供配电系统习题解答

第1章习题参考答案

1-1 解释下列名词概念

（1）电力系统：将一些发电厂、变电站（所）和电力用户由各级电压的电力线路联系起来组成发电、输电、变电、配电和用电的整体，即为电力系统

（2）电力网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电力网或简称电网 （3）电压偏差：电气设备的端电压与其额定电压之差，通常以其对额定电压的百分值来表示 （4）电力系统中性点运行方式：电力系统中作为供电电源的发电机和变压器的中性点接地方式

1-2 填空题

（1）区域电网电压一般在220kV及以上；地方电网最高电压一般不超过110kV；

（2） 通常电力网电压高低的划分：低压1000V及以下、中压1kV～10kV或35kV、高压35kV～110kV或220kV、超高压220kV或330kV及以上、特高压1000kV及以上。

（3）中性点不接地的电力系统发生单相金属性接地故障时，中性点对地电压为相电压，非故障相对地电压升高为线电压；

（4）用户高压配电电压，从经济技术指标看，最好采用 10 kV，发展趋势是 20 kV； （5）我国中、小电力系统运行时，规定允许频率偏差±0.5Hz ；

（6）升压变压器高压侧的主分接头电压为121kV，若选择－2.5%的分接头，则该分接头电压为117.975kV。

1-3 单项选择题

（1）电能生产、输送、分配及使用全过程（B）

A．不同时间实现 B．同一瞬间实现 C．按生产—输送—分配—使用顺序实现 D．以上都不对

（2）中性点不接地系统发行单相接地短路时，流过接地点的电流性质（A）

A．电容电流 B．电感电流 C．电阻电流 D．由系统阻抗性质决定 （3）一级负荷的供电电源（C）由两个电源供电。

A．宜 B．可 C．应 D．不应 （4）对于一级负荷中特别重要的负荷(D)

A．可由两路电源供电 B．可不由两路电源供电

C．必须由两路电源供电 D．除由两个电源供电外，尚应增设应急电源 （5）一类高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志等消防用电，应按(A)要求供电。

A．一级负荷 B．二级负荷 C．三级负荷 D．一级负荷中特别重要的负荷 （6）10kV及以下三相供电的电压允许偏差，在供电部门与用户产权分界处或在供用电协议规定的电能计量点处考核，为（B）

A．额定电压的±10% B．额定电压的±7%

C．额定电压的±5% D．正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10% （7）水力发电厂的缺点（C）

A．发电成本高 B．生产过程复杂 C．投资大、工期长 D．环境污染程度高

1-4 多项选择题

（1）中性点不接地运行的电力系统（AB）

A．发生单相接地，系统接地电流为电容电流 B．发生单相接地，三相用电设备可短期照常运行 C．用电设备的绝缘按相电压考虑 D．适用于110kV及以上的电力系统

（2）供配电系统设计中，为减小电压偏差，通常采取的措施有（ABD）

A．正确选择变压器变压比和电压分接头 C．用架空线取代电缆 B．降低系统阻抗

D．在适当的地点装设适当的并联电容器和同步电动机，进行适量的无功补偿 （3）符合下列哪几种情况时，电力负荷应为一级负荷（ABC）

A．中断供电将造成人身伤亡时

B．中断供电将影响重要用电单位的正常工作时 C．中断供电将在经济上造成重大损失时

D．中断供电将造成大型影剧院等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱时 （4）二级负荷的供电系统，宜由（AD）供电。

