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
目 录
第一章 思考题与习题 .............................................................................................................. 1 第二章 思考题与习题 .............................................................................................................. 5 第三章 思考题与习题 ............................................................................................................ 10 第四章 思考题与习题 ............................................................................................................ 15 第五章 思考题与习题 ............................................................................................................ 21 第六章 思考题与习题 ............................................................................................................ 27 第七章 思考题与习题 ............................................................................................................ 30 第八章 思考题与习题 ............................................................................................................ 33 第九章 思考题与习题 ............................................................................................................ 36 第十章 思考题与习题 ............................................................................................................ 39
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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 ①接地电流 不接地系统 小（对地电容电流） 直接接地系统 低电阻接地系统 消弧线圈接地系统 最小（残流） 最大（接近三相短路电流） 中等（100A~1000A） ②非故障相电压 ③设备绝缘要求 大，＝Un（线电压） 最高，全绝缘 最小，<80%Un 最低，可采用分级绝缘 最小 ＝ 80%~100％Un 比不接地系统低 小 大，＝Un 高，全绝缘 中 ④向异相接地故障发展的可最大 能性 ⑤接地故障的继电保护 需要专门技术， 不够可靠 ⑥接地故障时的供电中断情在能够自然熄弧时， 况 不需跳闸 简单可靠 简单可靠 需要专门技术，通常只作用于信号 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。
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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GB 50052—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。
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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——10.5 kV/121kV，T2——10.5 kV/0.4kV，T3——110 kV/10.5kV，T4——10 kV/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/6.3～10.5 kV，配电变压器——6～10 kV/0.4 kV。
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
-3，整个系统的接地电容电流值约为IC1?=20.54A? IC1?10kV??（1+16%）?2.7?10?20km?0.1?20km??=20.54A=23.83A，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
Qr?1.35?23.83A?10kVkVA。
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315 3=185.74kVA。
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？
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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
3Id?10kV?103?20? =577.37A，根据公式（1-10）和公式（1-6），接地电阻器消耗的功率为
Pr?1.05?10kV3 ?577.37A=3500.22kW。
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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=90 kW，Qc＝67.5kvar，Sc＝112.5kVA，Ic＝170.93kVA。
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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7.5 kW，电阻炉5台共8 kW，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 1 2 3 用电设备 名称 冷加工机床 通风机 电阻炉 小计 台数 40 5 5 － 设备功率 Pe/kW100 7.5 8 － Kd 0.16 0.8 0.7 － cos? 0.5 0.8 0.98 － tan? 1.73 0.5 0.20 － 计算负荷 Pc/kW16 6 2.6 24.6 26.2 Qc/kvar 27.7 4.5 1.1 33.3 32.3 Sc/kVA － － － － 41.6 Ic/A － － － － 63.2 合计 取K=0.95；K=0.97 ?p?q
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 1 用电设备 名称 冷加工机床电动机 桥式起重机 通风机 点焊机 小计 52 200 20.4（15%） 15.8（25%） 15 42（65%） 33.86（100%） － ?p台数 设备功率 Pe/kWKd cos? tan? 计算负荷 Pc/kW32.0 Qc/kvar 55.4 Sc/kVA － Ic/A － 0.16 0.5 1.73 2 3 4 4 10 12 － 0.15 0.8 0.35 － 0.5 0.8 0.60 － 1.73 0.75 1.33 － 2.4 12.0 11.9 58.2 53.6 4.1 9.0 15.8 84.3 80.1 － － － － 96.4 － － － － 146.5 合计 取K=0.92；K?q=0.95
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 1 2 3 4 用电设备 台数 名称 居民用电 公共照明 会所中央空调 生活水泵 200 3 2 设备功率 Pe/kW1200 20 120 40 Kd 0.45 1 0.7 0.8 cos? 0.9 0.9 0.8 0.8 tan? 0.48 0.48 0.75 0.75 计算负荷 Pc/kW540.0 20.0 84.0 32.0 Qc/kvar 261.5 9.7 63.0 24.0 Sc/kVA － － － － Ic/A － － － － 6
