11章案例題講解

1、11章案例題講解【說(shuō)明】2012年無(wú)過(guò)電壓和防雷的案例題?！景咐齁11】圖示為一座110kV/35kV/10kV變電站，110kV和35kV采用敞開(kāi)式配電裝置，10kV采用戶內(nèi)配電裝置，變壓器三側(cè)均采用架空套管出線。正常運(yùn)行方式下任一路110kV電源線路帶全所負(fù)荷，另一路熱備用，兩臺(tái)主變壓器分列運(yùn)行，避雷器選用閥式避雷器。其中：110kV電源進(jìn)線為架空線路約5km，進(jìn)線段設(shè)有2km避雷線，主變壓器距110kV母線避雷器最大電氣距離為60m。35kV系統(tǒng)以架空線路為主，架空線路進(jìn)線段設(shè)有2km避雷線，主變壓器距35kV母線避雷器最大電氣距離為60m。10kV系統(tǒng)以架空線路為主，主變壓器距10kV

2、母線避雷器最大電氣距離為20m。請(qǐng)回答下列問(wèn)題，并列出解答過(guò)程:1. 請(qǐng)說(shuō)明下列關(guān)于110kV側(cè)避雷器的設(shè)置哪一項(xiàng)是正確的？(A) 只設(shè)置LA3、LA4只設(shè)置LA1、LA2、LA&LA4只設(shè)置LA1、LA2設(shè)置LA1、LA2、LA3、LA4、LA5LA6答案【B】解答過(guò)程：按DL/T620-1997之7.3.2,110kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)可能經(jīng)常斷路帶電運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)LA1、LA2o按上述標(biāo)準(zhǔn)之7.3.4表11,110kV進(jìn)線路數(shù)為1的允許距離為100m(大于60m),可不裝設(shè)LA5和LA6。2. 主變壓器低壓側(cè)有開(kāi)路運(yùn)行的可能，下列關(guān)于10kV側(cè)、35kV側(cè)避雷器的設(shè)置哪一項(xiàng)是正確的？(A)

3、只設(shè)置LA7、LA&LA9KLA10采用獨(dú)立避雷針保護(hù)，不設(shè)置避雷器只設(shè)置LA11、LA12、LA1&LA14(B) 設(shè)置LA7、LA&LA9、LA10LA11、LA12、LA1&LA14答案【D】解答過(guò)程：按DL/T620-1997之7.3.8,三繞組變壓器低壓側(cè)有開(kāi)路運(yùn)行的可能，應(yīng)在低壓繞組和母線上裝設(shè)避雷器。設(shè)35kV系統(tǒng)以架空線路為主，架空線路總長(zhǎng)度約為60km,其單相接地電容電流約為0.1A/km。10kV系統(tǒng)以鋼筋混凝土桿塔架空線路為主，架空線路總長(zhǎng)度約為30km,其單相接地電容電流約為0.03A/km;電纜線路總長(zhǎng)度約為8km,其單相接地電容電流約

4、為1.6A/km。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算選擇10kV系統(tǒng)和35kV系統(tǒng)的接地方式(假定10kV和35kV系統(tǒng)在接地故障條件下仍需短時(shí)運(yùn)行)。確定下列哪一項(xiàng)是正確的？(A) 10kV和35kV系統(tǒng)均采用不接地方式10kV和35kV系統(tǒng)均采用經(jīng)消弧線圈接地方式(B) 10kV系統(tǒng)采用高電阻接地方式，35kV系統(tǒng)采用低電阻接地方式(C) 10kV系統(tǒng)采用經(jīng)消弧線圈接地方式，35kV系統(tǒng)采用不接地方式答案【D】解答過(guò)程：按配電手冊(cè)P153表4-20'計(jì)入變電所增加的接地電流：10kV系統(tǒng)：Ic=(30X0.03+8X1.6)X1.16=15.9A,超過(guò)10A,按DL/T620-1997之3.1.2(或配電

5、手冊(cè)P873),應(yīng)采用消弧線圈接地方式。35kV系統(tǒng)：Ic=60X0.1X1.13=6.8A，不超過(guò)10A,按DL/T620-1997之3.1.2(或配電手冊(cè)P873),應(yīng)采用不接地方式?！菊f(shuō)明】對(duì)本案例，是否計(jì)入變電所增加值，不影響接地方式的選擇結(jié)果。3. 假定10kV系統(tǒng)接地電容電流為36.7A，消弧線圈的計(jì)算容量為下列哪一項(xiàng)數(shù)值？275kVA(B)286kVA(C)332kVA(D)1001kVA答案【B】解答過(guò)程：依據(jù)配電手冊(cè)P222式(5-42),按過(guò)補(bǔ)償計(jì)算:Qx=KICUn/3=1.3536.710/.3=286kVA5、接地電阻簡(jiǎn)易計(jì)算，見(jiàn)12章案例題講解?！景咐?0】某企業(yè)

