2025年工廠供電試題、考試題、習題庫及參考答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.工廠供電系統(tǒng)中，10kV高壓配電線路的額定電壓是指（）。A.線路末端電壓B.線路首端電壓C.線路的平均電壓D.用電設備的額定電壓2.某工廠一類負荷的供電要求是（）。A.單電源供電B.雙電源供電，且其中一個電源故障時另一電源能立即投入C.單電源加應急電源D.雙電源供電，無需自動切換3.計算負荷P30的物理意義是（）。A.年最大負荷B.半小時最大平均負荷C.一小時最大平均負荷D.日最大負荷4.提高功率因數(shù)的主要目的是（）。A.增加有功功率B.減少無功功率C.降低線路損耗和電壓損失D.提高設備容量利用率5.三相短路電流計算公式中，沖擊電流有效值Ich與短路電流周期分量有效值I"的關(guān)系為（）。（假設短路發(fā)生在發(fā)電機端）A.Ich=1.09I"B.Ich=1.51I"C.Ich=1.84I"D.Ich=2.55I"6.高壓斷路器的選擇中，動穩(wěn)定校驗的依據(jù)是（）。A.斷路器的額定開斷電流≥最大短路電流周期分量B.斷路器的額定電流≥計算電流C.斷路器的極限通過電流峰值≥短路沖擊電流峰值D.斷路器的熱穩(wěn)定電流≥短路電流有效值7.工廠低壓配電系統(tǒng)中，TN-C系統(tǒng)的特點是（）。A.中性線與保護線合一B.中性線與保護線分開C.電源中性點不接地D.保護線直接接地8.過電流保護的動作電流應躲過（）。A.最大負荷電流B.最小負荷電流C.短路電流D.尖峰電流9.工廠變電所主變壓器的臺數(shù)選擇，當負荷為一、二類負荷時，通常（）。A.選1臺B.選2臺及以上C.選3臺D.選4臺10.接地裝置的接地電阻應滿足（）。A.大接地電流系統(tǒng)R≤0.5Ω；小接地電流系統(tǒng)R≤4ΩB.所有系統(tǒng)R≤4ΩC.大接地電流系統(tǒng)R≤4Ω；小接地電流系統(tǒng)R≤10ΩD.無具體要求，按經(jīng)驗設計二、填空題（每空1分，共20分）1.工廠供電系統(tǒng)的基本要求是安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、______。2.負荷計算的常用方法有需要系數(shù)法、______、______等。3.短路的主要類型有三相短路、兩相短路、單相短路和______。4.計算短路電流時，標幺制法的關(guān)鍵步驟是選定______和______，計算各元件的標幺值。5.高壓配電裝置按安裝地點分為______和______。6.低壓配電系統(tǒng)的接地形式包括TN系統(tǒng)、______和______。7.電力變壓器的經(jīng)濟運行是指變壓器在______附近運行時，效率最高。8.無功補償?shù)幕痉绞接衉_____、______和______。9.過電流保護包括______保護和______保護。10.接地裝置由______和______組成。三、判斷題（每題1分，共10分）1.工廠供電系統(tǒng)的電壓等級越高，電能損耗越小，因此應盡可能采用高壓供電。（）2.一類負荷必須由兩個獨立電源供電，且兩個電源來自不同的變電所。（）3.計算負荷是用來選擇電氣設備的依據(jù)，因此計算負荷越大越好。（）4.三相短路電流是所有短路類型中最嚴重的，因此校驗電氣設備時只需考慮三相短路。（）5.高壓隔離開關(guān)可以帶負荷操作，因此可用于接通或斷開正常工作電流。（）6.TN-S系統(tǒng)中，中性線（N線）和保護線（PE線）嚴格分開，適用于對安全要求較高的場所。（）7.電力電容器進行無功補償時，應盡可能靠近負荷側(cè)安裝，以減少線路無功損耗。（）8.過電流保護的動作時間應遵循“階梯原則”，即離電源越近的保護裝置動作時間越長。（）9.變壓器的容量選擇只需滿足計算負荷的要求，無需考慮未來負荷增長。（）10.接地電阻越小，接地效果越好，因此所有接地裝置的接地電阻都應小于1Ω。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述工廠供電系統(tǒng)中負荷計算的目的和需要系數(shù)法的基本步驟。2.短路電流的主要危害有哪些？工程中通常采取哪些措施限制短路電流？3.高壓配電裝置的基本要求有哪些？4.簡述TN-C-S系統(tǒng)的特點及適用場合。五、計算題（共25分）1.（10分）某機械加工廠有以下負荷：車床10臺，每臺額定功率10kW，需要系數(shù)Kd=0.2，功率因數(shù)cosφ=0.6；銑床5臺，每臺額定功率15kW，Kd=0.25，cosφ=0.7；起重機3臺，每臺額定功率20kW（暫載率ε=40%，需換算到ε=25%），Kd=0.15，cosφ=0.5。試計算該車間的計算負荷（有功P30、無功Q30、視在S30、計算電流I30，假設電壓為380V）。2.（15分）某工廠10kV配電系統(tǒng)接線如圖所示（注：此處假設系統(tǒng)為無限大容量電源，變壓器參數(shù)：S=1000kVA，Uk%=4.5，連接組別Yyn0；線路參數(shù)：X0=0.35Ω/km，長度2km）。試計算變壓器低壓側(cè)（380V母線）三相短路時的短路電流周期分量有效值I"、沖擊電流峰值ish、沖擊電流有效值Ich，以及短路容量Sk（取基準容量Sd=100MVA，基準電壓Ud=10.5kV和0.4kV）。