答：供配电系统中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。母线按结构分为硬母线和软母线。硬母线又分为矩形母线和管形母线。其中矩形硬母线一般使用于主变压器至配电室内，其优点是施工安装方便，运行中变化小，载流量大，但造价较高。软母线通常用于室外，因空间大，导线有所摆动也不致于造成线间距离不够。软母线施工简便，造价低廉。

3.2 问题与思考

1．常见的典型电气主接线方式包括哪些？单母线分段接线有何特点？

答：常见的典型电气主接线方式包括单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线带旁母接线、桥式接线等。其中单母线分段接线的特点是：分段后母线和母线隔离开关可分段轮流检修。对重要用户，可从不同母线段引双回路供电。当一段母线发生故障、任一连接元件故障和断路器拒动时，由继电保护动作断开分段断路器，将故障限制在故障母线范围内，非故障母线继续运行，整个配电装置不会全停。

2．与单母线接线相比，双母线接线有何优点？双母线带旁母的接线方式是否很普遍？ 答：与单母线接线相比，双母线接线的优点是供电可靠性大，可以轮流检修母线而不使供电中断，当一组母线故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线，就可迅速恢复供电，另外还具有调度、扩建、检修方便等优点。双母线加旁路母线主要解决了断路器和保护装置检修不停电问题，但旁路母线也带来了投资费用较大，占用设备间隔较多等诸多不利因素。随着近年来供配电系统可靠性的不断提高，继电保护装置实现微机自动化，特别是双重化配置的保护的施行，旁路母线的作用已经逐渐减弱，作为电气主接线的一个重要方案，带旁路母线的接线已经完成了它的历史作用，新建工程中基本上不再采用带旁路母线的接线方式。

3．10kV/0.4kV变电所的电气主接线有哪些形式？各适用于什么场合？

答：10kV/0.4kV变电所中只装有一台主变压器的小型变电所，其高压侧一般采用无母线的接线，根据其高压侧采用的开关电器不同，有采用户外高压跌落式熔断器、采用隔离开关和户内式高压熔断器、选用负荷开关和高压熔断器以及选用隔离开关和高压断路器的接线方案，用它们接通和断开变压器空载电流。这类电气主接线方案通常只适合于小容量的三级负荷。装有两台主变压器的变电所，分有高压无母线、低压单母线分段，高压采用单母线、低压单母线分段和高低压侧均为单母线分段三种电气主接线方案，适用于一、二级负荷。

4．内桥式接线和外桥式接线各适用于哪些电压等级及场合？

答：当线路只有两台变压器和两回输电线路时可采用桥式接线。其中内桥式接线适用于电压为35kV及以上、电源线路较长、变压器不需要经常操作的配电系统中；外桥式接线则一般应用于电压为35kV及以上、在运行中变压器经常切换，输电线路比较短的系统中。

3.2 问题与思考

1．比较放射式与树干式供配电接线的优缺点，并说明其适用范围。

答：放射式接线的特点是每个负荷由一单独线路供电，因此发生故障时影响范围小，可靠

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性高，控制灵活，易于实现集中控制，缺点是线路多，所用开关设备多，投资大，因此这种接线多用于供电可靠性要求较高的设备。树干式接线的特点是多个负荷由一条干线供电，采用的开关设备较少，但干线发生故障时，影响范围较大，所以供电可靠性较低，且在实现自动化方面适应性较差。这种接线方式比较适用于供电容量较小，而分布较均匀的用电设备组。

2．车间的低压电力线路主要有哪些接线方式？通常哪种方式应用最普遍？为什么？ 答：车间的低压电力线路主要有放射式接线、树干式接线、变压器干线式接线、环形接线和链式接线等方式。通常变压器-干线式接线方式主要应用于设备位置经常调整的机械加工车间。因为这种接线方式在变压器低压侧不设低压配电屏，只在车间墙上装设低压断路器 。总干线采用载流量很大的母线，贯穿整个车间，再从干线经熔断器引至各分支线，这样大容量的设备可直接在总干线上，而小容量设备则接在分干线上，因此，非常灵活的适应设备位置的调整。

3.3 问题与思考

1．何谓硬母线？何谓软母线？铜母线、铝母线和钢母线各有何特点？它们分别适应于什么场合？

答：工厂变电所中，用来汇集和分配电流的汇流排被称之为硬母线。三相交流硬母线按黄、绿、红标示，接地的中性线用紫色，不接地的中性线用蓝色，十分方便识别各相的母线。软母线即架空导线，是构成工厂供配电网络的主要元件，软母线通常选用裸导线。

