《电力工程基础》习题与解答

答：所谓计算负荷，就是在已知用电设备性质、容量等条件的情况下，按照一定的方法和规律，通过计算确定的电力负荷。它是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷。计算负荷产生的热效应需和实际变动负荷产生的最大热效应相等，通常将根据半小时（30min）的平均负荷所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为“计算负荷”，并作为按发热条件选择电气设备的依据。需要系数确定如下：在设备额定功率PN已知的条件下，实测统计出用电设备组（车间、全厂）的计算负荷Pca，即在典型的用电设备组负荷曲线上出现30min的最大负荷Pmax，就可以求出需要系数Kd，定义如下：

Kd?负荷曲线最大有功负荷Pmax＝设备容量PN负荷曲线平均有功负荷Pav＝设备容量PN6、利用系数、同时系数和形状系数分别指？ 答：利用系数可定义为：

Ku?同时系数K?P又称参差系数：考虑到干线上各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素，可将干线上各用电设备的计算负荷相加后乘以相应的同时系数来获取干线的计算负荷。

同时系数K?P:

形状系数K?可定义为： 7、负荷预测的定义？

答：负荷预测是从已知的用电需求出发，考虑政治、经济、气候等相关因素，对未来的用电需求做出的预测，一般包括电力需求预测和电能需求预测两部分内容。

8、负荷估算中的负荷密度法以及单位指标法？

答：所谓负荷密度法就是根据国家的电力政策、建筑物的性质、负载的性质等多方面的因素，使用对已竣工工程的数据进行分析统计后确定的单位面积功率（负荷密度）数据，对所设计系统的计算负荷进行估算的一种方法：

式中：P，W /m； S—建筑面积，m。 0—单位面积功率（负荷密度）

单位指标法与负荷密度法基本相同，是根据已有的单位用电指标来估算计算负荷。其有功计算负荷的计算公式为：

22K?P?Pca?Pi?1mca?iKz?PcaPavPca?P0S1000Pca?PeN1000式中：Pe—单位用电指标，如W/户，W/人，W/床；

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N—单位数量，如户数，人数，床数。

9、年最大负荷利用小时数Tmax？

答：当用户始终保持最大负荷Pmax运行时，经过Tmax小时所消耗的电能恰好等于其全年的实际总耗电量。年最大负荷利用小时数的大小，在一定程度上反映了实际负荷在一年内的变化程度。

10、用电设备台数、容量不同的情况下计算负荷时方法的选取？

答：用电设备台数较多、各台设备容量相差不悬殊时，宜采用需要系数法，一般用于干线、配变电所的负荷计算。用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式系数法，一般用于支干线和配电屏(箱)的负荷计算。

二、计算题

1、某商场建筑面积为12000m，拟装设配电变压器两台，单位面积容量按80VA/ m

2

2

估算，配电变压器负荷率为80％，选用两台相同容量的变压器，每台变压器的容量应是？

解：计算负荷：Pca?P0*S

100022其中，P，W /m；S—建筑面积，m 0—单位面积功率（负荷密度）设每台容量为SN，功率因素为cos?，依上式则：2*SN*cos?*80%?则： SN?

P80*120000*S??600(kVA)1000*2*8000*2*80%P0*S*cos? 10002、对某车间进行可行性研究时，采用单位面积负荷密度法估算负荷，该车间面积为S=2000m，单位面积负荷密度为?=0.6kW／m，cos?＝0.7，该车间的视在功率计算负荷Sca2

2

是?

解：有功计算负荷：Pca视在功率计算负荷:Sca?S*?=2000*0.6=1200(kW)，cos?＝0.7，?tan?＝1.02。

222?Pca?Qca?Pca?(Pcatan?)2 ?12002?(1200*1.02)2＝1714.1( kVA)。

第七章 继电保护基础习题与解答

一、问答题

1、继电保护装置由哪些部分组成，它的作用？对继电保护装置有哪些技术要求？ 答: 继电保护装置由测量部分（元件）、逻辑部分（元件）和执行部分（元件）组成。

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其作用：当被保护元件发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障从电力系统切除，以保证电力系统其余部分恢复正常运行，并使故障元件免于继续受损害；当被保护元件发生异常运行状态时，经一定延时动作于信号，以使值班人员采取措施。要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

