《供配电技术》作业参考答案
项目一
1-1-1 什么叫应急照明？应急照明的电源可有哪些？
答：当正常照明因故障停电时，供继续工作用的备用照明叫应急照明。 应急照明的电源可有：
1）仅装设一台变压器时，正常照明的供电干线自变电所低压配电屏上或母线上分开； 2）装设两台及以上变压器时，宜与正常照明的干线分别接自不同的变压器；
3）建筑物内未设变压器时，应与正常照明在进户线后分开，并不得与正常照明共用一个总开关；
4）采用带有直流逆变器的应急照明灯（只需装少量应急照明灯时）。
1-1-2 标注31*32s的含义是什么？ —答：3套灯具，每套含1只32W灯管，吸顶安装。
1-1-3 照明对电压质量的要求有哪些？ 答：电压偏差和电压波动在允许的范围内。
1-1-4 智能集中式电能计量管理系统由哪些部分组成？ 答：系统主要由电脑、网络、用电控制柜组成。
1-1-5 电压偏移的允许范围是多大？怎样才能减小电压偏移？
答：根据GB 50034-2004规定，照明灯具的端电压不宜大于其额定电压的105％,亦不宜低于其额定电压的下列数值： 1） 一般工作场所为95％；
2） 远离变电所的小面积一般工作场所难以满足第1款要求时，可为90％； 3） 应急照明和用安全特低电压供电的照明为90％。
减小电压偏移的措施有：1）正确选择电力变压器的电压分接头或采用有载调压的电力变压器；2）降低供配电系统的阻抗；3）尽量使三相系统的负荷均衡；4）合理地调整系统的运行方式；5）采用无功功率补偿装置。
1-1-6 分析某居民住宅照明平面图的工作过程（见下图）。
答：图中所有管线均采用PVC阻燃塑料管沿墙或楼板内敷设，管径15mm，采用塑料绝缘铜线，截面积2.5 mm2 ，管内导线根数按图中标注，在黑线（表示管线）上没有标注的均为两根导线，凡是用斜线标注的应按斜线标注的根数计。照明及其开关的管线均是由照明
1
箱引出后上翻至该层顶板上敷设安装，并由顶板再引下至开关上；插座的管线也从照明回路引出，从顶板上引下至插座处。
电源是从卫生间3东墙的照明配电箱引出，经过道吸顶灯后共有四个支路，一路至车库，另一路至双联控制的楼梯灯，第三路引至卫生间3的换气扇、吸顶灯和二、三极扁圆两用插座WP上，插座的安装高度为1.6m，应采用防溅式，全部暗装。第三路引至楼梯东侧过道，再分两路输出，一路经客厅后至露台吸顶灯，另一路引至衣帽间。衣帽间再分至卫生间2的吸顶灯和二、三极两用插座WP上，第二路引至主人房后分别引至书房、阳台。
1-2-1 荧光灯回路中的启动器、镇流器和电容器各有什么作用？
答：启动器的作用：电路接通时，辉光放电后氖泡内电极闭路，把灯丝和镇流器串联起来，使灯丝预热；辉光放电结束后，电极靠弹性分离，使电路断开。
镇流器的作用：1）灯丝预热时，限制灯丝电流，防止预热过高而烧断，并保证灯丝电子的发射能力；2）灯管启动后，维持灯管的工作电压和限制灯管电流在额定值内，以保证灯管能稳定工作。
电容器的作用：改善灯电路的功率因数，对荧光灯线路消耗的无功功率起补偿作用。
1-2-2 哪些场合宜采用白炽灯照明？哪些场合宜采用荧光灯照明?
答：宜采用白炽灯照明的场合有：1）局部照明的场合；2）频繁开关的场合；3）防止电磁波干扰的场合；4）因频闪效应影响视觉效果的场合；5）对显色性要求较高的场合。
悬挂高度在4m以下，照明时间较长，照度要求较高，考虑到节能的场合宜采用荧光灯照明。
1-2-3 荧光灯启动器电路串联二极管起什么作用？
答：交流电经整流后供给荧光灯灯丝，此时镇流器对整流电路的阻抗显著下降，电流增大，灯丝预热充分，自感电动势增加，启动性能提高。
1-2-4 用试灯检查照明线路短路故障应注意什么？
答：使用试灯检查短路故障时，实际上试灯与被检测灯为串联，试灯灯泡功率应与被检测灯泡功率相差不大。这样，当该灯无短路故障时，试灯与被检测灯发生都暗。若试灯与被检测灯功率相差很大，则容易出现误判。
1-2-5 照明装置的一般运行要求有哪些？
答：1）对于用电量较大且以照明用电为主的单位，应建立、健全照明装置的技术管理资料；
2） 运行过程中，照明装置经过大修，变更设备、变动配线路径以及更换导线截面后，均应修改相应的电器图样及资料；
2
3） 特殊形式的照明灯具及其附件、开关、熔断器等应有一定数量的备品或备件； 4） 运行过程中，如果增加了照明设备，应验算原来的导线、开关、熔断器等是否能满足技
术规定，同时对安装日期、接用容量，施工单位等作详细记录；
5） 节日彩灯，在使用前应进行全面的绝缘检查和安装质量检查，使用后应及时将电源断开。
1-3-1 简要叙述电气照明计算的方法和步骤。
答：电气照明计算的方法有：需要系数法、单位容量（比功率、负荷密度）法、单位指标法等。
住宅照明设计步骤如下： 1） 确定照明方式； 2） 选择光源； 3） 选择灯具； 4） 确定照度标准；
5）确定特殊视觉作业的专用照明，包括写字台照明、床头阅读照明、看电视时的照明、餐室照明、厨房照明、卫生间照明、走廊和楼梯照明布置等。
1-3-2住宅内的照明线路按规定应采用什么材质线芯的绝缘导线？对其线芯截面有何要
求？
答：住宅内的照明线路按规定应采用铜芯绝缘导线，线芯截面一般用2.5㎜2,或经过负荷计
算后查表求得照明配电干线和分支线截面。
1-3-3解释名词：光通量、光强、亮度、照度。
答：光源在单位时间内，向周围空间辐射出的使人眼产生光感的辐射能称为光通量；
光源在给定方向的辐射强度，称为发光强度，简称“光强”； 发光体在视线方向单位投影面上的发光强度称为亮度； 被照物体表面单位面积投射的光通量，称为“照度”。
