第一章 电力系统概述习题答案
一、填空题
1．根据一次能源的不同，发电厂可分为 火力发电厂 、 水力发电厂 、 风力发电厂 和 核能发电厂 等。
2．按发电厂的规模和供电范围不同，又可分为 区域性发电厂 、 地方发电厂 和 自备专用发电厂 等。
3．火电厂分为 凝汽式 和 供热式火力发电厂 。
4．水电厂根据集中落差的方式分为 堤坝式 、 引水式 和 混合式 。 5．水电厂按运行方式分为 有调节 、 无调节 和 抽水蓄能电厂 。
6．变电所根据在电力系统的地位和作用分为 枢纽变电所 、 中间变电所 、 地区变电所 、 终端变电所 。 二、判断题
1、 火力发电厂是利用煤等燃料的化学能来生产电能的工厂。（√ ） 2、 抽水蓄能电站是利用江河水流的水能生产电能的工厂。 （× ）
3、 变电站是汇集电源、升降电压和分配电力的场所 , 是联系发电厂和用户的中间环节 。 （√ ） 4、 中间变电站处于电力系统的枢纽点 , 作用很大。（× ）
5、 直接参与生产、输送和分配电能的电气设备称为一次设备 。（√ ） 6、 电流互感器与电流表都是电气一次设备 。（× ） 7、 用电设备的额定电压与电力网的额定电压相等 。（√ ） 8、 发电机的额定电压与电力网的额定电压相等 。（× ）
9、 变压器一次绕组的额定电压与电力网的额定电压相等 。（× ） 10、 变压器二次绕组的额定电压等于电力网额定电压的 1.1 倍 。（× ） 11、 二次设备是用在低电压、小电流回路的设备 。（√ ） 12、 信号灯和控制电缆都是二次设备 。（√ ） 三、简答题
1． 发电厂和变电所的类型有哪些？分别说明发电厂的生产过程和变电所的作用。 答：发电厂分火力发电厂、水力发电厂、风力发电厂和核能发电厂。
火力发电厂是将燃料的化学能转换成电能的工厂。其生产过程是利用燃料的化学能使锅炉产生蒸汽，蒸汽进入汽轮机做功，推动汽轮机转子转动，将热能转换成机械能，汽轮机转动带动发电机转子旋转，在发电机内将机械能转换成电能。
水力发电厂是把水的位能和动能转变成电能的工厂。利用水的能量推动水轮机转动，再带动发电机发电。
核电厂利用核裂变能转化成热能，再按火电厂的发电方式，将热能转化成电能，它是用核反应
堆和蒸汽发生器替代了锅炉设备。
根据变电所在电力系统的地位和作用分成枢纽变电所、中间变电所、地区变电所和终端变电所。 枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集多个电源电压等级一般为330～500KV。一旦停电，将造成大面积停电，引起整个系统解列，甚至瘫痪，对电力系统运行的稳定性和可靠性起着重要作用。
中间变电所汇集2～3个电源和若干线路，电压等级一般为220～330KV，高压侧起交换功率的作用或使长距离输电线路分段，同时降压对一个区域供电。全所停电后，将引起区域电网的解列。在电力系统中主要起中间环节的作用。
地区变电所的电压等级一般为110～220KV，主要向一个地区用户供电，是一个地区或一个中小城市的主要变电所。一旦停电，将造成该地区或城市供电的紊乱，甚至中断供电。
终端变电所位于配电线路的末端，接近负荷处，电压等级一般为35～110KV，经降压后直接向用户供电。
2． 电气一次设备及二次设备的作用及范围是什么？
答：电气一次设备直接参与电能的生产、输送、分配和使用电能。分为： （1）生产和转换电能的设备。如发电机、变压器、电动机。
（2）接通或开断电路的设备。如高压断路器、隔离开关、熔断器、重合器等。
（3）载流导体。如母线、电缆等，用于按照一定的要求把各种电气设备连接起来，组成传输和分配电能的电路。
（4）互感器。分电压互感器和电流互感器，分别将一次侧的高电压或大电流变为二次侧的低电压或小电流，以供给二次回路的测量仪表和继电器。
（5）保护电器。如限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。 （6）接地装置。如埋入地下的金属接地体（或连接成接地网）。 3．供电设备、用电设备和电力网的额定电压之间有什么关系？
答：用电设备的额定电压与电力网的额定电压相等；发电机的额定电压等于连接电网额定电压的1.05倍；变压器一次绕组额定电压一般与连接电网额定电压相等，但与发电机直接相连者等于发电机额定电压；变压器二次绕组额定电压一般等于连接电网额定电压的1.1倍，但空载变压器或经短线路与用户相连或小阻抗变压器其二次绕组额定电压等于连接电网额定电压的1.05倍。
第二章 电弧与电气触头的基本知识习题答案
一、填空题
1．电弧的由 阴级区 、 阳极区 和 弧柱区 三部分组成。
2．弧柱中自由电子的主要来源 有热电子发射 、 强电场发射 、 碰撞游离 以及 热游离 。
3．影响去游离的因素有 电弧温度 、 介质的特性 、 气体介质的压力 以及 触头材料 。
4．开关电器中常用灭弧方法有 提高触头的分闸速度 、 采用多断口 、 吹弧 、
以及 短弧原理灭弧 、 利用固体介质的狭缝狭沟灭弧 等。 5．按接触面的形式触头可分为 点接触 、 线接触 、 面接触 。 6．触头按结构形式可分为 固定触头 、 可断触头 、 可动触头 。 二、判断题
1、 ： 电弧是一种气体游离放电的现象 . （√ ）
2、 ： 开关在开断电路时 , 无需考虑电弧熄灭与否 . （× ）
3、 ： 断路器的开断能力是指断路器在切断电流时熄灭电弧的能力 . （√ ） 4、 ： 电弧的产生和维持是触头间中性质点被游离的结果 . （√ ） 5、 ： 电弧形成之初电子的来源是强电场发射及强电流发射 . （× ） 6、 ： 电弧稳定燃烧之后主要靠热游离来维持 . （√ ） 7、 ： 电弧的熄灭依赖于去游离作用强于游离作用 . （√ ） 8、 ： 去游离有两种形式 : 复合和扩散 . （√ ） 9、 ： 直流电弧的熄灭条件是拉长电弧 . （× ） 10、 ： 交流电弧较直流电弧易于熄灭 . （√ ）
11、 ： 熄灭交流电弧的主要问题是增强介质绝缘强度的恢复 . （× ）
12、 ： 交流电流过零时 , 电弧自然熄灭 . 若电流过零后 , 出现电击穿现象 （√ ） 13、 ： 在直流电弧和交流电弧中 , 将长弧切割成短弧灭弧是利用了近阴极效应 . （√ ） 14、 ： 接触电阻值的大小直接反映了电气触头的质量 . （√ ） 15、 ： 断路器中的动、静触头属于可动触头 . （× ） 16、 ： 母线之间的连接属于固定触头 . （√ ） 17、 ： 少油断路器中的滚动触头属于可动触头 . （√ ） 18、 ： 插座式触头与指形触头相比较 , 自净作用差 . （× ） 19、 ： 最能反映触头工作状况的参数是接触电阻。（√ ） 20、 ： 在电气触头表面镀银的作用是防止触头受电弧烧伤。（√ ） 三、简答题
1． 电弧具有什么特征？它对电力系统和电气设备有哪些危害？
答：电弧有阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成；电弧温度很高；电弧是一种自持放电现象；电弧是一束游离的气体。
电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害。
电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸发，烧坏绝缘材料，对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。
由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。
2． 电弧的游离和去游离方式各有哪些？影响去游离的因素是什么？
答：电弧的游离方式有（1）热电子发射 （2） 强电场发射 （3）碰撞游离 （4）热游离 电弧中发生游离的同时，还存在着相反的过程，即去游离。去游离过程包括复合和扩散两种形式。 影响去游离的因素 （1）电弧温度
电弧是由热游离维持的，降低电弧温度就可以减弱热游离，减少新的带电质点的的产生。同时，也减小了带电质点的运动速度，加强了复合作用。 （2）介质的特性
这些特性包括：导热系数、热容量、热游离温度、介电强度等。若这些参数值大，则去游离过程就越强，电弧就越容易熄灭。 （3）气体介质的压力
气体的压力越大，电弧中质点的浓度就越大，质点间的距离就越小，复合作用越强，电弧就越容易熄灭。 （4）触头材料
当触头采用熔点高、导热能力强和热容量大的耐高温金属时，减少了热电子发射和电弧中的金属蒸汽，有利于电弧熄灭。
除了上述因素以外，去游离还受电场电压等因素的影响。 3．简述电弧的形成过程 答：电弧形成的过程如下：
断路器断开过程中电弧是这样形成的。触头刚分离时突然解除接触压力，阴极表面立即出现高温炽热点，产生热电子发射；同时，由于触头的间隙很小，使得电压强度很高，产生强电场发射。从阴极表面逸出的电子在强电场作用下，加速向阳极运动，发生碰撞游离，导致触头间隙中带电质点急剧增加，温度骤然升高，产生热游离并且成为游离的的主要因素，此时，在外加电压作用下，间隙被击穿，形成电弧。
4．交流电弧有什么特征？熄灭交流电弧的条件是什么？
答：（1）交流电弧特征：在交流电路中，电流瞬时值随时间变化，因而电弧的温度、直径以及电弧电压也随时间变化，电弧的这种特性称为动特性。由于弧柱的受热升温或散热降温都有一定过程，跟不上快速变化的电流，所以电弧温度的变化总滞后于电流的变化，这种现象称为电弧的热惯性。 （2）交流电弧的熄灭条件
交流电流过零后，电弧是否重燃取决于弧隙介质强度和弧隙电压的恢复。
在电弧电流过零时，电弧自然熄灭。电流过零后，弧隙中同时存在着两个作用相反的恢复过程，即介质强度恢复过程Uj（t）和弧隙电压的恢复过程Uhf（t）。如果弧隙介质强度在任何情况下都高于弧隙恢复电压，则电弧熄灭；反之，如果弧隙恢复电压高于弧隙介质强度，弧隙就被击穿，电弧重燃。因此，交流电弧的熄灭条件为 Uj（t）> Uhf（t）
5．什么是近阴极效应？哪些灭弧方法利用了近阴极效应？
在电流过零瞬间（t=0），介质强度突然出现升高的现象，称为近阴极效应。这是因为电流过零后，弧隙的电极极性发生了改变，弧隙中剩余的带电质点的运动方向也相应改变，质量小的电子立即向新的阳极运动，而比电子质量大1000多倍的正离子则原地未动，导致在新的阴极附近形成了一个只有正电荷的离子层，这个正离子层电导很低，大约有150～250V的起始介质强度。
在低压电器中，常利用近阴极效应这个特性来灭弧。如利用短弧原理灭弧法。 6．什么是弧隙介质强度和弧隙恢复电压？
答： 弧隙介质能够承受外加电压作用而不致使弧隙击穿的电压称为弧隙的介质强度。当电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的介质强度要恢复到正常状态值还需一定的时间，此恢复过程称之为弧隙介质强度的恢复过程，以耐受的电压Uj（t）表示。
电流过流前，弧隙电压呈马鞍形变化，电压值很低，电源电压的绝大部分降落在线路和负载阻抗上。电流过零时，弧隙电压正处于马鞍形的后蜂值处。电流过零后，弧隙电压从后蜂值逐渐增长，一直恢复到电源电压，这一过程中的弧隙电压称为恢复电压，其电压恢复过程以Uhf（t）表示。 8.短路类型对断路器的开断有何影响？
答：断路器开断电力系统短路电流时，弧隙恢复电压的最大值受两方面因素的影响：一方面是弧隙电压恢复过程的性质，即恢复过程是周期性的还是非周期性的；另一方面是开断瞬间工频恢复电压U0的大小。而这两方面的因素又都决定于电路参数。
实际上，开断瞬间工频恢复电压值U0除了受电路参数的影响外，不同的短路形式也会产生明显的影响。
断路器开断单相短路电路时，电流过零的瞬间，工频恢复电压值U0近似等于电源电压最大值。 因为在三相交流电路中，各相电流过零时间不同，所以当断路器开断中性点不直接接地系统中三相短路时，电弧电流过零也有先后。先过零的一相电弧先熄灭，此相称为首先开断相。首先开断相触头间的工频恢复电压为相电压的1.5倍，加重了断路器的开断难度。
当断路器开断中性点直接接地系统中的三相接地短路或开断两相短路时，工频恢复电压的最大值为相电压的1.3倍。
9.断路器断口并联电阻和电容的作用是什么？
答：采用多断口结构时，对每一个断口在开断位置的电压分配和开断过程中的恢复电压分配将出现不均匀现象，从而影响整个断路器的灭弧能力。为了顺利熄灭电弧，应使两个断口的电压均衡分配，可在每个断口上并联一个比Cd（约为几十皮法）大得多的电容C（一般为1000～2000皮法），称为均压电容，并联均压电容后，两断口上的电压分布接近相等，从而保证了断路器的灭弧能力。
10．开关电器中常采用的基本灭弧方法有哪些？各自的原理何在？ 答：（1）提高触头的分闸速度。
迅速拉长电弧，有利于迅速减小弧柱中的电位梯度，增加电弧与周围介质的接触面积，加强冷
却和扩散的作用。 （2）采用多断口
在熄弧时，多断口把电弧分割成多个相串联的小电弧段。多断口使电弧的总长度加长，导致弧隙的电阻增加；在触头行程、分闸速度相同的情况下，电弧被拉长的速度成倍增加，使弧隙电阻加速增大，提高了介质强度的恢复速度，缩短了灭弧时间。
采用多断口时，加在每一断口上的电压成倍减少，降低了弧隙的恢复电压，亦有利于熄灭电弧。 （3）吹弧。
用新鲜而且低温的介质吹拂电弧时，可以将带电质点吹到弧隙以外，加强了扩散，并代之以绝缘性能高的新鲜介质，同时，由于电弧被拉长变细，使弧隙的电导下降。吹弧还使电弧的温度下降，热游离减弱，复合加快。 按吹弧气流产生的方法： 1）用油气吹弧
2）用压缩空气或六氟化硫气体吹弧 3）产气管吹弧 按吹弧的方向分为： 1）纵吹 2）横吹 3）纵横吹 （4）短弧原理灭弧
在交流电路中，当电流自然过零时，所有短弧几乎同时熄灭，而每个短弧都在新阴极附近产生150～250V的起始介质强度。在直流电路中，每一短弧的阴极区有8～11V电压降。如果所有串联短弧阴极区的起始介质强度或阴极区的电压降的总和永远大于触头间的外施电压，电弧就不再重燃而熄灭。
（5）利用固体介质的狭缝狭沟灭弧
触头间产生电弧后，在磁吹装置产生的磁场作用下，将电弧吹入又灭弧片构成的狭缝中， 把电弧迅速拉长的同时，使电弧与灭弧片的内壁紧密接触，对电弧的表面进行冷却和吸附，产生强烈的去游离。
（6）用耐高温金属材料制作触头
触头材料对电弧中的去游离也有一定影响，用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属制作触头，可以减少热电子发射和电弧中的金属蒸汽，从而减弱了游离过程，有利于熄灭电弧。 （7）用优质灭弧介质
