供配電技術問題解答1,何謂動力系統？何謂電力系統？電力網？答：由電力系統加上發電廠的動力部分及其熱能系統和熱能用戶組成的電能與熱能的整體稱作動力系統。電力系統是動力系統的一部分，由一個發電廠的發電機及配電裝置、變電站、輸配電線路及用戶的用電設備組成。電力網是電力系統的一部分，由各類變電站和各種不同電壓等級的線路連接起來組成的統一網絡，具作用是輸送和分配電能。.某發電廠的發電機總發電量可高達3kMW所帶負荷僅為2.4kMW問：余下的0.6kMW電能到哪兒去了？答：發電廠發出的交流電不能直接儲存，決定了電能的生產、輸送、分配和使用必須同時進行，而且要保持動態平衡。因此，這個發電廠的總發電量雖然可高達3kMW但是由于它所帶負荷僅為2.4kMW所以，它實際發出的電量并不等于它的最高發電量，扣除廠用電和網損之后，它的實際發電量與用戶消耗的有功功率完全相等。因此，也沒有余下的電能。.電力系統為什么要求“無功功率平衡”？如果不平衡，會出現什么情況？答：發電機、調相機、電力電容器及高壓輸電線路的充電電容都是產生無功功率的“容性裝置”，而實際生產中廣泛使用的異步電動機、電抗器、輸電線路的電抗等都是需要大量無功功率的“感性裝置”。當發電廠供給線路的無功功率過剩時就會造成線路電壓和升高；無功功率不足時又會造成線路電壓降低。因此，電力系統要求“無功功率平衡”。如果無功功率不平衡，則電網供出的電壓波動就會很大，無論電壓過高還是過低，都會對電氣設備和電力系統自身的安全產生很大的危害。無功嚴重不足時還能造成“電壓崩潰”使局部電網瓦解。.2問題與思考1.一次能源包括哪些？說說電能是一次能源嗎？答：一次能源包括煤炭、石油及其產品；天然氣等燃燒釋放的熱能；水由于落差產生的動能；核裂變釋放的原子能；風的動能、太陽能、地熱能、潮汐能等。電能不是一次能源，電能是由一次能源轉化而得的二次能源。2,樞紐變電所和一般變電所有哪些區別？答：樞紐變電所的一次電壓通常為330kV和500kV,二次電壓為220kV或110kV。而一般變電所的一次電壓大多是110kV,二次電壓為10kV或以下等級。3.熱電廠和凝汽式電廠有什么不同？這類火力發電廠通常建在哪些地方？答：凝汽式電廠和熱電廠都屬于火電廠。多數凝汽式電廠一般建在煤礦、煤炭基地附近，或建在鐵路交通便利的地方，這類火電廠發出來的電能，通過高壓輸電線路送到負荷中心，僅向用戶供出電能。熱電廠則不僅向用戶供電，同時還向用戶供蒸汽或熱水。由于供熱距離不宜太遠，所以熱電廠多建在城市和用戶附近。1.3問題與思考.中性點不接地系統若發生單相接地故障時，其故障相對地電壓等于多少？此時接地點的短路電流是正常運行的單相對地電容電流的多少倍？答：中性點不接地系統若發生單相接地故障時，線電壓不變而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的倍，即升至為線電壓數值，此時接地點的短路電流是正常運行的單相對地電容電流的3倍。.電力系統中性點接地方式有哪幾種？采用中性點不接地系統有何優缺點？答：在電力系統中，中性點工作接地方式有：中性點直接接地、中性點經消弧線圈接地和中性點不接地三種。其中中性點不接地方式一直是我國配電網采用最多的一種方式。該接地方式在運行中如發生單相接地故障，其流過故障點的電流僅為電網對地的電容電流，當35kV、10kV電網限制在10A以下時，若是接地電流很小的瞬間，故障一般能自動消除，此時雖然非故障相對地電壓升高，但系統還是對稱的，故在電壓互感器發熱條件許可的情況下，允許帶故障連續供電2小時，為排除故障贏得了時間，相對提高了供電的可靠性，這也是中性點不接地系統的主要優點，其次，中性點不接地系統不需要任何附加設備，投資小，只要裝設絕緣監視裝置，以便發現單相接地故障后能迅速處理，避免單相故障長期存在而發展為相問短路或多點接地事故。