【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式中 Im為線電流幅值；K f為形狀系數(shù)。 三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為 F(3) =(31/2Kfish(3)2l/a)107 (N)兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為 F(2)=(2Kfish(2)2l/a)107 (N)兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為 ish(2)=(31/2/2)ish(3) 兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力的關(guān)系為12 F（2） =(31/2/2)F（3）備注：K f為形狀系數(shù)，圓形，管形導(dǎo)體 Kf=1。矩形導(dǎo)體根據(jù)(ab)/(b+h)和m=(b/h)查表可得。310 什么是短路電流的熱效應(yīng)？如何計(jì)算？（參考） 答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流非常大。短路電流通過(guò)導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，稱(chēng)為熱效應(yīng)。 短路發(fā)熱和近似為絕熱過(guò)程，短路時(shí)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于導(dǎo)體溫度升高吸收的能量，導(dǎo)體的電阻率和比熱也隨溫度而變化，其熱平衡方程如下： ∫12IKtRdt=∫θ1θ2cmdθ將 R=ρ0(1+αθ)/s,c=c0(1+βθ),m= γls 代入上式，得 [∫t2t1Iktρ0(1+αθ)dt]/s= ∫θKθLc0(1+βθ)γlsdθ整理上式后(∫t2TiI2Ktdt)/S2= [c0γ∫θKθL (1+βθ)dθ/(1+αθ)]/ ={c0γ[( αβ)ln(1+αθ)/α2+βθ/α]????????│θ1θ2}/ =AKAL 式中，ρ 是導(dǎo)體 0℃時(shí)的電阻率（Ω?㎜2/km）。 α 為 ρ0 的溫度系數(shù)。c0 為導(dǎo)體 0℃時(shí)的比熱容；β 為 c℃的溫度系數(shù)；γ 為導(dǎo)體材料的密度；S 為導(dǎo)體的截面積（mm2 ）。l 為導(dǎo)體的長(zhǎng)度（km）。IKt 為短路全電流的有效值(A)。AK 和 AL 為短路和正常的發(fā)熱系數(shù)，對(duì)某導(dǎo)體材料，A 值僅是溫度的函數(shù)，即 A=f(θ).短路電流產(chǎn)生的熱量的計(jì)算式： ∫tk0I2K(t)dt=I∞tima短路發(fā)熱假想時(shí)間可按下式計(jì)算： tima=tk+(I″/I∞)2式中，tK 為短路持續(xù)時(shí)間，它等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 top 和短路器短路時(shí)間 t∝之和，即 Tima=top+t∝ 在無(wú)限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路，由于 I″=I∞，所以上式變?yōu)? tima=tK+導(dǎo)體短路發(fā)熱系數(shù) AK AK=AL+I2∞tima/S2式中，S 為導(dǎo)體的截面積（mm2）,I ∞為穩(wěn)態(tài)短路電流（ A） ，tima 為短路發(fā)熱假想時(shí)間（s ）. 短路熱穩(wěn)定最小截面 Smin Smin=[tima/(AKAL )]1/2I (3) ∞ 311 試求圖 3—20 所示無(wú)限大容量系統(tǒng)中 K 點(diǎn)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 :變壓器 1T:SN=,UK%=,。變壓器 2T,3T:SN=15MVA,UK%=,110/。線路 1WL,2WL:L=100KM,X=電抗器 L:UNL=6KV,INL=,XNL%=8.解: (1) 由圖所示的短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖畫(huà)出短路電流計(jì)算等校電路圖,流容量估算系統(tǒng)電抗,用 X 表示 .13(2)取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓 UD=UAV,基準(zhǔn)電壓是 Ud1=121KV,Ud2=,Ud3=,則各元件電抗標(biāo)夭值為變壓器 1T X1=(Uk%/100)*(Sd/Sn)=()*(100/)=線路 W1,W2 X2=X3=X0*L1*Sd/Ud/Ud=*100*100/變壓器 2T 3T X4=X5=Uk%*Sd/100/Sn=*100/100/15= 電抗器。