第一章概述习题解答：
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。中性点不接地电力系统发生单相接地时，接地相对地电压为零，电容电流为零，非接地相对地电压升高为线电压，电容电流增大倍，但各相间电压（线电压）仍然对称平衡。中性点直接接地系统发生单相接地时，通过中性点形成单相短路，产生很大的短路电流，中性点对地电压仍为零，非接地相对地电压也不发生变化。
1-7电力负荷按对供电可靠性要求分几类？对供电各有什么要求？
答：电力负荷按对供电可靠性可分为三类，一级负荷，二级负荷和三级负荷。对供电的要求：一级负荷要求最严，应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一电源应不同时受到损坏，在一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个独立电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。二级负荷要求比一级负荷低，应由两回线路供电，供电变压器亦应有两台，从而做到当电力变压器发生故障或电力线路发生常见故障时，不致中断供电或中断后能迅速恢复。三级负荷要求最低，没有特殊要求，一般有单回路电力线路供电。
1-8 试确定图所示供电系统中发电机G和变压器1T，2T和3T的额定电压。
解：
发电机的额定电压U = 1.05*10KV = 10.5KV;
变压器1T的额定电压一次侧U = 10.5KV；
二次侧U = 1.1*35KV= 38.5KV；
变压器2T 的额定电压一次侧U = 35KV；
二次侧U = 1.05*10KV= 10.5KV；
变压器3T 的额定电压一次侧U= 10KV；
二次侧U= 1.05*0.38= 0.399KV；
1-9．试确定图中所示供电系统中发电机G，变压器2T，3T线路1WL，2WL的额定电压。
解：发电机G，额定电压U=1.05U1=10.5KV
变压器2T U1=U=10.5KV
U2=1.1*220=242KV 故额定电压为：10.5/242；
变压器3T U1=220KV U3=1.05*10=10.5KV
U2=1.1*110=121KV
线路1WL的额定电压为U=10KV
线路2WL的额定电压为U=0.38KV
1-10题目：试查阅相关资料或网上查阅，找出去年我国的发电机装机容量.年发电量和年用。答：我国去年的发电机装机容量是4忆千瓦，年发电量为21870忆千瓦时，年用电量是21700忆千瓦时
1-11. 画出中性点不接地系统A相发生单相接地时的相量图。
答：中性点不接地系统A相发生单相接地时的相量图如下图：
1-12 试确定图所示供电系统中变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压。
习题1-1的供电系统
解：由图可求得T1：6.3/121kV；WL1:110KV;WL2:35KV。
1-13 试确定图所示供电系统中发电机和各变压器的额定电压。
习题1-2的供电系统
解：由图计算G:10.5KV;T1:10.5/38.5KV;T3：10/0.4KV。
1-14 某厂有若干车间变电所，互有低压联络线相连。其中某一车间变电所，装有一台无载调压型配电变压器，高压绕组有＋5％UN、UN、-5％UN三个电压分接头。现调在主分接头“UN”的位置运行。但白天生产时，变电所低压母线电压只有360V，而晚上不生产时，低压母线电压又高达410V。问该变电所低压母线的昼夜电压偏差范围（％）为多少？宜采取哪些改善措施？
解：昼夜电压偏差范围为-5.26%- +7.89%；主变压器分接头宜换至“-5%”的位置运行，晚上切除主变压器，投入联络线，由林进车间变电所供电。
1-15 某lOkV电网，架空线路总长度70km，电缆线路总长度15km。试求此中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时的接地电容电流，并判断该系统的中性点是否需要改为经消弧线圈接地。解：IC=17A,无需改变中性点运行方式。
第二章：工厂的电力负荷及其计算习题解答：
2-1什么叫负荷曲线？有哪几种？与负荷曲线有关的物理量有哪些？
答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。
负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户，车间或某类设备负荷曲线。
与负荷曲线有关的物理量有：
年最大负荷和年最大负荷利用小时；
平均负荷和负荷系数。
2-2年最大负荷Ｐmax——指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现２～３次）３０分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为３０分钟最大负荷P30。
年最大负荷利用小时Ｔmax———指负荷以年最大负荷Pmax持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时。
平均负荷Pav————平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功节率的平均值。负荷系数KL————负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值。
2-3.什么叫计算负荷?为什么计算负荷通常采用30min最大负荷?正确确定计算负荷有何意义? 答:计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时,导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等,该等效负荷就称为计算负荷.
导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3~4)t,t为发热时间常数.对中小截面的导体.其t约为10min左右,故截流倒替约经30min后达到稳定温升值.但是,由于较大截面的导体发热时间常数往往大于10min,30min还不能达到稳定温升.由此可见,计算负荷Pc实际上与30min最大负荷基本是相当的。
计算负荷是供电设计计算的基本依据.计算符合的确定是否合理,将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理.计算负荷不能定得太大,否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费;计算负荷也不能定得太小,否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷运行,增加电能损耗,产生过热,导致绝缘体过早老化甚至烧毁.
2-4. 各工作制用电设备的设备容量如何确定?
答:长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的铭牌额定功率,即
Pe=PN
反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率.
2-5.需要系数的含义是什么?
答:所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量,两者之间存在一个比值关系,因此需要引进需要系数的概念,即:Pc=KdPe.
式中，Kd为需要系数; Pc为计算负荷; Pe为设备容量.
形成该系数的原因有:用电设备的设备容量是指输出容量,它与输入容量之间有一个平均效率;用电设备不一定满负荷运行,因此引入符合系数Kl;用电设备本身及配电线路有功率损耗,所以引进一个线路平均效率;用电设备组的所有设备不一定同时运行,故引入一个同时系数,
2-6确定计算负荷的估算法.需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？
答：估算法实为指标法，其特点是进行方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段。需要系数法的特点是简单方便，计算结果较符合实际，而长期使用已积累了各种设备的需要系数，是世界各国普遍采用的方法，适用于多组三相用电设备的计算负荷。二项式法其特点是既考虑了用电设备的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备引起的附加负荷，其计算的结果比按需要系数法计算的结果大得多，适用于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算。
2-7 在接有单相用电设备的三相线路中, 什么情况下可将单相设备与三相设备综合按三相负荷的计算方法计算确定负荷? 而在什么情况下应进行单相负荷计算?
答: 单相设备应尽可能地均匀分布在三相上,以使三相负荷保持平衡.
a: 三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的15%时,单相设备可按三相负荷平衡计算.
b: 三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的15%时,应把单相设备容量换算为等效三相设备容量,再算出三相等效计算负荷.
2-8如何分配单相（220伏，380伏）用电设备，使计算负荷最小？如何将单相负荷简便地换算成三相负荷？
答：可以用负荷密度法和需要系数法来分配用电设备；
这样换算：⑴当单相设备的总容量不超过三相总容量的15%，单相设备按三相负荷平衡来计算。
⑵当单相设备的总容量超过三相总容量的15%，应该换成等效三相设备容量，再算出三相等效计算负荷。
2-9 电力变压器的有功功率和无功功率损耗各如何计算？其中哪些损耗是与负荷无关的？哪些损耗与负荷有关？按简化公式如何计算？
解：有功功率损耗=铁损+铜损=△Pfe+△Pcu
有功功率损耗为：
Pt=△Pfe+△Pcu=△Pfe+△Pcu.N(Sc/SN)2≈△P0+△Pk(Sc/SN)2
无功功率=△Q0+△Q
△Q0是变压器空载时，由产生主磁通电流造成的，△Q是变压器负荷电流在一次，二次绕组电抗上所产生的无功损耗。
无功功率损耗为：
△QT=△Q0+△Q=△Q0+△QN(Sc/SN)≈SN[I0％/100+Uk％(Sc/SN)2/100]
△Pfe和△Q0是与负荷无关，△Pcu和△Q与负荷有关
简化公式：
△Pt≈△P0+△Pkβ2
△QT≈SN（I0％/100+Uk％β2/100）
2-10 什么叫平均功率因数和最大负荷时功率因数?各如何计算?各有何用途?
答:平均功率因数是指导在某一时间内的平均功率因数,也称加权平均功率因数.最大负荷时的功率因数是指在年最大负荷时的功率因数.平均功率因数计算功式:略
用途供电部门能根据月平均功率因数来调整用户的电费电价.