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5 电梯 小计 2 － 20 1400 0.5 － 0.44 0.6 － － 1.33 － － 10.0 686.0 617.4 13.3 371.6 345.5 － 707.5 － 1075.4 合计 取K=0.90；K=0.93 ?p?q
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；第二组为30kW×4台，20kW×1台，10kW×2台，5kW×4台。试用利用系数法分别求这两组用电设备的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。并分析两组用电设备总额定功率相同而计算负荷不同的原因。
解答提示：参见例题2-4，计算结果比较见下表：
序号 1 2 用电设备 名称 第一组设备 第二组设备 设备功率 Pe/kW180 180 Ku 0.12 0.12 tan? 1.73 1.73 计算负荷 Pav 21.6 21.6 Qav 37.37 37.37 neq 40 7.5 Km 1.45 2.64 Pc/kW31.3 57.0 Qc/kvar 54.2 98.7 Sc/kVA 62.6 114.0 Ic/A 95.1 173.2 第二组用电设备计算负荷较大，是因为台数少而各台设备功率相差悬殊所导致。
2-13 现有9台单相电烤箱，其中1kW×4台， 1.5kW×3台， 2kW×2台。试合理分配上述各电烤箱于220/380V的线路上，并计算其等效三相计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
解答提示：单相设备接在三相线路中，应尽可能地均衡分配，使三相负荷尽可能地平衡。最大负荷相所接的单相设备功率为4.5 kW，根据公式（2-26），其等效三相设备功率为13.5 kW。查附录表1得Kd?0.7，cos??0.98，，Pc=9.45kW、Qc=1.89kvar、Sc=9.64kVA、Ic=14.65A。 tan??0.20，因此，根据公式（2-12）～公式（2-15）
2-14 某6层住宅楼有4个单元，每单元有12户，每户设备功率按8kW计。每户采用单相配电，每单元采用三相配电。试用需要系数法计算各户、各单元及整栋楼的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
解答提示：由于负荷性质单一，均可根据公式（2-12）～公式（2-15）计算，查附录表4得Kd值，cos??0.9。计算结果见下表：
序号 1 2 3 用电设备 名称 每户 每单元 整栋楼 配电相数 1 3 3 设备功率 Pe/kW8 96 384 Kd 1 0.95 0.55 cos? 0.9 0.9 0.9 tan? 0.48 0.48 0.48 计算负荷 Pc/kW8.0 91.2 211.2 Qc/kvar 3.9 44.2 102.3 Sc/kVA 8.9 101.3 234.7 Ic/A 40.5 154.0 356.7
2-15 某用户拟建一座10/0.38kV变电所，装设一台变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为750kW，无功计算负荷为720kvar。为了使变电所高压侧功率因数不低于0.9，如果在低压侧装设并联电容器补偿时，需装设多少补偿容量？并选择电容器组数及每组容量。无功补偿前与无功补偿后变电所高压侧的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic各为
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多少？
解答提示：参见例题2-5，计算结果见下表：
计算点 变电所低压侧计算负荷 无功功率补偿前 配电变压器功率损耗 变电所高压侧计算负荷 低压集中补偿容量Qr.C/kvar Qr.C＝750×（tan arccos0.72－tan arccos0.92）＝403.5 实际取 20组×20 kvar＝400 kvar 变电所低压侧计算负荷 无功功率补偿后 配电变压器功率损耗 变电所高压侧计算负荷 750.0 8.2 758.2 320.0 40.8 360.8 815.4 839.6 1239.4 48.4 0.92 0.90 －400 计算负荷 Pc/kW 750.0 10.4 760.4 Qc/kvar 720.0 52.0 772.0 Sc/kVA 1039.7 1083.6 Ic/A 1580.3 62.5 cosφ 0.72 0.70
2-16 某35/10kV总降压变电所，10kV母线上接有下列负荷：1#车间配电变电所1700kW＋j800kvar；2#车间配电变电所1840kW＋j900kvar；3#车间配电变电所1560kW＋j760kvar；4#车间配电变电所1760kW＋j840kvar。5#空压机房有4台10kV空气压缩机共1000kW（Kd=0.75，cos?=0.80）。10kV母线侧安装的无功补偿装置容量为1200 kvar。试计算该总降压变电所35kV侧的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
解答提示：参见本章第六节，计算结果见下表：
序号 1 2 3 4 5 用电设备 名称 1#车间配电变电所 2#车间配电变电所 3#车间配电变电所 4#车间配电变电所 5#空压机房 小计 合计 取K=0.85；K=0.93 ?p?q无功功率补偿 总降压变电所35kV侧 设备功率 Pe/kW－ － － － 1000 － Kd － － － － 0.75 － － － － cos? 0.90 0.90 0.90 0.90 0.80 － 0.87 0.94 计算负荷 Pc/kW1700 1840 1560 1760 750 7610.0 6468.5 6468.5 Qc/kvar 800 900 760 840 562.5 3862.5 3592.1 －1200 2392.1 Sc/kVA 1878.8 2048.3 1735.3 1950.2 937.5 － 7399.0 6896.6 Ic/A 108.5 118.3 100.2 112.6 54.1 － 427.2 398.2
2-17 已知题2-15中变电所的变压器型号为S11-1000/10，Dyn11联结。变压器技术数据见附录表14。若该变电所年最大负荷利用小时数Tmax＝5000h，试求该变压器在无功补偿前后的年有功电能损耗。
解答提示：根据公式（2-40）和公式（2-53），计算结果见下表：
变压器功率损耗Sr.T=1000kVA 计算点 补偿前 Sc/kVA 1039.7 ?P0/kW 1.15 ?Pk/kW 10.3 ?c 1.04 ΔPT/kW 12.29 cos? 0.72 Tmax 5000 τ/h 3700 ΔWa/kWh 51294 8
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补偿后 1.15 10.3 815.4 0.82 7.99 0.92 5000 3400 33621
2-18 某变电所有两台Dyn11联结的SCB10-1000/10型变压器并列运行，而目前变电所负荷只有800kVA。问是采用一台变压器运行还是两台运行较为经济合理？（取Kq＝0.04）
解答提示：根据公式（2-41）、公式（2-42）和公式（2-56），变电所负荷稳定，KT =1。计算结果见下表：
变压器功率损耗 Sr.T=1000kVA ?P0/kW 1.77 ?Pk/kW 8.13 I0% 0.9 Uk% 6.0 ?Q0/kvar 9 ?Qk/kvar 60 KT 1 Kq 0.04 Scr /kVA 633 Sc /kVA 800 当实际负荷大于临界负荷，采用两台变压器运行较为经济合理。
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第三章 思考题与习题
3-1 什么是供配电系统的一次接线？对一次接线有何基本要求？怎样绘制一次接线图？ 解答提示：参见本章第一节。
3-2 电力变压器按绝缘及冷却方式分有哪几种型式？高层主体建筑内变电所应选用哪种型式变压器？ 解答提示：参见本章第二节 一、电力变压器的型式选择。高层主体建筑内变电所应选用不燃（如干式、SF6气体绝缘）变压器或难燃型液浸式变压器。
3-3 10/0.4kV配电变压器有哪两种常见联接组别？在TN及TT系统接地型式的低压电网中，宜选用哪种联接组别的配电变压器？为什么？
解答提示：参见本章第二节 一、电力变压器的型式选择。在TN及TT系统接地型式的电网中，应选用Dyn11联结组变压器。
3-4 变电所中主变压器的台数如何选择？容量如何确定？ 解答提示：参见本章第二节 二、电力变压器的台数与容量选择。
3-5 变压器过负荷运行对变压器的寿命有何影响？其过负荷能力与哪些因素有关？
解答提示：参见本章第二节 三、电力变压器的过负荷运行。正常过负荷不影响变压器的绝缘寿命，事故过负荷会牺牲变压器绝缘的部分“正常寿命”。变压器过负荷能力与其绕组热点温度与绝缘材料接触的金属部件温度、顶层油温等有关。
