电力工程基础 第章习题答案

5-1 熄灭电弧的条件是什么？开关电器中常用的灭弧方法有哪些？

答：灭弧的条件是去游离率大于游离率。开关电器中常用的灭弧方法有速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、粗弧分细灭弧法、狭缝灭弧法、采用多断口灭弧法和采用新型介质灭弧法等。

5-2 高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关各有哪些功能？

答：高压断路器不仅能通断正常负荷电流，而且能切断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障；高压隔离开关的主要功能是隔离高压电源，保证人身和设备检修安全，同时还具有倒闸操作和通断小电流的功能；高压负荷开关可以通断一定的负荷电流和过负荷电流，有隔离开关的作用，但不能断开短路电流。

5-3 倒闸操作的基本要求是什么？

答：倒闸操作的基本要求是：合闸送电时，先合上隔离开关，再合上断路器；跳闸断电时，先断开断路器，再断开隔离开关。

5-4 低压断路器有哪些功能？按结构型式可分为哪两大类？

答：低压断路器既能带负荷通断电路，又能在线路发生短路、过负荷、低电压（或失压）等故障时自动跳闸。低压断路器按结构型式分，有塑料外壳式和万能式两大类。

5-5 熔断器的主要功能是什么？什么是“限流”式熔断器？

答：熔断器的主要功能是对电路及其设备进行短路或过负荷保护。“限流”式熔断器是指熔断器的灭弧能力很强，灭弧速度很快，能在短路电流未达到冲击值以前完全熄灭电弧。

5-6 避雷器有何功能？有哪些常见的结构型式？各适用于哪些场合？

答：避雷器用于防止雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器按结构型式分，有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和金属氧化物避雷器等。其中，保护间隙和管型避雷器一般用于户外输电线路的防雷保护，阀型避雷器和金属氧化物避雷器主要用于变配电所的进线防雷电波侵入保护。

5-7 Dyn11接线配电变压器和Yyn0接线配电变压器相比较有哪些优点？

答：Dyn11接线变压器能有效地抑制3的整数倍高次谐波电流的影响；Dyn11接线变压器的零序电抗比Yyn0接线变压器小得多，更有利于低压侧单相接地短路故障的切除；Dyn11接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比Yyn0接线的变压器大。

5-8 什么是电流互感器的误差？电流互感器的常用接线方式有哪几种？

答：电流互感器的误差包括电流误差（比值差）和相位误差（角差）。电流误差fi是二次电流的

与I的相角差。 测量值乘以额定变流比Ki与一次电流数值差的百分数；相位差i是I21电流互感器常用的接线方式有一相式接线、两相不完全星形接线、两相电流差接线和三相完全星形接线。

5-9 什么是电压互感器的误差？电压互感器的常用接线方式有哪几种？

答：电压互感器的误差吧包括电压误差（比值差）和相位误差（角差）。比值差fu是二次电压的的相角差。 与U测量值乘以额定变压比Ku与一次电压数值差的百分数；相位差u是U125-10 什么是高压开关柜的“五防”？固定式开关柜和手车式开关柜各有哪些优缺点？ 答：①防止误跳、误合断路器；②防止带负荷分、合隔离开关；③防止带电挂接地线；④防止带地线合闸；⑤防止误入带电间隔。

固定式开关柜具有价格低，内部空间大，运行维护方便等优点，但体积较大；手车式开关柜具有灵活性好、检修安全、供电可靠性高、安装紧凑和占地面积小等优点，但价格较贵。

5-11 对电气主接线的基本要求是什么？电气主接线有哪些基本形式？各有什么优缺点？ 答：对电气主接线的基本要求是安全、可靠、灵活、经济。电气主接线的基本形式有线路-变压器单元接线、单母线接线、单母线分段接线、单母线带旁路母线接线、双母线接线、桥式接线等。

线路-变压器单元接线的优点是接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。缺点是该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所要全部停电，供电可靠性都不高，只可供三级负荷。

单母线接线的优点是接线简单、使用设备少、操作方便、投资少、便于扩建。缺点是当母线及母线隔离开关故障或检修时，必须断开全部电源，造成整个配电装置停电；当检修一回路的断路器时，该回路要停电。

单母线分段接线既保留了单母线接线简单、经济、方便等优点，又在一定程度上提高了供电的可靠性。但仍不能克服某一回路断路器检修时，该回路要长时间停电的显著缺点，同时这种接线在一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线上的所有回路都要长时间停电。

单母线加旁路母线接线解决了出线断路器检修时的停电问题，但其缺点是需要增加一组母线、专用的旁路断路器和旁路隔离开关等设备，使配电装置复杂，投资增大，且隔离开关要用来操作，增加了误操作的可能性。

双母线接线具有以下优点：①轮换检修母线而不致中断供电；②检修任一回路的母线隔离开关时仅使该回路停电；③工作母线发生故障时，经倒闸操作这一段停电时间后可迅速恢复供电；④检修任一回路断路器时，可用母联断路器来代替，不致于使该回路的供电长期中断。

