【文章內(nèi)容簡介】 負(fù)載力求平衡，不平衡運(yùn)行不僅降低出力，而且增加損耗。（2）重視和合理進(jìn)行無功補(bǔ)償。合理地選擇無功補(bǔ)償方式、補(bǔ)償點(diǎn)及補(bǔ)償容量，能有效地穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓水平，避免大量的無功通過線路遠(yuǎn)距離傳輸而造成有功網(wǎng)損。對電網(wǎng)的無功補(bǔ)償通常采取集中、分散、就地相結(jié)合的方式，具體選擇要根據(jù)負(fù)荷用電特征來確定。（3）對電力線路改造，擴(kuò)大導(dǎo)線的載流水平。按導(dǎo)線截面的選擇原則，可以確定滿足要求的最小截面導(dǎo)線；但從長遠(yuǎn)來看，選用最小截面導(dǎo)線并不經(jīng)濟(jì)。如果把理論最小截面導(dǎo)線加大一到二級，線損下降所節(jié)省的費(fèi)用，足可以在較短時(shí)間內(nèi)把增加的投資收回，而且導(dǎo)線截面增大溫升下降，線路無功損耗也會有所下降。（4）調(diào)整用電負(fù)荷，保持均衡用電。調(diào)整用電設(shè)備運(yùn)行方式，合理分配負(fù)荷，降低電網(wǎng)高峰時(shí)段的用電，增加低谷時(shí)段的用電；改造不合理的局域配電網(wǎng)，保持三相平衡，使用電均衡，降低線損。無功補(bǔ)償?shù)幕驹硎鞘裁矗坑惺裁匆饬x？答：網(wǎng)絡(luò)未加無功補(bǔ)償設(shè)備前，負(fù)荷的有功功率、無功功率為、與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓β氏嗟?。加裝了一部分無功補(bǔ)償設(shè)備后，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)挠泄β什蛔儯瑐鬏數(shù)臒o功功率變?yōu)?，相?dāng)于無功消耗由減少到。設(shè)，如下圖所示，視在功率比小了，補(bǔ)償后電力網(wǎng)的功率因數(shù)由補(bǔ)償前的提高到。如圖41所示。圖41無功補(bǔ)償原理的示意圖加裝無功補(bǔ)償設(shè)備后，電網(wǎng)的功率因數(shù)提高，具有以下幾個(gè)方面的意義：（1）減少系統(tǒng)元件的容量，換個(gè)角度看是提高電網(wǎng)的輸送能力。（2）降低網(wǎng)絡(luò)功率損耗和電能損耗。（3）改善電壓質(zhì)量。配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)呐渲迷瓌t與措施是什么？答：無功補(bǔ)償設(shè)備合理配置的主要原則：（1）總體平衡與局部平衡相結(jié)合。（2）電業(yè)部門補(bǔ)償和用戶補(bǔ)償向結(jié)合。（3）分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散為主。（4）降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。無功補(bǔ)償?shù)闹饕胧海?）利用同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償。（2）利用調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償。（3）利用電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償。（4）利用靜止補(bǔ)償器進(jìn)行無功補(bǔ)償。調(diào)壓的方式有哪些？如何進(jìn)行？調(diào)壓有哪些主要措施？答：調(diào)壓主要有：“逆調(diào)壓”、“順調(diào)壓”、“常調(diào)壓”等幾種方式。（1）逆調(diào)壓。若由中樞點(diǎn)供電的各負(fù)荷的變化規(guī)律大體相同，考慮到高峰負(fù)荷時(shí)供電線路上的電壓損耗大，可將中樞點(diǎn)電壓適當(dāng)升高，以抵償電壓損耗的增大。反之，則將中樞點(diǎn)電壓適當(dāng)降低。這種高峰負(fù)荷時(shí)升高電壓（?。?，低谷負(fù)荷時(shí)降低電壓（取）的中樞點(diǎn)電壓調(diào)整方式，稱為逆調(diào)壓。這種方式適用于中樞點(diǎn)供電線路較長，負(fù)荷變化范圍較大的場合。（2）順調(diào)壓。適用于用戶對電壓要求不高或供電線路不長，負(fù)荷變動不大的中樞點(diǎn)，可采用順調(diào)壓方式。即高峰負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略低（?。?；低谷負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略高（?。?。