3-6 电器在供配电系统中的作用是什么？供配电系统对电器有哪些要求？表征这些要求的参数是什么？ 电器在供配电系统中的作用是什么？供配电系统对电器有哪些要求？表征这些要求的参数是什么？ 解答提示：参见本章第三节 一、电器的有关知识。
3-7 电弧对电器的安全运行有哪些影响？开关电器中有哪些常用的灭弧方法？其中最常用最基本的灭弧方法是什么？
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解答提示：参见本章第三节 一、电器的有关知识。最常用最基本的灭弧方法是迅速拉长和冷却电弧。
3-8 高压断路器有何功能？常用灭弧介质有哪些？ 解答提示：参见本章第三节 二、高压电器。
3-9 熔断器的主要功能是什么？熔体熔断大致可分为哪些阶段？ 解答提示：参见本章第三节 二、高压电器。
3-10 高压隔离开关有何功能？它为什么可用来隔离电源保证安全检修？它为什么不能带负荷操作？ 解答提示：参见本章第三节 二、高压电器。
3-11高压负荷开关有何功能？它可装设什么保护装置？在什么情况下可自动跳闸？在采用负荷开关的高压电路中，采取什么措施来作短路保护？
解答提示：参见本章第三节 二、高压电器。在采用负荷开关的高压电路中，采取熔断器来作短路保护。
3-12 高压负荷开关－限流熔断器组合电器与断路器相比，为什么比较适合用在环网供电单元和箱式变电站？ 解答提示：高压负荷开关－熔断器组合电器结构简单，造价低；保护特性好。
3-13 电流互感器和电压互感器具有何功能？各有何结构特点？ 解答提示：参见本章第三节 三、互感器。
3-14 低压断路器有何功能？配电用低压断路器按结构型式分有哪两大类？各有何结构特点？ 解答提示：参见本章第三节 四、低压电器。
3-15 低压自动转换开关电器有何功能？ 解答提示：参见本章第三节 四、低压电器。
3-16 变配电所电气主接线有哪些基本形式？各有什么优缺点？各适用于什么场合？ 解答提示：参见本章第四节 一、电气主接线的基本形式。
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3-17 在进行变配电所电气主接线设计时一般应遵循哪些原则和步骤？ 解答提示：参见本章第四节 二、变配电所电气主接线示例
3-18 某用户35kV总降压变电所安装两台35/10.5kV主变压器，采用两回35kV电源线路同时供电，该变电所可能采用的电气主接线的基本形式有哪些？并从可靠性、灵活性和经济性等方面进行比较。
解答提示：拟用的主接线形式有分段单母线接线、双回线变组单元接线和内桥式接线。其特点比较见下表： 电气主接线基本形式 分段单母线接线 电气主接线图 参见图3-3 （改为2路出线） 参见图3-6 可靠性 可靠性高 可靠性不如分段单母线 可靠性较线变组接线有所提高 灵活性 运行方式灵活，便于扩展 线路变压器组合运行，不够灵活 灵活性比线变组接线好，但变压器操作较复杂。 经济性 需要5台35kV断路器，投资较大 只需2台35kV断路器，投资最省 只需3台35kV断路器，投资比分段单母线省 双回线变组单元接线 内桥式接线 参见图3-7a）
3-19 解答提示：断路器、互感器、熔断器、隔离手车作用参见本章第三节。带电显示器：指示高压电源状态、闭锁开关柜电缆室检修门，各功能单元的避雷器：过电压保护，变压器保护单元的接地开关：将变压器回路接地，以便安全检修。
3-20 高低压配电网接线形式有哪些？为提高供电可靠性可采取什么措施？ 解答提示：参见本章第五节。
3-21 在进行高压（低压）配电网接线设计时，为什么要力求简单可靠、配电层次不宜超过两级（三级）？ 解答提示：参见GB50052－2009《供配电系统设计规范》4.0.6条文说明。如果供配电系统接线复杂，配电层次过多，不仅管理不便、操作频繁，而且由于串联元件过多，导致可靠性下降；配电级数过多，继电保护整定时限的级数也随之增多，难以保证选择性。
3-22 变电所所址选择应考虑哪些条件？变电所靠近负荷中心有什么好处？ 解答提示：参见本章第六节 一、变配电所的所址与型式置。
3-23 变电所所址选择应考虑哪些条件？变电所靠近负荷中心有什么好处？
解答提示：参见本章第六节 二、变配电所的布置。室内变电所的每台油量为100kg及以上的三相油浸式变压器，
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应设在单独的变压器室内。而干式电力变压器只要具有不低于IP2X的防护外壳，就可和高低压配电装置布置在同一配电室内。
3-24 预装式变电站和组合式变压器各有何特点？为什么其结构比较适合单台变压器容量不大的场合？ 解答提示：参见本章第六节 三、预装式变电站。由于预装式变电站受空间限制散热条件较差，单台变压器容量不宜大于800kVA 。
3-25 供配电方案的技术经济指标有哪些？应如何对配电变压器进行能效技术经济评价？ 解答提示：参见本章第七节。
3-26 某高层建筑拟建造一座10/0.38kV变电所，所址设在地下一层。已知总计算负荷为1200kVA，其中一、二级负荷400kVA，cos?＝0.92。试初选配电变压器的型式、台数和容量。
解答提示：参见例题3-1。选择2台SCB10-800/10±5%/0.4kV，Dyn11，IP2X。
3-27 某工厂拟建造一座10/0.38kV变电所，已知总计算负荷为2100kVA，cos?＝0.8，均为三级负荷，由地区变电所采用一回10kV线路供电。试选择配电变压器并设计出该变电所电气主接线图。
解答提示：解答提示：参见例题3-1。选择2台SCB10-1250/10±5%/0.4kV，Dyn11，IP2X。变电所电气主接线图如图3-9所示。
3-28 对题3-26所述的变电所，由公用电网采用双回路电源同时供电，变压器高压侧采用双回线路－变压器组单元接线，低压侧采用分段单母线接线，高压配电装置采用箱式SF6负荷开关柜。试绘制出该变电所高压电气主接线图。
解答提示：变压器高压侧电气主接线图一回线变组单元参照图3-8a），另一回线变组单元与图3-8a）镜像对称；变压器低压侧电气主接线图参照图3-9b）。
3-29 对题3-26所述的变电所，由公用电网采用双回路电源同时供电，每路电源均可全容量备用，高压配电装置采用中置式真空断路器开关柜。试设计出该变电所高压电气主接线图。
解答提示：高压侧电气主接线采用分段单母线接线，以图3-9a）为基础设计为双回路电源进线，增加母线分段+隔离单元。每段10kV母线高压出线1回至2台变压器。
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3-30 某用户20kV变电所安装有4台配电变压器、由公用电网采用双回路电源供电，主供电源1容量可供全部负荷，主供电源2容量只供一半负荷（重要负荷）。要求母线电压互感器为独立单元，不与进线隔离单元组合。试设计出该变电所高压电气主接线图。
解答提示：高压侧电气主接线采用分段单母线接线，参照图3-10。每段10kV母线高压出线2回至4台变压器。主供电源2进线断路器与分段断路器“二合一”联锁。
3-31 某用户拟建一座20kV配电所，为独立式结构。配电所进线2回、馈线10回，有一、二级负荷，采用分段单母线接线。要求高压开关柜按进线1隔离、电能计量、进线开关、电压测量、所用变1、馈线1～5、母线分段、母线隔离、馈线6～10、所用变2、电压测量、进线开关、电能计量、进线2隔离等功能单元排列组合。试绘制出该配电所高压电气主接线图。
解答提示：电气主接线采用分段单母线接线，参照图3-10。所用变1/2电气主接线参照图3-11b）AK20单元。
3-32 某用户拟建一座35kV总降压变电所，安装有2台主变压器。由公用电网采用双回路电源同时供电，每路电源均可全容量备用。拟采用内桥式接线，所用变设置在10kV侧。35kV配电装置采用移开式金属封闭开关柜、电缆进线。试绘制出该变电所35kV侧电气主接线图。
解答提示：变电所35kV侧电气主接线参照图3-10设计。每段35kV母线高压出线1回至2台变压器，出线采用隔离手车，不设置断路器。
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第四章 思考题与习题
4-1 短路产生的原因和后果有哪些？
解答提示：参见本章第一节 一、短路的基本概念。
4-2 短路的类型有哪些？各有什么特点？
解答提示：参见本章第一节 一、短路的基本概念。
4-3 短路电流计算的目的是什么？降低短路电流的措施有哪些？
解答提示：参见本章第一节 三、计算短路电流的目的。对终端变电所，降低短路电流的措施有：变压器分列运行；采用高阻抗变压器；在变压器回路中装设限流电抗器；采用小容量变压器。
4-4 什么样的系统可认为是无限大容量电源供配电系统？ 突然短路时，系统中的短路电流将如何变化？ 解答提示：参见本章第一节 二、供配电系统短路过程的分析。
4-5 短路电流非周期分量是如何产生的？其初始值与什么物理量有关？为什么低压系统的短路非周期分量较高压系统的短路非周期分量衰减快？
解答提示：参见本章第一节 二、供配电系统短路过程的分析。短路非周期分量衰减快慢取决于短路电路的时间常数。
4-6 采用标么制法与有名单位制法计算短路电流各有什么特点？各适用于什么场合？
解答提示：参见本章第二节第三节。采用标幺制易于比较供配电系统各元件的特性及参数，能够简化计算公式，能在一定程度上简化计算工作。