A．两回线路 B．一回线路 C．可靠线路 D．专用线路

1-5 判断题

（1）衡量电能质量的标准是电压、电流和频率（×） （2）发电机的额定电压与电力网的额定电压相等（×）

（3）从供电可靠性和故障的影响来看，小接地电流系统（特别是经消弧线圈接地）具有明显的优越性（√）

（4）中性点不接地系统发生单相接地故障时，必须迅速切除故障线路（×）

（5）通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统（×）

（6）在小电流接地系统中发生单相接地时，虽然三相对地电压发生了变化，但故障前后线电压的大小和方向并不改变（√）

1-6 回答下列问题

（1）电力系统运行必须满足哪些基本要求？

答：安全。在电能的生产、传输、分配与使用中，不应发生人身事故和设备事故。

可靠。应满足电能用户对供电可靠性的要求。

优质。应满足电能用户对电压和频率等方面质量的要求。

经济。建设投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。

（2）什么是电力系统的中性点？它有哪几种运行方式？各有什么优缺点？说明各自适用范围。 答：电力系统的中性点是指作为供电电源的发电机和变压器的中性点。电力系统的中性点有三种运行方式：①电源中性点不接地；②中性点经阻抗（消弧线圈或电阻）接地；③中性点直接接地。前两种合称为小接地电流系统，亦称中性点非有效接地系统，或中性点非直接接地系统。后一种中性点直接接地系统，称为大接地电流系统，亦称中性点有效接地系统。

优缺点 不接地 系统发生单相接地时，接地电流很小，而且三相线电压仍然对称，三相用电设备可照常运行，这有利于提高供电的可靠性；完好相对地电压由正常运行时的相电压升高为线电压，对地绝缘应按线电压来设计。 3～66kV系统，一般采用中性点不接地的运行方式。 经消弧线圈接地 直接接地 系统单相接地时，短路电流相当大，保护装置动作于跳闸，切除短路故障。供用电设备的绝缘只需按相电压考虑，降低了电器的造价，同时改善了电器的性能。 同不接地系统 适用范围 3～10kV系统中接地电流大于30A，20kV及以上系统中接地电流大于10A时的电力系统中 1l0kV及以上的超高压系统及低压配电系统中

（3）用户供配电系统包括哪些范围?在什么情况下宜设置高压配电所?在什么情况下宜设置总降压变电所?在什么情况下可采用高压深入负荷中心的直配方式?

答：从电源线路进用户起到高低压用电设备止的整个电路系统，由高压及低压配电线路、变电所（包括配电所）和用电设备组成。

当电源进路电压为6～10kV，并且用电容量较大和车间变电所较多或者还有高压用电设备时，宜设置高压配电所。

当电源进路电压为35～110 kV，且用电容量较大和车间变电所较多时，宜设置总降压变电所。 如果厂区环境条件满足35kV架空线路安全走廊要求，35kV进线的工厂可以考虑将35kV进线直接引入靠近负荷中心的车间变电所，只经一次降压直接降为低压用电设备所需的电压。这种方式可以省去一级中间变压，简化了供电系统，有利于节约有色金属，降低电能损耗和电压损耗，提高供电质量

（4）用电设备、发电机和电力变压器一、二次额定电压是如何规定的?说明理由。 答：

用电设备额定电压：由于线路通过电流时要产生电压降，所以线路上各点的电压都略有不同。但是成批生产的用电设备，其额定电压不可能按使用处线路的实际电压来制造，而只能按线路首端与末端的平均电压即标称系统（电网）电压来制造。因此用电设备的额定电压规定与同级电网的标称电压相同。

发电机额定电压：电力线路允许的电压偏差一般为±5％，即整个线路允许有10％的电压损耗值，因此为了维持线路的平均电压在额定值，线路首端的电压可较线路标称电压高5％，而线路末端则可较线路标称电压低5％

电力变压器一次绕组额定电压：①当变压器直接与发电机相连时，其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同，即高于同级电网标称电压5％。②当变压器不与发电机相连而是连接在线路上时，可看作是线路的用电设备，其一次绕组额定电压应与电网标称电压相同。

电力变压器二次绕组的额定电压：①变压器二次侧供电线路较长时，变压器二次绕组的额定电压是指变压器一次绕组加上额定电压时二次绕组开路的电压，考虑到变压器满负荷运行时绕组内部约有5％的电压损耗以及线路上10％的电压损耗，其二次绕组额定电压应比相连电网的标称电压高10％。其中有5％是用于补偿变压器绕组内部电压降，另外5％用于以补偿线路上的电压降。②变压器二次侧供电线路不长时，如低压电网或直接供电给高低压用电设备，其二次绕组额定电压只需高于所联电网标称电压5％，仅考虑补偿变压器满负荷运行时绕组内部5％的电压降。

第2章习题参考答案

2-1 解释下列名词概念

（1）计算负荷：根据用电设备容量统计计算求出的，用来按发热条件选择供配电系统中各元件的负荷值

（2）负荷系数：用电负荷的平均负荷与其最大负荷的比值

（3）负荷持续率：表征断续周期工作制设备的工作特征，即一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值

