《供配電技術》唐志平第三版習題答案(全)

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第 1 章 電力系統(tǒng)概論 1 1 什么叫電力系統(tǒng) 為什么要建立電力系統(tǒng) 電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠 變電所 電力線路和電能用戶組成的一個整體 為了充分利用動力資源 降低發(fā)電成本 發(fā)電廠往往遠離城市和電能用戶 因此 這就需 要輸送和分配電能 將發(fā)電廠發(fā)出的電能經(jīng)過升壓 輸送 降壓和分配 送到用戶 1 2 供配電系統(tǒng)由那些部分組成 在什么情況下應設總降壓變電所或高壓配電所 供配電系統(tǒng)由總降變電所 高壓配電所 配電線路 車間變電所和用電設備組成 總降壓變電所是企業(yè)電能供應的樞紐 它將 35kV 110kV 的外部供電電源電壓降為 6 10kV 高壓配電電壓 供給高壓配電所 車間變電所和高壓用電設備 高壓配電所集中接受 6 10kV 電壓 再分配到附近各車間變電所和高壓用電設備 一般負荷分散 廠區(qū)大的大 型企業(yè)設置高壓配電所 1 3 發(fā)電機的額定電壓 用電設備的額定電壓和變壓器額定電壓是如何規(guī)定的 為什么 用電設備的額定電壓等于電力線路的額定電壓 發(fā)電機的額定電壓較電力線路的額定電壓 要高 5 變壓器的一次繞組的額定電壓等于發(fā)電機的額定電壓 升壓變壓器 或電力線路的 額定電壓 降壓變壓器 二次繞組的額定電壓較電力線路的額定電壓要高 10 或 5 視線 路的電壓等級或線路長度而定 額定電壓是能使電氣設備長期運行在經(jīng)濟效果最好的電壓 它是國家根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展的需要 及電力的水平和發(fā)展的趨勢經(jīng)過全面技術經(jīng)濟分析后確定的 1 4 電能的質(zhì)量指標包括哪些 電能的質(zhì)量指標是指電壓質(zhì)量 頻率質(zhì)量 供電可靠性 1 5 什么叫電壓偏移 電壓波動和閃變 如何計算電壓偏移和電壓波動 電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度 電壓波動是指電壓的急劇變化 周期性電壓急劇變 化引起光源光通量急劇波動而造成人眼視覺不舒適的現(xiàn)象 成為閃變 電壓偏差一般以百分數(shù)表示 即 式中 為電壓偏差百分數(shù) 為實際電壓 為額定電壓 10NU U UN 電壓波動程度以電壓最大值與最小值之差或其百分數(shù)來表示 即 maxin10NU 式中 為電壓波動 為電壓波動百分數(shù) 為電壓波動的最大值和最 maxUin 小值 kV 為額定電壓 kV N 1 6 電力系統(tǒng)的中性點運行方式有哪幾種 中性點不接地電力系統(tǒng)和中性點直接接地系統(tǒng) 發(fā)生單相接地時各有什么特點 電力系統(tǒng)的中性點運行方式有三種 中性點不接地系統(tǒng) 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)和中 性點直接接地系統(tǒng) 中性點不接地電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時 接地相對地電壓為零 電容 電流為零 非接地相對地電壓升高為線電壓 電容電流增大 倍 但各相間電壓 線電壓 仍然對稱平衡 中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時 通過中性點形成單相短路 產(chǎn)生很 大的短路電流 中性點對地電壓仍為零 非接地相對地電壓也不發(fā)生變化 1 7 電力負荷按對供電可靠性要求分幾類 對供電各有什么要求 電力負荷按對供電可靠性可分為三類 一級負荷 二級負荷和三級負荷 對供電的要求 一級負荷要求最嚴 應由兩個獨立電源供電 當一個電源發(fā)生故障時 另一電源應不同時 受到損壞 在一級負荷中的特別重要負荷 除上述兩個獨立電源外 還必須增設應急電源 為保證對特別重要負荷的供電 嚴禁將其他負荷接入應急供電系統(tǒng) 二級負荷要求比一級 負荷低 應由兩回線路供電 供電變壓器亦應有兩臺 從而做到當電力變壓器發(fā)生故障或 電力線路發(fā)生常見故障時 不致中斷供電或中斷后能迅速恢復 三級負荷要求最低 沒有 特殊要求 一般有單回路電力線路供電 1 8 試確定圖所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機 G 和變壓器 1T 2T 和 3T 的額定電壓 解 發(fā)電機的額定電壓 U 1 05 10KV 10 5kV 變壓器 1T 的額定電壓一次側 U 10 5kV 二次側 U 1 1 35kV 38 5kV 變壓器 2T 的額定電壓一次側 U 35kV 二次側 U 1 05 10kV 10 5kV 變壓器 3T 的額定電壓一次側 U 10kV 二次側 U 1 05 0 38 0 399kV 1 9 試確定圖中所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機 G 變壓器 2T 3T 線路 1WL 2WL 的額定電壓 解 發(fā)電機 G 額定電壓 U 1 05U1 10 5kV 變壓器 2T U1 U 10 5kV U2 1 1 220 242kV 故額定電壓為 10 5 242 變壓器 3T U1 220kV U2 1 1 110 121kV U3 1 05 10 10 5kV 線路 1WL 的額定電壓為 U 10kV 線路 2WL 的額定電壓為 U 0 38kV 1 10 試查閱相關資料或網(wǎng)上查閱 找出去年我國的發(fā)電機裝機容量 年發(fā)電量和年用電量 答案 略 1 11 畫出中性點不接地系統(tǒng) A 相發(fā)生單相接地時的相量圖 第 2 章 負荷預測 2 1 什么叫負荷曲線 有哪幾種 與負荷曲線有關的物理量有哪些 答 負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形 反映了用戶用電的特點和 規(guī)律 負荷曲線按負荷的功率性質(zhì)不同 分有功負荷和無功負荷曲線 按時間單位的不同 分日負荷曲線和年負荷曲線 按負荷對象不同 分用戶 車間或某類設備負荷曲線 與負荷曲線有關的物理量有 年最大負荷和年最大負荷利用小時 平均負荷和負荷系 數(shù) 2 2 什么叫年最大負荷利用小時 什么叫年最大負荷和年平均負荷 什么叫負荷系數(shù) 答 年最大負荷利用小時是指負荷以年最大負荷 