1-3-4某私人住宅为砖混结构,排层建筑,建筑设计为:
① 二楼三居室,南面二室各18㎡、北面一室24㎡； ② 起居室(厅)设在一楼32㎡； ③ 厨房设在东面8㎡，紧靠户进门处； ④ 一、二楼各一卫生间6㎡； ⑤ 一楼车库设在西面20㎡。
请设计该住宅的配电原理图，并选择灯具、开关、导线等。 答：1．照度值的确定
3
照度值的确定应根据建筑性质、等级标准、功能要求和使用条件,按《建筑照明设计标准》的规定选取照度值，不作精确计算。
2．光源、灯具设计
(1)房间居室 二楼南面二室各18㎡,根据住宅建筑照明的照度标准值,取照度值为751x。采用亮迪品牌吸顶灯,单位面积安装功率为7W/㎡,其总瓦数为7*18=126W。因此每间房间用一只叠雅系列110W的荧光灯就可满足要求。
二楼北面一室24㎡, 其总瓦数为7*24=168W，因此选用一只怡彩系列，型号为FO15 3*55W的吸顶灯。一楼起居室32㎡，其总瓦数为7*32=224W，因此选用一只怡彩系列，型号为FO15 4*55W的吸顶灯也可满足要求。
(2)厨房 厨房的照度取1001x。选2*40W的白炽灯吸顶安装。
(3)卫生间 照度取1001x,各采用一只2*40W白炽灯的乳白玻璃罩吸顶安装。 (4)车库、走道、阳台 照度要求较低，各采用内装60W白炽灯的乳白玻璃罩吸顶灯为宜。
3．设备容量
白炽灯: 2*40+2*40+5*60=460(W)
荧光灯:（2*110+3*55+4*55）×(1+0.2)=726(W)(镇流器功率损耗系数α=0.2) 插座回路:考虑到目前家庭用电量的增加(空调、电饭褒、电热水器等大功率负载),及用电的安全和方便,共设有六路,3路各2 kW, 2路各3kW，另1路6 kW。
4．进户线计算负荷。取需用系数Kd=0.7,功率因数cosφ=0.9,则 Pe=3*2000+2*3000+6000+460+726≈19 kW Pjs=KdPe=0.7*19≈13.3kW 5．电流计算
灯线 Ijs=Pjs/UncosΦ=1186/(220*0.9)=6A
插座回路一 Ijs=Pjs/UnpcosΦ=2000/(220*0.9)=10.1A 插座回路二 Ijs=Pjs/UnpcosΦ=3000/(220*0.9)=15.2A 插座回路三 Ijs=Pjs/UnpcosΦ=6000/(220*0.9)=30.3A 进户线计算电流
Ijs =Pjs/UnpcosΦ=13300/(220*0.9)=67.2A 6．导线截面积和穿线管径选择
查表选择电缆、导线截面积及穿线管径。
灯线回路及插座回路一采用BV型2.5㎜2的聚氯乙烯绝缘铜线,配用管径为SC15; 插座回路二供电给二楼南面二室挂壁式空调和一楼起居室柜式空调，采用BV型4㎜2的聚氯乙烯绝缘铜线,配用管径为SC15；插座回路三供电给二楼卫生间速热式电热水器，采用BV型6㎜2的聚氯乙烯绝缘铜线,配用管径为SC20；进户线采用BV型16㎜2的聚氯乙烯绝缘铜线,配用管径为SC32。以上导线截面的选择均考虑了为今后的发展留有余量和减少电压损失,按
4
大一级选取,因此不再进行电压损失的校验。
7．电源开关的选择
根据住宅配电标准，照明和卧室挂壁空调用断路器EA9A45c10、c25控制，其他插座回路应用漏电断路器EA9C45c2530c或EA9C45c5030c控制。客厅柜式空调因容易与人体接触，也应装设漏电保护装置。 配电原理图略。
5
项目二
2－1－1 在图2-1的车间配电系统图中，如果进线断电了，而车间内又急需用电，2#联络柜断路器下桩头可由联络电源送电过来，请分析如何操作开关，才能保证本车间的安全供电。 答：首先了解一下急需用电的设备究竟有多大容量，断开不急需用电的负荷，如果联络电源容量足够，则可进行下一步的送电操作。投用备用电源时，先要断开1#柜的断路器，使其处于分闸状态，摇动手柄，使断路器脱离线路，然后进行联络电源送电操作，合上2#柜的隔离开关，再合上断路器，完成送电过程。
2－1－2 总结TT供电方式与TN-S供电方式的特点。
答：TT供电方式称为三相四线制系统，没有用的地线，它的特点有1）电气设备采用接地保护可以大减少触电的危险性，因为人体电阻与保护接地电阻是并联关系，通过人体的电流远远小于通过接地电阻的电流。2）漏电电流很小，熔断器不一定能熔断，断路器也不一定跳闸，所以还需要漏电开关作保护，因此TT系统难以推广。3）TT系统的接地装置耗用的钢材多，而且难以回收，费工时、费料。4）在TT系统中的负载所有接地称为保护接地。 TN-S供电方式称为三相五线系统，系统中心点接地后分别引出零线与地线，它的特点有1）接零保护可以把故障电流上升为短路电流，使断路器自动跳闸，安全性能好。2）供电干线上也可以安装漏电保护器。使用漏电断路器时，工作零线N没有重复接地，而PE线有重复接地，PE线不经过漏电断路器，所以工作安全可靠。3）系统正常工作时，专用保护线上没有电流，而工作零线上有不平衡电流。4）工作零线只用作照明单相负载的回线。5）专用保护线PE不允许断线。
2－1－3 图2-13为某装配车间低压配电系统图，试分析其配电的工作原理。
6
图2-13 某装配车间低压配电系统图
