供電技術習題集※<習題一>1-1什么叫電力系統？為什么要建立電力系統？1-2供配電系統由哪些部分組成？在什么情況下應設總降變電所或高壓配電所？1-3發電機的額定電壓、用電設備的額定電壓和變壓器的額定電壓是如何規定的？為什么？1-4電能的質量指標包括哪些？1-5什么叫電壓偏移、電壓波動和閃變？如何計算電壓偏移和電壓波動？1-6電力系統的中性點運行方式有幾種？中性點不接地電力系統和中性點直接接地系統發生單相接時各有什么特點？1-7電力負荷按對供電可靠性要求分幾類？對供電各有什么要求？1-8試確定圖示1-11所示供電系統中發電機G和變壓器1T、2T和3T的額定電壓。圖1-11習題1-8的供電系統圖1-9試確定圖示1-12，供電系統中發電機G、變壓器2T、3T，線路1WL和2WL的額定電壓。圖1-12習題1-9的供電系統圖1-10試查閱相關資料或網上查閱，找出去年我國的發電機裝機容量、年發電量和年用電量。1-11畫出中性點不接地系統A相發生單相接地時的相量圖。※<習題二>2–1.什么叫負荷曲線？有哪幾種？與負荷曲線有關的物理量有哪些？2–2.什么叫負荷持續率？他表征哪類設備的工作特性？2–3.什么叫年最大負荷利用小時？什么叫年最大負荷和年平均負荷？什么叫負荷系數？2–4.什么叫計算負荷？為什么計算負荷通常采用半小時最大負荷？正確確定計算負荷有何意義？2–5.各工作制用電設備的設備容量任何確定？2–6.需要系數的含義是什么？2–7.確定計算負荷的估算法、需要系數法和二項式法各有什么特點？各適用那些場合？2–8.在確定多組用電設備總的視在計算負荷和計算電流時，可否將各組的視在計算負荷和計算電流分別直接相加？為什么？應如何正確計算？2–9在接有單相用電設備的三相線路中，什么情況下可將單相設備與三相設備綜合按三相負荷的計算方法計算確定負荷？而在什么情況下應進行單相負荷計算？2–10.如何分配單相（220V、380V）用電設備，使計算負荷最小？如何將單相負荷簡便地換算為三相負荷？2–11.電力變壓器的有功和無功功率損耗各如何計算？其中哪些損耗是與負荷無關的？哪些損耗與負荷有關？按簡化公式如何計算？2–12.什么叫平均功率因數和最大負荷時功率因數？各如何計算？各有何用途？2–13.進行無功功率補償，提高功率因數，有什么意義？如何確定無功補償容量？2–14.提高自然功率因數有哪些常用的方法？他們的基本原理是什么？2–15.并聯電容器補償的裝設有幾種？各有何特點？適合于什么場合？2–16.什么叫尖峰電流？尖峰電流的計算有什么用處？2–17.某車間380V線路供電給下列設備：長期工作的設備有7.5kW的電動機2臺，4kW的電動機3臺，3kW的電動機10臺；反復短時工作的設備有42kVA的電焊機1臺（額定暫載率為60%，cosφN=0.62，ηN=0.85），10t吊車1臺（在暫載率為40%的條件下，其額定功率為39.6kW，cosφN=0.5）。試確定他們的設備容量。2–18.已知有一汽車拖拉機廠每年生產拖拉機2400臺，汽車1200輛，試用估算法求該廠的計算負荷。2–19.某廠金工車間的生產面積為60m×32m，試用估算法估算該車間的平均負荷。2–20.某工廠35/6kV總降變電所，分別供電給1#~4#車間變電所及6臺冷卻水泵用的高壓電動機，1#~4#車間變電所的計算負荷分別為：Pc1=840kW，Qc1=680kvar；Pc2=920kW，Qc2=750kvar；Pc3=850kW，Qc3=700kvar；Pc4=900kW，Qc4=720kvar。高壓電動機每臺容量為300kW，試計算該總降壓變電所總的計算負荷。（忽略線損）2–21.有車間采用一臺10/0.4kV變壓器供電，低壓負荷有生產用通風機5臺共60kW，點焊機（ε=65%）3臺共10.5kW，有連鎖的連續運輸機械8臺共40kW，5.1kW的行車（ε=15%）2臺。試確定該車間變電所低壓側的計算負荷。2–22.某車間設有小批量生產冷加工機床電動機40臺，總容量152kW，其中較大容量的電動機有10kW1臺、7kW2臺、4.5kW5臺、2.8kW10臺；衛生用通風機6臺共6kW。試分別用需要系數法和二項式法求車間的計算負荷。2–23.