持續(xù)運行一段時間后 消耗的電maxP 能恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能 這段時間就是最大負荷利用小時 年最大負荷 指全年中負荷最大的工作班內(nèi) 為防偶然性 這樣的工作班至少要在maxP 負荷最大的月份出現(xiàn) 2 3 次 30 分鐘平均功率的最大值 因此年最大負荷有時也稱為 30 分鐘最大負荷 0 負荷系數(shù) 是指平均負荷與最大負荷的比值 LK 2 3 什么叫計算負荷 為什么計算負荷通常采用 30min 最大負荷 正確確定計算負荷有何 意義 答 計算負荷是指導體中通過一個等效負荷時 導體的最高溫升正好和通過實際的變 動負荷時產(chǎn)生的最高溫升相等 該等效負荷就稱為計算負荷 導體通過電流達到穩(wěn)定溫升的時間大約為 3 4 為發(fā)熱時間常數(shù) 對中小截面的 導體 其 約為 10min 左右 故截流倒替約經(jīng) 30min 后達到穩(wěn)定溫升值 但是 由于較大 截面的導體發(fā)熱時間常數(shù)往往大于 10min 30min 還不能達到穩(wěn)定溫升 由此可見 計算負 荷 Pc 實際上與 30min 最大負荷基本是相當?shù)?計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù) 計算符合的確定是否合理 將直接影響到電氣 設備和導線電纜的選擇是否合理 計算負荷不能定得太大 否則選擇的電氣設備和導線電 纜將會過大而造成投資和有色金屬的浪費 計算負荷也不能定得太小 否則選擇的電氣設備 和導線電纜將會長期處于過負荷運行 增加電能損耗 產(chǎn)生過熱 導致絕緣體過早老化甚 至燒毀 2 4 各工作制用電設備的設備容量如何確定 答 長期工作制和短期工作制的設備容量就是該設備的銘牌額定功率 即 Pe PN 反復短時工作制的設備容量是指某負荷持續(xù)率下的額定功率換算到統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下 的功率 2 5 需要系數(shù)的含義是什么 答 所有用電設備的計算負荷并不等于其設備容量 兩者之間存在一個比值關系 因此 需要引進需要系數(shù)的概念 即 cdePK 式中 K d 為需要系數(shù) P c 為計算負荷 P e 為設備容量 形成該系數(shù)的原因有 用電設備的設備容量是指輸出容量 它與輸入容量之間有一個 平均效率 用電設備不一定滿負荷運行 因此引入符合系數(shù) KL 用電設備本身及配電線路 有功率損耗 所以引進一個線路平均效率 用電設備組的所有設備不一定同時運行 wL 故引入一個同時系數(shù) 2 6 確定計算負荷的估算法 需要系數(shù)法和二項式法各有什么特點 各適合哪些場合 答 估算法實為指標法 其特點是進行方案比較時很方便 適用于做任務書或初步設計 階段 需要系數(shù)法的特點是簡單方便 計算結果較符合實際 而長期使用已積累了各種設 備的需要系數(shù) 是世界各國普遍采用的方法 適用于多組三相用電設備的計算負荷 二項 式法其特點是既考慮了用電設備的平均負荷 又考慮了幾臺最大用電設備引起的附加負荷 其計算的結果比按需要系數(shù)法計算的結果大得多 適用于容量差別懸殊的用電設備的負荷 計算 2 7 在確定多組用電設備總的視在計算負荷和計算電流時 可否將各組的視在計算負荷和 計算電流分別直接相加 為什么 應如何正確計算 答 不可以 需要考慮用電設備各組的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素 因此在確定總計算負 荷時 只能在各組用電設備中取一組最大的附加負荷 再加上各組用電設備的平均負荷 即 maxa tantnceiPbcPQ 式中 為各用電設備組的平均功率 其中 是各用電設備組的設備總容量 ei eP 為每組用電設備組中 臺容量較大的設備的附加負荷 為附加負荷最大的一組xcPx max c 設備的附加負荷 為最大附加負荷設備組的功率因數(shù)角的正切值 matn 2 8 在接有單相用電設備的三相線路中 什么情況下可將單相設備與三相設備綜合按三相 負荷的計算方法計算確定負荷 而在什么情況下應進行單相負荷計算 答 單相設備應盡可能地均勻分布在三相上 以使三相負荷保持平衡 a 三相線路中單相設備的總容量不超過三相總容量的 15 時 單相設備可按三相負荷平 衡計算 b 三相線路中單相設備的總容量超過三相總容量的 15 時 應把單相設備容量換算為等 效三相設備容量 再算出三相等效計算負荷 2 9 如何分配單相 220 伏 380 伏 用電設備 使計算負荷最小 如何將單相負荷簡便地 換算成三相負荷 答 可以用負荷密度法和需要系數(shù)法來分配用電設備 這樣換算 當單相設備的總容量不超過三相總容量的 15 單相設備按三相負荷平衡來 計算 當單相設備的總容量超過三相總容量的 15 應該換成等效三相設備容量 再算 出三相等效計算負荷 2 10 電力變壓器的有功功率和無功功率損耗各如何計算 其中哪些損耗是與負荷無關的 哪些損耗與負荷有關 按簡化公式如何計算 解 有功功率損耗 鐵損 銅損 FeCuP A 有功功率損耗為 22cTFeCuFeCu0kNSP NPcS AA 無功功率 0QA Q 0 是變壓器空載時 由產(chǎn)生主磁通電流造成的 Q 是變壓器負荷電流在一次 二次繞組電抗上所產(chǎn)生的無功損耗 無功功率損耗為 2c0ckT00NNSISU1 AA P Fe 和 Q 0 是與負荷無關 P Cu 和 Q 與負荷有關 簡化公式 20k2TNtIUS1 A 2 11 什么叫平均功率因數(shù)和最大負荷時功率因數(shù) 各如何計算 各有何用途 答 平均功率因數(shù)是指導在某一時間內(nèi)的平均功率因數(shù) 也稱加權平均功率因數(shù) 最大負荷時 的功率因數(shù)是指在年最大負荷時的功率因數(shù) 平均功率因數(shù)計算功式 略 用途供電部門能根據(jù)月平均功率因數(shù)來調(diào)整用戶的電費電價 2 12 進行無功功率補償 提高功率因數(shù) 有什么意義 如何確定無功補償容量 答 降低電能損耗 降低電壓損失 提高供電設備利用率 補償容量 1 采用固定補償 式中 Q cc 為補償容量 P av 為平cav1av2QPtgt 均有功負荷 P av Pc 或 Wa t P c 為負荷計算得到的有功計算負荷 為有功負荷系數(shù) Wa 為時間 t 內(nèi)消耗的電能 tg av1 為補償前平均功率因數(shù)角的正切值 tg av2 為補償后平 均功率因數(shù)角的正切值 tg av1 tg av2 稱為補償率 可用 q c 表示 2 采用自動補償 Qcc Pc tg 1 tg 2 2 13 