供配电第二版思考题与习题解答提示

莫岳平、翁双安编着《供配电工程》第2版思考题与习题解答提示目录第一章思考题与习题1-1火力发电站、水电站及核电站的电力生产和能量转换过程有何异同解答提示：参见本章第一节一、电力系统的构成。1-2电力系统由哪几部分组成各部分有何作用电力系统的运行有哪些特点与要求解答提示：参见本章第一节一、电力系统的构成；二、电力系统运行的特点与要求。1-3简述确定用户供配电系统电压等级的原则。为什么说在负荷密度较高的地区，20kV电压等级的技术经济指标比10kV电压等级高解答提示：参见本章第二节二、电力系统各级标称电压的适用范围。与传统的10kV配电网相比，20kV配电网电压供电容量提高1倍，线路电压损失则下降50%；而输送同等功率时，线路能耗下降75%，线路电压损失下降75%。在负荷密度高的地区，由于20kV供电半径增大，可减少110kV变电站数量，而设备及线路绝缘成本增加不多，总体建设投资减少。1-4电力系统中性点接地方式主要有哪几种试分析当系统发生单相接地时在接地电流、非故障相电压、设备绝缘要求、向异相接地故障发展的可能性、接地故障的继电保护、接地故障时的供电中断情况等方面的特点解答提示：参见本章第三节。各系统发生单相接地时的特点比较见下表：项目不接地系统直接接地系统低电阻接地系统消弧线圈接地系统①接地电流小（对地电容电流）最大（接近三相短路电流）中等（100A~1000A）最小（残流）②非故障相电压大，＝Un（线电压）最小，80%Un＝80%~100％Un大，＝Un③设备绝缘要求最高，全绝缘最低，可采用分级绝缘比不接地系统低高，全绝缘④向异相接地故障发展的可能性最大最小小中⑤接地故障的继电保护需要专门技术，不够可靠简单可靠简单可靠需要专门技术，通常只作用于信号⑥接地故障时的供电中断情况在能够自然熄弧时，不需跳闸立即跳闸立即跳闸自然熄弧，但永久故障仍需跳闸1-5什么是低压配电TN系统、TT系统和IT系统各有什么特点各适用于什么场合解答提示：参见本章第三节五、低压配电系统导体的配置与系统接地。1-6如何区别TN-S和TN-C-S系统为什么当电源采用TN系统时，从建筑物总配电箱起供电给本建筑物内的配电线路应采用TN-S系统解答提示：参见本章第三节图1-10。当电源采用TN系统时，建筑物内必须采用TN-S系统，这是由于正常的负荷电流只应沿中性导体N流回，不应使有的负荷电流沿PE导体或与PE导体有连接的导体流回，否则，这些电流会干扰正常运行的用电设备。1-7为什么采用TN-C-S系统时，当PE导体与N导体从某点分开后不应再合并，且N导体不应再接地解答提示：参见本章第三节图1-10。当PE导体与N导体从某点分开后，若再合并或N导体再接地，则导致PE导体或接地导体中出现正常负荷电流的分流，引起电磁干扰、剩余电流保护器误动作等。1-8电力负荷分级的依据是什么各级电力负荷对供电有何要求解答提示：参见本章第四节二、用电负荷分级及供电要求。1-9常用应急电源有几种各适用于什么性质的重要负荷解答提示：参见本章第四节二、用电负荷分级及供电要求。1-10应急电源与备用电源有什么不同为什么GB50052—2009规定备用电源的负荷严禁接入应急供电系统解答提示：参见本章第四节二、用电负荷分级及供电要求。备用电源与应急电源是两个完全不同用途的电源。应急电源又称安全设施电源，是为了人体和家畜的健康和安全，以及避免对环境或其他设备造成损失的电源。从保证安全角度考虑，备用电源的负荷严禁接入应急供电系统。1-11什么是分布式电源与一般中小型燃煤电厂有何区别解答提示：参见本章第五节。1-12简述光伏电源系统的关键技术及其在我国的应用情况。解答提示：参见本章第五节二、太阳能光伏电源系统的应用。上网了解光伏电源系统在我国的应用情况。1-13试确定图1-17所示电力系统中各变压器一、二次绕组的额定电压。解答提示：参见本章第二节一、标准电压。T1——kV/121kV，T2——kV/，T3——110kV/，T4——10kV/。1-14试确定图1-13所示大型用户供配电系统中总降压变压器和配电变压器一、二次侧的额定电压。解答提示：总降压变压器——35～110kV/～kV，配电变压器——6～10kV/kV。