2-11. 降低电能损耗, 降低电压损失,提高供电设备利用率。
补偿容量（1）采用固定补偿Qcc=Pav（tgφav1－tgφav2）,式中，Qcc为补偿容量；Pav为平均有功负荷，Pav =αPc或Wa/t，Pc为负荷计算得到的有功计算负荷，α为有功负荷系数，Wa为时间t
内消耗的电能；tgφav1为补偿前平均功率因数角的正切值；tgφav2为补偿后平均功率因数角的正切值；tgφav1－tgφav2称为补偿率，可用△qc表示（2）采用自动补偿Qcc=Pc（tgφ1－tgφ2）
2-12.什么是尖峰电流？尖峰电流的计算有什么用处？
答：尖峰电流是指单台或多台用电设备持续1-2秒的短时最大负荷电流。尖峰电流的计
算可以提供选定用电设备的型号以及保护用电设备等。
2-13、某车间380伏线路供电给下列设备:长期工作的设备有7.5kW的电动机2台,4kW的电动机3台,3kW的电动机10台;反复短时工作的设备有42kV A的电焊机1台(额定暂载率为60%, ?额定功率因数=0.62,额定效率=0.85),10t吊车1台(在暂载率为40%的条件下,其额定功率为39.6kW,额定功率因数为0.5). 试确定它们的设备容量。
解：对于长期工作制的设备，其设备容量就是它们的额定功率，所以长期工作设备的设备容量为：Pe 1=7.5×2kW +4×3kW +3×10kW =57kW
对于反复短时工作制的设备，其设备容量为：
电焊机：Pe2=0.61/2×42×0.62=20 kW（下标1/2表示对0.6开根号）
吊车：Pe3=2×0.41/2×39.6kW=50kW （下标同上）
所以，它们的总的设备容量为：
P总=Pe1+Pe2+Pe3=57+20+50=127 kW
2-14 某厂金ˉ工车间的生产面积为60m×32m,试用估算法估算该车间的平均负荷。
解：查表可知负荷密度指标ρ=0.1kw/m2 S=60m×32m=1920m2
Pav=ρS=0.1×1920=192 kw
答：用估算法估算该车间的平均负荷为192 kw
2-15 某工厂35/6kv总降压变电所，2-20 分别供电给1~4号车间变电所及6台冷却水泵用的高压电动机。1~4号车间变电所的计算负荷分别为：Pc1=840 kw,Qc1=680 kvar; Pc2=920 kw,Qc2=750 kvar;
Pc3=850 kw, Qc3=700 kvar; Pc4=900 kw, Qc4=720 kvar;
高压电动机每台容量为300 kw，试计算该总降压变电所总的计算负荷（忽略线损）。
解：由题意可知：水泵用的高压电动机假设同时系数K=0.9
Kd=0.8 b=0.65 c=0.25 Cosφ=0.8 tanφ=0.75
Pc0=Kd×Pe1=0.8×300×6=1440 kw
Qc0=Pc0×tanφ=1440×0.75=1080 kvar
Pe=K×(Pc0+Pc1+Pc2+Pc3+Pc4)=0.9×(1440+840+920+850+900)=4455 kw
Qe=K×(Qc0+Qc1+Qc2+Qc3+Qc4)=0.9×(1080+680+750+700+720)=3537 kvar
Se=( P2e+ Q2e)?=(44552+35372 ) ?=5688.36
Ice= Se/(3?×Un)= 5688.36/(1.73×6)=548.01A
高压侧Pe1= Pe+0.015 Se=4455+0.015×5688.36=4540.33 kw
高压侧Qe1= Qe+0.06 Se=3537+0.06×5688.36=3878.3 kvar Se1=( P2e1+ Q2e1)?= (4540.332+3878.302 ) ?=5971.25
Ice1= Se1/(3?×Un)= 5971.25/(1.73×35)=98.62A
答：该总降压变电所高压侧总的计算负荷Pe1=4540.33 kw，Qe1=3878.3 kvar ，Se1=5971.25，Ice1=98.62A
2-16.某车间设有小批量生产冷加工机床电动机40台，总容量152KW，其中较大容量的电动机有10KW 1台、7KW 2台、4.5KW 5台、2.8KW 10台；卫生用通风机6台共6KW。试分别用需要系数法和二项式法求车间的计算负荷。
解：需要系数法：查表A-1可得：
冷加工机床：Kd1=0.2 cosφ1=0.5 tanφ1=1.73
Pc1=0.2×152=30.4KW
Qc1=30.4×1.73=52.6KW
通风机组：Kd2=0.8 cosφ2=0.8 tanφ2=0.75
Pc2=0.8×6=4.8KW
Qc2=4.8×0.75=3.6KW
车间的计算负荷:
Pc=0.9×(30.4+4.8)=31.68KW
Qc=0.9×(52.6+4.8)=50.58KW
Sc=( Pe+ Qe)=59.68KVA
Ice= Se/(3阶Un)=59.68/(1.732×0.38)=90.7A
二项式法: 查表A-1可得：
冷加工机床:b1=0.14 c1=0.4 x1=5 cosφ1=0.5 tanφ1=1.73
(bPe∑)1=0.14×152=21.28KW
(cPx)1=0.4×(10+7×2+2×4.5)=13.2KW
通风机组:b2=0.65 c2=0.25 x2=5 cosφ2=0.8 tanφ2=0.75
因为n=6＜2x2 ,取x2=3.则
(bPe∑)2=0.65×6=3.9KW
(cPx)2=0.25×3=0.75KW
显然在二组设备中第一组附加负荷(cPx)1最大
故总计算负荷为：
Pc=21.28+3.9+13.2=38.38KW
Qc=（21.28×1.73+3.9×0.75+13.2×1.73=62.56Kvar
Sc=( Pe+ Qe)=73.4KVA
Ic= Se/(3阶Un)=111.55A
2-17 某工厂35kV总降压变电所10kV侧计算负荷为：1#车间720kW+j510kvar; 2#车间580kW+j400kvar; 3#
车间630kW+j490kvar; 4#车间475Kw+j335kvar(α=0.76,β=0.82,忽略线损)。试求：
全厂计算负荷及平均功率因数；
功率因数是否满足供用电规程？若不满足，应补偿到多少？
若在10kV侧进行固定补偿，应装BW—10.5—16—1型电容器多少台？
补偿后全厂的计算负荷及平均功率因数。
解：（1） P1=720Kw, Q1=510kvar
P2=580Kw, Q2=400kvar
P3=630kW, Q3=490 kvar
P4=475Kw, Q4=335 kvar
全厂计算负荷：P=kSp*Spc=2164.5kW
Q=kSq*SQc=1561.5 kvar
cosF=cos(arctanF)=cos(35.88)=0.81
（2） cosF < 0.9
所以不满足，应补偿到0.9
（3） Qcc=Pav(tanF1-tanF2)=394.27 kvar
n=Qcc/16=24
( 4 ) 补偿后功率因数 cosF=Pav/sav=0.92
2-18 某实验室拟装设5台220V单相加热器，其中1kW的3台，3kW的2台。试合理分配上列各
加热器于220/380V线路上，并求其计算负荷P30, Q30, S30和I30 。
解：利用需要系数法
P30i＝Kd* PN
Q30i=P30i*tgφ
总的有功计算负荷 P30＝KΣpΣP30i
总的无功计算负荷 Q30＝KΣqΣQ30i
总的视在计算负荷 S30=(P302+Q302)1/2
总的计算电流 I30=S30/√3UN
求得一相3台1kW,另两相各1台3Kw。
P30＝6.3kW,Q30=0,S30=6.3K V·A,I30=9.57 取Kd=0.7
2-19某220/380V线路上，接有如表2-5所列的用电设备。试确定该线路的计算负荷P30, Q30, S30和I30 。
解：利用需要系数法
总的有功计算负荷 P30＝KΣpΣP30i
总的无功计算负荷 Q30＝KΣqΣQ30i
总的视在计算负荷 S30=(P302+Q302)1/2
总的计算电流 I30=S30/√3UN
求得P30＝19.1kW，Q30＝15.3kvar，S30＝24.5k V·A，I30=37.2
2-20 某厂变电所装有一台630k V·A变压器，其二次侧（380V）的有功计算负荷为420kW，无功计算负荷为350kvar。试求此变电所一次侧（lOkV）的计算负荷及其功率因数。如果功率因数未达到0.90，问此变电所低压母线上应装设多大并联电容器容量才能达到要求？
解：按变压器损耗简化公式计算：
P30(1)＝428.2kW，Q30(1)＝382.8kvar
cosφ=0．9，
由公式QC=ΔqcP30
求得需装设QC＝175kvar并联电容器。
2-21 某电器开关厂（一班制生产）共有用电设备5840kW。试估算该厂的计算负荷P30, Q30, S30及其年有功电能消耗量Wp.a和年无功电能消耗量Wq.a 。
解：查附录表2得Kd=0.35，cosφ＝0.75，TMAX＝3400h，
由公式P30＝Kd* PN Q30=P30i*tgφ
可求得P30＝2044kW，Q30＝1799，S30＝2725k V·A，取年工作小时Ta＝2000h（一班制），α＝0.75，β=0.80
由公式Wp.a=αP30Ta
Wq.a=βQ30Ta
可求得Wp.a=3066*103kWh Wq.a=3066*103 kvarh 。
2-22 某厂的有功计算负荷为2400kW，功率因数为0.65。现拟在工厂变电所lOkV母线上装设BWF10.5-30-1型并联电容器，使功率因数提高到0.90。问需装设多少个并联电容器？装设并联电容后该厂的视在计算负荷为多少？比未装设前视在计算负荷减少了多少？
解：QC=ΔqcP30 =1728 kvar
n= QC/qc=57
则需装设BWF10.5-30-1型电容器57个。补偿后工厂的视在计算负荷S30＝2638k V·A比补偿前减少1054k V·A。
2-23 某车间有一条380V线路供电给表2-6所列5台交流电动机。试计算该线路的计算电流和尖峰电流。（提示：计算电流在此可近似地按下式计算：I30≈KΣΣIN,式中KΣ建议取为0.9。)
解：由表可知电动机M2的IST-IN=227-32.4=194.6A为最大
IPK=0.9*（10.2+30+6.1+20）+227=283.4A I30=88.8A,
2-1 2-2 2-3解：由下列公式求
P30＝Kd* PN
Q30=P30i*tgφ
总的视在计算负荷 S30=(P302+Q302)1/2
总的计算电流 I30=S30/√3U N
各项参数在表里均列出。
第三章：短路电流及其计算习题解答
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?
解: 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长期运行,绝缘自然老化,操作过电压,雷电过电压,绝缘受到机械损伤等.
短路的危害:
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,使电器设备受到机械损坏
3 短路使系统电压严重减低,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 单相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.
3-2．什么叫无限大容量系统?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容量系统?
答:无限大容量系统的指端电压保持恒定,没有内部阻抗和容量无限大的系统.它的特征有: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,任何电力系统都有一个确定的容量,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,此时可将电力系统看做无限大容量.
3-3无限大容量三相短路时，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。短路电流周期分量按正弦规律变化，而非周期分量是按指数规律衰减，最终为零，又称自由分量。
3-4 产生最严重三相短路电流的条件是什么？
答：（1）短路前电路空载或cosΦ=1；
（2）短路瞬间电压过零，t=0时a=0度或180度；
（3）短路回路纯电感，即Φk=90度。
3-5 什么是次暂态短路电流? 什么是冲击短路电流? 什么是稳态短路电流? 它们与短路电流周期分量有效值有什么关系?
答: 次暂态短路电流是短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值.