2、继电保护按其功用的不同可分为哪些类型？如何区分？常用的保护继电器有哪些？ 答: 继电保护按其功用可分为主保护、后备保护、辅助保护。主保护是指能反应整个保护元件上的故障，并能以最短延时有选择地切除故障的保护；当主保护或其断路器拒动时用于切除故障的保护称为后备保护。辅助保护是为补充主保护和后备保护的不足而增设的比较简单的保护。常用的保护继电器：电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等。

3、同步发电机可能发生哪些故障以及异常运行状况？发电机保护有哪些方案？ 答:故障：定子绕组相间短路，定子绕组单相匝间短路，定子绕组单相接地，转子回路一点或两点接地，发电机失磁等。异常运行情况：外部短路引起的定子绕组过电流，过负荷引起的过电流，定子绕组电流不对称，励磁电流急剧下降或消失，定子绕组过电压，发电机逆功率运行等。保护方案：纵差保护、匝间短路保护、发电机定子绕组单相接地保护、转子回路一点或两点接地保护、发电机失磁保护、过负荷保护、过电流保护（包括过电流保护，低电压过电流保护，复合电压起动的过电流保护，定时限负序电流保护或是反时限负序电流保护）、过电压保护、逆功率保护、低频保护等。

4、三段式电流保护中，各段的灵敏度如何校验？为什么II、III段的灵敏度系数要求大于而不是等于1？

答：电流I段的灵敏度校验按照最小保护范围考虑，要求

lp.min(%)?3Eph1(?Xs.max)应大于15~20%；电流II段和III段的灵敏度均用灵敏度系IX1?l2IopIk.min，其中，Ik.min为灵敏度校验点发生相间短Iop数进行判别，灵敏度系数定义为：Ks.min?路时，通过保护的最小短路电流，Iop为待校验保护的动作电流，II、III段的灵敏度系数均要求大于而不是等于1主要是因为考虑到计算、电流互感器、线路参数等误差影响，考虑最不利的因素。

5、工厂供电系统中，为保证供电连续可靠，除了必要的保护之外，通常装设那两类自

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动装置？他们各自应满足怎样的要求？

答：备用电源自动投入装置和自动重合闸装置。前者是当工作电源或工作设备因故障断开后，能自动将备用电源或备用设备投入工作，使用户不致停电的一种自动装置，简称为AAT。对其基本要求是：

（1）工作母线无论任何原因失压，AAT均应动作，但是应保证工作电源或是工作设备断开以后，AAT才能动作，投入备用电源；

（2）常用（工作）电源因负荷侧故障被继电保护切除或备用电源无电时，AAT均不应动作；

（3）常用电源正常的停电操作时，AAT装置不准动作，以防备用电源投入； （4）AAT装置只能动作一次；

（5）AAT的动作时间应使得负荷停电的时间最短。

自动重合闸装置（ARC装置）也是一种反事故装置，它主要装设在有架空线路出线的断路器上。当架空线路发生故障，由继电保护装置动作断开后，同时启动ARC装置，经过一定时限ARC装置使断路器重新台上，若线路的故障是瞬时性的，则重合成功又恢复供电，若线路故障是永久性的，再借助继电保护将线路切断。对其基本要求是：

（1）在考虑保护装置的复归、故障点去游离后绝缘强度的恢复、断路器操作机构的复归及其准备好再次合闸的时间的情况下，要求自动重合闸装置动作时间愈短愈好。

（2）手动跳闸时不应重合。当运行人员手动操作控制开关或通过遥控装置使断路器跳闸时，属于正常运行操作，自动重合闸装置不应动作。

（3）手动合闸于故障线路时，继电保护动作使断路器跳闸后，不应重合。因为在手动合闸前，线路上还没有电压，如果合闸到故障线路，则线路故障多为永久性故障，即使重合也不会成功。

（4）自动重合闸装置动作应符合规定。对工厂而言，无特殊要求时，对架空线路只重合一次，对电缆线路不采用ARC，因为电缆瞬时性故障的机率较小。

（5）自动重合闸装置动作后应自动复归，准备好再次动作。这对于雷击机会较多的线路是非常必要的。

（6）自动重合闸装置应能在重合闸动作后或重合闸动作前，加速继电保护的动作。自动重合闸装置与继电保护相互配合，可加速切除故障。

（7）自动重合闸装置可自动闭锁。当断路器处于不正常状态（如操作机构气压或液压低）不能实现自动重合闸时，或某些保护动作不允许自动合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。

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