(完整版)工厂供电_第四版课后习题习题答案.pdf

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1、第一章 习题 1-1 试确定图 1-23 所示供电系统中变压器 T1 和线路 WL1、WL2 的额定电压。解：T1：6.3/121kv；WL1：110KV；WL2：35KV。1-2 试确定图 1-24 所示供电系统中各发电机和各变压器的额定电压。解：G：10.5kV；T1：10.5/38.5kV；T2：35/6.6kV；T3：10/0.4kV。第二章 习题 2-2 某机修车间,拥有冷加工机床 52 台，共 200kw；行车一台，共 5.1kw(=15%)；通风机 4 台，共 5kw；点焊机 3 台，共 10.5kw(=65%)。车间采用 220/380v 三相四线制（TN-C）配电。试确定该车

2、间计算负荷 P30、Q30、S30和 I30。解：对于冷加工机床，Pe=200kW，Kd=0.2,cos=0.5,tan=1.73 P30(1)=KdPe=0.2200kW=40kW Q30(1)=P30tan=401.73kvar=69.2kvar 对于行车组,Pe=PN25N=5.1%25%15=3.95Kw,Kd=0.15,cos=0.5,tan=1.73 P30(2)=KdPe=0.153.95kW=0.59 kW Q30(2)=P30tan=0.591.73=1.02kvar 对于通风机组,Pe=PN=5 kW,Kd=0.8,cos=0.8,tan=0.75 P30(3)=KdPe=

3、0.85Kw=4kW Q30(3)=P30tan=40.75kvar=3kvar 对于点焊机组,Pe=PN 100N=10.5%100%65=8.47 kW，Kd=0.35,cos=0.6,tan=1.33 P30(4)=KdPe=0.358.47 kW=2.96kW Q30(4)=P30tan=3.94 kvar=3.94 kvar 取需要系数 Kp=0.9,Kq=0.95 总的有功计算负荷为：P30=（P30(1)+P30(2)+P30(3)+P30(4)）Kp =（40+0.59+4+2.96）0.9 =42.8（kW）总的无功计算负荷为：Q30=（Q30(1)+Q30(2)+Q30(3

4、)+Q30(4)）Kq =（69.2+1.02+3+3.94）0.95 =77.3（kvar）视在计算负荷为：S30=223030QP =223.778.42 =84.9 视在电流为：I30=S30/3UN=84.9/(1.7320.38)=129 2-3 有一 380v 三相线路，供电给 35 台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW，其中较大容量的电动机有 7.5kW，4kW3 台，3kW12 台。试分别用需要系数法和二项式法确定其计算负荷 P30、Q30、S30 和 I30。解：需要系数法 对于小批生产的冷加工机床电动机，取 Kd=0.2，cos=0.5，tan=1.73 P30=

5、KdPe=0.285kW=17kW Q30=P30tan=171.73kvar=29.4kvar S30=P30/cos=17/0.5kvA=34 kvA I30=S30/3UN=34/(1.7320.38)A=51.7A 二项式法 取 b=0.14,c=0.4 PX=P16=(7.543+3)kW=22.5kW P30=KdPe=bPe+cPX=(0.1485+0.422.5)kW=20.9kW Q30=P30tan=20.91.73kvar=36.2kvar S30=P30/cos=20.9/0.5 kvA=41.8 kvA I30=S30/3UN=41.8/(1.730.38)=63.8

6、A 第三章 习题 3-1 解：画出短路计算电路如下：画图 1.求 k-1 点处的短路电流和短路容量（Uc12=10.5kV）(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗 电力系统的电抗：37.03005.102211AMVkVSUXC 电缆线路电抗：X2=X0l=0.084Km=0.32 画出等效电路如下，计算其总阻抗为：69.032.037.0211-kXXX）（画图 （2）计算短路电流和短路容量 短路电流周期分量有效值：kA78.869.03kV5.103)1(131KCKXUI 短路次暂态电流和稳态电流：kA78.8)3(1)3()3(KIII 冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：kA39

