【正文】 第1章 電力系統(tǒng)概論11 什么叫電力系統(tǒng)？為什么要建立電力系統(tǒng)？電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶組成的一個(gè)整體。為了充分利用動(dòng)力資源，降低發(fā)電成本，發(fā)電廠往往遠(yuǎn)離城市和電能用戶，因此，這就需要輸送和分配電能，將發(fā)電廠發(fā)出的電能經(jīng)過(guò)升壓、輸送、降壓和分配，送到用戶。12 供配電系統(tǒng)由那些部分組成？在什么情況下應(yīng)設(shè)總降壓變電所或高壓配電所？供配電系統(tǒng)由總降變電所、高壓配電所、配電線路、車間變電所和用電設(shè)備組成?？偨祲鹤冸娝瞧髽I(yè)電能供應(yīng)的樞紐。它將35kV～110kV 的外部供電電源電壓降為6～ 10kV高壓配電電壓，供給高壓配電所、車間變電所和高壓用電設(shè)備。高壓配電所集中接受 6～10kV電壓，再分配到附近各車間變電所和高壓用電設(shè)備。一般負(fù)荷分散、廠區(qū)大的大型企業(yè)設(shè)置高壓配電所。13 發(fā)電機(jī)的額定電壓、用電設(shè)備的額定電壓和變壓器額定電壓是如何規(guī)定的？為什么？用電設(shè)備的額定電壓等于電力線路的額定電壓；發(fā)電機(jī)的額定電壓較電力線路的額定電壓要高5%；變壓器的一次繞組的額定電壓等于發(fā)電機(jī)的額定電壓(升壓變壓器)或電力線路的額定電壓(降壓變壓器)；二次繞組的額定電壓較電力線路的額定電壓要高10%或5%(視線路的電壓等級(jí)或線路長(zhǎng)度而定)。額定電壓是能使電氣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)效果最好的電壓，它是國(guó)家根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要及電力的水平和發(fā)展的趨勢(shì)經(jīng)過(guò)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定的。14 電能的質(zhì)量指標(biāo)包括哪些？電能的質(zhì)量指標(biāo)是指電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量、供電可靠性。15 什么叫電壓偏移，電壓波動(dòng)和閃變？如何計(jì)算電壓偏移和電壓波動(dòng)？電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度。電壓波動(dòng)是指電壓的急劇變化。周期性電壓急劇變化引起光源光通量急劇波動(dòng)而造成人眼視覺(jué)不舒適的現(xiàn)象，成為閃變。電壓偏差一般以百分?jǐn)?shù)表示，即，式中為電壓偏差百分?jǐn)?shù)；為實(shí)際電壓；為額定電壓。電壓波動(dòng)程度以電壓最大值與最小值之差或其百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，即式中，為電壓波動(dòng)；為電壓波動(dòng)百分?jǐn)?shù)；，為電壓波動(dòng)的最大值和最小值（kV）；為額定電壓（kV）。16 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有哪幾種？中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)和中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)各有什么特點(diǎn)？電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有三種：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，接地相對(duì)地電壓為零，電容電流為零，非接地相對(duì)地電壓升高為線電壓，電容電流增大 倍，但各相間電壓（線電壓）仍然對(duì)稱平衡。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，通過(guò)中性點(diǎn)形成單相短路，產(chǎn)生很大的短路電流，中性點(diǎn)對(duì)地電壓仍為零，非接地相對(duì)地電壓也不發(fā)生變化。17 電力負(fù)荷按對(duì)供電可靠性要求分幾類？對(duì)供電各有什么要求？電力負(fù)荷按對(duì)供電可靠性可分為三類，一級(jí)負(fù)荷，二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。對(duì)供電的要求：一級(jí)負(fù)荷要求最嚴(yán)，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一電源應(yīng)不同時(shí)受到損壞，在一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，除上述兩個(gè)獨(dú)立電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。二級(jí)負(fù)荷要求比一級(jí)負(fù)荷低，應(yīng)由兩回線路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺(tái)，從而做到當(dāng)電力變壓器發(fā)生故障或電力線路發(fā)生常見故障時(shí)，不致中斷供電或中斷后能迅速恢復(fù)。三級(jí)負(fù)荷要求最低，沒(méi)有特殊要求，一般有單回路電力線路供電。18 試確定圖所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)G和變壓器1T，2T和3T的額定電壓。解：發(fā)電機(jī)的額定電壓U = 10KV = 。