2．通常架空导线选用什么类型的导线？这种类型的导线按其结构不同可分为哪两种形式？工厂中最常用的是哪一种？在机械强度要求较高的35kV及以上架空线路多采用哪种绞线？

答：架空导线通常选用裸导线，按其结构不同可分为单股线和多股绞线。绞线又有铜绞线、铝绞线和钢芯铝绞线之分。在工厂中最常用的是铝绞线；在机械强度要求较高的35kV及以上架空线路多采用钢芯铝绞线。

4.1 问题与思考

1．何谓操作电源？操作电源分有哪几类？其作用有何不同？

答：操作电源主要是向二次回路提供所需的电源。操作电源分有直流和交流两大类，其中直流操作电源按电源性质可分为由蓄电池组供电的独立直流电源和交流整流电源，主要用于大、中型变配电所；交流操作电源包括由变配电所用主变压器供电的交流电源和由仪用互感器供电的交流电源，通常用于小型变配电所。

2．复式整流装置为什么可以保证在短路时仍能可靠供电？

答：复式硅整流操作电源有两部分供电，一是由变压器或电压互感器供电，二是由反应故障电流的电流互感器电流源供电。因此，当发生短路故障时，复式硅整流操作电源仍能可靠供电。

3．电气回路中为什么要装设绝缘监察装置？直流绝缘监察装置是如何发出音响和灯光信号的？

答：电气回路中为了能正确反映直流系统的任一极绝缘电阻下降情况以及绝缘电阻的大小、能测量绝缘电阻下降的极性和有助于绝缘电阻下降点的查找。要求装设绝缘监察装置。绝缘监

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察装置中的监视转换开关有“信号”、“测量位置1”、“测量位置2”三个位置。一般情况下，其手柄置于“信号”位置，，接地信号继电器线圈在电桥的检流计位置上，当母线绝缘电阻下降，造成电桥不平衡时，接地信号继电器动作，其常开触点闭合，光字牌亮，同时发出音响信号。

4．直流回路一点接地后还能继续运行吗？两点接地呢？

答：在直流系统中，正、负母线对地是悬空的，当发生一点接地时，并不会引起任何危害，直流回路仍能继续运行，但必须及时消除一点接地情况。否则，当另一点接地而形成两点接地情况时，就会引起信号回路、控制回路、继电保护回路和自动装置回路的误动作。

5．断路器控制回路应满足哪些基本要求？ 答：断路器控制回路应满足的基本要求如下： ①能手动和自动合闸与跳闸。

②能监视控制回路操作电源及跳、合闸回路的完好性；应对二次回路短路或过负荷进行保护。

③断路器操动机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，在合闸或跳闸完成后，应能自动解除命令脉冲，切断合闸或跳闸电源。

④应有反应断路器手动和自动跳、合闸的位置信号。 ⑤应具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”措施。 ⑥断路器的事故跳闸回路，应按“不对应原理”接线。

⑦对于采用气压、液压和弹簧操动机构的断路器，应有压力是否正常、弹簧是否拉紧到位的监视和闭锁回路。

4.2 问题与思考

1．供配电系统继电保护的基本要求有哪些？何谓选择性动作？什么是灵敏度？

答：供配电系统对继电保护的要求有四点：选择性、速动性、灵敏度和可靠性。其中选择性动作是指能挑选故障元件的能力。当供配电系统发生短路故障时，继电保护装置动作，只切除故障元件，并使停电范围最小，以减小故障停电造成的损失。灵敏性是指在保护范围内发生故障或不正常工作状态时，保护装置的反应能力。

2．为什么电流速断保护有的带时限，有的不带时限？

答：电流速断保护实际上就是一种瞬时动作的过电流保护。其动作时限仅仅为继电器本身的固有动作时间，它的选择性不是依靠时限，而是依靠选择适当动作电流来解决。速断过电流保护通过提高过电流保护的整定值来限制保护动作的范围，其靠近电源侧的保护是不加时限的瞬时动作保护。由于电流速断保护动作不带时限，为保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端发生最大短路电流时电流速断保护不应动作，因此规定凡装设电流速断保护的线路，都必须装设带时限的过电流保护。

3．何谓保护装置的接线系数？三相短路时，两相两继电器接线的接线系数为多少？两相一继电器式接线的接线系数又为多少？

答：表明流过继电器的电流与电流互感器二次电流之间关系的参量称为接线系数。两相两

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继电器接线方式将两只电流继电器分别与装设在A、C两相的电流互感器连接，因此又称为不完全星形接线。由于B相没有装设电流互感器和电流继电器，因此，它不能反应单相短路，只能反应相间短路，其接线系数在各种相间短路时均为1。两相一继电器接线方式中，三相短路时，对于两相都装有电流互感器的两相短路时，KW?2。当三相短路时，KW?电流互感器的两相短路时，KW?1。