7、.22kA78.855.2 55.2i)3(3shI）（kA26.13kA78.851.1 51.1I)3(3shI）（短路容量：AMVkAkVIUSKCK68.15978.85.1033)3(11)3(1 2.求 k-2 点处的短路电流和短路容量（Uc12=0.4kV）(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗 电力系统的电抗：422111033.53004.0AMVkVSUXC 电缆线路电抗：X2=X0l212CCUU=0.084Km25.104.0=0.32 电力变压器的电抗：4222431009.08004.01005.4100%NCKSUUXX 画出等效电路如下，计算其总阻抗为：444

8、44321)2(10015.1021009.01065.41033.5/XXXXXK 画图 （2）计算短路电流和短路容量 短路电流周期分量有效值：kA4210015.103kV4.034)2(132KCKXUI 短路次暂态电流和稳态电流：kA42)3(2)3()3(KIII 冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：kA28.77kA4284.1 84.1i)3(3shI）（kA78.45kA4209.1 09.1I)3(3shI）（短路容量：AMVkAkVIUSKCK29424.033)3(21)3(1 3-2 解：(1)确定基准值 取 Sd=100MVA，UC1=10.5kV，UC2=0.4K

9、v 而 kAkVAMVUSIcdd50.55.103100311 kAkVAMVUSIcdd1444.03100322(2)计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 电力系统的电抗标幺值：X1*=100MVA/300MVA=0.3 电缆线路电抗标幺值：X2*=0.084km100MVA/(10.5kV)2=0.29 电力变压器的电抗标幺值：X3*=X4*=625.58001001005.4AkVAMV 画出等效电路如下，“画图”（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 计算总电抗标幺值为：)1(*KXX1*+X2*=0.3+0.29=0.59 短路电流周期分量有效值：kA

10、32.959.0kA50.5)1(*1d31KKXII 其它三相短路电流：kA32.9)3(1)3()3(KIII kA77.23kA32.955.2 55.2i)3(3shI）（kA07.14kA32.951.1 51.1I)3(3shI）（短路容量：AMVAMVXSSKK.16959.0100)1(*d)3(1 （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 计算总电抗标幺值为：)2(*KXX1*+X2*+X3*/X4*=3.4025 短路电流周期分量有效值：kA424025.3kA144)2(*2d32KKXII 其它三相短路电流：kA42)3(2)3()3(KII

11、I kA28.77kA4284.1 84.1i)3(3shI）（kA78.45kA4209.1 09.1I)3(3shI）（短路容量：AMVAMVXSSKK39.294025.3100)2(*d)3(2 3-3 设习题 3-1 所述工厂变电所 380v 侧母线采用 8010mm2的 LMY 铝母线，水平平放，两相相邻母线轴线间距为 200mm，档距为 0.9m，档数大于 2。该母线上装有一台 500kW 的同步电动机，cos=1 时，=94%。试校验此母线的短路动稳定度。解：计算母线短路时所受的最大电动力 由题 3-1 可知，380v 母线的短路电流 IK=42KA，ish=77,3kA；而接

12、于 380V 母线的感应电动机额定电流为：INM=500kW/(3380v10.94)=0.808kA 由于 INM0.01 IK=0.42，所以要计入感应电动机反馈电流的影响。该电动机的反馈电流冲击值为：ishM=CKshM INM=7.810.808=6.3Ka 因此母线在三相短路时所受到的最大电动力为 F=3(ish+ishM)2l10-7/a N/A2 =3(77.3+6.3)10320.910-7/0.2 =5447N 校验母线短路时的动稳定度 母线在 F作用时的弯曲力矩为 M=Fl/10=54470.9/10=490(NM)母线的截面系数为 w=b2/6=(0.08)20.01/6

13、=1.06710-5m3 故母线在三相短路时所受到的计算应力为：c=M/W=490NM/1.06710-5m3=45.910-7Mpa 硬铝母线（LMY）型的a1=70Mpa 所以满足a1=70Mpac=45.9Mpa 的条件。3-4 设习题所述 380V 母线短路保护动作时间为 0.05s，低压断路器的短路时间为 0.05s。试校验此母线的短路热稳定度。解：最小允许截面 Amin=Iimat/c I=IK=42kA，由附录表 7 可得 c=87 而 tima=tk+0.05s =top+toc+0.05 =0.5+0.05+0.05 =0.6s 所以 Amin=Iimat/c=421036.

