【正文】 稱為熱穩(wěn)定。經(jīng)濟(jì)電流密度是經(jīng)過各種經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較得出的最合理的導(dǎo)線單位截面的電流值。簡要說明帶負(fù)荷拉高壓隔離開關(guān)為什么會(huì)造成弧光短路？答：隔離開關(guān)是開啟式的電氣設(shè)備，其動(dòng)、靜觸頭都是外露的，它起著隔離設(shè)備和具有明顯斷開點(diǎn)的作用，只能拉合較小的變壓器空載電流和空載線路的電容電流。如果電流互感器二次負(fù)荷不超過規(guī)定值，則所產(chǎn)生的誤差在相應(yīng)準(zhǔn)確級(jí)規(guī)定的范圍以內(nèi)。1如何判斷運(yùn)行中的電流互感器二次回路開路？答：電流互感器在運(yùn)行中，如有二次回路開路現(xiàn)象時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生異常聲響，同時(shí)電流表指示不正常，電度表鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)慢或不足，二次回路可能發(fā)生打火現(xiàn)象，運(yùn)行人員應(yīng)通過指示儀表的數(shù)值和實(shí)際負(fù)荷的大小及聲響等情況，判斷電流互感器二次回路是否開路。二、問答題為什么選擇電氣設(shè)備時(shí)不僅要考慮電壓、電流，還要考慮動(dòng)、熱穩(wěn)定度？答：電壓、電流是指正常情況下電氣設(shè)備所能承受的電氣參數(shù)，一旦發(fā)生短路時(shí)，電氣設(shè)備通過很大的短路電流，每相載流部分會(huì)急劇發(fā)熱甚至燒毀，同時(shí)相間的電動(dòng)力很大，設(shè)備可能承受不了。接觸器是電力拖動(dòng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，應(yīng)用最普遍的一種電器。為什么發(fā)電廠和變電所的6～35kV戶內(nèi)配電裝置都采用矩形母線？答：因?yàn)樵谕瑯咏孛嫦?，矩形母線比圓形母線的周界大，即矩形母線的散熱面大，因而冷卻條件好；同時(shí)因?yàn)榻涣麟娂w效應(yīng)的影響，圓形截面母線的電阻要比矩形截面母線的電阻大一些，因此在相同的截面積和允許發(fā)熱溫度下，矩形截面通過的電流要大些。為什么屋內(nèi)配電裝置的母線要涂漆，而屋外配電裝置的母線則不涂漆？答：屋內(nèi)配電裝置不受陽光直接照射，故母線涂漆后可提高熱輻射能力，增加載流量。此外，屋外母線多半是絞線，溫度變化時(shí)伸縮極為顯著，表面的涂漆層將迅速遭到破壞，所以屋外配電裝置的母線一般均不涂漆。另外，因二次回路絕緣水平低，也會(huì)擊穿，使絕緣損壞更嚴(yán)重，所以二次側(cè)必須有一點(diǎn)可靠接地。電流互感器的準(zhǔn)確度一般分為五級(jí)，、10級(jí)。用于110kV及以上的電壓互感器的輔助二次繞組，其額定電壓為 100V，而用于中性點(diǎn)不接地的35kV及以下系統(tǒng)的電壓互感器卻為100／3V，這是為什么？答：電壓互感器輔助二次繞組接成開口三角形，用以反映零序電壓。若此時(shí)要求開口三角形輸出的零序電壓為100V，則每一相輔助二次繞組的額定電壓必須為100／3V。使用電流互感器時(shí)應(yīng)注意嚴(yán)禁二次繞組開路，否則，當(dāng)一次電路有電流時(shí)將引起鐵芯過度磁化而飽和，在二次繞組感應(yīng)高電壓危及人身安全和二次設(shè)備絕緣安全，且有可能導(dǎo)致鐵芯發(fā)熱乃至繞組燒毀。二次繞組串聯(lián)后，因匝數(shù)增加一倍，感應(yīng)電勢也增加一倍，互感器的容量增加了一倍。 圖51 發(fā)電廠10kV出線接線圖解：（1）最大負(fù)荷電流計(jì)算：（2）短路點(diǎn)選擇：出線有限流電抗器，其作用為限制短路電流的大小，使得可以選到輕型設(shè)備，故短路點(diǎn)應(yīng)選擇在k1點(diǎn)，短路電流為Ik1=I″=I∞=，″。第六章 電力負(fù)荷特性和計(jì)算分析習(xí)題與解答一、問答題電力負(fù)荷曲線及其特性？答：負(fù)荷曲線是指在某一時(shí)間段內(nèi)描繪出的負(fù)荷（有功或無功）隨時(shí)間的推移而變化的關(guān)系曲線。