1、供配电技术唐志平主编课后标准答案2-1什么叫负荷曲线？有哪几种？与负荷曲线有关的物理量有哪些？ 答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户，车间或某类设备负荷曲线。与负荷曲线有关的物理量有：年最大负荷和年最大负荷利用小时；平均负荷和负荷系数。2-2年最大负荷max指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现次）分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为分钟最大负荷P30。年最大负荷利用小时max指负
2、荷以年最大负荷Pmax持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时。平均负荷Pav平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功节率的平均值。负荷系数KL负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值。2-3.什么叫计算负荷?为什么计算负荷通常采用30min最大负荷?正确确定计算负荷有何意义?答:计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时,导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等,该等效负荷就称为计算负荷.导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(34)t,t为发热时间常数.对中小截面的导体.其t约为10min左右,故截流倒替约经 30min后达
3、到稳定温升值.但是,由于较大截面的导体发热时间常数往往大于10min,30min还不能达到稳定温升.由此可见,计算负荷 Pc实际上与30min最大负荷基本是相当的。计算负荷是供电设计计算的基本依据.计算符合的确定是否合理,将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理.计算负荷不能定得太大,否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费;计算负荷也不能定得太小,否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷运行,增加电能损耗,产生过热,导致绝缘体过早老化甚至烧毁.2-4. 各工作制用电设备的设备容量如何确定?答:长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的 铭牌额定功率,即 Pe
4、=PN 反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率.2-5.需要系数的含义是什么?答:所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量,两者之间存在一个比值关系,因此需要引进需要系数的概念,即:Pc=KdPe.式中，Kd为需要系数; Pc为计算负荷; Pe为设备容量.形成该系数的原因有:用电设备的设备容量是指输出容量,它与输入容量之间有一个平均效率;用电设备不一定满负荷运行,因此引入符合系数Kl;用电设备本身及配电线路有功率损耗,所以引进一个线路平均效率;用电设备组的所有设备不一定同时运行,故引入一个同时系数,2-6确定计算负荷的估算法.需要系数法和二项式法各有
5、什么特点？各适合哪些场合？ 答：估算法实为指标法，其特点是进行方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段。需要系数法的特点是简单方便，计算结果较符合实际，而长期使用已积累了各种设备的需要系数，是世界各国普遍采用的方法，适用于多组三相用电设备的计算负荷。二项式法其特点是既考虑了用电设备的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备引起的附加负荷，其计算的结果比按需要系数法计算的结果大得多，适用于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算。2-8 在接有单相用电设备的三相线路中, 什么情况下可将单相设备与三相设备综合按三相负荷的计算方法计算确定负荷? 而在什么情况下应进行单相负荷计算? 答: 单相设备应尽可能地均