變壓器1T的額定電壓一次側(cè) U = ； 二次側(cè) U = 35kV= ；變壓器2T 的額定電壓一次側(cè) U = 35kV； 二次側(cè) U = 10kV= ；變壓器 3T 的額定電壓一次側(cè) U= 10kV； 二次側(cè) U= = ；19 試確定圖中所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)G，變壓器2T，3T線路1WL，2WL的額定電壓。解：發(fā)電機(jī)G，額定電壓 U== 變壓器2T U1=U= U2=220=242kV 故額定電壓為：； 變壓器3T U1=220kV U2=110=121kV U3=10= 線路1WL的額定電壓為 U=10kV 線路2WL的額定電壓為 U=110 試查閱相關(guān)資料或網(wǎng)上查閱，找出去年我國(guó)的發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量，年發(fā)電量和年用電量。答案（略）111 畫出中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)A相發(fā)生單相接地時(shí)的相量圖。第2章 負(fù)荷預(yù)測(cè)21 什么叫負(fù)荷曲線？有哪幾種？與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量有哪些？ 答：負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，反映了用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。負(fù)荷曲線按負(fù)荷的功率性質(zhì)不同，分有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷曲線；按時(shí)間單位的不同，分日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線；按負(fù)荷對(duì)象不同，分用戶，車間或某類設(shè)備負(fù)荷曲線。與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量有：年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)；平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)。22 什么叫年最大負(fù)荷利用小時(shí)？什么叫年最大負(fù)荷和年平均負(fù)荷？什么叫負(fù)荷系數(shù)？答：年最大負(fù)荷利用小時(shí)是指負(fù)荷以年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能，這段時(shí)間就是最大負(fù)荷利用小時(shí)。年最大負(fù)荷指全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)（為防偶然性，這樣的工作班至少要在負(fù)荷最大的月份出現(xiàn)2～3次）30分鐘平均功率的最大值，因此年最大負(fù)荷有時(shí)也稱為30分鐘最大負(fù)荷。負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值。23 什么叫計(jì)算負(fù)荷？為什么計(jì)算負(fù)荷通常采用30min最大負(fù)荷？正確確定計(jì)算負(fù)荷有何意義？答：計(jì)算負(fù)荷是指導(dǎo)體中通過(guò)一個(gè)等效負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)體的最高溫升正好和通過(guò)實(shí)際的變動(dòng)負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的最高溫升相等，該等效負(fù)荷就稱為計(jì)算負(fù)荷。導(dǎo)體通過(guò)電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約為(3~4)，為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。對(duì)中小截面的導(dǎo)體，其約為10min左右，故截流倒替約經(jīng) 30min后達(dá)到穩(wěn)定溫升值。但是，由于較大截面的導(dǎo)體發(fā)熱時(shí)間常數(shù)往往大于10min，30min還不能達(dá)到穩(wěn)定溫升。由此可見,計(jì)算負(fù)荷 Pc實(shí)際上與30min最大負(fù)荷基本是相當(dāng)?shù)?。?jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算符合的確定是否合理，將直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否合理。計(jì)算負(fù)荷不能定得太大，否則選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜將會(huì)過(guò)大而造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。計(jì)算負(fù)荷也不能定得太小，否則選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜將會(huì)長(zhǎng)期處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣體過(guò)早老化甚至燒毀。24 各工作制用電設(shè)備的設(shè)備容量如何確定?答：長(zhǎng)期工作制和短期工作制的設(shè)備容量就是該設(shè)備的銘牌額定功率，即Pe=PN 反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備容量是指某負(fù)荷持續(xù)率下的額定功率換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率。25 需要系數(shù)的含義是什么?答：所有用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷并不等于其設(shè)備容量,兩者之間存在一個(gè)比值關(guān)系，因此需要引進(jìn)需要系數(shù)的概念,即：。