工厂供电习题答案分解

1、习题一1- 1试述工业企业供电系统的构成。答：(1)总降压变电所：工厂供电的枢纽，用于将 35KV110KV电源电压降为610KV，再由配电装置分 别将电能送至配电所、车间变电所或高压用电设备。由降压变压器，母线、开关设备、保护电器、测 量电器等高低压配电装置组成。(2) 配电所：对大中型工厂，由于厂区大，负荷分散，常设置一个或多个配电所，用以中转电能，它只 分配电能，但不改变电压。(3) 车间变电所：一个生产厂房或车间，根据情况可设置一个或多个车间变电所，将610KV电压降至 380/220V电压，再送至各个低压用电设备。(4) 高压用电设备(5) 低压用电设备1- 2工业企业供电系统的常用

2、额定电压等级及选取额定电压等级时应考虑的因素。答：(1) 330KV及以上(包括500KV、750KV):用于大电力系统输电；(2) 220KV及以下：用于城乡高压、中压及低压配电；(3) 110KV、35KV :也用于大型工厂内部配电网；(4) 610KV :一般用于工厂内部，但从经济技术综合比较，最好采用10KV，除非拥有相当数量的 6KV 设备；(5) 380V/220V :工厂低压配电电压。1- 3统一规定各种电气设备的额定电压有什么意义？发电机、变压器、用电设备以及电网额定电压有无差别？ 差别的原因是什么？答：规定设备的额定电压有利于设备按系列制造，是设备正常工作时具有最好技术经济指

3、标的电压。(1) 发电机的额定电压：考虑线路在输送负荷电流时产生的电压损失，应比电网电压高5%。(2) 变压器的额定电压：一次绕组如果变压器直接与发电机相连，则同发电机额定电压相同，即高于电网电压5%;如果不与发电机直接相连，而是接于线路时，应与电网电压相同。二次绕组一一供电 线路较长时，为弥补变压器满载时本身压降及线路压降，应比电网电压高10%;如果线路不长，只需补偿变压器满载压降，即高于电网电压5%。(3) 设备的额定电压：同电网电压相同。1- 4简述工厂供电系统电能质量的主要指标及其对用户的影响。答：(1)电压质量：一般要求设备供电电压允许电压偏移不超过额定电压二5 %。当电压偏移较大时

4、，对用户设备的危害很大，如白炽灯的电压低于额定电压时，发光效率降低，使人的身体健康受影响，高于额定电压时则灯泡经常损坏。电动机电压降低时，转矩急剧减小，转速下降甚至停转，导致工厂产生废品甚至岀现重大事故。（2） 频率质量：我国用电标准频率为50Hz，偏移不能超过 ±0.5%。频率降低时，所有用户的交流电动 机转速都降低，因而许多工厂产量和质量都将不同程度受到影响。（3）可靠性：根据用电负荷性质及在政治经济上的要求，将负荷分为三级。对各级负荷，中断供电将造 成不同程度的危害。对一级负荷，将造成人身伤亡或重大的政治、经济损失；对二级负荷，将造成政 治、经济上较大损失，或影响重要用电单位的

5、正常工作；对三级负荷，将影响正常的生活和生产。1- 5试述工厂供电设计的主要内容。答：1）扩大初步设计阶段：（1 ）计算车间及全厂的计算负荷；（2）选择车间变电所位置及变压器容量、数 量；（3）选定供电电源、电压等级及供电方式；（4）选择总降压变电所（配电所）位置、变压器台数及容量；（5）确定总降压变电所（配电所）接线图和厂区内的高压配电方案；（6）选择高压电器设备及配电网载流导体截面，并进行动、热稳定校验；（7）选择继电保护及供电系统的自动化方式，进行参数整定；（8）进行防雷、接地设计；（9）确定提高功率因数的补偿措施；（10）选定高压变电所的控制及调度方式；（11）核算建材与总投资。2）施

6、工设计阶段：按照批准后的扩大初步设计，进行包括车间供电系统及照明等单项的施工图样绘制。1- 6女口图所示的电力系统，标出变压器一、二次侧及发电机的额定电压。答：（1）发电机出口电压：Ung =1.05（610）KV =6.310.5KV（2）变压器T1： 一次侧电压同发电机相同一一 u N.T1.I =Ung =6.310.5KV ；二次侧电压等级380V，通常不会接长距离线路一一 u NO = 1.05汇0.38KV = 0.4KV（3）变压器 T2： 一次侧一一Un.T2.i =Ung =6.3 10.5KV ；二次侧接110kv，通常为长距离线路一一 Un.t2.ii =1.1勺10KV