6、匀分布在三相上,以使三相负荷保持平衡. a: 三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的15%时,单相设备可按三相负荷平衡计算. b: 三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的15%时,应把单相设备容量换算为等效三相设备容量,再算出三相等效计算负荷. 2-9如何分配单相（220伏，380伏）用电设备，使计算负荷最小？如何将单相负荷简便地换算成三相负荷？ 答：可以用负荷密度法和需要系数法来分配用电设备；这样换算：当单相设备的总容量不超过三相总容量的15%，单相设备按三相负荷平衡来计算。当单相设备的总容量超过三相总容量的15%，应该换成等效三相设备容量，再算出三相等效计算负荷。 2-10 电力
7、变压器的有功功率和无功功率损耗各如何计算？其中哪些损耗是与负荷无关的？哪些损耗与负荷有关？按简化公式如何计算？ 解：有功功率损耗=铁损+铜损=Pfe+Pcu有功功率损耗为：Pt=Pfe+Pcu=Pfe+Pcu.N(Sc/SN)2P0+Pk(Sc/SN)2 无功功率=Q0+Q Q0是变压器空载时，由产生主磁通电流造成的，Q是变压器负荷电流在一次，二次绕组电抗上所产生的无功损耗。 无功功率损耗为：QT=Q0+Q=Q0+QN(Sc/SN)SNI0/100+Uk(Sc/SN)2/100Pfe和Q0是与负荷无关，Pcu和Q与负荷有关简化公式： PtP0+Pk2QT SN（I0/100+Uk2/100）2
8、-11 什么叫平均功率因数和最大负荷时功率因数?各如何计算?各有何用途? 答:平均功率因数是指导在某一时间内的平均功率因数,也称加权平均功率因数.最大负荷时的功率因数是指在年最大负荷时的功率因数.平均功率因数计算功式:略用途供电部门能根据月平均功率因数来调整用户的电费电价.2-12. 降低电能损耗, 降低电压损失,提高供电设备利用率。补偿容量（1）采用固定补偿 Qcc=Pav（tgav1tgav2）,式中，Qcc为补偿容量；Pav为平均有功负荷，Pav =Pc或Wa/t，Pc为负荷计算得到的有功计算负荷，为有功负荷系数，Wa为时间t内消耗的电能； tgav1为补偿前平均功率因数角的正切值；tg
9、av2为补偿后平均功率因数角的正切值；tgav1tgav2称为补偿率，可用qc表示（2）采用自动补偿 Qcc=Pc（tg1tg2） 2-15.什么是尖峰电流？尖峰电流的计算有什么用处？答：尖峰电流是指单台或多台用电设备持续1-2秒的短时最大负荷电流。尖峰电流的计算可以提供选定用电设备的型号以及保护用电设备等。 2-16、 某车间380伏线路供电给下列设备:长期工作的设备有7.5kW的电动机2台,4kW的电动机3台,3kW的电动机10台;反复短时工作的设备有42kVA的电焊机1台(额定暂载率为60%, ?额定功率因数=0.62,额定效率=0.85),10t吊车1台(在暂载率为40%的条件下,其额
10、定功率为39.6kW,额定功率因数为0.5). 试确定它们的设备容量。 解： 对于长期工作制的设备，其设备容量就是它们的额定功率，所以长期工作设备的设备容量为： Pe 1=7.52kW +43kW +310kW =57kW 对于反复短时工作制的设备，其设备容量为： 电焊机：Pe2=0.61/2420.62=20 kW（下标1/2表示对0.6开根号） 吊车： Pe3=20.41/239.6kW=50kW （下标同上） 所以，它们的总的设备容量为： P总=Pe1+Pe2+Pe3=57+20+50=127 kW 2-18 某厂金工车间的生产面积为60m32m,试用估算法估算该车间的平均负荷。 解：查
11、表可知负荷密度指标=0.1kw/m2 S=60m32m=1920m2 Pav=S=0.11920=192 kw 答：用估算法估算该车间的平均负荷为192 kw2-19 某工厂35/6kv总降压变电所，2-20 分别供电给14号车间变电所及6台冷却水泵用的高压电动机。14号车间变电所的计算负荷分别为：Pc1=840 kw,Qc1=680 kvar; Pc2=920 kw,Qc2=750 kvar;Pc3=850 kw, Qc3=700 kvar; Pc4=900 kw, Qc4=720 kvar;高压电动机每台容量为300 kw，试计算该总降压变电所总的计算负荷（忽略线损）。解：由题意可知：水泵
12、用的高压电动机 假设同时系数K=0.9 Kd=0.8 b=0.65 c=0.25 Cos=0.8 tan=0.75 Pc0=KdPe1=0.83006=1440 kw Qc0=Pc0tan=14400.75=1080 kvarPe=K(Pc0+Pc1+Pc2+Pc3+Pc4)=0.9(1440+840+920+850+900)=4455 kwQe=K(Qc0+Qc1+Qc2+Qc3+Qc4)=0.9(1080+680+750+700+720)=3537 kvarSe=( P2e+ Q2e)?=(44552+35372 ) ?=5688.36Ice= Se/(3?Un)= 5688.36/(1.