這類工作制的用電設(shè)備長期連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷比較穩(wěn)定；短時(shí)工作制：設(shè)備在額定工作電流恒定的一個(gè)工作周期內(nèi)不會(huì)達(dá)到允許溫升，而在兩個(gè)工作周期之間的間歇又很長，能使設(shè)備冷卻到環(huán)境溫度值；斷續(xù)周期工作制：用電設(shè)備周期性地工作、停歇，反復(fù)運(yùn)行，而且工作和停歇的時(shí)間都很短，周期一般不超過10min，使設(shè)備既不能在一個(gè)工作時(shí)間內(nèi)升溫到額定值，也不能在一個(gè)停歇時(shí)間內(nèi)冷卻到環(huán)境溫度。計(jì)算負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)需和實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等，通常將根據(jù)半小時(shí)（30min）的平均負(fù)荷所繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷”稱為“計(jì)算負(fù)荷”，并作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。單位指標(biāo)法與負(fù)荷密度法基本相同，是根據(jù)已有的單位用電指標(biāo)來估算計(jì)算負(fù)荷。用電設(shè)備臺(tái)數(shù)、容量不同的情況下計(jì)算負(fù)荷時(shí)方法的選??？答：用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不懸殊時(shí)，宜采用需要系數(shù)法，一般用于干線、配變電所的負(fù)荷計(jì)算。第七章 繼電保護(hù)基礎(chǔ)習(xí)題與解答一、問答題繼電保護(hù)裝置由哪些部分組成，它的作用？對(duì)繼電保護(hù)裝置有哪些技術(shù)要求？答: 繼電保護(hù)裝置由測量部分（元件）、邏輯部分（元件）和執(zhí)行部分（元件）組成。主保護(hù)是指能反應(yīng)整個(gè)保護(hù)元件上的故障，并能以最短延時(shí)有選擇地切除故障的保護(hù)；當(dāng)主保護(hù)或其斷路器拒動(dòng)時(shí)用于切除故障的保護(hù)稱為后備保護(hù)。異常運(yùn)行情況：外部短路引起的定子繞組過電流，過負(fù)荷引起的過電流，定子繞組電流不對(duì)稱，勵(lì)磁電流急劇下降或消失，定子繞組過電壓，發(fā)電機(jī)逆功率運(yùn)行等。前者是當(dāng)工作電源或工作設(shè)備因故障斷開后，能自動(dòng)將備用電源或備用設(shè)備投入工作，使用戶不致停電的一種自動(dòng)裝置，簡稱為AAT。對(duì)其基本要求是：（1）在考慮保護(hù)裝置的復(fù)歸、故障點(diǎn)去游離后絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)、斷路器操作機(jī)構(gòu)的復(fù)歸及其準(zhǔn)備好再次合閘的時(shí)間的情況下，要求自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作時(shí)間愈短愈好。因?yàn)樵谑謩?dòng)合閘前，線路上還沒有電壓，如果合閘到故障線路，則線路故障多為永久性故障，即使重合也不會(huì)成功。這對(duì)于雷擊機(jī)會(huì)較多的線路是非常必要的。當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)（如操作機(jī)構(gòu)氣壓或液壓低）不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘時(shí)，或某些保護(hù)動(dòng)作不允許自動(dòng)合閘時(shí)，應(yīng)將自動(dòng)重合閘裝置閉鎖。民用建筑配電系統(tǒng)中，對(duì)于不同的變配電設(shè)備應(yīng)采用不同的保護(hù)，主要有：（1）供電線路：過載保護(hù)、短路保護(hù)、單相接地保護(hù)、雷電過電壓保護(hù)、操作過電壓保護(hù)等。