供配电技术习题解答

供配电技术习题解答内容摘要：

48 14 85 56 160 20 135 由上表可以看出， M 4 的 st NII =135A20A=115A 为最大，因此该线路的尖峰电流为： 0 .9 ( 3 5 1 4 5 6 ) 1 3 5 2 2 9 .5pkI A A A      第四章 短路计算及电器的选择校验 习题解答 41 有一地区变电站通过一条长 4km的 10kV 架空线路供电给某用户装有两台并列运行的 Yyn0联接的 S91000型主变压器的变电所。 地区变电站出口断路器为 SN1010II型。 试用欧姆法求该用户变电所 10kV 母线和 380V 母线的短路电流 (3)kI 、 39。 (3)I 、 (3)I 、(3)shi 、 (3)shI 及短路容量 (3)kS ，并列出短路计算表。 解：（一）绘短路计算电路图如下： （附图 3） （二）计算 k1 点的三相短路电路中各元件的电抗及三相短路电流和短路电流（ 1cU =） :查 附表 2 可得 SN1010II 型断路器的断流容量ocS 500ocS  MVA，因此 2 211 (1 0 .5 ) 0 .2 2500cocU kVX S M V A    2．架空线路的电抗：查表 41 得 0 /X km，因此 2 0 .3 5 ( / ) 4 1 .4 0X k m k m     3．绘 1k 点短路的等效电路图如下： （附图 4） 4．短路电路总电抗： ( 1 ) 1 2 0 .2 2 1 .4 1 .6 2kX X X         5． 1k 点的三相短路电路和短路容量： （ 1）三相短路电流周期分量有效值： ( 3 )11( 1 )1 0 .5 3 .7 43 3 1 .6 2ckkU kVI X  kA （ 2）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值： (3 ) (3 ) (3 )1 I I  kA （ 3）三相短路冲击电流： ( 3 ) ( 3 )2 .5 5 2 .5 5 3 .7 4 9 .5 4shi I k A   kA （ 4）第一个周期三相短路全电流有效值： ( 3 ) ( 3 )1 .5 1 1 .5 1 3 .7 4 5 .6 5shI I k A   kA （ 5）三相短路容量： ( 3 ) ( 3 )1 1 13 3 1 0 .5 3 .7 4 6 8 .0k c kS U I k V k A    MVA （三）计算 2k 点的三相短路电路中各元件的电抗及三相短路电流和短路容量（ 2  kV） 1．电力系统的电抗： 2 239。 421 ( 0 .4 ) 3 .2 1 0500cocU kVX S M V A      2．架空线路的电抗： 39。 2 2 3220 1 0 .4( ) 0 .3 5 ( / ) 4 ( ) 2 .0 3 1 01 0 .5ccU kVX X l k m k mU k V         3．电力变压器的电抗：查附表 1 得 % ,ZU  因此 2 2 3234 .% 4 .5 ( 0 .4 ) 7 .2 1 01 0 0 1 0 0 1 0 0 0Zc NTUU kVXX S k V A        4．绘 2k 点短路的等效电路图如下： （附图 5） 5．短路电路总电抗： 339。 39。 4 33( 2 ) 1 2 7 . 2 1 03 . 2 1 0 2 . 0 3 1 022k XX X X          =5。 95 310 6． 2k 点的三相短路电流和短路容量： （ 1）三相短路电流周期分量有效值： ( 3 )22 3( 2 )0 .4 3 8 .83 3 5 .9 5 1 0ckkU kVI X    kA （ 2）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值： (3 ) (3 ) (3 )2 I I  kA （ 3）三相短路冲击电流 ： ( 3 ) ( 3 )1 .8 4 1 .8 4 3 8 .8 7 1 .4shi I k A   kA （ 4）第一个周期三相短路全电流有效值： ( 3 ) ( 3 )1 .0 9 1 .0 9 3 8 .8 4 2 .3shI I k A   kA （ 5）三相短路容量： ( 3 ) ( 3 )2 2 23 3 0 .4 3 8 .8 2 6 .9k c kS U I k V k A    MVA 短路计算表如附录习题 41 参考答案所列，此略。 42 试用标幺制法重作习题 41。 解：（一）确定基准值 取 100dS  MVA， Kv， Kv，而 1 1 100 5 .5 03 3 1 0 .5dd dS M V AI U k V  Ka 2 2 100 1443 3 0 .4dd dS M V AI U k V  kA （二）计算短路电路中各元件的电抗标幺值 1．电力系统的电抗标幺值：查附表 2 得 SN1010II 型断路器的 500ocS  MVA，因此 1 100 0 .2500docS M V AX S M V A    2．架空线路的电抗标幺值：查表 41 得 0 /X km，因此 20 22 1000. 35 ( / ) 4 1. 27(10 .5 )dcS M V AX X l k m k mU k V       3．电力变压器的电抗标幺值：查附表 1 得 % ,ZU  因此 34 % 4. 