工廠供電課后答案_蘇文成

1、名師整理 _ _優(yōu)秀資源+習題一1- 1試述工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的構(gòu)成。答：(1)總降壓變電所：工廠供電的樞紐，用于將 35KV110KV電源電壓降為610KV，再由配電裝置分別 將電能送至配電所、車間變電所或高壓用電設(shè)備。由降壓變壓器，母線、開關(guān)設(shè)備、保護電器、測量 電器等高低壓配電裝置組成。(2) 配電所：對大中型工廠，由于廠區(qū)大，負荷分散，常設(shè)置一個或多個配電所，用以中轉(zhuǎn)電能，它只 分配電能，但不改變電壓。(3) 車間變電所：一個生產(chǎn)廠房或車間，根據(jù)情況可設(shè)置一個或多個車間變電所，將610KV電壓降至 380/220V電壓，再送至各個低壓用電設(shè)備。(4) 高壓用電設(shè)備(5) 低壓用電設(shè)備1-

2、 2工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的常用額定電壓等級及選取額定電壓等級時應考慮的因素。答：(1) 330KV及以上(包括500KV、750KV )：用于大電力系統(tǒng)輸電；(2) 220KV及以下：用于城鄉(xiāng)高壓、中壓及低壓配電；(3) 110KV、35KV :也用于大型工廠內(nèi)部配電網(wǎng)；(4) 610KV :一般用于工廠內(nèi)部，但從經(jīng)濟技術(shù)綜合比較，最好采用10KV，除非擁有相當數(shù)量的 6KV 設(shè)備；(5) 380V/220V :工廠低壓配電電壓。1- 3統(tǒng)一規(guī)定各種電氣設(shè)備的額定電壓有什么意義？發(fā)電機、變壓器、用電設(shè)備以及電網(wǎng)額定電壓有無差別？差別的原因是什么？答：規(guī)定設(shè)備的額定電壓有利于設(shè)備按系列制造，是設(shè)備正

3、常工作時具有最好技術(shù)經(jīng)濟指標的電壓。(1) 發(fā)電機的額定電壓：考慮線路在輸送負荷電流時產(chǎn)生的電壓損失，應比電網(wǎng)電壓高5 %。(2) 變壓器的額定電壓：一次繞組 如果變壓器直接與發(fā)電機相連，則同發(fā)電機額定電壓相同，即高于電網(wǎng)電壓5%;如果不與發(fā)電機直接相連，而是接于線路時，應與電網(wǎng)電壓相同。二次繞組一一供電 線路較長時，為彌補變壓器滿載時本身壓降及線路壓降，應比電網(wǎng)電壓高10% ;如果線路不長，只需補償變壓器滿載壓降，即高于電網(wǎng)電壓5%。(3) 設(shè)備的額定電壓：同電網(wǎng)電壓相同。1- 4簡述工廠供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的主要指標及其對用戶的影響。答：(1 )電壓質(zhì)量：一般要求設(shè)備供電電壓允許電壓偏移不超過

4、額定電壓二5%。當電壓偏移較大時，對用戶設(shè)備的危害很大，如白熾燈的電壓低于額定電壓時，發(fā)光效率降低，使人的身體健康受影響，高于額定電壓時則燈泡經(jīng)常損壞。電動機電壓降低時，轉(zhuǎn)矩急劇減小，轉(zhuǎn)速下降甚至停轉(zhuǎn)，導致工廠產(chǎn)生廢名師整理優(yōu)秀資源品甚至岀現(xiàn)重大事故。（2） 頻率質(zhì)量：我國用電標準頻率為50Hz，偏移不能超過 _0.5%。頻率降低時，所有用戶的交流電動 機轉(zhuǎn)速都降低，因而許多工廠產(chǎn)量和質(zhì)量都將不同程度受到影響。（3）可靠性：根據(jù)用電負荷性質(zhì)及在政治經(jīng)濟上的要求，將負荷分為三級。對各級負荷，中斷供電將造 成不同程度的危害。對一級負荷，將造成人身傷亡或重大的政治、經(jīng)濟損失；對二級負荷，將造成政 治

5、、經(jīng)濟上較大損失，或影響重要用電單位的正常工作；對三級負荷，將影響正常的生活和生產(chǎn)。1- 5試述工廠供電設(shè)計的主要內(nèi)容。答：1）擴大初步設(shè)計階段：（1 ）計算車間及全廠的計算負荷；（2）選擇車間變電所位置及變壓器容量、數(shù)量；（3）選定供電電源、電壓等級及供電方式；（4）選擇總降壓變電所（配電所）位置、變壓器臺數(shù)及容量；（5）確定總降壓變電所（配電所）接線圖和廠區(qū)內(nèi)的高壓配電方案；（6）選擇高壓電器設(shè)備及配電網(wǎng)載流導體截面，并進行動、熱穩(wěn)定校驗；（7）選擇繼電保護及供電系統(tǒng)的自動化方式，進行參數(shù)整定；（8）進行防雷、接地設(shè)計；（9）確定提高功率因數(shù)的補償措施；（10）選定高壓變電所的控制及調(diào)度方

