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供电技术习题

供电技术习题集

※<习题一>

1-1什么叫电力系统？

为什么要建立电力系统？

1-2供配电系统由哪些部分组成？

在什么情况下应设总降变电所或高压配电所？

1-3发电机的额定电压、用电设备的额定电压和变压器的额定电压是如何规定的？

为什么？

1-4电能的质量指标包括哪些？

1-5什么叫电压偏移、电压波动和闪变？

如何计算电压偏移和电压波动？

1-6电力系统的中性点运行方式有几种？

中性点不接地电力系统和中性点直接接地系统发生单相接时各有什么特点？

1-7电力负荷按对供电可靠性要求分几类？

对供电各有什么要求？

1-8试确定图示1-11所示供电系统中发电机G和变压器1T、2T和3T的额定电压。

图1-11习题1-8的供电系统图

1-9试确定图示1-12，供电系统中发电机G、变压器2T、3T，线路1WL和2WL的额定电压。

图1-12习题1-9的供电系统图

1-10试查阅相关资料或网上查阅，找出去年我国的发电机装机容量、年发电量和年用电量。

1-11画出中性点不接地系统A相发生单相接地时的相量图。

※<习题二>

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？

2–2.什么叫负荷持续率？

他表征哪类设备的工作特性？

2–3.什么叫年最大负荷利用小时？

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？

2–5.各工作制用电设备的设备容量任何确定？

2–6.需要系数的含义是什么？

2–7.确定计算负荷的估算法、需要系数法和二项式法各有什么特点？

各适用那些场合？

2–8.在确定多组用电设备总的视在计算负荷和计算电流时，可否将各组的视在计算负荷和计算电流分别直接相加？

为什么？

应如何正确计算？

2–9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？

2–10.如何分配单相（220V、380V）用电设备，使计算负荷最小？

如何将单相负荷简便地换算为三相负荷？

2–11.电力变压器的有功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？

2–12.什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？

2–13.进行无功功率补偿，提高功率因数，有什么意义？

如何确定无功补偿容量？

2–14.提高自然功率因数有哪些常用的方法？

他们的基本原理是什么？

2–15.并联电容器补偿的装设有几种？

各有何特点？

适合于什么场合？

2–16.什么叫尖峰电流？

尖峰电流的计算有什么用处？

2–17.某车间380V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%，cosφN=0.62，ηN=0.85），10t吊车1台（在暂载率为40%的条件下，其额定功率为39.6kW，cosφN=0.5）。

试确定他们的设备容量。

2–18.已知有一汽车拖拉机厂每年生产拖拉机2400台，汽车1200辆，试用估算法求该厂的计算负荷。

2–19.某厂金工车间的生产面积为60m×32m，试用估算法估算该车间的平均负荷。

2–20.某工厂35/6kV总降变电所，分别供电给1#~4#车间变电所及6台冷却水泵用的高压电动机，1#~4#车间变电所的计算负荷分别为：

Pc1=840kW，Qc1=680kvar；Pc2=920kW，Qc2=750kvar；Pc3=850kW，Qc3=700kvar；Pc4=900kW，Qc4=720kvar。

高压电动机每台容量为300kW，试计算该总降压变电所总的计算负荷。

（忽略线损）

2–21.有车间采用一台10/0.4kV变压器供电，低压负荷有生产用通风机5台共60kW，点焊机（ε=65%）3台共10.5kW，有连锁的连续运输机械8台共40kW，5.1kW的行车（ε=15%）2台。

试确定该车间变电所低压侧的计算负荷。

2–22.某车间设有小批量生产冷加工机床电动机40台，总容量152kW，其中较大容量的电动机有10kW1台、7kW2台、4.5kW5台、2.8kW10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。

2–23.某220V/380V三相四线制线路上接有下列负荷：

220V3kW电热箱2台接于A相，6kW1台接于B相，4.5kW1台接于C相；380V20kW（ε=65%）单头手动弧焊机1台接于AB相，6kW（ε=100%）3台接于BC相，10.5kW（ε=50%）2台接于CA相。

试求该线路的计算负荷。

2–24.某厂机械加工车间，拥有金属切削机床容量共920kW，通风机容量共56kW，起重机容量共76kW（ε%=15），线路额定电压380V，求车间的Pc、Qc、Sc、Ic。

若该厂另一车间全年用电量为：

有功电度500万度，无功电度320万度（三班制生产）。

试计算该厂总降变高压侧的有功计算负荷、无功计算负荷、视在功率、计算电流及平均功率因数cosφav（同时系数取0.75，有功负荷系数取0.75，无功负荷系数取0.8）。