7、 =121KV（4）变压器 T3： 一次侧一一Un.t3.i =110KV ；二次侧 Un.t2.ii =38.5KV ；三次侧 U N.T2.III =11KV习题二2- 1什么是计算负荷，以不同时限确定的计算负荷如何换算？答：计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的，预期不变的最大假想负荷。用电设备的工作制可分为连续运行工作制、短时运行工作制、断续周期工作制。为表征断续周期的特点，用整个工作周期里的工作时间与全周期之比，即负荷持续率（FC）表示。对这类用电设备，在参与负荷计算时，从发热的观点来看，需将铭牌功率按公式折算，pN1 = pN、fCn / FC12- 2目前常用求计算负荷

8、的时限是多长时间？理由是什么？答：为了求计算负荷，目前绘制负荷曲线采用的时间间隔.址为30min。其理由是一一某一标准截面的导线，经过（34） 0的时间，该导线才会达到它的稳定温升，0为对应于该导线巨截面的发热时间常数，.o一般在10min左右，因此取 辻 为30min。32- 3负荷曲线及其在求计算负荷中的作用。答：所谓电力负荷曲线就是纵坐标为有功负荷p或无功负荷Q,横坐标为时间t，每隔一定时间间隔.讥绘制的负荷变化曲线。以30min为时间间隔，在最大负荷工作班测定的某一用电设备组的负荷曲线，其最大值定义为p30，可用p30求岀的系数去计算新建或扩建工厂该用电设备组的计算负荷记为Pc，两者本

9、是一个数值，只不过Pc来源于P30的统计值而已。2- 4简述求计算负荷的方法及其应用范围的评价。答：1)计算负荷的估算法：在制定建厂规划或初步设计时，尚无具体设备参数和工艺加工流程，可采用估算 法。(1) 单位产品耗电量法：已知企业的生产量n及每一单位产品耗电w，则企业年电能耗量 量Wn =w n，则最大有功负荷Pm =Wn /Tm，Tm为最大负荷年利用小时数。(2) 车间生产面积负荷密度法：当已知车间生产面积负荷密度指标P (千瓦/平方米)，则车间平均负荷 Pav =。2)计算负荷计算法：在技术设计阶段，当设备台数较多，容量差别不大时，可采用需要系数法；如果生产工艺稳定，则采用形状系数法较好

10、；附加系数法考虑了设备不同容量，不同台数，以及投入工作随机性等因素对计算负荷结果产生的影响，因而不仅能够确定车间及全厂的计算负荷，也可以用来确定低压供电系统干线和支干线的计算负荷，但由于计算繁琐，以及精确计算在设计初期缺乏必要性等原因，该 方法目前没有得到广泛的应用。(1) 需要系数法：将用电设备分组后，将有功、无功分别乘该组设备的需要系数后求和。(2) 形状系数法：将设备分组后，将有功、无功分别乘该组设备的利用系数，求和后再乘以形状系数。(3) 附加系数法：将用利用系数法求到的平均负荷用于计算用电设备组的加权利用系数，并求出等效台数，从而查得附加系数，求岀计算负荷。(4) 二项式法：先假定计

11、算负荷符合二项式格式，再求其系数。2- 5试述在求计算负荷时，哪些系统元件需要在其上计算损耗？计算方法如何？这种方法用于求实际功率及电能损耗有无误差？=3|c Rol，AQwl =3lc Xol，由于企业供电系统线路一般不长，且多采用答:(1)供电线路：.'Pm22Sn.t电缆供电，阻抗较小，在进行技术经济比较时，常常可以忽略不计。Qn.tsn.t，©- PCu.N.T(2 )变压器：APt =AP0.t2- 6求计算负荷时，计算全厂功率因数的目的和方法如何? 答：计算全厂功率因数可用于确定无功补偿容量。单组设备功率因数为cos 二Wvw Vi ，其中W为某组用电设备在最大负

12、荷班内的有功电能消2 2耗量，Vi为某组用电设备在最大负荷班内的无功电能消耗量。多组用电设备或全厂自然功率因数正切的均权平均值，在设计阶段可以按下式计算下 Kx1Pn1 ta n Kx2Pn2 ta n 甲尹 tanKx1Pn1 + Kx2Pn 2 +为简单起见，设计时也可以根据计算负荷求岀功率因数412-7试用形状系数法及附加系数法求计算负荷： P =2 80kW， P2 =2 50kW，Kx =0.4，二 Kxi.PNi. Kx :PN i.Pav'Pn i.2 80 2 50 1 40 6 15 1702160.395602 亿Pi)P25602二 560=13.7 二 14查曲