4-7 在无限大容量电源或远离发动机端的供配电系统中，两相短路电流和单相短路电流各与三相短路电流有什么关系？
解答提示：参见本章第二节 四、两相短路电流的计算。
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4-8 为什么Dyn11联结变压器低压侧的单相对地短路电流要比同等容量的Yyn0联结变压器低压侧的单相对地短路电流大得多？
解答提示：参见本章第三节 三、单相短路（包括单相对地短路）电流的计算。
4-9 低压配电系统中的保护接地导体通常合并到与带电导体同一布线系统中，若单独设置则应靠近它们敷设。这是为什么？（解答提示：从两者距离远近对单相对地短路电流大小的影响来分析）
解答提示：参见公式（4-30）。单相对地短路电流大小与配电线路相－保护导体电抗有关。保护接地导体与带电导体相距较远时，配电线路相－保护导体电抗增大，导致单相对地短路电流减小，降低了接地故障保护电器的动作灵敏性。
4-10 什么是短路电流的电动力效应和热效应？如何校验一般电器的动、热稳定性？确定短路电流热效应的计算时间怎么取值？
解答提示：参见本章第四节。
4-11 电流互感器常用接线方式有哪几种？各用于什么场合？ 解答提示：参见本章第六节 一、电流互感器的选择。
4-12 为什么说电流互感器二次额定电流若选用1A，相对于5A可以降低二次线路损耗，增加传输距离？ 解答提示：参见公式（4-48），减小I2r，就降低了二次线路损耗，或可以增加传输距离。
4-13 接成Yynd的电压互感器应用于什么场合？ 在已有测量、保护二次级基础上，若要增加计量二次级，则电压互感器的接法为哪一种？
解答提示：参见本章第六节 二、电压互感器的选择。若要增加计量二次级，则应采用四绕组电压互感器，接成Yynynd接线。
4-14 什么叫选择型低压断路器和非选择型低压断路器？ 解答提示：参见本章第七节 二、低压保护电器的初步选择。
4-15 试分析同一变电所内两台变压器低压进线开关与母线联络开关是否为电气维修安全而装用四极开关？
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解答提示：参见本章第七节 三、四极开关的应用。同一变电所内两台变压器中性点采用一点接地（参见图4-20），即可避免两台变压器PEN导体出现并联关系产生杂散电流，同时，变电所采用等电位联结，故没有必要为防止杂散电流或电气维修安全而装用四极开关。
4-16 某民用用户供配电系统如图4-21所示。己知电力系统出口处的三相短路容量在系统最大运行方式下为Sk3=200MVA，试求用户高压配电所10kV母线上k-1点短路时和配电变电所变压器高压侧k-2点短路时、低压母线k-3点短路时的三相短路电流和两相短路电流，并列出短路计算表。
图4-21 习题4-16图
解答提示：参见例题4-1，计算结果见下表： 序号 1 2 3 短路 计算点 k-1 技术参数 Sd=100MVA ''=200MVASk3 电抗 标幺值 三相短路电流/kA \ Ik3三相 电路元件 X? 0.50 0.27 0.77 Ib3 7.12 Ik3 7.12 ip3 18.17 短路容量 ''/MVA Sk3电力系统 10kV 电力线路1 1＋2 10kV 电力线路2 3＋4 7.12 200 129.56 x=0.10Ω/km l=3 km Un1=10kV Id1=5.5 kA x=0.10Ω/km l=1.0 km Un1=10kV Id1=5.5 kA Sr.T=800kVA Uk％=6 Un2=0.38kV Id2=144.34 kA 4 5 k-2 0.09 0.86 6.37 6.37 6.37 16.25 115.90 6 7
配电变压器 5＋6 k-3 7.50 8.36 17.26 17.26 17.26 39.01 11.96 4-17 某工业用户供配电系统如图4-22所示。己知电力系统变电所高压馈电线出口处在系统最大运行方式下的三相对称短路容量为Sk3=250MVA，试求工厂变电所在系统最大运行方式下，10kV母线上k-1点短路和两台变压器并联运行和分列运行两种情况下低压380V母线上k-2点三相短路时的三相短路电流和短路容量。
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图4-22 习题4-17图
解答提示：参见例题4-1，计算结果见下表： 序号 1 2 3 短路 计算点 k-1 技术参数 Sd=100MVA ''=250MVASk3 电抗 标幺值 三相短路电流/kA \ Ik3三相 电路元件 X? 0.40 0.95 1.35 Ib3 4.07Ik3 ip3 短路容量 ''/MVA Sk3电力系统 10kV 电力线路 1＋2 4.07 250 x=0.35Ω/km l=3 km Un2=10kV Id2=5.5 kA Sr.T=1000kVA Uk％=4.5 Un3=0.38kV Id3=144.34 kA 4.07 10.37 73.98 4 配电变压器 并联 4.50 3.60 5.85 40.07 24.67 40.07 24.67 40.07 24.67 90.56 55.74 27.76 17.09 5 3＋4 k-4 分列
4-18 某用户低压配电网络短路计算电路如图4-23所示。配电变压器与低压配电柜分室安装，已知变压器高压侧三相对称短路容量为125MVA。试求变压器低压母线k-1点短路及配电线路首端k-2点短路、线路末端k-3点短路时的三相短路电流和单相对地短路电流，并列出短路计算表。
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图4-23 习题4-18图
解答提示：参见例题4-2，计算结果见下表： 序号 电路元件 系统S 变压器 T 短路计算点 Un=380V Sk＝125MVA S11-630/10, Dyn11, SrT=630kVA 2.50 11.15 2.50 11.15 R 0.13 技术参数 相阻抗 /mΩ X 1.27 相－保护导体 阻抗/mΩ RL-PE 0.09 XL-PE 0.85 三相短路电流 / kA \ Ik3单相对地短路电流 ''/ kA IdKp ip3 1 2 ?Pk＝6.20kW，Uk％=4.5 TMY-3(80×8)+ 63×6.3，l=4m r=0.031 mΩ/m , x=0.129mΩ/m rL-PE=0.084mΩ/m , xL-PE=0.301mΩ/m k-1 TMY-3(80×8)+ 63×6.3，l=5m 2.75 12.49 2.29 13.21 17.46 1.513 37.34 17.08 0.12 0.52 0.34 1.20 3 母线WC1 4 1+2+3 5 母线WC2 r=0.031 mΩ/m , x=0.129mΩ/m rL-PE=0.084mΩ/m , xL-PE=0.301mΩ/m 0.16 0.65 0.42 1.51 6 7
4+5 干线k-2 2.91 13.59 9.48 19
3.34 189.60 14.71 22.44 16.62 1.51 35.51 15.31 YJV22-3×50+1×25, l=120m 42.12 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
WD r=0.351mΩ/m , x=0.079mΩ/m rL-PE=1.580mΩ/m , xL-PE=0.187mΩ/m 8
4-19 试选择习题4-17所示用户变电所10kV总进线上装设的高压真空断路器的型号规格。已知后备保护动作时间为1.0s，断路器全开断时间为0.1s。
解答提示：参见例题4-3，选用CV1-12-630A/25kA型户内高压真空断路器。装置地点的技术参数依据题4-17。
4-20试选择习题4-16所示配电变电所变压器（SCB10-800）高压进线上装设的负荷开关—熔断器组合电器的参数（暂不校验组合电器的转移电流），并初步选择高压进线上装设的电流互感器的参数（暂不校验电流互感器二次负荷及准确级等性能）。
解答提示：负荷开关—熔断器组合电器选择方法参见本章第五节。查附录表22，选用FLRN36B-12D型SF6负荷开关－熔断器组合电器，熔断体额定电流80A。用熔断器保护的高压电器，Qt极小，可不校验热稳定。
电流互感器选择方法参见例题4-4，选用LZZBJ12-10A型户内高压电流互感器，变比75A/5A。用熔断器保护的高压电器，Qt极小，可不校验热稳定。
4-21 试初步选择习题4-18所示变电所低压进线及出线上装设的低压断路器。已知低压出线计算电流为95A。 解答提示：参见例题4-5，变电所低压进线断路器的初步选择CW2-1600/3 M25，In?1600A。变电所低压出线断路器的初步选择CM2Z-225M/3，In?160A。
6+7 k-3 45.03 23.07 192.94 37.15 4.57 1.00 6.47 1.18 20
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第五章 思考题与习题
5-1 继电保护装置有哪些任务和基本要求？保护装置一般由几部分组成？ 解答提示：参见本章第一节 一、继电保护的基本原理与要求。
5-2 为什么在电力设备和线路设置有主保护后还需要设置后备保护?