某220V/380V三相四線制線路上接有下列負荷：220V3kW電熱箱2臺接于A相，6kW1臺接于B相，4.5kW1臺接于C相；380V20kW（ε=65%）單頭手動弧焊機1臺接于AB相，6kW（ε=100%）3臺接于BC相，10.5kW（ε=50%）2臺接于CA相。試求該線路的計算負荷。2–24.某廠機械加工車間，擁有金屬切削機床容量共920kW，通風機容量共56kW，起重機容量共76kW（ε%=15），線路額定電壓380V，求車間的Pc、Qc、Sc、Ic。若該廠另一車間全年用電量為：有功電度500萬度，無功電度320萬度（三班制生產）。試計算該廠總降變高壓側的有功計算負荷、無功計算負荷、視在功率、計算電流及平均功率因數cosφav（同時系數取0.75，有功負荷系數取0.75，無功負荷系數取0.8）。若平均功率因數要求提高到0.95（采用固定補償），選用BW–10.5–14–1型電容器，應裝設多少個？此時變壓器容量為多少？2–25.某廠10kV母線上的有功計算負荷為2300kW，平均功率因數為0.67。如果要使平均功率因數提高到0.9，在10kV母線上固定補償，則需裝設BW型并聯電容器的總容量是多少？并確定電容器的型號和個數。裝設電容器后比未裝設時的視在計算負荷減少了多少？2–26.某一工具廠全年消耗的電能Wa為2500萬度，Wr為2100萬度，供電電壓為10KV。其功率因數是多少？欲將功率因數提高到0.9，需裝設電容器組的總容量是多少？2–27.某工廠35kV總降變電所10kV側計算負荷為：NO.1車間720kW+j510kvar；NO.2車間580kW+j400kvar；NO.3車間630kW+j490kvar；NO.4車間475kW+j335kvar。試求：（α=0.76，β=0.82，忽略線損）（1）全廠計算負荷，平均功率因數；（2）功率因數是否滿足供用電規程？若不滿足，應補償到多少？（3）若在10kV側進行固定補償，應裝BW-10.5-16-1電容器多少臺？（4）補償后全廠的計算負荷及平均功率因數?！?lt;習題三>3-1什么叫短路？短路的類型有哪些？造成故障的原因是什么？短路有什么危害？3-2什么叫無限大容量系統？它有什么特征？為什么工廠供配電系統短路時可將電源看作無限大容量系統？3-3無限大容量三相短路時短路電流如何變化？3-4產生最嚴重三相短路電流的條件是什么？3-5什么是次暫態短路電流？什么是沖擊短路電流？什么是穩態短路電流？它們與短路電流周期分量有效值有什么關系？3-6什么叫標幺制？如何選取基準值？3-7如何計算三相短路電流？3-8電動機對短路電流有什么影響？3-9在無限大容量系統兩相短路電流與三相短路電流有什么關系？3-10什么叫短路電流的電動力效應？如何計算？3-11什么叫短路電流的熱效應？如何計算？3-12試求圖所示供電系統中K1和K2點分別發生三相路時的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？3-13試求圖所示供電系統中K1和K2點分別發生三相短路時的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？3-14試求圖所示無限大容量系統k點發生三相短路時的短路電流，沖擊短路電流和短路容量，以及變壓器2T一次流過的短路電流。各元件參數如下：變壓器1T：SN=31.5MVA，UK%=10.5，10.5/121kV；變壓器2T、3T：SN=15MVA，UK%=10.5，110/6.6kV；線路1WL、2WL：L=100km，X0=0.4Ω/km；電抗器L：UNL=6kV，INL=1.5kA，XNL%=8。3-15試求圖示所示系統k點發生三相短路時的短路電流、沖擊短路電流和短路容量。已知線路單位長度電抗x0=0.4Ω/km，其余參數見圖。3-16若題3-12中，6kv母線接有一臺400kw同步電動機，cosΦ=0.95，η=0.94，試求2點發生三相短路時的沖擊短路電流?！?lt;習題四>4-1工廠供配電電壓等級有哪些？如何確定工廠的供配電電壓？4-2確定工廠變電所變壓器容量和臺數原則是什么？4-3高壓斷路器有哪些作用？