提高自然功率因素有哪些常用的方法 他們的基本原理是什么 答 提高自然功率因素的主要方法有 1 合理選擇電動機的規(guī)格 型號 2 防止電動機空載運行 3 保證電動機的檢修質(zhì)量 4 合理選擇變壓器的容量 5 交流接觸器的節(jié)電運行 他們的基本原理是在不添置任何補償設備的情況下 采用科學措施減少用電設備的無 功功率的需要量 使供配電系統(tǒng)總功率因素提高 2 14 并聯(lián)電容器的補償?shù)难b設有幾種 各有何特點 適用于什么場合 答 并聯(lián)電容器的補償?shù)难b設有一下幾種 1 高壓集中補償 指將高壓電容器組集中裝設在總降壓變電所的 6 10kV 母線上 該補償方式只能補償總降壓變電所的 6 10kV 母線之前的供配電系統(tǒng)中由無功功 率產(chǎn)生的影響 而對無功功率在即也內(nèi)部的供配電系統(tǒng)中引起的損耗無法補償 因此補償范圍最小 經(jīng)濟效果較后兩種補償方式差 但由于裝設集中 運行條件 較好 維護管理方便 投資較少 且總降壓變電所 6 10kV 母線停電機會少 因 此電容器利用率高 這種方式在一些大中型企業(yè)中應用相當普遍 2 低壓集中補償 是指將低壓電容器集中裝設在車間變電所或建筑物變電所的低壓 母線上 該補償方式只能補償車間變電所或建筑物變電所低壓母線前變電器和高 壓配電線路及電力系統(tǒng)的無功功率 對變電所低壓母線后的設備則不起補償作用 但其補償范圍比高壓集中補償要大 而且該補償方式能使變壓器的視在功率減小 從而使變壓器的容量可選得較小 因此比較經(jīng)濟 這種低壓電容器補償屏一般可 安裝在低壓配電室內(nèi) 運行維護安全方便 該補償方式在用戶中應用相當普遍 3 單獨就地補償 個別補償或分散補償 是指在個別功率因素較低的設備旁邊裝 設補償電容器組 該補償方式能補償安裝部位以前的所有設備 因此補償范圍最 大 效果最好 但投資較大 而且如果被補償?shù)脑O備停止運行的話 電容器組也 被切除 電容器的利用率較低 同時存在小容量電容器的單位價格 電容器易受 到機械震動及其他環(huán)境條件影響等缺點 所以這種補償方式適用于長期穩(wěn)定運行 無功功率需要較大 或距電源較遠 不便于實現(xiàn)其他補償?shù)膱龊?2 15 什么是尖峰電流 尖峰電流的計算有什么用處 答 尖峰電流是指單臺或多臺用電設備持續(xù) 1 2 秒的短時最大負荷電流 尖峰電流的計算可以提供選定用電設備的型號以及保護用電設備等 2 16 某車間 380 伏線路供電給下列設備 長期工作的設備有 7 5kW 的電動機 2 臺 4kW 的電動機 3 臺 3kW 的電動機 10 臺 反復短時工作的設備有 42kVA 的電焊機 1 臺 額定 暫載率為 60 0 62 0 85 10t 吊車 1 臺 在暫載率為 40 的條件下 其額cosN N 定功率為 39 6kW 0 5 試確定它們的設備容量 解 對于長期工作制的設備 其設備容量就是它們的額定功率 所以長期工作設備的設備 容量為 e1 P7 52kW4310k57W 對于反復短時工作制的設備 其設備容量為 電焊機 e20 6 2 吊車 3 P439k501 所以 它們的總的設備容量為 e12e372 W27 3 k 總 2 17 已知有一汽車拖拉機廠每年生產(chǎn)拖拉機 2400 臺 汽車 1200 輛 試用估算法求該廠的 計算負荷 解 查詢資料得知 生產(chǎn)拖拉機的單位產(chǎn)品耗電量為 5000 8000kWh 這里估算取 6500kWh 臺 生產(chǎn)汽車的單位產(chǎn)品耗電量為 1500 2500kWh 這里估算取 2000kWh 輛 年最大負荷利用小時數(shù)取 4960h 124065160aWmkWhkh 2 24 12max560240439 59cWPkWkT 2 18 某廠金工車間的生產(chǎn)面積為 60m 32m 試用估算法估算該車間的平均負荷 解 查表可知負荷密度指標 220 1 S6390k av P 1 kW 答 用估算法估算該車間的平均負荷為 192 kW 2 19 某工廠 35 6kV 總降壓變電所 分別供電給 1 4 號車間變電所及 6 臺冷卻水泵用的 高壓電動機 1 4 號車間變電所的計算負荷分別為 P c1 840kW Q c1 680kvar P c2 920 kw Q c2 750 kvar P c3 850 kw Q c3 700 kvar Pc4 900 kw Q c4 720 kvar 高壓電動 機每臺容量為 300 kW 試計算該總降壓變電所總的計算負荷 忽略線損 解 由題意可知 水泵用的高壓電動機 假設同時系數(shù) K 0 9 0 8 65 cos0 8 tan 75dKb 1314cePkpkW 0tan4 7vararQ ec01c23c4PKP0 918409250kW45 Q672var37kar2 57 5 3eSVAK68 348 0113ecnIU 高壓側 10 540 eePSkW 高壓側 211 6387var9 25eeQVA 1 3cenSIU 答 該總降壓變電所高壓側總的計算負荷 Pe1 4540 33 kw Q e1 3878 3 kvar S e1 5971 25 I ce1 98 62A 2 20 某車間采用一臺 10 0 4kV 變壓器供電 低壓負荷有生產(chǎn)用通風機 5 臺共 60kW 點焊 機 65 3 臺共 10 5kW 有連鎖的連續(xù)運輸機械 8 臺共 40kW 5 1kW 的行車 15 2 臺 試確定該車間變電所低壓側的計算負荷 解 通風機 1110 8 cos tan0 75dK 11648tan 73vr rcePkWQk 點焊機 2220 35 cos0 tan13d 226 8 4 84796tan91 3var reNcdekPKQ A 有連鎖的連續(xù)運輸機械 330 cos75 tan0 8d 330 7428tan var4 6rcdekWPk 行車 44 15 cos tn173dK 440 2 9539tan 517var 03reNcdekPQ A 同時系數(shù)取 pqK 車間計算負荷為 20 9 482 60 59 71 60343var 39var1 479 630 cpciqiccNPkWQ kSkVAIU 2 21 某車間設有小批量生產(chǎn)冷加工機床電動機 40 臺 總容量 152kW 其中較大容量的電 動機有 10kW 1 臺 7kW 2 臺 4 5kW 5 臺 2 8kW 10 臺 衛(wèi)生用通風機 6 臺共 6kW 試 分別用需要系數(shù)法和二項式法求車間的計算負荷 解 需要系數(shù)法 查表 A 1 可得 冷加工機床 d111K0 cos tan 73 10 2530 434726cPkWQk 