在這種系統中，電氣設備和線路的對地絕緣應按能承受線電壓考慮設計，而且應裝交流絕緣監察裝置。當發生單相接地故障時，可立即發出信號通知值班人員。問題與思考1,衡量電能質量的兩個重要指標是什么？答：電壓和頻率是衡量電能質量的兩個重要指標。2,用戶電能的頻率是通過什么環節進行調整的？在供配電系統中頻率可調嗎？答：用戶電能的頻率調整主要依靠發電廠調節發電機的轉速實現的。在供配電系統中頻率是不可調的，只能通過提高電壓的質量來提高供配電系統的電能質量。3,何謂電壓波動與閃變？電壓正弦波畸變是什么原因造成的？答：電壓在某一段時間內急劇變化而偏離額定值的現象，稱為電壓波動。周期性電壓急劇變化引起電源光通量急劇波動而造成人的視覺感官不舒適的現象，稱為閃變。電壓波形畸變是由于電力系統中存在大量的非線性供用電設備，使得電壓波形偏離正弦波而造成的。問題與思考$lesson$1,供配電電壓的選擇主要取決于什么？答：供配電電壓的選擇主要取決于用電負荷的大小和供電距離的長短。因為，在輸送功率一定的情況下，若提高供電電壓，就能減少電能損耗，提高用戶端電壓質量；另一方面，電壓等級越高，對設備的絕緣性能要求隨之增高，投資費用相應增加。2,我國工礦企業用戶的供配電電壓通常有哪些等級？答：我國工礦企業用戶的供配電電壓有高壓和低壓兩種，高壓供電通常指6?10kV及以上的電壓等級。中、小型企業通常采用6?10kV的電壓等級，當6kV用電設備的總容量較大，選用6kV就比較經濟合理；對大型工廠，宜采用35?110kV電壓等級，以節約電能和投資。低壓供配電是指采用1kV及以下的電壓等級。大多數低壓用戶采用380/220V的電壓等級，在某些特殊場合，例如礦井下，因用電負荷往往離變配電所較遠，為保證遠端負荷的電壓水平，要采用660V電壓等級。.為什么提倡提高低壓供配電的電壓等級？答：提倡提高低壓供配電的電壓等級，目的是為了減少線路的電壓損耗，保證遠端負荷的電壓水平，減小導線截面積和線路投資，增大供配電半徑，減少變配電點，簡化供配電系統。同時也是節電的一項有效措施，在世界上已經成為一種發展趨勢。,6問題與思考1.對供配電系統的基本要求有哪些？答：用戶對供配電系統的基本要求是經濟性、安全性和可靠性。2,供配電系統的負荷如何劃分的？答：供配電系統的負荷，按其對供電可靠性的要求，通常分為三級。其中一級負荷：若對此負荷停電，將會造成人的生命危險及設備損壞，打亂復雜的生產過程，造成重大設備損壞且難以修復，或給國民經濟帶來極大損失。二級負荷：若對此種負荷停電，將會造成工廠生產機器部分停止運轉，或生產流程紊亂且難以恢復，致使產品大量減產，工廠內部交通停頓，造成一定的經濟損失，或使城市居民的正常生活受到影響。三級負荷：所有不屬于一、二級負荷的其他負荷均屬于三級負荷。3,對供配電系統的布置有哪些方面的要求？答：對供配電系統的布置要求包括：①便于運行維護和檢修：值班室一般應盡量靠近高低壓配電室，特別是靠近高壓配電室，且有直通門或與走廊相通。②運行要安全：變壓器室的大門應向外開并避開露天倉庫，以利于在緊急情況下人員出入和處理事故。門最好朝北開，不要朝西開，以防“西曬”。③進出線方便：如果是架空線進線，則高壓配電室宜位于進線側。戶內供配電的變壓器一般宜靠近低壓配電室。