若平均功率因数要求提高到0.95（采用固定补偿），选用BW–10.5–14–1型电容器，应装设多少个？

此时变压器容量为多少？

2–25.某厂10kV母线上的有功计算负荷为2300kW，平均功率因数为0.67。

如果要使平均功率因数提高到0.9，在10kV母线上固定补偿，则需装设BW型并联电容器的总容量是多少？

并确定电容器的型号和个数。

装设电容器后比未装设时的视在计算负荷减少了多少？

2–26.某一工具厂全年消耗的电能Wa为2500万度，Wr为2100万度，供电电压为10KV。

其功率因数是多少？

欲将功率因数提高到0.9，需装设电容器组的总容量是多少？

2–27.某工厂35kV总降变电所10kV侧计算负荷为：

NO.1车间720kW+j510kvar；NO.2车间580kW+j400kvar；NO.3车间630kW+j490kvar；NO.4车间475kW+j335kvar。

试求：

（α=0.76，β=0.82，忽略线损）

（1）全厂计算负荷，平均功率因数；

（2）功率因数是否满足供用电规程？

若不满足，应补偿到多少？

（3）若在10kV侧进行固定补偿，应装BW-10.5-16-1电容器多少台？

（4）补偿后全厂的计算负荷及平均功率因数。

※<习题三>

3-1什么叫短路？

短路的类型有哪些？

造成故障的原因是什么？

短路有什么危害？

3-2什么叫无限大容量系统？

它有什么特征？

为什么工厂供配电系统短路时可将电源看作无限大容量系统？

3-3无限大容量三相短路时短路电流如何变化？

3-4产生最严重三相短路电流的条件是什么？

3-5什么是次暂态短路电流？

什么是冲击短路电流？

什么是稳态短路电流？

它们与短路电流周期分量有效值有什么关系？

3-6什么叫标幺制？

如何选取基准值？

3-7如何计算三相短路电流？

3-8电动机对短路电流有什么影响？

3-9在无限大容量系统两相短路电流与三相短路电流有什么关系？

3-10什么叫短路电流的电动力效应？

如何计算？

3-11什么叫短路电流的热效应？

如何计算？

3-12试求图所示供电系统中K1和K2点分别发生三相路时的短路电流、冲击短路电流和短路容量？

3-13试求图所示供电系统中K1和K2点分别发生三相短路时的短路电流、冲击短路电流和短路容量？

3-14试求图所示无限大容量系统k点发生三相短路时的短路电流，冲击短路电流

和短路容量，以及变压器2T一次流过的短路电流。

各元件参数如下：

变压器1T：

SN=31.5MVA，UK%=10.5，10.5/121kV；

变压器2T、3T：

SN=15MVA，UK%=10.5，110/6.6kV；

线路1WL、2WL：

L=100km，X0=0.4Ω/km；

电抗器L：

UNL=6kV，INL=1.5kA，XNL%=8。

3-15试求图示所示系统k点发生三相短路时的短路电流、冲击短路电流和短路容量。

已知线路单位长度电抗x0=0.4Ω/km，其余参数见图。

3-16若题3-12中，6kv母线接有一台400kw同步电动机，cosΦ=0.95，η=0.94，试求2点发生三相短路时的冲击短路电流。

※<习题四>

4-1工厂供配电电压等级有哪些？

如何确定工厂的供配电电压？

4-2确定工厂变电所变压器容量和台数原则是什么？

4-3高压断路器有哪些作用？

  常用的10kV高压断路器有哪几种？

各写出一种型号并解释型号的含义。

4-4高压少油断路器、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？

4-5高压隔离开关的作用是什么？

为什么不能带负荷操作？

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？

4-7试画出高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关的图形和文字符号。

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？

各用于哪些场合？

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？

4-10互感器在使用时有哪些注意事项？

4-11电流互感器有两个二次绕组时，各有可用途？

在主接线图中，它的图形符号怎样表示？

4-12避雷器的作用是什么？

图形符号怎样表示？

4-13常用的高压开关柜型号主要有哪些？

4-14常用的低压设备有哪些？

并写出它们的图形符号

4-16低压断路器有哪些功能？

按结构形式分类有哪两大类？

请分别列举其中的几个。

4-17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？

4-18工厂常用的主接线有哪几种类型？

各有何特点？

4-19主接线中母线在什么情况下分段？

分段的目的是什么？

4-20倒闸操作的原则是什么？

4-20变电所的总体布置应考虑哪些要求？

      4-21某工厂总计算负荷为6000kVA，约45％二级负荷，其余为三级负荷，拟采用两台变压器供电。

可从附近取得两回35kV电源，假定变压器采用并联运行方式，试确定两台变压器型号和容量，并画出主接线方案草图。

※<习题五>

5-1电气设备选择的一般原则是什么？

5-2高压断路器如何选择？

5-3跌落式熔断器如何校验其断流能力?