灭弧介质的特性，如导热系数、电强度、热游离温度、热容量等，对电弧的游离程度具有很大影响，这些参数值越大，去游离作用就越强。
在高压开关中，广泛采用压缩空气、六氟化硫（SF6）气体、真空等作为灭弧介质。
11．什么是电气触头？电气触头有哪些形式？
答：电气触头是指两个导体或几个导体之间相互接触的部分，如母线或导线的接触连接处以及开关电器中的动、静触头。 （1）按接触面的形式分类
1）点接触 2）线接触 3）面接触 （2）按结构形式分类
1）固定触头 可拆卸的连接 不可拆卸的连接 2）可断触头 对接式 插入式 3）可动触头
12．什么是触头的接触电阻？影响接触电阻的因素有哪些？ 答：电气触头中导体与导体之间的接触电阻是触头的接触电阻。
触头的表面加工状况、表面氧化程度、触头间的压力及接触情况等都会影响接触电阻值。下面分析影响接触电阻的因素。 （1）触头间的压力
触头接触面积的大小受施加压力的影响，如图2-18所示。在不加外力情况下，将两个触头施加外力时，总的接触面增大了，自然接触电阻就小了。故压力是影响接触电阻的重要因素。 （2）触头材料及预防氧化的措施
触头一般由铜、黄铜和青铜等材料制成。这些材料在空气中极易氧化。为了防止氧化，通常在触头表面镀上一层锡或铅锡合金。在户外装置或潮湿场所使用的大电流触头，最好在触头表面镀银。银在空气中不易氧化。镀银触头的接触电阻比较稳定。对钢制触头，其接触表面应镀锡，并涂上两层漆加以密封。必须在铝制触头表面涂中性凡士林油加以覆盖，以防氧化。 13．为什么触头要保证有足够的动稳定和热稳定？
当触头短时间内通过大电流时，如短路电流、电动机的起动电流等，所产生的热效应和电动力具有冲击特性，对触头能否正常工作造成很大威胁。可能带来诸如触头熔焊和短时过热、触头接触压力下降、关合时触头弹跳等不良后果。因此，开关电器必须采取有效措施，保证在通过短路电流时有足够的动稳定和热稳定。
第三章 开关电器习题答案
一、填空题
1．开关电器按功能分为 断路器 、 隔离开关 、 熔断器 、 负荷开关 、 以及 自动重合器 和 自动分段器 。
2．高压断路器按所采用的灭弧介质分为 油断路器 、 压缩空气断路器 、 和 真空断路器 、六氟化硫断路器 。
3．高压断路器的技术参数有 额定电压 、 最高工作电压 、 额定电流 、 额定开段电流 、 额定断流容量 、 关合电流 、 动稳定电流 、 热稳定电流 、 分闸时间 、 合闸时间 以及 操作循环 。
4．真空断路器的操作过电压常用抑制方法有 采用低电涌真空灭弧室 、 在负载端并联电容 、 在负载端并联电阻和电容 、 串联电感 、 安装避雷器 。 5．SF6断路器灭弧室的结构分为 单压式 和 双压式 。
6．操动机构分为 手动机构 、 弹簧机构 、 电磁机构 、 液压机构 、 电动机构 和 气动机构 、
7．高压负荷开关按灭弧方式分为 产气式 、 压气式 、 压缩空气式 、 油浸式真空式
SF6 式 。
二、判断题：
1、 ： 开关电器分为以下四类:: 断路器、隔离开关、负荷开关、接触器 . （×） 2、 ： 高压断路器在电网中起控制与保护作用 . （√ ） 3、 ： 高压断路器既能开断负荷电流又能开断短路电流 . （√ ） 4、 ： 少油断路器中各相对地的绝缘是依靠油 . （×）
5、 ： 少油断路器的灭弧方式是横吹、纵吹及机械油吹 . （√ ）
6、 ： 断路器在工作过程中的合、分闸动作是由操动系统来完成的 . （√ ） 7、 ： 断路器的开断时间等于熄弧时间 . （×）
8、 ： 六氟化硫断路器是利用六氟化硫气体作为灭弧和绝缘介质 . （√ ） 9、 ： 真空断路器由于动触头在真空管中动作因此无需灭弧 . （×） 10、 ： 隔离开关没有专门的灭弧装置因此不能开断负荷电流 . （√ ） 11、 ： 隔离开关在进行倒闸操作时应遵循“等电位操作”原则。（√ ） 12、 ： 当发现隔离开关带负荷误合闸后，应立即拉开。（） 13、 ： 隔离开关设备磁锁装置的作用是避免带负荷误动作。（× ） 14、 ： 带接地刀闸的隔离开关其主刀闸与接地刀闸应同时合上或拉开。（×） 15、 ： 熔断器是最原始的保护电器，因此属于二次设备。（×） 16、 ： 熔断器在电路中起短路保护和过载保护。（√ ）
17、 ： 跌落式熔断器是利用产气管在电弧高温下蒸发出气体对电弧产生纵吹作用使电弧熄灭的。（√ ）
18、 ： 跌落式熔断器属于限流式熔断器。（×）
19、 ： 高温负荷开关既可开断负荷电流又能开断短路电流。（×） 三、选择题
1.有关开关电器的作用下列说法不正确的是（D）。
A.正常工作情况下可靠地接通或断开电路；B.在改变运行方式时进行切换操作；C.当系统中发生故障时迅速切除故障部分，以保证非故障部分的正常运行；D.在电力系统中起到汇集和分配电流的作用
2．220kV 及以下的断路器、隔离开关、互感器的最大工作电压比其额定电压高（ C） A．5% B．10% C．15% D．20% 3．少油式断路器中油的用途是（A ）。
A．灭弧介质 B．灭弧介质和绝缘介质 C．绝缘介质 D以上都不对 4．多油断路器中油的用途是（B ）。
A．灭弧介质 B．灭弧介质和绝缘介质 C．绝缘介质 D以上都不对 5．关于SF6气体的特性下列说法不正确的是（B ）。
A.无色、无臭、不可燃的惰性气体 B. 有毒 C.电负性气体 D.灭弧能力很强 6．有关隔离开关的作用下列说法错误的是（D ）。
A.隔离电源 B.刀闸操作 C.接通和断开小电流电路 D可以带电操作 四、简答题
1． 高压断路器的作用是什么？对其有哪些基本要求？ 答：（1）高压断路器的用途
高压断路器是高压电器中最重要的设备，是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备。它在电网中的作用有两方面：其一是控制作用，即根据电力系统的运行要求，接通或断开工作电路；其二是保护作用，当系统中发生故障时，在继电保护装置的作用下，断路器自动断开故障部分，以保证系统中无故障部分的正常运行。 （2）高压断路器的基本要求
1）工作可靠
断路器应能在规定的运行条件下长期可靠地工作，并能正确地执行分、合闸的命令，顺利完成接通或断开电路的任务。
2）具有足够的开断能力
断路器断开短路电流时，触头间要产生能量很大的电弧。因此，断路器必须具有足够强的灭弧能力才能安全、可靠地断开电路，并且还要有足够大热稳定性。
3）具有尽可能短的切断时间。
在电路发生短路故障时，短路电流对电气设备和电力系统会造成很大危害，所以断路器应具有尽可能短的的切断时间，以减少危害，并有利于电力系统的稳定。
4）具有自动重合闸性能
在发生短路故障时，继电保护动作使断路器分闸，切除故障电流，经无电流间隔时间后自动重合闸，恢复供电。如果故障仍然存在，断路器则立即跳闸，再次切除故障电流。
5）具有足够的机械强度和良好的稳定性能
正常运行时，断路器应能承受自身重量、风载和各种操作力的作用。系统发生短路故障时，应能承受电动力的作用，以保证具有足够的动稳定。断路器还应能适应各种工作环境条件的影响，以保证在各种恶劣的气象条件下都能正常工作。
6）结构简单、价格低廉
在满足安全、可靠的同时，还应考虑经济上的合理性。这就要求断路器结构简单、体积小、重量轻、价格合理。
2．高压断路器有哪几类？其技术参数有哪些？ 答：（1）高压断路器的分类
高压断路器按安装地点可分为屋内式和屋外式两种；按所采用的灭弧介质可以分为四种。 1）油断路器 2）压缩空气断路器 3）真空断路器 4）六氟化硫断路器
（2）高压断路器的技术参数
1）额定电压（UN） 2）最高工作电压 3）额定电流（IN） 4）额定开断电流（INbr） 5）额定断流容量（SNbr） 6）关合电流（iNcl） 7）动稳定电流（ies）
8）热稳定电流（it）
9）全开断（分闸）时间（tkd） 10）合闸时间 11）操作循环
3．真空断路器的结构有什么特点？ 答：高压断路器的结构特点
（1）多油断路器。 结构简单，制造方便，便于在套管上加装电流互感器，配套性强；耗钢、耗油量大、体积大、重量重，如220kVDW3—220多油断路器三相总重90吨，其中绝缘油48吨；属自能式灭弧结构。
（2）少油断路器。 结构简单，制造方便，可配用各种操动机构；比多油断路器油量少、重量轻；采用积木式结构，便于制成各种电压等级产品。
（3）压缩空气断路器。 结构比较复杂，工艺和材料要求高；有色金属消耗量大、价格高；需要装设专用的空气压缩系统；操动机构与断路器合为一体；体积和重量比较轻。
（4）真空断路器。 灭弧室材料及工艺要求高；体积小、重量轻；触头不易氧化；灭弧室的机械强度比较差，不能承受较大的冲击振动。
（5）六氟化硫断路器。 结构简单，工艺及密封要求严格，对材料要求高；体积小、重量轻；用于封闭式组合电器时，可大量节省占地面积。
4．对断路器操动机构的要求有哪些？操动机构有哪些类型？ 答：（1）操动机构的基本要求 1）具有足够的操作功率。 2）具有维持合闸的装置。 3）具有尽可能快的分闸速度。、 4）具有自由脱扣装置。 5）具有“防跳跃”功能。 6）具有自动复位功能。
7）具备工作可靠、结构简单、体积小、重量轻、操作方便、价格低廉等特点。 （2）操动机构的类型
1）手动机构（CS型）。指用人力进行合闸的操动机构。 2）电磁机构（CD型）。指用电磁铁合闸的操动机构。
3）弹簧机构（CT型）。指事先用人力或电动机使弹簧储能实现合闸的弹簧合闸操动机构。 4）电动机机构（CJ型）。指用电动机合闸与分闸的操动机构。
5）液压机构（CY型）。指用高压油推动活塞实现合闸与分闸的操动机构。 6）气动机构（CQ型）。指用压缩空气推动活塞实现合闸与分闸的操动机构。
5．隔离开关的用途是什么？它是如何分类的？ 答： （1）隔离开关的作用
在电力系统中，隔离开关的主要作用有：
1）隔离电源。 将需要检修的线路或电气设备与带电的电网隔离，以保证检修人员及设备的安全。 2）倒闸操作。 在双母线的电路中，可利用隔离开关将设备或线路从一组母线切换到另一组母线，
实现运行方式的改变。
3）接通和断开小电流电路。 隔离开关可以直接操作小电流电路，例如： （2）隔离开关的分类
1）按装设地点的不同，可分为户内式和户外式两种。 2）按绝缘支柱数目，可分为单柱式、双柱式和三柱式三种。
3）按动触头运动方式，可分为水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式等 4）按有无接地闸刀，可分为无接地闸刀、一侧有接地闸刀、两侧有接地闸刀三种。 5）按操动机构的不同，可分为手动式、电动式、气动式和液压式等。
6）按极数，可分为单极、双极、三极三种，以及按安装方式分为平装式和套管式等。
6．高压断路器型号的含义是什么？隔离开关型号的含义是什么？
答：（1）高压断路器的型号、规格一般由文字符号和数字按以下方式表示：
第一单元是产品字母代号：S—少油断路器；D—多油断路器；K—空气断路器；L—六氟化硫断路器；Z—真空断路器；Q—自产气断路器；C—磁吹断路器。 第二单元是装设地点代号：N—户内式；W—户外式。 第三单元是设计序号，以数字表示。 第四单元是额定电压，kV。
第五单元是其他补充工作特性标志：G—改进型；F—分相操作。 第六单元是额定电流，A。 第七单元是额定开断电流，kA。 第八单元是特殊环境代号。
（2）隔离开关的型号、规格一般由文字符号和数字按以下方式表示：
1□2□3—□4□5/□6 □
其代表意义为：
第一单元：产品字母代号，隔离开关用G； 第二单元：安装场所代号，户内用N，户外用W； 第三单元：设计序列顺序号，用数字1、2、3、??表示； 第四单元：额定电压，kV；
第五单元：其他标志，如T表示统一设计，G表示改进型，D表示带接地刀闸，K表示快分型等。 第六单元：额定电流，A。
7．负荷开关的作用是什么？它与隔离开关在结构原理上的主要区别是什么？
答：高压负荷开关是一种结构比较简单，具有一定开断和关合能力的开关电器。它具有灭弧装置和
一定的分合闸速度，能开断正常的负荷电流和过负荷电流，也能关合一定的短路电流，但不能开断短路电流。因此，高压负荷开关可用于控制供电线路的负荷电流，也可以用来控制空载线路、空载变压器及电容器等。高压负荷开关在分闸时有明显的断口，可起到隔离开关的作用，与高压熔断器串联使用，前者作为操作电器投切电路的正常负荷电流，而后者作为保护电器开断电路的短路电流及过负荷电流。在功率不大或可靠性要求不高的配电回路中代替断路器，可以简化配电装置，降低设备费用。
8．熔断器的基本结构是什么？它有哪些技术参数？熔断器与熔体的额定电流有何区别？ 答：（1）基本结构
熔断器主要由金属熔件（熔体）、支持熔件的触头、灭弧装置和绝缘底座等部分组成。其中决定其工作特性的主要是熔体和灭弧装置。 熔体是熔断器的主要部件。 （2）高压熔断器技术参数 1）熔断器的额定电压。
2）熔断器的额定电流。它指一般环境温度（不超过40℃）下熔断器壳体的载流部分和接触部分允许通过的长期最大工作电流。
3）熔体的额定电流。熔体允许长期通过而不致发生熔断的最大有效电流。该电流可以小于或等于熔断器的额定电流，但不能超过。
4）熔断器的开断电流。熔断器所能正常开断的最大电流。若被开断的电流大于此电流时，有可能导致熔断器损坏，或由于电弧不能熄灭引起相间短路。
（3）熔断器与熔体的额定电流的何区别为：熔断器的额定电流。它指一般环境温度（不超过40℃）下熔断器壳体的载流部分和接触部分允许通过的长期最大工作电流。熔体的额定电流。熔体允许长期通过而不致发生熔断的最大有效电流。该电流可以小于或等于熔断器的额定电流，但不能超过。
9．熔断器的保护特性是什么？与哪些因素有关？
答：熔断器串联在电路中使用，安装在被保护设备或线路的电源侧。当电路中发生过负荷或短路时，熔体被过负荷或短路电流加热，并在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔断，使电路断开，设备得到了保护。熔体熔断电流和熔断时间之间呈现反时限特性，即电流越大，熔断时间就越短，其关系曲线称为熔断器的保护特性，也称安秒特性。
熔体熔化时间的长短，取决于熔体熔点的高低和所通过的电流的大小。熔体材料的熔点越高，熔体熔化就越慢，熔断时间就越长；电流越大，熔断时间就越短。 10．什么是自动重合器与自动分段器？其作用是什么？
答： 自动重合器是一种具有保护和自具控制功能的配电开关设备。它能按照预定的开断和重合顺序在交流电路中自动进行开断和重合操作，并在其后自动复位和闭锁。所谓“自具”是指它本身具