5 10 0 4. 510 0 10 0 10 00Zd NUS M V AXX S k V A      （三）绘短路等效电路图如下： （附图 6） （四）求 1k 点的短路电路总电抗标幺值及三相短路 电流和短路容量 1．总电抗标幺值： ( 1 ) 1 2 0 .2 1 .2 7 1 .4 7kX X X        2．三相短路电流周期分量有效值： ( 3 ) 11 ( 1 ) 5 .5 0 3 .7 41 .4 7dk kI kAI X   kA 3．三相短路次暂态电流和稳态电流有效值： (3 ) (3 ) (3 )1 I I  kA 4．三相短路冲击电流： ( 3 ) ( 3 )2 .5 5 2 .5 5 3 .7 4 9 .5 4shi I k A   kA 5．第一个周期三相短路全电流 有效值： ( 3 ) ( 3 )1 .5 1 1 .5 1 3 .7 4 5 .6 5shI I k A   kA 6．三相短路容量： ( 3 ) ( 3 )1 1 13 3 1 0 .5 3 .7 4 6 8 .0k c kS U I k V k A    MVA （五）求 2k 点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1．总电抗标幺值： ( 2 ) 1 2 3 / 2 0 .2 1 .2 7 4 .5 / 2 3 .7 2kX X X X           ： ( 3 ) 22 ( 2 ) 144 3 8 .73 .7 2dk kI kAI X   kA 3．三相短路次暂态电流和稳态电流有效值： (3 ) (3 ) (3 )2 I I  kA 4．三相短路冲击电流： ( 3 ) ( 3 )1 .8 4 1 .8 4 3 8 .7 7 1 .2shi I k A   kA 5．第一个周期三相短路全电流有效值： ( 3 ) ( 3 )1 .0 9 1 .0 9 3 8 .7 4 2 .2shI I k A   kA 6．三相短路容量： S ( 3 ) ( 3 )2 2 23 3 0 .4 3 8 .7 2 6 .8k c kS U I k V k A    MVA 43 设某用户变电所 380V 母 线的三相短路电流周期分量有效值 (3)  kA。 而母线采用 LMY80 10，水平平放。 两相邻母线轴线间距离为 200mm，档距为 ，档数多于 2。 该母线上装有一台 500kW 的同步电动机， cos 1 时， 94%。 试校验此母线的动稳定度。 解：（一）计算 380V 母线三相短路时所受的最大电动力 1．同步电动机的反馈冲击电流：查表 43 得 ,c 而 . 1shMK  ，因此 . . . 5007 .5 6 .0 63 3 8 0 0 .9 4s h M s h M N M kWi c K I V     kA 2． 380V 母线的三相短路冲击电流： ( 3 ) ( 3 )1 .8 4 1 .8 4 3 6 .5 6 7 .2s h ki I k A   kA 3． 380V 母线在三相短路时所受的最大电动力： ( 3 ) ( 3 ) 2 7 ( ) 10 /sh sh M lF i i N Aa     3 3 2 7 20 .93 ( 6 7 .2 1 0 6 .0 6 1 0 ) 1 0 /0 .2 mA A N Am        =3526N （二）校验母线短路时 的动稳定度 1． 380V 母线在 (3)F 作用时的弯曲力矩： ( 3 ) 3 5 2 6 0 .9 3171 0 1 0F l N mM   N m 2．该母线的截面系数： 22 6( 0 .0 8 ) 0 .0 1 1 0 .6 7 1 066b h m mW    m3 3．该母线在三相短路时受到的计算应力： 663317 2 9 .7 1 01 0 .6 7 1 0c M N mWm    Pa= 而 LMY 型母线的允许应力为 70MPa,因此该母线满足短路动稳定度的要求。 44 设习题 43所述 380V 母线的短路保护动作时间为 ,低压断路器的断路时间为。 试校验此母线的热稳定度。 解：已知 (3) (3)  kA，并由附表 14 查得287 / ,C A s mm 0 .5 0 .0 5 0 .0 5 0 .6im at s s s s   。 因此该母线的最小热稳定截面为： 3m in 23 6 .5 1 0 0 .6 4 2 08 7 / AAsA s m m  mm2 而母线实际截面为 80 2210 80 0mm mm 2420mm ，因此该母线满足短路热稳定度的要求。 45 某用户变电所 10kV 高压进线采用三相铝芯聚氯乙烯绝缘电缆，芯线截面为50mm2。 已知该电缆首端装有高压少油断路器，其继电保护动作时间为。 电缆首端的三相短路电流 (3)  kA。 试校验此电缆的短路热稳定度。 解：已知 (3) (3)  kA，并由附表 14 查得 265 /C A s mm。 而 s s  s。 因此该电缆的最小热稳定截面为： 3 22m i n 22 .1 1 0 1 .4 3 8 5 06 5 / AA s m m m mA s m m    由此可知该电缆满足短路热稳定度的要求。 46 某 220/380V 线路的计算电流为 56A，尖峰电流为 230A。 该线路首端的三相短路电流 (3) 13kI  kA。 试选择该线路所装 RT0 型低压熔断器及其熔体的规格。 解：（一） RT0 型熔断器熔体电流的。