但双母线接线也存在以下缺点：①在倒闸操作中隔离开关作为操作电器使用，容易误操作；②工作母线发生故障时会引起整个配电装置短时停电；③使用的隔离开关数目多，配电装置结构复杂，占地面积较大，投资较高。

桥形接线中四个回路只有三个断路器，投资小，接线简单，供电的可靠性和灵活性较高，适用于向一、二类负荷供电。

5-12 电气设备选择的一般原则是什么？如何校验电气设备的动稳定和热稳定？

答：电气设备选择的一般原则是：按正常工作条件选择额定电流和额定电压，按短路情况进行校验动稳定校验和热稳定。

2tima。 电气设备满足动稳定的条件是imax≥ish或Imax ≥Ish；满足热稳定的条件是It2t≥I5-13 某10/0.4kV车间变电所，总计算负荷为980kVA，其中一、二类负荷700 kVA。试初步选择该车间变电所变压器的台数和容量。

解：因为有一、二类负荷，所以应选两台变压器。 变压器容量应同时满足以下两个条件：

ST0.7S300.7980686kVA 且STS30(III)700kVA

查附录表A-1，选两台10/0.4kV、S9—800 kVA的变压器。

5-14 某厂的有功计算负荷为3000kW，功率因数为0.92，该厂6kV进线上拟安装一台SN10-10型断路器，其主保护动作时间为1.2s，断路器分闸时间为0.2s，其6kV母线上的IkI20kA，试选择该断路器的规格。 解： IW.maxP303UNcos3000313.8A

360.92timatktprtoc1.20.21.4s

ish2.55Ik2.552051kA

Sk3UavIk36.320218MVA SocSNocU6500300MVA UN10查附录表A-15，选择SN10—10II/1000型断路器，设备具体参数及计算数据见下表。

安装地点的电气条件 序号 项目 1 数据 6 313.8 218 51 所选设备的技术数据 结论 项目 SN10—10II/1000 10 1000 300 80 合格 合格 合格 合格 合格 UW.max/ kV IW.max/ A Sk/ MVA UN/ kV IN / A 2 3 Soc/ MVA imax/ kA 4 ish/ kA 5 2 2 2021.4 Itima/ （kA.s）2 It2t/（kA.s） 31.522

5-15 试选择图5-63中10kV馈线上的电流互感器。已知该线路的最大工作电流为70A，线路上的短路电流为

Ik4.6 kA，继电保护动作时间为2 s，断路器分闸时间

为0.2s，电流互感器二次回路采用2.5mm的铜心塑料线，互感器与测量仪表相距4m.。

解：根据额定电压10kV、额定电流70A，查附录表

A-20，选变比为100/5的LQJ—10—0.5/3型电流互感器，其0.5级的额定负荷阻抗为0.4Ω，

2

Kse225，Kt90，t1s。

22（1）准确度校验： SN2INA10VA 2ZN250.4V查附录表A-25，电流互感器二次侧的负荷统计见下表：

仪表型式 A相 46L1-A 46D1-W DS1 总计 0.35 0.6 0.5 1.45 C相 0.6 0.5 1.1 二次线圈负荷（VA） 由上表知，其最大负荷为1.45VA。取Rtou=0.1Ω，则

3422S2≈SiIN0.1VA5.26VA2KesIN122250.131.82kAish11.73kA

满足动稳定要求。

（3）热稳定校验： timatktprtQF20.22.2s

2(KtIN1)2t(900.1)2181kA2sItima4.622.246.55kA2s

满足热稳定要求。

5-16 某一降压变电所内装有两台双绕组变压器，该变电所有两回35kV电源进线，6回10kV出线，低压侧拟采用单母线分段接线，试画出当高压侧分别采用内桥接线、外桥接线和单母线分段接线时，该变电所的电气主接线单线图。

解：高压侧采用内桥接线、外桥接线和单母线分段接线时，该变电所的电气主接线单线图分别如下图所示：

5-17 某10kV母线三相水平平放，型号LMY-608mm，已知II21kA，母线跨距1000mm，

2

相间距250mm，跨距数大于2，短路持续时间为2.5s，系统为无穷大，试校验此母线的动稳定度和热稳定度。

解：（1）热稳定校验： timatk2.5s

查表4-6得，铝母线的热稳定系数C87As/mm2，因此最小允许截面为

AminIC2

tima21103872

2.5mm2381.65mm2

母线的实际截面积A=60×8mm =480 mm＞Amin，所以热稳定满足要求。 （2）动稳定校验： ish2.5521kA53.55kA 由

sb250602.792，故取K≈1。 bh608则母线受到的最大电动力为

2Fmax1.73ishl1071.7353.55103s211000107N1984.4N 250母线的弯曲力矩为：MFmaxl1984.41N·m198.44N·m 1010b2h0.0620.0083m48107m3 母线的截面系数为：W66母线的计算应力为：cM198.4474.1310 Pa Pa W48107铝母线排的最大允许应力 al6.9107Pa＞c，所以动稳定满足要求。