常用的10kV高壓斷路器有哪幾種？各寫出一種型號并解釋型號的含義。4-4高壓少油斷路器、高壓真空斷路器，各自的滅弧介質是什么？比較其滅弧性能，各適用于什么場合？4-5高壓隔離開關的作用是什么？為什么不能帶負荷操作？4-6高壓負荷開關有哪些功能？能否實施短路保護？在什么情況下自動跳閘？4-7試畫出高壓斷路器、高壓隔離開關、高壓負荷開關的圖形和文字符號。4-8熔斷器的作用是什么？常用的高壓熔斷器戶內和戶外的型號有哪些？各用于哪些場合？4-9互感器的作用是什么？電流互感器和電壓互感器在結構上各有什么特點？4-10互感器在使用時有哪些注意事項？4-11電流互感器有兩個二次繞組時，各有可用途？在主接線圖中，它的圖形符號怎樣表示？4-12避雷器的作用是什么？圖形符號怎樣表示？4-13常用的高壓開關柜型號主要有哪些？4-14常用的低壓設備有哪些？并寫出它們的圖形符號4-16低壓斷路器有哪些功能？按結構形式分類有哪兩大類？請分別列舉其中的幾個。4-17主接線設計的基本要求是什么？什么是內橋式接線和外橋式接線？各適用于什么場合？4-18工廠常用的主接線有哪幾種類型？各有何特點？4-19主接線中母線在什么情況下分段？分段的目的是什么？4-20倒閘操作的原則是什么？4-20變電所的總體布置應考慮哪些要求？