6、的110kV變電所，地處海拔高度900m,110kV采用半高型室外配電裝置，110kV母線高10m,35kV和10kV配電裝置選用移開(kāi)式金屬封閉開(kāi)關(guān)柜，室內(nèi)單層布置，主變壓器布置在室外。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：1. 計(jì)算變電所的110kV系統(tǒng)工頻過(guò)電壓一般不超過(guò)下列哪一項(xiàng)數(shù)值？并說(shuō)明依據(jù)和理由。94.6kV(B)101.8kV(C)126kV(D)138.6Kv答案【A】解答過(guò)程：依據(jù)DL/T620-1997之4.1.1條b)款，110kV系統(tǒng)工頻過(guò)電壓一般不超過(guò)1.3p.u.。又依據(jù)3.2.2條，工頻過(guò)電壓的1p.u.=U/<3。該工頻過(guò)電壓一般不超過(guò)1.3X126/73=94.6kV。2.

7、該變電所110kV配電裝置的防直擊雷采用單支獨(dú)立避雷針保護(hù)，如果避雷針的高度為30m，計(jì)算其在地面上和離地面10m高的平面上的保護(hù)半徑分別為下列哪一項(xiàng)？45m20m(B)45m25m(C)45.2m、20.1m(D)45.2m、25.1m答案【B】解答過(guò)程：依據(jù)DL/T620-1997之5.2.1條或配電手冊(cè)P857、當(dāng)h<30m時(shí)，高度影響系數(shù)P=1地面上的保護(hù)半徑r=1.5hp=1.5x30=45m10m高的平面上的保護(hù)半徑rx=(1.5h-2hx)p=(1.5x30-2x10)=25m【評(píng)論】計(jì)算單支針的保護(hù)范圍本不困難，但配電手冊(cè)P858有一個(gè)筆誤。高度影響系數(shù)：當(dāng)hl<3

8、0m時(shí)，巳1(書(shū)中誤為h<30m；30<h<120m時(shí),一5.5PLh°如將30m代入式中，貝UP=1.004;則保護(hù)范圍分別增大0.2m和0.1m避雷針的保護(hù)范圍是實(shí)測(cè)結(jié)果；所有的“計(jì)算方法”都是用一條近似曲線來(lái)描繪它。(如直線、折線、圓弧等。)在30m這一點(diǎn)，保護(hù)范圍應(yīng)該是連續(xù)的；1.004不過(guò)是曲線回歸式的微小誤差而已。這本不是原則問(wèn)題。但把它作為“考點(diǎn)”，無(wú)限“上綱”，倒是居心叵測(cè)了！我們向因手冊(cè)錯(cuò)誤被扣兩分而落榜的無(wú)辜工程師深表歉意！該變電所10kV出線帶有一臺(tái)高壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其容量為600kVV確定開(kāi)斷空載高壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的操作電壓一般不超過(guò)下列哪項(xiàng)數(shù)值？

9、并說(shuō)明依據(jù)和理由。(A)19.6kV(B)24.5kV(C)39.2kV(D)49kV答案【B】解答過(guò)程：依據(jù)DL/T620-1997之4.2.7條，開(kāi)斷空載高壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的操作電壓一般不超過(guò)2.5p.u.;又依據(jù)3.2.2條，操作過(guò)電壓的1p.u.=<2Uh/<3o.該操作電壓一般不超過(guò)2.5X龍X12/V3=24.5kV。該變電所的10kV系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)連接有中性點(diǎn)接地的電磁式電壓互感器的空載母線，因合閘充電或在運(yùn)行時(shí)接地故障消除等原因的激發(fā)，使電壓互感器飽和而鐵磁諧振過(guò)電壓，請(qǐng)判斷下列為限制此過(guò)電壓的措施哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的？并說(shuō)明依據(jù)和理由。(A) 選用勵(lì)磁特性飽和點(diǎn)較