6、式；（11）核算建材與總投資。2）施工設(shè)計階段：按照批準后的擴大初步設(shè)計，進行包括車間供電系統(tǒng)及照明等單項的施工圖樣繪制。1- 6如圖所示的電力系統(tǒng)，標出變壓器一、二次側(cè)及發(fā)電機的額定電壓。T10.38KV答：（1）發(fā)電機出口電壓：Ung =1.05（610）KV =6.310.5KV（2） 變壓器T1: 一次側(cè)電壓同發(fā)電機相同一一 Un.T1.i =Ung =6.310.5KV ；二次側(cè)電壓等級380V，通常不會接長距離線路一一 Un.T1.ii =1.05匯0.38KV = 0.4KV（3）變壓器 T2: 一次側(cè)一一UN.T2=Ung =6.310.5KV ；二次側(cè)接110kV，通常為長距

7、離線路一一 Un.T2川=1.1H110KV =121KV（4）變壓器 T3: 一次側(cè)一一Unm =110KV ；二次側(cè) Un.t2川=38.5KV ；三次側(cè) Un.T2.III =11KV習題二2-1答:什么是計算負荷，以不同時限確定的計算負荷如何換算？計算負荷是根據(jù)已知的工廠的用電設(shè)備安裝容量確定的，預期不變的最大假想負荷。用電設(shè)備的工作制可分為連續(xù)運行工作制、短時運行工作制、斷續(xù)周期工作制。為表征斷續(xù)周期的特點，用整個工作周期里的工作時間與全周期之比，即負荷持續(xù)率（FC）表示。對這類用電設(shè)備，在參與負荷計算時，從發(fā)熱的觀點來看，需將銘牌功率按公式折算，pN1 = pN. fcn /fc1

8、2-2答:目前常用求計算負荷的時限是多長時間？理由是什么？為了求計算負荷，目前繪制負荷曲線采用的時間間隔.進為30min。其理由是一一某一標準截面的導線，經(jīng)過（34） .0的時間，該導線才會達到它的穩(wěn)定溫升，-0為對應于該導線巨截面的發(fā)熱時間常數(shù)，0一般在10min左右，因此取 -t為30min。2- 3負荷曲線及其在求計算負荷中的作用。答：所謂電力負荷曲線就是縱坐標為有功負荷P或無功負荷Q,橫坐標為時間t,每隔一定時間間隔.譏繪制的負荷變化曲線。以30min為時間間隔，在最大負荷工作班測定的某一用電設(shè)備組的負荷曲線，其最大值定義為P30，可用P30求岀的系數(shù)去計算新建或擴建工廠該用電設(shè)備組的

9、計算負荷記為Pc，兩者本是一個數(shù)值，只不過 巳來源于 巳0的統(tǒng)計值而已。2- 4簡述求計算負荷的方法及其應用范圍的評價。答：1)計算負荷的估算法：在制定建廠規(guī)劃或初步設(shè)計時，尚無具體設(shè)備參數(shù)和工藝加工流程，可采用估算 法。(1) 單位產(chǎn)品耗電量法：已知企業(yè)的生產(chǎn)量n及每一單位產(chǎn)品耗電量 w，則企業(yè)年電能耗量 Wn = wn， 則最大有功負荷Pm =：Wn/Tm，幾為最大負荷年利用小時數(shù)。(2) 車間生產(chǎn)面積負荷密度法：當已知車間生產(chǎn)面積負荷密度指標(千瓦/平方米)，則車間平均負荷 PavA。2)計算負荷計算法：在技術(shù)設(shè)計階段，當設(shè)備臺數(shù)較多，容量差別不大時，可采用需要系數(shù)法；如果生 產(chǎn)工藝穩(wěn)定

10、，則采用形狀系數(shù)法較好；附加系數(shù)法考慮了設(shè)備不同容量，不同臺數(shù)，以及投入工作隨機 性等因素對計算負荷結(jié)果產(chǎn)生的影響，因而不僅能夠確定車間及全廠的計算負荷，也可以用來確定低壓 供電系統(tǒng)干線和支干線的計算負荷，但由于計算繁瑣，以及精確計算在設(shè)計初期缺乏必要性等原因，該 方法目前沒有得到廣泛的應用。(1) 需要系數(shù)法：將用電設(shè)備分組后，將有功、無功分別乘該組設(shè)備的需要系數(shù)后求和。(2) 形狀系數(shù)法：將設(shè)備分組后，將有功、無功分別乘該組設(shè)備的利用系數(shù)，求和后再乘以形狀系數(shù)。(3) 附加系數(shù)法：將用利用系數(shù)法求到的平均負荷用于計算用電設(shè)備組的加權(quán)利用系數(shù)，并求出等效 臺數(shù)，從而查得附加系數(shù)，求岀計算負荷

11、。(4) 二項式法：先假定計算負荷符合二項式格式，再求其系數(shù)。2- 5試述在求計算負荷時，哪些系統(tǒng)元件需要在其上計算損耗？計算方法如何？這種方法用于求實際功率及電能損耗有無誤差？2 2答: ( 1 )供電線路：.:Pwl =3lc R°l，厶QwL =3Ic X0I，由于企業(yè)供電系統(tǒng)線路一般不長，且多采用電纜供電，阻抗較小，在進行技術(shù)經(jīng)濟比較時，常常可以忽略不計。(S 2( s 丫(2)變壓器：Pt =Rt rPcu.N.-，厶Qt -°Q0.TgN,-JSn.T .丿JSn.T .丿2- 6求計算負荷時，計算全廠功率因數(shù)的目的和方法如何? 答：計算全廠功率因數(shù)可用于確定無