4-21某工廠總計算負荷為6000kVA，約45％二級負荷，其余為三級負荷，擬采用兩臺變壓器供電?？蓮母浇〉脙苫?5kV電源，假定變壓器采用并聯運行方式，試確定兩臺變壓器型號和容量，并畫出主接線方案草圖?！?lt;習題五>5-1電氣設備選擇的一般原則是什么？5-2高壓斷路器如何選擇？5-3跌落式熔斷器如何校驗其斷流能力?5-4電壓互感器為什么不校驗動穩定度和熱穩定度，而電流互感器卻要校驗？5-5電流互感器按哪些條件選擇?變比又如何選擇?二次繞組的負荷怎樣計算?5-6電壓互感器應按哪些條件選擇?準確度級如何選用?5-7室內母線有哪兩種型號?如何選擇它的截面?5-8支柱絕緣子的作用是什么?按什么條件選擇?為什么需要校驗動穩定度而不需要校驗熱穩定度?5-9穿墻套管按哪些條件選擇?5-10為什么移開式開關柜柜內沒有隔離開關，而固定式開關柜柜內有隔離開關？5-11低壓線路中，前后級熔斷器間在選擇性方面如何進行配合？5-12低壓斷路器選擇的一般原則是什么？5-13某10kV線路計算電流為150A，三相短路電流為9kA，沖擊短路電流為23kA，假想時間為1.4s，試選擇隔離開關、斷路器，并校驗它們的動穩定度和熱穩定度。5-14某10kV車間變電所，變壓器容量為630kVA，高壓側短路容量為100MVA，若用RN1型高壓熔斷器作高壓側短路保護，試選擇RN1型熔斷器的規格并校驗其斷流能力。5-15在習題5-13的條件下，若在該線路出線開關柜配置兩只電流互感器LQJ-10型，分別裝在A、C相（兩相V形接線），電流互感器0.5級二次繞組用于電能測量，三相有功及無功電度表各一只，每個電流線圈消耗負荷0.5VA，有功功率表一只，每個電流線圈負荷為1.5VA，中性線上裝一只電流表，電流線圈消耗負荷為3VA（A、C相各分擔3VA的一半）。3.0級二次繞組用作繼電保護，A、C相各接兩只DL型電流繼電器，每只電流繼電器線圈消耗負荷為2.5VA。電流互感器至儀表、繼電器的單向長度為2.5m，導線采用BV-500-1×2.5mm2的銅芯塑料線。試選擇電流互感器的變比，并校驗其動穩定度、熱穩定度和各二次繞組的負荷是否符合準確度的要求。5-16試按例5-4所給條件，選擇三相五芯柱式電壓互感器型號，并校驗二次負荷是否符合準確度要求（提示：三相五芯柱式電壓互感器所給的二次負荷為三相負荷，將接于相電壓、線電壓的負荷換算成三相負荷）。5-17按習題5-13電氣條件，選擇10kV母線上電壓互感器高壓側熔斷器的規格并校驗熔斷器的斷流能力。5-18變壓器室內有一臺容量為1000kVA（10/0.4kV）的變壓器，低壓側母線采用TMY型母線，試初步選擇低壓母線的截面。5-19某高壓配電室采用TMY-80×10硬銅母線，平放在ZA-10Y支柱絕緣子上，母線中心距為0.3米，支柱絕緣子間跨距為1.2米，與CWL-10/600型穿墻套管間跨距為1.5米，穿墻套管間距為0.25米。最大短路沖擊電流為30kA，試對母線、支柱絕緣子和穿墻套管的動穩定度進行校驗。5-20某380V動力線路，有一臺15kW電動機，功率因數為0.8，效率0.68.起動倍數為7，起動時間3～8s，塑料絕緣導線截面為70mm2，穿鋼管敷設，三相短路電流為16.7kA，采用熔斷器作短路保護并與線路配合。試選擇RT0型熔斷器及熔體額定電流（環境溫度按+35℃計）。5-21某380V低壓干線上，計算電流為250A，尖峰電流為400A，安裝地點三相短路沖擊電流為30kA，試選擇DW15型低壓斷路器的規格（帶瞬時和長延時脫扣器），并校驗斷路器的斷流能力。※<習題六>6-1高壓和低壓的放射式結線和樹干式結線有哪些優缺點？分別說明高低壓配電系統各宜首先考慮哪種結線方式？6-2試比較架空線路和電纜線路的優缺點。6-3導線和電纜截面的選擇原則是什么？一般動力線路宜先按什么條件選擇？照明線路宜先按什么條件選擇？為什么？6-4三相系統中的中性線（N線）截面一般情況下如何選擇？三相系統引出的兩相三線制線路和單相線路的中性線截面，又如何選擇？3次諧波比較嚴重的三相系統的中性線截面，又如何選擇？6-5三相系統中的保護線（PE線）和保護中性線（PEN線）的截面如何選擇？6-6什么叫“經濟截面”？什么情況下的線路導線或電纜要按“經濟電流密度”選擇？6-7電力電纜常用哪幾種敷設方式？6-8什么叫“均一無感”線路？“均一無感”線路的電壓損失如何計算？6-9何謂電氣平面布線圖？按照布線地區來看有哪些電氣平面布線圖？6-10車間動力電氣平面布線圖上需對哪些裝置進行編號？怎樣編號？6-11有一供電線路，電壓為380/220V。已知線路的計算負荷為84.5kVA，現用BV型銅芯絕緣線穿硬塑料管敷設，試按允許載流量選擇該線路的相線、中線和PE線的截面及穿線管的直徑。（安裝地點的環境溫度為15℃）6-12一380V配電線路向15臺冷加工機床電動機配電，每臺電動機的容量為4.5kW、cosφ=0.82、η=0.87，配電線路采用BV型導線明敷，周圍環境溫度為23℃。試確定該導線的截面。6-13某變電所用10kV架空線路向相鄰兩工廠供電，如圖所示。架空線路采用LJ型鋁絞線，成水平等距排列，線間距離為1.5m，各段干線截面相同，全線允許電壓損失為5%，環境溫度30℃。試選擇架空線路的導線截面。

