k-2
33.7 33.7 33.7 62.0 36.7 23.3 第二章—2
2、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?Sd3Uc1Sd3Uc2?100MV?A3?10.5kV100MV?A3?0.4kV?5.50kA
Id2???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?*100MV?A?0.2
500MV?A(2)架空线路的电抗标幺值 由表3-1查得X0?0.35?/km
*X2?0.35(?/km)?5km?100MV?A?1.59
(10.5kV)23)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??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(3?1?Id1*X?(k?1)?5.50kA?3.07kA
1.79(3)其他三相短路电流
(3)(3)?Ik I\3)?I??1?3.07kA
(3)ish?2.55?3.07kA?7.83kA (3)Ish?1.51?3.07kA?4.64kA
(4)三相短路容量
(3) Sk?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 (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
(3) Ik?2?*****5?4.29 2Id1*X?(k?2)?144kA?33.6kA 4.29(3)其他三相短路电流
(3)(3)?Ik I\3)?I??2?33.6kA
(3)ish?1.84?33.6kA?61.8kA (3)I??1.09?33.6kA?36.6kA
(4)三相短路容量
(3) Sk?2?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??0.7，效
(3)(3)?33.7kA,ish?62.0kA；该母线采用LMY-100×10的率?=0.75，380V母线的短路电流Ik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 因此母线在三相短路时所受的最大电动力为 F(3)l(3)?3(ish?ish?M)2??10?7N/A2
a0.9m?10?7N/A2?4334N 0.16m ?3(62.0?103A?4.7?103A)2? 2.校验母线短路时的动稳定度 母线在F(3)作用时的弯曲力矩为
F(3)l4334N?0.9m M???390N?m
1010 母线的截面系数为
b2h(0.1m)2?0.01m W???1.667?10?5m3
66 母线在三相短路时所受到的计算应力为
M390N?m6 ?c???23.4?10Pa?23.4MPa
W1.667?10?5m3 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?10A?s/mm tima?tk?0.05s?top?toc?0.05s?0.6s?0.1s?0.05s?0.75s
(3)I?424Amin?
timaC?33.7?103A?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。
22第四章
1、 开关触头间产生电弧的根本原因是什么?发生电弧有哪些游离方式?其中最初的游离方式是什么?维持电弧主要靠什么游离方式? 产生电弧的原因： 触头在分断电流时，触头本身及触头周围的介质中含有大量可被游离的电子，在外加电压足够大时，产生强烈的电游离而发生电弧。 产生电弧的游离方式：
（1）热电发射：触头分断电流时，阳极表面大电流收缩集中，出现炽热光斑，温度很高，触头表面电子吸收热能，发射到触头间隙，形成自由电子。
（2）高电场发射：触头开断初，电场强度大，触头表面电子被强行拉出。
（3）碰撞游离：高速电子碰撞中性质点，使中性质点变成正离子和自由电子，当离子浓度足够大时，介质击穿产生电弧。
（4）热游离：电弧中心温度高达10000摄氏度，电弧中的中性质点游离为正离子和自由电子。
最初的游离方式：热电发射。
维持电弧主要靠：碰撞游离产生电弧 热游离维持电弧。
2、使电弧熄灭的条件是什么?熄灭电弧的去游离方式有哪些?开关电器中有哪些常用的灭弧方法?
电弧熄灭的条件： 去游离率>游离率 熄灭电弧的去游离方式： 正负带电质点的“复合”，重新成为中性质点 正负带电质点的“扩散”，使电弧区带电质点减少 开关电器中常用的灭弧方法
速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、粗弧切短灭弧法、狭沟灭弧法、真空灭弧法 、SF6灭弧法。
3、高压隔离开关有哪些功能?有哪些结构特点?
隔离高压电源、保证设备和线路的安全检修。断开后有明显可见的断开间隙，没有专门的灭弧装置，不允许带负荷操作，可以通断不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路，与高压断路器配合使用。
4、高压负荷开关有哪些功能?它可装设什么保护装置?它靠什么来进行短路保护? 功能：具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流。
可装设热脱扣器保护装置，它与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。
5、高压断路器有哪些功能?
功能：能通断负荷电流和短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。