解答提示：为确保保护的可靠性，在主保护或断路器拒动时，后备保护用以切除故障。
5-3 什么是电流继电器的动作电流、返回电流、返回系数？如果返回系数太小，会出现什么问题？
解答提示：参见本章第一节 二、保护继电器及其特性。如果返回系数太小，动作后的继电器可能不返回，使保护装置发生误动作。
5-4 电流保护装置有哪几种常用接线形式？各有什么特点？
解答提示：有三相三继电器式、两相两（三）继电器式等，采用微机保护装置时，多采用可靠性高的三相式接线。
5-5 简要说明定时限过电流保护装置和反时限过电流保护装置的组成特点、整定方法。 解答提示：参见本章第二节 二、过电流保护。
5-6 瞬时电流速断保护为什么会出现保护“死区”？如何弥补？ 解答提示：参见本章第二节 三、电流速断保护。
5-7 带时限过电流保护与电流速断保护各通过什么方法来保证上下级的选择性？
解答提示：带时限过电流保护主要通过动作时限的配合来实现前后两级保护的选择性动作，而电流速断保护只有依靠动作电流（速断电流）的特殊整定来实现选择性配合。
5-8 试述微机保护装置的硬件基本构成。与模拟式继电保护相比，有何优点？ 解答提示：参见本章第一节 三、微机保护简介。
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5-9 试分析电力线路定时限过电流保护与电流速断保护原理图（参见图5-5、图5-9和图5-11），并说明当线路首端发生三相短路和线路末端发生三相短路时的保护动作过程。
解答提示：线路首端发生三相短路时，电流速断保护动作；线路末端发生三相短路时定时限过电流保护动作。保护动作逻辑如图5-6和图5-11所示。
5-10 带有短时限的延时电流速断保护为什么没有保护“死区”而可以保护线路全长？
解答提示：延时电流速断保护的一次动作电流较电流速断保护小，因而能保护线路全长，可作为线路的主保护。
5-11 在非有效接地系统中，发生单相接地故障时，通常采取哪些保护措施？简要说明其基本原理。 解答提示：参见本章第二节 四、单相接地保护。
5-12 电力线路零序电流保护的灵敏性、选择性与接于同一母线上的馈线数量有何关系？ 解答提示：参见公式（5-11），同一母线上的馈线数量越多，ICΣ性越好。
5-13 根据变压器的故障种类及不正常运行状态，变压器一般应装设哪些保护？ 解答提示：参见本章第三节 一、电力变压器的故障分析与保护设置原则
5-14 对变压器中性点直接接地侧的单相短路，可采取哪种保护措施？
解答提示：参见本章第三节 三、变压器中性点直接接地或经小电阻接地侧的单相接地保护
5-15 根据电力变压器电流速断保护与定时限过电流保护原理接线图（参见图5-20），分析当变压器一次侧发生三相短路和二次侧发生两相短路时的保护动作原理。
解答提示：当变压器一次侧发生三相短路时，电流速断保护动作；变压器二次侧发生两相短路时，定时限过电流保护动作。保护动作逻辑如图5-6和图5-11所示。
5-16 简要说明干式变压器温度保护（参见图5-19和图5-20）的基本原理。 解答提示：参见本章第三节 五、非电气量保护。
?IC越大，零序电流保护的灵敏性越高、选择
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5-17 试述变压器纵联差动保护的基本原理，分析其产生不平衡电流的原因及抑制方法。 解答提示：参见本章第三节 六、纵联差动保护。
5-18 微机型变压器纵联差动保护装置有什么特点？
解答提示：微机纵联差动保护装置，利用比率制动原理准确区分内部故障和外部故障，利用二次谐波制动原理鉴别励磁涌流，可靠性和灵敏性高。
5-19 电力电容器要设置哪些保护？为什么必须设置欠电压保护？ 解答提示：参见本章第四节 一、电力电容器的保护。
5-20 高压电动机的电流速断保护和纵联差动保护各适用于什么情况？动作电流如何整定？ 解答提示：参见本章第四节 二、高压电动机的保护。
5-21 某工业用户110kV总降压变电所一条10kV馈线采用微机电流保护装置，电流互感器的变流比为200/5A，线路的短时最大负荷电流为180A，线路首端在系统最大和最小运行方式下的三相短路电流有效值为9.8kA和7.0kA，线路末端在系统最大和最小运行方式下的三相短路电流有效值为3.0kA和2.7kA。已知该线路末端连接的车间变电所过电流保护动作时间最大为0.5s。试整定该线路定时限过电流保护和电流速断保护，并检验保护灵敏性。
解答提示：参见例题5-1，整定计算结果见下表： 保护名称 整定项目 动作电流 定时限过电流保护 灵敏系数 动作时限 动作电流 电流速断保护 灵敏系数
5-22 某用户供配电系统如图5-28所示，1）若在QA处设置定时限过电流保护，采用三相式接线，电流互感器变流比为150／5A，试求其保护整定值。2）若在QA处还设置电流速断保护，试进行整定计算。按其整定值，若变压器低压母线发生三相短路，速断保护是否动作？为什么？
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整定计算公式 微机保护整定值 动作电流整定为5.7A Iop?Krel1.2IL.max??180A?5.7A KreKi0.95?40\ K?I2k2.min?0.866?2.7kA?10.3?1.5 sKiIop40?5.7At1?0.5s?0.3s=0.8s 合格 动作时间整定为0.8s 动作电流整定为97.50A Iqb?Krel\1.3I2k3.max??3.0kA=97.5A Ki40\I1k2.min0.866?7.0kAKs???1.55?1.5 KiIqb40?97.5A合格 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
图5-28 习题5-22图
解答提示：参见例题5-2，整定计算结果见下表： 保护名称 整定项目 动作电流 定时限过电流保护 灵敏系数 整定计算公式 微机保护整定值 动作电流整定为3.4A Iop?Krel1.21000kVAIL.max??1.4??3.4A KreKi0.95?303?10kV\I2k2.min 2?0.866?27.9kAKs???10.9?1.510KiIop3?()?30?3.4A0.4合格 动作时限 动作电流 电流速断保护 灵敏系数 t1?0.5s 动作时间整定为0.5s 动作电流整定为50.1A Iqb?Krel\1.30.4I2k3.max???28.9kA=50.1A Ki3010I?KiIqb\1k2.min0.866?Ks?150MVA3?10.5kV?4.8?1.5 30?50.1A合格 变压器低压母线发生三相短路时，高压侧电流速断保护不动作，因是其保护死区。
5-23 某用户10kV变电所装有1台1250kVA干式配电变压器，电压比为10/0.4kV，联接组别为Dyn11。试依据GB/ T 50062—2008作出保护配置，整定计算电流保护动作电流，检验保护灵敏性。已知变压器低压侧最大三相短路电流为21.6kA、最小三相短路电流为19.5kA、最小单相对地短路电流为18.5kA，变压器高压侧最小三相短路电流为7.6kA，高压侧保护用电流互感器的变比为150/5A。变压器低压侧具有自起动电动机，短时最大负荷电流约为额定电流2倍。
解答提示：参见例题5-2，电流保护整定计算结果见下表： 保护名称 整定项目 动作电流 电流速断保护 灵敏系数 整定计算公式 微机保护整定值 动作电流整定为37.4A Iqb?Krel\1.30.4I2k3.max???21.6kA=37.4A Ki3010\I1k2.min0.866?7.6kAKs???5.9?1.5 KiIqb30?37.4A合格 动作电流整定为6.1A 定时限过电流保护
动作电流 Iop?Krel1.21250kVAIL.max??2.0??6.1A KreKi0.95?303?10kV24
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
\I2k2.min 2?0.866?19.5kAKs???4.3?1.510KiIop3?()?30?6.1A0.4灵敏系数 合格 动作时限
t1?0.5s 动作时间整定为0.5s 5-24 某用户变电所10kV母线上装有一组1200kvar电力电容器，单星形电容器组，中性点不接地，装于非绝缘支架上。试依据GB/ T 50062—2008作出保护配置，整定计算电流保护动作电流，检验保护灵敏性。已知保护安装处最小两相短路电流为5.9kA，10kV系统总的单相接地电容电流为8A，保护用电流互感器变比为150/5A，零序电流互感器的变比为50/1A。
