【正文】 . . . .《供配電技術(shù)》習(xí)題解答1．何謂動力系統(tǒng)？何謂電力系統(tǒng)？電力網(wǎng)？答：由電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動力部分及其熱能系統(tǒng)和熱能用戶組成的電能與熱能的整體稱作動力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)是動力系統(tǒng)的一部分，由一個發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)及配電裝置、變電站、輸配電線路及用戶的用電設(shè)備組成。電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)的一部分，由各類變電站和各種不同電壓等級的線路連接起來組成的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，其作用是輸送和分配電能。2．某發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)總發(fā)電量可高達(dá)3kMW。問：？答：發(fā)電廠發(fā)出的交流電不能直接儲存，決定了電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用必須同時進(jìn)行，而且要保持動態(tài)平衡。因此，這個發(fā)電廠的總發(fā)電量雖然可高達(dá)3kMW，所以，它實際發(fā)出的電量并不等于它的最高發(fā)電量，扣除廠用電和網(wǎng)損之后，它的實際發(fā)電量與用戶消耗的有功功率完全相等。因此，也沒有余下的電能。3．電力系統(tǒng)為什么要求“無功功率平衡”？如果不平衡，會出現(xiàn)什么情況？答：發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電力電容器及高壓輸電線路的充電電容都是產(chǎn)生無功功率的“容性裝置”，而實際生產(chǎn)中廣泛使用的異步電動機(jī)、電抗器、輸電線路的電抗等都是需要大量無功功率的“感性裝置”。當(dāng)發(fā)電廠供給線路的無功功率過剩時就會造成線路電壓和升高；無功功率不足時又會造成線路電壓降低。因此，電力系統(tǒng)要求“無功功率平衡”。如果無功功率不平衡，則電網(wǎng)供出的電壓波動就會很大，無論電壓過高還是過低，都會對電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)自身的安全產(chǎn)生很大的危害。無功嚴(yán)重不足時還能造成“電壓崩潰”使局部電網(wǎng)瓦解。 問題與思考1．一次能源包括哪些？說說電能是一次能源嗎？答：一次能源包括煤炭、石油及其產(chǎn)品；天然氣等燃燒釋放的熱能；水由于落差產(chǎn)生的動能；核裂變釋放的原子能；風(fēng)的動能、太陽能、地?zé)崮?、潮汐能等。電能不是一次能源，電能是由一次能源轉(zhuǎn)化而得的二次能源。2．樞紐變電所和一般變電所有哪些區(qū)別？答：樞紐變電所的一次電壓通常為330kV和500kV，二次電壓為220kV或110kV。而一般變電所的一次電壓大多是110kV，二次電壓為10kV或以下等級。3．熱電廠和凝汽式電廠有什么不同？這類火力發(fā)電廠通常建在哪些地方？答：凝汽式電廠和熱電廠都屬于火電廠。多數(shù)凝汽式電廠一般建在煤礦、煤炭基地附近，或建在鐵路交通便利的地方，這類火電廠發(fā)出來的電能，通過高壓輸電線路送到負(fù)荷中心，僅向用戶供出電能。熱電廠則不僅向用戶供電，同時還向用戶供蒸汽或熱水。由于供熱距離不宜太遠(yuǎn)，所以熱電廠多建在城市和用戶附近。 問題與思考1．中性點不接地系統(tǒng)若發(fā)生單相接地故障時，其故障相對地電壓等于多少？此時接地點的短路電流是正常運行的單相對地電容電流的多少倍？答：中性點不接地系統(tǒng)若發(fā)生單相接地故障時，線電壓不變而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的倍，即升至為線電壓數(shù)值，此時接地點的短路電流是正常運行的單相對地電容電流的3倍。2．電力系統(tǒng)中性點接地方式有哪幾種？采用中性點不接地系統(tǒng)有何優(yōu)缺點？