中国电信动力及环境专业_在线真题试卷与模拟练习_中国电信动力及环境专业_考试宝

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低压配电设备的各种保护

常见的低压配电设备

传统主备模式【缺少答案，请补充】

“N+1模块化”模式【缺少答案，请补充】

功率因素的概念【缺少答案，请补充】

功率因数补偿

功率因素补偿措施

$$S_{kr}=\frac{S_{NT}}{10U_{k}\%}$$（MVA）式中：$$U_{k}\%$$为短路电压或短路阻抗百分数；$$S_{NT}$$为变压器额定容量，kVA。

$$S_{kL}=\frac{U_{N}^{2}}{Z_{L}}\times10^{-3}$$（MVA）式中：$$U_{N}$$为短路处额定线电压，kV；$$Z_{L}$$为线路阻抗，$$\Omega$$。铜芯电缆的短路容量也可从表3.5-1直接查出。表3.6-1给出每米长度低压铜电力电缆短路容量，若实际长度为L（m），则短路容量乘以系数K。 K=1/L 若线路为n根铜截面电缆并联，短路容量乘以n。表3.6-1 额定电压400V每米铜芯电缆短路容量 |电缆截面（mm²）|2.5|4|6|10|16|25|35|50|70|95|120|150|185|240|300| |---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---| |短路容量（MVA）|22|35|53|88|140|219|302|406|576|772|942|1092|1285|1484|1640|【缺少答案，请补充】

$$I_{\mathrm{e}}=\frac{100}{\sqrt{3}U_{\mathrm{e}}}$$（kA）式中：$$U_{\mathrm{e}}$$为基准电压，取其为各级电网电压的平均值，由公式取得电网平均电压下的基准电流值见表3.6-2。表3.6-2 电网的平均电压及相应的基准电流 |电网平均电压（kV）|115|37|10.5|6.3|0.4| |---|---|---|---|---|---| |基准电流（kA）|0.5|1.56|5.5|9.16|144.3|