分析：该电路图描述了此装配车间的低压配电系统概况，低压配电总线由外部引入车间配电间，通过各配电柜的控制、保护、功率因数补偿，完成对装配车间各个部位供电的目的。1#柜为车间配电总柜，设计电流为1000A，由隔离开关和框架式断路完成对线路的停送电控制，出线送入低压母排。断路器可电动分合闸，有断电保护功能，电压、电流指示，电能计量。 2#柜与3#柜是出线柜，它们各自从母排上引电，然后通过各自的隔离开关和断路器向车间的各部位供电，断路器采用DZ20塑壳式断路器，无电动操作功能，具有短路和过载保护功能，其隔离开关和断路器的额定电流由具体负载的大小而定，柜上设有电流指示。4#柜是功率因数补偿柜（简称电容柜），它主要是用来提高电网功率因数，减少配电系统配电线四季损耗。
2－1－4 查相关资料，说说表征电能质量的基本指标是什么？我国采用的工频是多少？一般要求的频率偏差多少？电压质量有什么要求。
答：电能质量的基本指标是电压与频率，我国采用的工频是50Hz，供电频率的允许偏差：电网容量在300万kw以上者，为±0.2HZ ； 电网容量在300万kw以下者，为±0.5HZ 。用户端的电压变动幅度：35kv及以上供电和对电压有特殊要求的用户为额定电压±5%； 10kv及以下高压供电和低压有特殊要求的用户为额定电压±7%，低压照明用户为额定电压
7
的5%~–10%。
2－1－5 隔离开关在配电线路中起什么作用？
答：隔离开关主要作用是在线路需要停电或维修时隔离电源，起安全保护作用。隔离开关一般不能带负荷操作，在有灭弧装置时，可以断开一定的小负荷电流。带有熔断器的隔离开关还兼有短路保护作用。
2－2－1在设计车间配电系统过程中，应考虑哪些因素？ 答：主要考虑的因素有：
1）车间用电设备的性质；
2）用电设备的类型、数量、容量大小； 3）用电设备的分布情况； 4）车间的环境状况等。
2－2－2隔离电器一般用在哪些场合？
答：当维护、测试和检修设备需要断开电源时，应装设隔离电器。
当线路有双电源供电或有备用电源，需要进行电源转换时，应装设隔离电器。
2－2－3在进行负荷计算时，用需要系数法还是作二项式法，应考虑哪些因数？ 答：需要系数法一般用于用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊的用电系统。通常用于干线、变配电所的负荷计算。一般情况下，设备台数较多，则需要系数较小；设备台数较少时，需要系数取大一些。
二项系数法在计算负荷时，不仅考虑了用电设备组的平均最大负荷，而且考虑了少数大容量设备运行时对总负荷的附加影响。因此二项式法适合用在设备台数较少而设备容量相差较大的场合计算负荷。二项式法一般用于支干线和配电屏（箱）的负荷计算。
2－2－4现有9台220V单相电阻炉，其中4台1kW，3台1.5 kW，2台2kW。试合理分配上列各电阻炉于220/380V的TN-S线路上，并计算其计算负荷P30、Q 30、S 30和I 30。 解：负荷分配：
为了考虑供电线三相电流的平衡，应使负载均匀地接到三相电源上，最简单的分配
8
法可以把4台1kW电阻炉接到A相电源上、3台1.5 kW接到B相电源上、2台2kW接到C相电源上。
负荷计算（因负载容量相差不大，采用需要系数法，查附录表1得Kd=0.7，cosφ=1，tanφ=0）
Pe=4×1kW +3×1.5kW+2×2kW =12.5 kW P30= Kd×Pe=0.7×12.5kW=8.75kW
Q30= P30×tanφ=0kvar
S30= P30／cosφ=8.75kW /1=8.75kVA I30= S30／
2－2－5负荷级别不同，对电源有何要求？ 答：（1）一级负荷对电源的要求
应有两个或两个以上的独立电源供电。所谓独立电源是采用两个以上电源供电时，当其中任何一个电源因事故而停止供电时，若另一个电源不受影响继续供电，凡满足以下条件者均属独立电源：
（2）二级负荷对电源的要求
1）两路电源供电，要两台电力变压器，这两台变压器不一定非在一个变电室内。 2）当二级负荷比较小，或当地条件困难，可以只用一台变压器由高压架空线供电，因为架空线路便于维修。
3）当从配电所引出线，应采用两根电缆，而且每根电缆均能承受全部二级负荷，而且互为备用（即同时工作）状态。
（3）三级负荷对电源没有特殊要求，通常只有一个电源供电。
3
UN= 8.75kVA/(3×0.38 kV)=13.29A
2－3－1车间供电线路各种敷设方式有哪些？这些敷设方式的各适合哪些场合？ 答：车间供电线路各种敷设方式主要有：
1）绝缘子明敷方式：主要用在车间配电干线上，一般沿墙或沿柱敷设，离地要保持一定的高度，避免周围环境影响。
2）穿管敷设方式：穿管敷设有明敷与暗敷，线管主要用增强塑料管、PVC管、钢管等。
9
增强塑料管一般采用暗敷，埋于墙内或地坪下；PVC管可以明敷或暗敷，主要适用于照明线路，明敷时，一般沿墙或沿梁敷设，但不能受外力作用；穿钢管敷时，也可以明敷或者暗敷，明敷时管表面可以受一定的外力作用，暗敷一般用于配电箱与地面用电设备的连接。 3）电缆桥架敷设方式：一般用于供电回路比较多、有安装空间、不易受外力的场合。 4）电缆沟敷设方式：主要用于供电线路主回路，车间空间条件差的场合。
2－3－2某电气平面布线图上，某一线路旁标注有BLV-500（3×70＋1×35）G70-QM，请查有关资料，说明各文字符号的含义。
答：此标注的含义是：该线路采用铝芯聚氯乙稀绝缘线，耐压为500V，，穿内径70mm钢管沿墙明敷，管内有四根导线，三根70mm2，一根35mm2。
2－3－3采用钢管穿线时，可否分相穿管？为什么？
答：采用钢管穿线时，不能分相穿管。因为分相穿管时，如果某种原因造成三相线路绝缘损坏，则线路出现的是接地故障，接地电流较小，保护装置不能动作，存在安全隐患，造成故障扩大。
