【正文】 第一章 11 什么是電力系統(tǒng)？建立聯(lián)合電力系統(tǒng)有哪些好處？ 答： 電力系統(tǒng)是 由發(fā)電廠、變電所、輸配電線路和電力用戶組成的整體。建立聯(lián)合電力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：可以減少系統(tǒng)的總裝機(jī)容量；可以減少系統(tǒng)的備用容量；可以提高供電的可靠性；可以安裝大容量的機(jī)組；可以合理利用動力資源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 12 電能生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是什么？對電力系統(tǒng)有哪些要求？ 答：電能生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是： 電能不能大量存儲 ； 過渡過程十分短暫 ； 與國民經(jīng)濟(jì)各部門和人民日常生活的關(guān)系極為密切 。 對電力系統(tǒng)的基本要求是： 保證供電的可靠性 ； 保證良 好的電能質(zhì)量 ； 為用戶提供充足的電能 ； 提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 。 13 我國規(guī)定的三相交流電網(wǎng)額定壓等級有哪些？用電設(shè)備、發(fā)電機(jī)、變壓器的額定電壓與同級電網(wǎng)的額定電壓之間有什么關(guān)系？為什么？ 答：我國規(guī)定的三相交流電網(wǎng)額定壓等級 ，低壓有 、 ；高壓有 3 kV、 6 kV、 10 kV、 35 kV、 60 kV、 110 kV、220 kV、 330 kV、 500 kV 和 750 kV。 用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級電網(wǎng)的額定電壓相同 ；發(fā)電機(jī)的 額定電 壓應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高 5%； 變壓器一次繞組的額定電壓 ， 對于 降壓變壓器 ，應(yīng) 等于電網(wǎng)的額定電壓 ，對于 升壓變壓器 ，應(yīng)等于 發(fā)電機(jī)的額定電壓；變壓器二次繞的額定電壓 ，當(dāng) 二次側(cè)供電線路較長時(shí)，應(yīng) 比電網(wǎng)額定電壓高10%， 當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較短時(shí)， 應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高 5%。 14 衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有 哪些？簡述它們對電力系統(tǒng)的主要影響。 答：衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有： 頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、高次諧波（波形畸變率） 、 三相不平衡度 及 暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓 。 對電力系統(tǒng)的主要影響（略）。 15 什 么叫小電流接地系統(tǒng)？什么叫大電流接地系統(tǒng)？小電流接地系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，各相對地電壓如何變化？這時(shí)為何可以暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，但又不允許長期運(yùn)行？ 答： 中性點(diǎn)不接地 和 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地 的系統(tǒng)稱為 小電流接地系統(tǒng) ； 性點(diǎn)直接接地 （ 或經(jīng)低 電 阻接地 ） 的系統(tǒng) 稱為大電流接地系統(tǒng) 。 在小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓 升高 3 倍 。 此時(shí)三相之間的線電壓仍然對稱， 因此用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行， 但是，發(fā)生單相接地后，其運(yùn)行時(shí)間不能太長，以免在另一相又發(fā) 生接地故障時(shí)形成兩相接地短路。 16 消弧線圈的補(bǔ)償方式有幾種？一般采用哪種補(bǔ)償方式？為什么？ 答： 消弧線圈 的 補(bǔ)償方式有全補(bǔ)償、欠補(bǔ)償和過補(bǔ)償，一般都采用過補(bǔ)償方式。 因?yàn)?