供配电设计技术思考题.doc

供配电设计技术思考题
1. 简述工程设计应遵循的基本原则。
安全 可靠 合理 先进 实用 经济

2. 解释 “标准”的概念，分别列出3个电气工程设计的国际标准和国家标准（规范）的名称。简述国际标准、行业标准、地方标准之间的关系。
标准——是对反复性的事物和概念所做的统一规定。以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。
《供配电系统设计规范》GB50052-2023
《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-1994
《3~110kV高压配电装置设计规范》GB50060-2023
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2023
《低压配电设计规范》GB50054-2023
《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2023
《电力工程电缆设计规范》GB50217-2023
对需要在全国范围内统一的技术规定，应当制定国家标准。
对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术规定，可以制定行业标准。 对没有国家和行业标准，又需要在省、自治区、直辖市范围内统一的技术规定（重要指安全、卫生等重要环节），可以制定地方标准；但在公布国家标准或行业标准之后，该项地方标准即行废止。
行业标准不得与国家标准相抵触
地方标准不得与国家标准和行业标准相抵触
行业标准应高于国家标准
地方标准应高于国家标准和行业标准
3. 10kV变电所电气施工图涉及哪些图样？各有什么深度规定？
10KV变电所施工图纸涉及
变电所平面布置及接地平面图：绘制接地极和接地线的平面布置，说明材料规格、埋设方式、埋设深度、焊接长度、接地电阻规定等。
变电所~380/220V配电系统图：应标明回路名称、负荷大小，低压开关（涉及隔离刀及低压断路器）及电缆等重要设备的型号及参数。
10kV开关柜配置接线图：具体具体的绘制开关柜的安装方式，规定有线荷重，槽钢的放置，屏的安装尺寸等。

4. 电力负荷如何分级？不同级负荷对供电可靠性有何规定？（书P18）
一级负荷
由两个电源供电，且当其中一电源发生故障时另一电源应不致同时受到损坏。在一级负荷容量较大或有高压用电设备时应采用两路高压电源，如一级负荷容量不大时，应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源，亦可采用应急发电机组。如一级负荷仅为照明或电话站负荷时，宜采用蓄电池组作备用电源。
二级负荷
供电系统应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电或中断后能迅速恢复供电，有条件时宜由两回线路供电，在负荷较小或地区供电条件困难时，亦可由一回6kV及以上专用架空线路供电；当采用电缆线路时应由两根电缆组成电缆段，且每段电缆应能承受二级负荷的100％，并互为热备用。
三级负荷，不属于一级和二级负荷者。
对供电电源无特殊规定

5. 简述高压断路器、高压负荷开关和高压隔离开关的结构特点、功能。
高压断路器
正常运营时，通断负荷电流
短路或严重过负荷时，自动切断故障电流
有良好的灭弧装置

高压负荷开关
有简朴灭弧装置，能通断负荷电流。
不能切断短路电流

高压隔离开关
没有灭弧装置，不能通断负荷电流。
有明显的断开点，起隔离作用。

6. 10kV变电所常用电气主结线有哪几种？各有何特点？
（1） 单母线不分段接线
两路电源进线的单母线接线
一路电源进线的单母线接线
优点：接线简朴清楚，使用设备少，经济性比较好。由于接线简朴，操作人员发生误操作的也许性就小。
缺陷是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。
（2）单母线分段接线
无联络的分段单母线接线
母线联络的分段单母线接线
优点：供电可靠性高，操作灵活，除母线故障或检修外，可对用户连续供电。
缺陷：母线故障或检修时，仍有50%左右的用户停电。

7. 分析下图中断路器1QF～7QF在电源的不同工作情况下互相间的联锁关系。

8. 10kV变电所的选址有哪些规定？
1）接近负荷中心。
2）进出线方便。
3）接近电源侧。
4）设备运送方便。
5）不应设在有剧烈振动或高温的场合。
6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场合，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧。
7）不应设在厕所、浴室或其他经常积水的（相邻层）正下方，且不宜与之相贴邻。
8）不应设在有爆炸危险环境的（相邻层）正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的（相邻层）正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗邻时，应按爆炸和火灾危险环境的有关规定执行。
9）不应设在地势低洼和也许积水的场合。