④節約占地面積和建筑費用：當供配電場所有低壓配電室時，值班室可與其合并。但這時低壓電屏的正面或側面離墻不得小于3nl⑤高壓電力電容器組應裝設在單獨的高壓電容器室內，該室一般臨近高壓配電室，兩室之間砌防火墻。低壓電力電容器柜裝在低壓配電室內。⑥留有發展余地，且不妨礙車間和工廠的發展。在確定供配電場所的總體布置方案時應因地制宜，合理設計，通過幾個方案的技術經濟比較，力求獲得最優方案。4.什么叫電氣間距？試根據表1-2和表1-3分別計算并驗證10KV戶外、戶內B1和C值的正確性。答：為保證供配電系統運行中電氣設備及人員的安全和檢修維護工作及搬運的方便，供配電裝置中的帶電導體的相間、導體相對地面之間都應有一定的距離，以保證設備運行或過電壓時空氣絕緣不會被擊穿，這個距離稱為電氣間距。10KV戶外：B1=A1+750=200+750=950mmC=A1+2300+200=200+2300+200=2700mm正確。10KV戶內：B1=A1+750=125+750=875mmC=A1+2300=125+2300=2425mm正確。問題與思考$lesson$.電力變壓器主要由哪幾部分組成？變壓器在供配電技術中起什么用途？答：電力變壓器主要由鐵心、線圈、油箱、儲油柜以及絕緣套管、分接開關和氣體繼電器等組成。在電力系統中，變壓器占有極其重要的地位。在供配電技術中的主要用途表現在以下兩點：電能供出電能時，利用變壓器升高發電機的出口電壓，以減少線路中的能量損耗和提高電能利用率；向用戶分配電能時，又可利用變壓器把電壓降低，以滿足用戶的需要和提高用電的安全性。.變壓器并聯運行的條件有哪些？其中哪一條應嚴格執行？答：變壓器并聯運行的條件：①并聯各變壓器的聯結組別標號相同；②并聯各變壓器的變比相同(允許有土0.5%的差值)；③并聯各變壓器的短路電壓相等(允許有土10%勺差值)。其中第①條必須嚴格執行，即聯結組別標號不同的變壓器絕不能并聯運行。.單臺變壓器容量確定的主要依據什么？若裝有兩臺主變壓器，容量又應如何確定？答：單臺變壓器的額定容量SN應能滿足全部用電設備的計算負荷Se,留有裕量，并考慮變壓器的經濟運行，即按照SN=(1.15?1.4)Se;通常車間變電所中，單臺變壓器容量不宜超過1000kV？A對裝設在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于630kV？A若裝有兩臺主變壓器，每臺主變壓器的額定容量SN應同時滿足以下兩個條件：①當任一臺變壓器單獨運行時，應滿足總計算負荷的60%-70%勺要求，即SN>(0.6?0.7)Se;②任一臺變壓器單獨運行時，應能滿足全部一、二級負荷總容量的需求，即SN>SIe+SHeo.2問題與思考.高壓熔斷器在電網線路中起何保護作用？答：高壓熔斷器是用來防止高壓電氣設備發生短路和長期過載的保護元件，是一種結構簡單，應用最廣泛的保護電器。.高壓隔離開關在電力線路中起何作用？高壓負荷開關與高壓隔離開關有何不同？答：高壓隔離開關主要用于隔斷高壓電源，以保證其他設備和線路的安全檢修。高壓負荷開關則主要用于10kV配電系統接通和分斷正常的負荷電流。.高壓開關電器中熄滅電弧的基本方法有哪些？答：高壓開關電器中熄滅電弧的基本方法有磁吹法、油吹法、真空滅弧法和六氟化硫滅弧法。.目前我國經常使用的高壓斷路器根據滅弧介質的不同分有哪些類型？其中高壓真空斷路器和六氟化硫斷路器具有哪些特點？答：目前我國經常使用的高壓斷路器根據滅弧介質不同，可分為油斷路器、壓縮空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器和磁吹斷路器等。