12、功補償容量。川Wi單組設(shè)備功率因數(shù)為 COS® = 22，其中Wi為某組用電設(shè)備在最大負荷班內(nèi)的有功電能消WiVi耗量，Vi為某組用電設(shè)備在最大負荷班內(nèi)的無功電能消耗量。多組用電設(shè)備或全廠自然功率因數(shù)正切的均權(quán)平均值，在設(shè)計階段可以按下式計算tan 申Kx1 Pn1 tan耳 + K Pn2 tan®2 +Kx1 PN1 * K x2PN 2 +為簡單起見，設(shè)計時也可以根據(jù)計算負荷求出功率因數(shù)COS：' ： PC212FCQc2-7試用形狀系數(shù)法及附加系數(shù)法求計算負荷:R = 2 80kW，P2 = 2 50kW，Kx 二 0.4，名師整理 _ _優(yōu)秀資源cos叩=

13、0.8 ； P3 =1 40kW , P4 =6 15kW , Kx =0.6 , cos即=0.8 ； 14 臺電動機容量 由 714kW 不等，總?cè)萘繛?170kW , KX =0.2 , cos0.65解：第一組：Pav., =Kx(P +p2) =0.4漢(2 漢 80 + 2 匯 50) =104kW ,Qav. pav.1 tg =104 0.75 = 78kVar第二組：Fav2 -KX(P3 P40.6 (1 40 6 15)=78kW,Qav.2 二益 tg =78 0.75 = 58.5kVar第三組：巳心二 KX P5 = 0.2 170 = 34kW，Qav.3=Fav

14、.3 tg即=34 1.169 =39.75kVar總平均負荷 Pav 二 Pav.1 Pav.2 - Pav.3 =104 78 3 216kWQav 二 Qav Qav.2 Qav.3 二 78 58.5 39.75 =176.25kVar計算負荷 Pc = KzPav =1.05 216 = 226.8kW，Qc 二 KzQav =1.05 176.25 =185.0625kVarSc = ：Fc2 Qc2 h226.82 185.06252 =292.72kVA2- 8試求配電站饋電線路的計算負荷，該線路供電給以下變電所；1 號變電所：PN1 =1715kW ； Fav =702kW

15、； Qav = 598 - 300k var，ne 48 臺2 號變電所：PN1 =870kW ； Pav = 597kW ； Qav =360kvar， neq =18 臺3 號變電所：PN1 =1280kW ； Fav =668kW ； Qav =668kvar，neq =15 臺解:首先確定利用系數(shù)和等效臺數(shù)KxKX1 PN1KX2 PN2+Pav1 ' Pav2+702 + 597 + 668P N1P N21967 =0.51+1715 + 870 + 1280 3865neq(' P)22(1715 870 1280)2222 = 2.8 臺、p 171587012

16、80查圖2-5（ 16頁）曲線，得到 Kf =1.7PC 二 K f、Pav.i =1.7 (702 597 668) = 1.7 1967 二 3343.9kWQC 二 KJ Qavj =1.7 (298 360 668) = 1.7 1326 = 2254.2k varSC 二.Pc2 QC2 二 3343.92 2254.22 =4032.8kVA2- 9年產(chǎn)50000臺拖拉機的工廠，在規(guī)劃工廠用電時，最大負荷估算為多少？答：采用單位產(chǎn)品耗電量法，查17頁表2-5、2-6，拖拉機廠每生產(chǎn)一臺拖拉機耗電50008000千瓦時，有功最大負荷年利用小時數(shù)為 4960小時。Wn 二 wn = 8

17、000 50000 = 40000000CkW h，Pm 二 Wn/Tm = 400000000/4960 = 80.6MW2-10架空線I = 8.2km ,6kv,導線截面積95mm2,供電給三班制工廠，年耗電量 W3 = 4980 10 kW h， 最大負荷電流I max = 100A、cOS = 0.8，求導線上的電能損耗？解：選銅絞線，查附錄表 17 （315頁），TJ-95單位長度電阻 Ro=O.20Q/km，總電阻R= Ro X I =0.2 X 8.2=1.64 Q3年最大負荷利用小時數(shù)Tmax也=些=Wa二4980 10=4792hPmaxPcV3UnIc3 匯 6 沢 10

18、0查圖2-7,得到年最大負荷損耗時數(shù).=3500h,名師整理_ _優(yōu)秀資源.Wa =3Ic2R =3 1002 1.64 4792 = 235.8 106W h=235.8 103kW h2-11 計算 400kVA，10/0.4kV 變壓器中的電能損耗及功率損耗，SL=295kVA，TM.a=3500h，COS =0.8。解：參考變壓器 SL-400/10 的參數(shù)（附錄表 i），APcu.n.t =6.7kw， P0.T=1.75kW根據(jù)年最大負荷利用小時數(shù) TM.a=3500h，查圖2-7 （24頁），得到年最大負荷損耗時數(shù) 衛(wèi)=2400h，2 2i295、3"WT.a 二-：P