通風機組 d2 2K 8 cos tan0 75 c2P0 6k4753 車間的計算負荷 c2ceN 93 8W1 6kQ0564508SP VAI3U9 1732 9 7 二項式法 查表 A 1 可得 冷加工機床 111110 4 5cos0 tan 73bcx ex1 P 52kW8c 7 k3 2 通風機組 222206 5 cos08 tan 75bcx 因為 n 6 2x 2 取 x2 3 則 ex2 P 5k3 9c7 顯然在二組設備中 第一組附加負荷 cP x 1 最大 故總計算負荷為 c2ceNP 1 839 kW 38 Q70527 kvar62 5arS 4VAI U 1 2 22 某 220 380V 三相四線制線路上接有下列負荷 220V 3kW 電熱箱 2 臺接于 A 相 6kW1 臺接于 B 相 4 5kW 1 臺接于 C 相 380V 20kW 65 單頭手動弧焊機 1 臺接于 AB 相 6kW 10 3 臺接于 BC 相 10 5kW 50 2 臺接于 CA 相 試求該線路的計算負荷 解 1 電熱箱的各相計算負荷 查表 A 1 得 因此各相的有功計算負荷為 0 7 cos1 tan0dK A 相 1324 ceAPkW B 相 10 7614 2cdeBPKkW C 相 53Ck 2 單頭手動弧焊機的各相計算負荷 查表 A 1 得 查表 2 4 得 時 則0 3 cos tan2 68d cos0 35 127 5 63ABCBAABCAppqq 將各相換算成 的設備容量 即 10 23 21 63590 54 8NBCAPkWk 各相的設備容量為 A 相 1 276 0 2714 85 6 4 0533vareABCAPpPkWQq B 相 9 2 12761ar50reBABC kk C 相 4 85 0 27 69 17 3 03vr248areABCPpPQq 各相的計算負荷為 A 相 20 7164 3var2879cdeAKkWk B 相 2 07 5r45cdeBPQk C 相 2 132 14 8var7cdeCKkW 3 各相總的計算負荷為 設同時系數(shù)為 0 95 A 相 12 0 95 2 4 935ccAcP kQ B 相 12 4 16 0953083ccBcKkWk C 相 12 0 95 3 12 14 576ccCcPKkWQ 4 總的等效三相計算負荷 因為 A 相的有功計算負最大 所以 則 9 27 35varcmAcmcAPkQk 22314 93 75var80ar 78 0 4133 cmcNPkWQkSKVIAU 2 23 某廠機械工車間變電所供電電壓 10kV 低壓側負荷擁有金屬切削機床容量共 920kW 通風機容量共 56kW 起重機容量共 76kW 15 照明負荷容量 42kW 白熾燈 線路 額定電壓 380V 試求 1 該車間變電所高壓側 10kV 的計算負荷 coscPQSI 及 2 若車間變電所低壓側進行自動補償 功率因數(shù)補償?shù)?0 95 應裝 BW0 4 28 3 型電容 器多少臺 3 補償后車間高壓側的計算負荷 計算視在功率減小多少 cscI及 解 1 查表 A 1 小批量金屬切削機床 1110 2 os 5 tan 739084tan vr 2vardceKPkWQk 通風機 222 8 s ta5 56 ta407r3 6ardcekPk 起重機 3330 os tan12 78tan1 783vr20ardceKWQkk 照明 410vrcPkW 總的計算負荷為 設同時系數(shù)為 0 95 12341 0 95 184 17842 68 453260 3var39var cos0 6ccccccPKPkWkQQSkVA 變壓器的功率損耗為 5 14 036 06var24arTcPSkWQ 變電所高壓側總的計算負荷為 2 7 38ar 469 0 271cTccNkSPVAIU 變電所高壓側的功率因數(shù)為 cos 0 586cPS 2 10 tant 2 45 tan rcos0 6 tan rcos0 95 268 4var68 45cQ k 實際補償容量為 280kvar 3 變電所低壓側視在計算負荷為 221 78 30 5 416var6 0arcccTSPkVAWQk 變電所高壓側總的計算負荷為 21 228 27 335919 var 469 7cTcc kSPkVA 變電所高壓側的功率因數(shù)為 2 cos0 5cS 2 24 某廠 10kV 母線上的有功計算負荷為 320kW 平均功率因數(shù)為 0 67 如果要使平均功 率因數(shù)提高到 0 9 在 10kV 母線上固定補償 則需要裝設 BW 型并聯(lián)電容器的總容量是多 少 并選擇電容器的型號和個數(shù) 解 1tant arcos0 67 1 8v 294312 tatn 0 753 08 kvar1496kvrn 1 5cvvavLcNQPKq 考慮到三相均衡分配 每相裝設 5 個 此時并聯(lián)電容器的實際補償容量為 150kvar 選擇 BW 10 5 10 1 型電容器 15 個 2 25 某工具廠全年消耗的電能 Wa為 2500 萬度 W r為 2100 萬度 供電電壓為 10kV 其平 均有功功率和平均功率因數(shù)是多少 欲將功率因數(shù)提高到 0 9 需裝設 BWF10 5 30 1 并聯(lián) 電容器多少臺 解 7 2 510 86253 8avPt k 112tn4cos rctan t 2853 0 83kvr1kvrn 4avvcNQq 考慮到三相平衡應裝設 36 臺 每相 12 臺 2 26 某工廠 35kV 總降壓變電所 10kV 側計算負荷為 1 車間 720kW j510kvar 2 車間 580kW j400kvar 3 車間 630kW j490kvar 4 車間 475Kw j335kvar 0 76 0 82 忽略 線損 試求 1 全廠計算負荷及平均功率因數(shù) 2 功率因數(shù)是否滿足供用電規(guī)程 若不滿足 應補償?shù)蕉嗌?3 若在 10kV 側進行固定補償 應裝 BW 10 5 16 1 型電容器多少臺 4 補償后全廠的計算負荷及平均功率因數(shù) 解 1 1122334470 5var806 9rPkWQk 全廠計算負荷 2164 5varcos arctn os 3 8 0 1SpcQPkkWF 2 0 9 所以不滿足 應補償?shù)?0 9 3 12 tant 34 7var 64cvPFkQ 4 補償后功率因數(shù) avcosP 0 92 第 3 章 短路電流計算 3 1 什么叫短路 短路的類型有哪些 造成短路的原因是什么 短路有什么危害 答 短路是不同相之間 相對中線或地線之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接 