14、0/87=374(mm2)而实际截面为 A=8010 mm2=800 mm2 所以满足 AAmin 的短路热稳定度要求。第四章 习题 4-1 某厂的有功计算负荷为 3000kW，功率因素经补偿后达到 0.92。该厂 6kV 进线上拟安装一台 SN10-10 型高压断路器，其主保护动作时间为 0.9s，断路器断路时间为 0.2s。该厂高压配电所 6kV 母线上的 Ik（3）=20k。试选择该高压断路器的规格。解：由题意可得，计算容量 S30=P30/cos=3000/0.92=3260.87kV I30=S30/(3UN)=3260.87/(36)kV=313.78A 而冲击电流 ish(3)=

15、2.55Ik=2.5520kA=51kA 又 I(3)2tima=(20kA)2(0.9s+0.2s)=440 由以上计算，并根据我国生产的高压户内少油断路器型式，初步选用 SN10-10型。下面根据以上计算，对 SN10-10型断路器进行校验下表：序号 装设地点电气条件 SN10-10/1000-50 型断路器 项目 数据 项目 数据 结论 1 UN 6kA UN 10Kv 合格 2 I30 313.78A IN 1000A 合格 3 IK（3）20kA I 31.5kA 合格 4 ish(3)51kA imax 80kA 合格 5 I(3)2tima 440 It2t 31.5424=39

16、69 合格 所以，应该选择SN10-10/1000-50型高压户内少油断路器。4-2 某 10/0.4kV 的车间附设式变电所，总计算负荷为 780kVA，其中一、二级负荷有 460kVA。试初步选择变电所主变压器的台数和容量。已知当地的年平均气温为+25。解：根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压器。每台容量 SNT=(0.6-0.7)780kVA=(468-546)kVA,因此初选容量为 500kVA，又当地的年平均气温为+25，所以，实际容量为：TNarT)S100208%(1S=（0.92-0.05）500kVA=435kVA460kVA,不满足一、二级负荷要求，因此不合适。

17、4-3 某 10/0.4kV 的车间附设式变电所，原装有 S9-1000/10 型变压器一台。现负荷 发展，计算负荷达 1300kVA。问增加一台 S9-315/10 型变压器和 S9-1000/10 型变 压器并列运行，有没有什么问题？如果引起过负荷，将是那一台过负荷？过负荷 多少？已知两台变压器均为 Yyn0 联结。解：并列运行的变压器之间的负荷分配是与阻抗标幺值成反比的，因此先计算其阻抗标幺值。查附录 5-1 知 S9-315/10 型变压器 T1 的 Uk%=4，S9-315/10 型变压器 T2 的Uk%=4.5,取 Sd=105kVA,因此:Z*T1=NdkSSU100%=(410

18、5kVA)(100315kVA)=12.7 Z*T1=NdkSSU100%=(4.5105kVA)(1001000kVA)=4.5 由此可计算出两台变压器在负荷达 1300kVA 时各台负担的负荷分别为 ST1=1300kVA5.47.125.4=340kVA ST2=1300kVA5.47.127.12=959.88kVA 所以，S9-315/10 型变压器 T1 将过负荷 340-315=25kVA，将超过其额定容量AkV315AkV25100%=7.9%。另外，从两台变压器的容量比来看，315kVA:1000kVA=1:3.17 超过了不允 许容量比 1:3。第 49 章 习题 第 4