备故障电流（包括过电流和接地电流）检测和操作顺序控制与执行功能，无需附加继电保护装置和提供操作电源。即它自动检测通过重合器回路的电流，当确认是故障电流时，则按事先所整定的操作顺序及时间间隔进行开断及重合的操作，向线路恢复供电。如故障是瞬时性的，则重合器在分、合闸的循环操作中，若重合成功自动终止后续的分、合闸操作，并经过一段延时后恢复到预先的整定状态，为下次故障做好准备；如遇永久性故障，重合器在完成预先整定的操作顺序后，则自动闭锁（不能合闸），隔离故障区段，不再对故障线路供电。当故障排除后，手动解除重合器的合闸闭锁，才能恢复正常状态。可见利用重合器可以有效地避免瞬时性故障的影响。
线路自动分段器简称分段器，是配电网中用来隔离线路区段的自动开关设备，它串联于重合器或断路器的负荷侧，当发生永久性故障时，它在记忆线路故障出现的次数达到整定值后，在无电流情况下自动分闸并闭锁，从而隔离故障区段，使后备保护开关（重合器或断路器）成功地重合其它的无故障线路。当发生瞬时性故障或故障已被其它设备切除，而且分段器未达到预期的记忆次数时，分段器将保持在合闸状态，保证线路的正常供电。
11．自动重合器的特点是什么？ 答：自动重合器的特点如下：
（1） 具有自身判断电流性质、完成故障检测、执行开合功能的能力，并能自动恢复初始状态、记忆动作次数、完成合闸闭锁等，且具有操作顺序选择，开断和重合特性调整等功能。 （2） 操作电源可直接取自高压线路或外加低压交流电源。
（3） 有多次重合闸功能，一般为4次分断3次重合，且可根据需要调整重合次数及重合闸间隔时间。 （4） 相间故障开断都采用反时限特性，具有快慢两种安秒特性曲线，快速曲线只有一条，慢速曲线可多达16条，有利于与保护及熔断器配合。
（5） 开断能力大，允许开断次数较多，基本可不检修。 12．自动分段器的特点是什么？ 答：分段器的特点：
（1） 只能开断负荷电流，不能开断短路电流，故不能作为主保护开关。
（2） 当线路故障时，可以记忆后备保护开关开断故障电流的次数，并在达到预定记忆次数（1～3次）无故障电流时自动分闸，隔离故障区段。若故障是瞬时性的，则分段器的计数器在故障被切除后一定时间内自动复位，即清零复位。 （3） 分段器分闸闭锁后，需手动操作复位。
无安秒特性，能与变电站的断路器和线路上的重合器相配合使用。
13．重合器整定中的“快”、“慢”是什么意思？
答：重合器动作程序的选定可根据电网的实际需要预先整定，如“一快一慢”、“一快三慢”、“二快二慢”等组合。这里“快”是指快速分闸，快速分闸一般设定在第一、二次，尽快消除瞬时性故障；
“慢”是指按一定的电流—时间特性曲线（安秒特性曲线）跳闸，即为延时性动作，以便与其他设备，如分段器、熔断器等进行配合，隔离故障点。
第四章 互感器习题答案
一、填空题
1．互感器包括 电压互感器 、 电流互感器 。
2．按工作原理电流互感器分为 电磁式 、 电容式 、 光电式 以及 无线电式 。
3．电流互感器的接线方式有 一相式接线 、 两相V形接线 、 两相电流差接线 以及 三相星形接线 。
4．电压互感器的接线方式有 单相接线 、 V，ｖ接线 、 三相三柱式互感器接线 、 以及 三相五柱式互感器接线 、三台单相式电压互感器接线 。
5．一台三相五柱式电压互感器接成Y,y,?形接线，可用来测量 线电压 、 相电压 ，还可用作 绝缘监察 ，广泛用于 小电流接地 系统。
6．电流互感器正常运行时二次侧不允许 开路 ， 电压互感器正常运行时二次侧不允许 短路 。 二、判断题
1 ： 运行中的电流互感器二次绕组严禁开路。（√ ） 2 ： 电流互感器二次绕组可以接熔断器。 （×） 3 ： 电流互感器相当于短路状态下的变压器。 （√ ） 4 ： 运行中的电压互感器二次绕组严禁短路。 （√ ） 5 ： 电压互感器的一次及二次绕组均应安装熔断器 . （√ ） 6 ： 电压互感器相当于空载状态下的变压器 . （√ ）
7 ： 电压互感器的不完全接线可以用二台单相电压互感器构成. （√ ）
三、简答题
1． 电流互感器的作用有哪些？电压互感器的作用有哪些？ 答：（1）将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值。
使测量仪表和继电器标准化和小型化，从而结构轻巧，价格便宜；使二次设备的绝缘水平可按低电压设计，从而降低造价；使所有二次设备能用低电压、小截面的电缆连接，实现用小截面电缆进行远距离测量与控制，并使屏内接线简单、安装调试方便。
（2）使低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离，且互感器二次侧接地，保证了人身和设备的安全。
（3）取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。
??支路的零序电流I0流为三相电流之和即得到一次电网的零序电流。
1???I?)，因此将三相电流互感器二次绕组并联，使其输出总电(IA?IBC3??电网对地电压的零序分量U0地监视的电压互感器有两个二次绕组：第一副绕组接成星形供一般测量、保护使用，提供线电压和相电压。第二副绕组（又称辅助绕组）三相首尾相连组成开口三角形反应三相对地电压之和，即对地电压的零序分量。
2． 什么是电流互感器的变比？一次电流为1200A,二次有电流为5A,计算电流互感器的变比。 答：一次电流对二次电流的比值I1I2称为电流互感器的电流比（我们用Ki代表电流比）。当知道
1???U?),U?,U?,U?为三相对地电压。(UAN?U能做接BNCNANBNCN3二次电流时，乘上电流比就可以求出一次电流，这时二次电流的相量与一次电流的相量相差1800。 电流互感器的变比为：KiI11200??600 I253．运行中电流互感器二次侧为什么不允许开路？如何防止运行中的电流互感器二次侧开路？ 答：运行中的电流互感器二次回路不允许开路。否则会在开路的两端产生高电压危及人身设备安全，或使电流互感器发热。
正常运行时，由于二次绕组的阻抗很小，一次电流所产生的磁动势大部分被二次电流产生的磁动势所补偿，总磁通密度不大，二次绕组感应的电动势也不大，一般不会超过几十伏。当二次回路开路时，阻抗无限增大，二次电流变为零，二次绕组磁动势也变为零，而一次绕组电流又不随二次开路而变小，失去了二次绕组磁动势的补偿作用，一次磁动势很大，全部用于励磁，合成磁通突然增大很多很多倍，使铁芯的磁路高度饱和，此时一次电流全部变成了励磁电流，在二次绕组中产生很高的电动势，其峰值可达几千伏甚至上万伏，威胁人身安全或造成仪表、保护装置、互感器二次绝缘损坏。另外，由于磁路的高度饱和，使磁感应强度骤然增大，铁芯中磁滞和涡流损耗急剧上升，会引起铁芯过热甚至烧毁电流互感器。所以运行中当需要检修、校验二次仪表时，必须先将电流互感器二次绕组或回路短接，再进行拆卸操作，电流互感器二次回路不能装设熔断器。 4． 什么是10%误差曲线？
答：当一次电流为n倍一次额定电流时，电流误差达到-10%，n?I1I1n称为10%倍数。10%倍数
与互感器二次允许最大负荷阻抗Z2l的关系曲线n?f(Z2l)，便叫做电流互感器的10%误差曲线。 5．电流互感器是如何分类的？ 答：电流互感器的分类
1）．按安装地点可分为屋内和屋外式。20kv及以下制成屋内式；35kv及以上多制成屋外式。 2）．按安装方式可分为穿墙式、支持式和装入式。穿墙式装在墙壁或金属结构的孔中，可节约穿墙套管；支持式安装在平面或支柱上；装入式是套装在35kv及以上的变压器或多油断路器油箱内的套管上，故也称为套管式。
3）．按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式等。干式用绝缘胶浸渍，用于屋内低压电流互感器；浇注式以环氧树脂作绝缘，目前，仅用于35kv及以下的屋内电流互感器；油浸式多为屋外式。
4）．按一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。单匝式分为贯穿型和母线型两种。
5）．按电流互感器的工作原理，可分为电磁式、电容式、光电式和无线电式。
6．什么是电流互感器的准确度级？我国电流互感器准确度级有哪些？保护、仪表各用什么等级？ 答：电流互感器的测量误差，可以用其准确度级来表示，根据测量误差的不同，划分出不同的准确级。准确度级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。
我国GB1208-1997<电流互感器>规定测量用的电流互感器的测量精度有0.1、0.2、0.5、1、3、5五个准确度级；保护用电流互感器按用途可分为稳态保护用（P）和暂态保护用（TP）两类，稳态保护用电流互感器的准确级用P来表示，常用的有5P和10P。 7． 电压互感器是如何分类的？ 答：电压互感器可分为以下几种类型： 1） 按安装地点可分为户内式和户外式。
2） 按相数可分为单相式和三相式。只有20kV以下才制成三相式。
3） 按每相绕组数可分为双绕组和三绕组式。三绕组电压互感器有两个二次侧绕组：基本二次绕组
和辅助二次绕组。辅助二次绕组供接地保护用。
4）按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式、串级油浸式和电容式等。干式多用于低压；浇注式用于3～35kV；油浸式主要用于35kV及以上的电压互感器。 8 运行中的电压互感器二次侧为什么不允许短路？
答：电压互感器二次侧所通过的电流由二次回路阻抗的大小来决定，当二次侧短路时，将产生很大的短路电流损坏电压互感器。为了保护电压互感器，一般在二次侧出口处安装些熔断器或快速自动空气开关，用于过载和短路保护。在可能的情况下，原边也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。
9什么是电压互感器的准确度级？我国电压互感器的准确度级有哪些？各适用于什么场合？ 答：电压互感器的测量误差，以用其准确度级来表示。电压互感器的准确度级，是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷的功率因数为额定值时，电压误差的最大值。
电压互感器的测量精度有0.2、0.5、1、3、3P、6P六个准确度级，同电流互感器一样，误差过大，影响测量的准确性，或对继电保护产生不良影响。0.2、0.5、1级的适用范围同电流互感器，3级的用于某些测量仪表和继电保护装置。保护用电压互感器用P表示，常用的有3P和6 P。 10互感器的二次为什么必须接地？
答：互感器二次绕组接地的目的在于当发生一、二次绕组击穿时降低二次系统的对地电位，接地电阻愈小，对低电位愈低，从而保证人身安全，因此将其称为保护接地。 四、思考题
电压互感器与电流互感器的二次为什么不许互相联接，否则会造成什么后果？
第五章 短路电流实用计算习题答案
一、填空题
1．短路种类有 三相短路 、 单相接地短路 、 两相短路 和 两相短路接地。 2．无限大容量系统是指 系统内阻抗不超过短路总阻抗的5％～10％ 。
3．在暂态过程中短路电流包含两个分量：一是 周期分量 。另一是 非周期分量 。 4．短路功率与短路电流标么值的关系是 相等 。
5．单相接地短路的附加电抗是 负序和零序电抗之和 ，两相接地短路的附加电抗是 负序和零序的并联值 。
6．已知变压器的短路电压百分比Uk%，以额定值为基准值的电抗标么值为 Uk%/100 。 二、选择题
1．短路电流计算中，电路元件的参数采用（B ）。 A.基准值 B.标么值 C.额定值 D.有名值 2．短路电流计算中，下列假设条件错误的是（D ）。
A.三向系统对称运行 B各电源的电动势相位相同 C各元件的磁路不饱和 D.同步电机不设自动励磁装置
3．220KV系统的基准电压为（C ）。 A.220KV B.242KV C.230KV D.200KV 4.短路电流的计算按系统内（C ）。
A.正常运行方式 B. 最小运行方式 C. 最大运行方式 D. 满足负荷运行方式 5．只有发生（C ）故障，零序电流才会出现。
A.相间故障 B.振荡时 C.不对称接地故障或非全相运行时 D.短路 6．在负序网络中，负序阻抗与正序阻抗不相同的是（B ）。 A.变压器 B.发电机 C.电抗器 D.架空线路 7．发生三相对称短路时，短路电流为（A ）。
A.正序分量 B.负序分量 C.零序分量 D.正序和负序分量 8．零序电流的分布主要取决于（B ）。
A.发电机是否接地 B.运行中变压器中性点、接地点的分布 C.用电设备的外壳是否接地 D.故障电流
9．电路元件的标么值为（A ）。
A.有名值与基准值之比 B. 有名值与额定值之比 C. 基准值与有名值之比 D.额定值与有名值之比
三、简答题
1.什么是电力系统的短路？短路故障有哪几种类型？哪些是对称短路？哪些是不对称短路？ 答：在电力系统中，短路是最常见而且对电力系统运行产生严重影响的故障。所谓短路是指相与相或相与地之间直接金属性连接。
短路种类主要有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路等四种。 三相短路属对称短路，其它属不对称短路。 2.什么是标幺值？标么值有何特点？
答：标么值是某些电气量的实际有名值与所选定的同单位规定值之比，即
标幺值?实际有名值（任意单位）
基值（与实际值同单位）标么值的特点
（1） 在三相电路中,标么值相量等于线量。 （2）三相功率和单相功率的标么值相同。
（3）三相电路的标么值欧姆定律为U*=I*X*，功率方程为S*=U*I*,与单相电路的相同。
（4）当电网的电源电压为额定值时(即U*=1)，功率标么值与电流标么值相等，且等于电抗标么值的倒数。
（5）两个标么基准值相加或相乘，仍得同基准的标么基准值。
由于上述特点，用标么值计算短路电流可使计算简便，且结果明显，便于迅速及时地判断计算结果的正确性。
3.什么是无穷大容量电力系统？
答：在进行短路电流计算时，若系统内阻抗不超过短路回路总阻抗(含系统内阻抗)的5%～10%，便可视为无限大容量系统。
4.无穷大容量电力系统中发生短路时，短路电流如何变化？
答：发生短路后，整个短路过程包括两部分，即暂态过程和稳态过程。在暂态过程中，短路电流包含两个分量：一个是稳态分量，又称周期分量；另一个是暂态分量，也称非周期分量。非周期分量是一个按指数规律衰减的分量，当其衰减完后，短路即进入稳定状态。 5.什么是短路电流的周期分量、非周期分量、冲击短路电流、母线残压？
答：周期分量（稳态分量）决定于电源母线电压UP和短路回路总阻抗ZΣ。当母线电压保持不变，并忽略电路的电阻后，其周期分量的有效值为
IZ?UP3X?
