三、计算题 第三章
1．某电厂的高、低厂用母线电压分别为6kV和0.38kV，厂用高压备用变压器为分裂绕组有载调压型, 其参数如下：SNh=40MVA， SNl=20MVA,Ukh%=9.5, 低压厂用变压器参数为：SNL=1000KVA，UKL%=10，高压厂用母线已带负荷5200KVA，自启动电动机总功率为10360KW；低压厂用母线自启动电动机总功率为500KW，试问高、低压串接自启动时，低压电动机能否成功自启动？（高、低压电动机平均启动电流倍数为5，ηNcosφ=0.8）
（解：1）厂用高压母线电压校验
P51?03601K?S?520010?cos?.8高压厂用母线的合成负荷标幺值为：S ?0?3.50*h?S20000Nhk2N高压厂用变压器电抗标幺值为：x?1.1???1.1??*t1U%S100S1N9.520000 ?0.0525100400000高压母线电压标幺值：U?*?*1U1.1 ?0.929?(65%~70%)1?xS?0.0525?3.50*t1*h12）低压厂用母线电压校验
22低压厂用母线的合成负荷标幺值为：S*l?KP?cos?5?5000.8 ??3.125S1000NlU010100低压厂用变压器电抗标幺值为：x ?1.1?k?1.1??0.11*t2低压母线电压标幺值：U?*2U0.929*1 ??0.69?55%1?xS1?0.11?3.125*t2*l高、低压串接自启动时，低压电动机能成功自启动。 满足要求。）
2．某电厂的高、低厂用母线电压分别为6KV和380KV，高压厂用备用变压器为双绕组有载
调压型, 其参数如下：SNh=20MVA,Ukh%=9.5, 低压厂用变压器参数为：SNL=1000KVA，UKL%=10，高压厂用母线已带负荷5200KVA，自启动电动机总功率为10360KW；低压厂用母线自启动电动机总功率为500KW，试问高、低压串接自启动时，低压电动机能否成功自启动？（高、低压电动机平均启动电流倍数为5，ηNcosφ=0.8） （解：1）厂用高压母线电压校验
P51?03601K?S?520010?cos?0.8高压厂用母线的合成负荷标幺值为：S ??3.50*h?S20000Nhk高压厂用变压器电抗标幺值为：x ?1.1??1.1??0.1045*t1U09.51000高压母线电压标幺值：U?*?*1U1.1 ?0.805?(65%~70%)1?xS1?0.1045?3.50*t1*h2）低压厂用母线电压校验
22低压厂用母线的合成负荷标幺值为：S*l?KP?cos?5?5000.8 ??3.125S1000Nl低压厂用变压器电抗标幺值为：x ?1.1?k?1.1??0.11*t2U010100低压母线电压标幺值：U?*2U0.805*1 ??0.599?55%1?xS?0.11?3.125*t2*l1高、低压串接自启动时，低压电动机能成功自启动。满足要求。）
第四章
1．设发电机参数为：PN=25MW，UN=10.5KV，cosφ=0.8，环境温度θ0=+40℃，按经济电流密度选择发电机出线导体为2（125×10）铝导体（平放），Ial=3125A（+25℃时），Ks=1.45，K
，已知短路电流持续时间t=1.2秒，短路电流值I″=I∞=28KA，试校验所θ=0.81（40℃时）
选导体能否满足长期发热允许电流和热稳定要求？（热稳定系数C=87）。
?（1）Imaxp25000max?=1718 A
3*u*cos?3*10.5*0.8N最大电流为1.05*1718=1803.9 A
可载流3125A 的导体在40℃时 载流能力为： 温度修正系数为：0.81，邻近效应系数为1.45 导体的实际载流量为3125*0.81*=2531A>1803.9A
按经济电流密度选择的导体要进行长期最大电流效验， 效验后合格。
因此导体能满足长期发热允许电流。 （2）t=1.2>1 S
不考据短路电流非周期分量所发出的热量
t222kQ?[(I\)?10I?(I)] kttkk122短路电流无衰减所以
2222k QkAs?[(I\)?10I?(I)]?1.2?28k
tk2tkt122
2k.Q1.45*1.2*282k导体的热稳定效验：s=420mm ?min?C87导体的截面积为2（125*10）=2500>420 mm
因此可以用，热稳定满足要求。
第五章
1．如图所示，某35KV出线回路I.max=630A,K点短路时，I”=I∞=18.72KA，继电保护主保护和后备保护的动作时间分别为0.05秒和2秒；该回路断路器需更换，现有一台SW2—35C/1000型断路器，其技术参数如下：UN=35KV，IN=1000A，INbr=24.8KA,iNcl=63.24KA,It=24.8KA(t=4秒)，ies=63.24KA,全开断时间tab=0.11秒，试判断此断路器能否适用？ 解：t2+0.11=2.11>1 S tt?tk?pr?ina?不考据短路电流非周期分量所发出的热量
35KV 2
t222k Q?[(I\)?10I?(I)]kttkk122由于短路电流无衰减所以
QF t2 2222''2k QkAs =2.08*(12)?[(I\)?10I?(I)]?t*()Ikkttkk122
K
