《电力工程基础》习题与解答

4、某大型给水泵高压电动机的参数为：UN?6kV，PN?2000kW，IN?230A，自启动系数KS?6。已知，电动机端子处两相短路电流为6000A，电动机自起动时间为8s，拟采用电磁型电流继电器，按照不完全星形接线方式组成高压电动机的电流速断以及过负荷保护，电流互感器变比为400/5，整定上述保护的动作电流、动作时间并校验灵敏度。

解：对于电动机的电流速断保护：

（1）动作电流。按照躲过电动机的最大起动电流原则考虑：

Iop.r?Krel1.4Iss??(6?230)?24.15(A) KTA400/5（2）动作时限

t?0s

（3）灵敏度校验 灵敏度系数ks.min)Ik(26000.min???3.1?2，可见，灵敏度满足要求。 Iop24.15?80对于电动机的过负荷保护：

（1）动作电流，按照躲过电动机额定电流考虑：

Iop.r?Krel1.2Iss??230?4.0588(A)

KreKTA0.85?400/5（2）动作时限，应大于被保护电动机的起动与自起动时间，取t?10s

5、如图7-9所示，降压变压器采用BCH-2型继电器构成纵差保护,已知变压器容量为

20MVA，电压为110(1?2?2.5%)/11kV，Y/??11接线，图上电抗均为归算到高压侧的有名

值，电压为电网额定电压，10kV侧最大负荷电流1060Ａ。电流互感器有如下标准变比：200/5、400/5、500/5、1000/5、1500/5。试决定保护动作电流，基本侧工作线圈匝数，非基本侧平衡线圈匝数及灵敏度。

图7-9 网络接线示意

解：首先，计算变压器各侧的额定电流，选出电流互感器的变比KTA，计算电流互感器二次连接臂中的电流。计算结果列于下表7-1：

表7-1 变压器的计算数据表

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数据名称 变压器的额定电流110kV侧 各侧数据 10kV侧 IN.H?SN3UN.H?20?0.1050kA 3?110IN.L?SN3UN.L?20?1.0498kA 3?11（kA） 电流互感器的Δ 接线方式 电流互感器的计算变比 电流互感器的标准变比 电流互感器二次连接臂电流（A） 根据计算结果，选择11kV侧作为基本侧，平衡绕组WbI接于基本侧，WbII接于110kV侧。

其次，计算差动保护一次侧的动作电流

（a）按照躲过变压器的励磁涌流考虑：Iop?KrelIN.L=1.3×1049.8=1364.74（A） （b）按照躲过电流互感器二次回路断线考虑：Iop?KrelIL,max=1.3×1060=1378（A） （c）躲过外部故障时的最大不平衡电流考虑：

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Y KTA.H=3IN.H3?0.1050?1000??181.86/5 55KTA.L=IN.L1.0498?1000??1049.8/5 55KTA.H=200/5=40 KTA.L=1000/5=200 IN2.H?KCIN.L1?1.0498?1000KCIN.H3?0.1050?1000??5.25A ??4.5465A IN2.L?K200KTA.H40TA.L外部短路时，最大短路电流归算至基本侧（11kV）为

)Ik(3.max.11kV=

110/3110??0.6623?10?6.623kA

26.4?69.511因此，Iop?KrelIunb,max=1.3[（1×0.1×1+0.05+0.05）×6.623]=1721.98（A）

取这三个计算值中最大者即为差动保护基本侧的一次动作电流，所以Iop=1721.98A，差动继电器基本侧动作电流为Iop.r?1721.98?1=8.61（A）

200第三，确定差动继电器各绕组的匝数

该继电器在保持Wk''/Wk'=2时，其动作安匝数为Wop?AN=60/8.61=6.97，实际取为7Iop.r匝。这是基本侧差动线圈的实际匝数和一组平衡线圈的实用匝数的和，即

Wop.set?Wd.set?WbI.se=6+1=7 t非基本侧的平衡绕组匝数为WbII?数为2匝。

相对误差为|?fs|?|新计算动作电流。

第四，灵敏度校验。

负荷侧短路时的最小三相短路电流为：

)Ik(3.min.11kV=

II（WbI?Wd）?Wd=5.25×7/4.5465-6=2.08，选定整定匝IIIWbII?WbII.set|=|（2.08-2）/（2.08+6）|=|0.0099|<5%，因此不必重

WbII?Wd.set110/3?0.5197kA

52.7?69.5反应到电源侧继电器中为：

Ik.r?333(3)3=?0.5197??19.488A ?Ik.min.11kV?2402KTA.H电源侧差动继电器的动作电流为：

Iop.r?AN=60/（6+2）=7.5（A）

Wd.set?WbII.set计算差动继电器的最小灵敏度系数：

ks.min=19.488/7.5=2.6>2 可见灵敏度满足要求。

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第八章 防雷与接地习题与解答

一、简答题

1、什么是工作接地、保护接地、防雷接地？

答：（1）工作接地：为保证电力系统正常工作而采取的接地，即星型连接的变压器或发电机中性点接地运行方式。（2）保护接地：一切正常不带电而由于绝缘损坏有可能带电的金属部分（电气设备金属外壳、配电装置的金属构架等）的接地，目的是设备绝缘损坏而使金属外壳没有危及人身安全的电压。（3）防雷接地：使用防雷保护装置（如避雷针、避雷线、避雷器）导泄雷电流的接地。

2、何为接触电压和跨步电压？

答：（1）接触电压：当人触及漏电外壳，加于人手与脚之间的电压，称为接触电压，即通常按人站在距设备水平距离0.8m的地面上，手触设备所承受的电压。（2）跨步电压：当人在分布电压区域内跨开一步，两脚间（相距0.8m）所承受的电压称为跨步电压。

3、雷电是如何产生的？

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