短路種類有三相短路 兩相短路 單相短路和兩相接地短路 短路的原因主要有設備長期運行 絕緣自然老化 操作過電壓 雷電過電壓 絕緣受到機 械損傷等 短路的危害 1 短路產(chǎn)生很大的熱量 導體溫度身高 將絕緣損壞 2 短路產(chǎn)生巨大的電動力 使電器設備受到機械損壞 3 短路使系統(tǒng)電壓嚴重減低 電器設備正常工作受到破壞 4 短路造成停電 給國家經(jīng)濟帶來損失 給人民生活帶累不便 5 嚴重的短路將影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性 使并聯(lián)運行的同步發(fā)電機失去同步 嚴重的 可能造成系統(tǒng)解列 甚至崩潰 6 單相短路產(chǎn)生的不平橫磁場 對附近的通信線路和弱電設備產(chǎn)生嚴重的電磁干擾 影響 其正常工作 3 2 什么叫無限大容量系統(tǒng) 它有什么特征 為什么供配電系統(tǒng)短路時 可將電源看做無限 大容量系統(tǒng) 答 無限大容量系統(tǒng)的指端電壓保持恒定 沒有內(nèi)部阻抗和容量無限大的系統(tǒng) 它的特征有 系統(tǒng)的容量無限大 系統(tǒng)阻抗為零和系統(tǒng)的端電壓在短路過程中維持不變 實際上 任何電力 系統(tǒng)都有一個確定的容量 并有一定的內(nèi)部阻抗 當供配電系統(tǒng)容量較電力系統(tǒng)容量小得多 電力系統(tǒng)阻抗不超過短路回路總阻抗的 5 10 或短路點離電源的電氣距離足夠遠 發(fā) 生短路時電力系統(tǒng)母線降低很小 此時可將電力系統(tǒng)看做無限大容量 3 3 無限大容量三相短路時 短路電流如何變化 答 三相短路后 無源回路中的電流由原來的數(shù)值衰減到零 有源回路由于回路阻抗減小 電流增大 但由于回路內(nèi)存在電感 電流不能發(fā)生突變 從而產(chǎn)生一個非周期分量電流 非周期分量電流也不斷衰減 最終達到穩(wěn)態(tài)短路電流 短路電流周期分量按正弦規(guī)律變化 而非周期分量是按指數(shù)規(guī)律衰減 最終為零 又稱自由分量 3 4 產(chǎn)生最嚴重三相短路電流的條件是什么 答 1 短路前電路空載或 cos 1 2 短路瞬間電壓過零 t 0 時 a 0 度或 180 度 3 短路回路純電感 即 k 90 度 3 5 什么是次暫態(tài)短路電流 什么是沖擊短路電流 什么是穩(wěn)態(tài)短路電流 它們與短路電 流周期分量有效值有什么關系 答 次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個周期的有效值 沖擊短路電流是短路全電流的最大瞬時值 高壓系統(tǒng) 1 8 2 5 1 shshshKiII 低壓系統(tǒng) 1 3 84 1 09 shshshKiII 穩(wěn)態(tài)短路電流是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流 無限大容量系統(tǒng) PII 高壓系統(tǒng) 低壓系統(tǒng)2 5 shshiII 84 1 09 shshiI 3 6 什么叫標幺值 如何選取基準值 答 用相對值表示元件的物理量 稱為標幺值 任意一個物理量的有名值與基準值的比值 成為標幺值 標幺值沒有單位 基準值的選取是任意的 但為了計算方便 通常取 100MVA 為基準容量 取線路平均額定 電壓為基準電壓 即 1 05davNU 3 7 如何計算三相短路電路 答 根據(jù)短路計算要求畫出短路電流計算系統(tǒng)圖 該系統(tǒng)圖應包含所有與短路計算有關 的元件 并標出各元件的參數(shù)和短路點 畫出計算短路電流的等效電路圖 每個元件用一個阻抗表示 電源用一個小圓表示 并 標出短路點 同時標出元件的序號和阻抗值 一般分子標序號 分母標阻抗值 選取基準容量和基準電壓 計算各元件的阻抗標幺值 等效電路化簡 求出短路回路總阻抗的標幺值 簡化時電路的各種簡化方法都可以使用 如串聯(lián) 并聯(lián) Y 或 Y 變換 等電位法等 按前述公式由短路回路總阻抗標幺值計算短路電流標幺值 再計算短路各量 即短路電 流 沖擊短路電流和三相短路容量 3 8 電動機對短路電流有什么影響 答 供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時 從電源到短路點的系統(tǒng)電壓下降 嚴重時短路點的電壓可降 為零 接在短路點附近運行的電動機的反電勢可能大于電動機所在處系統(tǒng)的殘壓 此時電 動機將和發(fā)動機一樣 向短路點饋送短路電流 同時電動機迅速受到制動 它所提供的短 路電流很快衰減 3 9 在無限大容量系統(tǒng)中 兩相短路電流與三相短路電流有什么關系 答 在三相短路電流計算中 記線路平均額定電壓為 avU 短路回路阻抗用 表示 kZ 則有 三相短路電流 p avkI 1 732 沖擊電流 shshpi4I 其中 為短路電路沖擊系數(shù)shk1e0 在兩相短路電流計算中 記 為短路點的平均額定電壓 avU 為短路回路的一相總阻抗 kZ 則有 兩相短路電流 avkU I2Z 沖擊電流 shshki1 4I 其中 為短路電路沖擊系數(shù)shk1e0 將 與 與 對比可得 86kpII0 86 shshii 由以上分析可得 在無限大容量系統(tǒng)中 兩相短路電流較三相短路電流小 3 10 什么是短路電流的電動力效應 如何計算 短路電流通過導體或電氣設備 會產(chǎn)生很大的電動力和產(chǎn)生很高的溫度 稱 為短路的電動力效應和熱效應 短路電流的電動力效應是當電路短路時 短路沖擊電流流過導體瞬間 導 線間相互電磁作用產(chǎn)生的力 1 兩平行載流導體間的電動力 式中 a 為兩平行導線間距 l 為導線長 K f為形狀系數(shù) 圓形 712 0fFKilaN 管形導體 Kf 1 2 三相平行載流導體間的電動力 273 10fmFIlaN 式中 Im為線電流幅值 K f為形狀系數(shù) 3 短路電流的電動力 三相短路產(chǎn)生的最大電動力為 3 3 27 10 fshFKilaN 兩相短路產(chǎn)生的最大電動力為 2 2 7 fshkil 兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關系為 2 3 shshii 兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動力的關系為 23 F 備注 K f為形狀系數(shù) 圓形 管形導體 Kf 1 矩形導體根據(jù) a b b h 和 m b