（3）常調(diào)壓。介于上述兩種情況之間的中樞點(diǎn)，可采用常調(diào)壓方式，即在任何負(fù)荷下都保持中樞點(diǎn)電壓為一基本不變的數(shù)值，取。調(diào)壓的主要措施：（1）調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓。（2）改變變壓器TT2的變比、。（3）通過改變電力網(wǎng)無功功率分布。（4）改變輸電線路的參數(shù)（降低輸電線路的電抗）。低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算有什么特點(diǎn)？答：電力系統(tǒng)中1kV以下的電網(wǎng)稱為低壓電網(wǎng)，其短路電流計(jì)算具有以下特點(diǎn)：（1）供電電源可以看作是“無窮大”容量系統(tǒng)。這是因?yàn)榈蛪号潆娤到y(tǒng)中配電變壓器容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其高壓側(cè)電力系統(tǒng)的容量，所以配電變壓器阻抗加上低壓短路回路阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)的阻抗。在計(jì)算配電變壓器低壓側(cè)短路電流時(shí)，一般不計(jì)電力系統(tǒng)到配電變壓器高壓側(cè)的阻抗，而認(rèn)為配電變壓器高壓側(cè)的端電壓保持不變。（2）低壓電網(wǎng)中各元件電阻值相對較大，而電抗值相對較小，所以低壓配電系統(tǒng)中電阻不能忽略。為避免復(fù)數(shù)計(jì)算，一般可用阻抗的模進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)時(shí)，可將忽略。（3）直接使用有名值計(jì)算更方便。由于低壓配電系統(tǒng)的電壓往往只有一級，而且在短路回路中，除降壓變壓器外，其它各元件的阻抗都用毫歐表示，所以用有名值計(jì)算而不用標(biāo)么值計(jì)算。（4）非周期分量衰減快，取1～。僅在配電變壓器低壓側(cè)母線附近短路時(shí)，才考慮非周期分量。（5）必須計(jì)及某些元件阻抗的影響。包括：長度為10～15m或更長的電纜和母線阻抗；多匝電流互感器原繞組的阻抗；低壓自動空氣開關(guān)過流線圈的阻抗；隔離開關(guān)和自動開關(guān)的觸頭電阻。三、計(jì)算題某10kV變電所裝有一臺SJL1750/10型變壓器，銘牌上數(shù)據(jù)為：SN=750kVA、電壓比10/、Pk= kW、P0= kW、Uk%=、I0%=2，求該臺變壓器歸算到10kV側(cè)的各電氣參數(shù)，并做出等值電路圖。解：取UN=10kV（按工程單位計(jì)算），繞組電阻：== (繞組電抗：==6 (勵(lì)磁電導(dǎo)：== (S)勵(lì)磁電納：：== (S)等值電路如圖42所示。 圖42 等值電路某降壓變電所中裝有一臺SFSL131500/110型三相三繞組變壓器，銘牌上數(shù)據(jù)為：容量比31500/31500/31500 kVA、電壓比110/、P0= kW、I0%=、 kW、 kW、 kW、=1=、=。試計(jì)算以變壓器高壓側(cè)電壓為基準(zhǔn)的各變壓器參數(shù)值，并做出等值電路圖。解：取UN=110kV（按工程單位計(jì)算），勵(lì)磁電導(dǎo)：== (S)勵(lì)磁電納：：== (S)先求各繞組的短路損耗： （kW）然后按與雙繞組變壓器相似的計(jì)算公式計(jì)算各繞組的電阻： (求出各繞組的短路電壓百分值：再按與雙繞組變壓器相似的公式，求各繞組的電抗： (等值電路如圖43所示。圖43 等值電路某雙回路配電線路，如圖44所示，已知線路型號為LGJ120，水平布置，D’=5m，線路全長80km。變壓器的銘牌數(shù)據(jù)為：SN=、電壓比110/11kV、Pk=190kW、P0= kW、Uk%=、I0%=。已知變壓器在+%的分接頭上運(yùn)行，負(fù)荷為40MW，電源側(cè)母線電壓維持在118 kV。試求：（1）潮流分布和電壓分布；（2）變壓器低壓母線的實(shí)際電壓及電壓偏移。圖44 雙回路配電線路解：取UN=110kV（按工程簡化計(jì)算），（1）先計(jì)算參數(shù)和畫出等值電路線路：查得LGJ120，水平布置，D’=5m時(shí)，r1=，x1=，b1=；變壓器：繞組電阻：== (繞組電抗：== (勵(lì)磁電導(dǎo)：== (S)勵(lì)磁電納：：== (S)圖45 等值電路（2）由末端向首端求功率分布變壓器阻抗的功率損耗：==則：==變壓器導(dǎo)納的功率損耗：==則：（）+（）=線路末端電納的功率損耗： 則：線路阻抗的功率損耗：==線路首端電納的功率損耗：則：=線路首端注入的功率： = （3）根據(jù)已求和，由首端向末端求電壓分布線路電壓損耗：線路末端電壓：變壓器阻抗電壓損耗：歸算到110kV側(cè)的變壓器低壓側(cè)電壓：（4）求變壓器低壓側(cè)母線的實(shí)際電壓及電壓偏移變壓器的實(shí)際變比：k=變壓器低壓側(cè)母線實(shí)際電壓：變電所低壓側(cè)母線電壓偏移：設(shè)某配電線路末端負(fù)荷為700kW，，則需要的無功補(bǔ)償容量為多少？