13、线 Kf =1.32 802 2 502 402 6 152 14114了170丫 22814.3cos=0.8； P3 =1 40kW，P4 =6 15kW，Kx = 0.6，cos ： = 0.8； 14台电动机容量 由714kW不等，总容量为170kW, Kx =0.2，cos申=0.65解：第一组：Pav.1 =Kx(P +P2)=0.4汉(2汉80 + 250)=104kW，Qav.i = Pav.i tg = 104 0.75 = 78kVar第二组：Pav.2 二 Kx(P3 P4)=0.6 (1 40 6 15)=78kW，Qav.2 = Pav.2 tg =78 0.75 =

14、 58.5kVsr第三组：Pav.3 二 KxP5 =0.2 170 =34kW，Qav.3 = Pav.3 tg =34 1.169 = 39.75kVar总平均负荷 Pav 二 Pav.1Pav.2 Pav3 =104 78 34 二 216kWQav = Qav.1 Qav.2 Qav.3 = 78 58.5 39.75 = 176.25kVar计算负荷 Pc 二 KzPav =1.05 216 =226.8kW，Qc = KzQav =1.05 176.25 = 185.0625kVarSc 二.Pc22Q 226.82 185.0625" = 292.72kVA2）、附加系

15、数法求上述用电设备加权利用系数2167P =Kf2； Pav2 =1.3汉216=280.8KWcCos冬226.8292.68= 0.75Qc = P Cos，=280.8 0.88 = 247.1K varSc 二，/P2 SC =374KVA22-8试求配电站馈电线路的计算负荷，该线路供电给以下变电所；1 号变电所：PN1 =1715kW ； Pav =702kW ； Qav =598 300k var，neq = 48 台2 号变电所：Pn1 =870kW ； Pav =597kW ； Qav = 360k var，neq =18 台3 号变电所：Pn1 =1280kW ； Pav =

16、668kW ； Qa 668k var，neq =15 台Kx1Pn1 Kx2Pn2Kx :Pn1 + Pn2 +aPPav2Pn1 ' Pn2 '解：首先确定利用系数和等效台数702 + 597+668 _ 1967 = 0511715 870 128038652 2伍 P） （1715+870+1280） c厶neq222厂二 2.8 台昱 P21715+870 +1280查图2-5（ 16页）曲线，得到Kf =1.7Pc =Kf、Pav.i =1.7 （702 597 668）=1.7 1967 =3343.9kWQc 二 Kf' Qav.i =1.7 （298

17、360 668）=1.7 1326 = 2254.2k varSc = Pc2 Qc2；3343.92 2254.Z =4032.8kVA2-9年产50000台拖拉机的工厂，在规划工厂用电时，最大负荷估算为多少？答：采用单位产品耗电量法，查17页表2 -5、2 - 6,拖拉机厂每生产一台拖拉机耗电 50008000千瓦时，有 功最大负荷年利用小时数为 4960小时。WA =wn=8000 50000 = 40000000CkW h，Pm 二 WA/Tm =400000000/4960 = 80.6MW2-10架空线I = 8.2km， 6kV ，导线截面积95mm2，供电给二班制工厂，年耗电量

18、 Wa =4980 103kW h，最大负荷电流Imax 100A、cos =0.8，求导线上的电能损耗？解：选铜绞线，查附录表17 （315页），TJ-95单位长度电阻R0=0.20 Q /km总电阻R= RQX I =0.2x 8.2=1.64 Q年最大负荷利用小时数T maxWawaPmaxPcwa3U N I c34980 103 6 100二 4792h查图2-7，得到年最大负荷损耗时数 .=3500h，2263：Wa=3lcR. =3 100 1.64 3500=172.2 10W h =172.2 10 kW h2-11计算400kVA，10/0.4kV变压器中的电能损耗及功率损

19、耗， SL=295kVA，TM.a=3500h，CO唧 =0.8。解：参考变压器 sl-400/10 的参数（308页附录表 1）， Pcu.n.t =6.7kW， Po.t =1.75kW 根据年最大负荷利用小时数 TM.a=3500h，查图2-7 （ 24页），得到年最大负荷损耗时数I =2400h，_Sc1.75 4000 6.7Sn.t400TgT按照两班工作制取4000h。八 Wr.a = 'Po.TTgT + 八 Pcu.N.T其中变压器的年投入工作时数2400 = 15.7 103kW习题二3- 1工厂供电系统设计的技术指标和经济指标是什么？答：工厂供电系统设计的技术指标