h 查表可 得 3 11 什么是短路電流的熱效應 如何計算 答 供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時 短路電流非常大 短路電流通過導體或電氣設備 會產(chǎn)生很 高的溫度 稱為熱效應 短路發(fā)熱和近似為絕熱過程 短路時導體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于導體溫度升高吸收的能量 導 體的電阻率和比熱也隨溫度而變化 其熱平衡方程如下 12 0 4KLtIRdcm 將 代入上式 得0 1 sRscl 2001 1 KLtkItclsd 整理上式后 21002ln 4 4KKL LtK LcIdd AS 式中 是導體 0 時的電阻率 為 0 的溫度系數(shù) c 0 為導體 0 時的2 mk A 比熱容 為 c0 的溫度系數(shù) 為導體材料的密度 S 為導體的截面積 mm2 l 為導 體的長度 km I Kt 為短路全電流的有效值 A A K 和 AL 為短路和正常的發(fā)熱系數(shù) 對某 導體材料 A 值僅是溫度的函數(shù) 即 A f 短路電流產(chǎn)生的熱量的計算式 Kt22imat0Idt 短路發(fā)熱假想時間可按下式計算 2imaKIt 5 式中 t K 為短路持續(xù)時間 它等于繼電保護動作時間 top 和短路器短路時間 toc 之和 即 imaopc Tt 在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路 由于 I I 所以上式變?yōu)閕aKt0 5 導體短路發(fā)熱系數(shù) AK 2KLimaAtSI 式中 S 為導體的截面積 mm 2 I 為穩(wěn)態(tài)短路電流 A t ima 為短路發(fā)熱假想時間 s 短路熱穩(wěn)定最小截面 Smin 3 miniaKLtI A 3 12 試求圖 3 18 所示供電系統(tǒng)中 K1 和 K2 點分別發(fā)生三相短路時的短路電流 沖擊短路 電流和短路容量 解 取基準容量 Sd 100MVA 基準電壓 Ud Uav 兩個電壓基準電壓分別是 Ud1 37kV U d2 6 3kV 各元件標幺值為 線路 1WL 2 10210 48 5637dXl A 變壓器 T 2 6 5 kdNS 1 K 1 點三相短路時 1 11 0 51 5637 90 5262 6 753090 1 52dKdshKKXSIkAUIkiIAkSMVX 2 K 2 點三相短路時 212 2 2 2 0 56 3126943 16940 32 98 51 8 6KdKdshKXSI kAUIkiASMVAX 3 13 試求圖 3 19 所示供電系統(tǒng)中 K1 和 K2 點分別發(fā)生三相短路時的短路電流 沖擊短路 電流和短路容量 解 取基準容量 Sd 100MVA 基準電壓 Ud Uav 兩個電壓基準電壓分別是 Ud1 10 5kV U d2 0 4kV 各元件標幺值為 系統(tǒng) S 10 52X 線路 WL 2 01210 3 875dSl A 變壓器 1T 2T 34 4 kdNUX A 1 K1 點三相短路 2 1 11 1 750 3 7 50242 1 7 35KdKdshKKSIkAUXIkiIASMV 2 K2 點三相短路 134 2 2 2 2 625013 763 5140 239 8182657 3 65KdKdshKKXXSIkAUI kkAiISMVAX 3 14 試求圖 3 20 所示無限大容量系統(tǒng)中 K 點發(fā)生三相短路電流 沖擊短路電流和短路 容量 以及變壓器 2T 一次流過的短路電流 各元件參數(shù)如下 變壓器 1T S N 31 5MVA U K 10 5 10 5 121kV 變壓器 2T 3T S N 15MVA U K 10 5 110 6 6kV 線路 1WL 2WL L 100km X 0 0 4 km 電抗器 L U NL 6kV I NL 1 5kA X NL 8 解 1 由圖所示的短路電流計算系統(tǒng)圖畫出短路電流計算等校電路圖 如圖所示 由斷 路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗 用 X 表示 2 取基準容量 Sd 100MVA 基準電壓 UD UAV 基準電壓是 Ud1 121kV U d2 6 6kV U d3 6 6kV 則各元件電抗標幺值為 變壓器 1T 1kdnX 0S 10 5 0 31 5 線路 W1 W2 2231L987 變壓器 2T 3T 45kd A 電抗器 llnd62X US0 410 73I A 當 K 點發(fā)生三相短路時 一 短路回路總阻抗標幺值 124635 0 391 8270 4 91 8270 35kXXX 二 K 點所在電壓基準電流ddIS 73U8 三 K 短路電流各值為 1 0 52 1787446 6 3 8 shkkdkdkIXkASMV 2 變壓器 2T 一次流過的短路電流為 228 74 124 6kdkI kA A 3 15 試求圖 3 21 所示系統(tǒng)中 K 點發(fā)生三相短路時的短路電流 沖擊電流和短路容量 已 知線路單位長度電抗 X 0 4 km 其余參數(shù)見圖所示 解 取基準容量 Sd 100MVA 基準電壓分別為 Ud2 Ud7 121kV U d3 115 5kV QF 的斷路 容量 Sos 1000MVA 1kdN222LXU 01 50 31 506464 A 同理 234 5doc6 270 15 09XS 201 0 5 計算短路回路總阻抗標幺值 k1267345X X0 726 計算 K 點所在電壓的基準電流 ddIS 3U 49kA 計算 K 點短路電流各值 kk 05 kdshk kdI10496 72 6189kA 25I8S X 4 MV A 3 16 在題 3 12 中 若 6kV 的母線接有一臺 400kW 的同步電動機 cos 0 95 0 94 試求 K2點發(fā)生三相短路時的沖擊短路電流 解 406 71 22567952 0 5394 34MNshshNMSIAUEikI AXik 第 3 章 短路電流計算 3 1 什么叫短路 短路的類型有哪些 造成短路的原因是什么 短路有什么危害 答 短路是不同相之間 相對中線或地線之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接 短路種類有三相短路 兩相短路 單相短路和兩相接地短路 短路的原因主要有設備長期運行 絕緣自然老化 操作過電壓 雷電過電壓 絕緣受到機 械損傷等 短路的危害 1 短路產(chǎn)生很大的熱量 導體溫度身高 將絕緣損壞 2 