ik*2*I''=1.8*1.414*18.72=48kA sh?断路器本身参数 35kV 1000A 2应该满足的条件 系统条件 是否 满足 是 是 分数 1分 1分 1分 1分 1分 U1 Un?s.N 2 35kV 630A IN?Is.N (18.72)*2.223 (It)t?Q08 kAs k 4 ies?ish 48kA 5 (24.8)*24 kAs 63.2 kA 24.8kA 63.24kA 2是 是 是 是 IN.br?I'' 18.72kA 50kA 6 iN.cl?ish 结论
2．某变电所10KV配电装置中一回出线：Pmax=3500KW，cos?=0.85，I’’=I∞=12KA ，继电保护后备时间为2秒，此回路断路器因故障需更换，现有一台ZN5-10型断路器，参数如下：
选择的断路器可以适用 U?10KV,I?630A,nnINbr=20KA，iNcl=50KA，
ies=50KA，It=20KA（t=4秒），tab=0.08秒，试判断能否适用。
?解：Imaxp3500kWmax?=237.7A
3*u*cos?3*10kV*0.85Nttt?t2+0.08=2.08>1 S k?pr?ina?t222kQ?[(I\)?10I?(I)] kttkk122不考虑短路电流非周期分量所发出的热量
由于短路电流无衰减所以
222''2k Q=2.08*(12)kAs ?[(I\)?10I?(I)]?t*()Ikk2
2
tk2tkt12ik*2*I''=1.8*1.414*12=30.5kA sh?应该满足的条件 1 2 断路器 本身参数 10kV 630A (20)*4 2kAs 50kA 20kA 50kA 2系统参数 10kV 237.7A 2(12)*2.08 2kAs 30.5kA 12kA 30.5kA 是否满足 分数 1 UUn?s.N IN?Is.N (It)2t?Qk 3 1 4 5 6 结论 ies?ish IN.br?I'' 1 1 1 iN.cl?ish 选择的断路器可以适用 3．某10KV出线由无限大电源供电，已知该回路I.max=400A,短路时，I”=18KA，继电保护主
保护和后备保护的动作时间分别为0.1秒和2秒；现有一台SN—10I型断路器，其技术参数如下：UN=10KV，IN=600A，INbr=20.2KA,iNcl=52KA,It=20.2KA(t=4秒)，ies=52KA,全开断时间tab=0.1秒，试判断此断路器能否适用于该10KV回路？
解：Imax?400A
ttt?t2+0.1=2.1>1 S k?pr?ina?不考据短路电流非周期分量所发出的热量
t222k Q?[(I\)?10I?(I)]kttkk122由于无限大系统，因此短路电流无衰减所以
222''2k Q=2.1*(18)?[(I\)?10I?(I)]?t*()Ikktk2tkt122
kAs
2
ik*2*I''=1.8*1.414*18=46kA sh?应该满足的条件 U1 Un?s.N 2 断路器本身参数 系统条件 10kV 600A 22 10kV 400A 2 2 是否满足 分数 kAs 1分 1分 1分 1分 1分 IN?Is.N 23 (It)t?Qk 4 ies?ish 5 (20．2)*4 kAs 2.1*(18)50kA 20．2kA 52kA 46kA 18kA 46kA IN.br?I'' 6 iN.cl?ish 结论 选择的断路器可以适用
4．已知：10KV馈线，最大额定电流为180A，系统短路电流为(不衰减)10kA，短路存在时间仪表电流线圈名称 A相 B相 电流表（46L1-A型） 0.35 功率表（46D1-W型） 0.6 0.6 电能表（DS1型） 0.5 0.5 总计 1．45 1．1 为1.1秒，电流互感器至最近一个绝缘子的距离为1米，相间的距离为400毫米。电流互感器回路接线采用不完全星形接法。电流互感器于测量仪表相距30m。电流互感器二次负荷见下表。
现初选LFC—10屋内型电流互感器，互感比200/5，准确级0.5级，其二次负荷额定阻抗为0.6Ω，动稳定倍数KP为250，1秒热稳定倍数Kt=80。出线端部允许受力FP=736N，试（1）
-82
选择连接导线截面（导线为铜芯，其电阻率为1.75*10 截面标准规格有1.5,2.5,4,6mm等），（2）进行动、热稳定校验。 电流互感器负荷（v.A）
解：电流互感器选择的项目：
初选200/5A 准确度为0.5级，二次负载为0.6欧姆， （1）1s 热稳定校验 （5分）
I=80*200=16kA
2222=256(KA.S) ()I?(16)*1(kA).sttt222222''2k=1.1*(10)=110(KA.S) ＜ 256(KA.S) Q?[(\I)?10I?(I)]?t*()Ikkttkk122
（2）动稳定校验（5分）
=1.8*1.4142*10=25kA ik*2*Ish?? 内部动稳定校验：i=250*1.4142*200=70.7kA＞25 kA k*Ies?es*2N外部动稳定校验：
?7l2?712135.1 N ＜736 N 0.5???1.7310i?0.5???1.7310?25?sha0.4
（3）连接导线截面选择（5分）
0.1?Z不完全星形接法 接线时导线的计算长度为实际长度的3；ra???N
A相导体的负载为=1。45/（5*5）=0.058欧姆
不完全星型接法，计算长度为实际长度的3，即为3*30=51.96米 s>1/(0.6-0.1-0.058)*P*l=2(mm)
满足要求。
2
ls