2－3－4穿管配线时，接线盒的装设有何具体要求？ 答：穿管配电时，在下列情况下应加装接线盒： 1）管子长度每超过30m，无弯曲时； 2）管子长度每超过20m，有一个弯曲时； 3）管子长度每超过15m，有两个弯曲时； 4）管子长度每超过8m，有三个弯曲时；
2－3－5试分析桥架配线的特点。
答：电缆桥架结构简单，安装快速灵活，维护也方便。桥架的主要配件均实现了标准化、系列化、通用化，易于配套使用。桥架的零部件通过氯磺化聚乙烯防腐处理，具有耐腐蚀、抗酸碱等性能。国产桥架采用国外通用型式，广泛适用于室内外架空敷设设工程。
电缆桥架的安装费用低，系统灵活性大，容易修理，便于增加电缆；在同一方向敷设大量线路时，和电缆管道相比，能节省空间。
10
2－4－1车间照明有几类方式，应如何选择供电方式？ 答：车间照明方式有：
1）正常照明：一般由动力与照明共用的电力变压器供电，在照明负荷较大（如高照度的多层车间）的情况下，照明也可采用单独的变压器供电，对于重要车间的照明负荷，采第二路电源供电或采用备用电源。
2）应急照明：供继续工作用的备用照明应接于与正常照明不同的电源，用于人员疏散用的应急照明，可以采用带有直流逆变器的应急照明灯。
3）局部照明： 机床和固定工作台的局部照明可接自动力线路；移动式局部照明应接自正常照明线路，最好接自照明配电箱的专用回路，以便在动力线路停电检修时仍能继续使用。
2－4－2车间照明的光源与灯具应如何选择？
答：车间照明光源的选用应根据照明要求和使用场所的特点考虑：1）照明开闭频繁，需要及时点亮的场所，宜采用白炽灯或卤钨灯；2）对识别颜色要求较高，视看条件要求较高的场所，宜采用荧光灯、白炽灯和卤钨灯；3）振动较大的场所，宜采用荧光高压汞灯或高压钠灯，有高挂条件且需要大面积照明的场所，宜采用白炽灯可荧光灯；4）对于一般车间和辅助车间，宜选用白炽灯或荧光灯。
灯具应根据使用的环境条件、车间用途、光线分布和限制炫光等条件进行选择。在满足以上条件下，应选用效率高、维护方便的灯具。
2－4－3照明线路导线在选择截面，应考虑哪些因数？
答：照明线路导线在选择截面，应考虑导线的载流量、线路的电压损失、线路的机械强度、线路的热稳定度以及与线路保护设备相配合等因数。在选择中性截面时，也要考虑下列符合下列条件：在单相及二相线路中，中性线截面应与相线截面相同、在三相四线制供电系统中，中性线（N线）的允许载流量不应小于线路中最大不平衡电流、照明分支线及截面为4mm2及以下的干线，中性线应与相线截面相同。
2－4－4根据不同场合的照明装置，其照明电压应如何选择？
答：1）在正常环境中，我国灯用电压一般为交流220V（高压钠灯亦有380V的）。
11
2）容易触及而又无防止触电措施的固定式或移动式灯具，其安装高度距地为2.2m及以下时，在下列场所的使用电压不应超过24V：特别潮湿，相对湿度经常在90%以上；高温，环境温度经常在40℃以上；具有导电性灰尘；具有导电地面，金属或特别潮湿的土、砖、混凝土地面等。
3）手提行灯的电压一般采用36V，但在不便于工作的狭窄地点，且工作者在接触良好接地的大块金属面上工作时，手提行灯的供电电压不应超过12V。
4）由蓄电池供电时，可根据容量大小、电源条件、使用要求等因素分别采用220、36V、24V、12V。
5）热力管道、隧道和电缆隧道内的照明电压宜采用36V。 2－4－5图2-36 某车间变电所照明平面图，分析其照明系统设计方案。
图2-36 某车间变电所照明平面图
分析：该变电所照明系统由照明箱XRML10—B203（带漏电保护型断路器）控制，有三条单相出线回路：变压器室为一个回路；低压配电室为一个回路；值班室、高压配电室和高压电容器室为一个回路。引入配电箱电源为三根6mm2的塑料绝缘导线（相线、N线、PE线各一根）。
两个变压器房各采用两盏GC1-E型弯杆灯，每盏灯装60W白炽灯泡一只，分装在两室的两对角位置的墙上，安装高度为2.5m，用单极开关控制。
高压配电室和高压电容器室均采用GC1-A型配照型工厂灯，每盏灯装100W白炽灯一只。管吊式，安装在顶棚上。因高压开关柜的高度为3.1m，考虑光照效果，故灯具安装高度为距地3.5m，均采用单极三线双控开关控制。
值班室采用三盏YG2-1型荧光灯，每盏装40W日光灯一只，链吊式，安装在顶棚上，安装
12
高度为距地3m。采用单极三线开关控制。
变电所外侧房门的雨篷上均装有JXD5-2型吸顶雨篷灯，每盏装60W白炽灯泡一只，采用防水拉线开关控制；考虑维修、生活等用电，各房间均设有暗装电源插痤。因高压配电室与值班室相通，故高压配电室不再装电源插座。
13
项目三
3－1－1架空线路的电杆有哪几种？工厂架空线路中常用哪种电杆？为什么？
答：架空线路的电杆主要有：木杆；钢筋混凝土杆；金属塔杆。工厂架空线路中常用的是钢筋混凝土杆，因为工厂内部架空线的电压不是高，采用钢筋混凝土杆可大量节约木材和钢材，而且经久耐用，维护简单，也比较经济。
3－1－2架空线路中的横担起什么作用？一般常用的横担有哪些？
答：横担是用来安装绝缘了（瓷瓶）以支持导线的，安装在电杆的上部。一般配电线路上常用的横担有木横担、铁横担和瓷横担。
3－1－3架空线路中的导线应满足哪些条件？
答：架空线路中的导线应具备下列主要条件：导电性能好、机械强度高、密度小、价格低、耐腐蚀。
3－1－4架空线路中，电杆根据功能的不同，可以分为哪些杆型 ？在架空线路中各起什么作用？
答：1）直线杆： 用以支持导线、绝缘子、金具等重量，承受侧面风压，用在线路中间。
2）耐张杆：即承力杆，它要承受导线的水平张力，同时将线路分隔成若干段，以加强机械强度，限制事故范围。