$$I_{\mathrm{K}}=\frac{I_{\mathrm{e}}}{X_{\mathrm{z}}^{*}}$$（kA）式中：$$X_{\mathrm{z}}^{*}$$是回路电元件电抗标幺值之和（电阻对短路电流的影响忽略）。电力系统各元件电抗标幺值见表1-9（取基准电压为100MVA）。对于三绕组变压器，给出的参数是高、中、低三个绕组之间的短路阻抗或短路电压百分数，即$$U_{d-ll}\%$$，$$U_{dl-III}\%$$，$$U_{dIII-III}\%$$。其中$$U_{d-ll}\%$$的含义为把低压绕组断开，测得三绕组变压器高压与中压间的短路电压百分值；同理$$U_{dIII-III}\%$$为把中压绕组断开，测得高、低压之间的短路电压百分值；$$U_{dIII-III}\%$$为把高压绕组断开，测得中、低压之间的短路电压百分值。若三绕组变压器高、中、低压绕组短路百分数分别为$$U_{dl}\%$$、$$U_{dl}\%$$、$$U_{dIII}\%$$。则 $$U_{d-ll}\% = U_{dl}\% + U_{dIII}\%$$ $$U_{dIII-III}\% = U_{dl}\% + U_{dIII}\%$$ $$U_{dl-III}\% = U_{dl}\% + U_{dIII}\%$$ 解上述联立方程可得 $$U_{dl}\% = (U_{d-ll}\% + U_{dl-III}\% - U_{dIII-III}\%)/2$$ $$U_{dIII}\% = (U_{d-ll}\% + U_{dl-III}\% - U_{dIII-III}\%)/2$$ $$U_{dIII}\% = (U_{d-ll}\% + U_{dl-III}\% - U_{dIII-III}\%)/2$$ 求得变压器每个绕组短路电压百分数后，由上式可求得基准容量100MVA时，各绕组电抗标幺值为 $$X_{II}^{*}=\frac{U_{dl}\%}{S_{NT}}$$ $$X_{III}^{*}=\frac{U_{dIII}\%}{S_{NT}}$$ $$X_{III}^{*}=\frac{U_{dIII}\%}{S_{NT}}$$ $$X_{L}^{*}=\frac{X_{L}\%}{100}\cdot\frac{U_{N}}{I_{N}}\cdot\frac{X_{E}}{U_{E}}$$ $$X_{L}^{*}$$为电抗器电抗标幺值；$$U_{N}$$、$$I_{N}$$为电抗器额定电压（kV）及额定电流（kA）；$$X_{E}$$、$$U_{E}$$为所接系统的基准电压（kV）及基准电流（kA） L为线路公里长度，每公里约0.08$$\Omega$$ 表3.6-3 元件电抗标幺值 |名称|电抗标幺值|备注| |---|---|---| |电力系统|$$X_{C}^{*}=\frac{100}{S_{KC}}$$|$$S_{KC}$$为系统短路容量（MVA）| |发电机|$$X_{d}^{**}=\frac{X_{d}^{*}\%}{S_{Ng}}$$|$$S_{Ng}$$为发电机容量的兆伏安数；$$X_{d}^{*}\%$$为发电机次暂态电抗百分数| |双绕组|$$X_{T}^{*}=\frac{U_{d}\%}{S_{NT}}$$|$$U_{d}\%$$为变压器短路电压百分数；$$S_{NT}$$为变压器容量（MVA）| |变压器|三绕组|$$X_{II}^{*}=\frac{U_{dl}\%}{S_{NT}}$$|$$S_{NT}$$为变压器容量（MVA）；$$U_{dl}\%$$、$$U_{dIII}\%$$、$$U_{dIII}\%$$分别为变压器高、中、低绕组短路电压百分数| |电抗器|$$X_{T}^{*}=\frac{X_{L}\%}{100}\cdot\frac{U_{N}}{I_{N}}\cdot\frac{X_{E}}{U_{E}}$$|L为线路公里长度，每公里约0.08$$\Omega$$| |电缆线路|6～10kV|$$X^{*}=\frac{8L}{U_{p}^{2}}$$|每公里约0.12$$\Omega$$| | |35 kV|$$X^{*}=\frac{12L}{U_{p}^{2}}$$| | | |6～10kV|$$X^{*}=\frac{40L}{U_{p}^{2}}$$|每公里约0.4$$\Omega$$| |架空线路|35 kV|$$X^{*}=\frac{42.5L}{U_{p}^{2}}$$|每公里约0.425$$\Omega$$| 根据表3.6-3可很快计算出线路各元件的电抗标幺值。例1：在10kV线路中，装有$$X_{L}\%=14$$，额定电流为2500A，额定电压为10kV的电抗器，则电抗器电抗标幺值为 $$X_{L}^{*}=\frac{X_{L}\%}{100}\cdot\frac{U_{N}}{I_{N}}\cdot\frac{X_{E}}{U_{E}}=\frac{14}{100}\cdot\frac{10}{2.5}\cdot\frac{5.5}{10.5}=0.293$$ 例2：一台63000kVA三绕组变压器，短路电压$$U_{dIII-III}\%=18.5$$，$$U_{d-ll}\%=10.5$$，$$U_{dl-III}\%=6.5$$则不难计算出变压器电抗标幺值为高压|$$X_{II}^{*}=0.179$$| 中压|$$X_{III}^{*}=0.0119$$| 低压|$$X_{III}^{*}=0.115$$| 其变压器等值电路如图3-6-1所示图3-6-1 变压器等值电路各元件的电抗标幺值得出后，经网络变换与计算求得短路点处$$\sum X^{*}$$，从而可计算求得短路电流值。 3.6.3 查表求短路某点的短路电流如果知道电缆线路的长度、规格及线路首端即上游的短路电流值，查表3.6-4可迅速得出短路点的电流值。表3.6-4 电力系统中已知上游故障电流值及铜芯电缆的截面积及长度，求下游故障点三相短路电流值（kA） |电缆截面积（mm²）|序号|1|2|3|4|5|6|7|8|9|10|11|12|13|14|15|16|17|18|19|20|21|22| |---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---| |2.5|4|1.1|1.5|2.1|3.0|4.3|6.1|8.6|12.1|17.2|24|34| | | | | | | | | | | | | | | |1.2|1.7|2.4|3.4|4.9|6.9|9.7|13.7|19.4|27|39|55| | | | | | | | | | | | |6| |1.8|2.6|3.6|5.2|7.3|10.3|14.6|21|29|41|58|82| | | | | | | | | | | | | | |2.2|3.0|4.3|6.1|8.6|12.2|17.2|24|34|49|69|97|137| | | | | | | | | | | |16| |1.7|2.4|3.4|4.9|6.9|9.7|13.8|19.4|27|39|55|78|110|155|220| | | | | | | | | |25| |1.3|1.9|2.7|3.8|5.4|7.6|10.8|15.2|21|30|43|61|86|121|172|243|343| | | | | | | |35| |1.9|2.7|3.8|5.3|7.5|10.6|15.1|21|30|43|60|85|120|170|240|340|480| | | | | | | |50| |1.8|2.6|3.6|5.1|7.2|10.2|14.4|20|29|41|58|82|115|163|231|326|461| | | | | | | |70| |2.7|3.8|5.3|7.5|10.7|15.1|21|30|43|60|85|120|170|240|340| | | | | | | | | |95| |2.6|3.6|5.1|7.2|10.2|14.5|20|29|41|58|82|115|163|231|326|461| | | | | | | | |120| |1.6|2.3|3.2|4.6|6.5|9.1|12.9|18.3|26|37|52|73|103|146|206|291|412| | | | | | | |150| |1.2|1.8|2.5|3.5|5.0|7.0|9.9|14.0|19.8|28|40|56|79|112|159|224|317|448| | | | | | | |185| |1.5|2.1|2.9|4.2|5.9|8.3|11.7|16.6|23|33|47|66|94|133|187|265|374|529| | | | | | | |240| |1.8|2.6|3.7|5.2|7.3|10.3|14.6|21|29|41|58|83|117|165|233|330|466|629| | | | | | | |300| |1.8|2.2|3.1|4.4|6.2|8.8|12.4|17.6|25|35|50|70|99|140|198|280|396|561| | | | | | | |2×120| |2.3|3.2|4.6|6.5|9.1|12.9|18.3|26|37|52|73|103|146|206|292|412|583| | | | | | | |2×150| |2.5|3.5|5.0|7.0|9.9|14.0|20|28|40|56|79|112|159|224|317|448|634| | | | | | | |2×185| |2.9|4.2|5.9|8.3|11.7|16.6|23|33|47|66|94|133|187|265|375|530|749| | | | | | | |3×120| |3.4|4.9|6.9|9.7|13.7|19.4|27|39|55|77|110|155|219|309|438|619| | | | | | | | |3×150| |3.7|5.3|7.5|10.5|14.9|21|30|42|60|84|119|168|238|336|476|672| | | | | | | | |3×185| |4.4|6.2|8.8|12.5|17.6|25|35|50|70|100|141|199|281|398|562| | | | | | | |【缺少答案，请补充】

