电力工程基础概论_课后习题答案.pdf

第 一 章 1-1 什 么 是 电 力 系 统？建 立 联 合 电 力 系 统 有 哪 些 好 处？答：电 力 系 统 是 由 发 电 厂、变 电 所、输 配 电 线 路 和 电 力 用 户 组 成 的 整 体。建 立 联 合 电 力 系 统 的 优 点 是：可 以 减 少 系 统 的 总 装 机 容 量；可 以 减 少 系 统 的 备 用 容 量；可 以 提 高 供 电 的 可 靠 性；可 以 安 装 大 容 量 的 机 组；可 以 合 理 利 用 动 力 资 源，提 高 系 统 运 行 的 经 济 性。1-2 电 能 生 产 的 主 要 特 点 是 什 么？对 电 力 系 统 有 哪 些 要 求？答：电 能 生 产 的 主 要 特 点 是：电 能 不 能 大 量 存 储；过 渡 过 程 十 分 短 暂；与 国 民 经 济 各 部 门 和 人 民 II常 生 活 的 关 系 极 为 密 切。对 电 力 系 统 的 基 本 要 求 是：保 证 供 电 的 可 靠 性；保 证 良 好 的 电 能 质 量；为 用 户 提 供 充 足 的 电 能；提 高 电 力 系 统 运 行 的 经 济 性。1-3 我 国 规 定 的 三 相 交 流 电 网 额 定 压 等 级 有 哪 些？用 电 设 备、发 电 机、变 压 器 的 额 定 电 压 与 同 级 电 网 的 额 定 电 压 之 间 有 什 么 关 系？为 什 么？答:我 国 规 定 的 三 相 交 流 电 网 额 定 压 等 级,低 压 有 0.22/0.127 kV、0.38/0.22 k V 和 0.66/0.38kV；高 压 有 3 kV、6 k V、10kV、35 kV、60 kV,HOkV,220 kV 330 kV、500kV 和 750kV。用 电 设 备 的 额 定 电 压 规 定 与 同 级 电 网 的 额 定 电 压 相 同；发 电 机 的 额 定 电 压 应 比 同 级 电 网 额 定 电 压 高 5%；变 压 器 一 次 绕 组 的 额 定 电 压，对 于 降 压 变 压 器，应 等 于 电 网 的 额 定 电 压，对 于 升 压 变 压 器，应 等 于 发 电 机 的 额 定 电 压；变 压 器 二 次 绕 的 额 定 电 压，当 二 次 侧 供 电 线 路 较 长 时，应 比 电 网 额 定 电 压 高 1 0%,当 变 压 器 二 次 侧 供 电 线 路 较 短 时，应 比 同 级 电 网 额 定 电 压 高 5%。1-4 衡 量 电 能 质 量 的 主 要 指 标 有 哪 些？简 述 它 们 对 电 力 系 统 的 主 要 影 响。答：衡 量 电 能 质 量 的 主 要 指 标 有：频 率 偏 差、电 压 偏 差、电 压 波 动 与 闪 变、高 次 谐 波（波 形 畸 变 率）、三 相 不 平 衡 度 及 暂 时 过 电 压 和 瞬 态 过 电 压。对 电 力 系 统 的 主 要 影 响（略）。1-5 什 么 叫 小 电 流 接 地 系 统？什 么 叫 大 电 流 接 地 系 统？小 电 流 接 地 系 统 发 生 一 相 接 地 时，各 相 对 地 电 压 如 何 变 化？这 时 为 何 可 以 暂 时 继 续 运 行，但 又 不 允 许 长 期 运 行？答：中 性 点 不 接 地 和 中 性 点 经 消 弧 线 圈 接 地 的 系 统 称 为 小 电 流 接 地 系 统；性 点 直 接 接 地（或 经 低 电 阻 接 地）的 系 统 称 为 大 电 流 接 地 系 统。在 小 电 流 接 地 系 统 中 发 生 单 相 接 地 时，故 障 相 对 地 电 压 为 零，非 故 障 相 对 地 电 压 升 高 6 倍。此 时 三 相 之 间 的 线 电 压 仍 然 对 称，因 此 用 户 的 三 相 用 电 设 备 仍 能 照 常 运 行，但 是，发 生 单 相 接 地 后，其 运 行 时 间 不 能 太 长，以 免 在 另 一 湘 又 发 生 接 地 故 障 时 形 成 两 相 接 地 短 路。1-6 消 弧 线 圈 的 补 偿 方 式 有 儿 种？一 般 采 用 哪 种 补 偿 方 式？为 什 么？答：消 弧 线 圈 的 补 偿 方 式 有 全 补 偿、欠 补 偿 和 过 补 偿，一 般 都 采 用 过 补 偿 方 式。