二、分析題畫出三段式電流保護(hù)歸總式原理圖，并說明各段保護(hù)的構(gòu)成以及采用的接線方式。圖72所示中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，畫出在線路L3的k點(diǎn)發(fā)生單相金屬性接地時(shí)電容電流的分布，并指出電壓、電流有哪些特點(diǎn)？ 圖72 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)答：此時(shí)，電容電流的分布如圖所示：電壓、電流特點(diǎn)：故障相電壓為零，非故障相對(duì)地電壓升高為線電壓；同一電壓級(jí)的全電網(wǎng)均出現(xiàn)相同的零序電壓，大小等于相電壓；故障相電容電流為零，非故障相對(duì)地電容電流增大倍，使電網(wǎng)出現(xiàn)零序電流；非故障線路保護(hù)安裝處零序電流為本線路電容電流，故障線路保護(hù)安裝處零序電流為所有非故障線路電容電流總和；故障點(diǎn)接地電流為所有線路（包括故障以及非故障）對(duì)地電容電流之和；故障線路與非故障線路零序電流大小不同，方向相反。圖74所示為相間短路保護(hù)中功率方向繼電器的接線，判別其否為90176。超前），KPKP3接線是錯(cuò)誤的；KP2雖然上理論上接線正確（引入為），但為防止接線錯(cuò)誤，不宜采用。三、計(jì)算題如圖76所示網(wǎng)絡(luò)接線，試求保護(hù)1的無時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流并進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)。如圖77所示網(wǎng)絡(luò)接線，線路裝設(shè)階段式電流保護(hù)，試對(duì)保護(hù)1的無時(shí)限以及延時(shí)電流速斷保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算。保護(hù)1的延時(shí)電流速斷保護(hù)：（1）動(dòng)作電流，按照與相鄰線路的無時(shí)限電流速斷保護(hù)配合的原則進(jìn)行整定：一次側(cè)：繼電器側(cè)：（2）動(dòng)作時(shí)限：按照與相鄰I段配合的原則考慮：（3）靈敏度校驗(yàn)。已知可靠系數(shù)，自起動(dòng)系數(shù)，返回系數(shù)，時(shí)限級(jí)差，其它參數(shù)如圖示。（1）動(dòng)作電流，按照躲過被保護(hù)線路末端發(fā)生短路的最大短路電流的原則進(jìn)行整定：（2）動(dòng)作時(shí)限，只需考慮繼電器本身固有的時(shí)延：3）保護(hù)靈敏度校驗(yàn)。計(jì)算靈敏度系數(shù)，判別靈敏度是否滿足要求： 可見，靈敏度不滿足要求。計(jì)算靈敏度系數(shù)，判別靈敏度是否滿足要求： 可見，靈敏度滿足要求。某大型給水泵高壓電動(dòng)機(jī)的參數(shù)為：，自啟動(dòng)系數(shù)。對(duì)于電動(dòng)機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)：（1）動(dòng)作電流，按照躲過電動(dòng)機(jī)額定電流考慮：（2）動(dòng)作時(shí)限，應(yīng)大于被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與自起動(dòng)時(shí)間，取如圖79所示，降壓變壓器采用BCH2型繼電器構(gòu)成縱差保護(hù),已知變壓器容量為，電壓為，接線，圖上電抗均為歸算到高壓側(cè)的有名值，電壓為電網(wǎng)額定電壓，10kV側(cè)最大負(fù)荷電流1060Ａ。計(jì)算結(jié)果列于下表71：表71 變壓器的計(jì)算數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)名稱各側(cè)數(shù)據(jù)110kV側(cè)10kV側(cè)變壓器的額定電流（kA）電流互感器的接線方式ΔY電流互感器的計(jì)算變比==電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)變比=200/5=40=1000/5=200電流互感器二次連接臂電流（A）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇11kV側(cè)作為基本側(cè)，平衡繞組WbI接于基本側(cè)，WbII接于110kV側(cè)。