19、O.TTgT + ：PCu.N.T= 1.75 4000 6.72400 =15.7 103kW丨1400丿其中變壓器的年投入工作時數(shù)TgT按照兩班工作制取4000h。習題二3-1答:3-2答:工廠供電系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)指標和經(jīng)濟指標是什么？工廠供電系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)指標包括：可靠性；電能質(zhì)量；運行、維護及修理的方便及靈活程度；自動化程 度；建筑設(shè)施的壽命；占地面積、新型設(shè)備的利用等。其中用于定量分析的主要指標包括電壓損失百分比 和功率因數(shù)。工廠供電系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)濟指標：投資費和年運行費。什么是標準回收期？它與用電設(shè)備本身的使用壽命有何不同？標準回收期是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展，資金合理運用，由國家根據(jù)各部門的

20、生產(chǎn)特點統(tǒng)一規(guī)定的回收期標準。乙-乙當兩個方案，方案1一次性投資費用較低，而方案 2年運行費用較低時，用回收期還衡量方案的優(yōu)劣，回 "攵期T = Fi - F2。若回收期高于國豕的標準回收期，則選用一次性投資費用較小的方法。否則，選用年運行費用較小的方法。3-3答:在進行技術(shù)經(jīng)濟方案比較時采用的最小開支法如何考慮貨幣時間價值?在考慮貨幣的時間價值的情況下，需將一次性投資及年費用按利率m 4Z，i%影響折算至第m年，即(1 i%)-1n、Ft (1 i%5)3-4答:3-5答:mF。二 KhF =Kh（F1F2） = ©（' Ft（1 i%）m，tTt +而最小開支法

21、，即是求兩者的總費用優(yōu)化z = Z0 F0二min工廠變電所位置設(shè)置的原則是什么？（1）變電所盡可能在負荷中心；（2）進岀線方便；（3）運輸條件要好；（4）應遠離產(chǎn)生劇烈震動的大型設(shè) 備或車間，以保證變電所安全運行；（5）應選擇地下水位較低的場所，以防止電纜溝內(nèi)出現(xiàn)積水；（6）選擇在各種污染源的上風側(cè)；（7）應與其它建筑物有一定的防火間距。變壓器臺數(shù)選擇應考慮哪些因素？什么是明備用？什么是暗備用？變壓器的容量和數(shù)量的選擇時，應考慮： （1）用電負荷的分類及不能供電中斷的程度； （2）電源可供進線的條件；（3）工廠負荷的均衡性，為減少電能損耗，有時需要選擇兩臺變壓器；（4）工廠中有無大型沖擊負荷

22、，如大型高壓電動機、大型電爐等； （5）運輸及建筑物高度等。變壓器的明備用是指兩臺變壓器均按1OO%的負荷選擇，一臺工作，另一臺備用。變壓器的暗備用是指兩臺變壓器都按最大負荷的70%選擇，正常情況下兩臺變壓器都參加工作。名師整理 _ _優(yōu)秀資源3- 6什么是變電所的電氣主接線？選擇主接線時應注意哪些問題？ 答：變電所的電氣主接線圖是指用于表示電能由電源分配至用戶的主要電路，一般為單線。選擇主接線時應注意（1）根據(jù)用電負荷的要求，保證供電的可靠性；（2）電氣主接線具有一定的運行靈活性；（3）接線簡單，運行方便；（4）在保證安全、可靠供電的基礎(chǔ)上，力求經(jīng)濟；（5）結(jié)合工廠發(fā)展規(guī)劃，留有擴建余地。3

23、- 7什么是工廠高壓配電電路的基本接線方式？并就可靠性，經(jīng)濟性，靈活性等方面分析其優(yōu)缺點。 答：廠區(qū)高壓配電電路的基本接線方式包括放射式、樹干式和環(huán)式。放射式：優(yōu)點包括（1）本線路上的故障不影響其他用戶；（2）容易進行繼電保護裝置的整定，并易于實現(xiàn)自動化；（3）根據(jù)實際運行經(jīng)驗，即使在廠區(qū)內(nèi)采用電纜的單回路放射式，可靠性也較高。但該方 式每個車間變電所都要獨立供電， 高壓開關(guān)設(shè)備也用的較多， 且每臺高壓斷路器都須裝設(shè)一個高壓開關(guān)柜， 從而使投資增加。樹干式：優(yōu)點是降低投資費用和有色金屬消耗量，使變、配電所的饋岀線路減少，結(jié)構(gòu)簡化。缺點是 供電可靠性較低，當干線發(fā)生故障或檢修時，接于干線的所有變

24、電所都要停電，且在實現(xiàn)自動化方面適應 性較差。環(huán)式：是樹干式的另一種型式，因此從投資和有色金屬耗量都和樹干式相近，而在可靠性上有所提高。但環(huán)式接線的應用受到廠區(qū)負荷中心位置已經(jīng)電源情況的制約。3- 8列表比較雙電源單母線（不分段），分段單母線（用隔離開關(guān)及斷路器分段），雙母線（不分段）三種接線方式在一路電源發(fā)生故障，一段母線發(fā)生故障，雙母線檢修時引岀饋電線的停電范圍及恢復供電時間長短。答:接線方式單母線單母線分段雙母線一路電源故障停電范圍恢復時間不停電不停電不停電一段母停電范圍全部負荷部分負荷無線故障恢復時間需等故障清除，較長需等故障清除，較長母線切換時間母線停電范圍全部負荷兩部分負荷分別停電