电力系统中已知上游故障电流值及铜芯电缆的截面积及长度，求下游故障点三相短路电流值（KA）

主接线系统如图3.6-2所示。求二级配电箱母线D点三相短路电流值，略去低压母线电阻及电动机回路电阻。

按变压器的效率最高时的负荷率来计算容量当建筑物的计算负荷确定后，配电变压器的总装机容量为 $$S_{r}=\frac{P_{js}}{\beta\cos\varphi_{av}}$$ 式中 $$P_{js}$$——建筑物的有功计算负荷（kW）； $$\cos\varphi_{av}$$——补偿后的平均功率因数，不小于0.9； $$\beta$$ ——变压器的负荷率。因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率$$\beta$$。当变压器的负荷率 $$\beta=\beta_{m}=\sqrt{\frac{P_{0}}{P_{k}}}$$ 式中$$P_{0}$$——变压器的空载损耗（kW）； $$P_{k}$$——变压器的短路损耗（kW）。此时变压器的效率最高。然而高层建筑中设备用房多设于地下层，为满足消防的要求，配电变压器一般选用干式或环氧树脂浇注变压器。【缺少答案，请补充】

按计算负荷来确定变压器容量选择变压器的容量应以计算负荷为基础，即$$S_{r}\geq S_{js}$$。根据总降压变电所变压器的数量不同，变压器的运行方式有两种。（1）明备用明备用即两台变压器正常运行时，一台工作，另一台作为备用；变压器故障或检修时，备用变压器投入运行，并要求带全部负荷。每台变压器的容量按100%的计算负荷确定，即 $$S_{r}=100\%S_{js}$$ （2）暗备用变压器的暗备用方式是指正常运行时，两台变压器同时工作，每台变压器各承担一半的负荷量，每台变压器的负荷率小于80%；当变压器故障或检修时，由另一台变压器尽量带全部负荷，此时变压器会出现过负荷现象，国产变压器的短时过载运行数据在表3.7-3中。变压器短时过载运行数据表3.7-3 | 油浸式变压器（自冷） | 干式变压器（空气自冷） | | --- | --- | | 过电流（%） | 允许运行时间/min | 过电流（%） | 允许运行时间/min | | 30 | 120 | 20 | 60 | | 45 | 80 | 30 | 45 | | 60 | 45 | 40 | 32 | | 75 | 20 | 50 | 18 | | 100 | 10 | 60 | 5 | 暗备用运行方式的变压器每台容量按70%的总计负荷选择，即 $$S_{r}=70\%S_{js}$$【缺少答案，请补充】