圖6–24習題6–13線路圖6-14某380V三相線路供電給10臺2.8kW、cosφ=0.8、η=0.82的電動機，各臺電動機之間相距2m，線路全長（首端至最末一臺電動機）為50m。配電線路采用BLV型導線明敷（環境溫度25℃）。試按允許載流量選擇導線截面（同時系數取0.75），并校驗其機械強度和電壓損失是否滿足要求。6-15有一條LGJ鋁絞線的35kV線路，計算負荷為4880kW，cosφ=0.88，年利用小時為4500h，試選擇其經濟截面，并校驗其發熱條件和機械強度。6-16某380/220V低壓架空線路如圖6-11示，環境溫度為35℃，允許電壓損失為3%，試選擇導線截面（采用鋁芯絕緣線）。圖6-25習題6-16線路圖6-17某10kV線路（R0=0.46Ω/km，X0=0.38Ω/km）上接有兩個用戶，在距電源（O點）800m的A點處負荷功率為1200kW（cosφ=0.85），在距電源1.8km的B點處負荷功率為1600kW、1250kvar。試求OA段、AB段、OB段線路上的電壓損失。6–18計算圖中所示10kV電力線路的電壓損失。各段干線的型號和截面相同，均為LJ-70，線間幾何均距為1.25m。圖6-26習題6-18線路圖6–19某10kV電力線路接有兩個負荷：距電源點500m處的Pc1=1320Kw，Qc1=1100kvar；距電源點850m處的Pc2=1020Kw，Qc2=930kvar。假設整個線路截面相同，線間幾何均距為1m，允許電壓損失為4%，試選擇LJ鋁絞線的截面。6-20某用戶變電所裝有一臺1600kVA的變壓器，若該用戶以10kV油浸紙絕緣鋁芯電纜以直埋方式作進線供電，土壤熱阻系數為80℃·cm/W，地溫最高為25℃。試選擇該電纜的截面?！?lt;習題七>7-1繼電保護裝置的任務和要求是什么？7-2電流保護的常用接線方式有哪幾種？各有什么特點？7-3什么叫過電流繼電器的動作電流、返回電流和返回系數？7-4電磁式電流繼電器和感應式電流繼電器工作原理有何不同？如何調節其動作電流。7-5電磁式時間繼電器、信號繼電器和中間繼電器的作用是什么？7-6試說明感應式電流繼電器的動作特性曲線。7-7電力線路的過電流保護裝置的動作電流、動作時間如何整定？靈敏度怎樣校驗？7-8反時限過電流保護的動作時限如何整定？7-9試比較定時限過電流保護和反時限過電流保護。7-10電力線路的電流速斷保護的動作電流如何整定？靈敏度怎樣檢驗？7-11試比較過電流保護和電流速斷保護。7-12電力線路的單相接地保護如何實現？絕緣監視裝置怎樣發現接地故障？如何查出接地故障線路。7-13為什么電力變壓器的電流保護一般不采用兩相一繼電器式接線？7-14電力變壓器的電流保護與電力線路的電流保護有何相同和不同之處？7-15試敘述變壓器氣體保護的工作原理。7-16電力變壓器差動保護的工作原理是什么？差動保護中不平衡電流產生的原因是什么？如何減小不平衡電流？7-17高壓電動機和電容器的繼電保護如何配置和整定？7-18配電系統微機保護有什么功能？試說明其硬件結構和軟件系統。7-19試整定圖7-53所示供電網絡各段的定時限過流保護的動作時限，已知保護1和保護4的動作時限均為0.5秒。7-20試整定圖7-54所示10KV線路2WL定時限電流和電流速斷保護裝置，并畫出保護接線原理圖和展開圖。已知最大運行方式時最小運行方式時，，線路最大負荷電流120A（含自起動電流），保護裝置采用兩相兩繼電器接線，電流互感器變比200/5A，下級保護動作時限0.5秒。，