3）转角杆：为线路转角处使用的杆塔，有直线转角和耐张转角两种，正常情况下除承受导线等垂直荷重和内角平分线方向风力水平荷重外，还要承受内角平分线方向导线全部拉力和合力。
4）分支杆：为线路分支处的杆塔，正常情况下除承受直线杆塔所承受的荷重外，还要承受分支导线等的垂直荷重、水平风力荷重和侧分支线方向导线的全部拉力。
5）终端杆：为线路终端处的杆塔，除承受导线的垂直荷重和水平风力外，还要承受顺线路方向的全部导线的拉力。
6）跨越杆：跨越铁路、通航河道、公路、建筑物和电力线、通讯线等处所使用的杆塔。
3－1－5电力线路发生短路时，有哪些危害？
答：电力线路发生短路时，主要的危害有：
14
1）短路电流将产生很大的电动力和很高的温度，可能造成电路及其中设备的损坏。 2）短路将造成系统电压骤降，越靠近短路点电压越低，这将严重影响电气设备的正常运行。
3）短路时，电力系统的保护装置动作，使开关跳闸或熔断器熔断，从而造成停电事故。越靠近电源点的短路，引起停电的范围越大，从而给国民经济造成的损失也越大。
4）严重的短路可使并列运行的发电机组失去同步，造成电力系统解列，破坏电力系统的稳定运行。
5）产生电磁干扰，可对附近的通信线路、信号系统及电子设备等产生电磁干扰，使之无法正常运行，甚至引起误动作。
3－1－6电力线路发生短路时，线路上的电流是如何变化的？
答：电力线路发生短路时，线路上的电流变化过程可以用图3-8来描述，假设在电压瞬时值u=0时发生短路，而系统正常运行时设i滞后u一个相位角φ，因此在短路初瞬时（t=0时）电流瞬时值i0为负值。系统短路后，由于短路电路和感抗远大于电阻，因此短路电路可近似地看作一个纯电感电路。当短路初瞬时（t=0时）的电压u=0时，电流 ip则要突然增大到幅值ip(0)=-I〞。I〞为短路后第一个周期的短路电流周期分量iz的有效值，称短路次暂态电
流有效值。刚短路时，因为电路中存在着电感，突然短路的一瞬间，要产生一个自感电动势，这个自感电动势将在线路上产生一个非周期性的电流（按指数函数下降），此电流使得短路前后线路的电流不能突变，随着此电流的下降，线路电流不断上升，经过半个周期(大约0.01s)，短路电流周期分量到达最大值，和非周期性的电流同向，在线路上产生最大电流，也就是短路冲击电流，随着非周期性电流的衰减完毕（一般约经0. 1s~0. 2s），线路处于稳定，线路上的电流称为短路稳态电流。
3－1－7进行短路电流计算时，有几种方法？应考虑哪些因素？
答：短路电流的计算方法，有欧姆法、标么值法和短路容量法等。短路电流计算时，主要要考虑电力系统的阻抗、电力变压器的阻抗以及电力线路和阻抗。
3－1－8图3-11 为10kV悬式绝缘子60°-90°转角杆装置图（右转），分析其结构，说出各组成部分的名称及功能。
15
图3-11 10kV悬式绝缘子60°-90°转角杆装置图（右转）
分析：1）1、2为角钢横担组件，一共有4根角钢、4只双头四帽螺栓，安装六路悬式绝缘
子串。
2）3是单帽螺栓，固定上下角钢横担。 3）4、5上圆抱箍及单帽螺栓，安装上拉线。
4）4、8下圆抱箍及单帽螺栓，安装下拉线。 5）6圆杆托架，用于安装瓷横担。
6）7单根落地拉线装置，承担电杆右向导线张力。 7）9为弹射式线夹，连接架空导线。
8）10为裸导线耐张悬式绝缘子串，支持架空线。 9）11单根高桩拉线装置，承担电杆前向导线张力。
16
10）12是瓷横担绝缘子，支持边相架空连接线。
11）13为圆钢铆钉销子、14为单帽螺栓、15为瓷横担上支持架，固定瓷横担用。
3－2－1电缆配电线路的特点是什么？ 答：特点有：
（1）不受外界风、雨、冰雹、人为损伤，供电可靠性高。 （2）材料和安装成本较高，造价约为架空线的10倍。 （3）不占用地皮、有利于环境美观。
（4）与架空线比较，截面相同时电缆供电容量可以较大，电缆导线的阻抗小。
3－2－2从构造上来看，电缆主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：电缆的基本构造主要由三部分组成： 导电线芯：用来传输电能
绝缘层：保证电能沿线芯传输，在电气上使线芯与外界隔离；
保护层：起保护密封作用，使绝缘层不被潮气浸入，不受外界损伤，保持绝缘性能。
3－2－3在电气图纸上，某电缆旁标有这样的符号：YJV22—（4×95+1×50）—10—300，请说说这代表什么含义？
答：YJV22—（4×95+1×50）—10—300表示铜芯、交联聚氯乙烯内护套、双钢带铠装、聚氯乙烯外护套、五芯（4根95mm2、1根50mm2）、电压为10kV、长度为300m的电力电缆。 3－2－4某厂区内，将采用电缆配电线路，直埋敷设，请问应选用何种电缆？为什么？ 答：采用直埋式电缆配电线路时，为预防外伤，特别是小动物的咬伤，一般应采用钢带铠装式电缆。如经过有化学腐蚀或地中有杂散电流腐蚀的地段，应按腐蚀程度的不同，采用塑料护套或各种防腐型电缆。
3－2－5电缆敷设时，如需穿越马路或建筑物，应采取哪些保护措施？
答：电缆直埋敷设时，如穿越马路或建筑物，均应穿钢管进行保护，钢管埋设的位置必须采取防沉降措施。
3－2－6有三根电缆，需进行直接埋地敷设，试设计该电缆沟的结构，并简要叙述施工步骤。
17
解：1、电缆沟的结构设计参考如下：
2、施工步骤为：
1）复核电缆敷设路径； 2）准备各种材料及工器具；
3）决定敷设电缆线路的走向，进行放样划线； 4）敷设过路保护管； 5）挖沟； 6）敷设电缆； 7）填沟； 8）设置标志桩。
18
项目四
4－1－1 参观某小型变配电所，描述小型变配电所内电能的输送过程，并分析小型变配电所内各电气设备的主要功能。