19、章 1 某厂的有功计算负荷为3000kW，功率因数经补偿后达到 0.92。该厂 10kV 进线上拟安装 1 台 SN10-10 型高压断路器，其主保护动作时间 0.9s，断路器断路时间为 0.2s。该厂高压配电所 10kV 母线上的kAIk20)3(。试选择该高压断路器的规格。解：（1）额定电流的选取 AUPIN27.18892.01033000cos33030 查附录 11 常用中压断路的技术数据，选取 SN10-10/630A。（2）断流能力的校验 少油户内高压断路 SN10-10/630A 的断流能力kA16小于kAIk20)3(，不满足要求，故改选少油户内高压断路SN10-10/100

20、0A，其断流能力kA5.31大于kAIk20)3(，满足要求。（3）短路电流动稳定度校验 kAkAIiksh80512055.255.2)3()3(kA80为少油户内高压断路 SN10-10/1000A 的动稳定电流标称值，故满足短路电流动稳定度的要求。（4）短路电流热稳定度校验 高压断路 SN10-10/1000A 的热稳定电流和时间分别为 31.5kA、2s。因为实际短路时间为保护装置的动作时间和断路器的短路时间之和，即：sstttocopk11.12.09.0 所以短路发热假想时间为：sttkima1.1 4401.120)(5.198425.3122)3(22imakttItI 故满足

21、短路电流热稳定度的要求。综上所述，选择高压断路器的规格为SN10-10/1000A。第 5 章 1 试按发热条件选择 220/380V，TNC 系统中的相线和 PEN 线截面及穿线钢管（G）的直径。已知线路的计算电流为 150A，安装地点的环境温度为 25。拟用 BLV 型铝芯塑料线穿钢管埋地敷设。（Page126 习题 1）解：（1）相线截面的选择 查附录表 10 BLV 型 45 根单芯铝芯绝缘线穿钢管，环境温度为25时截面为 95mm2的允许载流量为 152A，大于计算电流 150A。因此，相线截面选 95mm2。（2）PEN 线截面的选择 按 N 线截面的选择原则，205.47955.

22、05.0mmAA，取2050mmA。按PE线 截 面 的 选 择 原 则，当223595mmmmA时，25.47955.05.0mmAAPE，取250mmAPE。故 PEN 线截面选择为：250mmANPE。（3）穿线钢管（G）直径的选择 查附录表 10 BLV 型铝芯绝缘线穿钢管时的允许载流量表，4 根单芯截面为 95mm2铝芯绝缘线穿钢管（G）的直径应为 70mm。2 有一条 380V 的三相架空线路，配电给 2 台 40kW（cos=0.8，=0.85）的电动机。该线路长 70m，线间几何均距为 0.6m，允许电压损耗为 5%，该地区最热月平均气温为 30。试选择该线路的相线和 PE 线

23、的 LJ 型铝绞线截面。（Page127 习题 3）解：（1）LJ 型铝绞线相线截面的选择 按发热条件选择 AUPIN75.17885.08.038031000402cos330 查附录表 11 LJ 型铝绞线的主要技术数据，横截面积250mmA 的 LJ 型铝绞线在室外气温 25，导线最高允许温度 70时的允许载流量AIal215，则在室外气温 30时的允许载流量为：AIIKIalalalalal70.2022570307021500 显然，30IIal，满足发热条件。所以，按发热条件选择横截面积250mmA 的 LJ 型铝绞线。按允许电压损耗校验 查附录表 11 LJ 型铝绞线的主要技术数

24、据，横截面积250mmA 的 LJ 型铝绞线的线路电阻kmR/66.00，电抗kmX/33.00（线间几何均距为0.6m）。%100)(%1002NNUUqXpRUU%5%14.4%10038085.07033.0)8.0tan(arccos4027066.04022 所以，满足允许电压损耗的要求。按机械强度条件校验 查附录表 6 一般低压架空 LJ 型铝绞线线路的最小截面为216mm，与铁路交叉跨越档内的架空 LJ 型铝绞线线路的最小截面为235mm。所选 LJ 型铝绞线横截面积250mmA，满足机械强度条件的要求。故，选择 LJ 型铝绞线相线截面250mmA。（2）PE 线的 LJ 型铝绞

