工厂供电 第三章 四章习题解答
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第三章 习题解答
3-1 有一地区变电站通过一条长7km的10kV架空线路供电给某工厂变电所，该变电所装
有两台并列运行的Yyn0联结的S9-1000型变压器。已知地区变电站出口断路器为 SN10-I0
型。试用欧姆法计算该工厂变电所10kV母线和380V母线的短路电流(3)
kI、"(3)3
II
（）
、、
(3)(3)
shshiI、及短路容量(3)
kS，并列出短路计算表。
解：
1.计算k-1
点处的短路电流和短路容量（Uc1=10.5kV）
1)计算k-1短路电路中各元件的电抗及总电抗
①电力系统的电抗：()
=
==
37.0
3005.1022
1
1
AMVkV
SU
XC
②
架空线路电抗：X
2=X
0l=0.35(Ω/km)×7km=2.45
③
绘k-1点短路的等效电路如下，计算其总阻抗为：
()12
k-10.372.452.82XXX=+=+=
2）
计算k-1点短路电流和短路容量
①短路电流周期分量有效值：()
3
1
1
(1)10.5kV
2.15kA
332.82C
K
KU
I
X−
−===
②短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)
1''2.15kA
KIII
−===
③冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：
()
3(3)
shi2.55''2.552.15kA5.48kAI===
()
3(3)
shI1.51''1.512.15kA3.82kAI===
④短路容量：
(3)(3)
1113310.52.1539.3
KCKSUIkVkAMVA
−−===
2）
计算k-2点的短路电流和短路容量（Uc1=0.4kV）
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：()
=
==−
422
1
11033.5
3004.0
'
AMVkV
SU
XC
②架空线路电抗：X
2'=X
0l2
12
CC
UU
=0.35(Ω/km)×7 km 2
5.104.0
=4
35.410−
③电力变压器的电抗：====−322
2
43102.7
10004.0
1005.4
100%
NCK
SUU
XX
④绘k-2点短路的等效电路如下：
计算其总阻抗为：
1234
(2)
3
44
4''//
7.210
5.331035.410
2
76.7310KXXXXX
−
−
−−
−=++
=++
=
2）计算短路电流和短路容量
①短路电流周期分量有效值：()
3
1
2
4
(2)0.4kV
30.1kA
3376.7310C
K
KU
I
X−
−
−===
②短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)
2''30.1kA
KIII
−===
③冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：
()
3(3)
shi1.84''1.8430.1kA55.4kAI===
()
3(3)
shI1.09''1.0930.1kA32.8kAI===
④短路容量：(3)(3)
122330.430.120.8
KCKSUIkVkAMVA
−−===
短路计算表如下表所示：
短路计算点 短 路 电 流 / kA 短路容量 / MVA
(3)
kI
''(3)I
(3)I
(3)
shi
(3)
shI
(3)
kS
k-1 2.15 2.15 2.15 5.48 3.85 39.3
k-2 30.1 30.1 30.1 55.4 32.8 20.8
3-2 试用标幺制法重作习题3-1。
解：1.确定基准值
取 S
d=100MV·A，U
d1=U
C1=10.5kV，U
d2=U
C2=0.4kV
而 kAkVAMV
US
I
cd
d50.5
5.103100
3
11=
==
kA
kVAMV
US
I
cd
d144
4.03100
3
22=
==
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：X
1*
=100MV·A/300MV·A=0.33
2)架空线路电抗标幺值：X
2*
=0.35×7km×100MV·A/(10.5kV)2
=2.23
3)电力变压器的电抗标幺值：X
3*
=X
4*
=5.4
10001001005.4
=
AkVAMV
画出等效电路如下，
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)计算总电抗标幺值为：=
−)1(*
KXX
1*
+X
2*
=0.33+2.23=2.56
2)短路电流周期分量有效值：()
3
d1
1*
(1)5.50kA
2.15kA
0.808K
KI
I
X−
−===
3)其它三相短路电流：
(3)(3)(3)
1''2.15kA
KIII
−===
()
3(3)
shi2.55''2.552.15kA5.48kAI=== ()
3(3)
shI1.51''1.511.15A3.85kAI===
4)短路容量：
()
3(3)
1
113310.52.1539.3
C
KKSUIkvkAMVA
−−===
4.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)计算总电抗标幺值为：
=
−)2(*
KXX
1*
+X
2*
+X
3*
//X
4*
=0.33Ω+2.23Ω+4.5/2Ω
=4.81Ω
2)短路电流周期分量有效值：()
3
d2
2*
(2)144kA
30kA
4.81K
KI
I
X−
−===
3)其它三相短路电流：
(3)(3)(3)
2''30kA
KIII
−===
()
3(3)
shi1.84''1.8430kA55.2kAI===
()
3(3)
shI1.09''1.0930kA32.7kAI===
4)短路容量：
()
3(3)
2
22330.43020.7
C
KKSUIkvkAMVA
−−===
与习题3-1的计算结果基本相同。
3-3 某变电所380V侧母线采用80×10mm2
铝母线，水平平放，两相邻母线轴线间距离为
200mm,档距为0.9m,档数大于2。该母线上接有一台500kW同步电动机，cos1= 时，
94%=。已知该母线三相短路时，由电力系统产生的(3)(3)
36.5,67.2
kshIkAikA==。试校
验此母线的短路动稳定度。
解：1.计算380V母线三相短路时所承受的最大电动力
由题可知，380V母线的短路电流(3)(3)
36.5,67.2
kshIkAikA==；
而接于380V母线的同步
电动机额定电流为：
I
N·M
=500kW/(3×380v×1×0.94)=0.808kA
由于母线上接有大于100Kw的同步电动机，因此验算母线的短路动稳定度应计入同步
电动机反馈电流的影响。查表3-3得C=7.8，因此该电动机的反馈电流冲击值为：
i
sh·M=CK
sh·M I
N·M=7.8×1×0.808 kA =6.3 kA