（4）尖峰电流：指持续时间1～2s的短时最大负荷电流，主要是用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。

2-2 填空题

（1）断续周期工作制的设备时而工作，时而停歇，如此反复运行，其工作周期一般不超过 10 min； （2）在计算等效三相负荷时，如果既有线间负荷又有相负荷，应先将线间负荷换算为相负荷，然后各相负荷分别相加，选取最大相负荷乘 3 倍作为等效三相负荷。

2-3 单项选择题

（1）必须在用户对无功功率采取补偿措施，不是因为（C）

A．感应电动机约占全部负荷的50％以上，无功功率的数量不能忽视 B．送配电线路和变压器由于传输无功功率将造成电能损失和电压损失 C．电气设备在运行过程中要消耗无功功率 D．发电机多发无功以后，必将影响它的有功出力

（2）将功率因数从0.9提高到1.0所需的补偿容量，与从0.8提高到0.9所需补偿容量相比（B） A．一样多 B．更多些 C．少一些 D．不确定

（3）用电设备台数较多、各台设备容量相差不悬殊时，宜采用(C)，一般用于干线.配变电所的负荷计算

A．二项式法 B．单位面积功率法 C．需要系数法 D．利用系数法

（4）用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时宜采用(A)，一般用于支干线和配电屏(箱)的负荷计算

A．二项式法 B．单位面积功率法 C．需要系数法 D．利用系数法 （5）电焊机的设备功率是指将额定功率换算到负载持续率为(D)时的有功功率。 A．15％ B．25％ C．50％ D．100％

（6）在负荷计算中，单相负荷应均衡分配到三相上，当单相负荷的总容量小于计算范围内三相对称负荷总容量的(A)时，全部按三相对称负荷计算

A．15％ B．20％ C．25％ D．30％ （7）无功功率通过线路电阻时（A） A．产生有功功率损耗 B．产生无功功率损耗 C．不产生有功功率损耗

D．既不产生有功功率损耗也不产生无功功率损耗

2-4 多项选择题

（1）关于计算负荷,正确的说法有（BCD）

A．计算负荷的大小即设备容量之和

B．计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷 C．计算负荷可认为就是半小时最大负荷 D．计算负荷和实际变动负荷的最高温升是等值的 （2）有关需要系数的正确说法（BD）

A．断续周期工作，或者连续运行但负荷不稳定的用电设备，需要系数相对较大 B．连续稳定运行的用电设备，需要系数相对较大 C．连续稳定运行的用电设备，需要系数相对较小

D．断续周期工作，或者连续运行但负荷不稳定的用电设备，需要系数相对较小 （3）提高功率因数对用户供配电系统的好处（ACD）

A．减小线路电压损失 B．减小用电设备电流 C．减小线路电能损耗 D．减小变压器容量 （4）设备组负荷计算需要系数法, 影响需要系数大小的因素（ABCD） A．设备效率和线路损耗 B．设备操作工技能水平 C．设备台数 D．设备组工作性质

2-5 判断题

（1）无功功率是因为用电设备不需要这一部分功率而得名（×）

（2）从充分发挥供电设备的能力和提高供电效率来说，希望负荷系数越高、越趋近于1越好（√） （3）如果新用户的功率因数未达到规定，供电局可以拒绝接电（√）

2-6 回答下列问题

（1）负荷计算的目的与意义？

答：用户的用电设备品种繁多，数量大，工作情况复杂，实际用电负荷或所需电量，并不是用电设备容量的简单相加。如何根据用电设备资料正确估计计算负荷，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电气设备和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如计算负荷确定过小，又将使电气设备和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样要造成损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。但是影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定规律可循，但仍难准确确定计算负荷大小。实际上，负荷也不是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。因此负荷计算只能力求接近实际。

（2）提高功率因数有哪些积极意义？怎样提高功率因数？

答：提高功率因数将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆。 提高功率因数方法：并联电容器

（3）什么叫尖峰电流?尖峰电流的计算有什么用处?

答：尖峰电流指持续时间1～2s的短时最大负荷电流，主要是用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。

2-7 计算题

（1）已知某机修车间的金属切削机床组，有电压为380V的电动机30台，其总的设备容量为120kW。

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