第四章工厂变配电所及其一次系统习题及答案4-1 某厂的有功计算负荷为3000kW，功率因数经补偿后达到0.92。

该厂6kV进线上拟安装一台SN10-10型高压断路器，其主保护动作时间为0.9s，断路器断路时间为0.2s。

该厂高压配电所6kV母线上的IK（3）=20kA。

试选择该高压断路器的规格。

解：应选SN10-10II/1000-500型高压少油断路器。

4-2 某10/0.4kV的车间附设式变电所，总计算负荷为780k V·A,其中一、二级负荷有460k V·A。

试初步选择该变电所主变压器的台数和容量。

已知当地的年平均气温为+25℃。

解：初步选两台S9-630/10型电力变压器。

如选两台S9-500/10型，则在一台运行时，考虑当地年平均温度较高，又是室内运行，因此一台运行的容量实际只有500k V·A*（0.92-0.05）=435k V·A<460k V·A 不满足一、二级负荷要求，因此不合适。

4-3 某10/0.4kV的车间附设式变电所，原装有S9-1000/10型变压器一台。

现负荷发展，计算负荷达1300k V·A。

问增加一台S9-315/10型变压器与S9-1000/10型变压器并列运行，有没有什么问题？如果引起过负荷，将是哪一台过负荷？过负荷多少？已知两台变压器均为YynO联结。

解：ST315=340k V·A ST1000=960k V·A(340-315)/315=7.9%将使S9-315/10型变压器过负荷7.9%。

4-4 习题4-1所示6kV进线上装设有两个LQJ-10型电流互感器（A, C相各一个），其0.5级的二次绕组接测量仪表，接线如图7-6所示，其中电流表PA（1T1-A型）消耗功率3V·A,有功电能表PJ1(DS2型）和无功电能表PJ2（DX2型）的每一电流线圈消耗功率0.7V·A;其3级的二次绕组接GL-15型电流继电器，其接线如图6-25所示，其线圈消耗功率15V·A。

电流互感器二次回路接线采用BV-500-1*2.5mm2的铜芯塑料线，互感器至仪表、继电器的连接线单向长度为2m。

试检验此电流互感器是否符合准确度级的要求。

解：电流互感器0.5级的二次负荷S2=6.05V·A小于SZN=10V·A,3级负荷S2=18.15V·A也小于SZN=30V·A，因此均符合准确度级的要求。

4-5确定工厂变电所变压器容量和台数的原则是什么？答：（1）变压器容量的确定a 应满足用电负荷对可靠性的要求。

在一二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术上，经济上比较合理时，主变器选择也可多于两台；b 对季节性负荷或昼夜负荷比较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可采用两台主变压器c 三级负荷一般选择一台猪变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器。

（2）变压器容量的确定装单台变压器时，其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷Sc,考虑负荷发展应留有一定的容量裕度,并考虑变压器的经济运行,即SN>=(1.15~1.4)Sc装有两台主变压器时,其中任意一台主变压器容量)SN应同时满足下列两个条件:a 任一台主变压器运行时,应满足总计算负荷的60%~70%的要求,即SN=(0.6~0.7)Scb 任一台变压器单独运行时,应能满足全部一二级负荷Sc(I+II)的要求,即SN>=Sc(I+II)4-6 高压少油断路器和高压真空断路器各自的灭弧介质是什么？比较其灭弧性能，各适用于什么场合？高压少油断路器的灭弧介质是油。

高压真空断路器的灭弧介质是真空。

高压少油断路器具有重量轻，体积小，节约油和钢材，价格低等优点，但不能频繁操作，用于6—35KV的室内配电装置。

高压真空断路器具有不爆炸，噪声低，体积小，重量轻，寿命长，结构简单，无污染，可靠性高等优点。

在35KV配电系统及以下电压等级中处于主导地位，但价格昂贵。

4-7、高压隔离开关的作用是什么？为什么不能带负荷操作？答：高压隔离开关的作用是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身安全。

但隔离开关没有灭弧装置，因此不能带负荷拉、合闸，不能带负荷操作。

4-8 高压负荷开关有哪些功能？能否实施短路保护？在什么情况下自动跳闸？解：功能：隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身安全。

高压负荷开关不能断开短路电流，所以不能实施短路保护。

常与熔断器一起使用，借助熔断器来切除故障电流，可广泛应用于城网和农村电网改造。

高压负荷开关上端的绝缘子是一个简单的灭弧室，它不仅起到支持绝缘子的作用，而且其内部是一个汽缸,装有操动机构主轴传动的活塞,绝缘子上部装有绝缘喷嘴和弧静触头。

当负荷开始分闸时，闸刀一端的弧动触头与弧静触头之间产生电弧，同时在分闸时主轴转动而带动活塞，压缩汽缸内的空气，从喷嘴往外吹弧，使电弧迅速熄灭。

4-9试画出高压断路器、高压隔离器、高压负荷开关的图形和文字符号。

答：高压断路器（文字符号为QF，图形符号为——× /—）；高压隔离器（文字符号为QS，图形符号为——| /—）；高压负荷（文字符号为QL，图形符号为——|o /—）。