解答提示：依据GB/T 50062—2008，该电容器组应配置延时电流速断保护和过电流保护、单相接地保护、开口三角电压保护、过电压保护和欠电压保护。参见例题5-3，电流保护整定计算结果见下表：
保护名称 整定项目 动作电流 延时电流速断保护 灵敏系数 动作时限 动作电流 定时限过电流保护 灵敏系数 动作时限 单相接地保护
5-25 某用户变电所10kV母线上装有一台450kW高压异步电动机，定子电流32.5A，起动电流倍数6，起动时间7s。试依据GB/T 50062—2008作出保护配置，整定计算电流保护动作电流，检验保护灵敏性。已知保护安装处最小两相短路电流为5.9kA，10kV系统总的单相接地电容电流为8A，电动机回路单相接地电容电流为0.2A，保护用电流互感器的变比为100/5，零序电流互感器的变比为50/1A。
解答提示：依据GB/T 50062—2008，该高压电动机应配置电流速断保护、单相接地保护、过负荷保护、欠电压保护。参见例题5-3，电流保护整定计算结果见下表： 保护名称 整定项目 动作电流 电流速断保护 灵敏系数 整定计算公式 微机保护整定值 动作电流整定为12.7A 动作电流 整定计算公式 微机保护整定值 动作电流整定为9A Iqb?Krel（3~5）1200kvarIr.C??=6.9～11.5A Ki303?10kV\I1k2.min5900AKs???16.4?2 KiIqb40?9A合格 动作时间整定为0.2s 动作电流整定为6A t1?0.2s Iop?Krel（1.5~2）1200kvarIr.C??=3.5～6.9A Ki303?10kV\I1k2.min5900AKs???32.8?1.5 KiIop30?6A合格 动作时间整定为0.5s 动作电流整定为0.10A t1?0.2s?0.3s=0.5s Iop(z)?ICΣ8A??0.107A KiKs50?1.5Iqb?Krel1.3KstIr.M??6?32.5A=12.7A Ki20\I1k2.min5900AKs???23.2?2 KiIqb20?12.7A合格 25
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单相接地保护 动作电流 Iop(z)?ICΣ?IC8A-0.2A??0.125A KiKs50?1.25动作电流整定为0.12A 动作电流 过负荷保护 动作时限 Iqb?Krel1.2Ir.M??32.5A=2.1A KreKi0.95?20t1?1.2?7s=8.4s 动作电流整定为2.1A 动作时间整定为8.4s
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第六章 思考题与习题
6-1 什么是供配电系统的二次接线？包括哪些回路？ 解答提示：参见本章第一节 一、二次接线概念。
6-2 什么是变配电所的操作电源？对其有何要求？常用的直流操作电源有哪几种？有何特点？常用的交流操作电源有哪几种？有何特点？
解答提示：参见本章第一节 二、操作电源。
6-3 对电气测量仪表有何要求？变配电装置中各部分仪表的配置有何规定？ 解答提示：参见本章第二节 一、电测量回路。
6-4 为什么在中性点非有效接地的系统中，变电所10kV每段母线上还应装设绝缘监视装置？ 解答提示：参见本章第二节 二、交流系统的绝缘监视。
6-5 对断路器的控制和信号回路有何基本要求？通常是如何满足的？ 解答提示：参见本章第三节 一、概述。
6-6 变配电所中有哪些信号？各起哪些作用？ 解答提示：参见本章第三节 一、概述。
6-7 试分析图6-6所示高压断路器基本的控制和储能回路的工作原理。 解答提示：参见本章第三节 二、高压断路器基本的控制回路与信号回路。
6-8 高压断路器控制回路中合闸闭锁的目的是什么?
解答提示：防止出现断路器误动作或合闸线圈被烧毁的事故。
6-9 如何实现对断路器控制回路的电源监视及跳、合闸回路的完整性监视？
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解答提示：参见本章第三节 一、概述。
6-10 试分析图6-9和图6-10所示高压断路器采用微机保护测控装置监视的控制和信号回路的工作原理？ 解答提示：参见本章第三节 三、采用微机保护测控装置监视的断路器控制和信号回路。
6-11 什么是配电自动化？配电自动化系统主要有哪些部分构成？应具有哪些基本功能？ 解答提示：参见本章第四节 一、配电自动化的有关概念和二、配电自动化的主要功能。
6-12 配电自动化系统中有哪些通信方式？各适用于什么场合？ 解答提示：参见本章第四节 三、配电自动化的通信。
6-13 什么是馈线自动化？馈线自动化实现模式有哪些？ 解答提示：参见本章第四节 四、配电网的馈线自动化。
6-14 简述变电所综合自动化系统的基本功能及发展趋势。
解答提示：参见本章第五节 二、变电所综合自动化系统的基本功能。
6-15 变电所综合自动化系统的结构形式有哪些？它具有什么特点？ 解答提示：参见本章第五节 三、变电所综合自动化系统的结构。
6-16 备用电源自动投入装置和自动重合闸装置有何作用？ 解答提示：参见本章第六节。
6-17 简述电能信息采集与管理系统的构成及功能。 解答提示：参见本章第七节 一、系统结构与主要功能。
6-18 什么是电能信息采集终端？按使用场所分为哪几种？ 解答提示：参见本章第七节 一、系统结构与主要功能。
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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
6-19 提电能信息采集与管理系统的通信网络有哪些？ 示：参见本章第七节 一、系统结构与主要功能。
6-20 多功能电能表与智能电能表在功能配置和通信接口上有哪些异同？ 解答提示：参见本章第七节 四、多功能电能表与智能电能表。
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第七章 思考题与习题
7-1 试述架空线与电力电缆的结构特点，比较其线路电抗和对地分布电容的大小。
解答提示：参见本章第一节 一、电线电缆的分类与结构。线路电抗和对地分布电容的大小与导体相间距有关。与架空线路相比，电缆线路电抗小、对地电容大。
7-2 绝缘电线主要用于哪些场所？如何选择其绝缘材料？
解答提示：绝缘电线大量应用于低压配电线路及接至用电设备的末端线路。绝缘材料选择见本章第一节 二、电线电缆的绝缘材料及护套。
7-3 何为电线电缆的阻燃性和耐火性？如何选择使用？ 解答提示：参见本章第一节 二、电线电缆的绝缘材料及护套。
7-4 配电线路的电压损失与其电压降有何关系？如何降低线路的电压损失？
解答提示：参见本章第二节。根据公式（7-3）可以分析出降低线路的电压损失的措施。
7-5 电线电缆导体截面的选择一般应考虑哪些条件？在工程设计时，一般先按什么条件选择计算，较易满足其他条件？
解答提示：参见本章第三节 一、导体截面选择的条件。
7-6 为什么说从电线电缆载流量表格中查找的导体载流量要乘以一个校正系数后才是其实际载流量？ 解答提示：参见本章第三节 二、按发热条件选择电线电缆导体截面。
7-7 如何校验高压电缆和低压电缆的短路热稳定性？
解答提示：参见本章第三节 三、按短路热稳定条件选择电线电缆导体截面。
7-8 低压配电线路的中性导体截面应如何选择？三次谐波电流对中性导体截面选择有何影响？ 解答提示：参见本章第三节 六、低压配电系统中性导体、保护导体、保护中性导体截面的选择。
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7-9 如何选择低压配电线路的保护导体截面？
解答提示：参见本章第三节 六、低压配电系统中性导体、保护导体、保护中性导体截面的选择。
7-10 如何选择配电装置中的硬母线？ 解答提示：参见本章第四节。
7-11 建筑物布线系统及敷设方式的确定主要取决于哪些因素？
解答提示：主要取决于场所环境特征、建筑物的构造等条件和所选电线、电缆的类型。
7-12 为什么线路敷设方式不同，同样截面的导体载流量却不一样？ 解答提示：散热条件不同，同样截面的导体载流量就不一样。
7-13 某低压配电线路线导体电流80A，每相3次谐波电流28A，三相对称。则该线路线导体和中性导体载流量应不小于多少？
解答提示：参见例题7-4。中性导体电流IN?28A?3=84A，大于线导体电流80A，采用0.86校正系数，中性导体和线导体载流量须大于84A/0.86=97.7A。