第四，靈敏度校驗(yàn)。（3）防雷接地：使用防雷保護(hù)裝置（如避雷針、避雷線、避雷器）導(dǎo)泄雷電流的接地。雷云的形成：積云在運(yùn)動(dòng)過程中受到強(qiáng)氣流的作用，形成了帶有正負(fù)電荷的兩部分積云，這種帶電積云稱。（2）跨步電壓：當(dāng)人在分布電壓區(qū)域內(nèi)跨開一步，兩腳間（）所承受的電壓稱為跨步電壓。第八章 防雷與接地習(xí)題與解答一、簡答題什么是工作接地、保護(hù)接地、防雷接地？答：（1）工作接地：為保證電力系統(tǒng)正常工作而采取的接地，即星型連接的變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式。這是基本側(cè)差動(dòng)線圈的實(shí)際匝數(shù)和一組平衡線圈的實(shí)用匝數(shù)的和，即=6+1=7非基本側(cè)的平衡繞組匝數(shù)為=7/=，選定整定匝數(shù)為2匝。試決定保護(hù)動(dòng)作電流，基本側(cè)工作線圈匝數(shù)，非基本側(cè)平衡線圈匝數(shù)及靈敏度。解：對(duì)于電動(dòng)機(jī)的電流速斷保護(hù)：（1）動(dòng)作電流。（1）動(dòng)作電流，按照保證被保護(hù)元件通過最大負(fù)荷電流時(shí)，過電流保護(hù)不誤動(dòng)，并且在外部故障切除后能夠可靠返回的原則整定：（2）動(dòng)作時(shí)限：按照階梯原則考慮，（3）靈敏度校驗(yàn)。（1）動(dòng)作電流，考慮相鄰線路與變壓器構(gòu)成線路變壓器組，相鄰線路無時(shí)限電流速斷保護(hù)整定時(shí)，短路點(diǎn)取在變壓器末端。（二）延時(shí)電流速斷保護(hù)。試對(duì)AB線路保護(hù)1的三段式電流保護(hù)進(jìn)行整定。如圖78所示網(wǎng)絡(luò)接線，AB、BC、BD線路上均裝設(shè)三段式電流保護(hù),變壓器裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。圖77 網(wǎng)絡(luò)接線示意解：保護(hù)1的無時(shí)限電流速斷保護(hù)：1）動(dòng)作電流，按照躲過被保護(hù)線路末端發(fā)生短路的最大短路電流的原則進(jìn)行整定：一次側(cè)：繼電器側(cè)：2）動(dòng)作時(shí)限，只需考慮繼電器本身固有的時(shí)延：3）保護(hù)靈敏度校驗(yàn)。如果線路長度加減少到50km、25km，重復(fù)上述計(jì)算，分析計(jì)算結(jié)果，得出結(jié)論。圖75 網(wǎng)絡(luò)接線示意答：對(duì)于相間短路的過電流保護(hù)，確定各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為：，；對(duì)于接地短路的過電流保護(hù)，確定各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為：。圖74 相間短路保護(hù)中功率方向繼電器的接線答：按照90176。圖72 網(wǎng)絡(luò)接線示意答:此類問題考慮時(shí)，首先，按照已裝設(shè)了方向元件，取網(wǎng)絡(luò)末端最靠近負(fù)荷處短路，計(jì)算此時(shí)各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，同方向按照階梯原則計(jì)算，全部計(jì)算完之后，每個(gè)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間取計(jì)算中的大者；其次考慮方向元件裝設(shè)，對(duì)于背靠背（同一母線上，通過短路電流方向相異）的保護(hù)，若是二者動(dòng)作時(shí)間相同，則均需裝設(shè)方向元件，若是不等，則只需對(duì)小時(shí)限保護(hù)裝設(shè)方向元件。在原理圖中，各保護(hù)元件線圈與觸點(diǎn)作為一個(gè)整體出現(xiàn)，圖71 保護(hù)原理通過各元件的連接關(guān)系說明保護(hù)的動(dòng)作原理。