答：在電力系統(tǒng)中，中性點工作接地方式有：中性點直接接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和中性點不接地三種。其中中性點不接地方式一直是我國配電網(wǎng)采用最多的一種方式。該接地方式在運行中如發(fā)生單相接地故障，其流過故障點的電流僅為電網(wǎng)對地的電容電流，當(dāng)35kV、10kV電網(wǎng)限制在10A以下時，若是接地電流很小的瞬間，故障一般能自動消除，此時雖然非故障相對地電壓升高，但系統(tǒng)還是對稱的，故在電壓互感器發(fā)熱條件許可的情況下，允許帶故障連續(xù)供電2小時，為排除故障贏得了時間，相對提高了供電的可靠性，這也是中性點不接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點，其次，中性點不接地系統(tǒng)不需要任何附加設(shè)備，投資小，只要裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置，以便發(fā)現(xiàn)單相接地故障后能迅速處理，避免單相故障長期存在而發(fā)展為相間短路或多點接地事故。在這種系統(tǒng)中，電氣設(shè)備和線路的對地絕緣應(yīng)按能承受線電壓考慮設(shè)計，而且應(yīng)裝交流絕緣監(jiān)察裝置。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，可立即發(fā)出信號通知值班人員。 問題與思考1．衡量電能質(zhì)量的兩個重要指標(biāo)是什么？答：電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的兩個重要指標(biāo)。2．用戶電能的頻率是通過什么環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整的？在供配電系統(tǒng)中頻率可調(diào)嗎？答：用戶電能的頻率調(diào)整主要依靠發(fā)電廠調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)的。在供配電系統(tǒng)中頻率是不可調(diào)的，只能通過提高電壓的質(zhì)量來提高供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。3．何謂電壓波動與閃變？電壓正弦波畸變是什么原因造成的？答：電壓在某一段時間內(nèi)急劇變化而偏離額定值的現(xiàn)象，稱為電壓波動。周期性電壓急劇變化引起電源光通量急劇波動而造成人的視覺感官不舒適的現(xiàn)象，稱為閃變。電壓波形畸變是由于電力系統(tǒng)中存在大量的非線性供用電設(shè)備，使得電壓波形偏離正弦波而造成的。 問題與思考1．供配電電壓的選擇主要取決于什么？答：供配電電壓的選擇主要取決于用電負(fù)荷的大小和供電距離的長短。因為，在輸送功率一定的情況下，若提高供電電壓，就能減少電能損耗，提高用戶端電壓質(zhì)量；另一方面，電壓等級越高，對設(shè)備的絕緣性能要求隨之增高，投資費用相應(yīng)增加。2．我國工礦企業(yè)用戶的供配電電壓通常有哪些等級？答：我國工礦企業(yè)用戶的供配電電壓有高壓和低壓兩種，高壓供電通常指6～10kV及以上的電壓等級。中、小型企業(yè)通常采用6～10kV的電壓等級，當(dāng)6kV用電設(shè)備的總?cè)萘枯^大，選用6kV就比較經(jīng)濟(jì)合理；對大型工廠，宜采用35～110kV電壓等級，以節(jié)約電能和投資。低壓供配電是指采用1kV及以下的電壓等級。大多數(shù)低壓用戶采用380/220V的電壓等級，在某些特殊場合，例如礦井下，因用電負(fù)荷往往離變配電所較遠(yuǎn)，為保證遠(yuǎn)端負(fù)荷的電壓水平，要采用660V電壓等級。3．為什么提倡提高低壓供配電的電壓等級？答：提倡提高低壓供配電的電壓等級，目的是為了減少線路的電壓損耗，保證遠(yuǎn)端負(fù)荷的電壓水平，減小導(dǎo)線截面積和線路投資，增大供配電半徑，減少變配電點，簡化供配電系統(tǒng)。同時也是節(jié)電的一項有效措施，在世界上已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。 問題與思考1．