答：1.电能的输送过程：高压电能经高压线路进入高压开关柜，再经过变压器变成低压，由进线柜进行计量和电能分配，然后经过出线柜分配给各负载（动力负载、照明负载等）。
2.各设备的功能：
高压开关柜：将10KV或以上的高压电能引入到小型变配电所，并且起到隔离、分合线路和保护作用。
变压器：将10KV以上的高压转换为380V/220V的低压。
进线柜：接受、分配电能和计量电能消耗量，是低压侧电源的总开关柜。当小型变配电所使用备用电源时，要使用2个进线柜。
母联柜：当小型变配电所使用备用电源时，母联柜起着联系进线柜1和进线柜2的作用。
补偿柜：对感性负载进行功率因数补偿，提高功率因数COSФ ，减少电能损耗，从而降低导线选择截面和电器选择容量。
出线柜：将电能分配给各种负载，例如：车间、办公楼；动力、照明等。根据不同的负载要求，小型变配电所内的出线柜可能有多个。
4－2－1分析3WL系列断路器分、合闸的过程。 合闸过程：
1.机械合闸：按下按钮7（见图4－4） “机械合闸”，则断路器合闸。
电气合闸：本地电气合闸：接通电源，按下S10，断路器合闸线圈得电，断路器合闸；接通断路器端子X6（7～8）（见图4－5），断路器的合闸线圈得电，断路器合闸。 2.分闸过程：
机械分闸：按下按钮22“机械分闸”，则断路器分闸。
电气分闸：接通断路器端子X6（13～14）（见图4－5），断路器辅助脱扣器线圈得电，断路器分闸。
故障分闸：断路器的故障分闸是由各种电子脱扣器来完成的，当断路器出现短路、过载等故障时，电子脱扣器发出信号，断路器动作，实现分闸。
4－2－2综述智能型断路器的特点。
智能型断路器是指采用了智能脱扣器的断路器。智能式断路器与传统式断路器相比较，不仅具有对过载长延时、短路短延时、瞬时动作保护、接地保护、负载监控保护等的参数均可以设定的功能，而且具有测量显示功能。测量出的数据既可就地显示也可以将数据传输到上位机进行显示、自诊断功能可实现对断路器主触头磨损情况的检测以及通信功能。当电力
19
网络进行通信组网时，智能断路器可用为电力自动化网络的远程终端实现“四遥”，即所谓的遥测、遥信、遥控以及遥调，而且智能式断路器支持多种协议以适用不同的组网要求，现场应用灵活。
4－3－1分析当进线柜1发生故障时，BZT自动投入过程完成。
BZT自动投入过程：
当断路器QF1下端的母线301上的L11、L12、L13电压低于一定值或失压（如果电压低于设定值，且时间大于KT的设定值，则KT延时触点闭合，QX6得电分闸），电压继电器FV1、FV2、FV3常闭触点闭合，KT、KT1线圈得电，KT1触点瞬时闭合，如果此时断路器QF3处于自动状态，其合闸线圈QX6（7－8）（见母联柜）得电，QF3合闸，同时时间继电器KT的触点延时闭合，断路器QF1的分闸线圈QX6（13－14）得电，QF1分闸，此时，QF2、QF3闭合，QF1断开，从而恢复QF1下端母线上（301）电压值，BZT自动投入过程完成。
4－4－1分析无功功率补偿器投入和切换的过程。
无功功率补偿器的主要作用是根据功率因数期望值的需要，控制电容的投入或切除。期望功率因数的值由无功功率补偿器DBW来设定，电路实际功率因数由DBW根据电压（DBWLN）和电流（DBWKI）来计算（见图4－22），特别注意的是：DBW的KI端电流是来自于进线柜的电流互感器。如果线路实际功率因数小于期望值，则DBW控制接触器1KM~12KM线圈得电，投入电容器补偿；如果功率实际功率因数大于期望值，则DBW控制接触器1KM~12KM线圈断电，切除电容器。
4－4－2 某变压器的低压侧负载有功功率为500KW，功率因数cosΦ1=0.65，如果用电容器进行补偿，使其功率因数达到cosΦ2=0.90，则需要电容器的总容量要多大？如果每个三相电容器的容量为15 Kvar，则需要多少组电容器？
解
Qc=P×(tanarccosΦ1-tanarccosΦ2) ＝500×（tanarccos0.65-tanarccos0.90） ＝500×（1.169-0.484） =342.5Kvar
即需要电容器的总容量是342.5Kvar
由于每个三相电容器的容量为15 Kvar，所以需要23组电容器。 4－5－1如何选择图4－27出线柜中低压断路器的电压参数和电流参数。
1.断路器的电压参数主要有：低压断路器的额定工作电压、欠电压脱扣器额定电压、分励脱扣器额定电压、电动操作机构的工作电压等，
20
（1）低压断路器的额定工作电压应不小于线路额定电压。 （2）低压断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。 （3）低压断路器分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。 （4）电动操作机构的工作电压等于控制电源电压。
2.断路器的电压参数主要有：低压断路器的额定电流、过流脱扣器的额定电流、热脱扣器的额定电流、额定短路通断能力。
（1）低压断路器过流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流。 （2）低压断路器热脱扣器的额定电流也应不小于线路的计算电流。
（3）低压断路器的额定电流应不小于它所安装的过电流脱扣器与热脱扣器的额定电流。 （4）低压断路器的额定短路通断能力应大于或等于线路中可能出现的最大短路电流，一 般按有效值计算。
项目五
5-1-1 对变配电所的主接线方案有哪些基本要求?