解： kW，則補(bǔ)償容量： == (kvar)如圖46所示的系統(tǒng)，有關(guān)參數(shù)已標(biāo)注在圖中，當(dāng)電纜線路末端k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，求短路電流周期分量的有效值和短路沖擊電流。圖45 供電系統(tǒng)解：取MVA，；線路的電抗：變壓器的電抗：電抗器的電抗：電纜的電抗：從恒壓母線至短路點(diǎn)k的總電抗：短路電流周期分量的有效值： （kA）短路沖擊電流： （kA）下圖所示為某系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)簡化圖。已知水輪發(fā)電機(jī)G1的容量為110MVA，短路點(diǎn)的母線電壓等級為35kV，∞為無窮大系統(tǒng)，∞至短路點(diǎn)k的轉(zhuǎn)移阻抗為0. 4（注：取MVA，）。求k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流周期分量的起始值和穩(wěn)態(tài)短路電流及沖擊電流。圖46 等值網(wǎng)絡(luò)簡化圖解：（1）將化為以G1的容量為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗標(biāo)么值： k點(diǎn)的額定電流：（kA）（2）查水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)算曲線表可得G1所提供的短路電流： （t=0 s），化為有名值：（kA） （t=4 s），化為有名值：（kA）（3）由無窮大電源提供的短路電流：，化為有名值：（kA） （4）k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流周期分量的起始值： （kA）穩(wěn)態(tài)短路電流： （kA）沖擊電流： （kA）。第五章 電力設(shè)備的選擇習(xí)題與解答一、簡答題什么叫熱穩(wěn)定？答：開關(guān)電器和載流導(dǎo)體具有承受短路電流熱效應(yīng)而不至于損壞的能力，稱為熱穩(wěn)定。什么叫動穩(wěn)定？答：開關(guān)電器和載流導(dǎo)體具有承受短路電動力效應(yīng)而不至于產(chǎn)生機(jī)械變形或永久性變形損壞的能力，稱為動穩(wěn)定。什么叫長期工作電流？答：是指電氣設(shè)備滿載時(shí)的持續(xù)工作電流，稱為長期工作電流。什么叫經(jīng)濟(jì)電流密度？答：所謂經(jīng)濟(jì)電流密度就是當(dāng)線路導(dǎo)線單位截面上通過這一電流時(shí)，使線路的建設(shè)投資、電能損耗和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等綜合起來將會最小、最經(jīng)濟(jì)。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。高壓斷路器的作用是什么？答：高壓斷路器又叫高壓開關(guān)，它在電網(wǎng)內(nèi)有著兩個(gè)作用：⑴控制作用：根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行需要，用高壓斷路器將一部分電力設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行；⑵保護(hù)作用：高壓斷路器可以在電力設(shè)備或線路出現(xiàn)短路事故時(shí)， 由繼電保護(hù)裝置啟動，將短路事故部分從電網(wǎng)中切除，防止事故擴(kuò)大，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。對高壓斷路器的基本要求是什么？答：（1）工作可靠，在額定工作條件下能可靠的長期運(yùn)行；（2）具有足夠的斷路能力；（3）盡可能短的開斷時(shí)間；（4）結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉。對隔離開關(guān)的基本要求是什么？答：對隔離開關(guān)的基本要求是：（1）有明顯的斷開點(diǎn)；（2）隔離開關(guān)斷開點(diǎn)應(yīng)具有可靠的絕緣；（3）具有足夠承受短路的穩(wěn)定性；（4）結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠；（5）與接地刀閘相互聯(lián)鎖。