中性线截面按A0≥0.5A?,选A0=70 mm2。 保护线截面按APE≥0.5A?,选APE=70 mm2。
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 mm2)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。
解:(1)选择经济截面 I30=
p303UNcos?=
2500kW3?35kV?0.7=58.9A
由表5—3查得jec=1.15A/mm2 Aec=
58.9A=51.2 mm2 21.15A/mm 选标准截面50 mm2,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=35mm2
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 mm2和aav=1.26×1.6m?2m查附录表6,得R0=0.68?/km,X0=0.39?/km。
线路的电压损耗为
2500kW?(5?0.68)??2500kvar?(5?0.39)? ?U? =382V
35kV 线路的电压损耗百分值为
100?382V=1.09%
3500V选LGJ-50型钢芯铝线满足电压损耗要求。
?U%=
5、某220/380V线路,采用BLX-500-(3×25+1×16) mm2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。 解
:
查
表
5-4
得
C=46.2kW·m
/
mm
2,而
∑M=7kW?50m?28kW?75m=2450kW?m
?U%=
6、 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。
?MCA?2450?2.12%
46.2?25
原集中负荷p1?20kW,cos?1?0.8,tan?1?0.75,故q1?20kW?0.75?15kvar。 原分布负荷p2?0.4(kW/m)?50m?20kW,cos?2?0.8,tan?2?0.75,
故q2?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℃明敷时的因此可选3根BX-500-1×10导线作相线,另选1根BX-500-1Ial?77A?I?76A。×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1mm2,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R0?2.19?/km,电抗(线距按150mm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%
所选BX-500-1×10型铜芯橡皮绝缘线满足允许电压损耗要求。
第5章 供配电系统的继电保护
5-1继电器保护装置的任务和要求是什么? 答:(1)继电保护的任务:
①自动地、迅速地、有选择地将故障设备从供电系统中切除,使其他非故障部分迅速恢复正常供电。
②正确反映电气设备的不正常运行状态,发出预告信号,以便操作人员采取措施,恢复电器设备的正常运行。
③与供配电系统的自动装置(如自动重合闸、备用电源自动投入装置等)配合,提高供配电系统的供电可靠性。
(2)对继电保护的要求:根据继电保护的任务,继电保护应满足选择性、可靠性、速动性和灵敏性的要求。
5-2电流保护的常用接线方式有哪几种?各有什么特点? 答:1、三相三继电器接线方式。
它能反映各种短路故障,流入继电器的电流与电流互感器二次绕组的电流相等,其接线系数在任何短路情况下均等于1。这种接线方式主要用于高压大接地
电流系统,保护相间短路和单相短路。 2、两相两继电器接线方式。
它不能反映单相短路,只能反映相间短路,其接线系数在各种相间短路时均为1。此接线方式主要用于小接地电流系统的相间短路保护。 3、两相一继电器接线方式。
这种接线方式可反映各种不同的相间短路,但是其接线系数随短路种类不同而不不同,保护灵敏度也不同,主要用与高压电动机的保护。 5-3 什么叫过电流继电器的动作电力、返回电流和返回系数? 答:(1)使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流。 (2)使继电器返回到启始位置的最大电流称为继电器的返回电流 (3)继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数
5-4电磁式电流继电器和感应式电流继电器的工作原理有何不同?如何调节其动作电流? 答:(1)工作原理的不同之处在于:电磁式电流继电器的原理在于利于变化继电器的电流来调节弹簧的作用力,调节其与常开触头的开合。而感应式电流继电器的原理在于调节制动力矩,使蜗杆与扇形齿轮啮合。这就是叫继电器的感应系统动作。
(2)调节电磁式电流继电器的动作电流的方法有两种:①改变调整杆的位置来改变弹簧的反作用力 进行平滑调节;②改变继电器线圈的连接。
感应式继电器的动作电流可用插销改变线圈的抽头进行级进调节;也可以用调节弹簧的拉力进行平滑调节。
5-5 电磁式时间继电器、信号继电器和中间继电器的作用是什么?
答:①电磁式时间继电器用于继电保护装置中,使继电保护获得需要延时,以满足选择性要求。
②信号继电器是继电保护装置中用于发出指示信号,表示保护动作,同时接通信号回路,发出灯光或者音响信号 ③中间继电器的触头容量较大,触头数量较多,在继电保护装置中用于弥补主继电器触头容量或者触头数量的不足。
5-6 试说明感应式电流继电器的动作特性曲线。
答:继电器线圈中的电流越大,铝盘转速越快,扇形齿轮上升速度也就越快,因此动作时限越短。这就是感应式电流继电器的“反时限”特性,如下图曲线中的ab段所示。当继电器线圈中的电流继续增大时,电磁铁中的磁通逐渐达到饱和,作用于铝盘的转矩不再增大,使继电器的动作时限基本不变。这一阶段的动作特性称为定时限特性,如下图曲线中的bc段所示。当继电器线圈中的电流进一步增大到继电器的速断电流整定值时,电磁铁2瞬时将衔铁15吸下,触头闭合,同时也使信号牌掉下。这是感应式继电器的速断特性,如下图曲线中c’d所示。
5-7 电力线路的过电流保护装置的动作电流、动作时间如何整定?灵敏度怎样
校验? 答:(1)动作电流整定
过电流保护装置的动作电流必须满足下列两个条件:
①正常运行时,保护装置不动作,即保护装置的动作电流Iop.1应大于线路的最大负荷电流IL.max;
②保护装置在外部故障切除后,可靠返回到原始位置。要使保护装置可靠返回,就要求保护装置的返回电流Irel?IL.max 。由于过电流Iop.1大于IL.max,所以,以Irel?IL.max作为动作电流整定依据,所以得Iop.KA?Kre1KwIL.max; KreKi式中,Kre1为可靠系数,Kw为接线系数,Kre为继电的返回系数,Ki为电流互感器变比。
(2)动作时间整定
动作时间必须满足选择性要求。为保证动作的选择性,动作时间整定按“阶梯原则”来确定;即自负载侧向电源侧,后一级线路的过电流保护装置的动作时限应比前一级线路保护的动作时限大一级时限差?t;
t1?t2??t
式中,?t为时限级差,定时限电流保护取0.5s。 (3)灵敏度校验.
过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线路末端的两相短路电流Ik.min进行校验;
(2)IKKS?.min?1.5 主保护时
Iop1(2)IKKS?.min?1.25 后备保护时
Iop1式中,Iop1为保护装置一次侧动作电流。
5-8 反时限过电流保护的动作时限如何整定?
答:在整定反时限电流保护的动作时限时应指出某一动作电流倍数(通常为10)时的动作时限,为保护动作的选择性,反时限过电流保护时限整定也应按照“阶梯原则”来确定,即上下级路线的反时限过电流保护在保护配合点K处发生短路时的时限级差为△t=0.7s
5-9 试比较定时限过电流保护和反时限过电流保护。 答:定时限过电流保护整定简单,动作准确,动作时限固定,但使用继电器较多,接线较复杂,需直流操作电源。反时限过电流保护使用继电器少,接线简单,可采用交流操作,但动作准确度不高,动作时间与短路电流有关,呈反时限特性,动作时限整定复杂。