10、高的電磁式電壓互感器(B) 用架空線路代替電纜以減少Xco,使Xco<0.06Xm(Xm為電壓互感器在線電壓作用下單相繞組的勵(lì)磁電抗)裝設(shè)專(zhuān)門(mén)的消諧裝置(C) 10kV電壓互感器高壓繞組中性點(diǎn)經(jīng)R.n>0.06Xm(容量大于600W的電阻接地答案【B】解答過(guò)程：依據(jù)DL/T620-1997之4.1.5條d)款，。選項(xiàng)B有兩處錯(cuò)：0.06應(yīng)為0.01;用架空線將增加而不是減少電抗。【提示】Xco為系統(tǒng)每相的對(duì)地分布容抗。確定在選擇110kV變壓器時(shí)，變壓器的內(nèi)絕緣相對(duì)地和相間的雷電沖擊耐受電壓應(yīng)為下列哪項(xiàng)？請(qǐng)說(shuō)明依據(jù)和理由。(A)200kV、200kV(B)395kV、395kV(C

11、)450kV、450kV(D)480kV、480kV答案【D】解答過(guò)程：依據(jù)DL/T620-1997之10.4.5條表19,變壓器內(nèi)絕緣的雷電沖擊耐受電壓應(yīng)為480kV(內(nèi)絕緣取分母數(shù)據(jù))?！景咐?0】某110kV變電站采用全戶內(nèi)布置，站內(nèi)設(shè)三臺(tái)主變壓器，110kV采用中性點(diǎn)直接接地方式。變電站內(nèi)僅設(shè)一座綜合建筑物，建筑物長(zhǎng)54米，寬20米，高18米；全圍墻長(zhǎng)73米，寬40米。變電站布置如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。73000斐電站乎旬布宣圖假定該變電站所在地區(qū)年平均雷暴日為87.6d/a,變電站綜合樓的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為下列哪一項(xiàng)?(A)0.319d/a(B)0.271d/a(C)0.239d/

12、a(D)0.160d/a答案【D】解答過(guò)程：依據(jù)GB50057-1994(2000版)附錄一或配電手冊(cè)P783式13-6和13-8:(1) 雷擊大地的年平均密度Ng=0.024Td1.3=0.024x(87.6)1.3=8.04次/km2.年(2) 建筑物的等效面積Ae=LW+2(L+W)8(200-H)+W(200-H)X10-6=54X20+2X(54+20)<18x(200-18)+3.14X18X182x10-6=1080+8471+10292x10-6=19843x10-6km2。(3) 建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)(校正系數(shù)k取1)N=kNgAe=8.04x0.02=0.16次/年。

13、【提示】GB50057-2010修訂：Ng=0.1Td!注意計(jì)算次序：主計(jì)算式用到的量，要先計(jì)算出來(lái)。該電站綜合樓為第三類(lèi)防雷建筑物，設(shè)兩支等高的避雷針進(jìn)行防雷保護(hù)，國(guó)避雷針針尖距地面最小距離應(yīng)為下列哪項(xiàng)數(shù)值？(避雷針位置如上圖所示，要求按滾球法計(jì)算，按四舍五入取小數(shù)點(diǎn)后一位。)(A)50m(B) 52m(Q54m(D)56m答案【B解答過(guò)程：依據(jù)GB50057-1994（2000版）附錄四之2或配電手冊(cè)P799計(jì)算:保護(hù)范圍上邊線的高度（保護(hù)范圍最小處為x=0）:hx=0-hr-hr-h2?-X2=60-“60-52f<54、2c+|02=31.8m<2；兩針間的保護(hù)范圍：以hx

14、=0作為假想避雷針，按單支避雷針的方法確定，即公式（附4.1）?！?#176;=的313-5皿",)31.8(2x60-31.8)-718(2x60-18)=53-42.8=10.16m;保護(hù)范圍最小寬度為2rx=0=20.3>20m,符合要求?！驹u(píng)論】A. 通常是已知針高，計(jì)算保護(hù)范圍。此題要按保護(hù)范圍反推針高，不知有無(wú)簡(jiǎn)便的方法？我只能用笨辦法一試算。幸虧是下午題。本案例為變電站，避雷針的保護(hù)范圍本應(yīng)依據(jù)DL/T620-1997按折線法計(jì)算。題目要求用滾球法，違反了電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)！B. 既然允許在屋頂上裝針，就可多裝幾支短針。裝兩支五十多米高的針，很不合理?！景咐?9】某1