因 为 在 过 补 偿 方 式 下，即 使 电 网 运 行 方 式 改 变 而 切 除 部 分 线 路 时，也 不 会 发 展 成 为 全 补 偿 方 式，致 使 电 网 发 生 谐 振。同 时，由 于 消 弧 线 圈 有 一 定 的 裕 度，即 使 今 后 电 网 发 展，线 路 增 多、对 地 电 容 增 加 后，原 有 消 弧 线 圈 仍 可 继 续 使 用。1-7 为 什 么 我 国 规 定 llO kV以 上 的 高 压 电 网 和 380/220V的 低 压 电 网 要 采 用 大 电 流 接 地 系 统？各 有 什 么 优 点？答：大 电 流 接 地 系 统 发 生 单 相 接 地 时 中 性 点 电 位 仍 为 零，非 故 障 相 对 地 电 压 不 会 升 高，仍 为 相 电 压，因 此 电 气 设 备 的 绝 缘 水 平 只 需 按 电 网 的 相 电 压 考 虑，故 可 以 降 低 工 程 造 价。所 以 我 国 UOkV及 以 上 的 电 力 系 统 基 本 上 都 采 用 中 性 点 直 接 接 地 的 方 式。而 在 380/220V系 统 中 采 用 中 性 点 直 接 接 地 方 式，主 要 是 考 虑 人 身 安 全 问 题，一 旦 发 生 单 相 接 地 故 障，可 以 迅 速 跳 开 自 动 开 关 或 烧 断 熔 断 丝，将 故 障 部 分 切 除。1-8 试 确 定 图 1-12所 示 供 电 系 统 中 发 电 机 和 所 有 变 压 器 的 额 定 电 压。G T1 T4K X H-IOkVUOkVQ T2 35kVf3k VT5图 1-1 2 习 题 1-8附 图 答：发 电 机 G：10.5kV；变 压 器 Tl：10.5/242kV；变 压 器 T2：10/3.3kV；变 压 器 T3：220/38.5kV；变 压 器 T4：220/121/38.5kV；变 压 器 T5：35/6.6 kV1-9 某 10kV电 网，架 空 线 路 总 长 度 70km,电 缆 线 路 总 长 度 为 16km。试 求 此 中 性 点 不 接 地 的 电 力 系 统 发 生 单 相 接 地 时 的 接 地 电 容 电 流，并 判 断 此 系 统 的 中 性 点 需 不 需 要 改 为 经 消 弧 线 圈 接 地。答：由 于 小%+35心)_(70+35x16)x10 一 1 0/1 J v/i350 350因 此，不 需 要 改 为 经 消 弧 线 圈 接 地。第 一 章 2-1 电 力 负 荷 按 重 要 程 度 分 为 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 的 要 求 可 分 为 一 级 负 荷、二 级 负 荷 和 三 级 负 荷 三 类。一 级 负 荷 应 由 两 个 独 立 电 源 供 电；二 级 负 荷 应 由 两 回 线 路 供 电；三 级 负 荷 对 供 电 电 源 无 特 殊 要 求。2-2 何 谓 负 荷 曲 线？试 述 年 最 大 负 荷 利 用 小 时 数 和 负 荷 系 数 的 物 理 意 义。答：负 荷 曲 线 是 表 征 电 力 负 荷 随 时 间 变 动 情 况 的 种 图 形。年 最 大 负 荷 利 用 小 时 数 Tmax，是 一 个 假 想 时 间，在 此 时 间 内，用 户 以 年 最 大 负 荷 匕 ax持 续 运 行 所 消 耗 的 电 能 恰 好 等 于 全 年 实 际 消 耗 的 电 能，年 负 荷 曲 线 越 平 坦，7max值 越 大，年 负 荷 曲 线 越 陡；Tmax值 越 小。因 此，的 大 小 说 明 了 用 户 用 电 的 性 质，也 说 明 了 用 户 负 荷 曲 线 的 大 致 趋 势。平 均 负 荷 与 最 大 负 荷 的 比 值 叫 负 荷 系 数，它 是 表 征 负 荷 变 化 规 律 的 一 个 参 数，其 值 愈 大，说 明 负 荷 曲 线 愈 平 坦，负 荷 波 动 愈 小。2-3 什 么 叫 计 算 负 荷？确 定 计 算 负 荷 的 意 义 是 什 么？答：计 算 负 荷 是 根 据 已 知 的 用 电 设 备 安 装 容 量 确 定 的、用 以 按 发 热 条 件 选 择 导 体 和 电 气 设 备 时 所 使 用 的 一 个 假 想 负 荷，计 算 负 荷 产 生 的 热 效 应 与 实 际 变 动 负 荷 产 生 的 热 效 应 相 等。