在過補(bǔ)償方式下，即使電網(wǎng)運(yùn)行方式改變而切除部分線路時(shí)，也不會發(fā)展成為全補(bǔ)償方式，致使電網(wǎng)發(fā)生諧振。同時(shí)，由于消弧線圈有一定的裕度，即使今后電網(wǎng)發(fā)展，線路增多、對地電容增加后，原有消弧線圈仍可繼續(xù)使用。 17 為什么我國規(guī)定 110kV 以上的高壓電網(wǎng)和 380/220V 的低壓電網(wǎng)要采用大電流接地系統(tǒng)？各有什么優(yōu)點(diǎn)？ 答： 大電流接地系統(tǒng)發(fā)生 單相接地時(shí) 中性點(diǎn)電位仍為零，非故障相對地電壓不會升高，仍為相電壓，因此電氣設(shè)備的絕緣水平只需按電網(wǎng)的相電壓考慮，故可以降低工程造價(jià)。 所 以 我國 110kV 及以上的電力系統(tǒng)基本上都采用中性點(diǎn)直接接地的方式。 而 在 380/220V 系統(tǒng)中采用中性點(diǎn)直接接地方式，主要 是 考慮人身安全問題 ， 一旦發(fā)生單相接地故障，可以迅速跳開自動開關(guān)或燒斷熔斷絲，將故障部分切除。 18 試確定圖 112 所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和所有變壓器的額定電壓。 圖 112 習(xí)題 18 附圖 答：發(fā)電機(jī) G： ；變壓器 T1： ；變壓器 T2： 10/；變壓器 T3： 220/；變壓器 T4： 220/121/；變壓器 T5： 35/ kV 19 某 10kV 電網(wǎng)，架空線路總長度 70km，電纜線路總長度為 16km。試求此中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)的接地電容電流，并判斷此系統(tǒng)的中性點(diǎn)需不需要改為經(jīng)消弧線圈接地。 答： 由于 AAUllI Nc a bohC 3018350 10)163570(350 )35( ???????? 因此，不需要改為經(jīng)消弧線圈接地 。 第二章 21 電力負(fù)荷按 重要 程度 分 為 哪幾級？各級負(fù)荷對供電電源有什么要求？ 答： 電力負(fù)荷 按對供電可靠性的要求可分為 一級負(fù)荷、二級負(fù)荷和三級負(fù)荷三類 。一級負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電；二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電；三級負(fù)荷對供電電源無特殊要求。 22 何謂負(fù)荷曲線？試述 年最大負(fù)荷利用小時(shí) 數(shù)和負(fù)荷系數(shù)的物理意義。 答： 負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動情況的一種圖形。 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) maxT ，是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，用戶以年最大負(fù)荷 maxP 持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能恰好等于全年實(shí)際消耗的電能，年負(fù)荷曲線越平坦， maxT 值越大，年負(fù)荷曲線越陡； maxT 值越小。因此， maxT 的大小說明了用戶用電的性質(zhì)，也說明了用戶負(fù)荷曲線的大致趨勢。 平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值叫負(fù)荷系數(shù)，它是表征負(fù)荷變化規(guī)律的一個(gè)參數(shù)，其值愈大，說明負(fù)荷曲線愈平坦，負(fù)荷波動愈小。 23 什么叫計(jì)算負(fù)荷？確定計(jì)算負(fù)荷的意義是什么？ 答： 計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的 用電設(shè)備安裝容量確定 的、用以按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和 電氣設(shè)備時(shí)所使用的一個(gè)假想負(fù)荷，計(jì)算負(fù)荷產(chǎn)生的熱 效應(yīng)與實(shí)際變動負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等。 確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)為 正確選擇供配電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、電纜、開關(guān)電器、變壓器等提供技術(shù)參數(shù)。 24 什么叫暫載率？反復(fù)短時(shí)工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量如何確定？ 