3.计算k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 (1)总电抗标幺值
***X??X?X(k?1)12?0.2?1.59?1.79
(2)三相短路电流周期分量有效值 Ik?1(3)其他三相短路电流 I\3)(3)?Id1*X?(k?1)?5.50kA?3.07kA
1.79(3)(3)(3)(3)?I??Ik?1?3.07kA ish?2.55?3.07kA?7.83kA Ish?1.51?3.07kA?4.64kA
(4)三相短路容量 Sk?1(3)?Sd*X?(k?1)?100MV?A?55.9MV?A
1.795?4.29 24.计算k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 (1)总电抗标幺值 X?(k?2)****?X1*?X2?X3//X4?0.2?1.59?(2)三相短路电流周期分量有效值 Ik?2(3)其他三相短路电流
(3)?Id1*X?(k?2)?144kA?33.6kA
4.29(3)(3)(3)(3)I\3)?I??Ik?2?33.6kA ish?1.84?33.6kA?61.8kA I??1.09?33.6kA?36.6kA
(4)三相短路容量 Sk?2(3)?Sd*X?(k?2)?100MV?A?23.3MV?A
4.29由此可见，采用标幺制法的计算结果与欧姆法计算的结果基本相同。
3、已知工厂变电所380V侧母线上接有250kW感应电动机一台，平均cos?母线的短路电流Ik(3)?0.7，效率?=0.75，380V
(3)?33.7kA,ish?62.0kA；该母线采用LMY-100×10的硬铝母线，水平平放，档距为
900mm，档数大于2，相邻两相母线的轴线距离为160mm。试求该母线三相短路时所受的最大电动力，并校验其动稳定度。如果此母线的短路保护动作时间为0.6s，低压断路器的断路时间为0.1s。该母线正常运行时最高温度为55?C。校验其热稳定度。
解：1.计算母线短路时所受的最大电动力 电动机额定电流为 IN?M?250kW3?380V?0.7?0.75?0.724kA
由于IN?M(3)，该电动机的反馈电流冲击值为ish?M?6.5?1?0.724kA?4.7kA ?0.01Ik(3)(3)?3(ish?ish?M)2? 因此母线在三相短路时所受的最大电动力为F ?l?10?7N/A2 a3(62.0?103A?4.7?103A)2?0.9m?10?7N/A2?4334N
0.16m 2.校验母线短路时的动稳定度
26
F(3)l4334N?0.9m??390N?m 母线在F作用时的弯曲力矩为M?1010b2h(0.1m)2?0.01m??1.667?10?5m3 母线的截面系数为W?66M390N?m??23.4?106Pa?23.4MPa 母线在三相短路时所受到的计算应力?c??53W1.667?10m(3) 硬铝母线(LMY)的允许应力为?al?70MPa??c?23.4MPa
由此可见该母线满足短路动稳定度的要求。 3.母线满足短路热稳定度的最小允许截面 附录表7C?87A timas/mm2，图3-12?L?55?C曲线得KL?0.5?104A2?s/mm4
?tk?0.05s?top?toc?0.05s?0.6s?0.1s?0.05s?0.75s
timaC?33.7?103A?2(3)Amin?I?0.75s87As/mm2=335mm
2 母线截面为A=100×10mm=1000mm>Amin，该母线满足短路热稳定度要求。
2
计算题
1、已知配电所10kV母线短路时的Ik(3)?2.86kA，线路的计算电流为350A，继电保护动作时间为
1.1s，断路器断路时间取0.2s。试选择10kV高压配电所进线侧的高压户内少油断路器的型号规格。 解：初步选用SNl0-10型，根据线路计算电流，试选SNl0-10Ⅰ型断路器来进行校验，如下表所示。校验结果，所选SNl0-10Ⅰ型是合格的。
序号 1 项目 装设地点的电气条件 数 据 10kV 350A 项目 SNl0-10I／630-300型断路器 数 据 10kV 630A 结论 合格 合格 UN I30 (3) Ik(3) ishUN IN Ioc imax 2 3 2.86kA 2.55×2.86kA=7.29kA 2.86×(1.1+0.2)=10.6 216kA 40kA 合格 合格 合格 4 5 (3)2I?tima It2t 162?4?1024 2、某10／0.4kV变电所，总计算负荷为1200kV·A，其中一、二级负荷680kV·A。试初步选择该变电所主变压器的台数和容量。
解：根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压器。
27
每台容量SN?T =(0.6～0.7)×1200kV·A=(720～840)kV·A，且SN?T≥680kV·A， 初步确定每台主变压器容量为800kV·A。
3、现有一台S9-800/10型配电变压器与一台S9-2000/10型配电变压器并列运行，均为Dynll联结。负荷达到2800kV·A时，变压器中哪一台将要过负荷?过负荷可达多少? 解：并列运行的变压器之间的负荷分配是与阻抗标幺值成反比的。 变压器的阻抗标幺值按下式计算
Z*TUk00Sd?100SN 通常取 Sd?100MV?A?105KV?A；
=5，S9-2000变压器(T2)的Uk 查附录表5-1，得S9-800变压器(T1)的Uk阻抗标幺值分别为(取Sd0000= 6，两台变压器的
?105kV?A)：
Z*T15?105kV?A6?105kV?A*??6.25 ZT2??3.00 100?800kV?A100?2000kV?A3.006.25?908kV?A ST2?2800kV?A??1892kV?A