9. “EPS”和“UPS”分别指什么？他们之间有什么区别？
UPS不间断供电装置

不间断电源装置（简称UPS）是一种在交流输入电源因电力中断或电压、频率波形等不符合规定而中断供电时，保证向负荷连续供电的装置。
EPS英文全名是Emergency Power Supply，中文名称是应急电源。
EPS的基本工作原理类似后备式UPS或逆变器,不同的是：EPS加强了对负载输出及蓄电池监控检测功能，规定输出波形为正弦波。

10. 常用的低压供电系统有哪些？各自的应用场合是什么？
单电源照明供电系统： 合用于只有照明电价的三级负荷
单电源照明及动力供电系统：用于既有照明电价又有动力电价的三级负荷
双电源照明供电系统：合用于只有照明电价的一、二级负荷
双电源照明及动力供电系统：用于既有照明又有动力电价的一、二级负荷

11. 低压配电系统有哪几种基本形式？有什么优缺陷？

放射式
优点是各个分派电箱（或负荷）独立受电，因而故障范围一般仅限于本回路。线路发生故障需要检修时，也只切断本回路而不影响其它回路，故供电可靠性高。
缺陷是所需开关和线路较多，因而所需投资较大，即经济性差。
多用于比较重要的负荷或大容量负荷的供电。
树干式
优点是所需开关和线路较少，因而所需投资较小，即经济性好。
缺陷是当干线发生故障时，则整个线路上所带的分派电箱或负荷均停电，故供电可靠性低。
多用于供电可靠性规定不太高的场合。
环形
优点是供电可靠性高任意一段线路故障，都不致导致停电，或只短时停电
缺陷是保护装置及其整定配合复杂，一般采用开口环形运营

12. 分析下图正常电源与备用电源切换的工作原理。
常用电源和备用电源供电正常，黄灯1HY和2HY亮。
合1QF，1KM□↑→积极合触点闭合→常用电源向母线供电，辅助动合触点闭合→红色指示灯1HR亮。
合2QF，因1KM已合，动断触点已断开，2KM不能吸合。
常用电源停电，1KM□ ↓→动断触点闭合→2KM□↑ →积极合触点闭合→备用电源自动投入运营，向母线供电，1HR灭，2HR亮。
常用电供电恢复正常，因2KM已合，其动断触点已断开，而1KM不能吸合，即常用电源不能自动恢复向负荷供电。
按SB，2KM □ ↓→积极合触点断开→备用电源退出运营，动断触点闭合→1KM □↑→常用电源恢复向负荷供电。

13. 解释VV、YJV22、YJE、ZRVV、WDNA-YJY23等电缆型号的含义。
VV 聚氯乙烯绝缘铜芯导体聚氯乙烯护套电缆
YJV22 交联聚乙烯绝缘细钢带铠装聚氯乙烯护套电缆
YJE 交联聚乙烯绝缘铜芯导体聚烯烃护套电力电缆
ZRVV 铜芯聚氯乙烯绝缘及护套阻燃电力电缆
WDNA-YJY23交联聚乙烯绝缘细钢带铠装聚烯烃护套A类无卤低烟耐火电力电缆

14. 列出绝缘导线室内暗敷设常用的保护管材料及应用场合。P141

15. 什么叫计算负荷？其物理意义是什么？
计算负荷Pc——按发热条件选择导体和电气设备时使用的一个假想负荷。
物理意义——按这个“计算负荷”连续运营所产生的热效应，与按实际变动负荷长期运营所产生的最大热效应相等。

16. 需要系数法进行负荷计算的具体方法和环节。
Pc=KdPe
求设备功率（考虑不同的暂载率的换算）
查需要系数
求计算负荷
Kd值一般是一个范围，设备台数少时取高值
当台数n≤3时，取1。当单台计及η，Kd=1/η