因为母线电压UP不变，所以在以任意时刻为中心的一个周期内，周期分量的有效值均应相等。
在有电感的电路中发生短路时，为了保持在t=0时的短路瞬间电路中的电流不发生突变，电路中将出现非周期分量电流，其大小与t=0时的周期分量瞬时值相等，而方向相反。
在发生短路后半个周期，即0.01秒瞬间，全短路电流达到最大值，略小于周期分量幅值的两倍，
称为冲击短路电流，记为ich。
在继电保护装置的整定计算中，常要计算短路点以前某一母线的残余电压。三相短路时短路点电压为零。距短路点电抗为X的母线残余电压即为该电抗上的三相电压降。
6.什么是对称分量法？
答：任何一组不对称的三相系统的相量均能分解成相序不同的三组对称的三相分量系统，即正序分量、负序分量和零序分量系统。在线性电路中，可以用叠加原理，对这三组对称分量分别按三相去解，然后将其结果叠加起来，就是不对称三相电路的解答，这个方法叫做对称分量法。 7.各序网络图的特点是什么？ 答：（1）正序网络图
它是从电源经正序总电抗到不对称短路点的单相回路图。和三相短路时的等值电路图不同之处只在于其短路点电压不为零，而有正序电压Uk1。显然，从短路点到电源，正序电压（相电压）由Uk1增加到相电势E。 (2)负序网络图
负序电流在网络中所流经的元件与正序电流所流经的相同。因此，组成负序网络的元件与组成正序网络的元件完全相同，只是各元件的阻抗要由负序参数表示，其中发电机及各种旋转电机的负序阻抗与正序阻抗不同，而其它静止元件的负序阻抗等于正序阻抗。因为发电机的负序电动势为零，所以负序网络中电源支路负序阻抗的终点不接电动势，而与零电位相连，并作为负序网络的起点，短路点就是该网络的终点。短路点的负序电压UK2不为零。 （3）零序网络图
在零序网络中，也不包含电源的电动势。只是在短路点存在有由故障条件所决定的不对称电压源中的零序分量。各元件的阻抗均以零序参数表示。零序电流流过的路径与正、负序电流不同，零序电流只能在相与地之间流通，只有通过接地的中性点才能与接地短路点构成零序短路电流通道。当实际电路中具有中性点接地阻抗时，在单相的零序网络中的相应零序阻抗应取其3倍，这是因为该阻抗上通过三倍零序电流，其电压降为单相零序电流流过时的三倍。 8.什么是正序等效定则？
?(n)，等于故障点每相加上一个附加电抗X(n)后发答：不对称短路故障时故障支路的正序电流分量I?KA1生三相短路的电流。这就是正序等效定则。表达式为：
?(n)? IKA1?EA?X1??(n)X?
?——故障前故障点基准相（特殊相）的运行相电压； 式中 E?(n)——与短路故障类型有关的附加电抗， X?四、计算题
1.某110Kv变电站通过一条10km的35kV架空线路供电给一座化工厂的专用变电站，该站装有两台容量为3150MVA、UK%=7的变压器并列运行，110kV变电站的35kV线路的出口断路器的断路容量为200MVA，试求该厂专用变35kV侧和10kV侧短路电流周期分量、t=0s时的非周期分量、冲击短路电流的最大值和有效值。 解：取SB?1000MVA,UB?Uav （1）计算各元件的电抗 XS??SB1000??5 SOC200 XL??x0LSB1000?0.4?10??2.92 2UB372 XT??UK%SB71000????0.0222 100SN1003150(2)35KV侧短路时
X??1?XS??XL??5?2.92?7.92 IK1~?1X??1?IB1?11000??1.97KA 7.923?37 iK1?0? ichk1?2IK1~?2?1.97?2.79KA
2KchIK1~?2?1.8?1.97?2.55?1.97?5.02KA
2 Ichk1?1?2(Kch?1)IK1~?1.51?1.97?2.97KA (3)10KV侧短路时 X??2?XS??XL??XT??5?2.92?0.0111?7.93 2 IK2~?1X??2?IB2?11000??6.93KA 7.933?10.5 iK2?0? ichk2?2IK2~?2?6.93?9.8KA
2KchIK2~?2?1.8?6.93?2.55?6.93?17.67KA
2 Ichk2?1?2(Kch?1)IK2~?1.51?6.93?10.46KA
2.统接线如图。各元件参数均已知。试求在K点发生两相短路时的故障相短路电流。
习题2的系统接线图
???11kV； ??% =12.5，x2%=16，EM发电机 G-1 62.5MVA，10.5kV，xd??% =12.5，x2%=16，EN???10.5kV； G-2 31.5MVA，10.5kV，xd变压器 T-1 60MVA，10.5kV/121kV，UK%=10.5； T-2 31.5MVA，10.5kV/121kV，UK%=10.5； 线路 x1=x2=0.4Ω/km，x0=2x1，l=40km。 解：取SB?100MVA,UB?Uav (1)计算各元件电抗及发电机电势 发电机G1： X1???%SBXd100??0.125??0.2 100SN62.5X2%SB100??0.16??0.256 100SN62.510.5 X2?????11?1.05 EM发电机G2： X1???%SBXd100??0.125??0.4 100SN31.5X2%SB100??0.16??0.508 100SN31.510.5 X2?????10.5?1 EN变压器T1： X1?X2?UK%SB100??0.105??0.17 5100SN60UK%SB100??0.105??0.333 100SN31.5变压器T2： X1?X2?线路L： X1?X2?x0lSB100?0.4?40??0.121 22UB115(2)以ａ相为基准作正序、负序网络图，求出等值电抗
正序网络：
??由图可得：E? X1?负序网络：
1.05?(0.333?0.4)?1?(0.2?0.175?0.121)?1.03
0.2?0.175?0.121?0.333?0.4(0.2?0.175?0.121)?(0.333?0.4)??0.311
0.2?0.175?0.121?0.333?0.4由图可得： X2??(0.256?0.175?0.121)?(0.333?0.508)?0.333
0.256?0.175?0.121?0.333?0.508(3)利用正序等效定则，求故障点故障相短路电流。 I(2)Ka1???E?(2)X1??X??1.031.03??1.60
X1??X2?0.311?0.333(2)(2)(2) IK??mIKa1?3?1.60?2.77
IK?IK??IB?2.77?
(2)(2)1003?115?1.39KA
第六章 载流导体的发热和电动力习题答案
一、填空题
1．电气设备在运行中的两种工作状态为 正常工作状态 、 短路时工作状态 。 2．电气设备在运行中产生的损耗有 铜损 、 铁损 、 介损 。 3．散热的形式一般有 导热 、 对流 、 辐射 。
4．提高导体载流量的措施有 减小导体的电阻 、 增大有效散热面积 、 提高换热系数 。 5．发热对电气设备的影响有 机械强度下降 、 接触电阻增加 、 绝缘性能下降 。 二、选择题
1． 导体和电器的动、热稳定以及电器的开断电流，按（D）计算。
A.三相导体 B.两相短路 C.单相短路 D.所用短路中最严重的情况 2．发生三相短路时，同一平面内的三相导体受力最大的是（A ）。 A.中间相 B.两边相 C.三相受力相等 D.以上说法都不对
3.导体正常工作温度不应超过（A ），在计及日照影响时，钢芯铝绞线及管形导体可按不超过（A ）。当导体接触面处有镀（搪）锡的可靠覆盖层时，可提高到（A ）
A. ?70?C,?80?C,?85?C B. ?45?C,?70?C,?80?C C. ?70?C,?85?C,?90?C D. ?85?C,?90?C,?110?C
4.验算裸导体短路热效应的计算时间，采用（C ）。
A.主保护动作时间 B. 主保护动作时间加断路器全分闸时间 C. 后备保护动作时间加断路器全分闸时间 D. 后备保护动作时间
5．导体的长期允许电流不得小于该回路的（B ）。
A.短路电流有效值 B.持续工作电流 C.短路全电流 D.接地电流
6．铝母线短路时的发热允许温度是 （C）。 A．70℃ B．98℃ C．200℃ D．300℃ 7．导体长期发热的稳定温升与（C）有关。
A．起始温升 B．起始温升和载流量 C．载流量 D环境温度
8．三相电动力计算公式中的形状系数Kf决定于（B）。 A．导体的机械强度 B．导体的形状
C．导体的布置位置 D．导体的形状及相对位置
9．热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导体和绝缘部分不因短路电流的热效应使其温度超过它的（C）而造成损坏妨碍继续工作的性能。
A、长期工作时的最高允许温度 B、长期工作时的最高允许温升 C、短路时的最高允许温度 D、短路时的最高允许温升 10．若10kV 母线水平布置，则（B ） A．中间相承受的电动力最小 B．中间相承受的电动力最大 C．两边相承受的电动力最大 D．三相承受的电动力相等 三、判断题
1． 导体的短时发热是指导体中通过长期工作电流引起的温度升高. （× ） 2． 三相系统中 , 中间相受力最大 . （√ ）
3． 三相系统中导体间的电动力最大瞬时值取决于短路瞬间时的电流值 .（× ） 4．短路电流的热效应组成为短路电流的周期分量在导体中的热效应（× ） 5．导体的短时发热过程可认为是一个绝热过程（√ ）
6．当电流方向相同时，导体间产生斥力，当电流方向相反时，导体间产生吸引力（× ） 四、简答题
1． 研究导体和电器的发热的意义是什么？长期发热和短时发热各有何特点？
答：（1）研究分析导体长期通过工作电流时的发热过程，目的是计算导体的长期允许电流，以及提高导体载流量应采取的措施。短时发热时，导体的发热量比正常发热量要多得多，导体的温度升得很高。计算短时发热量的目的，就是确定导体可能出现的最高温度，以判定导体是否满足热稳定。为了保证电气设备可靠地工作，无论是在长期发热还是在短时发热情况下，其发热温度都不能超过各自规定的最高温度，即长期最高允许温度和短时最高允许温度。
（2）电气设备由正常工作电流引起的发热称为长期发热，由短路电流引起的发热称为短时发热。 导体在未通过电流时，其温度和周围介质温度相同。当通过电流时，由于发热，使温度升高，并因此与周围介质产生温差，热量将逐渐散失到周围介质中去。在正常工作情况下，导体通过的电流是持续稳定的，因此，经过一段时间后，电流所产生的全部热量将随时完全散失到周围介质中去，即达到发热与散热的平衡，使导体的温度维持在某一稳定值。当工作状况改变时，热平衡被破坏，导体的温度发生变化；再过一段时间，又建立新的热平衡，导体在新的稳定温度下工作。所以，导体温升的过程也是一个能量守恒的过程。
由于短路时的发热过程很短，发出的热量向外界散热很少，几乎全部用来升高导体自身的温度，即认为是一个绝热过程。同时，由于导体温度的变化范围很大，电阻和比热容也随温度而变，故不能作为常数对待。
2． 导体长期允许电流是根据什么确定的？提高导体长期允许电流应采取哪些措施？ 答：（1）是根据热平衡时导体的长期最高允许温度，利用产热与散热相等确定的。 （2）提高导体的载流量常用的措施有：
1）减小导体的电阻。因为导体的载流量与导体的电阻成反比，故减小导体的电阻可以有效的提高导体载流量。减小导体电阻的方法：①采用电阻率ρ较小的材料作导体，如铜、铝、铝合金等；②减小导体的接触电阻（Rj）；③增大导体的截面积(S),但随着截面积的增加，往往集肤系数(Kf)也跟着增加，所以单条导体的截面积不宜做得过大，如矩形截面铝导体，单条导体的最大截面积不超过1250mm2。
2）增大有效散热面积。导体的载流量与有效散热表面积(F)成正比，所以导体宜采用周边最大的截面形式，如矩形截面、槽形截面等，并采用有利于增大散热面积的方式布置，如矩形导体竖放。 3）提高换热系数。提高换热系数的方法主要有：①加强冷却。如改善通风条件或采取强制通风，采用专用的冷却介质，如SF6气体、冷却水等；②室内裸导体表面涂漆。利用漆的辐射系数大的特点，提高换热系数，以加强散热，提高导体载流量。表面涂漆还便于识别相序。 3． 为什么要计算导体短时发热最高温度？如何计算？
答：（1）短时发热时，导体的发热量比正常发热量要多得多，导体的温度升得很高。计算短时发热量的目的，就是确定导体可能出现的最高温度，以判定导体是否满足热稳定。
（2）利用图6-4 所示的θ=f(A)曲线计算导体短路时的最高温度的步骤如下：首先根据运行温度θ从曲线中查处Ak值；然后将Ak与Qd的值代入下式中计算出AZ；最后再根据AZ，从曲线中查处θ之值。可见，θ=f(A)曲线为计算θ或A提供了便利。 Az?kz
1Qd?Ak S2式中Qd 短路电流的热效应
用等值时间法求短路电流的总热效应值为 Qd?QZ?Qfz
2?I?tdz?I(tz?tfz)2?