X6=Xl%*Uln*Sd/100/*6*100/100/當(dāng) K 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí): 一 短路回路總阻抗標(biāo)夭值 Xk=X1+(X2+X4+X6)//(X3+X5)=+(++)//(+)= 二 K 點(diǎn)所在電壓基準(zhǔn)電流 Id=Sd/三 K 短路電流各值為 Ik*=1/Xk*=1/= Ik=Id*Ik*=*= Ish*IK=*= Sk=Sd/Xk*=100*=(2) 變壓器 2T 一次流過(guò)的短路電流為: Ik2=Id*Ik2=*=312 試求圖 321 所示系統(tǒng)中 K 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流,位長(zhǎng)度電抗 X.=,其余參數(shù)見(jiàn)圖所示.解:取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓分別為 Ud2=Ud7=121kv,Ud3=,QF 的斷路容量Sos=1000MVA. X1*=Uk%*Sd/100SN=*100/100/= X2*=**100/121/121= 同理:X3*=*10*100/X4*=*100/100/60=X5*=Sd/Soc=100/1000=14X6*=*100/100/20=X7*=*20*100/121/121=計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值:Xk*=(X1*+X2*)//(X6*+X7*)+X3*+X4*+X5*=計(jì)算 K 點(diǎn)所在電壓的基準(zhǔn)電流 :Id=Sd/=100/計(jì)算 K 點(diǎn)短路電流各值:Ik*=1/Xk*=1/=Ik=Id*IK*=104996*===60678kASk=Sd/Xk*=100/=313 有一地區(qū)變電所通過(guò)一條長(zhǎng) 4km 的 10kV 電纜線路供電給某廠裝有兩臺(tái)并列運(yùn)行的 S9800型(YynO 聯(lián)結(jié)）電力變壓器的變電所。地區(qū)變電所出口斷路器的斷流容量為 300MVA。試用歐姆法求該廠變電所 10kV 高壓母線上和 380V 低壓母線上的短路電流 I （3） 、IK （3） 、I∞ （3） 、Ish （3） 、ish （3） 和短路容量 SK（3） 并列出短路計(jì)算表。解：求電抗電力系統(tǒng)：X1=UC1 2/SOC 電纜：X2=X0l 總電抗 X=X1+X2 短路計(jì)算結(jié)果K1: I（3） =IK（3） =I∞ （3） =UC2/√3UN =,Ish（3） = I（3） =, ish（3）=（3） = ,SK（3） =√3UNIK （3） =160kVA K2: 電力系統(tǒng)：X1＇=UC2 2/SOC 電纜：X2＇=X0l(UC2/UC1) 2 變壓器電抗 X3=X4=UK%UC22/(100SN) 總電抗 X=X1＇+X2＇+X3//X4I（3） =IK（3） =I∞ （3） =42kA,Ish（3） = ,ish（3） = ,SK（3） =A 314 試用標(biāo)么制法重作習(xí)題 313。短路計(jì)算結(jié)果同習(xí)題 310315 設(shè)習(xí)題 313 所述工廠變電所 380V 側(cè)母線采用 80*10mm2的 LMY 鋁母線，水平平放，兩相鄰母線軸線間距為 200mm，檔距為 ，檔數(shù)大于 2。該母線上裝有一臺(tái) 500kW 的同步電動(dòng)機(jī)，cosφ=1 時(shí)，η＝94%。試校驗(yàn)此母線的短路動(dòng)穩(wěn)定度。解：M=F*l/10 W=b 2h/6σc=M/W=σal=70MPa，故該母線滿足短路動(dòng)穩(wěn)定度。316 設(shè)習(xí)題 315 所述 380V 母線的短路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 ，低壓斷路器的斷路時(shí)間為。試校驗(yàn)此母線的短路熱穩(wěn)定度。 解：Amin＝I∞ （3） TIMA1/2/C＝374mm 2滿足短路熱穩(wěn)定度的 Amin＝374mm 2，而實(shí)際的 A＝800mm 2故該母線滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。第四章： 工廠變配電所及其一次系統(tǒng) 習(xí)題解答41 某廠的有功計(jì)算負(fù)荷為 3000kW，功率因數(shù)經(jīng)補(bǔ)償后達(dá)到 。