确 定 计 算 负 荷 时 为 正 确 选 择 供 配 电 系 统 中 的 导 线、电 缆、开 关 电 器、变 压 器 等 提 供 技 术 参 数。2-4 什 么 叫 暂 载 率？反 复 短 时 工 作 制 用 电 设 备 的 设 备 容 量 如 何 确 定？答：暂 载 率 是 指 设 备 工 作 时 间 与 工 作 周 期 的 百 分 比 值。反 复 短 时 工 作 制 用 电 设 备 的 设 备 容 量 是 指 换 算 到 统 一 暂 载 率 下 的 额 定 功 率。对 于 吊 车：是 指 统 一 换 算 到=25%时 的 额 定 功 率，其 设 备 容 量 P,=2P,VM 7；对 于 电 焊 机：是 指 统 一 换 算 到=100%时 的 额 定 功 率，其 设 备 容 量 匕=PN H=SN c o s.、向 2-5 需 要 系 数 法 和 二 项 式 系 数 法 各 有 什 么 计 算 特 点？各 适 用 哪 些 场 合？答：需 要 系 数 法 计 算 较 简 单，应 用 较 广 泛，但 计 算 结 果 往 往 偏 小，适 用 于 容 量 差 别 不 大、设 备 台 量 较 多 的 场 合；二 项 式 法 考 虑 大 容 量 用 电 设 备 对 计 算 负 荷 的 影 响，主 要 适 用 于 设 备 台 数 较 少 而 容 量 差 别 悬 殊 较 大 的 的 场 合。2-6 什 么 叫 最 大 负 荷 损 耗 小 时？它 与 哪 些 因 素 有 关？答：年 最 大 负 荷 损 耗 小 时 数 实 际 上 也 是 一 个 假 想 时 间，在 此 时 间 内，线 路 持 续 通 过 计 算 电 流 所 产 生 的 电 能 损 耗，恰 好 与 实 际 负 荷 电 流 全 年 在 线 路 上 一 产 生 的 电 能 损 耗 相 等。它 与 年 最 大 负 荷 利 用 小 时 数 Tm ax和 负 荷 的 功 率 因 数 有 关。2-7 功 率 因 数 低 的 不 良 影 响 有 哪 些？如 何 提 高 企 业 的 自 然 功 率 因 数？答：功 率 因 数 低 将 会 引 起 线 路 的 总 电 流 增 大，使 供 电 网 络 中 的 功 率 损 耗 和 电 能 损 耗 增 大；使 供 电 网 络 的 电 压 损 失 增 大，影 响 负 荷 端 的 电 压 质 量；使 供 配 电 设 备 的 容 量 不 能 得 到 充 分 利 用，降 低 了 供 电 能 力；使 发 电 机 的 出 力 下 降，发 电 设 备 效 率 降 低，发 电 成 本 提 高。提 高 企 业 的 自 然 功 率 因 数 的 方 法 有：正 确 选 用 感 应 电 动 机 的 型 号 和 容 量；限 制 感 应 电 动 机 的 空 载 运 行；提 高 感 应 电 动 机 的 检 修 质 量；合 理 使 用 变 压 器;感 应 电 动 机 同 步 化 运 行。2-8 并 联 电 容 器 的 补 偿 方 式 有 哪 几 种？各 有 什 么 优 缺 点？答：并 联 电 容 器 的 补 偿 方 式 有 高 压 集 中 补 偿、低 压 成 组 补 偿 和 分 散 就 地 补 偿(个 别 补 偿)。高 压 集 中 补 偿 方 式 的 投 资 较 少，电 容 器 组 的 利 用 率 较 高，能 够 提 高 整 个 变 电 所 的 功 率 因 数，但 它 的 补 偿 范 围 小，只 能 补 偿 6 10kV母 线 以 前 的 线 路 上 的 无 功 功 率，不 能 补 偿 工 业 企 业 内 部 配 电 线 路 的 无 功 功 率。低 压 成 组 补 偿 方 式 的 投 资 不 大，运 行 维 护 方 便，能 够 减 小 车 间 变 压 器 的 容 量，降 低 电 能 损 耗，其 补 偿 区 大 于 高 压 集 中 补 偿，能 够 补 偿 变 电 所 低 压 母 线 前 的 变 压 器 和 所 有 有 关 高 压 系 统 的 无 功 功 率。分 散 就 地 补 偿 方 式 的 补 偿 范 围 最 大，补 偿 效 果 最 好，能 够 补 偿 安 装 地 点 以 前 的 变 压 器 和 所 有 高 低 压 线 路 的 无 功 功 率，但 投 资 较 大，且 电 容 器 组 在 被 补 偿 的 设 备 停 止 工 作 时 也 一 并 被 切 除，利 用 率 较 低。