答： 暫載率是指設(shè)備工作時(shí)間與工作周期的百分比值。反復(fù)短時(shí)工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量是指換算到統(tǒng)一暫載率下的額定功率。 對于吊車：是指統(tǒng)一換算到 %25?? 時(shí)的額定功率，其設(shè)備容量 NNe PP ?2? ； 對于電焊機(jī)： 是指統(tǒng)一換算到 %100?? 時(shí)的額定功率，其設(shè)備容量 NNNNNe SPP ??? c o s?? 25 需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法各有什么 計(jì)算 特點(diǎn)？各適用哪些場合？ 答： 需要系數(shù)法計(jì)算較簡單，應(yīng)用較廣泛，但計(jì)算結(jié)果往往偏小，適用于 容量差別不大、設(shè)備臺量較多的場合； 二項(xiàng)式法 考慮大容量用電設(shè)備對計(jì)算負(fù)荷的影響，主要適用于設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別懸殊較大的的場合。 26 什么叫最大負(fù)荷損耗小時(shí)？ 它與哪些因素有關(guān)？ 答：年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)實(shí)際上也是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，線路持續(xù)通過計(jì)算電流所產(chǎn)生的電能損耗，恰好與實(shí)際負(fù)荷 電流全年在線路上產(chǎn)生的電能損耗相等。它與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) maxT 和負(fù)荷的功率因數(shù)有關(guān)。 27 功率因數(shù)低的不良影響有哪些？如何提高企業(yè)的自然功率因數(shù)？ 答：功率因數(shù)低將會 引起線路的總電流增大，使供電網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗和電能損耗增大；使供電網(wǎng)絡(luò)的電壓損失增大，影響負(fù)荷端的電壓質(zhì)量；使供配電設(shè)備的容量不能得到充分利用，降低了供電能力；使 發(fā)電機(jī)的出力下降 ，發(fā)電設(shè)備效率降低，發(fā)電成本提高。 提高企業(yè)的自然功率因數(shù)的方法有： 正確選用感應(yīng)電動機(jī)的型號和容量； 限制感應(yīng)電動機(jī)的空 載運(yùn)行； 提高感應(yīng)電動機(jī)的檢修質(zhì)量；合理使用變壓器；感應(yīng) 電動機(jī)同步化運(yùn)行 。 28 并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式有 高壓集中補(bǔ)償、低壓成組補(bǔ)償和分散就地補(bǔ)償 （個(gè)別補(bǔ)償） 。 高壓集中補(bǔ)償方式的投資較少，電容器組的利用率較高，能夠提高整個(gè)變電所的功率因數(shù)，但它的補(bǔ)償范圍小，只能補(bǔ)償 6～ 10kV 母線以前的線路上的無功功率，不能補(bǔ)償工業(yè)企業(yè)內(nèi)部配電線路的無功功率。 低壓成組補(bǔ)償方式的投資不大，運(yùn)行維護(hù)方便，能夠減小車間變壓器的容量，降低電能損耗，其補(bǔ)償區(qū)大于高壓集中補(bǔ)償，能 夠補(bǔ)償變電所低壓母線前的變壓器和所有有關(guān)高壓系統(tǒng)的無功功率。 分散就地補(bǔ)償方式的補(bǔ)償范圍最大，補(bǔ)償效果最好，能夠補(bǔ)償安裝地點(diǎn)以前的變壓器和所有高低壓線路的無功功率，但投資較大，且電容器組在被補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備停止工作時(shí)也一并被切除，利用率較低。 29 某工廠車間 380V 線路上接有冷加工機(jī)床 50 臺，共 200kW；吊車 3 臺，共 （ %15?? ）；通風(fēng)機(jī) 8 臺，每臺 3 kW；電焊變壓器 4 臺，每臺 22kVA（ %65?? ， ?N? ）；空壓機(jī) 1 臺， 55kW。試確定該車間 的計(jì)算負(fù)荷。 解： 該車間 的計(jì)算負(fù)荷 如下表所示。 電力負(fù)荷計(jì)算表 序號 用電設(shè)備名稱 臺數(shù) 設(shè)備容量 /kW dK ?cos ?tan 計(jì)算負(fù)荷 銘牌值 換算值 P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/A 1 冷加工機(jī)床 50 200 200 32 2 吊車 3 3 通風(fēng)機(jī) 8 24 24 4 電焊變壓器 4 88 5 空壓機(jī) 1 55 55 小計(jì) 66 負(fù)荷總計(jì)（ ??K ） 160 210 有一 條 380V 低壓干線，供電給 30 臺小 批生產(chǎn)的 冷 加機(jī)床電動機(jī) ，總 容量 為 200kW， 其中較大容量的電動機(jī)有 10kW1 臺， 7kW3 臺， 臺。