工厂供电第五版章习题解答

复习思考题1-3水电站、火电厂和核电站各利用什么能源？风力发电、地热发电和太阳能发电各有什么特点？答：水电站-利用水流的位能生产电能火力电厂和热电厂：利用燃烧的化学能（例如煤的燃烧）来生产电能。核能电站：利用原子核的裂变能来生产电能。风能发电特点：1、清洁，环境效益好；2、可再生，永不枯竭3、基建周期短4、装机规模灵活。风能缺点：1、噪声，视觉污染;2、占用大片土地;3、不稳定，不可控;4、目前成本仍然较高;5、环境依赖性较高。地热发电特点：一般不需要燃料，发电成本在多数情况下都比水电、火电及核电要低，设备的利用时间长，建厂投资一般都低于水电站，且不受降雨、季节变化的影响，发电稳定，可大大减少环境的污染。太阳能发电特点：目前多采用光伏发电技术，其特点是无污染、投资少、无能耗为目前新型环保能源，其缺点是，光照要求较高，必须选择光照充足的地点建设；占地面积大；受天气影响较大。欧秋1-5、我国规定的工频是多少？对其频率偏差有何要求？1-6衡量电能质量的两个基本参数是什么？电压质量包括哪些方面的要求？答：频率偏差、电压偏差。电压质量是以电压偏离额定电压的幅度（电压偏差）、电压波动与闪变和电压波形来衡量。1-7用电设备的额定电压为什么规定等于电网（线路）额定电压？为什么现在同一10KV电网的高压开关，额定电压有10KV和12KV两种规格？答：就是用电设备使用的规定电压条件。在此条件下用电设备能安全可靠运行。用电设备由于线路运行时要产生电压降，所以线路上各点的电压都略有不同。但是批量生产的用电设备，其额定电压不可能按使用处线路的实际电压来制造，而只能够按线路的首端与末端的平均电压即电网的额定电压来制造。因此用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。根据线路长短来决定变压器二次侧的电压等级，相应的高压开关，如果是近距离输电就用10kv,如果是远距离输电就用12KV。2021/1/81-8发电机的额定电压为什么规定要高于同级电网的5%？答：通常认为用电设备一般允许电压偏移±5％，即沿线的电压降一般为10％，这就要求线路始端电压为额定值的105％，以使其末端电压不低于额定值的95%。发电机接于电力线路始端，因此，发电机电压一般比电力网额定电压高5％。1-9电力变压器的额定一次电压，为什么规定有的要高于相应的电网额定电压5%，有的又可等于相应电网的额定电压？而其额定二次电压，为什么规定有的要高于相应电网额定电压的10%，有的又可只高于相应电网额定电压的%5？答：电力变压器的一次电压，按与发电机连接还是与电网连接其电压规定不同。发电机电压一般比电力网额定电压高5％，而且发电机至该变压器间的连线压降较小，为使变压器一次绕组电压与发电机额定电压相配合，可以采用高出电力网额定电压5％的电压作为该变压器一次绕组的额定电压。不与发电机相连的变压器，其一次绕组可以当做受电器看待，因而其额定电压取与受电器的额定电压即电力网额定电压相等。2021/1/8变压器二次绕组的额定电压，是指变压器空载情况下的额定电压。当变压器带负载运行时，其一,二次绕组均有电压降，二次绕组的端电压将低于其额定电压，如按变压器满载时一、二次绕组压降为5％考虑，为使满载时二次绕组端电压仍高出电力网额定电压5％,则必须选变压器二次绕组的额定电压比电力网额定电压高出10％。当电力网用电设备端由变压器供电时，线路很短其线路压降很小，也可采用高出电力网额定电压加上5%，作为该变压器二次绕组的额定电压。1-10电网电压的高低如何划分？什么是低压和高压？什么是中压、高压、超高压和特高压？答：用电电压等级从220V（380V)、6kV、10kV、35kV、66kV（农电）、110kV、220kV、380kV（国外）、500kV、750kV、1000kV这几个等级。电力行业通常所说的高压指的是35kV以上到500kV为高压，500～1000kV为超高压，1000kV以上为特高压。中压是国外的概念，一般指的是6～35kV这个等级。%100%NNUUUU1-11什么是电压偏差？电压偏差对感应电动机和照明光源各有哪些影响？有哪些调压措施？答：偏差是以电压电压偏离额定电压的幅度，一般以百分数表示，即：式中：ΔU%为电压偏差百分数，U为实际电压，UN为额定电压。1-12什么叫电压波动？电压波动对交流电动机和照明光源各有哪些影响？有哪些抑制措施？2021/1/8电压波动的抑制：2021/1/81-13电力系统的中的高次谐波是如何产生的？有什么危害？有哪些消除和抑制措施？2021/1/82021/1/82021/1/81-14三相不平衡如何表示？如何改善三相不平衡状况？(1)供配电设计和安装中，应尽量使三相负荷均衡分配。三相系统中各相安装的单相用电设备容量之差应不超过15％。(2)将不平衡负荷接到不同的供电点，以减小其集中连接造成不平衡度可能超过允许值的问题。(3)将不平衡负荷接入更高电压的电网由于更高电压的电网具有更大的短路容量，因此接入不平衡负荷对三相不平衡度的影响可大大减小。(4)采用可调的平衡化装置平衡化装置包括：具有分相补偿功能的静止型无功补偿装置(SVC)和静止无功电源（SVG)。答：在三相供电系统中，如果三相的电压、电流幅值或有效值不等，或者三相的电压或电流相位差不为120o时，则称此三相电压或电流不平衡。出现三相不平衡的主要原因是三相负荷不平衡所引起的（单相负荷在三相系统中的容量分配和接入位置的不合理、不均衡）。短路也引起三相不平衡。改善三相不平衡的措施：2021/1/81-15工厂供电系统的供电电压如何选择？工厂的高压配电电压和低压配电电压各如何选择？答：工厂供电电压，主要取决于当地电网的供电电压等级，同时也要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。工厂供电系统的高压配电电压，主要取决于工厂高压用电设备的电压和容量、数量等因素。工厂采用的高压配电电压通常为10kV。如工厂拥有相当数量的6kV用电设备，或者供电电源电压就是从邻近发电厂取得的6.3kV直配电压，则可考虑采用6kV作为工厂的高压配电电压。