25、线截面的选择 因为223550mmmmA，所以225505.05.0mmAAPE 故，考虑机械强度条件以后，若为一般低压线路，则选择LJ 型铝绞线 PE线截面225mmAPE；若为与铁路交叉跨越档内的线路，则选择 LJ 型铝绞线 PE线截面235mmAPE。3 某 220/380V的两相三线线路末端，接有 220V，5kW 的加热器 2 台，其相线和 N 线均采用 BLV500116 的导线明敷，线路长 50m。试计算其电压损耗比例。（Page127 习题 5）解：由于为两相三线线路，且每相接负载均为 5kW 的加热器 1 台，即该线路为“均无感”的两相三线线路。查 Page123 表 5.5

26、，得 220/380V 两相三线线路，铝芯线，2/5.20mmmkWC。%52.1(%)52.1165.205052)(CAPlU 第 6 章 1 有 1 台电动机，额定电压为 380V，额定电流为 22A，启动电流为 140A，启动时间在 3s 以下。该电动机端子处的三相短路电流为 16kA。试选择保护该电动机的 RT0 型熔断器及其熔体额定电流，该熔断器只作短路保护，并选择该电动机的配电线（采用 BLV 型导线）的导线截面及穿线的硬塑料管管径（环境温度按+30计）。（Page165 习题 1，参照 Page132 例 6.1）解：（1）选择熔体及熔断器的额定电流 AIIFEN2230,且

27、AKIIpkFEN421403.0,因此由附录表 13 RT0 型低压熔断器的主要技术数据，可选 RT0100 型熔断器，其中AIAIFUNFEN100,50,。（2）校验熔断器的断流能力 查附录表 13，RT0100 型熔断器的kAkAIoc1650，因此该熔断器的断流能力是足够的。（3）选择导线截面及穿线的硬塑料管内径 查附录表 10 BLV 型铝芯绝缘线穿硬塑料管时的允许载流量，3 根单芯线、环境温度 30，截面为 6mm2时允许载流量 25A，大于电动机额定电流为 22A，满足发热条件要求，相应地选3 根穿管管径 20mm。校验机械强度，查附录 7 绝缘导线芯线的最小截面，穿管敷设的铝

28、芯绝缘导线的最小截面为 2.5mm2。现选为 6mm2，满足机械强度要求。（4）校验导线与熔断器保护的配合 因为该熔断器只作短路保护，且为穿管敷设，所以取5.2OLK AIKAIalOLFEN5.62255.250,因此满足配合要求。综上所述，选 RT0100 型熔断器，其中AIAIFUNFEN100,50,。截面为6mm2BLV 型铝芯绝缘线穿直径 20mm 的硬塑料管。2 有一条 380V 线路，其AI28030，AIpk600，线路首端的kAIk8.7)3(，末端的kAIk5.2min,。试选择线路首端装设的DWl6 型低压断路器，并选择和整定其瞬时动作的电磁脱扣器，检验其灵敏度。（Pa

29、ge165 习题 2，参照 Page137 例6.3）解：（1）脱扣器额定电流及低压断路器额定电流的选择 AIAIORN28031530,查附录表 14 DW16 型低压断路器的主要技术数据，选型号 DW16630 低压断路器，壳架等级电流QFNI,=630 A，脱扣器额定电流ORNI,=315 A。（2）瞬时过电流脱扣器动作电流的整定 对动作时间在 0.02s 以上的万能式断路器（DW 型），35.1relK AIKIpkreloop81060035.1)(57.2315810,)(ORNoopII 查附录表 14 DW16 型低压断路器的主要技术数据，取瞬时动作整定电流)(oopI=3OR