該廠 6kV 進(jìn)線上擬安裝一臺(tái)SN1010 型高壓斷路器，其主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 ，斷路器斷路時(shí)間為 。該廠高壓配電所6kV 母線上的 IK（3） =20kA。試選擇該高壓斷路器的規(guī)格。15解：應(yīng)選 SN1010II/1000500 型高壓少油斷路器。42 某 10/ 的車(chē)間附設(shè)式變電所，總計(jì)算負(fù)荷為 780kVA,其中一、二級(jí)負(fù)荷有460kVA。試初步選擇該變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。已知當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?25℃。解：初步選兩臺(tái) S9630/10 型電力變壓器。如選兩臺(tái) S9500/10 型，則在一臺(tái)運(yùn)行時(shí)，考慮當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟容^高，又是室內(nèi)運(yùn)行，因此一臺(tái)運(yùn)行的容量實(shí)際只有 500kVA*（）=435kVA460kVA 不滿足一、二級(jí)負(fù)荷要求，因此不合適。43 某 10/ 的車(chē)間附設(shè)式變電所，原裝有 S91000/10 型變壓器一臺(tái)。現(xiàn)負(fù)荷發(fā)展，計(jì)算負(fù)荷達(dá) 1300kVA。問(wèn)增加一臺(tái) S9315/10 型變壓器與 S91000/10 型變壓器并列運(yùn)行，有沒(méi)有什么問(wèn)題？如果引起過(guò)負(fù)荷，將是哪一臺(tái)過(guò)負(fù)荷？過(guò)負(fù)荷多少？已知兩臺(tái)變壓器均為 YynO 聯(lián)結(jié)。解：ST315=340kVA ST1000=960kVA(340315)/315=%將使 S9315/10 型變壓器過(guò)負(fù)荷 %。44 習(xí)題 41 所示 6kV 進(jìn)線上裝設(shè)有兩個(gè) LQJ10 型電流互感器（A, C 相各一個(gè)） ，其 級(jí)的二次繞組接測(cè)量?jī)x表，接線如圖 76 所示，其中電流表 PA（1T1A 型）消耗功率 3VA,有功電能表 PJ1(DS2 型）和無(wú)功電能表 PJ2（DX2 型）的每一電流線圈消耗功率 A。其 3 級(jí)的二次繞組接 GL15 型電流繼電器，其接線如圖 625 所示，其線圈消耗功率 15VA。電流互感器二次回路接線采用 BV5001*，互感器至儀表、繼電器的連接線單向長(zhǎng)度為 2m。試檢驗(yàn)此電流互感器是否符合準(zhǔn)確度級(jí)的要求。解：電流互感器 級(jí)的二次負(fù)荷 S2=A 小于 SZN=10VA,3 級(jí)負(fù)荷 S2=A 也小于SZN=30VA，因此均符合準(zhǔn)確度級(jí)的要求。45 確定工廠變電所變壓器容量和臺(tái)數(shù)的原則是什么？答：（1）變壓器容量的確定a 應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)可靠性的要求。在一二級(jí)負(fù)荷的變電所中，選擇兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)在技術(shù)上，經(jīng)濟(jì)上比較合理時(shí)，主變器選擇也可多于兩臺(tái)；b 對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷比較大的宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)可采用兩臺(tái)主變壓器 c 三級(jí)負(fù)荷一般選擇一臺(tái)豬變壓器，負(fù)荷較大時(shí)，也可選擇兩臺(tái)主變壓器。（2） 變壓器容量的確定裝單臺(tái)變壓器時(shí)，其額定容量 SN 應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 Sc,考慮負(fù)荷發(fā)展應(yīng)留有一定的容量裕度,并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,即 SN=(~)Sc裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí),其中任意一臺(tái)主變壓器容量)SN 應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件:a 任一臺(tái)主變壓器運(yùn)行時(shí),應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的 60%~70%的要求,即 SN=(~)Scb 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),應(yīng)能滿足全部一二級(jí)負(fù)荷 Sc(I+II)的要求,即SN=Sc(I+II)46 高壓少油斷路器和高壓真空斷路器各自的滅弧介質(zhì)是什么？