电力工程作业(含答案)

浙江大学远程教育学院《电力工程基础》课程作业姓名：学号：年级：学习中心：1某发电厂电气主接线图如下所示，现运行方式为：电源进线T1、T3接在Ⅱ段母线上，电源进线T2接在Ⅰ段母线上，引出线L1、L3、L5接在Ⅱ段母线上，引出线L2、L4接在Ⅰ段母线上，旁路母线处于冷备用状态。

请仔细分析回答下列问题：（1）请写出线路L1上的线路侧隔离开关文字符号，并说明其作用？（2）请写出线路L1上的母线侧隔离开关文字符号，并说明其作用？（3）当馈线L1对侧接的是没有电源连接的用户，则隔离开关QS1是否需要装设？并说明原因？（4）写出检修出线断路器QF1而不停止向线路L1供电的操作步骤；（5）写出出线断路器QF1检修后恢复供电的操作步骤；（6）写出检修Ⅱ段母线的操作步骤；（7）写出Ⅱ段母线检修后恢复供电的操作步骤。

1）、线路L1上的线路侧隔离开关：QS1；作用：隔离线路L1对侧的电源。

2）、线路L1上的母线侧隔离开关：QS1I；作用：隔离I段母线侧的电源。

3）、当馈线L1对侧接的是没有电源连接的用户时，隔离开关QS1不需要装设，因为不需要隔离线路L1对侧的电源。

也可以装设该开关，以阻止线路上过电压的入侵。

4）、检修出线断路器QF1而不停止向线路L1供电的操作步骤为：①闭合QS P I；②闭合QS P；③合上QF P；④主母线W I向母线 WⅢ充电；⑤闭合QS1P；⑥断开QF1；⑦拉开QS1；⑧拉开QS1I。

(5) 出线断路器QF1检修后恢复供电的操作步骤为：①闭合QS1I；②闭合QS1；③合上QF1；④断开QF P；⑤拉开QS1P；⑥拉开QS P；⑦拉开QS P I。

(6) 检修Ⅱ段母线的操作步骤为：①依次闭合引出线L1、L3、L5 、电源进线T1、 T3在I组母线侧的隔离开关；再闭合各回路相应的断路器。

②依次拉开引出线L1、L3、L5 、电源进线T1、 T3在Ⅱ组母线侧的断路器，再分开各隔离开关；③拉开QF m；④拉开QSmⅡ；⑤拉开QSmI，断开I、II段母线的联络。

(7) Ⅱ段母线检修后恢复供电的操作步骤为：①闭合QSmI；②闭合QSmⅡ；③合上QF m；④母线联络接通，WI向WⅡ充电；⑤依次闭合引出线L1、L3、L5 、电源进线T1、 T3在Ⅱ组母线侧的隔离开关；合各断路器；⑥依次拉开引出线L1、L3、L5 、电源进线T1、 T3在I组母线侧的断路器及隔离开关。

二、一幅值等于1000A 的冲击电流波从一条波阻抗Z1 = 500Ω的架空线路流入一根波阻抗Z2 = 50Ω的电缆线路，在二者连接的节点A 上并联有一只阀式避雷器的工作电阻R = 100Ω，如图所示。

试求： （1） 进入电缆的电压波与电流波的幅值；（2） 架空线路上的电压反射波与电流反射波的幅值； （3） 流过避雷器的电流幅值IR 。

线路电流流入幅值 I 1q = I 0 = 1000A线路电压入射波幅值 U 1q = U 0 = I 1q Z 1 = 1000×500=500 kV 由彼德逊法则，其等值电路为：在两者的节点A 上， 电压幅值为：kV Z R Z R Z RZ R Z U U q A 5.62501005010050100501005005002)()(2222211=+⨯⨯+⨯+⨯=+⨯⨯+⨯+=1)、进入电缆的电压波与电流波幅值为：U 2q =U A =62.5 kVkV Z 25.1505.62U I 22q 2q ===2)、 架空线路上的电压反射波与电流反射波得幅值为：U 1f =U A -U 1q =62.5-500=-437.5kVkA Z U I f f 875.05005.437111=--=-= (3) 流过避雷器的电流幅值I R 为：kA R U I A R 625.01005.62===。