冲击短路电流是短路全电流的最大瞬时值. 高压系统Ksh=1.8,ish=2.55I″,Ish=1.51I″，低压系统Ksh=1.3,ish=1.84I″,Ish=1.09I″
稳态短路电流是短路电流非周期分量衰减完后的短路电流.无限大容量系统I″=IP= I∞，高压系统ish=2.55I″,Ish=1.51I″，低压系统ish=1.84I″,Ish=1.09I″
3-6如何计算三相短路电路？
答：①根据短路计算要求画出短路电流计算系统图，该系统图应包含所有与短路计算有关的元件，并标出各元件的参数和短路点。
②画出计算短路电流的等效电路图，每个元件用一个阻抗表示，电源用一个小圆表示，并标出短路点，同时标出元件的序号和阻抗值，一般分子标序号，分母标阻抗值。
③选取基准容量和基准电压，计算各元件的阻抗标幺值
④等效电路化简，求出短路回路总阻抗的标幺值，简化时电路的各种简化方法都可以使用，如串联、并联、Δ-Y或Y-Δ变换、等电位法等。
⑤按前述公式由短路回路总阻抗标幺值计算短路电流标幺值，再计算短路各量，即短路电流、冲击短路电流和三相短路容量。
3-7 电动机对短路电流有什么影响？
答：供配电系统发生短路时，从电源到短路点的系统电压下降，严重时短路点的电压可降为零。接在短路点附近运行的电动机的反电势可能大于电动机所在处系统的残压，此时电动机将和发动机
一样，向短路点馈送短路电流，同时电动机迅速受到制动，它所提供的短路电流很快衰减。3-8在无限大容量系统中，两相短路电流与三相短路电流有什么关系？
答：㈠在三相短路电流计算中
记线路平均额定电压为Uav，
短路回路阻抗用Zk表示。
则有：三相短路电流Ip =Uav/1.732 Zk ……………①
冲击电流ish⑶=1.414 ksh Ip ……………②
其中ksh=1+e-0.01/τ为短路电路冲击系数
㈡在两相短路电流计算中
记Uav为短路点的平均额定电压，
Zk 为短路回路的一相总阻抗。
则有：两相短路电流Ik =Uav/2 Zk ……………③
冲击电流ish⑵=1.414 kshIk ……………④
其中ksh=1+e-0.01/τ为短路电路冲击系数
将①与②、③与④对比可得：
Ik=0.866 Ip ish⑵=0.866 ish⑶
由以上分析可得：
在无限大容量系统中，两相短路电流较三相短路电流小。
3—9什么是短路电流的电动力效应？如何计算？
短路电流通过导体或电气设备，会产生很大的电动力和产生很高的温度，称
为短路的电动力效应和热效应。
短路电流的电动力效应是当电路短路时，短路冲击电流流过导体瞬间，导
线间相互电磁作用产生的力。
1．两平行载流导体间的电动力
F=（2K f i1i21/a）×10-7（N）
式中a为两平行导线间距；l为导线长；K f为形状系数，圆形，管形导
体K f=1。
2．三相平行载流导体间的电动力
F=(31/2K f I2m l/a)×0-7 (N)
式中I m为线电流幅值；K f为形状系数。
3.短路电流的电动力
三相短路产生的最大电动力为
F(3) =(31/2K f i sh(3)2l/a)×10-7 (N)
两相短路产生的最大电动力为
F(2)=(2K f i sh(2)2l/a)×10-7 (N)
两相短路冲击电流与三相短路冲击电流的关系为
i sh(2)=(31/2/2)i sh(3)
两相短路和三相短路产生的最大电动力的关系为
F（2）=(31/2/2)F（3）
备注：K f为形状系数，圆形，管形导体K f=1;矩形导体根据(a-b)/(b+h)和
m=(b/h)查表可得。
3-10 什么是短路电流的热效应？如何计算？（参考）
答：供配电系统发生短路时，短路电流非常大。短路电流通过导体或电气设备，会产生很高的温度，称为热效应。
短路发热和近似为绝热过程，短路时导体内产生的热量等于导体温度升高吸收的能量，导体的电阻率和比热也随温度而变化，其热平衡方程如下：
0.24∫12IKtRdt=∫θ1θ2cmdθ
将R=ρ0(1+αθ)/s,c=c0(1+βθ),m=γls代入上式，得
0.24[∫t2t1Iktρ0(1+αθ)dt]/s=∫θKθLc0(1+βθ)γlsdθ
整理上式后
(∫t2TiI2Ktdt)/S2= [c0γ∫θKθL (1+βθ)dθ/(1+αθ)]/0.24ρ
={c0γ[(α-β)ln(1+αθ)/α2+βθ/α]????????│θ1θ2}/0.24ρ0
=AK-AL
式中，ρ是导体0℃时的电阻率（Ω?㎜2/km）;α为ρ0的温度系数;c0为导体0℃时的比热容；β为c℃的温度系数；γ为导体材料的密度；S为导体的截面积（mm2）;l为导体的长度（km）;IKt 为短路全电流的有效值(A);AK和AL为短路和正常的发热系数，对某导体材料，A值仅是温度的函数，即A=f(θ).
短路电流产生的热量的计算式：
∫tk0I2K(t)dt=I∞tima
短路发热假想时间可按下式计算：
tima=tk+0.05(I″/I∞)2
式中，tK为短路持续时间，它等于继电保护动作时间top和短路器短路时间t∝之和，即
Tima=top+t∝
在无限大容量系统中发生短路，由于I″=I∞，所以上式变为
tima=tK+0.05
导体短路发热系数AK
AK=AL+I2∞tima/S2
式中，S为导体的截面积（mm2）,I∞为稳态短路电流（A），tima为短路发热假想时间（s）.
短路热稳定最小截面Smin
Smin=[tima/(AK-AL )]1/2·I (3) ∞
3-11 试求图3—20所示无限大容量系统中K点发生三相短路电流,冲击短路电流和短路容量,以及变压器2T一次流过的短路电流.各元件参数如下:
变压器1T:SN=31.5MV A,UK%=10.5,10.5/121KV;
变压器2T,3T:SN=15MV A,UK%=10.5,110/6.6KV;
线路1WL,2WL:L=100KM,X=0.4O/KM
电抗器L:UNL=6KV,INL=1.5KA,XNL%=8.
解: (1) 由图所示的短路电流计算系统图画出短路电流计算等校电路图,如图所示.由断路器断流容量估算系统电抗,用X表示.
(2)取基准容量Sd=100MV A,基准电压UD=UA V,基准电压是Ud1=121KV,Ud2=6.6KV,Ud3=6.6KV,则各元件电抗标夭值为
变压器1T X1=(Uk%/100)*(Sd/Sn)=(10.5/100)*(100/31.5)=0.333
线路W1,W2 X2=X3=X0*L1*Sd/Ud/Ud=0.4*100*100/6.6/6.6=91.827
变压器2T 3T X4=X5=Uk%*Sd/100/Sn=10.5*100/100/15=0.7
电抗器;
X6=Xl%*Uln*Sd/100/1.732/Iln/Ud/Ud=8*6*100/100/1.732/1.5/6.6/6.6=0.424
当K点发生三相短路时:
一短路回路总阻抗标夭值
Xk=X1+(X2+X4+X6)//(X3+X5)=0.333+(91.827+0.7+0.424)//(91.827+0.7)=0.355 二K点所在电压基准电流
Id=Sd/1.732/Ud=100/1.732/6.6=8.748
三K短路电流各值为
Ik*=1/Xk*=1/0.355=2.817
Ik=Id*Ik*=8.748*2.817=24.64KA
Ish*IK=1.84*24.64=45.34KA
Sk=Sd/Xk*=100*2.817=281.7MV A
(2) 变压器2T一次流过的短路电流为:
Ik2=Id*Ik2=8.748*2.817=24.64KA
3-12 试求图3-21所示系统中K点发生三相短路时的短路电流,冲击电流和短路容量.已知线路单位长度电抗X.=0.4Ω/km,其余参数见图所示.
解:取基准容量Sd=100MV A,基准电压分别为Ud2=Ud7=121kv,Ud3=115.5kv,QF的断路容量Sos=1000MV A.
X1*=Uk%*Sd/100SN=10.5*100/100/31.5=0.333
X2*=X.LSd/Ud/Ud=60*0.4*100/121/121=0.164
同理:
X3*=0.4*10*100/115.5/115.5=0.0299
X4*=10.5*100/100/60=0.175
X5*=Sd/Soc=100/1000=0.1
X6*=10.5*100/100/20=0.525
X7*=0.4*20*100/121/121=0.055
计算短路回路总阻抗标幺值:Xk*=(X1*+X2*)//(X6*+X7*)+X3*+X4*+X5*=0.5726
计算K点所在电压的基准电流:Id=Sd/1.732Ud=100/1.732/38.5=1.4996kA
计算K点短路电流各值:Ik*=1/Xk*=1/0.5726=1.7464
Ik=Id*IK*=104996*1.7464=2.6189KA
Ish.k=2.55Ik=60678kA
Sk=Sd/Xk*=100/0.5726=174.642MV A
3-13 有一地区变电所通过一条长4km的10kV电缆线路供电给某厂装有两台并列运行的S9-800型(YynO联结）电力变压器的变电所。地区变电所出口断路器的断流容量为300MVA。试用欧姆法求该厂变电所10kV高压母线上和380V低压母线上的短路电流 I"（3）、IK（3）、
I∞（3）、Ish（3）、ish（3）和短路容量SK（3）并列出短路计算表。
解：求电抗电力系统：X1=UC12/SOC 电缆：X2=X0l 总电抗X=X1+X2
短路计算结果
K-1: I"（3）=IK（3）=I∞（3）=UC2/√3UN =8.82kA,Ish（3）=1.51 I"（3）=13.3kA, ish（3）=2.55I"（3）=25.5kA , SK（3）=√3UNIK（3）=160k V·A
K-2: 电力系统：X1＇=UC22/SOC 电缆：X2＇=X0l(UC2/UC1)2
变压器电抗X3=X4=UK%UC22/(100SN) 总电抗X=X1＇+X2＇+X3//X4
I"（3）=IK（3）=I∞（3）=42kA,Ish（3）=45.8kA ,ish（3）=77.3kA ,
SK（3）=29.1k V·A
3-14 试用标么制法重作习题3-13。
短路计算结果同习题3-10
3-15 设习题3-13所述工厂变电所380V侧母线采用80*10mm2的LMY铝母线，水平平放，两相邻母线轴线间距为200mm，档距为0.9m，档数大于2。该母线上装有一台500kW的同步电动机，cosφ=1时，η＝94%。试校验此母线的短路动稳定度。
解：M=F*l/10 W=b2h/6
σc=M/W=45.8MPa<σal=70MPa，故该母线满足短路动稳定度。
3-16 设习题3-15所述380V母线的短路保护动作时间为0.5s，低压断路器的断路时间为0.05s。试校验此母线的短路热稳定度。
解：Amin＝I∞（3）TIMA1/2/C＝374mm2满足短路热稳定度的Amin＝374mm2，而实际的A＝800mm2故该母线满足短路热稳定度的要求。
第四章：工厂变配电所及其一次系统习题解答
4-1 某厂的有功计算负荷为3000kW，功率因数经补偿后达到0.92。该厂6kV进线上拟安装一台SN10-10型高压断路器，其主保护动作时间为0.9s，断路器断路时间为0.2s。该厂高压配电所6kV 母线上的IK（3）=20kA。试选择该高压断路器的规格。
解：应选SN10-10II/1000-500型高压少油断路器。
4-2 某10/0.4kV的车间附设式变电所，总计算负荷为780k V·A,其中一、二级负荷有460k V·A。试初步选择该变电所主变压器的台数和容量。已知当地的年平均气温为+25℃。
解：初步选两台S9-630/10型电力变压器。如选两台S9-500/10型，则在一台运行时，考虑当地年平均温度较高，又是室内运行，因此一台运行的容量实际只有500k V·A*（0.92-0.05）=435k V·A<460k V·A不满足一、二级负荷要求，因此不合适。