如果当地电网供电电压为35kV，而厂区环境条件又允许采用35kV架空线路和较经济的35kV电气设备时，则可考虑采用35kV作为高压配电电压深入工厂各车间负荷中心，并经车间变电所直接降为低压用电设备所需的电压。工厂的低压配电电压，一般采用220／380V。但如矿井下，因负荷中心往往离变电所较远，所以为保证负荷端的电压水平而采用660V甚至1140V电压配电。2021/1/81-16三相交流电力系统电源中性点有哪些运行方式？中性点非直接接地系统和中性点直接接地系统在发生单相接地故障时各有什么特点？答：电力系统的中性点运行方式有三种：中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统。中性点不接地电力系统发生单相接地时，接地相对地电压为零，电容电流为零，非接地相对地电压升高为线电压，电容电流增大3倍，但各相间电压（线电压）仍然对称平衡。在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。中性点直接接地系统发生单相接地时，通过中性点形成单相短路，产生很大的短路电流，中性点对地电压仍为零，非接地相对地电压也不发生变化。1-17低压配电系统中的中性线（N线）、保护线（PE线）和保护中性线（PEN）各有哪些功能？答：中性线（N线）的功能：一是用来接系统电压为单相的设备；二是用来传导系统中不平衡电流和单相电流；三是减少负荷中心点的电位偏移。保护线（PE线）的功能：用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统所有设备的外露可导电部分（指正常不带电压但故障情况下易被触及的导电部分如设备金属外壳和金属构架等）通过保护线接地。保护中性线（PEN）的功能：兼有中性线（N线）和保护线（PE线）的功能，该线在我国通称为零线，俗称地线。1-18什么叫TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统、TT系统和IT系统？各有哪些特点？各适用于哪些场合应用？TN-C系统又叫三相四线制，其中的N线与PE线全部合为一根PEN线。PEN线中可有电流通过，因此对某接PEN线的设备产生电磁干扰。如果PEN线断线，可使接PEN线的外露可导电部分带电而造成人身触电危险。TN-C系统在我国低压配电系统中应用最为普遍，但不适于对安全和抗电磁干扰要求高的场所。TN-S系统三相五线制，其中的N线与PE线全部分开，设备的外露可导电部分均接PE线。TN-S系统主要用于对安全要求较高(如潮湿易触电的浴室和居民住宅等)的场所及对抗电磁干扰要求高的数据处理和精密检测等实验场所。PE-C-S系统前一部分全部为TN-C系统，而后边有一部分为TN-C系统，有一部分则为TN-S系统，其中设备的外露可导电部分接PEN线或PE线。该系统综合了TN-C系统和TN-S系统的特点，因此比较灵活，对安全要求和对抗电磁干扰要求高的场所，宜采用TN-S系统，而其他一般场所则采用TN-C系统。2021/1/8TT系统中性点直接接地，而其中设备的外露可导电部分均各自经PE线单独接地。由于TT系统中各设备的外露可导电部分的接地PE线是分开的，互无电气联系，因此相互之间不会发生电磁干扰问题。但是该系统因漏电电流较小可能不足以使线路的过电流保护动作，从而使漏电设备的外露可导电部分长期带电，因此该系统必须装设灵敏度较高的漏电保护装置.该系统适用于安全要求及对抗电磁干扰要求较高的场所。IT系统中性点不接地，或经高阻抗接地。该系统没有N线，因此不适于接额定电压为系统相电压的单相用电设备，只能接额定电压为系统线电压的单相用电设备。IT系统主要用于对连续供电要求较高及有易燃易爆危险的场所，特别是矿山、井下等场所的供电。习题答：白天电压偏差%26.5%100380380360%100%NNUUUU晚上电压偏差%89.7%100380380410%100%NNUUUU白天电压偏低-5.26%，可把主变压器分接头换至“-5%”位置，提高二次电压。晚上切换主变压器，投入联络线，由邻近车间变电所供电。解：接地电容电流)(17350)153570(10350)35(AllUIcabohNC10KV电网单相接地电容电流只有17A，小于规定的的30A，因此不需要改为经消弧线圈接地。复习思考题2021/1/82-1电力负荷按重要程度分哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求？答：电力负荷按对供电可靠性可分为三类，一级负荷，二级负荷和三级负荷。对供电的要求：一级负荷要求最严，应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一电源应不同时受到损坏，在一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个独立电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。二级负荷要求比一级负荷低，应由两回线路供电，供电变压器亦应有两台，从而做到当电力变压器发生故障或电力线路发生常见故障时，不致中断供电或中断后能迅速恢复。三级负荷要求最低，没有特殊要求，一般有单回路电力线路供电。2-2工厂用电设备按工作制分哪几类？什么叫负荷持续率？它表征哪类设备的工作特性？2021/1/82-3什么叫最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？2-4什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用半小时最大负荷？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(3~4)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。2021/1/8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