2-9 某 工 厂 车 间 380V线 路 上 接 有 冷 加 工 机 床 5 0台，共 200kW；吊 车 3 台，共 4.5kW(=15%)；通 风 机 8 台，每 台 3 kW；电 焊 变 压 器 4 台，每 台 22kVA(=65%,COSN=0.5)；空 压 机 1 台，55kW。试 确 定 该 车 间 的 计 算 负 荷。解：该 车 间 的 计 算 负 荷 如 下 表 所 示。电 力 负 荷 计 算 表 序 号 用 电 设 备 名 称 台 数 设 备 容 量/kWK4 C O S0t a n 0计 算 负 荷 铭 牌 值 换 算 值 P3(/kW Q3，kvar S 3 M A1 冷 加 工 机 床 50 200 200 0.16 0.5 1.73 32 55.362 吊 车 3 4.5 3.5 0.15 0.5 1.73 0.525 0.913 通 风 机 8 24 24 0.8 0.8 0.75 19.2 14.44 电 焊 变 压 器 4 88 35.47 0.35 0.35 2.68 12.4 33.235 空 压 机 1 55 55 0.85 0.8 0.75 46.75 35.06小 计 66 110.875 138.96负 荷 总 计（%=0.9）99.8 125.06 160 243.12-1 0 有 一 条 380V低 压 干 线，供 电 给 3 0台 小 批 生 产 的 冷 加 机 床 电 动 机，总 容 量 为 2 0 0 k W,其 中 较 大 容 量 的 电 动 机 有 10kW l台，7kW 3台，4.5kW8台。试 分 别 用 需 要 系 数 法 和 二 项 式 系 数 法 计 算 该 干 线 的 计 算 负 荷。解：用 需 要 系 数 法 和 二 项 式 系 数 法 所 求 计 算 负 荷 如 下 表 所 示。电 力 负 荷 计 算 表（需 要 系 数 法）用 电 设 备 名 称 台 数 设 备 容 量/kW储 COS。tan?计 算 负 荷 Ro/kW R/kvar S3(/kVA，3，A冷 加 工 机 床 30 200 0.16 0.5 1.73 32 55.36 63.94 97.15电 力 负 荷 计 算 表（二 项 式 系 数 法 用 电 设 备 名 称 设 备 台 数 设 备 容 量 二 项 式 系 数 cos。tan。计 算 负 荷 n/x%/k W/k Wb/c P3(A W 23(/kvar JJkVA，3(/A冷 加 工 机 床 30/5 200 35.5 0.14/0.4 0.5 1.73 42.2 73 84.32 128.12-1 1 有 一 条 10kV高 压 线 路 供 电 给 两 台 并 列 运 行 的 S9800/10（D,y n ll接 线）型 电 力 变 压 器，高 压 线 路 采 用 LJ7 0铝 绞 线，水 平 等 距 离 架 设，线 距 为 1 m,长 6km。变 压 器 低 压 侧 的 计 算 负 荷 为 900kW,cos0=0.8，心 通=5 0 0 0 h 试 分 别 计 算 此 高 压 线 路 和 电 力 变 压 器 的 功 率 损 耗 和 年 电 能 损 耗。解：（1）变 压 器 的 功 率 损 耗 和 电 能 损 耗 030(2)=23。(2)tan(p=900 x tan(arccos 0.8)=675 kvar530(2)=入 0/cos(p=900/0.86=1125 kVA变 压 器 的 负 荷 率 为：尸=旦=0.7032x800查 附 录 表 A-1可 知，S9-800/10型（Dynll）变 压 器 的 技 术 数 据 为:M)=L4kW,AA=7.5kW,/0%=2.5,%=5则 两 台 变 压 器 的 功 率 损 耗 为：PT=2(AP0+/72APJ=2x(1.4+0.7032 x7.5)=10.2 kWS QQQ Qr=2 x 孟(/0%+俨 U 卜%)=2 x(2.5+0.7032 x5)=79.54 kvar由 7；的=5000h和 cose=0.8查 图 2-7得：r=3650 h。