7-14 某民用建筑内的照明系统配电电缆采用ZC-YJV-0.6/1五芯电缆，已知电缆线导体截面为50mm2，试选择该电缆的中性导体截面和保护导体截面。设三次谐波电流含有率不超过15%。
解答提示：参见表7-1，中性导体截面与线导体截面相等，取为50mm2；参见表7-2，保护导体截面取为25mm2。
7-15 某企业的有功计算负荷为2000kW，功率因数为0.92。企业变电所与上级地区变电所距离为2km，拟采用一路10kV电缆埋地敷设。环境温度为20℃，允许电压损失为5％。已知线路过电流保护动作时间为0.5s，断路器全
\开断时间为0.05s，该企业10kV母线上的Ik3＝10kA。试选择此电缆的型号与规格。
解答提示：参见例题7-1。先按短路热稳定条件选择，然后校验发热条件和电压损失条件。选用YJV22-8.7/10-3×70电缆。
7-16 某220/380V的TN-C线路长100m，线路末端接有一个集中负荷，最大负荷为120kW＋100kvar。线路采
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用YJV22-0.6/1型四芯等截面铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆直埋敷设，环境温度为20℃，允许电压损失为5％。已知线路末端三相短路电流为15kA，线路首端安装的低压断路器短延时过流脱扣器动作时间为0.2s。试选择电缆截面。
解答提示：参见例题7-2。先按发热条件选择，然后校验电压损失条件和短路热稳定条件。选用YJV22-0.6/1-4×185电缆。
7-17 试选择校验习题4-18所示变电所低压开关柜内的母线规格。已知该低压开关柜额定峰值耐受电流设计值为130kA，额定短时耐受电流及耐受时间设计值为65kA、1s。
解答提示：参见例题7-5。变压器S11-630/10低压母线选用TMY -3(80×10)+63×8。
7-18 某用户35/10kV变电所安装有2台16000kVA电力变压器，内桥式接线，两回35kV电源线路同时工作。已知35kV线路采用LGJ型钢芯铝绞线，经济电流密度为0.9A/mm2。试选择其导体截面，并校验发热条件。
解答提示：变压器35kV侧额定电流I=Sr.T=16000kVA=263.9A，35kV线路经济截面Sec=Ic /jec=293/mm2。
r.T3Ur23?35kV选用LGJ-240/30钢芯铝绞线，40℃载流量为494A。
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第八章 思考题与习题
8-1 低压配电线路应装设哪些过电流保护措施？一般采用何种保护电器？ 解答提示：参见本章第一节 一、过电流保护。
8-2 对短路保护电器动作特性的要求是什么？对过负荷保护电器动作特性的要求是什么？ 解答提示：参见本章第一节 一、过电流保护。
8-3 低压配电线路并联导体如何设置过电流保护？ 解答提示：参见本章第一节 一、过电流保护。
8-4 低压配电线路中性导体如何设置过电流保护？ 解答提示：参见本章第一节 一、过电流保护。
8-5 什么是接地故障？接地故障电流有什么特点？有何危害？ 解答提示：参见本章第一节 二、接地故障电气火灾防护。
8-6 什么是剩余电流？与零序电流有何异同？如何检测？
解答提示：参见本章第一节 二、接地故障电气火灾防护。零序电流是指三相系统中出现的相序为零的电流分量，三相系统中的零序电流等于三个线导体电流的代数和。剩余电流与零序电流是两个不同的概念，尽管对三相三线制系统它们是同一个电流。
8-7如何在建筑物内设置接地故障电气火灾防护？ 解答提示：参见本章第一节 二、接地故障电气火灾防护。
8-8人体对电流的生理反应主要和哪些因素有关？为什么国际上将防电击的高灵敏性剩余电流动作保护电器的额定动作电流值取为30mA？
解答提示：参见本章第二节 一、电流通过人体的效应。
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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
8-9在电气装置中，基本防护和故障防护主要有哪些措施？ 解答提示：参见本章第二节 二、基本防护和故障防护。
8-10 什么是总等电位联结？为什么对低压TN系统和TT系统，它的作用会有所不同？ 解答提示：参见本章第二节 三、故障防护中自动切断电源的防护。
8-11 什么是局部等电位联结和辅助等电位联结？它又有何作用？ 解答提示：参见本章第二节 三、故障防护中自动切断电源的防护。
8-12 如何选择低压TN系统的故障防护电器？为什么低压TT系统的故障防护电器通常采用剩余电流保护电器？
解答提示：参见本章第二节 三、故障防护中自动切断电源的防护。
8-13 为什么低压TN系统中不同额定电流的终端回路，其故障防护电器的动作时间要求不同？ 解答提示：参见本章第二节 三、故障防护中自动切断电源的防护。
8-14 如何选择和整定配电保护低压断路器过电流脱扣器动作电流？ 解答提示：参见本章第三节 一、低压断路器的选择。
8-15 如何选择和校验低压熔断器熔体额定电流 解答提示：参见本章第三节 二、低压熔断器的选择。
8-16 什么是剩余电流保护电器？如何选择剩余电流保护电器的动作参数？ 解答提示：参见本章第三节 三、剩余电流动作保护电器（RCD）的选择。
8-17 剩余电流保护器出现误动或拒动的接线原因可能有哪些？试绘制出剩余电流保护器在TN-S系统和TT系统中的正确接线图。
解答提示：参见本章第三节 三、剩余电流动作保护电器（RCD）的选择。
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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
8-18 配电线路装设的上下级过电流保护电器如何保证其动作的选择性配合？ 解答提示：参见本章第四节 一、过电流保护电器的级间选择性配合。
8-19 有一条线路计算电流Ic=60A，线路中接有一台11kW的电动机，额定电流Ir=21A，直接起动电流倍数kst=7；此线路分支处三相短路电流Ik3=6kA，末端金属性单相接地故障电流Id=1.2kA。当地环境温度为35℃。该线路拟用YJV－0.6/1－3×35＋2×16电缆，在有孔托盘桥架中单层敷设（另有3根其他回路电缆并行无间距排列）。线路首端低压断路器初选为CM2-125L/3型（非选择型两段保护）。试选择整定过电流脱扣器额定电流及其动作电流。
解答提示：参见例题8-1。选用CM2-125L/3型断路器，In＝100A，Ir1=0.8In=80A，Ir3＝5In＝5×100A＝500A。
8-20 有一台异步电动机，其额定电压为380V，额定容量为22kW，额定电流为42A，起动电流倍数为7，一般轻载起动。现拟采用BV－450/750－3×25型绝缘导线穿钢管敷设，环境温度为25℃，采用NT0型熔断器（gG类）作短路保护。已知三相短路电流Ik3为6kA，金属性单相接地故障电流Id为1.2kA。试选择整定熔断器及其熔体额定电流。
解答提示：参见例题8-2。选用NT0-160熔断器，In＝160A，Ir=80A。
8-21 试选择和整定习题4-18变电所低压配电干线WD保护选择型断路器过电流脱扣器的额定电流和动作电流。变电所低压配电干线WD保护断路器初步选择见习题4-21。已知配电干线WD末端配电箱分支线路保护电器采用断路器，动作电流整定同习题8-19。
解答提示：参见例题8-3。由习题8-19知，配电干线WD末端配电箱分支线路保护电器采用CM2-125L/3型断路器，In＝100A，Ir1=0.8In=80A，Ir3＝5In＝5×100A＝500A。由习题4-21知，变电所低压配电干线WD保护断路器的初步选择CM2Z-225M/3，In?160A；整定为Ir1=125A；Ir2＝5I r1＝5×125A＝625A，t2=0.2s；Ir2＝12I r1＝1500A。
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第九章 思考题与习题
9-1 试述雷电放电的基本过程及各阶段的特点。 解答提示：参见本章第一节 一、雷电放电过程。
9-2 雷电流的波形有何特点？如何表征其参数？
解答提示：参见图9-2。短时间雷电流是一个幅值很高、陡度很大的冲击波，通常表示为T1 /T2（μs）。
9-3 雷电波在传播过程中，为什么会出现折反射现象？对防雷设计有何指导意义？ 解答提示：参见本章第一节 三、雷电波在线路中的传播。