13、736)=548.01A高压侧Pe1= Pe+0.015 Se=4455+0.0155688.36=4540.33 kw高压侧Qe1= Qe+0.06 Se=3537+0.065688.36=3878.3 kvar Se1=( P2e1+ Q2e1)?= (4540.332+3878.302 ) ?=5971.25Ice1= Se1/(3?Un)= 5971.25/(1.7335)=98.62A答：该总降压变电所高压侧总的计算负荷Pe1=4540.33 kw，Qe1=3878.3 kvar ，Se1=5971.25，Ice1=98.62A 2-21.某车间设有小批量生产冷加工机床电动机40台，
14、总容量152KW，其中较大容量的电动机有10KW 1台、7KW 2台、4.5KW 5台、2.8KW 10台；卫生用通风机6台共6KW。试分别用需要系数法和二项式法求车间的计算负荷。解：需要系数法：查表A-1可得： 冷加工机床：Kd1=0.2 cos1=0.5 tan1=1.73 Pc1=0.2152=30.4KW Qc1=30.41.73=52.6KW 通风机组：Kd2=0.8 cos2=0.8 tan2=0.75 Pc2=0.86=4.8KW Qc2=4.80.75=3.6KW 车间的计算负荷: Pc=0.9(30.4+4.8)=31.68KW Qc=0.9(52.6+4.8)=50.58K
15、WSc=( Pe+ Qe)=59.68KVAIce= Se/(3阶Un)=59.68/(1.7320.38)=90.7A二项式法: 查表A-1可得：冷加工机床:b1=0.14 c1=0.4 x1=5 cos1=0.5 tan1=1.73(bPe)1=0.14152=21.28KW (cPx)1=0.4(10+72+24.5)=13.2KW通风机组:b2=0.65 c2=0.25 x2=5 cos2=0.8 tan2=0.75因为n=62x2 ,取x2=3.则(bPe)2=0.656=3.9KW (cPx)2=0.253=0.75KW显然在二组设备中 第一组附加负荷(cPx)1最大故总计算负荷为
16、：Pc=21.28+3.9+13.2=38.38KWQc=（21.281.73+3.90.75+13.21.73=62.56KvarSc=( Pe+ Qe)=73.4KVA Ic= Se/(3阶Un)=111.55A2-26 某工厂35kV总降压变电所10kV侧计算负荷为：1#车间720kW+j510kvar; 2#车间580kW+j400kvar; 3#车间630kW+j490kvar; 4#车间475Kw+j335kvar(=0.76,=0.82,忽略线损)。试求：全厂计算负荷及平均功率因数；功率因数是否满足供用电规程？若不满足，应补偿到多少？若在10kV侧进行固定补偿，应装BW10.51
17、61型电容器多少台？补偿后全厂的计算负荷及平均功率因数。 解： （1） P1=720Kw, Q1=510kvar P2=580Kw, Q2=400kvar P3=630kW, Q3=490 kvar P4=475Kw, Q4=335 kvar 全厂计算负荷：P=kSp*Spc=2164.5kW Q=kSq*SQc=1561.5 kvar cosF=cos(arctanF)=cos(35.88)=0.81 （2） cosF =(1.151.4)Sc装有两台主变压器时,其中任意一台主变压器容量)SN应同时满足下列两个条件:a 任一台主变压器运行时,应满足总计算负荷的60%70%的要求,即 SN=(
18、0.60.7)Scb 任一台变压器单独运行时,应能满足全部一二级负荷Sc(I+II)的要求,即SN=Sc(I+II)4-4 高压少油断路器和高压真空断路器各自的灭弧介质是什么？比较其灭弧性能，各适用于什么场合？ 高压少油断路器的灭弧介质是油。高压真空断路器的灭弧介质是真空。高压少油断路器具有重量轻，体积小，节约油和钢材，价格低等优点，但不能频繁操作，用于635KV的室内配电装置。高压真空断路器具有不爆炸，噪声低，体积小，重量轻，寿命长，结构简单，无污染，可靠性高等优点。在35KV配电系统及以下电压等级中处于主导地位，但价格昂贵。4-5、高压隔离开关的作用是什么？为什么不能带负荷操作？答：高压隔