式中的tdz为总热效应的等值时间。当短路电流持续时间大于1s时， 非周期分量的热效应值所占比例很小，可以忽略不计。这时周期分量持续时间近似等于短路电流持续时间，按继电保护动作时间和相应断路器的全开断时间之和。 4． 电动力对导体和电器运行有何影响？
答：当电气设备通过短路电流时，短路电流所产生的巨大电动力对电气设备具有很大的危害性。如： （1） 载流部分可能因为电动力而振动，或者因电动力所产生的应力大于其材料允许应力而变形，甚至使绝缘部件（如绝缘子）或载流部件损坏。
（2） 电气设备的电磁绕组，受到巨大的电动力作用，可能使绕组变形或损坏。
（3） 巨大的电动力可能使开关电器的触头瞬间解除接触压力，甚至发生斥开现象，导致设备故障。 因此，电气设备必须具备足够的动稳定性以承受短路电流所产生的电动力的作用。 5． 三相平行导体中最大电动力发生在哪一相上，在短路后什么时间出现？ 答：出现在中间相上。在短路后大约0.01″时刻。
第七章 高压电气设备的选择习题答案
一、填空题
1．高压电气设备选择与校验的正常工作条件有 电压 、 电流 、 频率 、 开断电流 等；短路条件有 动稳定 、 热稳定校验 ；环境工作条件有 温度 、 湿度 、 海拔 等。
2．绝缘子按结构用途可分为 支持绝缘子 、 套管绝缘子 。按安装地点可分为 户内式 、 户外式 。
3．户内式绝缘子可分为 外胶装式 、 内胶装式 及 联合胶装式 。 4．常用的硬母线截面有 矩形 、 槽形 和 管形 。
5．电缆的基本结构包括 导电芯 、 绝缘层 、 铅包（或铝包） 和 保护层 。 二、选择题
1．以下高压设备需要校验短路热稳定的有（A ）。
A.负荷开关 B.电压互感器 C.熔断器 D.支柱绝缘子 2．下列高压设备，一般只在屋外使用的是（D ）。
A.高压断路器 B.高压负荷开关 C.高压隔离开关 D.跌落式高压熔断器 3．海拔超过（A ）的地区称高原地区。 A.1000ｍ B.1200ｍ C.1500ｍ D.2000ｍ
4．选用的电器额定电流不得低于所在回路各种可能运行方式下的持续工作电流，则发电机回路电流按（B ）选择。
A.发电机铭牌标注的额定电流 B. 1.05倍发电机铭牌标注的额定电流 C. 1.1倍发电机铭牌标注的额定电流 D. 1.2倍发电机铭牌标注的额定电流
5．额定电压为110KV的系统中，电气设备允许最高工作电压（即设备的额定电压）为（D ）。 A.110KV B.115KV C.121KV D.126KV
6．高压隔离开关选择技术条件，下列所列各项中可以不需要考虑的是（C ）。
A.电流、电压 B.动稳定电流、热稳定电流和持续时间 C.开断电流、操作循环 D.接线端子的机械荷载
7．断路器额定关合电流满足（C ）。
A.不小于短路电流有效值即可 B. 不大于短路电流有效值即可 C. 不小于短路电流冲击值即可 D. 不大于短路电流有效值即可
8．断路器额定峰值耐受电流是说明断路器（C ）。
A.开断短路电流的能力 B. 承受短路电流热效应的能力 C. 承受短路电流电动力的能力 D. 关合短路不至于发生触头熔焊的能力
9．支柱绝缘子的选择和校验项目不包括（B ）。 A.电压 B.电流 C.动稳定 D.正常机械荷载 10．选择户内高压断路器，不需校验的环境条件是（C ）。 A.海拔高度 B.气温 C.污秽等级 D.相对湿度 三、判断题
1．母线在电力系统中起到汇集和分配电流的作用 (√) .
2．母线安装完毕后要进行刷漆着色 , 其目的是为了美观 .（×） 3．电缆三头是指电缆户内终端头、户外终端头和中间接头（√） . 4．电缆三头是电缆线路中极薄弱部分 , 故障率很高 .（√） 5．隔离开关的选择应考虑开断和关合性能。（×）
6．支柱绝缘子是用来支持和固定硬母线 , 并使母线与地绝缘 . （√） 7．限流电抗器的作用是增加电路中的短路阻抗从而限制短路电流 .（√） 8．对于开关类设备必须校验热稳定和动稳定（√ ） 9．用于电度计量的电流互感器准确度不应低于0.5级（√ ）
10．关于高压熔断器熔体的额定电流选择，应在最短时间内切除故障，以防止熔断时间过长而加剧被保护电器的损坏。（× ） 四、简答题
1． 高压电气设备的一般选择条件及校验条件有哪些？
答：高压电气设备选择与校验的一般条件有：按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择；按短路条件包括动稳定、热稳定校验；按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。 2．各种高压电气设备具体按哪些条件选择，按那些条件校验？
答：高压电气设备的选择与校验项目见下表
高压电气设备的选择与校验项目 电气设备名称 额定电压 额定电流 开断能力 短路电流校验 环境 其它 动稳定 热稳定 条件 断路器 负荷开关 隔离开关 熔断器 电流互感器 电压互感器 支柱绝缘字 穿墙套管 母线 电缆 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 操作性能 操作性能 操作性能 上、下级间配合 二次负荷、准确等级 二次负荷、准确等级 注：表中“√”为选择项目，“○”为校验项目。 3．怎样选择母线及电缆？
答：母线一般按①母线材料、类型和布置方式;②导体截面;③热稳定; ④动稳定等项进行选择和校验；⑤对于110kV以上母线要进行电晕的校验；⑥对重要回路的母线还要进行共振频率的校验。 电力电缆是根据其结构类型、电压等级和经济电流密度来选择，并须校验以其最大长期工作电流、正常运行情况下的电压损失以及短路时的热稳定进行。短路时的动稳定可以不必校验。 五、计算题
1．某降压变电所的变压器容量为10000kVA，电压变比为35/l0kV，变压器所配置的定时限过电流保护装置的动作时间为1.5s，l0kV母线上最大短路电流为I???I??7kA，环境温度?0?350C，负荷的年最大负荷利用小时数为4500h，试选择变压器l0kV出线的高压断路器。
2．就简答题1的条件，于变压器l0kV出线上装设三只电流互感器成三相完全星形接线供给仪表，其中A相接有一只lT1-A型电流表，一只1D1-W型功率表、DS864型与DX863-2型有功与无功电
度表各一只的电流线圈。联接导线拟采用1.5mm2的铜导线，其接触电阻为0.1?，电流互感器拟装在JYN2-10型高压开关柜中，其二次联线的计算长度取4m，试选择电流互感器。
3．就习题1给出的条件，拟在变电所l0kV配电装置中采用JYN2-10型多个高压开关柜，三相母线在柜中成直角三角形布置，直角三角形的勾股弦三边长分别为a1=26Omm,a2=320mm，a3=412mm,开关柜的宽度即母线跨距长为70Omm，变压器l0kV出线架空进入室内配电装置室，从柜后引入高压开关柜，试选择矩形铝母线以及支持瓷瓶。
第八章 电气主接线与自用电习题答案
一、填空题
1．有母线的主接线的形式有 单母线 和 双母线 。其中单母线分为 单母线无分段 、 单母线有分段 、 单母线分段带旁路母线 等，双母线分为 普通双母线 、 双母线分段 、 3/2断路器 、 双母线带旁路母线 等。
2．变压器按其绕组数分为 双绕组普通式 、 三绕组式 、 自耦式 以及 低压绕组分裂式 。 3．变压器的冷却方式主要有 自然风冷却 、 强迫空气冷却 、 强迫油循环水冷却 、 强迫油循环风冷却 、 强迫油循环导向冷却 、 水内冷变压器 、 SF6充气式变压器。 4．厂用负荷按在电厂生产过程中的重要性分为 I类负荷 、 II类负荷 、 III类负荷 以及 事故保安负荷 。
5．厂用供电电源包括 工作电源 、 备用电源 和 事故保安电源 。 二、选择题
1．火力发电厂高压厂用变压器引接点的电压波动超过（C）时应采用有载调压变压器。 A.?10% B.?7.5% C. ?5% D. ?2.5%
2. 火力发电厂最大容量发电机正常启动时，厂用母线的电压应不低于额定电压的（C）。 A.70% B.90% C.80% D.60%
3.220KV及以上变电所所用变压器接线组别宜采用（C）。 A.ygn12 B.Dd12 C.Dyn11 D.Yd11
4.火力发电厂采用发电机变压器组单元接线，厂用工作电源由发电机出口引接，厂用引接分支线采用离相封闭母线时，分支线上关于应装设备或其他设施的叙述中正确的是（C）。
A.应装设断路器 B.应装设隔离开关，不应装断路器 C.应装设可拆卸点 D.不应装设任何设备和设施。
5.电厂厂用电负荷按生产过程中的重要性可分为（A）。 A.4类 B.2类 C.5类 D.3类
6．线路停电的操作顺序是（D）。 A．先分母线隔离开关，再分线路隔离开关，最后分断路器 B．先分线路隔离开关，再分母线隔离开关，最后分断路器
C．先分断路器，再分母线隔离开关，最后分线路隔离开关 D．先分断路器，再分线路隔离开关，最后分母线隔离开关
7．双母线接线采用双母线同时运行时，它具有单母线分段接线的特点，（A ） A．但双母线接线具有更大的运行灵活性 B．但单母线分段接线具有更大的运行灵活性 C．并且两者的设备数量一样
D．因此，双母线接线与单母线分段接线是等效的 三、判断题
1．电气主接线图是反映电气一次设备连接情况的图纸.( √) 2．电气主接线图中所有设备均用单线代表三相 .( ×)
3．隔离开关与断路器在操作时应满足 ” 隔离开关先通后断 ” 原则 (√). 4．一台半断路器接线当任意一组母线发生短路故障时 , 均不影响各回路供电.( √) 5．单母线带旁路母线接线中旁路母线的作用是作为母线的备用 (×). 6．桥形接线与单母不分段接线相比节省了一台断路器 . (√) 7．内桥接线适用于变压器需要经常切换的发电厂 (×). 8．内桥接线适用于线路有穿越功率的发电厂 (×)
9．主接线方案的经济比较主要是比较综合投资和年运行费用 . (√) 10．发电厂和变电站的自身用电量很小 , 因此不重要 . (×) 11．备用电源的运行方式有明备用和暗备用两种 . (√) 12．所谓明备用是指两个电源互为备用 . (×)
13．厂用电接线应尽量简单清楚，避免复杂的切换操作。(√)
14．应保证重要负荷供电的可靠性和连续性，供电的间断时间不超过允许值。(√) 15．一般情况下，厂用电母线应该分段，使厂用电负荷均匀分布在两段母线上。(√)
16．厂用电负荷供电的线路最短以节省电缆或配电箱，将分散的负荷尽量接到就近的分盘或配电箱上。(√)
17．发电厂中的操作电源都是低压电源。(√)
18．若厂用变压器接在发电机电压母线上，应考虑当母线发生故障时，尽量保证大部分厂用机械能继续工作(√) 四、简答题
1.什么是电气主接线？对它有哪些基本要求？
答：（1）电气主接线是由多种电气设备通过连接线，按其功能要求组成的接受和分配电能的电路，也称电气一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号将各电气设备，按连接顺序排列，详细表示电气设备的组成和连接关系的接线图，称为电气主接线图。电气主接线图一般画成单线图（即用单相接线表示三相系统），但对三相接线不完全相同的局部则画成三线图。
（2）1）保证必要的供电可靠性和电能的质量 一般从以下方面对主接线的可靠性进行定性分析。 ａ断路器检修时是否影响供电；
ｂ设备或线路故障或检修时，停电线路数量的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；
ｃ有没有使发电厂或变电所全部停止工作的可能性等。 2）具有一定的运行灵活性 3）操作应尽可能简单、方便 4）应具有扩建的可能性 5）技术上先进，经济上合理。
2.隔离开关与断路器的主要区别是什么？它们的操作程序应如何正确配合？
答：（1）断路器有灭弧装置，能开断过负荷电流，也能开断短路电流；而隔离开管没有灭弧装置，只能开断很小的空载电流。
（2）断路器和隔离开关的操作顺序为：接通电路时，先合上断路器两侧的隔离开关，再合断路器；切断电路时，先断开断路器，再拉开两侧的隔离开关。严禁在未断开断路器的情况下，拉合隔离开关。为了防止误操作，除严格按照操作规程实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间，加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙等闭锁装置。 3．一台半断路器接线有何利弊？
答：两组母线之间接有若干串断路器，每一串有3台断路器，中间一台称作联络断路器，每两台之间接入一条回路，共有两条回路。平均每条回路装设一台半（3/2）断路器，故称一台半断路器接线，又称二分之三接线。
一台半断路器接线的主要优点：
（1） 可靠性高。任一组母线故障时，只是与故障母线相连的断路器自动分闸，任何回路不会停电，甚至在一组母线检修，另一组母线故障的情况下，仍能继续输送功率；在保证对用户不停电的前提下，可以同时检修多台断路器。
（2） 运行灵活性好。正常运行时，两条母线和所有断路器都同时工作，形成多环路供电方式，运行调度十分灵活。
（3） 操作检修方便。隔离开关只用作检修时隔离电压，不做倒闸操作。另外，当检修任一组母线或任一台断路器时，各个进出线回路都不需切换操作。 这种接线的主要缺点是投资大、继电保护装置复杂。
4．在发电机—变压器单元接线中，如何确定是否装设发电机出口断路器？
答：发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机—变压器组，称为单元接线。对于发电机－双绕组变压器单元接线，发电机出口处除了接有厂用电分支外，不设母线，也不装出口断路器，发
电机和变压器的容量相匹配，必须同时工作，发电机发出的电能直接经过主变压器送往升高电压电网。发电机出口处可装一组隔离开关，以便单独对发电机进行试验，200MW及以上的发电机，由于采用分相封闭母线，不宜装设隔离开关，但应有可拆连接点；对于发电机—三绕组变压器单元接线，为了在发电机停止工作时，变压器高压和中压侧仍能保持联系，发电机与变压器之间应装设断路器和隔离开关。
5.在桥形接线中，内桥接线和外桥接线各适用什么场合？