21
答：安全性、可靠性、经济性和方便性四个方面。
5-1-2 什么是二次回路？它包括哪些部分？
答：供配电系统中用来控制、指示、监测和保护一次电路及其中电气设备运行的电路叫二次回路。包括控制（操纵）系统、信号系统、监测系统及继电保护和自动装置等。
5-1-3 断路器的控制和信号回路有哪些主要要求？事故跳闸信号回路在其一次电路发生短路故障时的动作程序和信号指示情况是什么？
答：主要要求1）控制电路在操作过程中只允许短时通电；
2）能够准确指示断路器的分、合闸位置；
3）断路器不仅能用控制开关及控制电路进行跳闸及合闸操作，而且能由继电器保护及自动装置实现跳闸及合闸操作；
4）能够对控制电源及控制电路进行实时监视；
5）断路器操作机构的控制电路要有机械“防跳”装置或电气“防跳”措施。 信号回路在其一次电路发生短路故障时的动作程序是红灯熄灭转为绿灯闪光，还有电笛响和光字牌亮等信号指示。
5-1-4 变电所的内桥式和外桥式接线各有何特点?各适用于什么情况?
答：内桥式接线的“桥”断路器装设在两回路进线断路器的内侧，靠近变压器侧，适用于35KV及35KV以上的电源线路较长和变压器不需要经常切换的系统中；
外桥式接线的“桥”断路器装设在两回路进线断路器的外侧，靠近线路侧，适用于35KV及以上的电源线路较短，用电负荷变化较大，变压器按经济运行需要经常切换的系统中。
5-2-1何谓冶金效应？何谓限流式熔断器？
答：铜或银材料的缺点是在通过小而持续时间长的过负荷电流时，熔体不易熔断，因此在铜或银丝的表面上常常焊以锡和铅质小球，锡和铅是低熔点金属，过负荷时小锡球和小铅球受热首先熔化，包围铜和银熔丝，铜、银和锡、铅分子互相渗透而形成熔点较低的合金，使铜和银熔丝能在较低的温度下熔断，这种作用称为冶金效应。熔断器间隙被击穿后产生的电弧，要求在尽可能短的时间内熄灭，假如电弧熄灭时间小于0.01s,短路电流未达到冲击值之前就完全熄灭电弧的熔断器叫限流式熔断器。
5-2-2高压隔离开与负荷开关有什么相同点和区别？
答：高压隔离开关和负荷开关的相同点：在分闸状态时有明显的断口，将电气设备与带电的电网隔离，但不能分断短路电流；区别是高压隔离开关无灭弧装置，只能接通和断开小电流电路，而负荷开关有简单的灭弧装置，可切断和闭合额定电流以及规定的过载电流。
22
5-2-3高压断路器常见的故障有哪些？
答：高压断路器的故障，按照发生次数的多少排列，大致要分为：
1） 动作失灵故障； 2） 密封失效故障； 3） 破坏故障； 4） 灭弧故障；
5）其他故障，如拉杆瓷瓶断裂，充油式、电容式套管或瓷套管损坏。
5-2-4断路器在运行中发热时应如何处理？
答：应汇报调度，设法降低负荷，使温度下降。若温度不下降，发热现象继续恶化，或发现内部有响声、油断路器油面异常升高以至冒油、油色变暗，应立即转移负荷，将故障断路器断电并作内部检查。
5-2-5断路器合闸失灵时应如何处理？
答：1）首先检查是否是操作电源的电压过高或过低、直流电源中断或蓄电池容量不足等所造成。如电压不正常，则应先调整电压后再行合闸。
2）若操动机构卡住，应将操动机构的故障修好或调整好后再行合闸。
3）若弹簧储能机构合闸弹簧未储能或分闸连杆未复归和分闸锁扣未钩住，需检查牵引位置、合闸连杆和分闸锁扣等。
5-2-6简述SF6气体的性质。
答：SF6是一种无色、无味、无毒且不易燃的惰性气体，绝缘强度比同压力的空气高2.9~3倍。在150℃以下时，化学性能极为稳定，但它在电弧高温作用下要分解，分解出的氟（F2）有较强的腐蚀性和毒性，且能与触头的金属蒸汽化合为一种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物，因此这种断路器的触头一般设计成具有自动净化的功能。SF6不含碳元素（C），这对于灭弧和绝缘介质来说，是极为优越的特性。
5-2-7手车式开关柜比固定式有什么优点？
答：手车式开关柜高压断路器等主要电气设备是装设在可以拉出和推入开关柜的小车上的，且同类型小车可以互换。跟固定式开关柜式相比具有技术指标高、寿命长，系列性强、运行可靠、安装维修简单等优点，适用于重要负荷及频繁操作的场所。
5-2-8 分析如图5-21所示GC□-10（F）型手车式开关柜的结构特点，小车的推动机构具有哪些作用？
答：GC□-10（F）型手车式开关柜一般由仪表屏、手车室、上触头（兼起隔离开关作用） 、下触头（兼起隔离开关作用）、SN10-10断路器手车组成。手车采用落地式，具有五防保护，检修安全，供电电可靠性高。
小车的推动机构具有以下作用：
23
1） 小车处在柜外时，如果断路器处在合闸状态，小车不能推入柜内； 2） 小车推入柜内后，只有处在试验位置和工作位置时，开关才能合闸；
3） 如果未将断路器分断而拉动小车，则推进机构靠电气联锁而自动将断路器跳闸。
5-3-1 继电保护有哪些任务?对继电保护有哪些基本要求? 答：任务是1）故障时作用于跳闸；
2）异常状态时发生报警信号。
基本要求有1）选择性2）速动性3）灵敏性4）可靠性
5-3-2 过电流保护的灵敏系数是如何定义的?低电压保护的灵敏系数又是如何定义的? 答：灵敏度以“灵敏系数”来衡量，用Kse表示，即
Kse＝ 保护范围末端的最小短路电流流经继电保护的电流
保护装置折算到一次侧的动作电流
装有低电压闭锁的过电流保护的动作电流，不必按躲过线路的最大负荷电流来整定，而只需按躲过线路的计算电流来整定，这就降低了动作电流，提高了保护的灵敏度。
5-3-3 电磁式电流继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器在继电保护装置中各起什么作用？各自的图形符号如何表示？感应式电流继器又有哪些功能？其图形符号和文字符号又如何表示？
