 16. 放射式 树干式 6.2 选择题

17. A 18. A 19. C 20. B 21. C 22. A 23. B 24. A 25. B26. B 27. C 28. B 29. C 30. A 6.3 判断题31. √ 32. √ 33. × 34.√ 35. × 36. × 37.√ 38.√ 39.× 40.√ 41. × 42. × 6.4 简答题

43.答：50Hz干扰；高频干扰；雷电引起的干扰；控制回路产生的干扰；高能辐射设备引起的干扰。

44.答：由于纵联保护可以实现全线速动，因此它可以保证电力系统并列运行的稳定性和提高输送功率、减小故障造成的损坏程度、改善与后备保护的配合性能。

45.答：过流保护的动作电流是按躲过最大负荷电流整定的，在有些情况下不能满足灵敏度的要求。因此为了提高过流保护在发生短路故障时的灵敏度和改善躲过最大负荷电流的条件，所以在过电流保护中加装低电压闭锁。不能满足灵敏度的要求过流保护应加装低电压闭锁。

46.答：波形有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于时间轴的一侧；包含有大量高次谐波，而以二次谐波为主；涌流波形之间出现间断。

47.答：数据采集单元，即模拟量输入系统；数据处理单元，及微机主系统；输入/输出接口，即开关量输入输出系统；通信接口；电源。 48.答：工作母线电压低于定值并大于预定时间；备有电源的电压应运行于正常范围，或备有设备处于正常准备状态；断开原工作断路器后允许自投，以避免可能非同期并列。

49.答：线路重合成功率是线路两侧都重合成功恢复线路送电的成功率；重合闸装置重合成功率是指重合闸装置本身的重合成功率。重合闸装置重合成功率高。

50.答：断线和短路，将会使这些接入开口三角电压的保护在接地故障中拒动，用于绝缘监视的继电器不能正确反应一次接地问题；开口三角短路，还会使绕组在接地故障中过流而烧坏电压互感器。

51.答：变电所防止直击雷的措施是装设避雷针或避雷线，并配合以良好的接地。为了使避雷针或避雷线能对被保护对象进行有效的保护，首先应使被保护对象处于避雷针或避雷线的保护范围之内；其次还应防止避雷针或避雷线受到雷击后发生对被保护对象的反击。因为即使被保护对象处于保护范围之内，但若出现反击，高电位就会加到被保护对象上，所有防止反击与保护范围同样重要。为了防止反击，应使避雷针或避雷线与被保护对象之间的空间距离以及两者地下接地体之间的距离具有足够的数值。

52.答：工作票制度；工作许可制度；工作监护制度；工作间断、转移和终结制度。

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