25、無檢修恢復時間檢修結(jié)束，較長檢修結(jié)束，較長無3- 10某廠總降壓變電所，擬選用兩臺容量相同的變壓器，已知最大負荷Smax =5000kVA，平均負荷Sav =3300kVA，變壓器滿足正常運行時，工作于經(jīng)濟狀態(tài)，又考慮一臺變壓器故障或檢修情況下另 一臺變壓器的過負荷能力，試選擇變壓器的容量及其規(guī)格型號。解：按照暗備用選擇變壓器，每臺按照70%最大負荷選擇，即 SL - 70%Smax =3500kVA以高壓側(cè)35kV，低壓側(cè)10kV，選擇變壓器型號 SL7-4000/35，其容量SN=4000kVA每臺變壓器承擔50%負荷，即2500kVA，其占額定容量的百分比為 2500100% = 62.

26、5%，基本4000滿足經(jīng)濟性要求。S 3300單臺故障時。填充系數(shù)為av0.66 ： 0.75，符合要求Smax 5000事故情況下，急救過負荷為 5000 一4000 =25% ： 40%，負荷要求40003- 11如圖所示10kV配電電路中，AB段為架空線，BC段為電纜，長度已標在圖上，設(shè)當?shù)刈顭嵩路輾鉁貫?0C，土壤0.8m深處為25C。兩臺變壓器均在額定狀態(tài)下運行，且功率因數(shù)相同，試按發(fā)熱條件來選擇 它們的截面。解:名師整理優(yōu)秀資源C750kVA以變壓器容量估算線路 BC段電流：lBc = 丄 =43 3A<310根據(jù)發(fā)熱條件選擇導線-鋁芯紙絕緣電纜，選擇截面 25mm2忽略電纜

27、的功率損耗，且功率因數(shù)相同，估算流過AB的總負荷為1000+750=1750kVA則 I BC = 丫50 =101.04 A亍3 "0據(jù)此選擇銅絞線TJ-25,截面積為25mm2(BLV3- 12某車間380/220V供電線路帶有分布負荷和集中負荷，其分布情況如圖所示，試按發(fā)熱條件選擇導線型絕緣線）截面并校驗電壓損失，線路采用明敷，周圍環(huán)境溫度為30 Co420m.-60 30mJ】1MM分布負荷0.5kW/m cos 申=0.7集中負荷10kWcos 0.8解: Pc =0.5 60 10 =40kW，Qc =0.5 60 1.02 10 0.75 = 38.1kvarSc =.

28、PcQc =V4038.1 -55.24kVA55.24lc ： : 83.93A3 0.38據(jù)此選擇導線BLV套鋼管三芯鋁芯導線，截面積 70mm2其單位長度阻抗為R0 =0.548rm/m，X0 =0.06m/m分布負荷在線路上產(chǎn)生的電壓損失近似為1jU%2 RoPcI XoQcl %10Un12 0.548 10 30 80 0.06 10 30.6 80 = 1.0110 938集中負荷電壓損失110 0.3820.548 1010 30 0.06 107.5 30 = 0.123總電壓損失二u%=u2% = 1.01 0.123 = 1.133 ： 5 符合電壓損失條件名師整理 _

29、_優(yōu)秀資源習題四4- 1解釋和說明下列術(shù)語的物理含義：無窮大功率電源，短路電流的周期分量，非周期分量，全電流，沖擊電 流，短路容量，標么值，平均電壓，負序電抗，復合序網(wǎng)絡(luò)，短路電流的力穩(wěn)定校驗，熱穩(wěn)定校驗，假想 時間，短路溫升。答：（1）無窮大功率電源：所謂無窮大功率電源，是指當電力系統(tǒng)的電源距離短路點的電氣距離較遠時，由短路 引起的電源送出功率的變化 S遠小于電源所具有的功率 5,即厶S<< S,則該電源為無窮大功率電源。由 于厶PvvP，可以認為在短路過程中頻率恒定QvvQ，則系統(tǒng)的端電壓是恒定的。因此，無窮大電源即 內(nèi)阻抗為0的電源。（2）短路電流的周期分量、非周期分量和全電

30、流：短路電流的周期分量即穩(wěn)態(tài)短路電流值，是短路進入穩(wěn)定后的電流值，也是短路電流瞬時值中的正弦分量，表達式為ikz二I km sin（，t川二一劉）。非周期分量是為抵消電流的突變而產(chǎn)生于線路中的衰減直流分量，該分量按指數(shù)衰減，當短路進入穩(wěn)t 態(tài)后，該分量消失，表達式為ikf =（lmSinC -）一 IkmSin（一 S）e周期分量和非周期分量共同組成短路全電流表達式。（3）沖擊電流：當短路滿足短路前空載，短路電阻遠小于電抗，并可忽略，且短路發(fā)生于某相電壓瞬時值過零時，短路電流的全電流將在短路后0.01秒時達到最大值，該最大值最大可達到大約2倍穩(wěn)態(tài)短路電流，成為沖擊電流。（4） 短路容量：Sk二