20、包括：可靠性；电能质量；运行、维护及修理的方便及灵活程度；自动化程 度；建筑设施的寿命；占地面积、新型设备的利用等。其中用于定量分析的主要指标包括电压损失百分比 和功率因数。工厂供电系统设计的经济指标：投资费和年运行费。3- 2什么是标准回收期？它与用电设备本身的使用寿命有何不同？答：标准回收期是根据国民经济发展，资金合理运用，由国家根据各部门的生产特点统一规定的回收期标准。当两个方案，方案1一次性投资费用较低，而方案 2年运行费用较低时，用回收期还衡量方案的优劣，回z - 7d收期T 21。若回收期高于国家的标准回收期，则选用一次性投资费用较小的方法。否则，选用F1 -F2年运行费用较小的方

21、法。3- 3在进行技术经济方案比较时采用的最小开支法如何考虑货币时间价值?i%影响折算至第m年，即答：在考虑货币的时间价值的情况下，需将一次性投资及年费用按利率m 1Zo= KhZi%(1i%) - Z(1 i%)mJ -1F。=KhF 丨 Kh(Fi +F2)= Kh(f Ft(1+i%)m+ £ 匕仆+%)t 弓t qm "1而最小开支法，即是求两者的总费用优化z =Zo Fo =min3- 4工厂变电所位置设置的原则是什么？答：（1）变电所尽可能在负荷中心；（2）进岀线方便；（3）运输条件要好；（4）应远离产生剧烈震动的大 型设备或车间，以保证变电所安全运行；（5）应

22、选择地下水位较低的场所，以防止电缆沟内出现积水；（6）选择在各种污染源的上风侧；（7 ）应与其它建筑物有一定的防火间距。3- 5变压器台数选择应考虑哪些因素？什么是明备用？什么是暗备用？答：变压器的容量和数量的选择时，应考虑：（1）用电负荷的分类及不能供电中断的程度；（2）电源可供进线的条件；（3）工厂负荷的均衡性，为减少电能损耗，有时需要选择两台变压器；（4 ）工厂中有无大型冲击负荷，如大型高压电动机、大型电炉等；（5）运输及建筑物高度等。变压器的明备用是指两台变压器均按100%的负荷选择，一台工作，另一台备用。变压器的暗备用是指两台变压器都按最大负荷的70%选择，正常情况下两台变压器都参加

23、工作。3- 6什么是变电所的电气主接线？选择主接线时应注意哪些问题？答：变电所的电气主接线图是指用于表示电能由电源分配至用户的主要电路，一般为单线。选择主接线时应注意（1）根据用电负荷的要求，保证供电的可靠性； （2）电气主接线具有一定的运 行灵活性；（3）接线简单，运行方便；（4）在保证安全、可靠供电的基础上，力求经济； （5）结合工 厂发展规划，留有扩建余地。3-7什么是工厂高压配电电路的基本接线方式？并就可靠性，经济性，灵活性等方面分析其优缺点。 答：厂区高压配电电路的基本接线方式包括放射式、树干式和环式。放射式：优点包括（1）本线路上的故障不影响其他用户；（2）容易进行继电保护装置的整

24、定，并易于实现自动化；（3）根据实际运行经验，即使在厂区内采用电缆的单回路放射式，可靠性也较高。但该 方式每个车间变电所都要独立供电，高压开关设备也用的较多，且每台高压断路器都须装设一个高压开关 柜，从而使投资增加。树干式：优点是降低投资费用和有色金属消耗量，使变、配电所的馈岀线路减少，结构简化。缺点是 供电可靠性较低，当干线发生故障或检修时，接于干线的所有变电所都要停电，且在实现自动化方面适应 性较差。环式：是树干式的另一种型式，因此从投资和有色金属耗量都和树干式相近，而在可靠性上有所提高。 但环式接线的应用受到厂区负荷中心位置已经电源情况的制约。3-8列表比较双电源单母线（不分段），分段单

25、母线（用隔离开关及断路器分段），双母线（不分段）三种接线 方式在一路电源发生故障，一段母线发生故障，双母线检修时引岀馈电线的停电范围及恢复供电时间长短。答:接线方式单母线单母线分段双母线一路电源故障停电范围不停电不停电不停电恢复时间一段母停电范围全部负荷部分负荷无线故障恢复时间需等故障清除，较长需等故障清除，较长母线切换时间母线停电范围全部负荷两部分负荷分别停电无检修恢复时间检修结束，较长检修结束，较长无3-10某丿总降压变电所,拟选用两台容量相同的变压器，已知最大负荷 Smax = 500OkVA，平均负荷Sav =330CkVA，变压器满足正常运行时，工作于经济状态，又考虑一台变压器故障或