短路產(chǎn)生巨大的電動力 使電器設備受到機械損壞 3 短路使系統(tǒng)電壓嚴重減低 電器設備正常工作受到破壞 4 短路造成停電 給國家經(jīng)濟帶來損失 給人民生活帶累不便 5 嚴重的短路將影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性 使并聯(lián)運行的同步發(fā)電機失去同步 嚴重的 可能造成系統(tǒng)解列 甚至崩潰 6 單相短路產(chǎn)生的不平橫磁場 對附近的通信線路和弱電設備產(chǎn)生嚴重的電磁干擾 影響 其正常工作 3 2 什么叫無限大容量系統(tǒng) 它有什么特征 為什么供配電系統(tǒng)短路時 可將電源看做無限 大容量系統(tǒng) 答 無限大容量系統(tǒng)的指端電壓保持恒定 沒有內(nèi)部阻抗和容量無限大的系統(tǒng) 它的特征有 系統(tǒng)的容量無限大 系統(tǒng)阻抗為零和系統(tǒng)的端電壓在短路過程中維持不變 實際上 任何電力 系統(tǒng)都有一個確定的容量 并有一定的內(nèi)部阻抗 當供配電系統(tǒng)容量較電力系統(tǒng)容量小得多 電力系統(tǒng)阻抗不超過短路回路總阻抗的 5 10 或短路點離電源的電氣距離足夠遠 發(fā) 生短路時電力系統(tǒng)母線降低很小 此時可將電力系統(tǒng)看做無限大容量 3 3 無限大容量三相短路時 短路電流如何變化 答 三相短路后 無源回路中的電流由原來的數(shù)值衰減到零 有源回路由于回路阻抗減小 電流增大 但由于回路內(nèi)存在電感 電流不能發(fā)生突變 從而產(chǎn)生一個非周期分量電流 非周期分量電流也不斷衰減 最終達到穩(wěn)態(tài)短路電流 短路電流周期分量按正弦規(guī)律變化 而非周期分量是按指數(shù)規(guī)律衰減 最終為零 又稱自由分量 3 4 產(chǎn)生最嚴重三相短路電流的條件是什么 答 1 短路前電路空載或 cos 1 2 短路瞬間電壓過零 t 0 時 a 0 度或 180 度 3 短路回路純電感 即 k 90 度 3 5 什么是次暫態(tài)短路電流 什么是沖擊短路電流 什么是穩(wěn)態(tài)短路電流 它們與短路電 流周期分量有效值有什么關系 答 次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個周期的有效值 沖擊短路電流是短路全電流的最大瞬時值 高壓系統(tǒng) 1 8 2 5 1 shshshKiII 低壓系統(tǒng) 1 3 84 1 09 shshshKiII 穩(wěn)態(tài)短路電流是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流 無限大容量系統(tǒng) PII 高壓系統(tǒng) 低壓系統(tǒng)2 5 shshiII 84 1 09 shshiI 3 6 什么叫標幺值 如何選取基準值 答 用相對值表示元件的物理量 稱為標幺值 任意一個物理量的有名值與基準值的比值 成為標幺值 標幺值沒有單位 基準值的選取是任意的 但為了計算方便 通常取 100MVA 為基準容量 取線路平均額定 電壓為基準電壓 即 1 05davNU 3 7 如何計算三相短路電路 答 根據(jù)短路計算要求畫出短路電流計算系統(tǒng)圖 該系統(tǒng)圖應包含所有與短路計算有關 的元件 并標出各元件的參數(shù)和短路點 畫出計算短路電流的等效電路圖 每個元件用一個阻抗表示 電源用一個小圓表示 并 標出短路點 同時標出元件的序號和阻抗值 一般分子標序號 分母標阻抗值 選取基準容量和基準電壓 計算各元件的阻抗標幺值 等效電路化簡 求出短路回路總阻抗的標幺值 簡化時電路的各種簡化方法都可以使用 如串聯(lián) 并聯(lián) Y 或 Y 變換 等電位法等 按前述公式由短路回路總阻抗標幺值計算短路電流標幺值 再計算短路各量 即短路電 流 沖擊短路電流和三相短路容量 3 8 電動機對短路電流有什么影響 答 供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時 從電源到短路點的系統(tǒng)電壓下降 嚴重時短路點的電壓可降 為零 接在短路點附近運行的電動機的反電勢可能大于電動機所在處系統(tǒng)的殘壓 此時電 動機將和發(fā)動機一樣 向短路點饋送短路電流 同時電動機迅速受到制動 它所提供的短 路電流很快衰減 3 9 在無限大容量系統(tǒng)中 兩相短路電流與三相短路電流有什么關系 答 在三相短路電流計算中 記線路平均額定電壓為 avU 短路回路阻抗用 表示 kZ 則有 三相短路電流 p avkI 1 732 沖擊電流 shshpi4I 其中 為短路電路沖擊系數(shù)shk1e0 在兩相短路電流計算中 記 為短路點的平均額定電壓 avU 為短路回路的一相總阻抗 kZ 則有 兩相短路電流 avkU I2Z 沖擊電流 shshki1 4I 其中 為短路電路沖擊系數(shù)shk1e0 將 與 與 對比可得 86kpII0 86 shshii 由以上分析可得 在無限大容量系統(tǒng)中 兩相短路電流較三相短路電流小 3 10 什么是短路電流的電動力效應 如何計算 短路電流通過導體或電氣設備 會產(chǎn)生很大的電動力和產(chǎn)生很高的溫度 稱 為短路的電動力效應和熱效應 短路電流的電動力效應是當電路短路時 短路沖擊電流流過導體瞬間 導 線間相互電磁作用產(chǎn)生的力 3 兩平行載流導體間的電動力 式中 a 為兩平行導線間距 l 為導線長 K f為形狀系數(shù) 圓形 712 0fFKilaN 管形導體 Kf 1 4 三相平行載流導體間的電動力 273 10fmFIlaN 式中 Im為線電流幅值 K f為形狀系數(shù) 3 短路電流的電動力 三相短路產(chǎn)生的最大電動力為 3 3 27 10 fshFilaN 兩相短路產(chǎn)生的最大電動力為 2 2 7 fshkil 兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關系為 2 3 shshii 兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動力的關系為 23 F 備注 K f為形狀系數(shù) 圓形 管形導體 Kf 1 矩形導體根據(jù) a b b h 和 m b h 查表可 得 3 11 什么是短路電流的熱效應 如何計算 答 供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時 短路電流非常大 短路電流通過導體或電氣設備 會產(chǎn)生很 高的溫度 稱為熱效應 短路發(fā)熱和近似為絕熱過程 