因 此，两 台 变 压 器 的 电 能 损 耗 为：Wa=2(AP0 x 8760+=2x(1.4x 8760+0.703 2 x7.5x 3650)=5.16 x 104 kWh（2）线 路 的 功 率 损 耗 和 电 能 损 耗 变 压 器 高 压 侧 的 计 算 负 荷 为：P 3o（i）=2 3 0（2）+必=900+10.2=910.2 kW0 3 0(1)=0 3 0(2)+AQr=675+79.54=754.54 kvarS30(1)=V910.22+754.542=1182.28 kVA305 3o(i)_ 1182.28=68.26 A43U N-VI xlO查 附 录 表 A-12可 知，LJ-70铝 绞 线 的 4=0.46dkm,5“、,=1.25 m 时 占=0.358Q/km（实 际 上 S“v=1.26 m）,因 此 线 路 的 功 率 损 耗 为:PWL=3/()/?lVL xlO-3=3x68.262 x0.46x6x10-3=38.58kWQWL=3/0Xlvt xlO _3=3x68.262 x0.358x6x10-3=3okvar线 路 的 电 能 损 耗 为：AW.=38.58 x 3650=1.41 xlO5 kWh2-1 2 某 电 力 用 户 lOkV母 线 的 有 功 计 算 负 荷 为 1200kW,自 然 功 率 因 数 为 0.65,现 要 求 提 高 到 0.90,试 问 需 装 设 多 少 无 功 补 偿 容 量？如 果 用 BW10.5401 W 型 电 容 器，问 需 装 设 多 少 个？装 设 以 后 该 厂 的 视 在 计 算 负 荷 为 多 少？比 未 装 设 忖 的 视 在 计 算 负 荷 减 少 了 多 少？解：(1)需 装 设 的 BWF10.5-40-1W型 并 联 电 容 器 容 量 及 个 数 Qc=1200 x tan(arccos 0.65)-tan(arccos 0.9)=822 kvar”=丝=丝=20.55 取”=21Qc 40则 实 际 补 偿 容 量 为：Qc=21 x 40=840 kvar(2)无 功 补 偿 前 后 视 在 负 荷 的 变 化 补 偿 前：030=Ao tan(p=1200 x tan(arccos 0.65)=1403 kvarS30=-2-=100=1 8 4 6 k V Acos(p 0.65补 偿 后：S；o=730+(030-2 c)2=J1200 2+(1403 840)2=1325.5 kVA补 偿 后 视 在 负 荷 减 少 了：S30-=1846-1325.5=520.5 kVA2-1 3 某 降 压 变 电 所 装 有 一 台 Y,ynO联 结 的 S9800/10型 电 力 变 压 器，其 二 次 侧（380V）的 有 功 计 算 负 荷 为 5 2 0 k W,无 功 计 算 负 荷 为 4 3 0 k v ar,试 求 此 变 电 所 一 次 侧 的 计 算 负 荷 和 功 率 因 数。如 果 功 率 因 数 未 达 到 0.9,问 应 在 此 变 电 所 低 压 母 线 上 装 多 大 并 联 电 容 器 容 量 才 能 达 到 要 求？解：（1）变 压 器 一 次 侧 的 计 算 负 荷 和 功 率 因 数 查 附 录 表 A-1可 知，S9-800/10型（YynO）变 压 器 的 技 术 数 据 为：030(1)=030(2)+=4 3 0+32=462 kvar 鸟=L 4 k W,A P*=7.5 k W,/0%=0.8.%=4.5S3O(2)=,5 2 0 2+430 2=674.76 kVA30(2)5 20cos(八=-=-=0.77 5,0(2)674.76=674.76=0 8 4 3800则 变 压 器 的 功 率 损 耗 为：PT=bPo+仍=1.4+0.8432 x7.5=6.73 kWC O Q QQr=湍(/。+多%)=韬(0.8+0.8432 x 4.5)=32 kvar变 压 器 高 压 侧 的 计 算 负 荷 为：P 30=0 3()(2)+AP/=520+6.73=526.73 kWS30=V526.732+4 6 22=700.6 kVAcos。=尸 30“30 _ 526.73700.6=0.75（2）确 定 无 功 补 偿 容 量。由 于 要 求 变 压 器 高 压 侧 的 功 率 因 数 cos/20.9,在 变 压 器 低 压 侧 进 行 补 偿 时，取 低 压 侧 补 偿 后 的 功 率 因 数 cos 0；2）=0 9 2，则 低 压 侧 需 装 设 的 补 偿 容 量 为:Qc=520 x tan(arccos 0.77)-tan(arccos 0.92)=209.4 kvar取。