26、检修情况下另 一台变压器的过负荷能力，试选择变压器的容量及其规格型号。解：按照暗备用选择变压器，每台按照70%最大负荷选择，即Sl - 70%Smax二3500kVA以高压侧35kV，低压侧10kV，选择变压器型号 SL7-4000/35，其容量SN=4000kVA 每台变压器承担50%负荷，即2500kVA，其占额定容量的百分比为2500X100% = 625%，基4000本满足经济性要求。单台故障时。填充系数为 一二Sav = 3300 =0.66： 0.75，符合要求Smax5000事故情况下，急救过负荷为5000 一 4000 = 25%： 40%，负荷要求40003-11如图所示10

27、kV配电电路中，AB段为架空线，BC段为电缆，长度已标在图上，设当地最热月份气温为40'C, 土壤0.8m深处为25C。两台变压器均在额定状态下运行，且功率因数相同，试按发热条件来选择它 们的截面。.解:I一；A1km0.5km_C1000kVA750kVA冊:：汁倘电沟：#匸丄*莎?75UI站一 43.J 以变压器容量估算线路 bc段电流：Ibc =750=43 3A3 10根据发热条件选择导线-铝芯纸绝缘电缆，选择截面 25mm2忽略电缆的功率损耗，且功率因数相同，估算流过AB的总负荷为1000+750=1750kVA则 Ibc =1750=101 ya十和匚3签1Q袒;临I軌轲8

28、勸且靖助韦胃竝相阿试燼曹架空規H电纜曾觀面札据此选择铜绞线TJ-25，截面积为25mm2 （书本310页附录表3）扫1073晳胁遊择BLV错芯蜒叮曲3-12某车间380/220V供电线路带有分布负荷和集中负荷，其分布情况如图所示，试按发热条件选择导线(BLV 型绝缘线)截面并校验电压损失，线路采用明敷，周围环境温度为30Co亠20mb丄60m-r 1 f 1 11p.一30m111M I I M H分布负荷0.5kW/m co即=0.7集中负荷10kWcos 0.8解：Pc =0.5 60 10 = 40kW，Qc =0.5 60 1.02 10 0.75 = 38.1k varSc 二 Pc

29、2Qc2402 38.12 = 55.24kVAI c 55.2483.93A 3 0.38据此选择导线BLV套钢管三芯铝芯导线，截面积 70mm2 (课本310页附录表4)其单位长度阻抗为Ro二0.548m/m，X。二0.06m/ m分布负荷在线路上产生的电压损失近似为( )1% = 1_2 Ro Pci ' XoQcl %10Un1_3_3=!_ 0.548 1030 80 0.06 1030.6 80 =1.01100.38集中负荷电压损失IQ_3(2%2 0.548 1010 30 0.06 10 7.5 30 手0.12310 9382总电压损失.沁 = .&% *心

30、2% =1.01 0.123=1.133： 5符合电压损失条件习题四4- 1解释和说明下列术语的物理含义：无穷大功率电源，短路电流的周期分量，非周期分量，全电流，冲击电 流，短路容量，标么值，平均电压，负序电抗，复合序网络，短路电流的力稳定校验，热稳定校验，假想 时间，短路温升。答：(1) 无穷大功率电源：所谓无穷大功率电源，是指当电力系统的电源距离短路点的电气距离较远时，由短路 引起的电源送出功率的变化 远小于电源所具有的功率 5,即厶Sv<S,则该电源为无穷大功率电源。由 于厶PvvP，可以认为在短路过程中频率恒定QvvQ，则系统的端电压是恒定的。因此，无穷大电源即内阻抗为0的电源。

31、(2) 短路电流的周期分量、非周期分量和全电流：短路电流的周期分量即稳态短路电流值，是短路进入稳定后的电流值，也是短路电流瞬时值中的正弦分量，表达式为ikz = IkmSin(亠很门kl)。非周期分量是为抵消电流的突变而产生于线路中的衰减直流分量，该分量按指数衰减，当短路进入稳t 态后，该分量消失，表达式为 ikf =（lmsin（1） Ikmsin（二一：ki）e T周期分量和非周期分量共同组成短路全电流表达式。（3）冲击电流：当短路满足短路前空载，短路电阻远小于电抗，并可忽略，且短路发生于某相电压瞬时值过零时，短路电流的全电流将在短路后0.01秒时达到最大值，该最大值最大可达到大约2倍稳态

32、短路电流,成为冲击电流。（4）短路容量：s =3U N lk定义为短路容量，三相短路容量用于校验所选断路器的断流能力或断开容量。（5）标么值：进行运算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方法叫做标么值法， 标么值的概念是某量的标么值-该量的实际值（任意单位）该量的基准值（与实际值同单位）（6）平均电压：对于任意电压等级的线路，线路上存在电压降，首端和末端电压不同，为保证末端电压为额定电压，首端电压会人为调整至高于额定电压，最高可高岀10%裕量，则线路首端和末端的平均电压为Uav =1.05Un，105%线路电压等级。（7）负序电抗：当供电系统中某处发生三相不对称短路时，短