5-4电压互感器为什么不校验动稳定度和热稳定度，而电流互感器却要校验？

5-5电流互感器按哪些条件选择?

变比又如何选择?

二次绕组的负荷怎样计算?

5-6电压互感器应按哪些条件选择?

准确度级如何选用?

5-7室内母线有哪两种型号?

如何选择它的截面?

5-8支柱绝缘子的作用是什么?

按什么条件选择?

为什么需要校验动稳定度而不需要校验热稳定度?

5-9穿墙套管按哪些条件选择?

5-10为什么移开式开关柜柜内没有隔离开关，而固定式开关柜柜内有隔离开关？

5-11低压线路中，前后级熔断器间在选择性方面如何进行配合？

5-12低压断路器选择的一般原则是什么？

5-13某10kV线路计算电流为150A，三相短路电流为9kA，冲击短路电流为23kA，假想时间为1.4s，试选择隔离开关、断路器，并校验它们的动稳定度和热稳定度。

5-14某10kV车间变电所，变压器容量为630kVA，高压侧短路容量为100MVA，若用RN1型高压熔断器作高压侧短路保护，试选择RN1型熔断器的规格并校验其断流能力。

5-15在习题5-13的条件下，若在该线路出线开关柜配置两只电流互感器LQJ-10型，分别装在A、C相（两相V形接线），电流互感器0.5级二次绕组用于电能测量，三相有功及无功电度表各一只，每个电流线圈消耗负荷0.5VA，有功功率表一只，每个电流线圈负荷为1.5VA，中性线上装一只电流表，电流线圈消耗负荷为3VA（A、C相各分担3VA的一半）。

3.0级二次绕组用作继电保护，A、C相各接两只DL型电流继电器，每只电流继电器线圈消耗负荷为2.5VA。

电流互感器至仪表、继电器的单向长度为2.5m，导线采用BV-500-1×2.5mm2的铜芯塑料线。

试选择电流互感器的变比，并校验其动稳定度、热稳定度和各二次绕组的负荷是否符合准确度的要求。

5-16试按例5-4所给条件，选择三相五芯柱式电压互感器型号，并校验二次负荷是否符合准确度要求（提示：

三相五芯柱式电压互感器所给的二次负荷为三相负荷，将接于相电压、线电压的负荷换算成三相负荷）。

5-17按习题5-13电气条件，选择10kV母线上电压互感器高压侧熔断器的规格并校验熔断器的断流能力。

5-18变压器室内有一台容量为1000kVA（10/0.4kV）的变压器，低压侧母线采用TMY型母线，试初步选择低压母线的截面。

5-19某高压配电室采用TMY-80×10硬铜母线，平放在ZA-10Y支柱绝缘子上，母线中心距为0.3米，支柱绝缘子间跨距为1.2米，与CWL-10/600型穿墙套管间跨距为1.5米，穿墙套管间距为0.25米。

最大短路冲击电流为30kA，试对母线、支柱绝缘子和穿墙套管的动稳定度进行校验。

5-20某380V动力线路，有一台15kW电动机，功率因数为0.8，效率0.68.起动倍数为7，起动时间3～8s，塑料绝缘导线截面为70mm2，穿钢管敷设，三相短路电流为16.7kA，采用熔断器作短路保护并与线路配合。

试选择RT0型熔断器及熔体额定电流（环境温度按+35℃计）。

5-21某380V低压干线上，计算电流为250A，尖峰电流为400A，安装地点三相短路冲击电流为30kA，试选择DW15型低压断路器的规格（带瞬时和长延时脱扣器），并校验断路器的断流能力。