簡要說明帶負(fù)荷拉高壓隔離開關(guān)為什么會造成弧光短路？答：隔離開關(guān)是開啟式的電氣設(shè)備，其動、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。當(dāng)帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)時(shí)，因?yàn)殡娏鬏^大會產(chǎn)生很強(qiáng)的電弧，而隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，則電弧不會熄滅。所以在高溫電弧的作用下，空氣嚴(yán)重?zé)嵊坞x，空氣擊穿電壓大大下降，從而導(dǎo)致空氣擊穿造成弧光短路。為什么兩只電流互感器的二次繞組順向串聯(lián)使用可以減小誤差？答：電流互感器有不同的準(zhǔn)確度級，每級規(guī)定出它的電流誤差和角度誤差（簡稱誤差）。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)確級規(guī)定的范圍以內(nèi)。如果二次負(fù)荷超過規(guī)定值，誤差就增大，準(zhǔn)確級就降低如把兩只電流互感器的二次繞組順向串聯(lián)后使用，電流變比不變，但每只電流互感器二次繞組上的電壓只是原來的一半，相應(yīng)地它的實(shí)際負(fù)荷也就減小了一半，從而它的誤差也就減小，容易滿足規(guī)定的準(zhǔn)確級的要求。RN1型和RN2型兩種高壓熔斷器各有何異同？答：RN1型和RN2型的結(jié)構(gòu)基本相同，都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充填石英砂的封閉管式熔斷器。所不同的是，RN1 型供高壓配電線路及高壓設(shè)備包括電力變壓器作短路和過負(fù)荷保護(hù)之用，而且由于熔體要通過主電路的負(fù)荷電流，因此電流規(guī)格比較大，可達(dá) 100A或更大，外形尺寸也較大；而RN2型只供電壓互感器作短路保護(hù)之用，而且由于電壓互感器近于空載狀態(tài)工作，因此其電流規(guī)格很小，外形尺寸也較小。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。1三相水平布置的導(dǎo)體，受到的電動力最大的是哪相？電動力是周期變化的嗎？包含哪些周期？實(shí)際運(yùn)行時(shí)該如何避免共振？ 答：三相水平布置的導(dǎo)體，受到的電動力最大的是中間相，由于中間相與兩邊相的相間距離相對邊相較小。由于電流是交流的故，電動力也是交變的，其包含50HZ和100HZ即工頻和倍頻兩種周期。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，要避免導(dǎo)體的共振頻率與其所受的電動力頻率相同或相近，要遠(yuǎn)離這兩種頻率，可以通過調(diào)整導(dǎo)體的布置來進(jìn)行調(diào)整，如導(dǎo)體平放和豎放、導(dǎo)體絕緣子之間的距離的改變等，當(dāng)導(dǎo)體的固有振動頻率低于30Hz或高于160Hz時(shí)，共振可以忽略不計(jì)。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、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，每相載流部分會急劇發(fā)熱甚至燒毀，同時(shí)相間的電動力很大，設(shè)備可能承受不了。因此，為了保證按正常工作條件選擇的設(shè)備，在最大短路電流通過之后仍能繼續(xù)工作，就還要考慮動、熱穩(wěn)定度。自動空氣開關(guān)和接觸器在用途上的區(qū)別是什么？答：自動空氣開關(guān)是用于當(dāng)電路中發(fā)生過載、短路和欠電壓等不正常情況時(shí)，能自動分?jǐn)嚯娐返碾娖?，亦可用作不頻繁控制電動機(jī)的起動、停止或接通、分?jǐn)嚯娐?。它是低壓交、直流配電系統(tǒng)中的重要控制和保護(hù)電器之一。接觸器是電力拖動和自動控制系統(tǒng)中，應(yīng)用最普遍的一種電器。它作為執(zhí)行元件可以遠(yuǎn)距離頻繁地控制電動機(jī)的起動、運(yùn)轉(zhuǎn)、反向和停止。根據(jù)產(chǎn)品的容量等級，能短時(shí)間接通和分?jǐn)喑^數(shù)倍額定電流的過負(fù)荷，每小時(shí)可以帶電操作高達(dá)1200次。接觸器按其控制的電流種類分交流和直流兩種，交流接觸器主要用于工頻50Hz和60Hz的電路中。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