式中，Kd為需要系數(shù)；Pc為計(jì)算負(fù)荷；Pe為設(shè)備容量。形成該系數(shù)的原因有：用電設(shè)備的設(shè)備容量是指輸出容量，它與輸入容量之間有一個(gè)平均效率；用電設(shè)備不一定滿負(fù)荷運(yùn)行,因此引入符合系數(shù)KL；用電設(shè)備本身及配電線路有功率損耗，所以引進(jìn)一個(gè)線路平均效率；用電設(shè)備組的所有設(shè)備不一定同時(shí)運(yùn)行，故引入一個(gè)同時(shí)系數(shù)。26 ？各適合哪些場(chǎng)合？ 答：估算法實(shí)為指標(biāo)法，其特點(diǎn)是進(jìn)行方案比較時(shí)很方便，適用于做任務(wù)書或初步設(shè)計(jì)階段；需要系數(shù)法的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便，計(jì)算結(jié)果較符合實(shí)際，而長(zhǎng)期使用已積累了各種設(shè)備的需要系數(shù)，是世界各國(guó)普遍采用的方法，適用于多組三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷；二項(xiàng)式法其特點(diǎn)是既考慮了用電設(shè)備的平均負(fù)荷，又考慮了幾臺(tái)最大用電設(shè)備引起的附加負(fù)荷，其計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果大得多，適用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。27 在確定多組用電設(shè)備總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流時(shí)，可否將各組的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流分別直接相加？為什么？應(yīng)如何正確計(jì)算？答：不可以。需要考慮用電設(shè)備各組的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素，因此在確定總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，只能在各組用電設(shè)備中取一組最大的附加負(fù)荷，再加上各組用電設(shè)備的平均負(fù)荷，即：式中，為各用電設(shè)備組的平均功率，其中是各用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?；為每組用電設(shè)備組中臺(tái)容量較大的設(shè)備的附加負(fù)荷；為附加負(fù)荷最大的一組設(shè)備的附加負(fù)荷；為最大附加負(fù)荷設(shè)備組的功率因數(shù)角的正切值。28 在接有單相用電設(shè)備的三相線路中, 什么情況下可將單相設(shè)備與三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷的計(jì)算方法計(jì)算確定負(fù)荷? 而在什么情況下應(yīng)進(jìn)行單相負(fù)荷計(jì)算?答: 單相設(shè)備應(yīng)盡可能地均勻分布在三相上,以使三相負(fù)荷保持平衡.a: 三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相總?cè)萘康?5%時(shí),單相設(shè)備可按三相負(fù)荷平衡計(jì)算.b: 三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘砍^(guò)三相總?cè)萘康?5%時(shí),應(yīng)把單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量,再算出三相等效計(jì)算負(fù)荷. 29如何分配單相（220伏，380伏）用電設(shè)備，使計(jì)算負(fù)荷最?。咳绾螌蜗嘭?fù)荷簡(jiǎn)便地?fù)Q算成三相負(fù)荷？答：可以用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法來(lái)分配用電設(shè)備；這樣換算：⑴當(dāng)單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相總?cè)萘康?5%，單相設(shè)備按三相負(fù)荷平衡來(lái)計(jì)算。⑵當(dāng)單相設(shè)備的總?cè)萘砍^(guò)三相總?cè)萘康?5%，應(yīng)該換成等效三相設(shè)備容量，再算出三相等效計(jì)算負(fù)荷。 210 電力變壓器的有功功率和無(wú)功功率損耗各如何計(jì)算？其中哪些損耗是與負(fù)荷無(wú)關(guān)的？哪些損耗與負(fù)荷有關(guān)？按簡(jiǎn)化公式如何計(jì)算？ 解：有功功率損耗=鐵損+銅損=有功功率損耗為： 無(wú)功功率= △Q0是變壓器空載時(shí)，由產(chǎn)生主磁通電流造成的，△Q是變壓器負(fù)荷電流在一次，二次繞組電抗上所產(chǎn)生的無(wú)功損耗。 無(wú)功功率損耗為：△PFe和△Q0是與負(fù)荷無(wú)關(guān)，△PCu和△Q與負(fù)荷有關(guān)簡(jiǎn)化公式： 211 什么叫平均功率因數(shù)和最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)?各如何計(jì)算?各有何用途?答:平均功率因數(shù)是指導(dǎo)在某一時(shí)間內(nèi)的平均功率因數(shù),:略用途供電部門能根據(jù)月平均功率因數(shù)來(lái)調(diào)整用戶的電費(fèi)電價(jià).212 進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，有什么意義？如何確定無(wú)功補(bǔ)償容量？答：降低電能損耗, 降低電壓損失,提高供電設(shè)備利用