31、3U N I k定義為短路容量，三相短路容量用于校驗所選斷路器的斷流能力或斷開容量。（5）標么值：進行運算的物理量，不是用具體單位的值，而是用其相對值表示，這種計算方法叫做標么值法， 標么值的概念是該量的實際值（任意單位） 某量的標么值=-該量的基準值（與實際值同單位）（6）平均電壓：對于任意電壓等級的線路，線路上存在電壓降，首端和末端電壓不同，為保證末端電壓為額定電壓，首端電壓會人為調(diào)整至高于額定電壓，最高可高岀10%裕量，則線路首端和末端的平均電壓為Uav =1.05UN，105%線路電壓等級。（7）負序電抗：當供電系統(tǒng)中某處發(fā)生三相不對稱短路時，短路點的三相電壓不對稱，可利用對稱分量法將

32、 這組電壓分解為三組各自對稱的正序、負序和零序分量。網(wǎng)絡(luò)也可根據(jù)疊加原理分分解為正序、負序和零 序網(wǎng)絡(luò)，負序網(wǎng)絡(luò)中的電抗成為負序電抗。（8）復合序網(wǎng)絡(luò)：針對不同短路故障的特點，即邊界條件，可將正序、負序和零序網(wǎng)絡(luò)相互連接為一個網(wǎng)絡(luò)， 成為復合序網(wǎng)。（9）短路電流的力穩(wěn)定校驗：即校驗設(shè)備不會發(fā)生任何永久變形而維持正常工作。（10）短路電流的熱穩(wěn)定校驗：所謂熱穩(wěn)定校驗，就是以導體的允許溫度 °N.max與短路溫升達到的穩(wěn)定溫度 如 相比，以滿足 日Nmax >日k條件為合格。（11） 假象時間：短路全電流由短路開始到被切除過程的發(fā)熱量Qk，可以等值為短路穩(wěn)態(tài)電流持續(xù)運行某一時 間的

33、發(fā)熱量，該時間稱為短路電流的假想時間。假想時間包括周期分量的假想時間和非周期分量的假想時間。（12）短路溫升：短路由開始到被切除的過程非常短，該過程中熱量來不及擴散，可被認為是一個絕熱過程， 即短路電流產(chǎn)生的熱量全部轉(zhuǎn)化為載流體的溫升，稱為短路溫升。4- 2試說明采用有名值和標么值計算短路電流各有什么特點？這兩種方法適用于什么場合？答：與有名值不同，用標么值表示的三相系統(tǒng)的各物理量關(guān)系同單相系統(tǒng)的關(guān)系一樣；另外，各電壓等級分別 按照自身基準值折算岀的標么值相同，即在標么值下不需要進行阻抗的電壓等級折算。因此標么值法適用名師整理 _ _優(yōu)秀資源于存在多電壓等級的高壓系統(tǒng)，而有名值適用于1KV 一

34、下的低壓系統(tǒng)。4- 3什么叫短路電流的力效應？為什么要用短路沖擊電流來計算？答：短路電流流過導體，將在相鄰導體之間產(chǎn)生巨大的作用力，稱為短路電流的力效應。三相線路中，處于中 間的一相受力最大，并和電流平方成正比，因此最大作用力則和沖擊電流的平方成正比，需要用沖擊電流 來計算。4- 4什么叫短路電流的熱效應？為什么要用穩(wěn)態(tài)短路電流I ：和假想時間tj來計算？答：短路發(fā)生過程，巨大的短路電流將在導體中產(chǎn)生巨大的熱量和溫升，稱為短路電流的熱效應。從短路發(fā)生t時刻to到故障被切除時刻t，發(fā)熱量 Qk = ikRdt，該發(fā)熱量可用穩(wěn)態(tài)短路電流來等值計算，即叱0Qk =l2：Rtj，tj稱為短路電流作用的

35、假象時間，即以穩(wěn)態(tài)短路電流I ：產(chǎn)生該發(fā)熱量所需的等值時間4- 5計算如圖所示供電系統(tǒng)中ki和k2點發(fā)生三相短路時的短路電流、沖擊電流、沖擊電流有效值和短路容量，以及在最小運行方式下 k2點的兩相短路電流。解:( 1 )首先選擇標么值折算的基準值 Sj =100MVA ；U j.i =10.5kV，Ij.iU j.ii - 6.3kV，丨 j.n(2)計算各元件電抗標么值100系統(tǒng)阻抗:3USj3Uj.i.3 10.5= 5.5kAj.ii100= 9.16kAA/W0.154/0.2514.512X1. maxSj1006500.5251.1640.101= 0.154，X1. minSj辱

36、 0.25400線路11:*Sj100x2 = x0l 2 =0.4 402 =14.512U210.52變壓器：* 心山% Sj10.5/00 0 525x30.525100 Sn.t100 20電抗器：x*=Xl% UnlS=4 乂6J00=11644100 ' 3InlU2i 1003 0.3 6.32Sk. minSk.max名師整理優(yōu)秀資源(3)(4)(5)(6)線路 12： x5 = xgl -S = 0.08 0.5 理=0.101 U 2i6.32k1點短路的總短路阻抗k2點短路的總短路阻抗短路電流標么值I (3)*I k1. max15.1911I (3)*I k2.

