【文章內容簡介】 48 14 85 56 160 20 135 由上表可以看出， M 4 的 st NII? =135A20A=115A 為最大，因此該線路的尖峰電流為： 0 .9 ( 3 5 1 4 5 6 ) 1 3 5 2 2 9 .5pkI A A A? ? ? ? ? ? 第四章 短路計算及電器的選擇校驗 習題解答 41 有一地區(qū)變電站通過一條長 4km的 10kV 架空線路供電給某用戶裝有兩臺并列運行的 Yyn0聯接的 S91000型主變壓器的變電所。地區(qū)變電站出口斷路器為 SN1010II型。試用歐姆法求該用戶變電所 10kV 母線和 380V 母線的短路電流 (3)kI 、 39。(3)I 、 (3)I? 、(3)shi 、 (3)shI 及短路容量 (3)kS ，并列出短路計算表。 解：（一）繪短路計算電路圖如下： （附圖 3） （二）計算 k1 點的三相短路電路中各元件的電抗及三相短路電流和短路電流（ 1cU =） :查 附表 2 可得 SN1010II 型斷路器的斷流容量ocS 500ocS ? MVA，因此 2 211 (1 0 .5 ) 0 .2 2500cocU kVX S M V A? ? ? ? 2．架空線路的電抗：查表 41 得 0 /X ??km，因此 2 0 .3 5 ( / ) 4 1 .4 0X k m k m? ? ? ? ? 3．繪 1k? 點短路的等效電路圖如下： （附圖 4） 4．短路電路總電抗： ( 1 ) 1 2 0 .2 2 1 .4 1 .6 2kX X X?? ? ? ? ? ? ? ? ? 5． 1k? 點的三相短路電路和短路容量： （ 1）三相短路電流周期分量有效值： ( 3 )11( 1 )1 0 .5 3 .7 43 3 1 .6 2ckkU kVI X???? ? ???kA （ 2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： (3 ) (3 ) (3 )1 I I??? ? ?kA （ 3）三相短路沖擊電流： ( 3 ) ( 3 )2 .5 5 2 .5 5 3 .7 4 9 .5 4shi I k A? ? ? ?kA （ 4）第一個周期三相短路全電流有效值： ( 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）計算 2k? 點的三相短路電路中各元件的電抗及三相短路電流和短路容量（ 2 ? kV） 1．電力系統的電抗： 2 239。421 ( 0 .4 ) 3 .2 1 0500cocU kVX S M V A ?? ? ? ? ? 2．架空線路的電抗： 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．電力變壓器的電抗：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．繪 2k? 點短路的等效電路圖如下： （附圖 5） 5．短路電路總電抗： 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? 點的三相短路電流和短路容量： （ 1）三相短路電流周期分量有效值： ( 3 )22 3( 2 )0 .4 3 8 .83 3 5 .9 5 1 0ckkU kVI X????? ? ?? ? ?kA （ 2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： (3 ) (3 ) (3 )2 I I??? ? ?kA （ 3）三相短路沖擊電流 ： ( 3 ) ( 3 )1 .8 4 1 .8 4 3 8 .8 7 1 .4shi I k A? ? ? ?kA （ 4）第一個周期三相短路全電流有效值： ( 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 短路計算表如附錄習題 41 參考答案所列，此略。 42 試用標幺制法重作習題 41。 解：（一）確定基準值 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）計算短路電路中各元件的電抗標幺值 1．電力系統的電抗標幺值：查附表 2 得 SN1010II 型斷路器的 500ocS ? MVA，因此 1 100 0 .2500docS M V AX S M V A? ? ? ? 2．架空線路的電抗標幺值：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．電力變壓器的電抗標幺值：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）繪短路等效電路圖如下： （附圖 6） （四）求 1k? 點的短路電路總電抗標幺值及三相短路 電流和短路容量 1．總電抗標幺值： ( 1 ) 1 2 0 .2 1 .2 7 1 .4 7kX X X? ? ??? ? ? ? ? ? 2．三相短路電流周期分量有效值： ( 3 ) 11 ( 1 ) 5 .5 0 3 .7 41 .4 7dk kI kAI X? ???? ? ?kA 3．三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： (3 ) (3 ) (3 )1 I I??? ? ?kA 4．三相短路沖擊電流： ( 3 ) ( 3 )2 .5 5 2 .5 5 3 .7 4 9 .5 4shi I k A? ? ? ?kA 5．第一個周期三相短路全電流 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? 點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量 1．總電抗標幺值： ( 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 3．三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： (3 ) (3 ) (3 )2 I I??? ? ?kA 4．三相短路沖擊電流： ( 3 ) ( 3 )1 .8 4 1 .8 4 3 8 .7 7 1 .2shi I k A? ? ? ?kA 5．第一個周期三相短路全電流有效值： ( 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 設某用戶變電所 380V 母 線的三相短路電流周期分量有效值 (3) ? kA。而母線采用 LMY80? 10，水平平放。兩相鄰母線軸線間距離為 200mm，檔距為 ，檔數多于 2。該母線上裝有一臺 500kW 的同步電動機， cos 1?? 時， 94%?? 。試校驗此母線的動穩(wěn)定度。 解：（一）計算 380V 母線三相短路時所受的最大電動力 1．同步電動機的反饋沖擊電流：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 母線的三相短路沖擊電流： ( 3 ) ( 3 )1 .8 4 1 .8 4 3 6 .5 6 7 .2s h ki I k A? ? ? ?kA 3． 380V 母線在三相短路時所受的最大電動力： ( 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）校驗母線短路時 的動穩(wěn)定度 1． 380V 母線在 (3)F 作用時的彎曲力矩： ( 3 ) 3 5 2 6 0 .9 3171 0 1 0F l N mM ?? ? ?N? m 2．該母線的截面系數： 22 6( 0 .0 8 ) 0 .0 1 1 0 .6 7 1 066b h m mW ??? ? ? ?m3 3．該母線在三相短路時受到的計算應力： 663317 2 9 .7 1 01 0 .6 7 1 0c M N mWm? ??? ? ? ??Pa= 而 LMY 型母線的允許應力為 70MPa,因此該母線滿足短路動穩(wěn)定度的要求。 44 設習題 43所述 380V 母線的短路保護動作時間為 ,低壓斷路器的斷路時間為 。試校驗此母線的熱穩(wěn)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? ? ? ?。因此該母線的最小熱穩(wěn)定截面為： 3m in 23 6 .5 1 0 0 .6 4 2 08 7 / AAsA s m m?? ? ?mm2 而母線實際截面為 80 2210 80 0mm mm?? 2420mm? ，因此該母線滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。 45 某用戶變電所 10kV 高壓進線采用三相鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜，芯線截面為50mm2 。已知該電纜首端裝有高壓少油斷路器，其繼電保護動作時間為 。電纜首端的三相短路電流 (3) ? kA。試校驗此電纜的短路熱穩(wěn)定度。 解：已知 (3) (3) ? ??kA，并由附表 14 查得 265 /C A s mm? 。而 s s? ? ?s。因此該電纜的最小熱穩(wěn)定截面為： 3 22m i n 22 .1 1 0 1 .4 3 8 5 06 5 / AA s m m m mA s m m?? ? ? ? 由此可知該電纜滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。 46 某 220/380V 線路的計算電流為 56A，尖峰電流為 230A。該線路首端的三相短路電流 (3) 13kI ? kA。試選擇該線路所裝 RT0 型低壓熔斷器及其熔體的規(guī)格。 解：（一） RT0 型熔斷器熔體電流的