對供配電系統(tǒng)的基本要求有哪些？答：用戶對供配電系統(tǒng)的基本要求是經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性。2．供配電系統(tǒng)的負(fù)荷如何劃分的？答：供配電系統(tǒng)的負(fù)荷，按其對供電可靠性的要求，通常分為三級。其中一級負(fù)荷：若對此負(fù)荷停電，將會造成人的生命危險及設(shè)備損壞，打亂復(fù)雜的生產(chǎn)過程，造成重大設(shè)備損壞且難以修復(fù)，或給國民經(jīng)濟(jì)帶來極大損失。二級負(fù)荷：若對此種負(fù)荷停電，將會造成工廠生產(chǎn)機(jī)器部分停止運轉(zhuǎn)，或生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復(fù)，致使產(chǎn)品大量減產(chǎn)，工廠內(nèi)部交通停頓，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，或使城市居民的正常生活受到影響。三級負(fù)荷：所有不屬于一、二級負(fù)荷的其他負(fù)荷均屬于三級負(fù)荷。3．對供配電系統(tǒng)的布置有哪些方面的要求？答：對供配電系統(tǒng)的布置要求包括：①便于運行維護(hù)和檢修：值班室一般應(yīng)盡量靠近高低壓配電室，特別是靠近高壓配電室，且有直通門或與走廊相通。②運行要安全：變壓器室的大門應(yīng)向外開并避開露天倉庫，以利于在緊急情況下人員出入和處理事故。門最好朝北開，不要朝西開，以防“西曬”。③進(jìn)出線方便：如果是架空線進(jìn)線，則高壓配電室宜位于進(jìn)線側(cè)。戶內(nèi)供配電的變壓器一般宜靠近低壓配電室。④節(jié)約占地面積和建筑費用：當(dāng)供配電場所有低壓配電室時，值班室可與其合并。但這時低壓電屏的正面或側(cè)面離墻不得小于3m。⑤高壓電力電容器組應(yīng)裝設(shè)在單獨的高壓電容器室內(nèi)，該室一般臨近高壓配電室，兩室之間砌防火墻。低壓電力電容器柜裝在低壓配電室內(nèi)。⑥留有發(fā)展余地，且不妨礙車間和工廠的發(fā)展。在確定供配電場所的總體布置方案時應(yīng)因地制宜，合理設(shè)計，通過幾個方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，力求獲得最優(yōu)方案。4．什么叫電氣間距？試根據(jù)表12和表13分別計算并驗證10KV戶外、戶內(nèi)B1和C值的正確性。答：為保證供配電系統(tǒng)運行中電氣設(shè)備及人員的安全和檢修維護(hù)工作及搬運的方便，供配電裝置中的帶電導(dǎo)體的相間、導(dǎo)體相對地面之間都應(yīng)有一定的距離，以保證設(shè)備運行或過電壓時空氣絕緣不會被擊穿，這個距離稱為電氣間距。10KV戶外：B1=A1+750=200+750=950mm C=A1+2300＋200=200+2300＋200=2700mm正確。10KV戶內(nèi)：B1=A1+750=125+750=875mm C=A1+2300=125+2300=2425mm正確。 問題與思考1．電力變壓器主要由哪幾部分組成？變壓器在供配電技術(shù)中起什么用途？ 答：電力變壓器主要由鐵心、線圈、油箱、儲油柜以及絕緣套管、分接開關(guān)和氣體繼電器等組成。在電力系統(tǒng)中，變壓器占有極其重要的地位。在供配電技術(shù)中的主要用途表現(xiàn)在以下兩點：電能供出電能時，利用變壓器升高發(fā)電機(jī)的出口電壓，以減少線路中的能量損耗和提高電能利用率；向用戶分配電能時，又可利用變壓器把電壓降低，以滿足用戶的需要和提高用電的安全性。2．變壓器并聯(lián)運行的條件有哪些？其中哪一條應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行？答：變壓器并聯(lián)運行的條件：①并聯(lián)各變壓器的聯(lián)結(jié)組別標(biāo)號相同；②并聯(lián)各變壓器的變比相同（允許有177。%的差值）；③并聯(lián)各變壓器的短路電壓相等（允許有177。10%的差值）。其中第①條必須嚴(yán)格執(zhí)行，即聯(lián)結(jié)組別標(biāo)號不同的變壓器絕不能并聯(lián)運行。3．