37、 maxX.max = Xi.max + X2 + X3 = 0.154 +14.512 + 0.525 = 15.191jX.min = x1 .min + x2 + x3 = 0.25 +14.512 + 0.525 = 15.287x72.max 二 x1 .maxx4x5娶.min =xK.min *x4 *x5= 0.0658I (3)*I k1.min= 15.1911.1640.101 二 16.456= 15.2871.1640.101 = 16.552= 0.0608 16.456短路電流有名值(3)*I k2. min10.065415.28710.060416.552(3

38、)k1. max(3) k1 .min(3)k2. max(3)k2.min二I*k1. max二 I (3)*k1. min_ I (3)*I k2.max_ I (3)* 一 I k2.min1 jII1 jIIjii沖擊電流及短路容量最大運行方式最小運行方式最大運行方式最小運行方式-0.0658 9.16=0.603kA= 0.0654 9.16 =0.599kA= 0.0608 9.16 = 0.5566kA= 0.0604 9.16 =0.5534kAii sh1 .max= 2.551 k/maxIsh1. max1 511 (3)k1. maxsSk1 .maxS S(3)* 一

39、 SjSk1. maxi sh1 .min2 55I (3)k1.minI (3)I sh1 .min=1 51I (3)k1.minSSk1.minS S(3)* -SjSk1. minii sh2.max-2 55I (3)k2.maxI (3)I sh2. max-1 51I (3)k2.maxSSk2.max=Sj Sk?.maxii sh2.min二 2.55I WinI (3)I sh2. min1 511 (3)k2.minSSk2.min=SjSklink2點:k?點:= 2.55 0.603 = 1.538kA= 1.51 0.603 = 0.911kA=Sj Jk3)max

40、 =100 漢 0.0658 = 6.58MVA= 2.55 0.599 = 1.528kA= 1.51 0.599 = 0.905kA=Sj I k?min = 100X 0.0654 = 6.54MVA= 2.55 0.5566 = 1.419kA= 1.51 0.5566 = 0.841kA=Sj Ik?max =100 匯 0.0608=6.08MVA-2.55 0.5534 = 1.411kA-1.51 0.5534 = 0.8356kA=Sj lk?*nin =100沃 0.0604 = 6.04MVA最小運行方式下k2點兩相短路電流：I k?min4-6計算如圖所示供電系統(tǒng)中ki

41、和k2點的| k3）、iSJ、=仝 | (3), k2.min2Sk3)及I k2)，并求出0.5534 =0.479kAki點的篇解：（1 ）取基準值 Sj =100MVA； Uj=37kV，1001.56kA.3 37U j.H =6.3kV ,I j.n_Sj-、3Uj.II100=9.16kA.3 6.3U j.m = 0.4kV ,I j.m= r100_ =144.34kA.3 0.437kV40kmT1-0Dk1(M)P =460kW,=0.91Ui =6kV,cos =0.88電源Sk3) =350MVA0. 4 Q /km-GDT2(M2 P2 =650kW,l2 =75A2

42、X 10MVA“ =7.535/6.3kVkVALUk% =5.56/0.4kVAAAr20.5845.5線路：X2 -x°l2 -0.4 202 - 0.584UjI37變壓器、T2：* 二 uk% SjX3 二 X4100 Sn .t7.5 100x100 10= 0.75(2) 計算各元件電抗標么值A(chǔ)/W10.286系統(tǒng)阻抗：x； =100 = 0.286Sk350變壓器T 3： x5Uk% Sj =空 100=55100 Sn.t -1001 -.k1 點短路的總短路阻抗 X*g =x； +x； +x； x4 =0.286+ 0.584+0.75 0.75 = 1.245k2

43、點短路的總短路阻抗xg =x*刁x5 -1.245 5.5 =6.745(3) k1點短路電流(3)*I k1Ik2)10.8031.245=Sj SkJ =Sj Ik3)=100 0.803 = 80.3kVA.A3 1(3)k1(3)*I = I k3)'5 = 0.803><9.16=7.357kA(3)*= 7.357 = 6.37 kA2iS3)=2.55Ik；)-2.55 7.357 =18.761kA電動機倒送電流Ish.M 12空0.2KPN.M1sh.M*3Un.m1 COS半 n460:(3)Ish.M 20.9=.21.4 : 492.4A =0.49

44、2kA0.2,3 6 0.88 0.910.90.9寸2 漢xKshM x lNM =2乂 x1.4x75 = 668.2A = 0.668kA 0.2 0.2 (3). (3)i sh ish1(4)k2點短路電流iS；)M1 iSh)M2 =18.7610.4920.668 = 19.921kA(3)* k2lk3/= = 0.14836.745(3)*(3)*Sk2 = Sj Sk2 = Sj I k2i (3)ish1lk2 "k?* Ij川= 0.1483 144.34 = 21.4kA=100 0.1483 =14.83kVA= 1.841；?= 1.84 21.4 =3

45、9.386kA.321.4 =18.53kA2B的電壓不變，Ub=6.3KV，20KA。問_ 3 .盲1k24-7在如圖供電系統(tǒng)中，母線 設(shè)在k點發(fā)生三相短路時，沖擊電流不超過Ik?允許并聯(lián)的電纜根數(shù) n應為多少？各元件的參數(shù)已標注 在圖上。電源仃 U b = 6.3kV解：每條支路包括電抗器和電纜兩個元件其中電抗器的電抗Xl=Xl%Unl100 3I nl電纜的阻抗二0.693 1100 3 0.2U L = 6kvI L 二 0.2kAX L % =4I =1.25kmR0 =0.371】/kmX0 =0.0831 】/kmR = R0l =0.37 1.25 = 0.4625"