30、NI,=3315=945A。（3）瞬时过电流脱扣器保护灵敏度的校验 3.165.29452500min,KIISopkp，满足灵敏度的要求。（5）断流能力的校验 查附录表 14 DW16 型低压断路器的主要技术数据，DW16630 低压断路器的极限分断能力为 30kA（380V），对动作时间在 0.02s 以上的万能式断路器（DW 型）kAIkAIkoc8.730)3(故，满足断流能力的要求。综上所述，选型号 DW16630 低压断路器，壳架等级电流QFNI,=630 A，脱扣器额定电流ORNI,=315 A，瞬时动作脱扣器整定电流)(oopI=3ORNI,=945A。3 某 10kV 线路，

31、采用两相两继电器式接线的去分流跳闸原理的反时限过电流保护装置，电流互感器的变流比为 2005，线路的最大负荷电流（含尖峰电流）为 180A，线路首端的三相短路电流有效值为 2.8 kA，末端的三相短路电流有效值为 1 kA，设系统只有一种运行方式。试整定该线路采用的 GL1510 型电流继电器的动作电流和速断电流倍数，并检验其保护灵敏度。（Page165 习题 3）解：由题意得：电流互感器的变流比405/200iK；线路的最大负荷电流AIL180max,；线路首端的三相短路电流有效值kAIIIkkk8.2)3(1max,)3(1min,)3(1,；末端的三相短路电流有效值kAIIIkkk1)3

32、(2max,)3(2min,)3(2,；两相两继电器式接线的接线系数1wK；查 Page288 附录表 15 得 GL1510 型电流继电器的返回系数8.0reK。（1）过电流保护动作电流的整定 由于该线路采用的 GL1510 型电流继电器保护，所以取3.1relK。AIKKKKILirewrelop3125.7180408.013.1max,根据GL1510 型电流继电器的规格，动作电流整定为 7.5A。（2）过电流保护灵敏度的校验 5.189.25.7401000123)3(2min,23)2(2min,opikwopikwpIKIKIKIKS，显然，满足灵敏度的要求。（3）电流速断保护速

33、断电流的整定 由于该线路采用的 GL1510 型电流继电器保护，所以取4.1relK。AIKKKIkiwrelqb3510004014.1)3(2max,故，速断电流倍数：67.45.735opqbqbIIn（4）电流速断保护灵敏度的校验 5.173.1354010008.2123)3(1min,23)2(1min,qbikwqbikwpIKIKIKIKS 显然，满足灵敏度的要求。4 现有前后两级反时限过电流保护，都采用 GL15 型过电流继电器，前一级按两相继电器式接线，后一级按两相电流差接线，后一级继电器的 10 倍动作电流的动作时间已整定为 0.5 s，动作电流整定为 9A，前一级继电器

34、的动作电流已整定为 5A，前一级电流互感器的变流比为 1005，后一级电流互感器的变流比为 755，后一级线路首端的AIk400)3(。试整定前一级继电器的10 倍动作电流的动作时间（取st7.0）。（Page165 习题 4）解：（1）计算后一级线路首端短路电流反应到后一级继电器中的电流值 AKKIIiwkk19.465/753400)2()2()3()2(（2）计算)2(kI对后一级继电器的动作电流的倍数 13.5919.46)2()2(2opkIIn（3）确定后一级继电器的实际动作时间 由后一级继电器的 10倍动作电流的动作时间已整定为 0.5 s 和动作电流的倍数 5.13，查附录 4

35、3 GL 电流继电器的动作特性曲线，得后一级继电器的实际动作时间：st75.02。（4）计算前一级继电器的实际动作时间 sttt45.17.075.021（5）计算后一级线路首端短路电流反应到前一级继电器中的电流值 AKKIIiwkk205/1001400)1()1()3()1(（6）计算)1(kI对前一级继电器的动作电流的倍数 4520)1()1(1opkIIn（7）整定前一级继电器的 10 倍动作电流的动作时间 由前一级继电器的实际动作时间 1.45 s 和动作电流的倍数 4，查附录 43 GL 电流继电器的动作特性曲线，得前一级继电器的 10 倍动作电流的动作时间：st1。第 8 章 电