其中高壓真空斷路器具有體積小、重量輕、滅弧工藝及材料要求高且不需要檢修滅弧器，維護簡單等特點，適用于要求頻繁操作的場合。六氟化硫斷路器則是利用SF6氣體做滅弧和絕緣介質，其特點是分斷能力強、噪聲小，無火災危險，適用于頻繁操作。.電壓互感器和電流互感器在高壓電網線路中的作用各是什么？在使用時它們各應注意哪些事項？答：電壓互感器和電流互感器作為供配電技術中一次系統和二次系統之間的聯絡元件，其中電壓互感器用來把一次系統中的高電壓轉換成二次系統中的標準量程100V的低電壓值;電流互感器把一次系統中的大電流轉換成二次系統中標準量程5A的小電流，使二次電路正確反映一次系統的正常運行和故障情況。在使用中電壓互感器的二次側需可靠接地，并且不允許短路；電流互感器的二次側需可靠接地，且不允許開路。.3問題與思考.PGL低壓配電屏適用哪些場合使用？答：PGLffl低壓配電屏一般作為發電廠、變電站、工礦企業的動力配電及照明供電設備上使用，同時也適用于交流50H2S額定工作電壓不超過380V,額定工作電流1600A及以下的低壓配電系統中。.試述高壓開關柜在電氣和機械聯鎖上采取的“五防”內容。答：高壓開關柜在電氣和機械聯鎖上采取的“五防”內容有：①防止誤合閘、誤分斷斷路器；②防止帶負荷分、合隔離開關：③防止向已經接地的部位送電：④防止帶電掛接地線；⑤防止誤入帶電間隔。問題與思考$lesson$.變配電所對電氣主接線的設計一般從哪些方面進行評價？變配電所對電氣主接線的基本要求有哪些？答：變配電所對電氣主接線的設計一般從可靠性、靈活性和經濟性等方面進行評價。變配電所對電氣主接線的基本要求有：(1)應符合國家有關標準和技術規范的要求，能充分保證人身和設備的安全。(2)應滿足電力負荷特別是一、二級負荷對供配電的可靠性要求。(3)應能適應必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應負荷的發展。(4)在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單、投資少、運行費用低，并且節約電能和有自金屬消耗量。.供配電系統中的電氣主接線中，通常配置哪些電氣設備？答：供配電系統中的電氣主接線中，通常配置的電氣設備有高壓隔離開關、接地開關和接地器、避雷器、阻波器、耦合電容器、電流、電壓互感器等。.何謂母線？母線在供配電系統中起什么作用？答：供配電系統中各級電壓配電裝置的連接，以及變壓器等電氣設備和相應配電裝置的連接，大都采用矩形或圓形截面的裸導線或絞線，統稱為母線。母線的作用是匯集、分配和傳送電能。母線按結構分為硬母線和軟母線。硬母線又分為矩形母線和管形母線。其中矩形硬母線一般使用于主變壓器至配電室內，具優點是施工安裝方便，運行中變化小，載流量大，但造價較高。軟母線通常用于室外，因空間大，導線有所擺動也不致于造成線間距離不夠。軟母線施工簡便，造價低廉。問題與思考.常見的典型電氣主接線方式包括哪些？單母線分段接線有何特點？答：常見的典型電氣主接線方式包括單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線、雙母線帶旁母接線、橋式接線等。其中單母線分段接線的特點是：分段后母線和母線隔離開關可分段輪流檢修。對重要用戶，可從不同母線段引雙回路供電。當一段母線發生故障、任一連接元件故障和斷路器拒動時，由繼電保護動作斷開分段斷路器，將故障限制在故障母線范圍內，非故障母線繼續運行，整個配電裝置不會全停。.