17. 单相相负荷的负荷计算。P25
原则：按电流最大的相考虑

18. 导线截面的选择方法。
按发热条件（环境、敷设）Ial≥Ic
按机械强度 按最小截面积鉴定
按允许电压损耗
与保护装置配合

19. 低压断路器的选择。
（1）额定电流IN
（2）过电流脱扣器额定电流IN.OR
（1）过电流脱扣器整定
①电动机保护用
A．电动机干线用电动机保护型低压断路器
a．长延时过电流脱扣器整定电流Iop(l)
b．瞬时过电流脱扣器整定电流Iop(0)
B．单台电动机保护用低压断路器
a．长延时过电流脱扣器整定电流Iop(l)
b．瞬时过电流脱扣器整定电流Iop(0)
② 照明用低压断路器
A． 长延时过电流脱扣器整定电流
B． 瞬时过电流脱扣器整定电流
③ 过电流脱扣器与被保护线路的配合

20. 影响电击危险限度的因素有哪些？
电流大小和频率
人体电阻
电击时间
电流流过人体的途径
环境
心理

21. 简述建筑物综合防雷的措施。
建筑物的综合防雷涉及直击雷、闪电感应和闪电电涌侵入防护，分为外部防雷和内部防雷。
外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。
内部防雷装置涉及等电位连接设施（物）、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。

22. 何谓等电位联结?等电位联结有哪些作用?
建筑物防雷设计规范GB50057-94对等电位连接定义 “将分开的装置、诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。”
等电位联结的作用在于减少建筑物内的故障接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。

23. 解释TN-C、TN-S、TN-C-S的含义。
TN-C：三相四线制供电，分别引出L1,L2,L3,PEN。PEN为【保护接零】方式，即设备外壳连接到工作零线上（通常PEN要在用电侧进线处做反复接地）。节省线路有色金属，工业供电常用（三相负荷相对平衡运营时，PEN线上的电流一般不太大），民用建筑不用。
TN-S:三相五线制供电，分别引出L1,L2,L3,N,PE。N为工作零线，PE为专用【保护接地】线，即设备外壳连接到PE上。由于用5线配电，有色金属用量大，多为民用建筑配电选择方式，对于大量单相负荷导致的三相不平衡问题，由于N为专用，平时PE不导电，安全性好。
TN-C-S：变压器引出为TN-C方式，在某级配电系统开始将PE与N从PEN中区分开，也就是该分歧点之前为TN-C型式，此后类似TN-S（不是真正的TN-S）。对于规定不严格的民用建筑可以选用，如变压器及一级配电用TN-C，在建筑电源进线总箱处将PE从PEN中分离，建筑二级配电仍为5线制。

24. 漏电保护器有何作用？解释漏电保护的工作原理。
作用：在规定条件下，当漏电电流达成或超过规定值时能自动断开电路。

漏电保护器工作原理: 将漏电保护器安装在线路中，一次线圈与电网的线路相连接，二次线圈与漏电保护器中的脱扣器连接。 当用电设备正常运营时，线路中电流呈平衡状态，互感器中电流矢量之和为零（电流是有方向的矢量，如按流出的方向为“＋”，返回方向为“－”，在互感器中往返的电流大小相等，方向相反，正负互相抵销）。由于一次线圈中没有剩余电流，所以不会感应二次线圈，漏电保护器的开关装置处在闭合状态运营。 当设备外壳发生漏电并有人触及时，则在故障点产生分流，此漏电电流经人体?大地?工作接地，返回变压器中性点（并未经电流互感器），致使互感器申流入、流出的电流 出现了不平衡（电流矢量之和不为零），一次线圈申产生剩余电流。因此，便会感应二次线圈，当这个电流值达成该漏电保护器限定的动作电流值时，自动开关脱扣，切断电源。

25. 解释什么叫照度、亮度、光通量、光强度、直接眩光、反射眩光、频闪效应、发光效率、色温、显色性。
照度E
表达被照面上光的强弱。通常把被照物体表面上的光通量由与被照面的表面积之比，1x（勒克斯）。
亮度L
亮度是一个单元表面在某一方向上的光强密度，等于该方向上的发光强度和此表面在该方向上的投影面积之比，cd／m2。