答：内桥接线适用于输电线路较长、线路故障率较高、穿越功率少和变压器不需要经常改变运行方式的场合。
外桥接线适用于线路较短、故障率较低、主变压器需按经济运行要求经常投切以及电力系统有较大的穿越功率通过桥臂回路的场合。 6.角形接线有何特点？
答：角形接线又称环形接线，角形接线中，断路器数等于回路数，且每条回路都与两台断路器相连接，即接在“角”上。
角形接线的优点如下：
（1） 经济性较好。这种接线平均每回路需设一台断路器，投资少。
（2） 工作可靠性与灵活性较高，易于实现自动远动操作。角形接线属于无汇流母线的主接线，不存在母线故障的问题。每回路均可由两台断路器供电，可不停电检修任一断路器，而任一回路故障时，不影响其他回路的运行。所有的隔离开关不用作操作电器。
角形接线的缺点如下：
检修任一断路器时，角形接线变成开环运行，降低可靠性。此时若恰好又发生另一断路器故障，将造成系统解列或分成两部分运行，甚至造成停电事故。为了提高可靠性，应将电源与馈线回路按照对角原则相互交替布置。
（1） 角形接线在开环和闭环两种运行状态时，各支路所通过的电流差别很大，可能使电器设备的选择出现困难，并使继电保护复杂化。
（2） 角形接线闭合成环，其配电装置难于扩建发展。 7.自用电的作用和意义是什么？
答：所谓自用电是指发电厂或变电所在生产过程中，自身所使用的电能。尤其是发电厂，为了保证电厂的正常生产，需要许多由电动机拖动的机械为发电厂的主要设备和辅助设备服务，这些机械被称为厂用机械。此外，还要为运行、检修和试验提供用电负荷。发电厂的自用电也称为厂用电。
自用电也是发电厂或变电所的最重要的负荷，其供电电源、接线和设备必须可靠，以保证发电厂或变电所的安全可靠、经济合理地运行。 8.什么是备用电源？明备用和暗备用的区别是什么？
答：为了提高可靠性，每一段厂用母线至少要由两个电源供电，其中一个为工作电源，另一个为备
用电源。当工作电源故障或检修时，仍能不间断地由备用电源供电。厂用备用电源有明备用和暗备用两种方式。
明备用就是专门设置一台变压器（或线路），它经常处于备用状态（停运），正常运行时，两侧断路器均为断开状态。当任一台厂用工作变压器退出运行时，均可由备用变压器替代工作。
暗备用就是不设专用的备用变压器。而将每台工作变压器的容量加大，正常运行时，每台变压器都在半载下运行，互为备用状态，中小型水电厂和降压变电站，多采用暗备用方式。
第九章 配电装置习题答案
一、填空题
1．配电装置主要包括 开关设备 、 保护装置 和 辅助设备 。
2．配电装置按电压等级分为 高压配电装置 、 低压配电装置 ；按安装地点可分为 屋内配电装置 、 屋外配电装置 ；按其结构形式分为 装配式配电装置 、 成套配电装置 。 3．屋内配电装置按布置形式一般分为 单层式 、 二层式 、 三层式 。
4．电抗器按容量有三种不同布置方式： 三相垂直布置 、 三相水平布置 、 品字形布置 。 5．配电装置的通道有 维护通道 、 操作通道 、 防爆通道 。 6．屋外配电装置分为 中型布置 、 高型布置 、 半高型布置 三类。 7．断路器按所占据的位置分为 单列布置 、 双列布置 。
8．成套配电装置可分为 低压成套配电装置 、 高压成套配电装置 、 SF6全封闭组合电器 三类。
9．高压开关柜的五防功能是指 防止误分误合断路器 、 防止带负荷分、合隔离开关 、 防止误入带电间隔 、 防止带电挂接地线 、 防止带接地线送电 。
10．组成SF6全封闭式组合电器的标准元件有： 母线 、 隔离开关 、 接地隔离开关 、 电流互感器 、 电压互感器 、 避雷器 、 电缆终端 、 断路器 等。 二、择题
1．屋内配电装置电气设备外绝缘体最低部位距地小于（B）时，应装设固定遮拦。 A.2.0ｍ B.2.3ｍ C.2.5ｍ D.3ｍ
2．当屋外油重超过2500ｋｇ的油浸变压器之间的防火净距，不应小于（A）。 A.10ｍ B.8ｍ C.12ｍ D.9ｍ
3．油量超过1000ｋｇ以上的变压器，按防火要求，在设备下面设置储油池或挡油墙，其尺寸应比设备的外廓大（B）ｍ。
A.0.8ｍ B.1.0ｍ C.1.2ｍ D.2.0ｍ
4．220KV普通中型屋外配电装置内的环行通道可采用（C）。 A.1.5ｍ B.2ｍ C.3ｍ D.4.5ｍ
5．选择屋外高压电器及导体的气候环境参数，应取在短时间内出现的温度和湿度的（C）。
A.极端最高值 B.多年最高值 C.年最高值的多年平均值 D.多年平均值 6．屋外配电装置中隔离开关和互感器均采用（D ）
A．低式布置 B．中式布置 C．半高式布置 D．高式布置 三、判断题
1、 ： 配电装置是由同一电压等级的一次设备组成的工程设施 . （√） 2、 ： 最小安全净距离是指保证不放电的最小电气距离 .（√） 3、 ： A1 值表达的是不同相带电部分之间的最小安全净距 .（×）
4、 ： E 值表达是通向屋外的出套管至屋外通道的路面的最小安全净距 .（√） 5、 ： 同一电压等级的 B 值户内与户外的最小安全净距相等 . （×）
6、 ： 高压开关柜具有 ” 五防 ” 功能 , 它可以防止小动物进入开关柜造成误操作. （×） 7、 ： 配电装置室内的各种通道应畅通无阻 , 不得设立门槛 . （√） 8、 ： 配电装置室的门应为向外开启的防火门 , 严禁用门闩 . （√） 9、 ： 中型配电装置是将母线及设备布置在同一平面。（×）
10、 ： 高型配电装置是将母线及其他设备设置在同一平面较高的位置。（×） 11、 ： 配电装置中的C值表示无遮栏裸导体至地面的安全净距。 （√） 12、 ： 配电装置中的最小安全净距随电压等级的升高而增大。（×） 四、简答题
1． 决定屋外配电装置的最小安全净距的依据是什么？
答：配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑设备外形尺寸、检修和运输的安全距离等因素而决定的。在各种间隔距离中，最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，即所谓的A1和A2值。最小安全净距，是指在此距离下，无论是处于最高工作电压之下，或处于内外过电压下，空气间隙均不致被击穿。B、C、D、E等类电气距离是在A1值的基础上再考虑一些其它实际因素决定的。
2． 配电装置应满足那些基本要求？
答：配电装置是发电厂和变电站中的重要组成部分，它是按主接线的要求，由母线、开关设备、保护电器、测量电器和必要的辅助设备组成的电工建筑物。对配电装置的基本要求是： （1） 合国家技术经济政策，满足有关规程要求。
（2） 证运行可靠。设备选择合理，布置整齐、清晰，保证有足够的安全距离。 （3） 节约用地。
（4） 运行安全和操作巡视、检修方便。 （5） 便于安装和扩建。 （6） 节约用材，降低造价。
3． 屋内配电装置和屋外配电装置各有何优缺点？ 答：屋内配电装置的特点是：
1） 于允许安全净距小和可以分层布置，因此，占地面积小。 2）维修、操作、巡视在室内进行，比较方便，且不受气候影响。 3）界污秽不会影响电气设备，减轻了维护工作量。
4）房屋建筑投资较大，但又可采用价格较低的户内型电器设备，以减少总投资
屋外配电装置的特点是： 1） 工程量较少，建设周期短。 2）扩建比较方便。
3）相邻设备之间的距离较大，便于带电作业。 4）占地面积大。
5）受外界污秽影响较大，设备运行条件较差。 6）外界气象变化使对设备维护和操作不便。
4． 屋外配电装置的分类有哪几种？各有何特点？
答：：根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型、半高型和高型等三类。 中型配电装置是将所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作人员能在地面安全地活动；中型配电装置中，母线所在的水平面稍高于电器所在水平面。中型配电装置布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维护方便，投资少，并有多年的运行经验。明显缺点是占地面积过大。
高型和半高型配电装置的母线和电器分别装在几个不同高度的水平面上，并重叠布置。凡是两组母线及母线隔离开关上下重叠布置的配电装置，就称为高型配电装置。高型配电装置可以节省占地面积50%左右，但耗用钢材较多，投资增大，操作和维修条件较差。如果仅将母线与断路器、电流互感器、隔离开关作上下重叠布置，则称为半高型配电装置。半高型配电装置介于高型和中型之间，其占地面积比普通中型减少30%。除母线隔离开关外，其余部分与中型布置基本相同，运行维护仍较方便。
5． SF6全封闭式组合电器的主要结构和优、缺点是什么？适用范围如何？
答：（1）SF6全封闭组合电器是按发电厂变电站电气主接线的要求，将各电气设备依次连接组成一个整体，封装在以SF6气体为绝缘和灭弧介质的金属接地壳体内，以优质环氧树脂绝缘子作支撑的一种新型成套高压电器。
组成SF6全封闭式组合电器的标准元件有：①母线；②隔离开关(负荷隔离开关)；③断路器；④接地开关(工作接地开关和快速接地开关)；⑤电流互感器；⑥电压互感器；⑦避雷器；⑧电缆终端(或出线套管)。各元件可制成不同的标准独立结构，并辅以一些过渡元件(如弯头，三通，波纹管等)，即可适应不同形式主接线的要求，组成成套配电装置。 （2）SF6封闭式组合电器与其他类型配电装置相比，具有以下特点： (1) 大量节省配电装置占地面积与空间。 (2) 运行可靠性高。
(3)土建和安装工作量小，建设速度快。 (4)检修周期长，维护工作量小。
(5)由于金属外壳接地的屏蔽作用，能消除对无线电的干扰，也无静电感应和噪声等。同时，也没有偶然触及带电体的危险，有利于工作人员的安全。 (6)抗震性能好。
(7)对材料性能、加工精度和装配工艺要求很高。
(8)需要专门的SF6气体系统和压力监视装置，对SF6气体的纯度要求严格。 (9)金属耗量大，造价较高。
SF6全封闭式组合电器配电装置主要用于110~500kV的工业区、市中心、险峻山区、地下、洞内以及需要扩建而缺乏土地的发电厂和变电站；也适用于位于严重污秽、海滨、高海拔以及气象环境恶劣地区的变电所。还可用于军用变电设施。
第十章 接地装置习题答案
一、填空题
1．接地极按其布置方式分为 外引式接地极 、 环路式接地极 ；按其形状分为 管形 、 带形 、 环形 ；按其结构分 自然接地极 、 人工接地极 。
2．电力系统和电气设备的接地按其作用分为 工作接地 、 保护接地 、 重复接地 、 接零 。
3．接地电阻分 工频接地电阻 、 冲击接地电阻 。
4．降低接地电阻的方法有 选择复式接地装置 、 降低土壤电阻率 。 5．接地线一般有 中性线 、 保护线 、 保护中性线 。
6．我国220/380V低压配电系统，按保护接地形式，分为TN系统、TT系统和IT系统。 二、选择题
1．接地装置是指（D）。
A.埋入地中并直接与大地接触的金属导体 B.电气装置、设施的接地端子与接地极网连接用的金属导电部分 C.垂直接地极 D.A与B的总和 2．接地电阻是指（D）。
A.接地极或自然接地极的对地电阻 B.接地网的对地电阻 C.接地装置的对地电阻 D. 接地极或自然接地极的对地电阻和接地线电阻的总和 3．跨步电势是指（A）
A. 接地短路电流流过接地装置时，地面上水平距离为0.8ｍ的两点间的电位差
B. 接地短路电流流过接地装置时，接地网外的地面上水平距离为0.8ｍ处对接地网边沿接地极的电位差
C. 接地短路电流流过接地装置时，人体两脚间的电位差
D. 接地短路电流流过接地装置时，且人体跨于接地网外与接地网间时两脚间的电位差 4．按用途分类有4种接地，下面有一种接地是不属于按用途分类（A）。 A.主变压器中性点接地 B.工作接地 C.保护接地 D.重复接地
5．有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电站电气装置保护接地的接地电阻R应符合（A）。 A. R?6.A类电气装置中，金属部分不应接地的装置有（D）。
200025012050 B.R? C. R? D.R? IIIIA.电机、变压器和高压电器等的底座和外壳 B.电气设备的传动装置 C.配电、控制、保护用的屛（柜、箱）及操作台等的金属外壳 D.安装在配电屛、控制屏和配电装置上的电测仪表、继电器和其他低压电气等的外壳。 7．集中接地装置的作用是（B）。
A.加强对接地短路电流的流散作用，降低接触电势和跨步电势 B.加强对雷电流的流散作用，降低对地电位 C.A和B D.降低接地电阻 8．工作接地是指（C ）
A．为保证工作人员安全而采取的接地措施 B．为保护电气设备而采取的接地措施
C．为保证电力系统正常情况和事故情况下能可靠工作而采取的接地措施 D．为防止雷击而采取的接地措施
三、判断题
1、 电气设备的接地有三种形式 : 工作接地、保护接地和冲击接地 . (×) 2、 变压器的中性点接地属于工作接地 .( √) 3、 变压器的金属外壳接地属于保护接地 .( √) 4. TN-C系统的中性线和保护线是合一的。（√）） 5、 停电检修电路时接地属于工作接地 .( ×)
6、 保护接零是在 380/220 低压系统中 , 将电气设备的金属外壳与工作零线相连 . (√) 7、 可以将电气设备的外壳一部分作接地保护一部分作接零保护 .( ×) 8、 在接地网中设置均压带的目的是降低接触电压和跨步电压 . (√) 9、 零线应该重复接地。(√)
10、 避雷器可以用来防护直击雷。(×) 11、 接地电阻的大小与土壤电阻率有关。(√)
12、人在接地网中行走，两脚之间的电压为跨步电势。(√)) 13、 接地电阻的大小与设备的相电压大小有关，并成正比。(×) 14、 按照接地的作用，将钢筋混凝土构架接地属于保护接地。(√) 四、简答题
1．什么叫接地？什么叫接地装置？什么叫人工接地体和自然接地体？
答：电气设备的任何部分与大地之间作良好的电气连接，称为接地。
埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或接地极。连接于接地体与电气设备接地部分之间的金属导线，称为接地线，与接地体合称为接地装置。