與單母線接線相比，雙母線接線有何優點？雙母線帶旁母的接線方式是否很普遍？答：與單母線接線相比，雙母線接線的優點是供電可靠性大，可以輪流檢修母線而不使供電中斷，當一組母線故障時，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，就可迅速恢復供電，另外還具有調度、擴建、檢修方便等優點。雙母線加旁路母線主要解決了斷路器和保護裝置檢修不停電問題，但旁路母線也帶來了投資費用較大，占用設備間隔較多等諸多不利因素。隨著近年來供配電系統可靠性的不斷提高，繼電保護裝置實現微機自動化，特別是雙重化配置的保護的施行，旁路母線的作用已經逐漸減弱，作為電氣主接線的一個重要方案，帶旁路母線的接線已經完成了它的歷史作用，新建工程中基本上不再采用帶旁路母線的接線方式。.10kV/0.4kV變電所的電氣主接線有哪些形式？各適用于彳f么場合？答：10kV/0.4kV變電所中只裝有一臺主變壓器的小型變電所，其高壓側一般采用無母線的接線，根據其高壓側采用的開關電器不同，有采用戶外高壓跌落式熔斷器、采用隔離開關和戶內式高壓熔斷器、選用負荷開關和高壓熔斷器以及選用隔離開關和高壓斷路器的接線方案，用它們接通和斷開變壓器空載電流。這類電氣主接線方案通常只適合于小容量的三級負荷。裝有兩臺主變壓器的變電所，分有高壓無母線、低壓單母線分段，高壓采用單母線、低壓單母線分段和高低壓側均為單母線分段三種電氣主接線方案，適用于一、二級負荷。.內橋式接線和外橋式接線各適用于哪些電壓等級及場合？答：當線路只有兩臺變壓器和兩回輸電線路時可采用橋式接線。其中內橋式接線適用于電壓為35kV及以上、電源線路較長、變壓器不需要經常操作的配電系統中；外橋式接線則一般應用于電壓為35kV及以上、在運行中變壓器經常切換，輸電線路比較短的系統中。.2問題與思考.比較放射式與樹干式供配電接線的優缺點，并說明其適用范圍。答：放射式接線的特點是每個負荷由一單獨線路供電，因此發生故障時影響范圍小，可靠性高，控制靈活，易于實現集中控制，缺點是線路多，所用開關設備多，投資大，因此這種接線多用于供電可靠性要求較高的設備。樹干式接線的特點是多個負荷由一條干線供電，采用的開關設備較少，但干線發生故障時，影響范圍較大，所以供電可靠性較低，且在實現自動化方面適應性較差。這種接線方式比較適用于供電容量較小，而分布較均勻的用電設備組。.車間的低壓電力線路主要有哪些接線方式？通常哪種方式應用最普遍？為什么？答：車間的低壓電力線路主要有放射式接線、樹干式接線、變壓器干線式接線、環形接線和鏈式接線等方式。通常變壓器-干線式接線方式主要應用于設備位置經常調整的機械加工車間。因為這種接線方式在變壓器低壓側不設低壓配電屏，只在車間墻上裝設低壓斷路器總干線采用載流量很大的母線，貫穿整個車間，再從干線經熔斷器引至各分支線，這樣大容量的設備可直接在總干線上，而小容量設備則接在分干線上，因此，非常靈活的適應設備位置的調整。.3問題與思考.何謂硬母線？何謂軟母線？銅母線、鋁母線和鋼母線各有何特點？它們分別適應于什么場合？答：工廠變電所中，用來匯集和分配電流的匯流排被稱之為硬母線。三相交流硬母線按黃、綠、紅標示，接地的中性線用紫色，不接地的中性線用藍色，十分方便識別各相的母線。軟母線即架空導線，是構成工廠供配電網絡的主要元件，軟母線通常選用裸導線。.通常架空導線選用什么類型的導線？這種類型的導線按其結構不同可分為哪兩種形式？工廠中最常用的是哪一種？在機械強度要求較高的35kV及以上架空線路多采用哪種絞線？