答：电磁式电流继电器（KA）为启动元件，用来测量故障电流；时间继电器（KT）用来获得所需要的延时（时限）；信号继电器（KS）用来发出指示信号，以提醒运行值班人员注意；中间继电器（KM）用作辅助继电器，以弥补主继电器触头数量不足或触头容量不够；感应式电流继电器兼有电磁式电流继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器的功能，因此，可大大简化继电保护装置。
5-3-4 什么叫过电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数？如果过电流继电器的返回系数过低，会出现什么问题？
答：过电流继电器线圈中的使继电器动作的最小电流，称为继电器的“动作电流”，用IOP表示；使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，称为继电器的“返回电流”，用Ire表示；继电器的返回电流与动作电流的比值，称为继电器的“返回系数”，用Kre表示。对于过电流继电器，Kre<1，一般为0.8。Kre越接近于1，说明继电器越灵敏。如果过电流继电器的Kre过低时，还可能使保护装置发生误动作。
5-3-5 什么叫“去分流跳闸”操作方式？去分流跳闸的操作回路中为什么采用“先合后断”的转换触点？
答：“去分流跳闸”操作方式是指正常情况下，继电器KA的常闭触点将跳闸线圈YR短
24
接（分流），YR不通电，断路器不会跳闸；而在一次电路发生相间短路时，继电器动作，其常闭触点断开，使YR的短接分流支路被去掉（即“去分流”），从而使电流互感器的二次电流完全流入跳闸线圈YR，使断路器跳闸。为了避免去分流跳闸电路的的致命缺点，由于外界振动引起继电器KA的常闭触点偶然断开时造成断路器误跳闸，在跳闸线圈YR支路中串入“先合后断”的常开触点，可以避免电流互感器的二次侧带负荷开路。
5-3-6配电网综合自动化由哪些部分组成？
答：由1）馈线自动化2）用户自动化3）变电站自动化4）配电管理自动化四部分组成。 5-3-7供电系统的微机保护有什么特点？
答：1）精度高。2）灵活性大3）可靠性高4）调试、维护方便5）易获取附加功能6）易于实现综合自动化。
项目七
25
7-1-1 在什么情况下断路器两侧需装设隔离开关?在什么情况下断路器可只在一侧装设隔离开关?
答：断路器两侧都可能来电，为了保证断路器检修安全需在两侧装设隔离开关；断路器只有一侧可能来电，因此只需在来电一侧装设隔离开关。
7-1-2 怎样正确填写倒闸操作票？
答：填写操作票应按照发令人发布的命令，由副值班员核对模拟图逐项填写操作项目，填写操作票的顺序不可颠倒，要用双重姓名（即设备的名称和编号），字迹应清楚，不得涂改，不得使用铅笔。
7-1-3变电所综合自动化的特点有哪些？ 答： 1)功能综合化；
2) 结构微机化； 3)操作监视屏幕化； 4)运行管理智能化。
7-1-4无人值班变电所的发展趋势是什么？ 答：1)从功能分散型向单元分散发展； 2)从集中控制向分布式网络型发展； 3)从键盘向鼠标控制操作发展； 4)从小型化向机电一体化方向发展。
7-2-1变电所所用电消失是什么意思? 答：变电所所用电消失是指：
1） 所用电屏上三相交流电压指示为零； 2） 电流指示为零； 3） 硅整流电源跳闸； 4） 通信逆变器起动；
5） 直流电压稍有下降而电流增大； 6） 主变压器冷却电源失电； 7） 预告示警光字牌亮。
7-2-2变电所用变压器的正常检查项目有哪些? 答：1）变压器的上层油温、油位及油色应正常；
2）套管、隔离开关、高压熔断器、绝缘子应清洁完整，无破损、裂缝及放电现象； 3）油箱各处应清洁和无渗油、漏油；
26
4）呼吸器硅胶颜色应为蓝色；
5）所用控制屏的三相电压应正常，电流指示不超过规定值。
7-2-3变电所全所失电有什么现象?该如何处理? 答：全所失电的现象是： 1） 交流照明灯全部熄灭；
2） 各母线电压表、电流表、功率表等均无指示； 3） 继电保护发出“交流电压断线”信号； 4） 运行中的变压器无声音。 全所失电的处理
1）电压互感器保持在投入状态。
2）对于多电源变电所，首先断开各电源断路器，母线上只保留一主电源断路器，以防多电源同时来电造成非同期并列而引起事故。
3）值班人员应对变电所进行认真检查，并结合停电时变电所内有无异常声、光来判断是否由于变电所内故障造成全变电所失电。
4）若载波通信中断，则通过邮电通信或直接派人与调度取得联系；如电源来电，通信联系恢复，则应向调度员报告，请求恢复送电。
7-2-4电气维护及检修的安全技术措施有哪些?
答：包括停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌、装设遮栏。
7-2-5防止接地故障火灾的主要措施有哪些？ 答：防止接地故障火灾的措施有 1）用适当的导线和敷设方式； 2）采用RCD（剩余电流保护装置）； 3）设置总等电位联结。
7-3-1 触电有哪些症状？
答：轻型、中型、重型三种症状。
7-3-2 发现有人触电，如何急救处理？
答：首先要使触电者迅速脱离电源，然后使其就地躺平，通畅气道，再进行口对口（鼻）人工呼吸和胸外按压（人工循环）急救处理。
7-3-3 按照人体触及带电体的方式，电击可分为哪几种情况？
答：电击可分为1）单相触电；2）两相触电；3）跨步电压与接触电压触电。
27
7-3-4 影响电流对人体伤害程度的因素有哪些？
答：触电电压的高低、人体电阻的大小、电流流过人体的途径、电流的种类及频率的高低四种因素。
7-3-5 何谓跨步电压与接触电压？
答：人体进入地面带电的区域时，两脚之间承受的电压称为跨步电压，由跨步电压造成的电击称为跨步电压电击；接触电压指电气设备的绝缘损坏时，在身体可同时触及的两部分之间出现的电位差。
28