短路時導體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于導體溫度升高吸收的能量 導 體的電阻率和比熱也隨溫度而變化 其熱平衡方程如下 12 0 4KLtIRdcm 將 代入上式 得0 1 sRscl 2001 1 KLtkItclsd 整理上式后 21002ln 4 4KKL LtK LcIdd AS 式中 是導體 0 時的電阻率 為 0 的溫度系數(shù) c 0 為導體 0 時的2 mk A 比熱容 為 c0 的溫度系數(shù) 為導體材料的密度 S 為導體的截面積 mm2 l 為導 體的長度 km I Kt 為短路全電流的有效值 A A K 和 AL 為短路和正常的發(fā)熱系數(shù) 對某 導體材料 A 值僅是溫度的函數(shù) 即 A f 短路電流產(chǎn)生的熱量的計算式 Kt22imat0Idt 短路發(fā)熱假想時間可按下式計算 2imaKIt 5 式中 t K 為短路持續(xù)時間 它等于繼電保護動作時間 top 和短路器短路時間 toc 之和 即imaopc Tt 在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路 由于 I I 所以上式變?yōu)閕aKt0 5 導體短路發(fā)熱系數(shù) AK 2KLimaAtSI 式中 S 為導體的截面積 mm 2 I 為穩(wěn)態(tài)短路電流 A t ima 為短路發(fā)熱假想時間 s 短路熱穩(wěn)定最小截面 Smin 3 miniaKLtI A 3 12 試求圖 3 18 所示供電系統(tǒng)中 K1 和 K2 點分別發(fā)生三相短路時的短路電流 沖擊短路 電流和短路容量 解 取基準容量 Sd 100MVA 基準電壓 Ud Uav 兩個電壓基準電壓分別是 Ud1 37kV U d2 6 3kV 各元件標幺值為 線路 1WL 2 10210 48 5637dXl A 變壓器 T 2 6 5 kdNS 1 K 1 點三相短路時 1 11 0 51 5637 90 5262 6 753090 1 52dKdshKKXSIkAUIkiIAkSMVX 2 K 2 點三相短路時 212 2 2 2 0 56 3126943 16940 32 98 51 8 6KdKdshKXSI kAUIkiASMVAX 3 13 試求圖 3 19 所示供電系統(tǒng)中 K1 和 K2 點分別發(fā)生三相短路時的短路電流 沖擊短路 電流和短路容量 解 取基準容量 Sd 100MVA 基準電壓 Ud Uav 兩個電壓基準電壓分別是 Ud1 10 5kV U d2 0 4kV 各元件標幺值為 系統(tǒng) S 10 52X 線路 WL 2 01210 3 875dSl A 變壓器 1T 2T 34 4 kdNUX A 1 K1 點三相短路 2 1 11 1 750 3 7 50242 1 7 35KdKdshKKSIkAUXIkiIASMV 2 K2 點三相短路 134 2 2 2 2 625013 763 5140 239 8182657 3 65KdKdshKKXXSIkAUI kkAiISMVAX 3 14 試求圖 3 20 所示無限大容量系統(tǒng)中 K 點發(fā)生三相短路電流 沖擊短路電流和短路 容量 以及變壓器 2T 一次流過的短路電流 各元件參數(shù)如下 變壓器 1T S N 31 5MVA U K 10 5 10 5 121kV 變壓器 2T 3T S N 15MVA U K 10 5 110 6 6kV 線路 1WL 2WL L 100km X 0 0 4 km 電抗器 L U NL 6kV I NL 1 5kA X NL 8 解 1 由圖所示的短路電流計算系統(tǒng)圖畫出短路電流計算等校電路圖 如圖所示 由斷 路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗 用 X 表示 2 取基準容量 Sd 100MVA 基準電壓 UD UAV 基準電壓是 Ud1 121kV U d2 6 6kV U d3 6 6kV 則各元件電抗標幺值為 變壓器 1T 1kdnX 0S 10 5 0 31 5 線路 W1 W2 2231L987 變壓器 2T 3T 45kd A 電抗器 llnd62X US0 410 73I A 當 K 點發(fā)生三相短路時 一 短路回路總阻抗標幺值 124635 0 391 8270 4 91 8270 35kXXX 二 K 點所在電壓基準電流ddIS 73U8 三 K 短路電流各值為 1 0 52 1787446 6 3 8 shkkdkdkIXkASMV 2 變壓器 2T 一次流過的短路電流為 228 74 124 6kdkI kA A 3 15 試求圖 3 21 所示系統(tǒng)中 K 點發(fā)生三相短路時的短路電流 沖擊電流和短路容量 已 知線路單位長度電抗 X 0 4 km 其余參數(shù)見圖所示 解 取基準容量 Sd 100MVA 基準電壓分別為 Ud2 Ud7 121kV U d3 115 5kV QF 的斷路 容量 Sos 1000MVA 1kdN222LXU 01 50 31 506464 A 同理 234 5doc6 270 15 09XS 201 0 5 計算短路回路總阻抗標幺值 k1267345X X0 726 計算 K 點所在電壓的基準電流 ddIS 3U 49kA 計算 K 點短路電流各值 kk 05 kdshk kdI10496 72 6189kA 25I8S X 4 MV A 3 16 在題 3 12 中 若 6kV 的母線接有一臺 400kW 的同步電動機 cos 0 95 0 94 試求 K2點發(fā)生三相短路時的沖擊短路電流 解 406 71 22567952 0 5394 34MNshshNMSIAUEikI AXik 第五章 電氣設備的選擇 5 1 電氣設備選擇的一般原則是什么 答 電氣設備的選擇應遵循以下 3 項原則 1 按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設備 a 根據(jù)電氣裝置所處的位置 使用環(huán)境和工作條件 選擇電氣設備型號 b 按工作電壓選擇電氣設備的額定電壓 c 按最大負荷電流選擇電氣設備和額定電流 2 按短路條件校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 3 開關電器斷流能力校驗 5 2 高壓斷路器如何選擇 答 1 根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件來選擇設備的型號 2 在正常條件下 按電氣設備的額定電壓應不低于其所在線路