1-15某110/10kV变电站10kV系统中性点不接地，现进行10kV电网改造，规划建设钢筋混凝土杆塔的架空线路（无避雷线）总长度约20km、电缆线路总长度约20km，试估算该系统在线路发生单相接地故障时的接地电容电流，并判断其中性点是否需要改为谐振接地方式。设变电站10kV电气装置增加的接地电容电流值约为线路计算值的16%。解答提示：参见本章第三节一、中性点不接地系统。根据公式（1-2），线路的接地电容电流约为-3C110kV2.71020km0.120km=20.54AI，整个系统的接地电容电流值约为C1=20.54A1+16%I（）=23.83A，大于10A。依据GB/T50064－2014规定，应采用中性点谐振接地方式。1-16当上题110/10kV变电站10kV系统采用谐振接地方式时，试确定消弧线圈容量。若再考虑变电站用电100kVA，则需要装设的连接消弧线圈的专用接地变压器（兼作站用变压器）的容量是多少解答提示：参见本章第三节二、中性点谐振接地系统。根据公式（1-5），消弧线圈的补偿容量为r1.3523.83A10kV3=185.74kVAQ。再考虑变电站用电100kVA，则需要装设的专用接地变压器容量取为315kVA。1-17某城市110/20kV变电站20kV系统全部由电缆线路构成，中性点采用低电阻接地方式，接地电阻为20欧。试计算该20kV电网的单相接地电流和接地电阻器消耗的功率是多少解答提示：参见本章第三节三、中性点电阻接地系统。根据公式（1-8），该20kV电网的单相接地电流为3d10kV10=577.37A320I，根据公式（1-10）和公式（1-6），接地电阻器消耗的功率为图1-17习题1-13图r10kV1.05577.37A=3500.22kW3P。第二章思考题与习题2-1用电设备按工作制分哪几类各有何工作特点如何确定设备功率解答提示：参见本章第一节二、用电设备工作制及设备功率的计算。2-2什么是负载持续率为什么断续周期工作制设备功率与负载持续率有关解答提示：参见本章第一节二、用电设备工作制及设备功率的计算。2-3什么是计算负荷确定计算负荷的有关系数有哪些解答提示：参见本章第一节一、计算负荷概念和四、确定计算负荷的系数。2-4试比较需要系数法、利用系数法和单位指标法的算法基础、特点、步骤、精度及适用场合。解答提示：参见本章第二节。需要系数法精度一般、用电设备台数少时误差较大；利用系数法精度高；单位指标法靠定性分析难以提高计算精度。2-5什么是尖峰电流尖峰电流与计算电流同为最大负荷电流，各在性质上和用途上有哪些区别解答提示：参见本章第一节和第四节。2-6在供配电系统中，无功功率补偿的方式有哪几种各种补偿方式有何特点解答提示：参见本章第五节四、无功补偿装置的装设位置。2-7通过哪些技术措施可降低供配电系统的电能损耗解答提示：参见本章第七节三、电能节约的技术措施。2-8某设备机房共有11台380V的水泵，其中2台、3台5kW、6台15kW，试求该水泵设备组的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。解答提示：参见例题2-1，采用需要系数法。查附录表1，取Kd＝、cos＝、tan＝。计算可得Pe＝120kW，Pc=90kW，Qc＝，Sc＝，Ic＝。2-9某高校实训车间380V线路上，接有小批生产的金属冷加工机床40台共100kW，通风机5台共kW，电阻炉5台共8kW，试用需要系数法确定该车间配电线路的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。解答提示：参见例题2-2，计算结果见下表：序号用电设备名称台数设备功率e/kWPKdcostan计算负荷c/kWPc/kvarQc/kVASc/AI1冷加工机床4010016－－2通风机56－－3电阻炉58－－小计－－－－－－－合计取p=0.95K；q=0.97K2-10有一生产车间，拥有大批生产的金属冷加工机床电动机52台，共200kW；桥式起重机4台，共（ε＝15%）；通风机10台，共15kW；点焊机12台，共（ε＝65%）。车间采用220/380V三相四线制供电。