4．为什么要求继电器的动作电流和返回电流均应躲过线路的最大负荷电流？

答：出现过流时，使继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流，使继电器返回到起始位置的最大电流，称为继电器的返回电流。为避免在最大负荷通过时保护装置误动作，过电流保护的动作电流整定应该躲过线路的最大负荷电流； 为保证保护装置在外部故障切除后，能可靠地返回到原始位置，防止发生误动作，保护装置的返回电流也应该躲过线路的最大负荷电流。

5．何谓速断保护？速断保护和过电流保护有什么区别？

答：过电流保护：当通过的电流大于继电器的动作电流时，保护装置启动，并用时限保护动作的选择性，这种继电保护装置称为过电流保护。

电流速断保护：电流速断保护是一种不带时限的过电流保护，实际中电流速断保护常与过电流保护配合使用。

两者的比较：过电流保护的范围是本级线路和下级电路，本级线路为过电流保护的主保护区，下级线路是其后备保护区。定时限过流保护整定简单，动作准确，动作时限固定，但使用继电器较多，接线较复杂，需直流操作电源。反时限过电流保护使用继电器少，接线简单，可采用交流操作，但动作准确度不高，动作时间与短路电流有关，呈反时限特性，动作时限整定复杂；线路越靠近电源，过电流保护的动作时限越长，而短路电流越大，危害也越大，这是过电流保护的不足。因此，ＧＢ５００６２－９２规定，当过电流保护动作时限超过０.５～０.７Ｓ时，应装设瞬动的电流速断保护。

6．某高压线路采用两相两继电器接线方式去分流跳闸原理的反时限过电流保护装置，电流互感器的变流比为250/5，线路最大负荷电流为220A，首端三相短路电流有效值为5100A，末端三相短路电流有效值为1900A。试整定计算其采用GL15型电流继电器的动作电流和速断电流倍数，并校验其过电流保护和速断保护的灵敏度。

解：电流继电器为GL型，所以其可靠系数为1.3，两相二继电器接线，接线系数取1，查资料得GL15型电流继电器返回系数不大于0.8，所以

IOP?KrelKWKreKiIlmax?1.3?10.8?2505?220?7.15A 3；只有一相装此继电器的动作电流可取8A。 速断保护的动作电流整定值为： IOP.kA?KrelKWKiIkmax?1.3?12505?1900?49.4A 速断保护的动作电流可取50A。整定速断动作电流倍数为：

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nqb?Iop.kAIop?508?6.25A 速断电流倍数为6.25。

按规定，主保护Sp1>1.5，后备保护的Sp2≥1.25。此题中，速断保护应为主保护，反时限保护应为后备保护。

主保护的灵敏度校验： 一次侧动作电流： Iop1?KiKWIopKA?501?50?2500A 主保护的灵敏度按线路首端最小两相短路电流计算：

Sp1?IKminIop1(2)?0.866?51002500?1.77>1.5 反时限过电流后备保护的灵敏度校验： 二次侧动作电流： Iop2?KiKWIopKA?501?8?400A 后备保护的灵敏度按线路末端最小两相短路电流计算：

Sp1?IKminIop2(2)?0.866?1900400?4.11>1.25 显然，保护整定满足灵敏度要求。

7．高频保护的基本原理是什么？说明高频通道的构成。高频保护有何特点？

答：高频保护的基本原理是将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，然后利用输电线路本身构成的高频电流通道，将此信号送至对端，比较两端电流相位或功率方向来确定保护是否应该跳闸。高频保护的结构由继电部分和通讯部分组成。高频保护的特点有①在被保护线路两侧各装半套高频保护，通过高频信号的传递和比较来实现保护。保护区只限于本线路，动作时限不必与相邻元件保护相配合，全线切除故障都是瞬动的。②高频保护不能反应被保护线路以外的故障，因此，不能作下一段线路的后备保护，所以线路上还需要装设其他保护作为本段及下一段线路的后备保护。③选择性好，灵敏度高，广泛应用在110～220kV及以上超高压电网中作线路主保护。④保护因有收发信机等部分，故比较复杂，价格也比较昂贵。

5.1 问题与思考

1．何谓电力系统的静态稳定性？何谓动态稳定性？

答：正常运行的电力系统受到很小的扰动之后，自动恢复到原来运行状态的能力称为电力系统的静态稳定性。动态稳定性是指当电力系统和发电机在正常运行时受到较大干扰，使电力系统的功率发生相当大的波动时，系统能保持同步运行的能力。

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