六、綜合分析題（5分）某工廠擬新建一座10kV變電所，負荷情況如下：一類負荷占20%（需雙電源供電），二類負荷占30%，三類負荷占50%；總計算負荷為1200kVA。試分析主變壓器的臺數(shù)、容量選擇及供電方案（需說明理由）。參考答案一、選擇題1.C2.B3.B4.C5.D6.C7.A8.D9.B10.A二、填空題1.經(jīng)濟2.二項式法；利用系數(shù)法3.兩相接地短路4.基準容量；基準電壓5.屋內(nèi)式；屋外式6.TT系統(tǒng)；IT系統(tǒng)7.額定容量的50%-70%8.高壓集中補償；低壓成組補償；個別補償9.定時限過電流；反時限過電流10.接地體；接地線三、判斷題1.×（需綜合考慮投資和損耗）2.√3.×（計算負荷應合理，過大導致設備浪費）4.×（兩相短路電流可能大于三相短路，需具體分析）5.×（隔離開關(guān)不能帶負荷操作）6.√7.√8.√9.×（需考慮5-10年負荷增長）10.×（根據(jù)系統(tǒng)類型要求不同，如小接地電流系統(tǒng)允許R≤10Ω）四、簡答題1.目的：為選擇變壓器、導線電纜、開關(guān)設備等提供依據(jù)，確保系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行。步驟：①分組計算同類設備的總功率（注意暫載率換算）；②確定每組的需要系數(shù)Kd和功率因數(shù)cosφ；③計算各組的有功P30=Kd×Pe，無功Q30=P30×tanφ；④總計算負荷P30總=KΣp×ΣP30（KΣp為同期系數(shù)，一般0.8-1），Q30總=KΣq×ΣQ30（KΣq≈KΣp）；⑤視在S30=√(P302+Q302)，計算電流I30=S30/(√3×Un)。2.危害：①熱效應：燒毀設備；②電動力效應：損壞設備機械結(jié)構(gòu)；③電壓驟降：影響負荷正常工作；④停電：破壞系統(tǒng)穩(wěn)定。限制措施：①選擇適當?shù)闹鹘泳€形式（如分列運行）；②采用限流電抗器；③限制變壓器容量和短路阻抗；④合理選擇系統(tǒng)電壓等級。3.基本要求：①滿足正常運行、檢修、短路和過電壓時的安全要求；②布置緊湊，節(jié)省空間；③便于操作、維護和巡視；④符合防火、防腐蝕、防振動等環(huán)境要求；⑤設備選擇滿足動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和開斷能力要求。4.特點：前部分為TN-C（N線與PE線合一），后部分為TN-S（N線與PE線分開），兼顧經(jīng)濟性和安全性。適用場合：工廠車間前半段（如電源進線）采用TN-C降低成本，后半段（如精密設備或人員密集區(qū)）改為TN-S，避免N線電流對設備的干擾，提高安全性。五、計算題1.解：（1）車床組：Pe1=10×10=100kW，P30-1=0.2×100=20kW，tanφ1=√(1/0.62-1)=1.333，Q30-1=20×1.333=26.66kvar（2）銑床組：Pe2=5×15=75kW，P30-2=0.25×75=18.75kW，tanφ2=√(1/0.72-1)=1.020，Q30-2=18.75×1.020=19.125kvar（3）起重機組（ε=40%換算至ε=25%）：Pe3=3×20×√(40%/25%)=3×20×1.2649≈75.89kW，P30-3=0.15×75.89≈11.38kW，tanφ3=√(1/0.52-1)=1.732，Q30-3=11.38×1.732≈19.71kvar（4）總計算負荷（取KΣp=KΣq=0.9）：P30總=0.9×(20+18.75+11.38)=0.9×50.13≈45.12kWQ30總=0.9×(26.66+19.125+19.71)=0.9×65.495≈58.95kvarS30=√(45.122+58.952)≈74.25kVAI30=74.25/(√3×0.38)≈112.8A2.解（標幺制法）：（1）基準值：Sd=100MVA，Ud1=10.5kV（高壓側(cè)），Ud2=0.4kV（低壓側(cè)）；Id2=Sd/(√3×Ud2)=100/(√3×0.4)≈144.34kA（2）系統(tǒng)電抗：無限大容量電源，Xs=0（3）線路電抗（10kV側(cè)）：Xl=0.35×2=0.7Ω，Xl=Xl×Sd/Ud12=0.7×100/(10.52)≈0.635（4）變壓器電抗：Xt=Uk%×Sd/(100×SN)=4.5×100/(100×1)=4.5（SN=1MVA）（5）總電抗標幺值：X總=Xs+Xl+Xt=0+0.635+4.5=5.135（6）低壓側(cè)三相短路電流周期分量有效值：I"=Id2/X總=144.34/5.135≈28.11kA（7）沖擊電流峰值（發(fā)電機端系數(shù)Kch=1.8）：ish=Kch×√2×I"=1.8×1.414×28.11≈71.67kA（8）沖擊電流有效值：Ich=√(1+(Kch√2-1)2)×I"=√(1+(2.55-1)2)×28.11≈1.51×28.11≈42.45kA（9）短路容量：Sk=Sd/X總=100/5.135≈19.47MVA六、綜合分析題方案分析：（1）主變壓器臺數(shù)：因存在一類負荷（需雙電源），且總負荷1200kVA，應選2臺變壓器（N-1原則），當一臺故障時，另一臺可承擔全部一、二類負荷（1200×(20%+