46、Xl =X0I =0.083 1.25 = 0.10375單根支路的總阻抗為kZ 二 R： (XL x2 二.0.46252(0.693 0.10375)2 = 0.921.1單根支路電流短路為I k1Ub沖擊電流ish1 =2.55lk? n is31 =10n ： 20kA，一 6.3=3.949kA3Z 3 0.921-2.55 3.949 =10kA則n只能取124-8 （ 1）用有名值計算下圖低壓系統(tǒng)中k點三相短路時的短路電流裝的，（2）總結(jié)歸納用有名值計算低壓系統(tǒng)短路電流的步驟。、2 >、2400 ! 1630 丿lk3）、is；?。圖中的電流互感器是三相安解:（ 1 ）變壓

47、器阻抗 Rt =APCu.N.TZt=-Uk % U n.t100SN .TU N .TSN.T4.5 400211.43m100630=10-4.03m1 1Xt2T-Rt2 = 11.432 -4.0320.69mTX0 = 0.078 V km630kVA, Auk%=4.5, APCu.n.t =10kWh =80mI2 = li P =75kWU =380V= 0.92cos =0.88(2) 母線，查附錄表 20 (316頁)lmy-50 x 6 a =240mm, Dav -1.26a : 300mm, 查得 R° = 0.118n / m, X 0 = 0.2 / m

48、, l=6 mR= R0l =0.118 6 =0.708m X = X0I =0.2 6=1.2mLMY-40 x 5 a =160mm, Dav -1.26 200mm ,查得 R0 =0.177m/m, X0 =0.189m/m , l=2.4mR= R0l =0.177 2.4 = 4248m,X =X0l =0.189 2.4 -0.4536m' 1(3) 隔離開關(guān)QS變壓器額定電流I N T2 =Sn .T2630l = 909A3 0.4據(jù)此電流估算隔離開關(guān)額定電流I n.qs 1000A查表4-1( 91頁)，其接觸電阻Rqs = 0.08m1(4) 自動空氣開關(guān) QA

49、電動機額定電流| N MPN.M75000= 140 75A<'3U N .M cos® n 更漢 380 漢 0.88 漢 0.92名師整理 _ _優(yōu)秀資源據(jù)此電流估算空氣開關(guān)額定電流In.qa =200A查表4-1（ 91頁），其接觸電阻 Rkk =0.6mi查表 4-2（91 頁），電流線圈阻抗 rqa =0.36m，Xqa =0.28m（5） 電流互感器查表4-3（ 91頁）其線圈阻抗RTA =0.33mi I，Xta =0.3m（6） 電纜R 二 R0I3 =1.41 0.2 =282m，X = X0I =0.078 0.2 = 15.6mr總阻抗 R =4.

50、03 0.708 0.4248 0.08 0.6 0.36 0.33 282 = 288.5328m' 1 X 匕=10.69 1.2 0.4536 0.28 0.3 15.6 = 28.5236mZ二 r2 X t = .288.5328228.52362 = 289.94m"短路電流 lk3）= Uav 二 400= 0.797kA73Z如 289.94沖擊電流 iS3）=、2KShlk3）2 1 0.797 = 1.126kA_.R V288.5328其中 Ks1 e28.5236 ，-1電動機沖擊電流ish.M =V2x0.45Ksh.MlN.M =血漢 0.45&q

51、uot; X 140.75 = 89.57A = 0.0896kAish.f=iS；)+ish.M =1.126 + 0.0896 =1.216kA4-9(1) 按發(fā)熱條件選擇圖中 AB段導線截面。線路額定電壓Un=6KV，周圍環(huán)境溫度 二0 =40 'C。地下0.8m 深處溫度25Co (2)已知A點前的斷路器短路容量為 100MVA且動作時間t =0.5 s。系統(tǒng)中Xjrs=15。試 對所選的導線進行熱穩(wěn)定校驗。所需圖標在 4-9節(jié)及4-10節(jié)中。(注：習題中圖與文字不符，以此為準)解:QF A>U N =6kVSk =100MVA1km B2kmR）=1.98/kmX。=0

52、.39/kmXs/Rs =15h =0.5s(1)負荷計算及導線選擇C點有功負荷及無功負荷為PC =200kWQC =150kvarSC 500kVAcos = 0.85Pc.c = SC cos® = 500x 0.85 = 425kWSc.b+QC =652.52 +418.822 = 775.35kVAQc.c = Pc.c tan® =425漢 0.62 = 263.4kvar計算電流為線路bc的功率損耗則由B流向c的功率為則由B點流岀的總計算負荷為50048.11A3Un 3 6= 3icR0I =3 48.112 1.98 2 = 27.5kWQ =3icx0l =3況48.112江0.39 匯 2 = 5.42kvarPc.bc = Pc.c 十也P = 425 十 27.5 = 452.5kWQc.bc =Qc.c +2 =263.4+ 5.42 = 268.82k varPC.B =Pc.bc +PC =452.5+ 200 = 652.5kWlcScQc.b =Qc.bc +Qc