试用需要系数法确定该车间的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。解答提示：参见例题2-2，计算结果见下表：序号用电设备名称台数设备功率e/kWPKdcostan计算负荷c/kWPc/kvarQc/kVASc/AI1冷加工机床电动机52200－－2桥式起重机4（15%）（25%）－－3通风机1015－－4点焊机1242（65%）（100%）－－小计－－－－－－－合计取p=0.92K；q=0.95K2-11某公寓楼200户，每户设备功率按6kW计，另有公共照明20kW，会所中央空调40kW×3套（通常用2套，最热月可能用3套），生活水泵20kW×3台（其中1台备用），电梯10kW×2套。试用需要系数法确定该公寓楼的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。解答提示：参见例题2-3，备用设备功率不应计入。计算结果见下表：序号用电设备名称台数设备功率e/kWPKdcostan计算负荷c/kWPc/kvarQc/kVASc/AI1居民用电2001200－－2公共照明201－－3会所中央空调3120－－4生活水泵240－－5电梯220小计－1400－－－－－合计取p=0.90K；q=0.93K－－2-12两组用电设备均为一般工作制小批量生产金属切削机床，总额定功率均为180kW。第一组单台容量相同，每台为；第二组为30kW×4台，20kW×1台，10kW×2台，5kW×4台。试用利用系数法分别求这两组用电设备的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。并分析两组用电设备总额定功率相同而计算负荷不同的原因。解答提示：参见例题2-4，计算结果比较见下表：序号用电设备名称设备功率e/kWPKutanPavQavneqKm计算负荷c/kWPc/kvarQc/kVASc/AI1第一组设备180402第二组设备180第二组用电设备计算负荷较大，是因为台数少而各台设备功率相差悬殊所导致。2-13现有9台单相电烤箱，其中1kW×4台，×3台，2kW×2台。试合理分配上述各电烤箱于220/380V的线路上，并计算其等效三相计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。解答提示：单相设备接在三相线路中，应尽可能地均衡分配，使三相负荷尽可能地平衡。最大负荷相所接的单相设备功率为kW，根据公式（2-26），其等效三相设备功率为kW。查附录表1得d0.7K，cos0.98，tan0.20，因此，根据公式（2-12）～公式（2-15），Pc=、Qc=、Sc=、Ic=14.65A。2-14某6层住宅楼有4个单元，每单元有12户，每户设备功率按8kW计。每户采用单相配电，每单元采用三相配电。试用需要系数法计算各户、各单元及整栋楼的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。解答提示：由于负荷性质单一，均可根据公式（2-12）～公式（2-15）计算，查附录表4得dK值，cos0.9。计算结果见下表：序号用电设备名称配电相数设备功率e/kWPKdcostan计算负荷c/kWPc/kvarQc/kVASc/AI1每户1812每单元3963整栋楼33842-15某用户拟建一座10/变电所，装设一台变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为750kW，无功计算负荷为720kvar。为了使变电所高压侧功率因数不低于，如果在低压侧装设并联电容器补偿时，需装设多少补偿容量并选择电容器组数及每组容量。无功补偿前与无功补偿后变电所高压侧的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic各为多少解答提示：参见例题2-5，计算结果见下表：计算点计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/Acosφ无功功率补偿前变电所低压侧计算负荷配电变压器功率损耗变电所高压侧计算负荷低压集中补偿容量kvar＝750×（tan