8、某工厂供电系统如下图所示。已知电力系统出口断路器为SNl0—10 II型。试求工厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。
解：1.求k-1点的三相短路电流和短路容量(Uc1=10.5kV) (1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗
1)电力系统的电抗：由附录表8查得SNl0-10Ⅱ型断路器的断流容量Soc=500MV·A，
Uc21(10.5kV)2X1???0.22?
Soc500MV?A2)架空线路的电抗：查表3-1得X0=0.35?/km X2?X0l?0.35(?/km)?5km?1.75? 3）绘k-1点短路的等效电路，并计算其总电抗为 X?(k?1)?X1?X2?0.22??1.75??1.97?
(2)计算三相短路电流和短路容量
(3)1)三相短路电流周期分量有效值 Ik?1?
Uc13X?(k?1)10.5kV3?1.97???3.08kA
(3)(3)2)三相短路次暂态电流和稳态电流 I\(3)?I??Ik?1?3.08kA
3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值
(3)(3) ish?2.55I\(3)?2.55?3.08kA?7.85kA Ish?1.51I\(3)?1.51?3.08kA?4.65kA
(3)(3)4)三相短路容量 SkUc1Ik?1?3?1?3?10.5kV?3.08kA?56.0MV?A
2.求k-2点的短路电流和短路容量(Uc2=0.4kV)
Uc22(0.4kV)2??1)电力系统的电抗X1??3.2?10?4? Soc500MV?A??X0l(2)架空线路的电抗 X2Uc22)?2.54?10?3? Uc13)电力变压器的电抗：由附录表5得Uk％=5
Uk00Uc22(0.4kV)25X3?X4?????8?10?3?
100SN1001000kV?A4)绘k-2点短路的等效电路如上图b所示，并计算其总电抗： X?(k?2)?X1?X2?X3//X4?X1?X2?(2)计算三相短路电流和短路容量
(3)1)三相短路电流周期分量有效值 Ik?2?X3X4?6.86?10?3?
X3?X4Uc20.4kV3?6.86?10??33X?(k?2)??33.7kA
(3)(3)2)三相短路次暂态电流和稳态电流 I\3)?I??Ik?2?33.7kA
3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值
(3)(3) ish?1.84I\(3)?1.84?33.7kA?62.0kA Ish?1.09I\(3)?1.09?33.7kA?36.7kA (3)(3)4)三相短路容量 SkUc2Ik?2?3?2?3?0.4kV?33.7kA?23.3MV?A
9、某工厂供电系统如下图所示。电力系统出口断路器为SNl0—10 II型。试用标幺制法计算系统中k-1点和k-2点的三相短路电流和短路容量。
解：1.确定基准值
Sd?100MV?A，Uc1?10.5kV，Uc2?0.4kV
Id1?Sd3Uc1?100MV?A3?10.5kV?5.50kA Id2?Sd3Uc2?100MV?A3?0.4kV?144kA
2.计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 (1)电力系统的电抗标幺值
由附录表8查得Soc?500MV?A X1*?(2)架空线路的电抗标幺值
*?0.35(?/km)?5km?由表3-1查得X0?0.35?/km X2100MV?A?0.2
500MV?A100MV?A?1.59
(10.5kV)2(3)电力变压器的电抗标幺值 由附录表5查得，Uk％=5
5?100MV?A5?100?103kV?A??5.0 X?X?100?1000kV?A100?1000kV?A*3*4绘短路等效电路图如下图所示：
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?(k?1)?X1?X2?0.2?1.59?1.79
)(2)三相短路电流周期分量有效值 Ik(3?1?Id1*X?(k?1)?5.50kA?3.07kA 1.79(3)其他三相短路电流
(3)(3)(3)(3) I\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(3?1?Sd*X?(k?1)?100MV?A?55.9MV?A
1.794.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
5*****?X?X?X//X?0.2?1.59??4.29 (1)总电抗标幺值 X?(k?2)12342)(2)三相短路电流周期分量有效值 Ik(3?2?Id1*X?(k?2)?144kA?33.6kA 4.29(3)其他三相短路电流
(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(3?2?Sd*X?(k?2)?100MV?A?23.3MV?A
4.29(3)10、已知配电所10kV母线短路时的Ik线路的计算电流为350A，继电保护动作时间为1.1s，?2.86kA，
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。 装设地点的电气条件 SNl0-10I／630-300型断路器 序号 项目 数 据 项目 数 据 结论 1 2 3 4 5 UN I30 (3) Ik(3) ish(3)2I?tima10kV 350A 2.86kA UN IN Ioc 10kV 630A 16kA 40kA 合格 合格 合格 合格 合格 2.55×2.86kA=7.29kA imax 2.862×(1.1+0.2)=10.6 It2t 162?4?1024 11、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??0.7，效率?=0.75，380V
(3)(3)母线的短路电流Ik?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
(3) 由于IN?M?0.01Ik，该电动机的反馈电流冲击值为ish?M?6.5?1?0.724kA?4.7kA
l(3)?ish?M)2??10?7N/A2 因此母线在三相短路时所受的最大电动力为F(3)?3(isha ?3(62.0?103A?4.7?103A)2? 2.校验母线短路时的动稳定度
0.9m?10?7N/A2?4334N 0.16mF(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?87As/mm2，图3-12?L?55?C曲线得KL?0.5?104A2?s/mm4 tima?tk?0.05s?top?toc?0.05s?0.6s?0.1s?0.05s?0.75s
Amin?(3)I?timaC?33.7?103A?0.75s87As/mm2=335mm2
母线截面为A=100×10mm2=1000mm2>Amin，该母线满足短路热稳定度要求。
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。
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。
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