，7-21某10KV電力線路，采用兩相兩相兩繼電器接線的去分流跳閘原理的反時限過電流保護，電流互感器變比為150/5A，線路最大負荷電流（含自起動電流）85A，線路末端三相短路電流，試整定該裝置GL-15型感應式過電流繼電器的動作電流和速斷電流倍數。7-22某上下級反時限過電流保護都采用兩相兩繼電器接線和GL-15型過電流繼電器。下級繼電器的動作電流為5A，10倍動作電流的動作時限為0.5秒，電流互感器變比50/5A。上級繼電器的動作電流也為5A，電流互感器變比75/5A，末端三相短路電流，試整定上級過電流保護10倍動作電流的動作時限。7-23試整定題3-12中變壓器的定時限過電流和電流速斷保護，其接線方式為三相三繼電器式，電流互感器變比75/5A，下級保護動作時間0.7秒，變壓器聯結組為Yd11。7-24試校驗10/0.4kV，1000kVA，Yyno接線的車間變電所二次側干線末端發生單相短路時，兩相兩繼電器接線過電流保護的靈敏度。已知過電流保護動作電流為10A，電流互感器變比75/5A，0.4kV干線末端單相短路電流，如不滿足要求，試整定零序電流保護。

7-25某給水泵高壓電動機參數為：UN=10kV，PN=2000kW，IN=138A，Kst=6。電機端子處三相短路電流為4.14kA。試確定該電動機的保護配置，并進行整定。※<習題八>8-1變配所二次回路按功能有哪幾部分？各部分的作用是什么？8-2二次回路圖主要有哪些內容?各有何特點？8-3操作電源有哪幾種，直流操作電源又有哪幾種？各有何特點？8-4蓄電池有哪幾種運行方式?8-5交流操作電源有哪些特點？可通過哪些途徑獲得電源？8-6繼電保護的交流操作方式有哪幾種？哪一種比較常用？8-7所用電變壓器一般接在什么位置？對所用變的臺數有哪些要求？8-8斷路器的控制開關有哪六個操作位置？簡述斷路器手動合閘、跳閘的操作過程。8-9斷路器控制回路應滿足哪些要求？8-10試述斷路器控制回路中防跳回路的工作原理（圖8-12）8-11什么叫中央信號回路？事故音響信號和預告音響信號的聲響有何區別？8-12試述能重復動作的中央復歸式事故音響信號回路工作原理。8-13在圖8-15中，如何檢查光字牌燈泡是否損壞？8-14電氣測量的目的是什么？對儀表的配置有何要求？8-15計費計量中，互感器、儀表的準確度有何要求？8-16直流系統兩點接地有何危害？請畫圖說明。8-17完整的項目代號有哪幾段?名稱和前綴符號是什么？8-18二次回路編號原則是什么？8-19什么叫安裝單位？如何對其編號？8-20控制屏屏面布置的原則是什么？

8-21繼電保護屏屏布置的原則是什么？

8-22信號屏屏面布置的原則是什么？8-23接線端子按用途分有哪幾種？各自的用途是什么？

8-24端子排一般安裝在控制屏的什么位置？各回路在端子排中接線時，應按什么順序排列？

8-25.屏后接線圖的基本原則和要求是什么？8-26何為相對編號法？舉例說明。

8-28什么是自動重合閘？有哪些要求？

8-29簡述自動重合閘裝置工作原理。

8-30什么是備用電源自動投入裝置？在哪些情況下應投入？哪些情況下不應投入？

8-31簡述備用電源自動投入裝置的工作原理。

8-32什