4-10 熔断器的作用是什么？常用的高压熔断器户内和户外的型号有哪些？各适用于哪些场合。

答：熔断器的作用主要是对电路及其设备进行短路和过负荷保护；常用的高压熔断器主要有户内限流熔断器（RN系列），户外跌落式熔断器（RW系列）；RN系列高压熔断器主要用于3~35KV电力系统的短路保护和过载保护，其中RN1型用于电力变压器和电力线路的短路保护，RN2型用于电压互感器的短路保护。

RW系列户外高压跌落式熔断器主要作为配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷保护。

4-11互感器的作用是什么？电流互感器和电压互感器在结构上各有什么特点？答：互感器是电流互感器和电压互感器的合称。

互感器实质是一种特殊的变压器，其基本结构和工作原理与变压器基本相同。

其主要有以下3个功能：一：将高电压变换为低电压（100V），大电流变换为小电流（5A或1A），供测量仪表及继电器的线圈；二：可使测量仪表，继电器等到二次设备与一次主电路隔离，保证测量仪表，继电器和工作人员的安全；三：可使仪表和继电器标准化。

电流互感器的结构特点是：一次绕组匝数少且粗，有的型号还没有一次绕组，铁心的一次电路作为一次绕组（相当于1匝）；而二次绕组匝数很多，导体较细。

电流互感器的一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表，继电器电流线圈串联，形成闭合回路，由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互感器二次回路接近短路状态。

电压互石器的结构特点是：由一次绕组，二次绕组和铁心组成。

一次绕组并联在线路上，一次绕组的匝数较多同二次绕组的匝数较少，相当于降压变压器。

二次绕组的额定一般为100V。

二次回路中，仪表，继电器的电压线圈与二次绕组并联，这些线圈的阻抗很大，工作的二次绕组近似于开路状态。

4-12、电流互感器有两个二次绕组时，各有何用途？在主线接线图中，它的图形符号怎样表示？答：电流互感器有两个绕组时，其中一个绕组与仪表、继电器电流线圈等串联，形成闭和回路。

另一个绕组和一个很小的阻抗串联，形成闭和回路，作保护装置用。

因为电流互感器二次阻抗很小，正常工作时，二次侧接近短路状态。

在正常工作时，二次侧的仪表、继电器电流线圈，难免会损坏或和回路断开，造成开路。

二次侧开路会产生很严重的后果。

而用另一个二次绕组和一个很小的阻抗串联形成闭和回路作保护装置，这样就会避免以上的情况。

使系统更安全的运行。

图形符号如下图所示：4-13 避雷器的作用是什么？图形符号怎样表示？答：避雷器（文字符号为F）的作用是用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的损害的设备，是电力系统中重要的保护设备之一。

图形符号是4-14 常用的高压开关柜型号主要有哪些？答：高压开关柜按型号分主要有：JYN2—10，35、GFC—7B（F）、KYN□—10，35、KGN—10、XGN2—10、HXGN□—12Z、GR—1、PJ1等。

4-15 常用的低压设备有哪些？并写出它们的图形符号。

答：名称符号低压开关柜熔断器低压断路器4-16 低压断路器有哪些功能？按结构形式分有哪两大类？请分别列举其中的几个。

答：低压断路器主要是用于低压系统中设备及线路的过载和短路保护；按结构形式可分为无填料密闭管式和有填料密闭管式；无填料密闭管式包括RM10，RM7；用于低压电网，配电设备中，做短路保护和防止连续过载之用。

有填料密闭管式包括RL系列如RL6 RL7 RL96，用于500V以下导线和电缆及电动机控制线路。

RT系列如RT0 RT11 RT14用于要求较高的导线和电缆及电器设备的过载和短路保护。

4-16主接线设计的基本要求是什么？什么是内桥式接线和外桥式接线？各适用于什么场合？主接线的基本要求是安全，可靠，灵活，经济。

所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥。

断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线。

若断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。

适用范围：对35kV及以上总降压变电所，有两路电源供电及两台变压器时，一般采用桥式接线。

内桥式接线适用于大中型企业的一、二级负荷供电。

适用于以下条件的总降压变电所：供电线路长，线路故障几率大；负荷比较平稳，主变压器不需要频繁切换操作；没有穿越功率的终端总降压变电所。

外桥式接线适用于有一、二级负荷的用户或企业。

适用于以下条件的总降压变电所：供电线路短，线路故障几率小；用户负荷变化大，变压器操作频繁；有穿越功率流经的中间变电所，因为采用外桥式主接线，总降压变电所运行方式的变化将不影响公电力系统的潮流。

4-17供配电系统常用的主接线有哪几种类型？各有何特点？供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路—变压器组接线，单母线接线和桥式接线3种类型。

线路—变压器组接线当只有一路电源供电线路和一台变压器时，可采用线路—变压器组接线。

当高压侧装负荷开关时，变压器容量不大于1250kV A；高压侧装设隔离开关或跌落式熔断器时，变压器容量一般不大于630kV A。

优点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。

缺点：该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所全部停电，可靠性不高。

适用范围：适用于小容量三级负荷，小型企业或非生产性用户。

1．单母线接线母线又称汇流排，用于汇集和分配电能。

单母线接线又可分为单母线不分段和单母线分段两种。

（1）单母线不分段接线当只有一路电源进线时，常用这种接线，每路进线和出线装设一只隔离开关和断路器。