19、离开关的作用是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身安全。但隔离开关没有灭弧装置，因此不能带负荷拉、合闸，不能带负荷操作。4-6 高压负荷开关有哪些功能？能否实施短路保护？在什么情况下自动跳闸？解：功能：隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身安全。高压负荷开关不能断开短路电流，所以不能实施短路保护。常与熔断器一起使用，借助熔断器来切除故障电流，可广泛应用于城网和农村电网改造。高压负荷开关上端的绝缘子是一个简单的灭弧室，它不仅起到支持绝缘子的作用，而且其内部是一个汽缸,装有操动机构主轴传动的活塞,绝缘子上部装有绝缘喷嘴和弧静触头。当负荷开始分闸时，闸刀一端的弧动触头与弧静
20、触头之间产生电弧，同时在分闸时主轴转动而带动活塞，压缩汽缸内的空气，从喷嘴往外吹弧，使电弧迅速熄灭。4-7试画出高压断路器、高压隔离器、高压负荷开关的图形和文字符号。答：高压断路器（文字符号为QF，图形符号为 /）；高压隔离器（文字符号为QS，图形符号为| /）；高压负荷 （文字符号为QL，图形符号为|o /）。4-8 熔断器的作用是什么？常用的高压熔断器户内和户外的型号有哪些？各适用于哪些场合。 答：熔断器的作用主要是对电路及其设备进行短路和过负荷保护；常用的高压熔断器主要有户内限流熔断 器（RN系列），户外跌落式熔断器（RW系列）；RN系列高压熔断器主要用于335KV电力系统的短路保护和过
21、载保护，其中RN1型用于电力变压器和电力线路的短路保护，RN2型用于电压互感器的短路保护。 RW系列户外高压跌落式熔断器主要作为配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷保护。4-9互感器的作用是什么？电流互感器和电压互感器在结构上各有什么特点？答：互感器是电流互感器和电压互感器的合称。互感器实质是一种特殊的变压器，其基本结构和工作原理与变压器基本相同。其主要有以下3个功能：一：将高电压变换为低电压（100V），大电流变换为小电流（5A或1A），供测量仪表及继电器的线圈；二：可使测量仪表，继电器等到二次设备与一次主电路隔离，保证测量仪表，继电器和工作人员的安全；三：可使仪表和继电器标准化。 电流互
22、感器的结构特点是：一次绕组匝数少且粗，有的型号还没有一次绕组，铁心的一次电路作为一次绕组（相当于1匝）；而二次绕组匝数很多，导体较细。电流互感器的一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表，继电器电流线圈串联，形成闭合回路，由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互感器二次回路接近短路状态。电压互石器的结构特点是：由一次绕组，二次绕组和铁心组成。一次绕组并联在线路上，一次绕组的匝数较多同二次绕组的匝数较少，相当于降压变压器。二次绕组的额定一般为100V。二次回路中，仪表，继电器的电压线圈与二次绕组并联，这些线圈的阻抗很大，工作的二次绕组近似于开路状态。8-10 试述断路器控制回路中防跳回路的工作原理
23、（图8-12） 图8-12答 中央复归不重复动作事故信号回路如图8-12所示。在正常工作时，断路器合上，控制 开关SA的和19）17）触点是接通的，但是1QF和2QF常闭辅助点是段开的。 若某断路器（1QF）因事故条闸，则1QF闭合，回路+WSHBKM常闭触点SA的及17）19）1QF-WS接通，蜂鸣器HB发出声响。按2SB复归按钮，KM线圈通电，KM常闭打开，蜂鸣器HB断电解除音响，KM常开触点闭合，继电器KM自锁。若此时2QF又发生了事故跳闸，蜂鸣器将不会发出声响，这就叫做不能重复动作。能在控制室手动复归称中央复归。1SB为实验按钮，用于检查事故音响是否完好。4-11、电流互感器有两个二次
24、绕组时，各有何用途？在主线接线图中，它的图形符号怎样表示？ 答：电流互感器有两个绕组时，其中一个绕组与仪表、继电器电流线圈等串联，形成闭和回路。另一个绕组和一个很小的阻抗串联，形成闭和回路，作保护装置用。因为电流互感器二次阻抗很小，正常工作时，二次侧接近短路状态。在正常工作时，二次侧的仪表、继电器电流线圈，难免会损坏或和回路断开，造成开路。二次侧开路会产生很严重的后果。而用另一个二次绕组和一个很小的阻抗串联形成闭和回路作保护装置，这样就会避免以上的情况。使系统更安全的运行。图形符号如下图所示：4-12 避雷器的作用是什么？图形符号怎样表示？答：避雷器（文字符号为F）的作用是用于保护电力系统中电