c=210 kvar第 三 章 3-1 试 比 较 架 空 线 路 和 电 缆 线 路 的 优 缺 点。答：架 空 线 路 与 电 缆 线 路 相 比，具 有 投 资 少、易 于 维 修 和 建 设 工 期 短 等 优 点，但 容 易 遭 受 雷 击 和 风 雨 等 自 然 灾 害 的 侵 袭，且 它 需 要 占 用 大 片 土 地 作 出 线 走 廊，有 时 会 影 响 交 通、建 筑 和 市.容 等；电 缆 线 路 具 有 运 行 可 靠、不 易 受 外 力 和 自 然 环 境 的 影 响、不 占 地 面 空 间 和 不 影 响 市 容 等 优 点，但 投 资 大、建 设 工 期 长、维 修 不 便。3-2 架 空 线 路 由 哪 几 部 分 组 成？各 部 分 的 作 用 是 什 么？答：架 空 线 路 主 要 由 导 线、避 宙 线、杆 塔、绝 缘 子 和 金 具 等 部 件 组 成。导 线 的 作 用 是 传 输 电 能；避 雷 线 的 作 用 是 将 雷 电 流 引 入 大 地，以 保 护 电 力 线 路免 遭 雷 击；杆 塔 的 作 用 是 支 撑 导 线 和 避 雷 线，并 使 导 线 与 导 线、导 线 与 大 地 之 间 保 持 一 定 的 安 全 距 离；绝 缘 子 的 作 用 是 使 导 线 与 杆 塔 之 间 保 持 绝 缘；金 具 是 用 来 连 接 导 线 和 绝 缘 子 的 金 属 部 件 的 总 称。3-3 什 么 叫 电 压 降 落？什 么 叫 电 压 损 失？答：电 压 降 落 是 指 线 路 始 末 端 电 压 的 相 量 差；电 压 损 失 是 指 线 路 始 末 端 电 压 的 代 数 差。3-4 导 线 截 面 选 择 的 基 本 原 则 是 什 么？答：输 配 电 线 路 导 线 截 面 的 选 择 应 满 足 以 下 基 本 原 则：发 热 条 件、电 压 损 失 条 件、机 械 强 度 条 件、经 济 条 件 和 电 晕 条 件。3-5 什 么 是“经 济 截 面”？如 何 按 经 济 电 流 密 度 来 选 择 导 线 和 电 缆 截 面？答：使 年 运 行 费 用 达 到 最 小、初 投 资 费 用 又 不 过 大 而 确 定 的 符 合 总 经 济 利 益 的 导 线 截 面，称 为 经 济 截 面。按 经 济 电 流 密 度 选 择 导 线 截 面 时，先 按 A,.=/3。/几 求 出 经 济 截 面，然 后 选 择 与 4,最 接 近 而 又 偏 小 一 点 的 标 准 截 面，这 样 可 节 省 初 投 资 和 有 色 金 属 消 耗 量。3-6 有 一 条 llOkV的 双 回 架 空 线 路，长 度 为 100km,导 线 型 号 为 LGJ1 5 0,计 算 外 径 为 16.72mm,水 平 排 列，相 间 距 离 为 4 m,试 计 算 线 路 参 数 并 作 出 其 兀 型 等 效 电 路。解：r=L 2=o.21Q/km21 A 150R=-r.l=-x 0.21 x 100=10.502 2=1.26x4=5.04m=5040mm,r=8.36mm2s5040=0.1445 l g+0.0157 pir=0.14451 g+0.0157x1=0.42Q/kmr 8.36X=-x./=-x 0.42 X 100=21Q2 1 2Z=R+jX=10.5+21Qb 17.58IgSqx0-67.58,5040lg 8.36X10-6=2.73x1 O_6 S/kmB=24/=2 x 2.73 x K T，x io。=5.46 x 10 Ysy=jB=j5.46 xlO-4SYy=j2.73 X1O-4S对 应 的 等 效 电 路 如 右 图 所 示。10.5+21Qj2.73xl0*si ij2.73xlO4S3-7 某 变 电 所 装 有 一 台 S93150/35型 的 三 相 双 绕 组 变 压 器，额 定 电 压 为 35/10.5 k V,试 求 变 压 器 的 阻 抗 及 导 纳 参 数，并 作 出 其 等 效 电 路。解：查 附 录 表 A-2可 知，S9-3150/35型 变 压 器 的 技 术 数 据 为:=3.8kW,Pk=24.3kW,70%=0.7,Uk%=7X T10U；4 10 x35?x73150=27.2QG=x l 0-3=兰 义 10-3=3.1x10 65U 352B T(3+j27.2)Q对 应 的 等 效 电 路 如 右 图 所 示 O3-8 某 变 电 所 装 有-台 SFSZ940000/110型、容 量 比 为 100/100/100的 三 绕 组 变 压 器，试 求 变 压 器 等 效 电 路 中 各 支 路 的 电 抗（归 算 到 110kV侧）。