专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。
间作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。
2．什么是工作接地、保护接地和保护接零？
答：在正常或事故情况下，为了保证电气设备可靠运行而必须在电力系统中某一点进行接地，称为工作接地。
为防止因绝缘损坏而遭受触电的危险，将与电气设备带电部分相绝缘的金属外壳或构架同接地体之间作良好的连接，称为保护接地，
在TN系统中，为确保公共PE线或PEN线安全可靠，除在中性点进行工作接地外，还应在PE线或PEN线的下列地方进行重复接地：1）在架空线路终端及沿线每1km处；2）电缆和架空线引入车间或大型建筑物处。
3．什么叫接触电压和跨步电压？
答：接触电压是指设备的绝缘损坏时，在身体可同时触及的两部分之间出现的电位差。例如人在发生接地故障的设备旁边，手触及设备的金属外壳，则人手与脚之间所呈现的电位差，即为接触电压，接触电压通常按人体离开设备0.8m考虑。
跨步电压是指人站立在流过电流的大地上，加于人的两脚之间的电压，人的跨步一般按0.8m考虑。紧靠接地体位置，承受的跨步电压最大；离开了接地体，承受的跨步电压要小一些，对于垂直埋设的单一接地体，离开接地体20m以外，跨步电压接近于零。
4． 为什么同一供电系统中不允许同时采用保护接地和保护接零？
答：同一低压系统中，不能有的采取保护接地，有的又采取保护接零，否则当采取保护接地的设备发生单相接地故障时，采取保护接零的设备外露可导电部分将带上危险的电压。
5．零线上允许安装熔断器吗？为什么？
答：不允许。因为如果熔断器熔断，则零线就相当于断线，如果这时有设备发生单相接地故障时，接在断线后面的所有设备外露可导电部分都将呈现接近于相电压的对地电压，即UE?U?，这是很危险的。
6． 在TN系统中为什么要进行重复接地？
答：如不重复接地，则在PE线或PEN线断线且有设备发生单相接地故障时，接在断线后面的所有设备外露可导电部分都将呈现接近于相电压的对地电压，即UE?U?，这是很危险的。如进行
了重复接地，则在发生同样故障时，断线后面的设备外露可导电部分的对地电压为
??UE?IERE??U?，危险程度大大降低。
7．什么叫接地电阻？什么叫工频接地电阻和冲击接地电阻？如何换算？
答：电流经接地体流入大地时，接地体本身、接地体与土壤之间的接触部分以及土壤本身都要呈现一定的电阻，这一电阻叫接地体的接地电阻。接地电阻的数值等于接地体对大地零电位区域的电压与流经接地体的全部电流的比值，等于接地极电阻和流散电阻之和。按通过接地体流入地中的工频电流求得的电阻，称为工频接地电阻，通常简称接地电阻；按通过接地体流入地中的冲击电流求得的电阻，称为冲击接地电阻。
冲击接地电阻Rch与工频接地电阻RE的关系为
Rch??RE （10-15）
式中的?即为接地体的冲击系数，与冲击电流的幅值、土壤电阻率及接地体的形式、尺寸等有关。?一般小于1，对于伸长接地体来说，则?可能大于1。 8．电气装置中哪些部分必须接地，哪些部分不必接地？
答：为了保证安全必须将正常时不带电而故障时可能带电的电气设备的外露导电部分采用保护接地、或保护接零的措施，接地装置设计技术规程对必须接地和不须接地部分作了明确的规定。
（1） 电气设备的外露导电部分接地 电气设备的下列外露导电部分应予接地：
1）电动机、变压器、电器、手携式及移动式用电器具等的金属底座和外壳； 2）发电机中性点柜外壳、发电机出线柜外壳； 3)电气设备传动装置； 4)互感器的二次绕组；
5)配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架和底座，全封闭组合电气的金属外壳；
6)户内、外配电装置的金属构架和钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮拦和金属门； 7)交、直流电力电缆接线盒、终端盒和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层，可触及穿线的钢管、敷设线缆的金属线槽、电缆桥架；
8)金属照明灯具的外露导电部分；
9)在非沥青地面的居民区，不接地、经消弧线圈接地和电阻器接地系统中，无避雷线架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔，装有避雷线的架空线路的杆塔；
10)安装在电力线路杆塔上的开关设备、电容器等电气装置的外露导电部分及支架； 11)铠装控制电缆的金属护层，非铠装或非金属护套电缆闲置的1～2根芯线； 12)封闭母线金属外壳； 13)箱式变电站的金属箱体。 （2）电气设备外露导电部分不接地
电气设备的下列外露导电部分可不接地：
1）在非导电场所，例如有木质、沥青等不良导电地面及绝缘墙的电气设备；
2）在干燥场所，交流额定电压50V以下，直流额定电压120 V以下电气设备或电气装置的外露导电部分，但爆炸危险场所除外；
3）安装在配电屏、控制屏和电气装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生绝缘损坏时，在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座等。
4）安装在已接地的金属构架上电气接触良好的设备，如套管底座等，但爆炸危险场所除外； 5）额定电压220V及以下的蓄电池室内的支架；
6）与已接地的机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外露导电部分，但爆炸危险场所除外。 (3)外部导电部分
外部导电部分中可能有电击危险的地方应予接地，通常需要接地的部分如下：
1）建筑物内或其上的大面积可能带电的金属构架可能与人发生接触时，则应予以接地，以提高其安全性；
2）电气操作起重机的轨道和桁架； 3）装有线缆的升降机框架；
4）电梯的金属提升绳或缆绳，如已与电梯本体连接成导电通路的则可不接地；
5）变电所或变压器室以外的线间电压超过750V的电器设备周围的金属间隔、金属遮栏等类似的金属围护结构；
6）活动房屋或旅游车中的裸露的金属部分，包括活动房屋的金属结构、旅游车金属车架应接地。
第十一章 电气设备的运行操作习题答案
一、填空题
1．电气设备有 运行 、 热备用 、 冷备用 、 检修 四种状态。
2．常用的防误操作装置主要有 机械闭锁 、 电磁闭锁 、 电气闭锁 、 红绿牌闭锁 、 微机防误操作闭锁 。
3．在全部或部分停电的电气设备上工作必须完成的措施有 停电 、 验电 、 装设接地线 、 悬挂标示牌和装设遮拦 。
4．线路刀闸操作票分 断路器检修 、 线路检修 两类。 5．工作票分 第一种工作票 、 第二种工作票 两大类。 二、判断题
1．线路停电检修时，断开电源后即可进行工作。（×）
2．在电气设备上工作，断开电源开关，操作手柄上挂上“禁止合闸，有人工作！”的标示牌后，即可进行工作。（×）
3．挂接地线时，应先接接地端，后接导体端。拆接地线时，相反。（√）
4．手动合隔离开关，如合闸时产生弧光，运行人员应立即将隔离开关拉开。（×） 5．停电而未挂接地线的设备应视为带电设备。（√）
6．接受倒闸操作命令时要有监护人和操作人在场，由监护人接受。（√）
7．隔离开关的合闸顺序是：先合隔离开关，再合其他用于控制负载的断路器。（√）
8．线路检修是指线路断路器及其两侧隔离开关拉开，并在线路出线端挂好接地线（或合上母线接地隔离开关）。（√） 三、简答题
1．什么是倒闸操作？电气设备有哪些运行方式？
答：将电气设备由一种状态转变到另一种状态的过程叫倒闸，所进行的操作被称为倒闸操作。所谓改变电气设备的状态，就是拉开或合上某些断路器和隔离开关，包括断开或投入相应的直流回路；改变继电保护和自动装置的定值或运行状态；拆除或安装临时接地线等。
电气设备有运行、热备用、冷备用和检修四种不同的状态 2．防止误操作的措施有哪些？
答：组织措施是指电气运行人员必须树立高度的责任感和牢固的安全思想，认真执行操作票制度、工作票制度、工作许可制度、工作监护制度以及工作间断、转移和终结制度等。在执行倒闸操作任务时，注意力必须集中，严格遵守操作规定，以免发生错误操作。
技术措施就是采用防误操作装置，即达到五防的要求：即防止误拉合断路器，防止带负荷拉合隔离开关，防止带地线合闸，防止带电挂接地线，防止误入带电间隔。 3．保证安全的技术措施有哪些？ 答：1）停电
将检修设备停电，必须把有关的电源完全断开，即断开断路器，打开两侧的隔离开关，形成明显的断开点，并锁住操作把手。 2）验电
停电后，必须检验已停电设备有无电压，以防出现带电装设接地线或带电合接地刀闸等恶性事故的发生。 3）装设接地线
当验明设备确实已无电压后，，应立即将检修设备接地并三相短路。
对于可能送电至停电设备的各方面或可能产生感应过电压的停电设备都要装设接地线，即做到对来电侧而言，始终保证工作人员在接地线的后侧。 4）悬挂表示牌和装设遮拦
工作人员在验电和装设接地线后，应在一经合闸即可送电到工作地点的开关和刀闸的操作把手上，悬挂“禁止合闸，有人工作！”的标示牌，或在线路开关和刀闸的操作把手上悬挂“禁止合闸，线路有人工作！”的标示牌，标示牌的悬挂和拆除，应按调度员的命令执行。
部分停电的工作，应设临时遮拦，用于隔离带电设备，并限制工作人员的活动范围，防止在工作中接近高压带电部分。
在室内、外高压设备工作时，应根据情况设置遮拦或围栏。各种安全遮拦、标示牌和接地线等都是为了保证检修工作人员的人身安全和设备安全运行而作的安全措施，任何工作人员在工作中都不能随便移动和拆除。
4．倒闸操作现场应具备什么条件？ 答：倒闸操作时现场必须具备以下条件：
（1） 所有电气一次、二次设备必须标明编号和名称、字迹清楚、醒目，设备有传动方向指示、切换指示，以及区别相位的颜色。
（2） 设备应达到防误要求，如不能达到，需经上级部门批准。
（3） 控制室内要有和实际电路相符的电气一次模拟图和二次回路的原理图和展开图。 （4）要有合格的操作工具、安全用具和设施等。 （5）要有统一的、确切的调度术语、操作术语。
（6）值班人员必须经过安全教育、技术培训，熟悉业务和有关规章、规程规范制度，经评议、考试合格、主管领导批准、公布值班资格(正、副值)名单后方可承担一般操作和复杂操作，接受调度命令，进行实际操作或监护工作。
5．倒闸操作有哪些基本要求?
答：（1）倒闸操作前，必须了解系统的运行方式、继电保护及自动装置等情况，并应考虑电源及负荷的合理分布以及系统运行的情况。
（2）在电气设备复役前必须检查有关工作票、安全措施拆除情况，如:拉开接地隔离开关或拆除接地线及警告牌和临时遮栏，恢复常设遮栏，对必要的设备测量绝缘电阻。在测量绝缘电阻时必须隔离电源、进行放电。此外还应检查断路器、隔离开关均在断开位置。工作票全部收回，办理好工作票终结手续，汇报调度并等待送电。
（3）倒闸操作前应考虑继电保护及自动装置整定值的调整，以适应新的运行方式的需要，防止因继电保护及自动装置误动或拒动而造成事故。
二次部分调整内容如下: 1） 电压互感器二次负载的切换； 2） 厂用（所用）变压器电源的切换； 3） 直流电源的切换；
4）交流电源、电压回路和直流回路的切换；
5）根据一次接线，调整二次跳闸回路（例如母联差动保护跳闸回路的调整，继电保护及自动装置改接和连跳断路器的调整等）；
6）根据一次接线，决定母联差动保护的运行方式；
7）断路器停役，二次回路工作需将电流互感器短接退出，以及断路器停役时根据现场规程决定断路器失灵保护停用；
8）有综合重合闸的线路，其综合重合闸与线路高频、距离、零序保护的连接方式，保护整定单上均有明确说明；
9）现场规程规定的二次回路需作调整的其它有关内容。
（4）备用电源自动投入装置、重合闸装置、自动励磁装置必须在所属设备停运前退出运行，在所属主设备送电后投入运行。
（5）在进行电源切换或电源设备倒母线时，必须先将备用电源投入装置停用，操作结束后再进行调整。
（6）在同期并列操作时，应注意防止非同期并列。若同步指针在零值晃动，则不得进行并列操作。 （7）在倒闸操作过程中应注意分析表计指示。如倒母线时应注意电源分布的功率平衡，并尽量减少通过母联断路器的电流，使其不超过限额，以防止过负荷而跳闸。
（8）在下列情况下，应将断路器的操作电源切断，即取下直流操作回路熔断器。 1）检修断路器；
2）在二次回路及保护装置上工作；
3）在倒母线操作过程中拉合母线隔离开关，必须先取下母联断路器的操作回路熔断器，以防止在拉合隔离开关时母联断路器跳闸而造成带负荷拉、合隔离开关；
4）操作隔离开关前应先检查断路器在分闸位置，以防止在操作隔离开关时断路器在合闸位置而造成带负荷拉、合隔离开关。
5）在继电保护故障情况下，应取下直流操作回路熔断器，以防止因断路器误合、误跳而造成停电事故；
6）当断路器严重缺油、看不到油位或大量漏油时，应取下直流操作回路熔断器并及时向调度员汇报，要求用旁路断路器代其供电，将该断路器退出运行。
（9）操作中应用合格的安全工具，如验电笔，以防止因安全工具不合格，在操作时造成人身和设备事故。
6．什么是操作票制度？如何正确执行操作票制度？
答：（1）填写操作票是进行各项倒闸操作必不可少的一个重要环节，是进行具体操作的依据，它把经过深思熟虑制订的操作项目记录下来，从而根据操作票面上填写的内容依次进行有条不紊的操作。因此填写操作票、执行操作票制度是防止误操作的主要组织措施之一。 （2）1）预发命令和接收任务 2）填写操作票 3）审核批准
4）考问和预想 5）正式接受操作命令 6）模拟预演 7）操作前准备 8）核对设备 9）高声唱票实施操作
10）检查设备、监护人逐项勾票 11）操作汇报，做好记录 12）评价、总结
7．什么是工作票制度？工作票是如何分类的？
答：工作票制度是在电气设备上工作保证安全的组织措施之一，所有在电气设备上的工作，均应填用工作票或按命令执行。
工作票分为两大类：第一种工作票和第二种工作票。 8．什么是工作间断、转移制度？