4-3 某10/0.4kV的车间附设式变电所，原装有S9-1000/10型变压器一台。现负荷发展，计算负荷达1300k V·A。问增加一台S9-315/10型变压器与S9-1000/10型变压器并列运行，有没有什么问题？如果引起过负荷，将是哪一台过负荷？过负荷多少？已知两台变压器均为YynO联结。
解：ST315=340k V·A ST1000=960k V·A
(340-315)/315=7.9%
将使S9-315/10型变压器过负荷7.9%。
4-4 习题4-1所示6kV进线上装设有两个LQJ-10型电流互感器（A, C相各一个），其0.5级的二次绕组接测量仪表，接线如图7-6所示，其中电流表PA（1T1-A型）消耗功率3V·A,有功电能表PJ1(DS2型）和无功电能表PJ2（DX2型）的每一电流线圈消耗功率0.7V·A;其3级的二次绕组接GL-15型电流继电器，其接线如图6-25所示，其线圈消耗功率15V·A。电流互感器二次回路接线采用BV-500-1*2.5mm2的铜芯塑料线，互感器至仪表、继电器的连接线单向长度为2m。试检验此电流互感器是否符合准确度级的要求。
解：电流互感器0.5级的二次负荷S2=6.05V·A小于SZN=10V·A,3级负荷S2=18.15V·A也小于SZN=30V·A，因此均符合准确度级的要求。
4-5确定工厂变电所变压器容量和台数的原则是什么？
答：（1）变压器容量的确定
a 应满足用电负荷对可靠性的要求。在一二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在
技术上，经济上比较合理时，主变器选择也可多于两台；
b 对季节性负荷或昼夜负荷比较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可采用两台主变压器
c 三级负荷一般选择一台猪变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器。
（2）变压器容量的确定
装单台变压器时，其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷Sc,考虑负荷发展应留有
一定的容量裕度,并考虑变压器的经济运行,即SN>=(1.15~1.4)Sc
装有两台主变压器时,其中任意一台主变压器容量)SN应同时满足下列两个条件:
a 任一台主变压器运行时,应满足总计算负荷的60%~70%的要求,即SN=(0.6~0.7)Sc
b 任一台变压器单独运行时,应能满足全部一二级负荷Sc(I+II)的要求,即
SN>=Sc(I+II)
4-6 高压少油断路器和高压真空断路器各自的灭弧介质是什么？比较其灭弧性能，各适用于什么场合？
高压少油断路器的灭弧介质是油。高压真空断路器的灭弧介质是真空。
高压少油断路器具有重量轻，体积小，节约油和钢材，价格低等优点，但不能频繁操作，用于6—35KV的室内配电装置。
高压真空断路器具有不爆炸，噪声低，体积小，重量轻，寿命长，结构简单，无污染，可靠性高等优点。在35KV配电系统及以下电压等级中处于主导地位，但价格昂贵。
4-7、高压隔离开关的作用是什么？为什么不能带负荷操作？
答：高压隔离开关的作用是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身安全。但隔离开关没有灭弧装置，因此不能带负荷拉、合闸，不能带负荷操作。
4-8 高压负荷开关有哪些功能？能否实施短路保护？在什么情况下自动跳闸？
解：功能：隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身安全。
高压负荷开关不能断开短路电流，所以不能实施短路保护。常与熔断器一起使用，借助熔断器来切除故障电流，可广泛应用于城网和农村电网改造。
高压负荷开关上端的绝缘子是一个简单的灭弧室，它不仅起到支持绝缘子的作用，而且其内部是一个汽缸,装有操动机构主轴传动的活塞,绝缘子上部装有绝缘喷嘴和弧静触头。当负荷开始分闸时，闸刀一端的弧动触头与弧静触头之间产生电弧，同时在分闸时主轴转动而带动活塞，压缩汽缸内的空气，从喷嘴往外吹弧，使电弧迅速熄灭。
4-9试画出高压断路器、高压隔离器、高压负荷开关的图形和文字符号。
答：高压断路器（文字符号为QF，图形符号为——× /—）；
高压隔离器（文字符号为QS，图形符号为——| /—）；
高压负荷（文字符号为QL，图形符号为——|o /—）。
4-10 熔断器的作用是什么？常用的高压熔断器户内和户外的型号有哪些？各适用于哪些场合。答：熔断器的作用主要是对电路及其设备进行短路和过负荷保护；常用的高压熔断器主要有户内限流熔断器（RN系列），户外跌落式熔断器（RW系列）；RN系列高压熔断器主要用于3~35KV 电力系统的短路保护和过载保护，其中RN1型用于电力变压器和电力线路的短路保护，RN2型用于电压互感器的短路保护。
RW系列户外高压跌落式熔断器主要作为配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷保护。
4-11互感器的作用是什么？电流互感器和电压互感器在结构上各有什么特点？
答：互感器是电流互感器和电压互感器的合称。互感器实质是一种特殊的变压器，其基本结构和工作原理与变压器基本相同。
其主要有以下3个功能：
一：将高电压变换为低电压（100V），大电流变换为小电流（5A或1A），供测量仪表及继电器的线圈；
二：可使测量仪表，继电器等到二次设备与一次主电路隔离，保证测量仪表，继电器和工作人员的安全；
三：可使仪表和继电器标准化。
电流互感器的结构特点是：一次绕组匝数少且粗，有的型号还没有一次绕组，铁心的一次电路作为一次绕组（相当于1匝）；而二次绕组匝数很多，导体较细。电流互感器的一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表，继电器电流线圈串联，形成闭合回路，由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互感器二次回路接近短路状态。
电压互石器的结构特点是：由一次绕组，二次绕组和铁心组成。一次绕组并联在线路上，一次绕组的匝数较多同二次绕组的匝数较少，相当于降压变压器。二次绕组的额定一般为100V。二次回路中，仪表，继电器的电压线圈与二次绕组并联，这些线圈的阻抗很大，工作的二次绕组近似于开路状态。
4-12、电流互感器有两个二次绕组时，各有何用途？在主线接线图中，它的图形符号怎样表示？
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：
4-13 避雷器的作用是什么？图形符号怎样表示？
答：避雷器（文字符号为F）的作用是用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的损害的设备，是电力系统中重要的保护设备之一。
图形符号是
4-14 常用的高压开关柜型号主要有哪些？
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。
4-15 常用的低压设备有哪些？并写出它们的图形符号。
答：
名称符号
低压开关柜
熔断器
低压断路器
4-16 低压断路器有哪些功能？按结构形式分有哪两大类？请分别列举其中的几个。
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。
4-16主接线设计的基本要求是什么？什么是内桥式接线和外桥式接线？各适用于什么场合？
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。
4-17供配电系统常用的主接线有哪几种类型？各有何特点？
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1250kV A；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630kV A。
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：
①接线简单
②经济
③可靠性高
④安全
⑤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。4-18 主接线中母线在什么情况下分段?分段的目的是什么?
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.
4-19: 倒闸操作的原则: 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.
第五章：工厂电力线路习题解答
5-1 试按发热条件选择220/380V, TN-C系统中的相线和PEN线的截面及穿线钢管(SC)的直径。已知线路的计算电流为150A，安装地点环境温度为25℃，拟用BLV型铝芯塑料线穿钢管埋地敷设。
解：相线截面选为95mm2，其Ial＝152A；PEN线选为50mm2,穿焊接钢管为SC70mm2 ,所选结果可表示为：BLV-500-（3*95＋1*50）-SC70。
5-2 如果上题所述220/380V线路为TN-S系统。试按发热条件选择其相线、N线和PE 线的截面及穿线的硬塑料管（PC）的直径。
解：其Ial＝160A所选结果为BLV-500-（3*120＋1*70＋PE70）-PC80。
5-3 有一380V的三相架空线路，配电给2台40kW (cosφ＝0.8,η=0.85)的电动机。该线路长70m，线间几何均距为0.6m，允许电压损耗为5%，该地区最热月平均最高气温为30℃。试选择该线路的相线和PE线（导线采用LJ型铝绞线）的截面。
解：I30＝PN/(√3UN cosφη)=179A,相线采用LJ-50,其Ial＝202A＞I30＝179A，PE 线可选LJ-25；ΔU％=4.13%＜ΔUal％=5%，也满足电压损耗要求。
5-4 试选择图5-42所示的lOkV线路的LJ型铝绞线截面。该线路接有一台S9-1000型变压器，距首端2000m；另接有一台S9-500型变压器，距首端2500m.全线截面一致，允许电压损耗5%，当地环境温度为35℃。两台变压器的年最大负荷利用小时数均为4500h， cosφ＝0.9。线路的三相导线作水平等距排列，相邻线距lm。（注：变压器功率损耗可按近似公式计算。）
解：按经济电流密度可选LJ-70,其Ial＝236A＞I30＝90A，
满足发热条件，ΔU％=2.01%＜ΔUal％=5%，也满足电压损耗要求。
5-5 某380V三相线路，供电给16台4kW, cosφ=0.87、η=85.5%的Y型电动机，各台电动机之间相距2m，线路全长50m。试按发热条件选择明敷的BLX-500型导线截面，环境温度为30℃，并校验其机械强度，计算其电压损耗百分值。（建议电动机总负荷的KΣ取为0.7)
解：按发热条件选BLX-500-1*25型导线，其Ial＝102A，
ΔU％=2.06%
高压和低压的放射式接线和树干式接线有哪些优缺点？分别说明高低压配电系统各宜首先考虑哪种接线方式？
答：（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。
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。
5-6 试比较架空线路和电缆线路的优缺点。
电力线路有架、空线路和电缆线路，其结构和敷设各不相同。架空线路具有投资少.施工维护方便.易于发现和排除故障.受地形影响小等优点；电缆线路具有运行可靠.不易受外界影响.美观等优点。5-7导线和电缆截面的选择原则是什么?一般动力线路宜先按什么条件选择?照明线路宜先按什么条件选择?为什么?
答: 导线和电缆截面的选择必须满足安全,可靠和经济的条件.
(1)按允许载流量选择导线和电缆截面.
(2)按允许电压损失选择导线和电缆截面.