解：查 附 录 表 A-4可 知，SFSZ910000/110型 变 压 器 的 技 术 数 据 为：力 卜 2%=1 5,42-3%=6.5,%=1 7.5,则 Uc%=g(10.5+17.5-6.5)=10.75Uk20/0=(10.5+6.5 17.5)=-0.5Uk3%=1(6.5+17.5 107.5)=6.75X T2X T3：吗&=3 2=32.5Q400001 0 3 吐=1 3）虫=7,5。（取。）400000Uk 3%U 10 x6.75 x 1 102”-=-=20.4QS N40000X T尸 S NS N3-9 某 10kV线 路 如 图 3-25所 示，已 知 导 线 型 号 为 LJ50,线 间 儿 何 均 距 为 Im,p,=250kW,p2=400kW,p?=300kW,全 部 用 电 设 备 的 c o s=0.8,试 求 该 线 路 的 电 压 损 失。解：cos夕=0.8,tan0=0.75/?i=250 kW,q=250 x0.75=187.5kvar1000m 800m 1200m图 3 2 5习 题 3 9附 图P2=400 kW,q2=400 x 0.75=300 kvarP3=300 k W,q3=300 x 0.75=225 kvar查 附 录 表 A-12得：LJ-50型 铝 导 线 的 八=0.64Q/km,毛=0.355C/km,贝 i j3 3“R+“x 八 Z P，Z，+用 Z%4At/=V P，4+%X，=_51-i z l-占 U N U N0.64 x(250 xl+400 x1.8+300 x3)+0.355(187.5x1+300 x 1.8+225 x 3)一 100.64x1870+0.355 x 1402.5=-=169.47 V10对 应 的 电 压 损 失 百 分 数 为。=也、100=世 2 x 1 0 0=1.69%U N 100001 n1 U N/=1 Z=1=3 疔 0 64(250 xl+400 xl.8+300 x3)+0.355(187.5x1+300 x 1.8+225 x 3)=1.69%3-10 一 条 10kV线 路 向 两 个 用 户 供 电，允 许 电 压 损 失 为 5%,环 境 温 度 为 30,其 他 参 数 如 图 3-26所 示，若 用 相 同 截 面 的 LJ型 架 空 线 路，试 按 允许 电 压 损 失 选 择 其 导 线 截 面，并 按 发 热 条 件 和 机 械 强 度 进 行 校 验。解：(1)按 允 许 电 压 损 失 选 择 导 线 截 面：设 Xi=0.4C/km,贝 I J Ua,=-x l O x l O3V=5OOV U 4 X(600X 4+300 x9)=204Vr10 U“=Ual-Ur=500-204=296 V(8 0 0 4 j6 0 0)k V A(5OO+j3OO)kVAA=800 x4+500 x90.032x10 x296m m2=81.29mm2选 LJ-95型 铝 绞 线。图 3-2 6 习 题 3-1 0附 图(2)按 发 热 条 件 进 行 校 验：尸=P l+P2=800+500=1300kw。=%+矽=600+300=900 kvar5=Jp 2+Q2=713002+9002=1581kVA/30S _ 15816 u N-V 3xl0=91.3A查 附 录 表 A-8和 A-10得，35 时 LJ-95导 线 的 允 许 载 流 量 为=0.88x325=286 A91.3A,因 此 满 足 发 热 条 件 要 求。(3)按 机 械 强 度 进 行 校 验：查 表 3-2知，10kV架 空 铝 绞 线 的 最 小 截 面 为 25 m m 2 9 5 m m 故 满 足 机 械 强 度 条 件。3-11某 110架 空 线 路，输 送 功 率 为 2 0 M W,功 率 因 数 为 0.85,年 最 大 负 荷 利 用 小 时 数 为 5500h,试 按 经 济 电 流 密 度 选 择 其 LGJ型 钢 芯 铝 绞 线 的 导 线 截 血。解：线 路 的 计 算 电 流 为/,舄。