供配电第二版思考题与习题解答提示.docx

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供配电第二版思考题与习题解答提示

莫岳平、翁双安编著《供配电工程》第2版

思考题与习题解答提示

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，＝Un

③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。

图1-17习题1-13图

解答提示：

参见本章第二节一、标准电压。

T1——10.5kV/121kV，T2——10.5kV/0.4kV，T3——110kV/10.5kV，T4——10kV/0.4kV。

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/6.3～10.5kV，配电变压器——6～10kV/0.4kV。

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

，整个系统的接地电容电流值约为

，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

。

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

，根据公式（1-10）和公式（1-6），接地电阻器消耗的功率为

。

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7.5kW、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＝0.75、cos

＝0.8、tan

＝0.75。

计算可得Pe＝120kW，Pc=90kW，Qc＝67.5kvar，Sc＝112.5kVA，Ic＝170.93kVA。

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7.5kW，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

Kd

计算负荷

1

冷加工机床

40

100

0.16

0.5

1.73

16

27.7

－

－

2

通风机

5

7.5

0.8

0.8

0.5

6

4.5

－

－

3

电阻炉

5

8

0.7

0.98

0.20

2.6

1.1

－

－

小计

－

－

－

－

－

24.6

33.3

－

－

合计取

；

26.2

32.3

41.6

63.2

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20.4kW（ε＝15%）；通风机10台，共15kW；点焊机12台，共42.0kW（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

Kd

计算负荷

1

冷加工机床电动机

52

200

0.16

0.5

1.73

32.0

55.4

－

－

2

桥式起重机

4

20.4（15%）

15.8（25%）

0.15

0.5

1.73

2.4

4.1

－

－

3

通风机

10

15

0.8

0.8

0.75

12.0

9.0

－

－

4

点焊机

12

42（65%）

33.86（100%）

0.35

0.60

1.33

11.9

15.8

－

－

小计

－

－

－

－

－

58.2

84.3

－

－

合计取

；

53.6

80.1

96.4

146.5

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

Kd

计算负荷

1

居民用电

200

1200

0.45

0.9

0.48

540.0

261.5

－

－

2

公共照明

20

1

0.9

0.48

20.0

9.7

－

－

3

会所中央空调

3

120

0.7

0.8

0.75

84.0

63.0

－

－

4

生活水泵

2

40

0.8

0.8

0.75

32.0

24.0

－

－

5

电梯

2

20

0.5

0.6

1.33

10.0

13.3

小计

－

1400

－

－

－

686.0

371.6

－

－

合计取

；

0.44

－

－

617.4

345.5

707.5

1075.4

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4.5kW；第二