答：架空導線通常選用裸導線，按其結構不同可分為單股線和多股絞線。絞線又有銅絞線、鋁絞線和鋼芯鋁絞線之分。在工廠中最常用的是鋁絞線；在機械強度要求較高的35kV及以上架空線路多采用鋼芯鋁絞線。問題與思考$lesson$.何謂操彳電源？操作電源分有哪幾類？其作用有何不同？答：操作電源主要是向二次回路提供所需的電源。操作電源分有直流和交流兩大類，其中直流操作電源按電源性質可分為由蓄電池組供電的獨立直流電源和交流整流電源，主要用于大、中型變配電所；交流操作電源包括由變配電所用主變壓器供電的交流電源和由儀用互感器供電的交流電源，通常用于小型變配電所。.復式整流裝置為什么可以保證在短路時仍能可靠供電？答：復式硅整流操作電源有兩部分供電，一是由變壓器或電壓互感器供電，二是由反應故障電流的電流互感器電流源供電。因此，當發生短路故障時，復式硅整流操作電源仍能可靠供電。.電氣回路中為什么要裝設絕緣監察裝置？直流絕緣監察裝置是如何發出音響和燈光信號的？答：電氣回路中為了能正確反映直流系統的任一極絕緣電阻下降情況以及絕緣電阻的大小、能測量絕緣電阻下降的極性和有助于絕緣電阻下降點的查找。要求裝設絕緣監察裝置。絕緣監察裝置中的監視轉換開關有“信號”、“測量位置1”、“測量位置2”三個位置。一般情況下，其手柄置于“信號”位置，，接地信號繼電器線圈在電橋的檢流計位置上，當母線絕緣電阻下降，造成電橋不平衡時，接地信號繼電器動作，具常開觸點閉合，光字牌亮，同時發出音響信號。.直流回路一點接地后還能繼續運行嗎？兩點接地呢？答：在直流系統中，正、負母線對地是懸空的，當發生一點接地時，并不會引起任何危害，直流回路仍能繼續運行，但必須及時消除一點接地情況。否則，當另一點接地而形成兩點接地情況時，就會引起信號回路、控制回路、繼電保護回路和自動裝置回路的誤動作。.斷路器控制回路應滿足哪些基本要求？答：斷路器控制回路應滿足的基本要求如下：①能手動和自動合閘與跳閘。②能監視控制回路操作電源及跳、合閘回路白完好性；應對二次回路短路或過負荷進行保護。③斷路器操動機構中的合、跳閘線圈是按短時通電設計的，在合閘或跳閘完成后，應能自動解除命令脈沖，切斷合閘或跳閘電源。④應有反應斷路器手動和自動跳、合閘的位置信號。⑤應具有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”措施。⑥斷路器的事故跳閘回路，應按“不對應原理”接線。⑦對于采用氣壓、液壓和彈簧操動機構的斷路器，應有壓力是否正常、彈簧是否拉緊到位的監視和閉鎖回路。問題與思考.供配電系統繼電保護的基本要求有哪些？何謂選擇性動作？什么是靈敏度？答：供配電系統對繼電保護的要求有四點：選擇性、速動性、靈敏度和可靠性。其中選擇性動作是指能挑選故障元件的能力。當供配電系統發生短路故障時，繼電保護裝置動作，只切除故障元件，并使停電范圍最小，以減小故障停電造成的損失。靈敏性是指在保護范圍內發生故障或不正常工作狀態時，保護裝置的反應能力。.為什么電流速斷保護有的帶時限，有的不帶時限？答：電流速斷保護實際上就是一種瞬時動作的過電流保護。其動作時限僅僅為繼電器本身的固有動作時間，它的選擇性不是依靠時限，而是依靠選擇適當動作電流來解決。速斷過電流保護通過提高過電流保護的整定值來限制保護動作的范圍，其靠近電源側的保護是不加時限的瞬時動作保護。由于電流速斷保護動作不帶時限，為保證速斷保護動作的選擇性，在下一級線路首端發生最大短路電流時電流速斷保護不應動作，因此規定凡裝設電流速斷保護的線路，都必須裝設帶時限的過電流保護。3為