(3)按经济电流密度选择导线和电缆截面.
(4)按机械强度选择导线和电缆截面.
(5)满足短路稳定的条件.
一般动力线路宜先按允许载流量选择导线和电缆截面,再校验电压损失和机械强度.
照明线路宜先按允许电压损失选择导线和电缆截面.再校验其他条件.因为照明线路对电压要求较搞
选择导线截面时,要求在满足上述5个原则的基础上选择其中最大的截面.
5-8三相系统中的保护线（PE线）和保护中性线（PEN）的截
如何选择？
答：保护线截面要满足短路热稳定的要求，按GB50054—95低压配电设计规范规定。
保护线（PE线）截面的选择
a：当≦16平方毫米时，有≧。
b：当16平方毫米＜≦35平方毫米时，有≧16平方毫米。
c：当≧35平方毫米时，有≧0、5。
保护中性线（PEN线）截面的选择
因为PEN线具有PE线和N线的双重功能，所以选择截面时按其中的最大值选取。
工厂供电复习题 第一章 1、工厂供电的概念和基本要求。 概念：工厂供电指工厂所需电能的供应和分配，也称工厂配电。 基本要求：安全、可靠、优质、经济。 2、什么叫电力系统、电力网。 电力系统：电力系统指的是由各级电压的电力系统将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、配电和用电的整体。 电力网：电力网指的是电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所。 3、衡量电能质量的两个基本参数是什么电压质量包括哪些方面要求 衡量电能质量的两个基本参数是电压和频率。 电压质量包括电压的偏差、波动、波形以及三相的对称性。 4、电网电压的高低如何划分什么叫低压和高压 电网电压的高低划分在中国通常以1000V为划分的界线。 低压——指额定电压在1000V及以下者。 高压——指额定电压在1000V以上者。 5、工厂供电电力系统的供电电压如何选择工厂的高、低压配电电压各如何选择 工厂供电电力系统的供电电压选择：工厂供电的电压，主要取决于当地电网的供电电压等级，同时也要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。 工厂高压配电电压的选择： 工厂供电系统的高压配电电压，主要取决于工厂高压用电设备的电压和容量、数量等因素。 工厂低压配电电压的选择： 工厂的低压配电电压，一般采用220V/380V，其中线电压380V接三相动力设备及额定电压为380V的单相用电设备，相电压220V接额定电压为220V的照明灯具和其他单相用电设备。但某些场合宜采用660V甚至1140V作为低压配电电压，例如矿井下，因负荷中心往往离变电所较远，所以为保证负荷端的电压水平而采用660V甚至1140V电压配电。
习题一 1-1试述工业企业供电系统的构成。 答：（1）总降压变电所：工厂供电的枢纽，用于将35KV～110KV电源电压降为6～10KV，再由配电装置分别 将电能送至配电所、车间变电所或高压用电设备。由降压变压器，母线、开关设备、保护电器、测量 电器等高低压配电装置组成。 （2）配电所：对大中型工厂，由于厂区大，负荷分散，常设置一个或多个配电所，用以中转电能，它只 分配电能，但不改变电压。 （3）车间变电所：一个生产厂房或车间，根据情况可设置一个或多个车间变电所，将6～10KV电压降至 380/220V电压，再送至各个低压用电设备。 （4）高压用电设备 （5）低压用电设备 1-2工业企业供电系统的常用额定电压等级及选取额定电压等级时应考虑的因素。 答：（1）330KV及以上（包括500KV、750KV）：用于大电力系统输电； （2）220KV及以下：用于城乡高压、中压及低压配电； （3）110KV、35KV：也用于大型工厂内部配电网； （4）6～10KV：一般用于工厂内部，但从经济技术综合比较，最好采用10KV，除非拥有相当数量的6KV 设备； （5）380V/220V：工厂低压配电电压。 1-3统一规定各种电气设备的额定电压有什么意义？发电机、变压器、用电设备以及电网额定电压有无差别？ 差别的原因是什么？ 答：规定设备的额定电压有利于设备按系列制造，是设备正常工作时具有最好技术经济指标的电压。 （1）发电机的额定电压：考虑线路在输送负荷电流时产生的电压损失，应比电网电压高5％。 （2）变压器的额定电压：一次绕组——如果变压器直接与发电机相连，则同发电机额定电压相同，即高于 电网电压5％；如果不与发电机直接相连，而是接于线路时，应与电网电压相同。二次绕组——供电 线路较长时，为弥补变压器满载时本身压降及线路压降，应比电网电压高10％；如果线路不长，只需 补偿变压器满载压降，即高于电网电压5％。 （3）设备的额定电压：同电网电压相同。 1-4简述工厂供电系统电能质量的主要指标及其对用户的影响。 答：（1）电压质量：一般要求设备供电电压允许电压偏移不超过额定电压 5％。当电压偏移较大时，对用户设备的危害很大，如白炽灯的电压低于额定电压时，发光效率降低，使人的身体健康受影响，高于额 定电压时则灯泡经常损坏。电动机电压降低时，转矩急剧减小，转速下降甚至停转，导致工厂产生废
工厂供电习题及答案 1、 某220/380V 的TN-C 线路，如下图所示。线路拟采用BX-500型铜芯橡皮绝缘线户内明敷，环境温度为30℃,允许电压损耗为5%。试选择该线路的导线截面。 解：（1）线路的等效变换 将图a 所示带均匀分布负荷的线路，等效变换为图b 所示集中负荷的线路。 ,75.0 1=故var 1575.0201k kW q =?=。 ,75.0tan ,8.0cos ,22==??kW kW var k A kV A ?=50 A kV A kV U S I N 7638.03503=??== 查附录表19-1，得BX-500型导线210mm A =在30℃明敷时的A I A I al 7677=>=。 因此可选3根BX-500-1×10导线作相线，另选1根BX-500-1×10导线作PEN 线。 （3）校验机械强度 查附录表15，室内明敷铜芯线最小截面为12 m m ，以上所选导线满足机械强度要求。
（4）校验电压损耗 查附录表6，BX-500-1×10导线的电阻km R /19.20Ω=，电抗（线距按150mm 计）km X /31.00Ω=。线路的电压损耗为 []N U X L q L q R L p L p U /)()(022*******+++=? =[]31.0)055.01504.015(19.2)055.02004.020(??+?+??+?/0.38 V 12= %5%%2.3380/12100/100%=?<=?=?=?al N U V V U U U 所选BX-500-1×10型铜芯橡皮绝缘线满足允许电压损耗要求。 2、什么是最大运行方式和最小运行方式确定保护最大、最小运行方式时应考虑哪些因素？ 答：最大运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。一般根据系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定性。 最小运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般根据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏度。 继电保护中最大和最小运行方式下主要是考虑系统阻抗变化对电流型保护整定值的影响，其中重点为过电流分段保护的影响。 过电流分段保护注意如下： 最大运行方式下，本线路 I 段保护范围应大于线路全长的50%。 最小运行方式下，本线路 I 段保护范围应不小于线路全长的15%。 最大运行方式下，本线路 II 段保护范围应尽量不大于下一线路的在最小运行方式下的 I 段保护范围，以免本线路 II 段保护与下一线路的 II 段保护冲突 3、继电保护中功率方向继电器的作用、优点及其所反应的量的实质是什么？ 答：功率方向继电器用于电力系统方向保护线路中，作为方向判别元件。当输入量（如电压、电流、温度等）达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量继电器及非电气量继电器两大类。具有体积小、动作快、工作稳定、使用寿命长等优点。 4、复合电压启动过流保护的灵敏系数比一般过流保护高？ 答：一般的过流保护动作灵敏度不够，为了提高保护动作的灵敏度，做法是结合母线的电压变化情况，这样即考虑了电压又考虑了电流，从而可区分过负荷和过流，提高了过流保护的灵敏度。 5、简述TCR 、TSC 、SVG 的基本功能？ 答：TCR 是由电抗器及晶闸管等构成，与系统并联并从系统吸收无功功率的静止无功装置，通过控制晶闸管的导通角使其等效感抗连续变化。TCR 的作用就像一个可变电纳，改变触发角就可以改变电纳值，因为所加的交流电压是恒定的，改变电纳值就可以改变基波电流，从而导致电抗器吸收无功功率的变化。但是，当触发角超过90。以后，电流变为非正弦的，随之就产生谐波。如果两个晶闸管在正半波和负半波对称触发，就只会产生奇次谐波。 TSC 是由电容器及晶闸管等构成，与系统并联并向系统供应无功功率的静止无功补偿装置，通过晶闸管的开通或关断使其等效容抗成级差式变化。TSC 采用整数半周控制，根据电网的无功功率需求来投切电容器，运行时不产生谐波而且损耗小。 SVG 将自换相桥式变流电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿。 6、在实现由线路入侵雷电冲击波的保护时，为什么避雷器必须尽量靠近变压器设置？
一、填空 1、工厂供电是指工厂所需电能的和，亦称。 2、工厂供电必须达到、、、的基本要求。 3、和是衡量电能质量的两个基本参数。额定频率为Hz通称为工频。 4、档距又称，弧垂又称。 5、尖峰电流是指持续时间的短时最大负荷电流。 6、工厂电力线路有、、等基本接线方式。 7、电杆按其在架空线路中的功能和地位分，有、、、跨越杆、分支杆等形式。 二、单项选择题 1．工厂供电系统对第一类负荷供电的要求是（） A．要有两个电源供电。B．必须有两个独立电源供电。 C．必须要有一台备用发电机供电。D．必须要有两台变压器供电。 2．某工厂一台10KV,500KW备用发电机组,该发电机的额定电压是（） A．10KV B．9.5KV C．11KV D．10.5KV 3．大容量大面积10KV供电系统其变压器中性点应（）。 A．直接接地B．对地绝缘C．经消弧线圈接地D．经高电阻接地4．中性点不接地系统，当一相故障接地时，规定可以继续运行（）小时。 A．0.5小时B．1小时C．2小时D．4小时。 5．中性点不接地系统，当一相故障直接接地，另外两相对地电压为原有电压的（）倍。A．1倍B．√2 倍C．√3 倍D．2倍 6．380/220V系统的三相四线制，中线截面为相线的（） A．0.5倍B．1倍C．2倍D．3倍. 7．电能生产、输送、分配及使用过程在（）进行的。 A．不同时间B．同一时间C．同一瞬间D．以上都不对8．变压器短路损耗试验副边电流应该为额定值的（）。 A．1倍B．0.85倍C．0.5倍D．0.25倍左右9．SF6断路器的灭弧能力是一般空气断路器的灭弧能力的（）倍。 A．10 B．20 C．50 D．100 10．真空断路器适合于（）。 A．频繁操作，开断容性电流；B．频繁操作，开断感性电流；C．频繁操作，开断电机负载；D．变压器的开断。 11．户外高压跌落式熔断器的代号是（）。 A．RW B．RN C．RM D．RT 12．变电所通常采用（）对直击雷进行保护。 A．避雷针B．管型避雷器C．伐型避雷器D．消雷器 13．对架空线路自动重合闸次数不得超过（）次。 A．1 B．2 C．3 D．4 14．变压器的避雷装置应该装设（）。 A．管型避雷器B．阀型避雷器C．氧化锌避雷器D．消雷器15．容量在10000KVA以上的变压器必须装设（）。 A．瓦斯保护B．纵差保护C．速断保护D．过流保护。