6.25?3.006.25?3.00在负荷达2800kV·A时各台负担的负荷分别为 ST1?2800kV?A? 变压器(T1)将过负荷(908-800)kV·A=108kV·A，将超过其额定容量13.5％。
按规定，油浸式电力变压器正常允许过负荷可达20％(户内)或30％(户外)。因此变压器过负荷13.5％还是在允许范围内的。
另外，从上述两台变压器的容量比来看，800kV·A：2000kV·A=1：2.5，尚未达到一般不允许的容量比1：3。但考虑到负荷的发展和运行的灵活性，S9—800／10型变压器宜换以 较大容量的变压器。
计算题
1、有一条采用BLX-500型铝芯橡皮线明敷的220／380V的TN-S线路，线路计算电流为150A，当地最热月平均最高气温为+30?C。试按发热条件选择此线路的导线截面。 解：(1)相线截面A?的选择
查附录表19—1得环境温度为30?C时明敷的BLX-500型截面为50mmIal=163A>I30=150A，满足发热条件。因此相线截面选为A?=50mm。 (2)中性线截面A0的选择 按A0≥0.5A?，选A0=25mm。
(3)保护线截面APE的选择 由于A?>35mm，故选APE≥0.5A?=25mm。
所选导线型号可表示为：BLX-500-(3×50+1×25+PE25)。
22222的铝芯橡皮线的
28
2、上题所示TN-S线路，如果采用BLV-500型铝芯塑料线穿硬塑料管埋地敷设，当地最热月平均气温为+25?C。试按发热条件选择此线路导线截面及穿线管内径。
解：查附录表19-3得+25?C时5根单芯线穿硬塑料管(PC)的BLV-500型截面为120 mm的导线允许载流量Ial=160A> I30=150A。 因此按发热条件，相线截面选为120 mm。中性线截面按A0≥0.5A?，选A0=70 mm。保护线截面按APE≥0.5A?，选APE=70 mm。穿线的硬塑料管内径查附录表19—3中5根导线穿管管径(A?=120 mm)为80mm。
选择结果可表示为：BLV-500-(3×120+1×70+PE70)-PC80，其中PC为硬塑管代号。
3、有一条用LGJ型钢芯铝线架设的5km长的35kV架空线路，计算负荷为2500kW，cos?=0.7，Tmax=4800h。试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。
22222 解：(1)选择经济截面I30=
p303UNcos?2=
2500kW3?35kV?0.7=51.2 mm
2=58.9A
由表5—3查得jec=1.15A／mmAec=
258.9A1.15A/mm2 选标准截面50 mm，即选LGJ-50型钢芯铝线。 （2）校验发热条件
查附录表16得LGJ-50的允许载流量Ial=178A> I30=58.9A，满足发热条件。 (3)校验机械强度
查附录表14得35kV架空钢芯铝线的最小截面Amin=35mm
4试验算3题所选LGJ-50型钢芯铝线是否满足允许电压损耗5%的要求。已知该线路导线为水平等距排列，相邻线距为1.6m。
解：由上题知P30=2500kW，cos?=0.7，因此tan?=1，Q30=2500kvar。
用A=50 mm和aav=1.26×1.6m?2m查附录表6，得R0=0.68?／km，X0=0.39?／km。
2222500kW?(5?0.68)??2500kvar?(5?0.39)? =382V
35kV100?382V 线路的电压损耗百分值为?U%==1.09%
3500V 线路的电压损耗为?U?选LGJ-50型钢芯铝线满足电压损耗要求。
5、某220／380V线路，采用BLX-500-(3×25+1×16) mm的四根导线明敷，在距线路首端50m处，接有7kW电阻性负荷，在线路末端(线路全长75m)接有28kW电阻性负荷。试计算该线路的电压损耗百分值。
2 29
解：查表5-4得C=46.2kW·m／mm，而∑M=7kW?50m?28kW2?75m=2450kW?m
M? ?U%=
CA
?2450?2.12%
46.2?251、 某220/380V的TN-C线路，如下图所示。线路拟采用BX-500型铜芯橡皮绝缘线户内明敷，环境温度为30℃,允许电压损耗为5%。试选择该线路的导线截面。
解：（1）线路的等效变换
将图a所示带均匀分布负荷的线路，等效变换为图b所示集中负荷的线路。
原集中负荷原分布负荷
故q2
p1?20kW,cos?1?0.8,tan?1?0.75,故q1?20kW?0.75?15kvar。
p2?0.4(kW/m)?50m?20kW,cos?2?0.8,tan?2?0.75,
?20kW?0.75?15kvar。
（2）按发热条件选择导线截面 线路中的最大负荷（计算负荷）为
P?p1?p2?20kW?20kW?40kW Q?q1?q2?15kvar?15kvar?30kvar
S?P2?Q2?402?302kV?A?50kV?A I?S3UN?50kV?A3?0.38kV?76A
查附录表19-1，得BX-500型导线
A?10mm2在30℃明敷时的Ial?77A?I?76A。因此可
选3根BX-500-1×10导线作相线，另选1根BX-500-1×10导线作PEN线。
（3）校验机械强度
查附录表15，室内明敷铜芯线最小截面为1mm，以上所选导线满足机械强度要求。 （4）校验电压损耗
查附录表6，BX-500-1×10导线的电阻
2R0?2.19?/km，电抗（线距按
150
mm计）
X0?0.31?/km。线路的电压损耗为?U??(p1L1?p2L2)R0?(q1L1?q2L2)X0?/UN
=
?(20?0.04?20?0.055)?2.19?(15?0.04?15?0.055)?0.31?/0.38?12V
?U%?100?U/UN?100?12V/380V?3.2%??Ual%?5%
30