33、路点的三相电压不对称，可利用对称分量法将 这组电压分解为三组各自对称的正序、负序和零序分量。网络也可根据叠加原理分分解为正序、负序和零 序网络，负序网络中的电抗成为负序电抗。（8）复合序网络：针对不同短路故障的特点，即边界条件，可将正序、负序和零序网络相互连接为一个网络， 成为复合序网。（9）短路电流的力稳定校验：即校验设备不会发生任何永久变形而维持正常工作。（10）短路电流的热稳定校验：所谓热稳定校验，就是以导体的允许温度0N.max与短路温升达到的稳定温度 0k 相比，以满足咖max 5条件为合格。（门）假象时间：短路全电流由短路开始到被切除过程的发热量Qk，可以等值为短路稳态电流持续运行

34、某一时间的发热量，该时间称为短路电流的假想时间。假想时间包括周期分量的假想时间和非周期分量的假想时 间。（12）短路温升：短路由开始到被切除的过程非常短，该过程中热量来不及扩散，可被认为是一个绝热过程， 即短路电流产生的热量全部转化为载流体的温升，称为短路温升。4- 2试说明采用有名值和标么值计算短路电流各有什么特点？这两种方法适用于什么场合？ 答：与有名值不同，用标么值表示的三相系统的各物理量关系同单相系统的关系一样；另外，各电压等级分别 按照自身基准值折算岀的标么值相同，即在标么值下不需要进行阻抗的电压等级折算。因此标么值法适用 于存在多电压等级的高压系统，而有名值适用于1KV 一下的低压

35、系统。4- 3什么叫短路电流的力效应？为什么要用短路冲击电流来计算？答：短路电流流过导体，将在相邻导体之间产生巨大的作用力，称为短路电流的力效应。三相线路中，处于中 间的一相受力最大，并和电流平方成正比，因此最大作用力则和冲击电流的平方成正比，需要用冲击电流 来计算。4- 4什么叫短路电流的热效应？为什么要用稳态短路电流I ：:和假想时间tj来计算？答：短路发生过程，巨大的短路电流将在导体中产生巨大的热量和温升，称为短路电流的热效应。从短路发生 时刻t0到故障被切除时刻t，发热量Qkt ikRdt，该发热量可用稳态短路电流来等值计算，即Qk =I2-Rtj，tj称为短路电流作用的假象时间，即以

36、稳态短路电流|二产生该发热量所需的等值时间。4- 5计算如图所示供电系统中ki和k2点发生三相短路时的短路电流、冲击电流、冲击电流有效值和短路容量， 以及在最小运行方式下k2点的两相短路电流。23Sk3)max =650 MVA：Uk%=10.5 lNL=0.3kASk：in 二 400 MVAXl% = 4解：(1 )首先选择标么值折算的基准值 Sj= 100MVA;U j.i =10.5kV，lj.iSjI005.5kAT3Uj.i屁 10.5Uj.ii =6.3kV , |汕=100=9.16kAJ3U j.ii®6.3(2 )计算各元件电抗标么值0.154/0.2514.51

37、2系统阻抗：x；.maxSjScmax100650线路11：X2变压器:X3:Uk%100电抗器:X4Xl%100线路12：X51.1640.5250.101= 0.154，*X.minj = 100 = 0.25Sk.min400"4 40 丽100 -14.512SjSn.tU NL10. 5 10010020=0.525Sj6 100=X _Txv3I nl U j2i100 V3 x 0.3 6.32 二 1.164= x°l 旦=0.08 0.5 100 =0.101U；I6.32k1点短路的总短路阻抗X.maxX1.maxX2 X3 二 0.154 14.512

38、 0.525 = 15.191k2点短路的总短路阻抗x 耳.minXp.max-*Xp.minx1.min-x 月.max=X.minX2 X3 =0.25 14.512 0.525 = 15.287*:+X4 +X5= 15.191 1.164 0.101 = 16.456=15.287 1.164 0.101=16.552(3)短路电流标么值(3 )*I k1 max15.191二 0.0658(3 )*I k1 min110.065415.287k max116.456二 0.0608k min116.552二 0.0604(4)短路电流有名值"(3)(3)I k1 max =

39、 I k1 max J jll(3)(3)*I k1 min = I k1 min I jll ( (l 3)_l 32*|kmaxkmax jll(l 3).l 32* ll k min = l k min l jll-0.0658 9.16=0.603kA= 0.0654 9.16 =0.599kA=0.0608 9.16 = 0.5566kA=0.0604 9.16 = 0.5534kA(5)冲击电流及短路容量”(3ism.max = 2.551 k1 max = 2.55江 0.603 = 1.538kA最大运行方式 k1 点：Jl sh)max =1.511 k13max =1.51