9-4 雷电作用的形式有哪些？雷电侵入波与电涌有何异同？
解答提示：参见本章第一节 四、雷电作用的形式。电涌是指侵入到建筑物内的雷电波。目前，雷电侵入波主要针对高压电气设备防雷保护而言。
9-5 建筑物的防雷装置有哪些？
解答提示：参见本章第二节 三、建筑物防雷装置。
9-6 什么是雷击电磁脉冲？建筑物电气电子系统如何防范雷击电磁脉冲？ 解答提示：参见本章第二节 四、防雷击电磁脉冲。
9-7 什么是电涌保护器？它有哪些类型？如何选用？ 解答提示：参见本章第二节 四、防雷击电磁脉冲。
9-8 在交流电气装置中，限制雷电过电压破坏作用的基本措施是什么？这些防雷设备各起什么保护作用？ 解答提示：参见本章第三节 二、过电压保护设备。
9-9 变电所进线段保护的作用是什么？如何实施？
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解答提示：参见本章第三节 三、变电所的雷电过电压保护。
9-10 如何选择避雷器？为什么要求避雷器应尽可能靠近变压器安装？ 解答提示：参见本章第三节 三、变电所的雷电过电压保护。
9-11 低压电气装置如何防范高压系统与地之间故障引起的工频过电压？ 解答提示：参见本章第三节 五、低压电气装置过电压保护。
9-12 接地有哪些类型？各有何用途？
解答提示：参见本章第四节 一、接地的有关概念。
9-13 何为跨步电压与接触电压？可采取哪些措施降低或防范其危害？ 解答提示：参见本章第四节 一、接地的有关概念。
9-14 什么是接地电阻？对接地电阻有何要求？如何计算？
解答提示：参见本章第四节 二、接地电阻及要求。工频接地电阻计算参见表9-8～表9-10。
9-15 独立变电所接地装置的布置要求有哪些？独立避雷针的接地装置如何防止雷电反击？
解答提示：接地布置参见本章第四节 三、接地装置的设计；防反击参见本章第三节 三、变电所的雷电过电压保护。
9-16 为什么建筑物内各种接地应采用共用接地系统？ 解答提示：参见本章第四节 三、接地装置的设计。
9-17 变电所变压器中性点接地不当会出现什么问题？应如何选择变压器中性点接地导体？
解答提示：参见本章第四节 三、接地装置的设计。配电变压器低压侧中性点接地不当会出现杂散电流。
9-18 等电位联结安装有何要求？
解答提示：参见本章第四节 四、等电位联结安装。
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9-19 某城市拟建一座大型超市，为钢筋混凝土框架结构，建筑物长128m，宽78m，高19m。已知当地年平均雷暴日数为35d。超市周边在2倍扩大宽度范围内无其他建筑物。试计算该建筑物年预计雷击次数，并确定其防雷类别。
解答提示：根据公式（9-5）计算，该建筑物年预计雷击次数为0.157次/a，查表9-1，为第二类防雷建筑物。
9-20 有一座第三类防雷建筑物，高12m，其屋顶最远的一角距离高50m的水塔10m远，水塔上装有一支高2m的避雷针。试验算此避雷针能否保护这座建筑物。
解答提示：根据公式（9-6）计算，已知h=52m，hr=60m，hx=12m，得rx=23.5m>10m，能保护。
9-21 某110kV变电所配电构架高11m，宽10.5m，拟在构架侧旁装设独立避雷针进行保护，避雷针距构架至少5m。试计算避雷针最低高度。
解答提示：根据公式（9-7）计算，已知rx?15.5m，hx=11m，取p?1，得h?25m。
9-22 某独立避雷针集中接地装置设置了3根L50×50×5、长2.5m热镀锌角钢作垂直接地极，利用－50×5热镀锌扁钢相连。已知当地土质为粘土，雷电流为40kA时冲击系数为0.6。试计算该集中接地装置的冲击接地电阻。
解答提示：根据公式（9-13）和公式（9-14）计算，取Rhp=∞，Rvp=0.6×0.3ρ=10.8Ω，n=3，ηp=0.7代入，得Rp=5.1Ω。
9-23 某110kV变电所的110kV配电装置采用AIS户外布置，采用复合式方孔接地网，网孔间距为5.5m。接地网外围闭合尺寸约为40m×80m。已知当地土质为沙质粘土，试估算该接地网的工频接地电阻。
解答提示：根据表9-10公式计算，得R?0.5?100??m?0.88?。
40m?80m 38
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第十章 思考题与习题
10-1 衡量电能质量的标准主要有哪些？ 解答提示：参见本章第一节 一、电能质量标准。
10-2 电力系统中频率的调整措施有哪些？
解答提示：参见本章第一节 二、电力系统的频率调整。
10-3 什么叫电压偏差？产生电压偏差的主要原因是什么？ 解答提示：参见本章第二节 一、电压偏差的含义。
10-4 提供配电系统中减小电压偏差的措施有哪些？ 示：参见本章第二节 四、电压偏差限值及调节。
10-5 为什么采取无功功率补偿可以降低供配电系统的电压损失？ 解答提示：参见第七章公式（7-1），电压损失与无功功率有关。
10-6 为什么说调节变压器的分接头只能改变供配电系统电压水平而不能缩小系统的电压偏差范围？ 解答提示：系统的电压偏差范围取决于线路的电压损失大小。
10-7 什么叫电压波动？减小电压波动的措施有哪些？
解答提示：参见本章第三节 一、基本概念和三、电压波动和闪变的降低。
10-8 谐波产生的原因是什么？有哪些危害？ 解答提示：参见本章第四节 一、谐波的产生与危害。
10-9 为什么说电力电容器对谐波具有放大作用？怎样抑制？ 解答提示：参见本章第四节 三、并联电容器对谐波的放大作用。
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10-10 有源电力滤波器与无源电力滤波器在滤波原理和效果上有什么不同？ 解答提示：参见本章第四节 四、谐波的抑制。
10-11 供配电系统的三相电压不平衡是由什么原因产生的？怎样补偿？ 解答提示：参见本章第五节。
10-12 某用户10/0.38kV变电所安装有1台S11-1000/10干式配电变压器，电压比10±2×2.5%/0.4kV。已知变压器最大负荷率0.85，最小负荷率为0.5，负荷功率因数0.90。变压器高压侧的实际电压，在最大负荷时为9.8kV，最小负荷时为10.2 kV。若变压器分接头位置处于“0”，则变压器低压母线的电压偏差值在最大负荷时和最小负荷时各为多少？现要求变压器低压母线的电压偏差，在最大负荷时不低于0，最小负荷时不大于5。试选择配电变压器的分接头。
解答提示：参见例题10-1。变压器中归算到高压侧的电压损失为?UT.max%=2.40，?UT.min%=1.41；低压母线的电压偏差值为?U2.max%=0.60，?U2min%=5.59。配电变压器的分接头：Utmax?10.06kV，Utmin?10.06kV，选择“0”分接头不变。
10-13 某企业35kV变电所35kV侧最小短路容量为500MVA、10kV侧最小短路容量为150MVA。有一周期性工作负载，在起动初始阶段，无功功率变动量为4MVA。试计算该波动负荷在变电所35kV侧和10kV侧引起的电压变动值是多少？根据标准规定，该波动负荷的变动频率不宜超过多少？
解答提示：根据公式（10-11）计算。电压变动值：35kV侧d≈0.8%，10kV侧d≈2.7%。变动频率限值参见表10-3。
10-14 某企业35kV变电所采用1路35kV电源供电，已知变电所35kV侧最小短路容量为500MVA、10kV侧最小短路容量为200MVA。该变电所10kV母线上接有2组非线性负荷，已知1#非线性负荷产生的7次谐波电流为20A，2#非线性负荷产生的7次谐波电流为15A，两者相位差60。试计算该变电所10kV侧和35kV侧的7次谐波电流值。若该用户的用电协议容量为20MVA，而35kV侧公共连接点的的供电设备容量为80MVA，试判断该用户注入35kV电网中的谐波电流是否超出标准规定。
解答提示：参见例题10-2。根据公式（10-21），变电所10kV侧I7.10kV?30.4A，35kV侧I7.35kV?9.12A。查表10-8，标准允许注入该35kV电网的7次谐波电流限值17.6A，允许该用户注入35kV电网中的谐波电流为5.5A。可见，本
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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
工程超出标准规定。
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