史上最全《工厂供电》试题、考试题、习题库及参考答案 习题一、填空： 1、负荷中心一般有变电所或配电所，电压的升高或降低是通过（变压器）来完 成。 2、将发电厂的电能送到负荷中心的线路叫（输电）线路。 3、将负荷中心的电能送到各用户的电力线路叫（配电）线路。 4、在电力系统的内部，应尽可能的简化（电压）等级，减少（变电）层次，以 节约投资与降低运行费用。 5、决定供电质量的主要指标有（电压、频率、波形、供电连续性）。 6、负荷曲线是一种反应（电力负荷随时间变化情况）的曲线。 7、在近似计算中有时要用到线路平均额定电压，它是线路两端变压器两端电压 的（代数平均值）。 8、计算负荷是按（发热条件）选择电气设备的假定负荷。 9、工厂供电系统对第一类负荷要求必需有（两个以上的独立电源供电）。 10、环形供电系统在结构上一般采用（双电源手拉手的环形结构）。 11、供电部门征收电费将用户的（功率因数）做为一项重要的经济指标。 12、提高自然功率因数的方法就是采用降低备用电设备所需的（无功功率）以改 善其功率因数的措施。 13、一个地区的供电电压主要决定于地区（原有电源电压等级），通常工厂总降变 电所的供电压等级为35-110千伏。 14、工厂的低压配电电压主要依据（工厂用电设备的性质）来决定。 15、决定总降压变电所和车间变电所通用的原则，其中（靠近负荷中心）是最基 本原则。
16、确定负荷中心可以用（直观的负荷指示图）来粗略的制定，也可以用类似于 力学的重心的方法。 17、主电路图中的主要电气设备应采用（国家规定的图文符号）来表示。 18、单母线分段方式适用于（一、二级负荷）比重较大，供电可靠性要求较高的 车间变电所。 19、连接计费用电度表的互感器准确度应为（0.5级），且规定不与保护、测量等 回路共用。 20、在变压系统中不同准确度的电流互感器其二次侧一般不将（测量和保护）混用。 30、在电源进线的专用计量柜上，必需装设计算电费用的三相（有功和无功）电度表。 31、高压配电网和低压配电网的接线方式有三种（放射式、树干式和环形）。 32、工厂低压配电系统接线方式有（放射式、树干式、混和式和环形）等方式。 33、工业企业的户外配电网结构最常见的便是（架空线和电缆）。 34、电缆沟敷线深度不得小于（0.7）m。 35、车间线路的室内配线线路多采用（绝缘导线），但配电干线多采用（祼导线）。 36、为提高供电可靠性和利用性（环网供电）被证明特别适合城市住宅小区或生 产区的供电。 37、对于环网供电单元来说利用（负荷开关+限流熔断器）保护效果更好。 38、变压器的铁芯有两种基本结构芯式和壳式，铁芯本身由（铁芯柱和铁轭） 两部分组成。 39、变压器温度升高是以环境温度为+40度做为参考，我国规定绕组的温升限值 为（65）度。 40、将两台变压器或多台变压器的一次侧及二次侧（同极性的端子之间）通过一
第一章 1、工厂供电对工业生产有何重要作用?对工厂供电工作有哪些基本要求? 基本要求： 1、安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 2、可靠：应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。 3、优质：应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。 4、经济：供电系统的投资少，运行费用低，并尽可能地减少有色金属消耗量。 2、工厂供电系统包括哪些范围?变电所和配电所的任务有什么不同?什么情况下可采用高压深入负荷中心的直配方式? 工厂供电系统是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的电路系统,包括工厂内的变配电所和所有的高低压供电线路。配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。高压深入负荷中心的直配方式，可以省去一级中间变压，简化了供电系统接线，节约投资和有色金属，降低了电能损耗和电压损耗，提高了供电质量。然而这要根据厂区的环境条件是否满足 35kV 架空线路深入负荷中心的“安全走廊”要求而定，否则不宜采用。 3、什么叫电力系统、电力网和动力系统?建立大型电力系统有哪些好处? 电力系统：由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电力网或电网。动力系统：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，就称为动力系统。建立大型电力系统或联合电网，可以更经济合理地利用动力资源，减少燃料运输费用，减少电能消耗，降低发电成本，保证供电质量（即电压和频率合乎规范要求），并大大提高供电可靠性。 4、我国规定的“工频”是多少?对其频率偏差有何要求? 工频：一般交流电力设备的额定频率为 50HZ。规定：频率偏差正负电压偏差正负 5% 电压偏差是指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。 5、三相交流电力系统的电源中性点有哪些运行方式?中性点非直接接地系统与中性点直接接地系统在发生单相接地故障时各有什么特点? 中性点运行方式：中性点不接地系统、中性点经阻抗接地系统、中性点直接接地系统。中性点非直接接地系统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的根号 3 倍。单相接地电容电流为正常运行时相线对地电容电流的 3 倍。中性点经阻抗接地系统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的根号 3 倍，减小了接地电流。在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。中性点直接接地系统单相接地时，另两相对地电压不变，变成单相接地短路。 6、低压配电系统中的中性线(N 线)、保护线(PE 线)和保护中性线(PEN 线)各有哪些功能? TN—C 系统、 TN—S 系统、TN-C-S 系统、TT 系统和 IT 系统各有哪些特点，各适于哪些场合应用? 中性线(N 线)的功能：一是用来接用额定电压为系统相电压的单相用电设备；二电是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位偏移。保护线(PE 线)的功能：它是用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分(指正常不带电压但故障情况下可能带电压的易被触及的导电部分，例如设备的金属外壳、金属构架等)通过保护线接地。保护中性线(PEN 线)的功能：它兼有中性线(N 线)和保护线(PE 线)的功能。这种保护中性线在我国通称为“零线”，俗称“地线”。 TN —C 系统：其中的 N 线与 PE 线全部合为一根 PEN 线。PEN 线中可有电流通过，因此对某
《工厂供电》 第三版 刘介才主编 课后习题解答 2014 年8 月 第一章习题解答 1-1 试确定图1-25所示供电系统中的变压器T1和线路WL1 WL2的额定电压?
解：1.变压器T1的一次侧额定电压：应与发电机G的额定电压相同，即为10.5 kV。变 压器T 1的二次侧额定电压应比线路WL 1末端变压器T 2的一次额定电压高10%,即为242 kV。因此变压器T 1的额定电压应为10.5 /242 k V。 2.线路WL 1的额定电压：应与变压器T 2的一次额定电压相同，即为220k V。 3.线路WL 2的额定电压：应为35 k V,因为变压器T 2二次侧额定电压为38.5 k V,正好比35k V高10%。 解：1.发电机G的额定电压应比6k V线路额定电压高5%,因此发电机G的额定电压应为 6.3 k V。 2.变压器T 1的额定电压：一次额定电压应与发电机G的额定电压相同，因此其一次额 定电压应为6 k V oT 1的二次额定电压应比220/380V线路额定电压高10%，因此其二次额定电压应为0.4 k V。因此变压器T 1的额定电压应为6/0.4 k V。 3.变压器T 2的额定电压：其一次额定电压应与发电机的额定电压相同，即其一次额定 电压应为6.3 k V oT 2的二次额定电压应比110 k V电网电压高10%，即其二次额定电压应为121 k V。因此变压器T 2的额定电压应为 6.3 /121 k V。 4.变压器T 3的额定电压：其一次额定电压应与 110k V线路的额定电压相同，即其一次额 定电压应为110 k V oT 3的二次额定电压应比10k V电压高10%，即其二次额定电压应为11k V。因此变压器T 3的额定电压应为110/ 11k V。 1-3某厂有若干车间变电所，互有低压联络线相连。其中某一车间变电所装有一台无载调 压型配电变压器，其高压绕组有+5%、0、一5%三个电压分接头，现调在主接头“ 0”的位置（即U1 N）运行。但是白天生产时，低压母线电压只有360V （额定电压为380V）,而
第一章 一、填空题 1、工厂供电的基本要求：、、、。 2、发电厂按其所利用的能源不同，主要分为、和发电。 3、电力系统的中性点运行方式：、、。 4、低压配电系统的接地型式有、和。 5、工厂自备电源有；。 6、衡量电能质量的基本参数：、 7、电压偏差：电气设备的与之差 二、选择题，每题3分，共15分。 1、具有总降压变电所的工厂供电系统的进线电压，厂区高压配电电压以及车间1000V以下 的电压等级分别为（） A、35~220KV，6~10KV，220/380 V B、10~35KV，3~6KV，220/380V C、35~220KV，3~6KV，380/660 V D、110~220KV，10~35KV，220/380V 2、电力变压器二次侧的额定电压比电网电压高（） A、2.5% B、5% C、10% D、5% 或10% 3、发电机的额定电压一般高于同级电网电压（） A、2.5% B、5% C、10% D、5% 或10% 4、中性点不接地系统发生单相接地故障后，故障相电压为----------------，非故障相 电压为---------------------------，系统线电压----------------------------，故障相接地电 容电流为正常时的------------------------倍（）。 A、0，原来的倍，变为相电压，2倍 B、0，不变，变为相电压，倍 C、0，不变，不变，3倍 D、0，原来的倍，不变，3倍 5、在电力系统中通常衡量电能质量的两个基本参数是（ A ） A．电压和频率B．电压和电流 C．有功损耗与无功损耗D．平均负荷与可靠性 三、判断题： 1、工厂供电系统的基本要求是安全、可靠、优质、经济。（） 2、电网（线路）的额定电压是始端与末端电压的算术平均值。（） 四、综合题 1、电压调整的措施 2、电压波动的抑制措施： 3、中性线(N线)的功能： 4、保护线(PE线)的功能： 5、保护中性线(PEN线)的功能：