40、x0.603 =0.911kAi sh1.minlsh1.min最小运行方式k1点:=Sj s1.max = Sj I k1.max = 100 0.0658 = 6.58MVA(3= 2.55l k1).min =2.55 0.599 = 1.528kA= 1.511% =1.51 0.599 = 0.905kASk1min = Sj $爲=Sj I爲=100汇 0.0654 = 6.54MVA : (ish2.max = 2.55I Jmax = 2.55 0.5566 = 1.419kA最大运行方式 k2点：彳Ish2.max =1.51lk£)max =1.5仆 0.5566

41、=0.841kASk(?max = Sj s23L = Sj I k2(m：x =1007.0608= 6.08MVA (ish2.min =2.551/min =2.55 汇 0.5534 = 1.411kA最小运行方式 k2点：11 sh2.min =1.511 k2%in =1.5仔 0.5534 = 0.8356kAS?min =Sj Sin =Sj I k2(m*n = 100沢 0.0604 = 6.04MVA(6)最小运行方式下k2点两相短路电流：I k2min、3(3)I k2.min3-0.5534 = 0.479kA24-6计算如图所示供电系统中ki和k2点的l k、戊)、

42、S及10，并求出ki点的I sh3)解：(1 )取基准值 Sj =100MVA； Ujl=37kV，ljl= 一 =100=1.56kA>/3U j.l屁 37Uj.ll =6.3kV ， I jii =9.16kAj., 3U j.n.3 6.3U j.m =0.4kV，Ij.lll 工十' 二100=144.34kAV3U j.mE 0.437kV40km电0. 4Q /kmS3）=350MVAT1-T22X 10MVA.uk%7.535/6.3kV(2)计算各元件电抗标么值0.75-系统阻抗:Xi线路:X2变压器Ti、变压器T3：0.286=SjSk100350Sj=X0I

43、 2 UjiWr20.584=0.2860.75= 0.4 20 号372T2： X3= X4=:Uk% Sj100 Sn.tX5厶Uk% Sj= 0.584R =460kW,r =0.91Ui=6kV,cos =0.881000kVALUk% =5.56/0.4kVkik2= 75A5.57.5 100100 10= 0.7555=5.5100 Sn.t 1001匕点短路的总短路阻抗二 x； x2* x；/x； = 0.286 0.584 0.75 0.75 = 1.245k2点短路的总短路阻抗 x*2工冷基-xs =1.245 - 5.5=6.745（3）k1点短路电流1（/0.803l（

44、1）=l（1）I 川=0.803 9.16 = 7.357kA1.245S（1）二 Sj S（1）二 Sj 1（1）=100 0.803 = 80.3kVAl（1）3（3）k1- 7.357 = 6.37kA2 2ish =2.551（1 =2.55 7.357 = 18.761kA电动机倒送电流3:（3）. _ 庁它 0.9 vPN.M1lshM1 一 - 2Ksh.M0.2J3Un.m1 co曲呛2 0.9 1.4 460二 492.4A 二 0.492kA'0.23 6 0.88 0.91ish(3)M2»2 0.9 K sh.MI N09 i21.4 75 = 668

45、.2A = 0.668kA0.2 0.2ish-ish(3i) ishM1 ish(3.)M2 =18.761 0.492 0.668 =19.921k（4）k2点短路电流( 1 ( (Ik3)*一 0.1483lk3) = 1严 I jiii =0.1483 144.34 = 21.4kA(6.745(Sk32 =Sj -SkSj ，lk32 =100域0.1483=14.83kVA3ish1 =1.841(1)=1.84 21.4 = 39.386kA|k2）3甲k23 21.4 = 18.53kA2 24-7在如图供电系统中，母线 b的电压不变，UB=6 3KV， 设在k点发生三相短路时

46、，冲击电流不超过20KA。徊 许并联的电缆根数n应为多少？各元件的参数已标注在 图上。解：每条支路包括电抗器和电缆两个元件其中电抗器的电抗7 Xl% Unl 46Xl -0.6931100 - 3INL 100. 3 0.2电缆的阻抗Ri =R°I =0.37 1.25 = 0.4625Xi =X°I =0.083 1.25=0.10375单根支路的总阻抗为电源Ub = 6.3kVL /I l 二 0.2kAU L =6kVZ = J'Ri (XlXl)二 - 0.4625(0.693一0.10375)10.921"单根支路电流短路为 | k1 _ U b