答：工作间断制度：规定当天的工作间断时，工作班人员应从工作现场撤出，所有安全措施保持不变，工作票仍由工作负责人执存，间断后继续工作无需通过工作许可人许可，而对隔天间断的工作在每日收工后应清扫工作地点，开放封闭的通路，并将工作票交回值班员，次日复工时应得值班员许可，取回工作票。工作负责人必须事前重新认真检查安全措施是否符合工作票的要求后，方可工作，若无工作负责人或监护人带领，工作人员不得进入工作地点。
工作转移指的是在同一电气连接部分或一个配电装置，用同一工作票依次在几个工作地点转移工作时，全部安全措施由值班员在开始许可工作前，一次做完。因此，同一张工作票内的工作转移无需再办理转移手续。但工作负责人在每转移一个工作地点时，必须向工作人员交待带电范围，安全措施和注意事项，尤其应该提醒工作条件的特殊注意事项。
第十二章电力变压器的运行与维护习题答案
一、填空题
1．变压器主要有两个散热区段。一段是热量由 绕组和铁芯 以 对流方式 方式传递到变压器油中；另一段是热量由 油箱壁 以对流方式和 辐射 方式扩散到周围空气中。 2．变压器绝缘老化的直接原因是 高温 。
3．绝缘老化的6C规则是指绕组温度 每升高6C ，使用年限 将缩短一半 。
4．变压器的正常过负荷能力是以 牺牲寿命 为代价的，即变压器的过负荷越大，变压器的寿命 越短 。
5．过负荷期间，变压器绕组最热点的温度不得超过 140C 。上层油温不得超过 95C 。 6．变压器的最大过负荷不得超过额定负荷的 50% 。
????7．变压器运行中的异常情况一般有 声音异常 、 油温异常 、 油位异常 、 外观异常 、 颜色、气味异常 。
8．变压器的分接开关总体结构分为 、 、 。 二、判断题
1．变压器的负荷超过额定值越多，寿命越短。（√）
2．根据绝缘老化的6c规则，当变压器绕组最热点温度达到104c时，变压器的使用年限将缩短一半。（√）
3．变比不同的变压器有时也可以并列运行，但必须校验并列造成的影响。（√）
4．在110KV及以上中性点直接接地系统中投运和停运变压器时，在操作前必须将中性点接地，操作完毕可按系统需要决定中性点是否断开。（√）
5．同样正常条件下，油温比平时高出10c以上，则可认为变压器内部出现异常。（√）
6．变压器呼吸器硅胶一般正常干燥时为粉红色，当变为蓝色时，表明受潮且已失效，应予更换。（×）
三、简答题
1．什么是变压器的额定容量？什么是变压器的负荷能力？
答：变压器的额定容量（即铭牌容量），是指在规定的环境温度下，变压器能获得经济而合理的效率和具有正常的预期寿命（约20～30年）时所允许长期连续运行的容量。
变压器的负荷能力系指在短时间内所能输出的功率，在一定条件下，它可能超过额定容量。负荷能力的大小和持续时间决定于：①变压器的电流和温度不要超过规定的限值。②在整个运行期间，变压器的绝缘老化不超过正常值，即不损害正常的预期寿命。 2．变压器的发热有什么特点？
答：变压器运行时，其绕组和铁芯中的电能损耗都将转变为热能，使变压器各部分的温度升高。在油浸式变压器中，这些热量传递给油，再通过外壳扩散到周围空气中。其整个散热过程有三个特点： （1） 各发热元件如铁芯、高压绕组、低压绕组等所产生的热量都传递给油，其发热过程是独立的，只与其本身的损耗有关。
（2） 在散热过程中，引起的各部分温度差别很大。沿变压器的高度方向，绕组的温度最高，最大热点大约在高度方向的70%～75%处；沿截面方向（径向），温度最高处位于线圈厚度的1/3处。 （3） 变压器主要有两个散热区段。一段是热量由绕组和铁芯表面以对流方式传递到变压器油中，这部分约占总温升的20%～30%；另一段是热量由油箱壁以对流方式和辐射方式扩散到周围空气中，这部分约占总温升的60%～70%。
3．什么是等值老化原则？
答：在一部分时间内，根据运行要求，容许绕组温度大于98℃，而在另一部分时间内，使绕组的温度小于98℃。只要使变压器在温度较高的时间内所多损耗的寿命,与变压器在温度较低的时间内所少
???损耗的寿命相互补偿，这样变压器的预期寿命可以和恒温98℃运行时的寿命等值。换言之，等值老化原则就是使变压器在一定时间间隔TM(一年或一昼夜)内，绝缘老化（或所损耗的寿命）等于一个常数，即
TM?e0p?dt?常数 （12-6）
这个常数为绕组温度在整个时间间隔TM内保持恒定温度+98℃时，变压器所损耗的寿命，数值为TMe98p。
4．变压器的正常过负荷能力是根据什么原则制定的？
答：根据等值老化原则，可以在一部分时间内，使变压器的负荷大于额定负荷，而在另一部分时间内，使变压器的负荷小于额定负荷，只要在过负荷期间所多损耗的寿命和在欠负荷期间所少损耗的寿命能相互补偿，则仍可获得规定的使用年限。变压器的正常过负荷能力就是以不牺牲其正常寿命为原则而制定的。换句话说，在整个时间间隔内，只要做到变压器绝缘老化率小于或等于1即可。同时还规定:
（1）过负荷期间，绕组最热点的温度不得超过140℃，上层油温不得超过95℃； （2）变压器的最大过负荷不得超过额定负荷的50%。 5．变压器的并列运行有什么优点？
答：并列运行与一台大容量变压器单独运行相比具有下列优点。 （1）提高供电可靠性，当一台退出运行时，其他变压器仍可照常供电。
（2）提高运行经济性，在低负荷时，可停运部分变压器，从而减少能量损耗，提高系统的运行效率，并改善系统的功率因数，保证经济运行。
（3）减小备用容量，为了保证供电，必需设置备用容量，变压器并列运用可使单台变压器容量较小，从而做到减小备用容量。
6．变压器并列运行的条件是什么？不满足这些条件时可以并列运行吗？ 答：并列运行的变压器就必须满足以下条件: （1）具有相等的一、二次电压,即变比相等； （2）额定短路电压相等；
（3）绕组连接组别相同，即要求极性相同，相位相同。 （4）容量比不能超过3：1。
上述四个条件中，第一条和第二条往往不可能做到绝对相等，一般规定变比的偏差不得超过±0.5%，额定短路电压的偏差不得超过±10%。
不能。
由于变比不同，变压器二次侧的电动势不相等，并在变压器二次绕组和一次绕组的闭合回路中产生平衡电流。当变压器有负荷时，平衡电流叠加在负荷电流上。这时，一台变压器的负荷减轻,另
一台变压器的负荷则加重。所以，变比不同的变压器并列运行时，有可能产生过负荷现象，如果增大后的负荷超过其额定负荷时，则必须校验其过负荷能力是否在允许范围内。
当数台变压器并列运行时，如果短路阻抗不同，负荷并不按其额定容量成比例分配。负荷分配与短路阻抗的大小成反比，短路阻抗小的变压器承担的负荷比例大，容易出现过负荷。
绕组连接组别不同的变压器并列运行时，同名相电压间出现位移角?，由于位移角的存在，变压器间将出现平衡电流，这样大的电流，只有在事故情况下才允许通过，而允许通过的时间，则要依照事故过负荷的规定，不得超过事故过负荷的允许时间。因此，变压器是不允许长期在同名相电压间存在位移角的情况下并列运行的。
6．对变压器的投运和停运有什么规定？
答：（1）对新投运的变压器以及长期停用或大修后的变压器，在投运之前，应重新按部颁《电气设备预防性试验规程》进行必要的试验，绝缘试验应合格，并符合基本要求的规定，值班人员还应仔细检查并确定变压器在完好状态，具备带电运行条件，有载开关或无载开关处于规定位置，且三相一致；各保护部件、过电压保护及继电保护系统处于正常可靠状态。
（2）新投运的变压器必须在额定电压下做冲击合闸试验，冲击五次；大修或更换改造部分绕组的变压器则冲击三次。在有条件的情况下，冲击前变压器最好从零起升压，而后进行正式冲击。 （3）变压器投运、停运操作顺序，应在运行规程(或补充部分)中加以规定，并须遵守下列各项： 1）强迫油循环风冷式变压器投入运行时，应先逐台投入冷却器并按负载情况控制投入的台数；变压器停运时，要先停变压器，冷却装置继续运行一段时间，待油温不再上升后再停。
2）变压器的充电应当由装设有保护装置的电源侧的断路器进行，并考虑到其它侧是否会超过绝缘方面所不允许的过电压现象。
（4）在110kV及以上中性点直接接地系统中，投运和停运变压器时，在操作前必须将中性点接地，操作完毕可按系统需要决定中性点是否断开。
（5）装有储油柜的变压器带电前应排尽套管升高座、散热器及净油器等上部的残留空气，对强迫油循环变压器，应开启油泵，使油循环一定时间后将空气排尽。开启油泵时，变压器各侧绕组均应接地。
（6）运行中的备用变压器应随时可以投入运行，长期停运者应定期充电，同时投入冷却装置。
6． 变压器异常运行市场有哪些现象？如何判断？ 答：（1）声音异常
1）变压器的声音比平时增大 2）变压器有杂音 3）变压器有放电声 4）变压器有水沸腾声
5）变压器有爆裂声 6）变压器有撞击声和摩擦声 （2）油温异常
若发现在同样正常条件下，油温比平时高出10℃以上，或负载不变而温度不断上升(冷却装置运行正常)，则认为变压器内部出现异常。 （3）油位异常 常见的油位异常： 1）假油位 2）油面过低 （4）变压器外观异常
变压器运行中外观异常有下列原因： 1）防爆管防爆膜破裂 2）压力释放阀的异常 3）套管闪络放电 4）渗、漏油 （5）颜色、气味异常
1）引线、线卡处过热引起异常。
2）套管、绝缘子有污秽或损伤严重时发生放电、闪络并产生一种特殊的臭氧味。
3）呼吸器硅胶一般正常干燥时为蓝色，其作用为吸附空气中进入油枕胶袋、隔膜中的潮气，以免变压器受潮，当硅胶蓝色变为粉红色，表明受潮而且硅胶已失效，一般粉红色部分超过2/3时，应予更换。
4）附件电源线或二次线的老化损伤，造成短路产生的异常气味。
5）冷却器中电机短路、分控制箱内接触器、热继电器过热等烧损产生焦臭味。
第十三章 高压配电装置的运行与维护习题答案
一、填空题
1．断路器的巡视检查项目包括 油断路器中油的检查 、 表计检查 、 瓷套检查 、 真空断路器检查 、 断路器导电回路和机构部分的检查 、 操动机构的检查 。
2．断路器的异常运行包括 断路器拒绝合闸 、 电动操作不能分闸 、 事故情况下高压断路器拒跳 、 断路器误动作 、 断路器油位异常 、 断路器过热 、 跳合闸线圈冒烟 。 3．隔离开关的巡视检查项目包括 隔离开关本体检查 、 绝缘子检查 、 触头检查 、 操动机构检查 、 底座检查 、 接地部分检查 、 防误闭锁装置检查 。
4．隔离开关的异常运行包括 隔离开关过热 、 隔离开关瓷件破损 、 带负荷误拉、合隔离开关 、 隔离开关拉不开、合不上 。
5．电力电容器的维护检查项目包括 外观检查 、 温度检查 、 电流值和电压值检查 、 清扫工作 、 接触部位检查 、 保护装置检查 、 放电装置检查 、 滲油检查 。 二、判断题
1．在正常运行时，断路器的工作电流、最大工作电压和断流容量不得超过额定值。（√） 1． 远方和电动操作的断路器也可以使用手动分闸。（×）
2． 运行人员发现带负荷误合隔离开关后立即将隔离开关拉开。（×） 4．启用电压互感器应先一次后二次，停用则相反。（√）
5．当接入点电网电压过高时应投入电容器，反之，则切除电容器。（×）
6．在变配电所发生全所停电事故时，必须将所用电力电容器的断路器断开，防止电力电容器的损坏事故。（√）
7．在油断路器严重缺油时，只能当作隔离开关使用，并在操作把手上挂上“不许拉闸”标示牌。（√）
三、简答题
1． 断路器在运行中的巡视检查项目有哪些？
答：（1）油断路中油的检查 1）油位检查 2）油色的检查
3）油断路器渗、漏油检查 （2）表计观察 （3）瓷套检查
检查断路器的瓷套应清洁，无裂纹、破损和放电痕迹。 （4）真空断路器检查
真空灭弧室应无异常，真空泡应清晰，屏蔽罩内颜色应无变化。在分闸时，弧光呈蓝色为正常。 （5）断路器导电回路和机构部分的检查
检查导电回路应良好，软铜片连接部分应无断片、断股现象。与断路器连接的接头接触应良好，无过热现象。机构部分检查紧固件应紧固，转动、传动部分应有润滑油，分、合闸位置指示器应正确。开口销应完整、开口。
（6）操动机构的检查
2．断路器有哪些常见异常运行情况，如何处理？ 答：断路器常见异常运行情况：
（1）断路器拒绝合闸 （2）电动操作不能分闸 （3）事故情况下高压断路器拒跳 （4）断路器误动作
1）断路器误跳闸 2）断路器误合闸 （5）断路器油位异常 （6）断路器过热 （7）跳合闸线圈冒烟 高压断路器的事故处理
断路器运行中,如发现异常,应尽快处理,否则有可能发展成为事故。 （1）油断路器声音异常的处理
一旦发现声音异常,应尽快将运行中的断路器断开(或用上一级断路器将其断开),如属新投运的断路器,则应立即将其断开,并拉开断路器两侧的隔离开关。对已故障的断路器,在退出运行后,一般应认真的进行内部检查和油的分析化验,以确定故障的性质。
（2）油断路器严重缺油的处理
油断路器严重缺油,只能当作隔离开关使用,为防止造成严重事故,应采取以下措施: 1)立即断开缺油断路器的操作电源,断路器改为非自动状态； 2)在操作把手上挂\不许拉闸\标示牌;
3)可经倒运行方式将断路器退出运行停电加油；不能倒运行方式者,应汇报调度和有关上级。 （3）断路器拒绝合闸故障的处理
发生“拒合”情况，基本上是在合闸操作和重合闸过程中。其原因主要有两方面，一是电气方面故障；二是机械方面原因。判断断路器“拒合”的原因及处理方法的一般步骤为：
1）判定是否由于故障线路保护后加速动作跳闸
对于没有保护后加速动作信号的断路器，操作时，如合于故障线路(特别是线路上工作完毕送电)时，断路器跳闸时无任何保护动作信号，若认为是合闸失灵，再次操作合闸，会引起严重事故。只要在操作时，按要领进行操作，同时注意表计的指示情况，就能正确判断区分。区分的依据有：合闸操作时，有无短路电流引起的表计指示冲击摆动、电压表指示突然下降等。若有这些现象，应立即停止操作，汇报调度，听候处理。如果确定不是保护后加速动作跳闸，可用控制开关再重新合一次，以检查前一次拒合闸是否是因操作不当引起的(如控制关复位过快或未扭到位等)。
2）检查电气回路各部位情况，以确定电气回路是否有故障 3) 检查确定机械方面是否有故障 上述问题调整处理后，可进行合闸送电。 4)故障原因不明的处理
如果在短时间内不能查明故障，或者故障不能自行处理的，可以采用倒母线或旁路断路器代供的方法转移负荷。汇报上级派员检修故障断路器。
（4）断路器拒绝跳闸故障的处理
1) 根据事故现象，可判别是否属断路器\拒跳\事故。