25、气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的损害的设备，是电力系统中重要的保护设备之一。图形符号是 4-13 常用的高压开关柜型号主要有哪些？答：高压开关柜按型号分主要有：JYN210，35、GFC7B（F）、KYN10，35、KGN10、XGN210、HXGN12Z、GR1、PJ1等。4-14 常用的低压设备有哪些？并写出它们的图形符号。答： 名称 符号低压开关柜熔断器 低压断路器 4-15 低压断路器有哪些功能？按结构形式分有哪两大类？请分别列举其中的几个。答：低压断路器主要是用于低压系统中设备及线路的过载和短路保护；按结构形式可分为无填料密闭管式和有填料密闭管式；无填
26、料密闭管式包括RM10，RM7；用于低压电网，配电设备中，做短路保护和防止连续过载之用。有填料密闭管式包括RL系列如RL6 RL7 RL96，用于500V以下导线和电缆及电动机控制线路。RT系列如RT0 RT11 RT14用于要求较高的导线和电缆及电器设备的过载和短路保护。4-16主接线设计的基本要求是什么？什么是内桥式接线和外桥式接线？各适用于什么场合？主接线的基本要求是安全，可靠，灵活，经济。所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥。断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线。若断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。适用范围：对35kV及以
27、上总降压变电所，有两路电源供电及两台变压器时，一般采用桥式接线。内桥式接线适用于大中型企业的一、二级负荷供电。适用于以下条件的总降压变电所：供电线路长，线路故障几率大；负荷比较平稳，主变压器不需要频繁切换操作；没有穿越功率的终端总降压变电所。外桥式接线适用于有一、二级负荷的用户或企业。适用于以下条件的总降压变电所：供电线路短，线路故障几率小；用户负荷变化大，变压器操作频繁；有穿越功率流经的中间变电所，因为采用外桥式主接线，总降压变电所运行方式的变化将不影响公电力系统的潮流。4-17供配电系统常用的主接线有哪几种类型？各有何特点？供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路变压器组接线，单母线接线
28、和桥式接线3种类型。线路变压器组接线当只有一路电源供电线路和一台变压器时，可采用线路变压器组接线。当高压侧装负荷开关时，变压器容量不大于1250kVA；高压侧装设隔离开关或跌落式熔断器时，变压器容量一般不大于630kVA。优点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。缺点：该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所全部停电，可靠性不高。适用范围：适用于小容量三级负荷，小型企业或非生产性用户。1 单母线接线母线又称汇流排，用于汇集和分配电能。单母线接线又可分为单母线不分段和单母线分段两种。（1）单母线不分段接线 当只有一路电源进线时，常用这种接线，每路进线和出线装设一只隔离开关和断路器。靠近线路的隔离开关称线路隔离开关，靠近母线的隔离开关称母线隔离开关。优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好。由于接线简单，操作人员发生误操作的可能性就小。缺点：可靠性和灵活性差。当电源线路，母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时，全部用户供电中断。适用范围：可用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或者有备用电源的二级负荷用户。（2）单母线分段接线 当有双电源供电时，常采用单母线分段接线。单母线分段接线可以分段单独运行，也可以并列同时运行。优点：供电可靠性高，操作灵活，除母线故障或检修外，可对