47、 _6.3- 3 949kA巧Z750.921冲击电流 i劇=2.551(1)=2.55 汇 3.949 =10kAn is(3) =10n ： 20kA3 则 n 只能取 12Un.t 2s.n.tr uk%UN!T4J 4002一 c c解：（1 ）变压器阻抗 Rt =APcu.N.T=101630 丿2=4.03m1 1Ztk 11.43m1 1100 Sn.t 1006304-8 （ 1）用有名值计算下图低压系统中k点三相短路时的短路电流Ik、isf）p。图中的电流互感器是三相安 装的，（2）总结归纳用有名值计算低压系统短路电流的步骤。Xt 二 Zt2 Rt2 = 11.4 -4.03

48、2 = 10.69m11T .630kVA,匚Uk % = 4.5,匚 Pcu.n.t =10kWB110/0.4kVLMY-50 x 6, l=6m, a=240mmB2QSLMY-40 x 5，a=160mm0.8 m0.8VQA21；QC；：Uta1R0 =1.411 】/ kmXo =0.078/kmli =80ml2 =丨1i hI3 =200m= 75kW=380V =0.92cos=0.88（2）母线，查附录表 20 （316页）lmy-50 x6 a=240mm, Dav = 1.26a ： 300mm，查得 R。=0.118rn/m，X。=o.2rm/m，l=6mR = R0

49、I =0.118 6 =0.708m，X = X0I = 0.2 6 =1.2m'1lmy-40 x5 a=160mm, Dav =1.26a ： 200mm，查得 R° =0.177m/m，X0 =0.189m/m，I=2.4mR= R0I =0.177 2.4 = 4248m，X = X°l =0.189 2.4 = 0.4536m(3) 隔离开关QS变压器额定电流 I n.t2二 恥2630 二909AJ3U N.T2*73 汉 0.4据此电流估算隔离开关额定电流|Nqs=1000A查表4-1（91页），其接触电阻Rqs =0.08mQ（4）自动空气开关QA电

50、动机额定电流 |n.m 二Pn.m=75000= 140.75AJ3U n.m co曲 口J3 x 380江 0.88 江 0.92据此电流估算空气开关额定电流 I N.QA = 200A查表4-1（ 91页），其接触电阻R.k= 0.6rnO查表 4-2 （91 页），电流线圈阻抗 Rqa=0.36，Xqa =O.28m0（5） 电流互感器查表4-3（91页）其线圈阻抗Rta =o.33ma，XTA = o.3ma（6） 电缆R=Rol3=1.41 0.2=282m，X=Xol =0.078 0.2=15.6rn总阻抗 R- = 4.03 0.708 0.4248 0.08 0.6 0.36

51、 0.33 282 二 288.5328mJ =10.69 1.2 0.4536 0.28 0.3 15.6 二 28.5236m Rp-Xl = 288.532828.52362 = 289.94m短路电流 I ® = U av 400= 0 797kA辰乞屈289.94冲击电流 iSh> = J2kshl=j2x1x0.797 = 1.126kA其中 ks1 e t=1 e 28.5236 ：-1电动机冲击电流i sh. M 二,2 0.45k sh.M I N.M = 0x0.45x1x140.75 = 89.57A = 0.0896kA ish.亍 ish +ish.M

52、 =1.126+ 0.0896 = 1.216kA4-9 (1)按发热条件选择图中 AB段导线截面。线路额定电压 Un=6KV，周围环境温度兀=40 。地下 0.8m深处温度25Co (2)已知A点前的断路器短路容量为100MVA且动作时间t =0.5 s系统中 Xs/Rs=15。试对所选的导线进行热稳定校验。所需图标在4-9节及4-10节中。(注：习题中图与文字不符,以此为准)QF A1kmUn =6kVSk =100MVAXs/Rs =15P CQct1 = 0.5s(1)负荷计算及导线选择C点有功负荷及无功负荷为Pc.c 二Qc.c :计算电流为I c线路BC的功率损耗.P =Qi 二则

53、由B流向C的功率为Pc.BCQc.bc则由B点流岀的总计算负荷为Pc.B -解:=200kW=150kvar2kmR0 =1.981 /kmX0 =0.391 】/kmSc cos 二 500 0.85 二 425kWSc 二 500kVAcos 二 0.85Pc.c tan® = 425江 0.62 = 263.4k var=-50 =48.11A.3U n ,3623lcR°l =3 48.111.98 2 = 27.5kW3I2CX°I= 3 48.112 0.395.42k var=Pc.c +AR =425+ 27.5 = 452.5kW二 Qc.cQi 二 263.4 5.42 二 268.82kvarPcbc Pc =452.5 200=652.5kWQc.b 二 Qc.bc Qc 二 268.82 150 二 418.82k varScb - .；P（?QC =:；652.52 418.82-775.35kVASc .b_ 775.35 _I c