※<习题六>

6-1高压和低压的放射式结线和树干式结线有哪些优缺点？

分别说明高低压配电系统各宜首先考虑哪种结线方式？

6-2试比较架空线路和电缆线路的优缺点。

6-3导线和电缆截面的选择原则是什么？

一般动力线路宜先按什么条件选择？

照明线路宜先按什么条件选择？

为什么？

6-4三相系统中的中性线（N线）截面一般情况下如何选择？

三相系统引出的两相三线制线路和单相线路的中性线截面，又如何选择？

3次谐波比较严重的三相系统的中性线截面，又如何选择？

6-5三相系统中的保护线（PE线）和保护中性线（PEN线）的截面如何选择？

6-6什么叫“经济截面”？

什么情况下的线路导线或电缆要按“经济电流密度”选择？

6-7电力电缆常用哪几种敷设方式？

6-8什么叫“均一无感”线路？

“均一无感”线路的电压损失如何计算？

6-9何谓电气平面布线图？

按照布线地区来看有哪些电气平面布线图？

6-10车间动力电气平面布线图上需对哪些装置进行编号？

怎样编号？

6-11有一供电线路，电压为380/220V。

已知线路的计算负荷为84.5kVA，现用BV型铜芯绝缘线穿硬塑料管敷设，试按允许载流量选择该线路的相线、中线和PE线的截面及穿线管的直径。

（安装地点的环境温度为15℃）

6-12一380V配电线路向15台冷加工机床电动机配电，每台电动机的容量为4.5kW、cosφ=0.82、η=0.87，配电线路采用BV型导线明敷，周围环境温度为23℃。

试确定该导线的截面。

6-13某变电所用10kV架空线路向相邻两工厂供电，如图所示。

架空线路采用LJ型铝绞线，成水平等距排列，线间距离为1.5m，各段干线截面相同，全线允许电压损失为5%，环境温度30℃。

试选择架空线路的导线截面。

 图6–24习题6–13线路图

6-14某380V三相线路供电给10台2.8kW、cosφ=0.8、η=0.82的电动机，各台电动机之间相距2m，线路全长（首端至最末一台电动机）为50m。

配电线路采用BLV型导线明敷（环境温度25℃）。

试按允许载流量选择导线截面（同时系数取0.75），并校验其机械强度和电压损失是否满足要求。

6-15有一条LGJ铝绞线的35kV线路，计算负荷为4880kW，cosφ=0.88，年利用小时为4500h，试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。

6-16某380/220V低压架空线路如图6-11示，环境温度为35℃，允许电压损失为3%，试选择导线截面（采用铝芯绝缘线）。

图6-25习题6-16线路图

6-17某10kV线路（R0=0.46Ω/km，X0=0.38Ω/km）上接有两个用户，在距电源（O点）800m的A点处负荷功率为1200kW（cosφ=0.85），在距电源1.8km的B点处负荷功率为1600kW、1250kvar。

试求OA段、AB段、OB段线路上的电压损失。

6–18计算图中所示10kV电力线路的电压损失。

各段干线的型号和截面相同，均为LJ-70，线间几何均距为1.25m。

图6-26习题6-18线路图

6–19某10kV电力线路接有两个负荷：

距电源点500m处的Pc1=1320Kw，Qc1=1100kvar；距电源点850m处的Pc2=1020Kw，Qc2=930kvar。

假设整个线路截面相同，线间几何均距为1m，允许电压损失为4%，试选择LJ铝绞线的截面。

6-20某用户变电所装有一台1600kVA的变压器，若该用户以10kV油浸纸绝缘铝芯电缆以直埋方式作进线供电，土壤热阻系数为80℃·cm/W，地温最高为25℃。

试选择该电缆的截面。

※<习题七>

7-1继电保护装置的任务和要求是什么？

7-2电流保护的常用接线方式有哪几种？

各有什么特点？

7-3什么叫过电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数？

7-4电磁式电流继电器和感应式电流继电器工作原理有何不同？

如何调节其动作电流。

7-5电磁式时间继电器、信号继电器和中间继电器的作用是什么？

7-6试说明感应式电流继电器的动作特性曲线。

7-7电力线路的过电流保护装置的动作电流、动作时间如何整定？

灵敏度怎样校验？

7-8反时限过电流保护的动作时限如何整定？

7-9试比较定时限过电流保护和反时限过电流保护。

7-10电力线路的电流速断保护的动作电流如何整定？

灵敏度怎样检验？

7-11试比较过电流保护和电流速断保护。

7-12电力线路的单相接地保护如何实现？

绝缘监视装置怎样发现接地故障？

如何查出接地故障线路。

7-13为什么电力变压器的电流保护一般不采用两相一继电器式接线？

7-14电力变压器的电流保护与电力线路的电流保护有何相同和不同之处？

7-15试叙述变压器气体保护的工作原理。

7-16电力变压器差动保护的工作原理是什么？

差动保护中不平衡电流产生的原因是什么？

如何减小不平衡电流？

7-17高压电动机和电容器的继电保护如何配置和整定？

7-18配电系统微机保护有什么功能？

试说明其硬件结构和软件系统。

7-19试整定图7-53所示供电网络各段的定时限过流保护的动作时限，已知保护1和保护4的动作时限均为0.5秒。

7-20试整定图7-54所示10KV线路2WL定时限电流和电流速断保护装置，并画出保护接线原理图和展开图。

已知最大运行方式时

最小运行方式时

，

，线路最大负荷电流120A（含自起动电流），保护装置采用两相两继电器接线，电流互感器变比200/5A，下级保护动作时限0.5秒。

，

7-21某10KV电力线路，采用两相两相两继电器接线的去分流跳闸原理的反时限过电流保护，电流互感器变比为150/5A，线路最大负荷电流（含自起动电流）85A，线路末端三相短路电流