干式变压器的过载能力干式变压器冷却方式分为自然空气冷却（AN）和强迫空气冷却（AF）。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%，适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负荷损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。干式变压器的过载能力与环境温度、过载前的负荷情况（起始负荷）、变压器的绝缘散热情况和发热时间常数等有关，若有需要，可向生产厂家取干式变压器的过负荷曲线。

柴油发电机组容量的计算（1）机组的容量与台数应根据应急负荷大小和投入顺序以及单台电动机最大的起动容量等因素综合考虑确定。机组总台数不宜超过两台。（2）在方案或初步设计阶段，可按供电变压器容量的10%～20%估算柴油发电机的容量。（3）在施工图阶段可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的二级负荷容量，按下述方法计算选择其最大者。按计算负荷计算发电机容量。应急柴油发电机组的容量大小根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的二级负荷容量。按如下稳定负荷计算发电机容量。 1）消防设备用电包括消防控制室、消防水泵、消防电梯、消防广播、消防排烟设备、火灾自动报警系统、自动防火门窗、卷帘门、电动阀门等有关用电设备设施。 2）重要照明用电包括疏散用应急照明、备用应急照明（当正常照明熄灭后，为确保正常工作和得以继续进行的非正常工作照明，如应急发电机、消防监控中心等场所的照明）、安全照明。 3）保安设备用电包括保安监视、警报、通信等用电设备。 4）给排水设备用电包括一台生活水泵、污水泵、水泵等。 5）重要场所的设备用电包括重要会议厅、证卷交易所等重要部位的设备用电。设备容量统计出来后，根据实际情况选择需要系数（一般取0.8～0.9），计算出计算容量，应急柴油电机的功率按如下公式计算 $$P=K\frac{P_{j}}{\eta}$$ 式中P——应急柴油发电机功率（kW）； $$P_{j}$$——负荷设备的计算容量（kW）； $$\eta$$——发电机并联运行不均匀系数，一般取0.9，单台取1； K——可靠系数，一般取1.1。（4）柴油机的额定功率，系指外界大气压力为100Pa（760mmHg）、环境温度为20、空气相对湿度为50%的情况下，能以额定方式连续运行12h的功率（包括超负荷10%运行1h）。如连续运行时间超过12h，则应按90%额定功率使用。如气温、气压、湿度与上述规定不同，应对柴油机的额定功率进行修正。（5）全压起动最大容量笼型电动机时，发电机母线电压应不低于额定电压的80%；当无电梯负荷时，其母线电压不应低于额定电压的75%，或通过计算确定。为缩小发电机装机容量，当条件允许时，电动机可采用降压起动方式。（6）多台机组应选择型号、规格和特性相同的成套设备，所用燃油性质应一致。（7）宜选用高速柴油发电机组和无刷型自动励磁装置，选用的机组应装设快速自动起动及电源自动切换装置，并应具有连续3次自起动的功能。不宜采用压缩空气起动。【缺少答案，请补充】