15、10/10kV變電站基本情況如下:1）電源取白地區(qū)110kV電網(wǎng)（無(wú)限大電源容量）；2）主變采用2X31.5MVA三相雙繞組白冷有載調(diào)壓變壓器，戶外布置，高、低壓側(cè)均采用架空套管進(jìn)線；3）每臺(tái)變壓器低壓側(cè)配置2組2400kvar的10kV并聯(lián)電容器；采用單星形接線，配12%干式空芯電抗器，選用無(wú)重燃的真空斷路器進(jìn)行投切；4）110kV設(shè)備采用GIS戶外布置，10kV設(shè)備采用中置柜戶內(nèi)雙列布置；5）接地網(wǎng)（略），見(jiàn)12章案例題講解。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：1、在本站過(guò)電壓保護(hù)中，哪一項(xiàng)無(wú)需米取限制措施？（A）工頻過(guò)電壓（B）諧振過(guò)電壓（C）線路合閘和重合閘過(guò)電壓（D）雷電過(guò)電壓答案【C】解答過(guò)程：依據(jù)D

16、L/T620-1997的4.2.1條d）范圍I（系統(tǒng)最高電壓3.6kV252kV）的線路合閘和重合閘過(guò)電壓一般不超過(guò)3.0p.u.,通常無(wú)需采取限制措施。2、當(dāng)需要限制電容器極間和電源側(cè)對(duì)地過(guò)電壓時(shí)，10kV并聯(lián)電容器組過(guò)電壓可采用哪一個(gè)圖的接線方式？圖2圖4(A)圖1(C)圖3(D) 圖2圖4答案【D】解答過(guò)程：依據(jù)GB50227-1995D的4.2.10.3款:當(dāng)需要限制電容器極間和電源側(cè)對(duì)地過(guò)電壓，且電抗率為及以上時(shí)，可采用避雷器與電抗器并聯(lián)和中性點(diǎn)避雷器的接線。(注：規(guī)范匯編中附圖A.0.4的-3與-4顛倒了！)本題也可依據(jù)DL/T620-1997的4.2.5條：采用圖1(b)12%接

17、線F4。用以限制電容器極間過(guò)電壓，當(dāng)電抗率不低于12%寸，宜采用【延伸】依據(jù)DL/T620-1997的4.2.5條，可采用圖1(a)中F1作為限制單相重?fù)舸┻^(guò)電壓的后備保護(hù)，條件是當(dāng)電源側(cè)有單相接地故障時(shí)不能開(kāi)斷補(bǔ)償裝置，否則可采用F2。F2接線的缺點(diǎn)是避雷器易老化、擊穿，甚至爆炸?！驹u(píng)論】題干中“選用無(wú)重燃的真空斷路器”這一條件，不僅多余，而且導(dǎo)致概念混亂。因?yàn)殡娙萜鳂O間過(guò)電壓是開(kāi)斷時(shí)兩相重?fù)舸┮鸬?，所以GB50227的4.2.10.3款明確指出兩相擊穿概率極低時(shí)，可不設(shè)置這項(xiàng)保護(hù)。3、變電站采用獨(dú)立避雷針進(jìn)行直擊雷保護(hù)，下列有關(guān)獨(dú)立避雷針設(shè)計(jì)的表述哪一項(xiàng)是不正確的？(A) 獨(dú)立避雷針宜設(shè)

18、獨(dú)立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其接地電阻不應(yīng)超過(guò)10Q;獨(dú)立避雷針宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置，接地電阻難以滿足要求時(shí)，該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至35kV及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間，沿接地體的長(zhǎng)度不得小于10m獨(dú)立避雷針不應(yīng)設(shè)在人經(jīng)常通行的地方，避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小于3m否則應(yīng)采取均壓措施，或鋪設(shè)礫石或?yàn)r青地面，也可鋪設(shè)混凝土地面；110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的架構(gòu)或房頂上，但在土壤電阻率大于1000Q-m的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立避雷針。否則，應(yīng)通過(guò)驗(yàn)算，采取降低接地電阻或加強(qiáng)絕緣等措施。答案：【B】解答過(guò)程：依據(jù)DL/T620-1997的7.1.6條，上述沿接地體的長(zhǎng)度不得小于15m【評(píng)論】配電裝置防雷電過(guò)電壓的難點(diǎn)是防止反擊，見(jiàn)規(guī)范7.1.77.1.11條，參看13章課件。【案例五08】某變電所有一只高40m的獨(dú)立避雷針，欲對(duì)高25m的建筑物進(jìn)行直擊雷保護(hù)，計(jì)算其保護(hù)半徑。(A)8.7m(B)13m(C)16m(D)21m答案【B】解答