1-1 试确定图1-25所示供电系统中的变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压？ 图1-25 习题1-1的供电系统 解：1.变压器Ｔ１的一次侧额定电压：应与发电机Ｇ的额定电压相同，即为10.5ｋＶ。变压器Ｔ1的二次侧额定电压应比线路ＷＬ1末端变压器Ｔ2的一次额定电压高10％，即为242ｋＶ。因此变压器Ｔ1的额定电压应为10.5／242ｋV。 2.线路ＷＬ1的额定电压：应与变压器Ｔ2的一次额定电压相同，即为220ｋV。 3.线路ＷＬ2的额定电压：应为35ｋV，因为变压器Ｔ2二次侧额定电压为38.5ｋV，正好比35ｋV高10％。 1-2 试确定图1-26所示供电系统中的发电机和各变压器的额定电压？ 图1-26 习题1-2的供电系统 解：1.发电机Ｇ的额定电压应比6ｋV线路额定电压高５％，因此发电机Ｇ的额定电压应为6.3ｋV。 2.变压器Ｔ1的额定电压：一次额定电压应与发电机Ｇ的额定电压相同，因此其一次额定电压应为6ｋV。Ｔ1的二次额定电压应比220/380V线路额定电压高10％，因此其二次额定电压应为0.4ｋV。因此变压器Ｔ1的额定电压应为6／0.4ｋV。 3.变压器Ｔ2的额定电压：其一次额定电压应与发电机的额定电压相同，即其一次额定电压应为6.3ｋV。Ｔ2的二次额定电压应比110ｋV电网电压高10％，即其二次额定电压应为121ｋV。因此变压器Ｔ2的额定电压应为6.3／121ｋV。 4.变压器Ｔ3的额定电压：其一次额定电压应与110ｋV线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为110ｋV。Ｔ3的二次额定电压应比10kＶ电压高10％，即其二次额定电压应为11ｋV。因此变压器Ｔ3的额定电压应为110／11ｋV。
工厂供电 答案在后面显示 模拟试题 一、填空题15题 1、工厂供电的基本要求是_______，_______，_______，_______。 2、电能质量的基本指标是_______和_______，我国采用的工业频率是_______ HZ。 3、继电保护装置的基本要求是：______、_______ 、________ 、可靠性。 4、短路计算的常用方法有：、。 5、接地体就是。 接地线就是。 接地装置就是 6、低压线路的结线方式主要有，，。 7.电气装置的接地分为、和三种。 8、工厂电力线路的导线和电缆截面的选择必须满足下列条件：、 、、。 9、电流互感器的接线方式主要有、、 和。 10、电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响分为三级，分别 是：、和。 11、我国普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，主要是和。是国际上通用的确定计算负荷的方法，最为简便实用。的应用局限性较大，但在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，较之合理，且计算也较简便。 12、如果电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的，或电力系统容量超过用户供电系统容量倍时，可将电力系统视为无限大容量系统。 13、按规定，裸导线A、B、C三相涂漆的颜色分别对应为、、三色。 14.短路的形式有，，，。 15、三相交流电力系统中,作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式:一种是电源中性点，一种是中性点，再有一种是中性点。我国220/380V低压配电系统广泛采用中性点运行方式。 二、判断题：92题 1 （）电力系统由电厂、电网、用户三部分组成。
2 （）电力系统由发、变、输、配、用五部分组成。 3 （）电网的作用是将电能从发电厂输送、并分配到电能用户。 4 （）发电厂最重要的设备是发电机。 5 （）发电厂最重要的设备是变压器。 6 （）发电厂最重要的设备是断路器。 7 （）电网由电力线路、变配所组成。 8 （）电力线路的功能是输电。 9 （）变配所的功能是变电、配电。 10（）变压器是厂电系统中最重要的一次设备。 11（）变压器由铁心和绕组两部分组成。 12（）电能的质量指标有三个：频率、电压、可靠性。 13（）电网的额定电压，是指电力线路的额定电压。 14（）取首端和末端的平均电压作为线路的额定电压。 15（）负载的额定电压，与电力线路的额定电压相等。 16（）负载的额定电压，最高只到10千伏。 17（）城市电网改造中，广泛以电缆取代架空线路。 18（）当电源电压为35千伏以上时，工厂的高压配电电压一般应采用10千伏。 19（）工厂低压配电一般采用220/380V，其中线电压380V接三相动力设备及380V单相设备，而相电压220V接220V的照明灯具及其他220V的单相设备。 20（）电流互感器副边不必装设熔断器。 21（）电压互感器的原、副边都必须装设熔断器进行短路保护。 22（）互感器副边必须接地。 23（）高压电容器组宜接成中性点不接地的星形。 24（）限流熔断器不必考虑短路冲击电流的影响。 25（）高压断路器的功能之一是通断正常负荷电流。 26（）高压断路器的功能之一是接通和承受一定时间的短路电流。 27（）高压断路器的功能之一是切除短路故障。 28（）低压熔断器的功能主要是实现低配系统的短路保护。 29（）有一种有特殊功能的熔断器：自复式低压熔断器。 30（）一级负荷为中断供电将造成人身伤亡，或重大的政经损失者。 31（）二级负荷为中断供电将造成较大的政经损失者。 32（）三级负荷为不属于一级和二级负荷者。（是）低压电容器组应接成三角形。 33（）电容器组的接法是：高压宜星，低压宜角。 34（）熔断器的主要功能是对设备进行短路保护。 35（）有的熔断器具有过负荷保护功能。 36（）负荷曲线是负荷随时间变化的曲线。 37（）负荷曲线的纵坐标表示负荷。
第一章 习题 1-1 试确定图1-23所示供电系统中变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压。 解：T1：6.3/121kv ；WL1：110KV ；WL 2：35KV 。 1-2试确定图1-24所示供电系统中各发电机和各变压器的额定电压。 解：G ：10.5kV ；T1：10.5/38.5kV ；T2：35/6.6kV ；T3：10/0.4kV 。 第二章 习题 2-2 某机修车间,拥有冷加工机床52台，共200kw ；行车一台，共5.1kw(ε=15%)；通风机4台，共5kw ；点焊机3台，共10.5kw(ε=65%)。车间采用220/380v 三相四线制（TN-C ）配电。试确定该车间计算负荷P 30、Q 30、S 30和I 30。 解：① 对于冷加工机床，P e =200kW ，K d =0.2,cos φ=0.5,tan φ=1.73 P 30(1)=K d P e =0.2×200kW=40kW Q 30(1)=P 30tan φ=40×1.73kvar=69.2kvar ②对于行车组,P e =P N 25 εεN =5.1% 25% 15=3.95Kw,K d =0.15, cos φ=0.5, tan φ=1.73 P 30(2)= K d P e =0.15×3.95kW=0.59 kW Q 30(2)= P 30tan φ=0.59×1.73=1.02kvar ③对于通风机组, P e = P N =5 kW, K d =0.8, cos φ=0.8, tan φ=0.75 P 30(3)= K d P e =0.8×5Kw=4kW Q 30(3)= P 30tan φ=4×0.75kvar=3kvar ④对于点焊机组, P e = P N 100 N εε=10.5×% 100% 65=8.47 kW ，K d =0.35, cos φ=0.6, tan φ=1.33 P 30(4)= K d P e =0.35×8.47 kW=2.96kW Q 30(4)= P 30tan φ=3.94 kvar=3.94 kvar 取需要系数 K ∑p =0.9,K ∑q =0.95 总的有功计算负荷为：P 30=（P 30(1)+P30(2)+P 30(3)+P 30(4)）×K ∑p =（40+0.59+4+2.96）×0.9 =42.8（kW ） 总的无功计算负荷为：Q 30=（Q 30(1)+Q 30(2)+Q 30(3)+Q 30(4)）×K ∑q =（69.2+1.02+3+3.94）×0.95 =77.3（kvar ） 视在计算负荷为：S 30=2 2 3030Q P + =2 23.778.42+ =84.9 视在电流为：I 30=S 30/3U N =84.9/(1.732×0.38)=129 2-3 有一380v 三相线路，供电给35台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW ，其中较大容量的电动机有7.5kW ，4kW3台，3kW12台。试分别用需要系数法和二项式法确定其计算负荷P 30、Q 30、S30和I 30。
1-1试确定图 1-25 所示供电系统中的变压器 T1 和线路 WL1、WL2 的额定电压？ 图 1-25 习题 1-1 的供电系统 解：1.变压器Ｔ１的一次侧额定电压：应与发电机Ｇ的额定电压相同，即为 10.5ｋＶ。变压器Ｔ1 的二次侧额定电压应比线路ＷＬ1 末端变压器Ｔ2 的一次额定电压高 10％，即为 242ｋＶ。因此变压器Ｔ1 的额定电压应为 10.5／242ｋV。 2.线路ＷＬ1 的额定电压：应与变压器Ｔ2 的一次额定电压相同，即为 220ｋV。 3.线路ＷＬ2 的额定电压：应为 35ｋV，因为变压器Ｔ2 二次侧额定电压为 38.5ｋV，正好比 35ｋV 高10 ％。 1-2试确定图 1-26 所示供电系统中的发电机和各变压器的额定电压？ 图 1-26 习题 1-2 的供电系统 解：1.发电机Ｇ的额定电压应比 6ｋV 线路额定电压高５％，因此发电机Ｇ的额定电压应为 6.3ｋV。 2.变压器Ｔ1 的额定电压：一次额定电压应与发电机Ｇ的额定电压相同，因此其一次额定电压应为6ｋV。Ｔ1 的二次额定电压应比 220/380V 线路额定电压高 10％，因此其二次额定电压应为 0.4ｋV。因此变压器Ｔ1 的额定电压应为 6／0.4ｋV。 3.变压器Ｔ2 的额定电压：其一次额定电压应与发电机的额定电压相同，即其一次额定电压应为6.3ｋV。Ｔ2 的二次额定电压应比 110ｋV 电网电压高 10％，即其二次额定电压应为 121ｋV。因此变压器Ｔ2 的额定电压应为 6.3／121ｋV。 4.变压器Ｔ3 的额定电压：其一次额定电压应与 110ｋV 线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为 110ｋ V。Ｔ3 的二次额定电压应比 10kＶ电压高 10％，即其二次额定电压应为 11ｋV。因此变压器Ｔ3 的额定电压应 为 110／11ｋV。