2000030 43UN cos。-73x110 x0.85-,由 表 3-3,查 得=0.9A/mm,，因 此，导 线 的 经 济 截 面 为 123.5 7 0 2Apr=-=137.2mm 0.9选 LGJJ20型 钢 芯 铝 绞 线。第 四 章 4-1 什 么 叫 短 路？短 路 的 类 型 有 哪 几 种？短 路 对 电 力 系 统 有 哪 些 危 害？答：短 路 是 指 电 力 系 统 正 常 情 况 以 外 的 一 切 相 与 相 之 间 或 相 与 地 之 间 发 生 通 路 的 情 况。短 路 的 类 型 有 三 相 短 路、两 相 短 路、单 相 接 地 短 路 和 两 相 接 地 短 路。短 路 对 电 力 系 统 的 危 害 有：短 路 电 流 的 热 效 应 可 使 设 备 因 过 热 而 损 坏 甚 至 烧 毁；短 路 电 流 的 力 效 应 可 引 起 设 备 机 械 变 形、扭 曲 甚 至 损 坏；影 响 电 气 设 备 的 正 常 运 行，造 成 产 品 报 废 甚 至 设 备 损 坏；会 导 致 并 列 运 行 的 发 电 厂 失 去 同 步，破 坏 系 统 的 稳 定 性；不 对 称 接 地 短 路 所 产 生 的 不 平 衡 电 流 会 对 邻 近 的 平 行 线 路 电 磁 干 扰。4-2 什 么 叫 标 幺 值？在 短 路 电 流 计 算 中，各 物 理 量 的 标 幺 值 是 如 何 计 算 的？答：某 物 理 量 的 标 幺 值，等 于 它 的 实 际 值 与 所 选 定 的 基 准 值 的 比 值。在 短 路 电 流 计 算 中，常 取 基 准 容 量 S.TOOMVA,基 准 电 压 用 各 级 线 路 的 平 均 额 定 电 压，即 4/=。砂，则 基 准 电 流 九,基 准 电 抗 x d=u；/s”。4-3 什 么 叫 无 限 大 容 量 系 统？它 有 什 么 特 征？答：无 限 容 量 系 统 亦 称 无 限 大 功 率 电 源，是 指 系 统 的 容 量 为 无 限 大，内 阻 抗 为 零。它 是 一 个 相 对 概 念，真 正 的 无 限 大 功 率 电 源 是 不 存 在 的。特 征：在 电 源 外 部 发 生 短 路 时，电 源 母 线 上 的 电 压 基 本 不 变，即 认 为 它 是 一 个 恒 压 源。当 电 源 内 阻 抗 不 超 过 短 路 回 路 总 阻 抗 的 5%10%时，就 可 以 认 为 该 电 源 是 无 限 大 功 率 电 源。4-4 什 么 叫 短 路 冲 击 电 流 蓼、短 路 次 暂 态 电 流/和 短 路 稳 态 电 流？在 无 限 大 容 量 系 统 中，它 们 与 短 路 电 流 周 期 分 量 有 效 值 有 什 么 关 系？答：短 路 冲 击 电 流 却 是 指 在 最 严 重 短 路 情 况 F三 相 短 路 电 流 的 最 大 瞬 时 值；短 路 次 暂 态 电 流/是 指 短 路 瞬 间（r=0 s）时 三 相 短 路 电 流 周 期 分 量 的 有 效 值；短 路 稳 态 电 流（是 指 短 路 电 流 非 周 期 分 量 衰 减 完 后 的 短 路 全 电 流。在 无 限 大 容 量 系 统 中，有 以 加/,和/=/,=。4-5 如 何 计 算 电 力 系 统 各 元 件 的 正 序、负 序 和 零 序 电 抗？变 压 器 的 零 序 电 抗 与 哪 些 因 素 有 关？答：发 电 机 的 正 序 电 抗 包 括 稳 态 时 的 同 步 电 抗 X”、X q,暂 态 过 程 中 的 X；、Xl和 X：、X；。负 序 电 抗 与 故 障 类 型 有 关，零 序 电 抗 和 电 机 结 构 有 关,查 教 材 表 4-2；变 压 器 的 负 序 电 抗 与 正 序 电 抗 相 等，零 序 电 抗 与 变 压 器 的 铁 心 结 构 及 三 相 绕 组 的 接 线 方 式 等 因 素 有 关；线 路 的 负 序 电 抗 和 正 序 电 抗 相 等，零 序 电 抗 却 与 正 序 电 抗 相 差 较 大，查 教 材 表 4-3。4-6 什 么 叫 复 合 序 网？各 种 简 单 不 对 称 短 路 的 复 合 序 网 是 什 么？答：所 谓 复 合 序 网，是 指 根 据 边 界 条 件 所 确 定 的 短 路 点 各 序 量 之 间 的 关 系，由 各 序 网 络