（3）各種用電負(fù)荷：過載保護(hù)、各種短路保護(hù)等。用電設(shè)備一般為380V動(dòng)力設(shè)備（也包括少部分低壓動(dòng)力設(shè)備，如電加熱設(shè)備）和220V照明設(shè)備（也包括部分36V安全電壓的照明設(shè)備）。自動(dòng)重合閘裝置與繼電保護(hù)相互配合，可加速切除故障。對(duì)工廠而言，無特殊要求時(shí)，對(duì)架空線路只重合一次，對(duì)電纜線路不采用ARC，因?yàn)殡娎|瞬時(shí)性故障的機(jī)率較小。當(dāng)運(yùn)行人員手動(dòng)操作控制開關(guān)或通過遙控裝置使斷路器跳閘時(shí)，屬于正常運(yùn)行操作，自動(dòng)重合閘裝置不應(yīng)動(dòng)作。自動(dòng)重合閘裝置（ARC裝置）也是一種反事故裝置，它主要裝設(shè)在有架空線路出線的斷路器上。三段式電流保護(hù)中，各段的靈敏度如何校驗(yàn)？為什么II、III段的靈敏度系數(shù)要求大于而不是等于1？答：電流I段的靈敏度校驗(yàn)按照最小保護(hù)范圍考慮，要求應(yīng)大于15~20%；電流II段和III段的靈敏度均用靈敏度系數(shù)進(jìn)行判別，靈敏度系數(shù)定義為：，其中，為靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生相間短路時(shí)，通過保護(hù)的最小短路電流，為待校驗(yàn)保護(hù)的動(dòng)作電流，II、III段的靈敏度系數(shù)均要求大于而不是等于1主要是因?yàn)榭紤]到計(jì)算、電流互感器、線路參數(shù)等誤差影響，考慮最不利的因素。常用的保護(hù)繼電器：電流繼電器、電壓繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器、信號(hào)繼電器等。要求：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。二、計(jì)算題某商場建筑面積為12000m2，擬裝設(shè)配電變壓器兩臺(tái)，單位面積容量按80VA/ m2估算，配電變壓器負(fù)荷率為80％，選用兩臺(tái)相同容量的變壓器，每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)是？解：計(jì)算負(fù)荷：其中，—單位面積功率（負(fù)荷密度），W /；S—建筑面積，設(shè)每臺(tái)容量為，功率因素為，依上式則：則： 對(duì)某車間進(jìn)行可行性研究時(shí)，采用單位面積負(fù)荷密度法估算負(fù)荷，該車間面積為S=2000m2，單位面積負(fù)荷密度為=／m2，＝，該車間的視在功率計(jì)算負(fù)荷是? 解：有功計(jì)算負(fù)荷：=2000*=1200(kW)，＝，＝。年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)？答：當(dāng)用戶始終保持最大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過小時(shí)所消耗的電能恰好等于其全年的實(shí)際總耗電量。 同時(shí)系數(shù):形狀系數(shù)可定義為：負(fù)荷預(yù)測的定義？答：負(fù)荷預(yù)測是從已知的用電需求出發(fā)，考慮政治、經(jīng)濟(jì)、氣候等相關(guān)因素，對(duì)未來的用電需求做出的預(yù)測，一般包括電力需求預(yù)測和電能需求預(yù)測兩部分內(nèi)容。計(jì)算負(fù)荷概念？需要系數(shù)如何確定？答：所謂計(jì)算負(fù)荷，就是在已知用電設(shè)備性質(zhì)、容量等條件的情況下，按照一定的方法和規(guī)律，通過計(jì)算確定的電力負(fù)荷。綜合用電負(fù)荷、系統(tǒng)供電負(fù)荷以及發(fā)電負(fù)荷？答：綜合用電負(fù)荷指將各工業(yè)部門消費(fèi)的功率與農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸和市政生活消費(fèi)的功率相加得到；將綜合用電負(fù)荷加上網(wǎng)絡(luò)中損耗的功率為系統(tǒng)中各發(fā)電廠應(yīng)供出的功率稱系統(tǒng)