比較其滅弧性能，各適用于什么場(chǎng)合？ 高壓少油斷路器的滅弧介質(zhì)是油。高壓真空斷路器的滅弧介質(zhì)是真空。高壓少油斷路器具有重量輕，體積小，節(jié)約油和鋼材，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，但不能頻繁操作，用于6—35KV 的室內(nèi)配電裝置。高壓真空斷路器具有不爆炸，噪聲低，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)污染，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。在 35KV 配電系統(tǒng)及以下電壓等級(jí)中處于主導(dǎo)地位，但價(jià)格昂貴。4高壓隔離開(kāi)關(guān)的作用是什么？為什么不能帶負(fù)荷操作？答：高壓隔離開(kāi)關(guān)的作用是隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修及人身安全。但隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，因此不能帶負(fù)荷拉、合閘，不能帶負(fù)荷操作。1648 高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)有哪些功能？能否實(shí)施短路保護(hù)？在什么情況下自動(dòng)跳閘？解：功能：隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修及人身安全。高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)不能斷開(kāi)短路電流，所以不能實(shí)施短路保護(hù)。常與熔斷器一起使用，借助熔斷器來(lái)切除故障電流，可廣泛應(yīng)用于城網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)改造。高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)上端的絕緣子是一個(gè)簡(jiǎn)單的滅弧室，它不僅起到支持絕緣子的作用，而且其內(nèi)部是一個(gè)汽缸,裝有操動(dòng)機(jī)構(gòu)主軸傳動(dòng)的活塞,絕緣子上部裝有絕緣噴嘴和弧靜觸頭。當(dāng)負(fù)荷開(kāi)始分閘時(shí)，閘刀一端的弧動(dòng)觸頭與弧靜觸頭之間產(chǎn)生電弧，同時(shí)在分閘時(shí)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)活塞，壓縮汽缸內(nèi)的空氣，從噴嘴往外吹弧，使電弧迅速熄滅。49 試畫(huà)出高壓斷路器、高壓隔離器、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的圖形和文字符號(hào)。答：高壓斷路器（文字符號(hào)為 QF，圖形符號(hào)為—— /—） ；高壓隔離器（文字符號(hào)為 QS，圖形符號(hào)為——| / —） ；高壓負(fù)荷 （文字符號(hào)為 QL，圖形符號(hào)為 ——|o /—） 。410 熔斷器的作用是什么？常用的高壓熔斷器戶內(nèi)和戶外的型號(hào)有哪些？各適用于哪些場(chǎng)合。 答：熔斷器的作用主要是對(duì)電路及其設(shè)備進(jìn)行短路和過(guò)負(fù)荷保護(hù)；常用的高壓熔斷器主要有戶內(nèi)限流熔斷 器（RN 系列） ，戶外跌落式熔斷器（ RW 系列） ；RN 系列高壓熔斷器主要用于 3~35KV電力系統(tǒng)的短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)，其中 RN1 型用于電力變壓器和電力線路的短路保護(hù)，RN2 型用于電壓互感器的短路保護(hù)。 RW 系列戶外高壓跌落式熔斷器主要作為配電變壓器或電力線路的短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。411 互感器的作用是什么？電流互感器和電壓互感器在結(jié)構(gòu)上各有什