試 分別 用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法計(jì)算該干線 的計(jì)算負(fù)荷。 解： 用 需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法 所求計(jì)算負(fù)荷如下表所示。 電力負(fù)荷計(jì)算表 （需要系數(shù)法） 用電設(shè)備名稱 臺數(shù) 設(shè)備容量 /kW dK ?cos ?tan 計(jì)算負(fù)荷 P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/A 冷加工機(jī)床 30 200 32 電力負(fù)荷計(jì)算表 （二項(xiàng)式系數(shù)法） 用電設(shè)備 名稱 設(shè)備 臺數(shù) 設(shè)備容量 二項(xiàng)式系數(shù) ?cos ?tan 計(jì)算負(fù)荷 n/x ?eP /kW ?xP /kW b/ c P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/A 冷加工機(jī)床 30/5 200 211 有一條 10kV 高壓線路供電給兩臺并列運(yùn)行的 S9— 800/10（ D,yn11 接線） 型 電力變壓器， 高壓線路采用 LJ— 70 鋁絞線，水平 等距離架設(shè)， 線距為 1m，長 6km。變壓器 低壓側(cè) 的計(jì)算負(fù)荷為 900kW， ?? ， 5000max?T h。試分別計(jì)算此高壓線路和電力變壓器的功率損耗和年電能損耗。 解： （ 1） 變壓器 的 功率損耗 和電能損耗 675) a n ( a r c c o s900t a n)2(30)2(30 ???? ?PQ kvar o s230)2(30 ??? ?）（PS kVA 變壓器的負(fù)荷率為： 70 80 0211 25 ???? 查附錄表 A1 可知， S9800/10 型 （ Dyn11） 變壓器 的 技術(shù)數(shù)據(jù)為： ??P kW， ??kP kW， %0 ?I ， 5%?kU 則 兩臺 變壓 器的功率損耗為： )(2)(2 220 ?????????? kT PPP ?kW )(1008002%)%(1002 220 ????????? kNT UISQ ?kvar 由 5000max ?T h 和 ?? 查圖 27 得： 3650?? h。 因此，兩臺 變壓器的 電能損耗為： 4220 )(2)8760(2 ????????????? ?? ka PPW kWh （ 2）線路的 功率損耗 和電能損耗 變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： )2(30)1(30 ?????? TPPP kW )2(30)1(30 ?????? TQ kvar 1 8 5 1 0 22)1(30 ???S kVA )1(3030 ???? NUSI A 查附錄表 A12 可知， LJ70 鋁絞 線的 ?r Ω/km， ?avS m 時(shí) ?x Ω/km（ 實(shí)際上 ?avS m） ，因此 線路 的功率損耗為 ： 323230 ????????? ??WLWL RIP kW 323230 ????????? ??WLWL XIQ kvar 線路 的 電能損耗為： ??????? ?WLa PW kWh 212 某 電力用戶 10kV 母線 的有功計(jì)算負(fù)荷為 1200kW， 自然 功率因數(shù)為 ，現(xiàn)要求 提高到 ，試問需裝設(shè)多少無功補(bǔ)償容量？ 如果用 — 40— 1W 型電容器，問需裝設(shè)多少個(gè)？裝設(shè)以后該廠的視在計(jì)算負(fù)荷為多少？比未裝設(shè)時(shí)的視在計(jì)算負(fù)荷減少了多少？ 解：（ 1） 需裝設(shè)的 型并聯(lián)電容器 容量 及 個(gè)數(shù) 822)] a n ( a r c c o s)[ t a n ( a r c c o1 2 0 0 ????CQ kvar 2 2 ??? CCqQn 取 21?n 則實(shí)際補(bǔ)償容量為： 8404021 ???CQ kvar （ 2） 無功補(bǔ)償前后 視在負(fù)荷 的變化 補(bǔ)償前： 1403) a n ( a r c c o s1200t a n3030 ???? ?PQ kvar os3030 ??? ?PS kVA 補(bǔ)償后： )8401403(1200)( 2223023030 ???????? CPS kVA 補(bǔ)償后 視在負(fù)荷 減少了： 32 51 84 63030 ????? SS kVA 213 某降壓變電所裝有一臺