三、如图所示单电源辐射形电网，保护1、2、3均采用阶段式电流保护，已知线路电抗X1=0.4Ω/km ，发电机电压等级110 kV ，AB 线路最大工作电流。

.max 400fh I A =，BC 线路最大工作电流 .max 350fh I A =，保护l的Ⅰ段定值.1 1.3dz I kA I =,Ⅲ段时限 .11dz t s=Ⅲ,保护4的Ⅲ段时限.43dz ts =Ⅲ；可靠系数k KI 、k KⅢ取1.2，kK 取1.1, K zq ＝1.5；最大运行方式下A 点故障电流(3)..max 12d A I kA =, 最小运行方式下A 点故障电流(3)..min10d A IkA =.求：保护3的各段定值。

1、计算短路电流计算 （1） 计算系统阻抗： 最大运行方式时 5.53ΩΩ123115/E x I(3)d.A.maxφs.max ===最小运行方式时 Ω==64.6)3(min..max .IA d s E x φ（2） B 母线（d 2点）短路时： 最大运行方式：kA kA I B d 79.3304.053.53115)3(max ..=⨯+=最小运行方式：kA kA I B d 56.3304.064.63115)3(max ..=⨯+=两相短路电流：kA I I B d B d 08.323)3(max..)2(min ..==（2） C 母线（d 1点）短路时： 最大运行方式：kA IC d 31.2)3(max..= 最小运行方式： kA I m C d 23.2)3(in..= 两相短路电流： kA IC d 93.1)2(min..=2、计算保护3的I 段定值 （1）动作电流的整定kA kA I K I B dz K dz 55.479.32.1)3(max .''3=⨯==⋅⋅⋅)(5.375/6001055.43'3'3A n I ILH dz J dz =⨯==⋅⋅⋅ （2） 灵敏度校验解析法求其最小保护范围，最小运行方式下的最小保护范围为：km km X I E x L s dz 99.14)64.655.43/11523(4.01)23(1max '31min=-⋅=-⨯=⋅⋅φ3、计算保护3的Ⅱ段定值； （1） 动作电流整定kA kA I K K I K I C dz K K dz K dz 05.331.22.11.1)3(max ''''2''''3=⨯⨯===⋅⋅⋅⋅)(42.255/6001005.33''3''3A n I ILH dz J dz =⨯==⋅⋅⋅ （2） 灵敏度校验)5.1~3.1(01.105.308.3''3)2(min<===⋅⋅⋅dz B d lm I I K 灵敏度不满足要求。

考虑适当降低动作电流，将保护3的第Ⅱ段改为与保护1的第I 段相配合以满足要求。

kA kA I K I dz K dz 43.13.11.1'1''''2=⨯==⋅⋅ kA kA I K I K dz 57.143.11.12''''3=⨯==⋅)5.1~3.1(96.157.108.3''3)2(min >===⋅⋅⋅dz B d lmI I K （3） 动作时间因保护3的第II 段与保护1的第I 段相配合，故动作时间也应比保护1大一个时限差△t 。

s t t t dz dz 22''3=∆+''=⋅⋅4、计算保护3的Ⅲ段定值 （1）动作电流整定过电流保护装置动作电流的一次值为：A A I K K K I f hzq Kdz84740085.05.12.1max 3=⨯⨯=⋅'''='''⋅⋅ 继电器的动作电流为A n I I LH dz J dz39.55/60084733=='''='''⋅⋅⋅ （1） 灵敏度校验近后备： 5.164.3847.008.33)2(min >=='''=⋅⋅⋅dz B d lm I I K远后备： 2.128.2847.093.13)2(min >=='''=⋅⋅⋅dz C d lm I I K（2） 动作时间s t t t dz dz5.112=∆+'''='''⋅⋅； s t t t dz dz 223=∆+'''='''⋅⋅ 又 s t t t dz dz5.343=∆+'''='''⋅⋅； 所以，3⋅'''dzt = 3.5 s 。