高低压配电系统验收 3.8.1.1 进场验货（1）应有合格证、随带技术文件、设计文件、工程变更单、相关测试记录和出厂试验记录。（2）应有生产许可证（编号）和安全认证标志。（3）应具有国家相关部门颁发的入网许可证。 3.8.1.2 外观检查（1）铭牌、柜内元器件无损坏丢失、接线无脱落脱焊。（2）绝缘件无缺损、裂痕，涂层完整。 3.8.1.3 隐蔽验收（1）埋设的基础型钢和柜、屏下的电缆沟等相关建筑物检查合格，方能安装柜、屏。（2）接地（PE）连接完成后，核对柜、屏内的元件规格、型号，且交接试验合格，才能投入运行。 3.8.1.4 主控项目（1）柜、屏的金属框架及基础型钢必须可靠接地（PE）或接零（PEN）；接地线缆直径及接地方式应按设计图纸要求实施。（2）推入式、抽出式成套柜推拉应灵活，无卡阻碰撞现象。动触头和静触头的中心线应一致，且触头接触紧密，投入时，接地触头先于主触头接触；推出时，接地触头应后于主触头脱离。（3）高压成套配电柜必须交接试验合格，且应符合下列规定： 1）继电保护元器件、逻辑元件、变送器和其他控制用单元等单体校验合格，整组试验动作正确，整定参数符合要求。 2）高压柜线路的线间和线对地绝缘电阻值，馈电线路必须大于0.5MΩ；二次回路必须大于1MΩ。 3）高压柜二次回路交流工频耐压试验，当绝缘电阻值大于10MΩ时，用2500V兆欧表遥测1min，应无闪络击穿现象；当绝缘电阻值在1～10MΩ时，用1000V兆欧表遥测1min，应无闪络击穿现象。 4）回路中的电子元件不应参加交流工频耐压试验；48V及以下回路可不做交流工频耐压试验。 3.8.1.5 一般项目（1）配电柜、屏相互间或基础型钢应用镀锌螺栓连接，且防松零件齐全。（2）配电柜、屏安装垂直度允许偏差为0.15%，相互间接缝不应大于2mm，成列柜面偏差不应大于5mm。（3）配电柜、屏内检查试验应符合下列规定： 1）控制开关及保护装置的规格、型号符合设计要求。 2）闭锁装置动作准确、可靠。 3）主开关的辅助开关切换动作与主开关动作一致。 4）标识器件标明被控设备编号及名称，或操作位置，接线端子有编号，且清晰、工整、不易脱落。 5）配电柜、屏内应无金属（或其他异物）跌落体。 6）在高压室内应悬挂高压成套配电柜的一次结线图。 7）在高压室内应配备高压设备的专用工具及保护用品，并存放于专用的工具柜。 8）配电柜、屏前后走道均铺上绝缘胶垫。 9）高压室在危险处应设防护栏，并设明显的告警警示牌如：“高压危险，不得靠近”等字样。 10）高压室各门窗、地槽、线管、孔洞应做到无孔隙、防水、防潮防鼠等。 11）高压室应有良好的通风设备，条件许可时可安装空调。 3.8.2 变压器 3.8.2.1 进场验货（1）应有合格证、随带技术文件和出厂试验记录。（2）应有生产许可证（编号）和安全认证标志。（3）应具有国家相关部门颁发的入网许可证。（4）机楼（房）变压器必须使用干式变压器。 3.8.2.2 外观检查铭牌、附件齐全，绝缘件无缺损、裂痕，涂层完整。 3.8.2.3 隐蔽验收（1）变压器的基础验收合格，且对需埋入基础的电线导管、电缆导管和变压器进、出线预留孔及相关预埋件进行检查，合格后才能安装变压器。（2）变压器及接地装置交接试验合格，才能验收。 3.8.2.4 主控项目（1）变压器安装应位置正确，附件齐全。（2）接地装置引出的接地干线与变压器的低压侧中性点直接连接；变压器箱体、支架或外壳应接地（PE）；所有连接应可靠，紧固件及防松零件齐全。（3）变压器进出线电缆或母线的型号及布放连接应满足设计要求，安全可靠。（4）全部电气试验应合格，操作及联动试验正确。（5）变压器室各门窗、地槽、线管、孔洞应做到防水、防潮、防鼠。（6）所有变压器的瓷件表面质量应符合现行国家标准《高压绝缘子瓷件技术条件》的规定。（7）设备安装用的紧固件，除地脚螺栓外，应采用镀锌制品。（8）变压器接地电阻测量，100KVA以下变压器接地电阻小于10欧姆,100KVA以变压器接地电阻小于4欧姆。（9）变压器的施工及验收除本规范的规定外，应符合国家及行业现行的有关标准规范的规定。 3.8.2.5 一般项目（1）设备安装完毕，投入使用前，土建等工程应符合下列要求： 1）门窗安装完毕； 2）保护性网门、栏杆、绝缘垫等安全设施齐全； 3）通风及消防装置安装调试完毕； 4）受电后无法进行的装饰工作以及影响运行安全的工作施工完毕； 5）变压器室不得有遗留杂物，保持干燥清洁。（2）绝缘件不应有裂纹、缺损和瓷件瓷釉损坏等缺陷，外表清洁。（3）各相间的颜色标志正确清楚。 3.8.2.6 交接验收（1）变压器的启动试运行，是指设备开始带电，并带有一定的负荷即可能的最大负荷连续运行24h所经历的过程。（2）变压器在试运行前，应全面检查，确认符合本规范第2.3及2.5条款中的运行条件后，方可投入运行。（3）变压器试运行时应按下列规定进行检查： 1）对于中性点接地系统的变压器，在进行冲击合闸时，其中性点必须接地。 2）变压器第一次投入时，可全电压冲击合闸，如有条件时应从零升压；冲击合闸时，变压器宜从高压侧投入。【缺少答案，请补充】

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