36、气照明 1 有一绘图室的面积为 9.6m7.4m，室内高度为 3.5m。试进行照明器的选择和布置。解：由于是绘图室，所以照明器选择为 YG2-1 型简式荧光灯悬吊安装。考虑垂度（灯具离顶棚的距离）0.7m，工作面离地 0.8m。故计算高度 h=3.5-0.7-0.8=2m。再查 Page219 表 8.7 常用照明器的最大允许距高比，得 YG2-1 型简式荧光灯最大允许距高比（S/h）A-A=1.42，（S/h）B-B=1.28。所以 A-A 向照明器的间距（S）A-A=1.422=2.84m，B-B 向照明器的间距（S）B-B=1.282=2.56m。由此布置该绘图室的照明器如下：由图可见该

37、绘图室共布置 15 盏照明器。2 某装配车间的面积 10m30m，顶棚离地 5m，工作面离地 0.8m，采用 GCA1 型配照灯作为车间照明，距高比0.1hs，试画出灯具布置平面图。解：据题意，再考虑垂度（灯具离顶棚的距离）0.7m，灯具的安装高度mh5.37.08.05 再由距高比得灯具间的距离ms5.35.31 所以车间长度方向应安装灯具的数量95.330长n，车间宽度方向应安装灯具的数量35.310宽n。由此画出灯具布置平面图如下：2.5m 2.5m 2.4m 1.2m 1.2m 2.4m 2.4m 1.2m 1.2m 1.6730 第 9 章 电气安全及接地与防雷系统 1 有一 50k

38、VA 的变压器中性点需进行接地，可利用的自然接地体电阻为 25，而接地体电阻要求不大于 10。已知接地处的土壤电阻率为 150m，单相短路电流可达 2.5kA，短路电流持续时间可达1.1s。试选择直埋地的钢管和连接扁钢。解：已知允许的接地电阻RE10；已知可利用的自然接地体电阻RE（nat）=25；需要补充的人工接地体的电阻 RE（man）=RE（nat）RE/（RE（nat）-RE）=2510/（2510）=16.67 接地装置初步方案 现初步考虑围绕变电所四周，距变电所建筑基础 23m，间隔 5m 打入 1 根垂直接地体，接地体为直径 50mm，长 2.5m 的钢管，管间用 40 mm4m

39、m 的扁钢连接。计算单根接地体的接地电阻 RE（1）=/l=150/2.5=60 计算接地体的数量 n 根据 RE（1）/RE=60/16.673.64。考虑管间的屏蔽效应，初选 5 根。以 n=5和a/l=2，查附录表 27（敷设成环形，n=4，a=2 时，E=0.760.80；n=6，a=2 时，E=0.710.75），可得E=0.75。因此 58.467.1675.060)()1(manEEERRn 校验短路热稳定度 2)1(min46.36701.110005.270mmtIAkk404=160mm2 即满足热稳定度的要求。故，考虑到接地体的均匀对称布置，选6 根直径 50mm，长 2

40、.5m 的钢管作为垂直接地体，围绕变电所四周，距变电所建筑基础 23m，间隔 5m 打入 1 根，管间用 40 mm4mm 的扁钢连接。2 某厂有 1 座第二类防雷建筑，高 10m，其屋顶最远的一角距离高 50m 的烟囱150m。烟囱上装有 1 根 2.5m 高避雷针。试验算此避雷针能否保护该建筑物？解：查表 9.2 按建筑物防雷类别确定滚球半径和避雷网格尺寸，得第二类防雷建筑物的滚球半径mhr45。由题意得避雷针高度 h=50+2.5=52.5m，被保护物高度mhx10。所以此避雷针在高 10m 处的保护半径为：mhhhhhhrxrxrx09.16)10452(10)5.52452(5.52)2()2(显然 mmrx15009.16 故，此避雷针不能保护该建筑物。