，试整定该装置GL-15型感应式过电流继电器的动作电流和速断电流倍数。

7-22某上下级反时限过电流保护都采用两相两继电器接线和GL-15型过电流继电器。

下级继电器的动作电流为5A，10倍动作电流的动作时限为0.5秒，电流互感器变比50/5A。

上级继电器的动作电流也为5A，电流互感器变比75/5A，末端三相短路电流

，试整定上级过电流保护10倍动作电流的动作时限。

7-23试整定题3-12中变压器的定时限过电流和电流速断保护，其接线方式为三相三继电器式，电流互感器变比75/5A，下级保护动作时间0.7秒，变压器联结组为Yd11。

7-24试校验10/0.4kV，1000kVA，Yyno接线的车间变电所二次侧干线末端发生单相短路时，两相两继电器接线过电流保护的灵敏度。

已知过电流保护动作电流为10A，电流互感器变比75/5A，0.4kV干线末端单相短路电流

，如不满足要求，试整定零序电流保护。

      7-25某给水泵高压电动机参数为：

UN=10kV，PN=2000kW，IN=138A，Kst=6。

电机端子处三相短路电流为4.14kA。

试确定该电动机的保护配置，并进行整定。

※<习题八>

8-1变配所二次回路按功能有哪几部分？

各部分的作用是什么？

8-2二次回路图主要有哪些内容?

各有何特点？

8-3操作电源有哪几种，直流操作电源又有哪几种？

各有何特点？

8-4蓄电池有哪几种运行方式?

8-5交流操作电源有哪些特点？

可通过哪些途径获得电源？

8-6继电保护的交流操作方式有哪几种？

哪一种比较常用？

8-7所用电变压器一般接在什么位置？

对所用变的台数有哪些要求？

8-8断路器的控制开关有哪六个操作位置？

简述断路器手动合闸、跳闸的操作过程。

8-9断路器控制回路应满足哪些要求？

8-10试述断路器控制回路中防跳回路的工作原理（图8-12）

8-11什么叫中央信号回路？

事故音响信号和预告音响信号的声响有何区别？

8-12试述能重复动作的中央复归式事故音响信号回路工作原理。

8-13在图8-15中，如何检查光字牌灯泡是否损坏？

8-14电气测量的目的是什么？

对仪表的配置有何要求？

8-15计费计量中，互感器、仪表的准确度有何要求？

8-16直流系统两点接地有何危害？

请画图说明。

8-17完整的项目代号有哪几段?

名称和前缀符号是什么？

8-18二次回路编号原则是什么？

8-19什么叫安装单位？

如何对其编号？

8-20控制屏屏面布置的原则是什么？

      8-21继电保护屏屏布置的原则是什么？

      8-22信号屏屏面布置的原则是什么？

8-23接线端子按用途分有哪几种？

各自的用途是什么？

      8-24端子排一般安装在控制屏的什么位置？

各回路在端子排中接线时，应按什么顺序排列？

      8-25.屏后接线图的基本原则和要求是什么？

8-26何为相对编号法？

举例说明。

      8-28什么是自动重合闸？

有哪些要求？

      8-29简述自动重合闸装置工作原理。

      8-30什么是备用电源自动投入装置？

在哪些情况下应投入？

哪些情况下不应投入？

      8-31简述备用电源自动投入装置的工作原理。

      8-32什么是重合闸后加速保护?

它有什么优点?

      8-33什么叫变电站综合自动化系统？

变电站综合自动化系统有哪些主要功能？

      8-34变电站综合自动化系统设备配置分哪两层？

各层的含义是什么？

8-35变电站综合自动化系统结构布置方式有哪两种？

各种方式的特点是什么？

      8-36简述微机监控软件系统框图各程序模块含义。

※<习题九>

9-1电气安全包括哪两方面？

忽视电气安全有什么危害？

9-2人体与各电压等级的带电体的安全距离是多少？

9-3什么是安全电压和安全电流？

9-4什么叫直接触电防护和间接触电防护？

9-5电气火灾有何特点？

如何正确选择灭火器材？

9-6什么是过电压？

过电压有哪些类型？

雷电过电压有哪些种类？