工厂供电期末考试题库试题 一、判断题： 1、一级负荷一般由两个回路供电，两个回路应尽量引自不同的变压器或两段母线（） 2、在输送功率和距离一定时，选用电压越高，电压和电能的损失就越小，电压质量容易保证。（） 3、用电设备的额定电压就是供电线路的额定电压。（） 4、用户从一个方向得到电能的电网是闭式电网（） 5、电压和频率过高或过低都会影响电力系统的稳定性（） 6、目前在35-60kv的高压电网中多采用中性点经消弧线圈接地方式。（） 7、当把三项绕组做成星形联结时，三相绕组的末端形成一个公共点，这个点对地电位为零。该点称电源的中性点。（） 8、电网是由不同等级线路和输配电设备组成的。（） 9、我国电力系统的额定频率是50赫兹（） 10、家庭用电属于二级负荷( ) 11、工厂供电，是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。（） 12、目前我国110KV及其以上的电网均采用中性点不接地方式（） 13、电力系统调度规章规定，单相接地运行时间一般不能超过5个小时（）14、工厂供电系统由工厂总降压变电所、高压配电线路、车间变配电所、低压配电线路及用电设备组成。（） 15、供电系统中降压变电所的作用是接受电能、变换电压和分配电能，而配电所的作用是接受电能和分配电能。（） 16、电网的频率降低，只影响电动机的功率，而转速不变。（） 17、中性点不接地系统当发生单相接地时，因相间电压不变，故可以继续长时间运行。（） 18、工厂变配电所的位置应该尽量靠近负荷中心。（） 19、工厂变配电所的位置应该接近电源侧。（） 20、变电所中有配电变压器，而配电所中没有配电变压器。（） 21、工厂变配电所的大门最好朝西开。（） 22、工厂变配电所应当考虑节约占地面积和建筑费用。（） 23、变压器室的建筑属一级耐火等级建筑物，门窗材料应满足相应的防火要求。（） 24、为了使电杆稳固，有的电杆还安装有拉线或帮桩。（） 25、架空线路的导线一般采用铜导线。（） 26、钢芯铝绞线一般只用于避雷线和电杆拉线。（） 27、木杆具有重量轻、施工方便、绝缘性能好等优点，以前曾被广泛采用。（） 28、根据所处位置、承担任务及受力情况的不同，电杆结构型式也不相同。一般按它的作用可分为直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、分支杆和跨越杆等。（） 29、变压器只能改变电压的大小而不能改变电压的频率。（）
第一章 1-1 试确定图1-23所示供电系统中变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压。 图1-23 习题1-1的供电系统 解：如果变压器的二次侧接高压线路，则其二次侧电压高于线路电压10%，一次侧与发电 机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，于是： 因为2220/38.5T N U =kV 所以121220WL T N U U ==kV; ( )22238.5 35110% 1.1 T N WL U U = ==+ kV 同理：1110.5T N GN U U ==kV;()121110% 1.1220242T N WL U U =+=?= kV ， 110.5/242T N U = kV 。 1-2 试确定图1-24所示供电系统中发电机和各变压器的额定电压？ G T1 T2 T3 10KV 6KV 电网 220V/380V 电网 35KV 图1-24 习题1-2的供电系统 解：如果变压器的二次侧接低压线路，则其二次侧电压高于线路电压5%，二次侧接高压线 路，则其二次侧电压高于线路电压10%；一次侧与发电机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，发电机的额定电压高于线路额定电压的5%。则有： 发电机额定电压：()15%1010.5GN U =+?= kV ； 变压器T 1的额定电压：1110.5T N GN U U ==kV ；()12110%3538.5T N U =+?=kV ； 110.5/38.5T N U =kV ；
变压器T 2的额定电压：2135T N U =kV ；()2215%6 6.3T N U =+?=kV ； 235/6.3T N U =kV ； 变压器T 3的额定电压：3110T N U =kV ；()3215%3800.4T N U V =+?=kV ； 310/0.4T N U =kV ；
第一章概论 一、填空题 1、三相交流电力系统中,作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式：一种是电源中性点，一种是中性点，再有一种是中性点。我国220/380V低压配电系统广泛采用中性点运行方式。 答案：不接地，经消弧线圈接地，直接接地，直接接地 2、变电站的任务是。 答案：接受电能，变换电压，分配电能 3、电力系统是由、和组成。 答案：发电厂，变电所，电力用户 4、工厂供电是指。 答案：工厂所需电能的供应和分配 5、对工厂供电的基本要：。 答案：安全，可靠，优质，经济 6、配电所的任务是。 答案：接受电能、分配电能 7、和是衡量电能质量的两个基本参数。 答案：电压，频率 8、中性线（N线）的三大功能是、、。 答案：接用额定电压为系统相电压的单相用电设备，传导三相系统中的不平衡电流和单相电流，减小负荷中性点的电位偏移 9、保护线（PE线）的功能是。 答案：保障人身安全、防止触电事故用的接地线 10、保护中性线（PEN）兼有和的功能。 答案：中性线（N线）、保护线（PE线） 11、当不接地系统发生单相短路时，其它两相电压将，其对地电容电流。 答案：升高3倍，升高3倍 12、低压配电系统按保护接地形式分为，，。 答案：TN系统，TT系统，IT系统 13、发电机额定电压规定高于；当变压器直接与发电机相连时，其一次绕组额定电压应；当变压器连接在线路上时，其一次绕组额定电压应。 答案：线路电压±5%~±10%，与发电机额定电压相同，相线路额定电压相同 14、电力系统中性点即是和的中性点。 答案：发电机，变压器 15、 二、判断题 1、在TN-C方式供电系统中，干线上必须安装漏电保护器。（）答案：√ 2、变电所与配电所的区别是变电所多了变换电压的功能。（）答案：√
工厂供电习题答案 Ting Bao was revised on January 6, 20021
习题2-9 解：2台14KW （100%ε=）电焊机，接AB 相 100 2221428NAB N N P P P KW ε εε ε===?= 1台20KW （100%ε=）电焊机，接BC 相 1001002020100 NBC N P P KW ε εε=== 1台30KW （60%ε=）电焊机，接CA 相 10060 3023.24100 NCA N P P KW ε εε=== 等效相电压设备容量为：（查表2-6） NA AB A NAB CA A NCA P p P p P --=+ 1.028023.2428=?+?=KW q q NA AB A NAB CA A NCA Q P P --=+0.5828 1.1623.2443.2=?+?=Kvar NB BC B NBC AB B NAB P p P p P --=+ 1.02002820=?+?=KW NB BC B NBC AB B NAB Q q P q P --=+0.5820 1.162844.08=?+?=Kvar p p NC CA C NCA BC C NBC P P P --=+ 1.023.2402023.24=?+?=KW NC CA C NCA BC C NBC Q q P q P --=+0.5823.24 1.162036.68=?+?= Kvar 电热干燥箱 查表得x1k 0.40.6=取 电焊机 x2k 0.35= A 相负荷：30x1x2k k A NA NA P P P =+’0.5200.352819.8=?+?=KW 30A Q =+= 130x1x2k k B NB NB P P P =+0.5300.352022=?+?=KW 30B Q =+= Kvar 30C P 0.5200.3523.2418.134=?+?=KW
第三章短路电流计算 二、判断题 1、单相短路电流只用于单相短路保护整定及单相短路热稳定度的校验。（）答案：√ 2、短路电流的周期分量就是短路稳态电流。（）答案：√ 3、短路次暂态电流I’’是一个瞬时值（）答案：? 4、当发生三相短路时电力系统变电所馈电母线上的电压基本保护不变。（）答案：√ 5、 三、选择题 1、当发生三相短路时，导体中所承受的电动力。 A）两边相最大B）中间相最大C）三相均匀D）不能确定 答案：B 2、主要用于选择电气设备和导体的短路稳定度校验的短路电流是。 A）三相短路电流B）两相短路电流C）单相短路电流D）不能确定 答案：A 3、主要用于相间保护的灵敏度校验的短路电流是。 A）三相短路电流B）两相短路电流C）单相短路电流D）不能确定 答案：B 4、下列哪一个电力系统不能视为无限大容量系统？ A）电力系统的电源总阻抗不超过短路总阻抗的5~10% B）电力系统的电源总阻抗不超过短路总阻抗的10% C）电力系统容量低于供电系统容量50倍时 D）电力系统容量超过供电系统容量50倍时 答案：C 5、下列哪一个设备的阻抗在短路计算时不会考虑的？ A）电力系统B）电力设备C）电力输送线D）开关设备 答案：D 四、名词解释 1、短路 答：短路就是指不同的电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。 2、无限大容量电力系统 答：无限大容量的电力系统，是指供电容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统。 3、短路冲击电流ish 答：短路后经半个周期，ik达到最大植，此时的短路全电流即短路周期电流。 4、短路次暂态电流I" 答：短路次暂态电流有效值，即短路后第一个周期的短路电流周期分量ip的有效值。 5、短路稳态电流I∞ 答：短路稳态电流I∞是短路电流非周期分量衰减完毕以后的短路全电流。 6、短路电流的电动力效应 答：短路电流的电动力效应是当电路短路时，短路冲击电流流过导体瞬间，导线间相互电磁作用产生的力。
1-1 试确定图1-23所示供电系统中变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压。 图1-23 习题1-1的供电系统 解：如果变压器的二次侧接高压线路，则其二次侧电压高于线路电压10%，一次侧与发电 机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，于是： 因为2220/38.5T N U =kV 所以121220WL T N U U ==kV; ()22238.5 35110% 1.1 T N WL U U = ==+ kV 同理：1110.5T N GN U U ==kV;()121110% 1.1220242T N WL U U =+=?= kV ， 110.5/242T N U = kV 。 1-2 试确定图1-24所示供电系统中发电机和各变压器的额定电压？ 6KV 电网 电网 图1-24 习题1-2的供电系统 解：如果变压器的二次侧接低压线路，则其二次侧电压高于线路电压5%，二次侧接高压线 路，则其二次侧电压高于线路电压10%；一次侧与发电机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，发电机的额定电压高于线路额定电压的5%。则有： 发电机额定电压：()15%1010.5GN U =+?= kV ； 变压器T 1的额定电压：1110.5T N GN U U ==kV ；()12110%3538.5T N U =+?=kV ； 110.5/38.5T N U =kV ； 变压器T 2的额定电压：2135T N U =kV ；()2215%6 6.3T N U =+?=kV ； 235/6.3T N U =kV ； 变压器T 3的额定电压：3110T N U =kV ；()3215%3800.4T N U V =+?=kV ； 310/0.4T N U =kV ；