光通量是指光源在单位时间内，向空间发射出使人产生光感觉（可见光的波长为380～760nm）的能量称为光通量，lm（流明）。

光强度（Luminous Instensity)，是指在某一特定方向角内所放射光的光能量，也简称为光度

直接眩光
由发光体直接引起的，即由于发光体的直接照射，形成难以忍受的强烈光线，又称直射眩光。引起直接眩光的发光体称为眩光源。

反射眩光
由反射面反射发光体发出的光而形成的眩光。

频闪效应：在以一定频率变化的光线照射下，观测到的物体运动呈现出静止或不同于其实际运动状态的现象。

发光效率指发光体把受激发时吸取的能量转换为光能的能力。

色温 当某一光源的色度与某温度下的完全辐射体（黑体）的色度相同时，完全辐射体（黑体）的温度（绝对温度，单位为开尔文，记作K）即为该光源的色温。

光源的显色性就是指在该光源照射下物体表面显示的颜色与在基准光源照射下显示的颜色相符合的限度。
26. 电光源的性能比较。
电光源最重要的性能指标是发光效率、寿命、光色（通常涉及显色性）。
高压钠灯、金属卤化物灯和荧光灯的光效较高，白炽灯、卤钨灯、荧光灯、金属卤化物灯的显色性较好，高压钠灯和荧光高压汞灯的寿命较低。
电压变化对电光源光通量输出影响最大的是高压钠灯，另一方面是白炽灯和卤钨灯，影响最小的是荧光灯。维持气体放电灯正常工作不至于自熄的供电电压波动最低允许值，由实验得知荧光灯为160V，其他高压气体放电光源为190V。气体放电灯线路中接入电感型镇流器时功率因数普遍较低。

27. 电光源的选用原则。
选用电光源时应一方面满足照明规定（例如对照度、显色性、色温；启燃与再启燃时间等的规定），
再考虑电光源是否能适应使用环境，
最后还应综合考虑初投资和运营费用的经济合理性。

28. 什么是照明器的配光曲线？有几种表达方法？
配光特性
光源或照明器的光强在空间各方向上的分布状态。
用曲线形式表达称为配光特性曲线（或简称为配光曲线）。
表达：数学解析式、表格、曲线。

29. 运用系数法计算平均照度。
运用系数法
运用系数U

考虑：光衰与维护
维护系数MF

30. 什么叫照明方式？什么叫照明种类？
照明方式是指照明设备按其安装部位或光的分布而构成的基本制式。
照明种类
按照明的功能来划分的，分为
正常照明
应急照明（事故照明）
值班照明
警卫照明
障碍照明

31. 照明质量评价涉及哪些内容？
照明质量评价
亮度分布
照度均匀度
照度的稳定性
眩光的限制
光源的颜色和显色性

32. 照明灯具控制有哪几种方式?
照明灯具的控制就是灯具的启动和关闭。
按控制范围分为单灯控制和回路控制。
单灯控制指对一盏或几盏灯具进行控制。
回路控制指对照明终端配电箱的某一（或每一）出线回路上的所有灯具统一控制。
按控制手段分为手动控制和自动控制
手动控制是通过人工操作灯具开关（如跷板开关）或配电箱中的断路器对灯具启闭进行控制。
自动控制是运用自动控制装置在没有人直接参与的情况下对灯具启闭进行控制，自动控制装置有：声控开关、光控开关、声光复合控制装置、智能照明控制装置、纳入建筑设备监控系统（BAS）。

33. 照明配电支路拟定的原则有哪些？
供电电压一般为单相220V。电流超30A，应采用220／380V电源。
应急照明应有独立供电电源，并与正常照明电源分开，在发生故障时自动投入备用电源，也可以采用自带蓄电池的应急灯具。
在触电危险较大场合，局部照明应采用36V及以下安全电压。
正常照明最远一只照明灯具的电压，一般不低于额定电压的97.5％。
每一单相回路，线路长不宜超30m，电流不宜超16A。
组合灯具每一单相回路不宜超25A，光源数不宜超60个。
建筑物轮廓灯每一单相回路不宜超100个。
一般灯具和插座应分开回路，且一个房间内的插座宜由同一回路配电。灯具为单独回路时数量不宜超25个，插座为单独回路时数量不宜超10个（组）。
为改善气体放电光源的频闪效应，可将同一或不同灯具的相邻灯管分别接在不同相的线路上。