單臺變壓器容量確定的主要依據(jù)什么？若裝有兩臺主變壓器，容量又應(yīng)如何確定？答：單臺變壓器的額定容量SN應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計算負(fù)荷Se，留有裕量，并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運行，即按照SN＝（～）Se；通常車間變電所中，單臺變壓器容量不宜超過1000kVA，對裝設(shè)在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于630kVA。若裝有兩臺主變壓器，每臺主變壓器的額定容量SN應(yīng)同時滿足以下兩個條件：①當(dāng)任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足總計算負(fù)荷的60%～70%的要求，即SN≥（～）Se；②任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)能滿足全部一、二級負(fù)荷總?cè)萘康男枨?，即SN≥SⅠe + SⅡe。 問題與思考1．高壓熔斷器在電網(wǎng)線路中起何保護(hù)作用？答：高壓熔斷器是用來防止高壓電氣設(shè)備發(fā)生短路和長期過載的保護(hù)元件，是一種結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用最廣泛的保護(hù)電器。2．高壓隔離開關(guān)在電力線路中起何作用？高壓負(fù)荷開關(guān)與高壓隔離開關(guān)有何不同？答：高壓隔離開關(guān)主要用于隔斷高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。高壓負(fù)荷開關(guān)則主要用于10kV配電系統(tǒng)接通和分?jǐn)嗾５呢?fù)荷電流。3．高壓開關(guān)電器中熄滅電弧的基本方法有哪些？答：高壓開關(guān)電器中熄滅電弧的基本方法有磁吹法、油吹法、真空滅弧法和六氟化硫滅弧法。4．目前我國經(jīng)常使用的高壓斷路器根據(jù)滅弧介質(zhì)的不同分有哪些類型？其中高壓真空斷路器和六氟化硫斷路器具有哪些特點？答：目前我國經(jīng)常使用的高壓斷路器根據(jù)滅弧介質(zhì)不同，可分為油斷路器、壓縮空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器和磁吹斷路器等。其中高壓真空斷路器具有體積小、重量輕、滅弧工藝及材料要求高且不需要檢修滅弧器，維護(hù)簡單等特點，適用于要求頻繁操作的場合。六氟化硫斷路器則是利用SF6氣體做滅弧和絕緣介質(zhì)，其特點是分?jǐn)嗄芰?qiáng)、噪聲小，無火災(zāi)危險，適用于頻繁操作。5．電壓互感器和電流互感器在高壓電網(wǎng)線路中的作用各是什么？在使用時它們各應(yīng)注意哪些事項？答：電壓互感器和電流互感器作為供配電技術(shù)中一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)元件，其中電壓互感器用來把一次系統(tǒng)中的高電壓轉(zhuǎn)換成二次系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)量程100V的低電壓值；電流互感器把一次系統(tǒng)中的大電流轉(zhuǎn)換成二次系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)量程5A的小電流，使二次電路正確反映一次系統(tǒng)的正常運行和故障情況。在使用中電壓互感器的二次側(cè)需可靠接地，并且不允許短路；電流互感器的二次側(cè)需可靠接地，且不允許開路。 問題與思考1．PGL低壓配電屏適用哪些場合使用？答：PGL型低壓配電屏一般作為發(fā)電廠、變電站、工礦企業(yè)的動力配電及照明供電設(shè)備上使用，同時也適用于交流50Hz、額定工作電壓不超過380V，額定工作電流1600A及以下的低壓配電系統(tǒng)中。2．試述高壓開關(guān)柜在電氣和機(jī)械聯(lián)鎖上采取的“五防”內(nèi)容。答：高壓開關(guān)柜在電氣和機(jī)械聯(lián)鎖上采取的“五防”內(nèi)容有：①防止誤合