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  3. 【2013年第4题】题1～5：某110／10kV变电所，变压器容量为2×25MVA，两台变压器一台工作一台备用。变电所的计算负荷为17000kVA。变电所采用室外布置，10kV设备采用室内布置。变电所所在地的海拔高度为2000m，户外设备运行的环境温度为—

【2013年第4题】题1～5：某110／10kV变电所，变压器容量为2×25MVA，两台变压器一台工作一台备用。变电所的计算负荷为17000kVA。变电所采用室外布置，10kV设备采用室内布置。变电所所在地的海拔高度为2000m，户外设备运行的环境温度为—

admin2019-04-10  23
问题 【2013年第4题】题1～5：某110／10kV变电所，变压器容量为2×25MVA，两台变压器一台工作一台备用。变电所的计算负荷为17000kVA。变电所采用室外布置，10kV设备采用室内布置。变电所所在地的海拔高度为2000m，户外设备运行的环境温度为—25～45℃，且冬季时有冰雪天气，在最大运行方式下10kV母线的三相稳态短路电流有效值为20kA(回路的总电阻小于总电抗的三分之一)。请回答以下问题，并列出解答过程。
110／10kV变电所10kV供电线路中，电缆总长度约为32km，无架空地线的钢筋混凝土电杆架空线路10km，若采用消弧线圈经接地变压器接地，使接地故障点的残余电流小于或等于10A。请确定消弧线圈的容量(计算值)应为下列哪项数值?
选项 A、32．74kVA
B、77．94kVA
C、251．53kVA
D、284．26kVA
答案C
解析 本题考查消弧线圈容量的选择，但是本题存在争议，主要有以下几种方法以供参考：
方法一：
(1)电缆和架空线的单相接地电容电流：依据《工业与民用配电设计手册(第三版)》式(4-41)，
电缆：IC1=0．1Url=0．1×10×32=32(A)
架空线：IC2=2．7Url×10—3=2．7×10×10×10—3=0．27(A)
总接地电容电流为：IC=IC1+IC2=32．27(A)
(2)确定消弧线圈容量：依据《导体和电器选择设计技术规定》DL／T5222—2005公式(18．1．4)，Q==251．53(kVA)，此时对应的答案为C。
方法二：
在方法一中，没有考虑电力设备增加的电容电流以及题干中的将故障点残余电流限制在10A以下的条件，而消弧线圈容量计算公式明确说明IC为电网回路的电容电流，因此应该考虑电力设备增加的电容电流，在考虑上述两个条件时，可进行以下计算：
(1)电容电流计算：考虑变电所中电力设备增加的电容电流，IC=(1+0．16)×(IC1+IC2)=1．16×32．27=37．432(A)；
(2)消弧线圈容量计算：通过分析消弧线圈容量公式可以看出，消弧线圈的容量其实就是电感电流与电感电压的乘积，因此可将公式表示为：Q=，其中IL=KIC为消弧线圈提供的电感电流。通过脱谐度公式v=可以推导出：IL=(1—v)IC。
根据题干要求限制故障点残余电流为10A以下，因此可以确定出脱谐度的范围，即：
v==±0．267(取±是因为可以过补偿也可以欠补偿)，所以此时对应的电感电流为：IL=(1一v)IC=×37．432=27．438～47．426(A)，此时对应的消弧线圈容量为：Q==158．42～273．82(kVA)，因此选择251．53kVA，答案为C。
(3)可以进行验证，当Q=251．53kVA时，对应的电感电流IL==43．565(A)，此时故障点残余电流，IC—IL=37．432—43．565=—6．133A＜10A(“—”表示电感电流大，为过补偿)，满足题干要求。同时可以验证D选项残余电流为—11．8A，B选项为23．93A，均不满足要求。
本题考查消弧线圈容量的选择，编者认为需要注意以下几点：
(1)公式中的电容电流为电网的电容电流，因此一定要考虑电力设备增加的电容电流，需要根据《配三》P153表4-20′来选择。
(2)表4—20′中的额定电压，没有说明是变电所的额定电压，还是消弧线圈需要补偿电网的额定电压，编者倾向于后者。例如对于本题，为110kV变电所，但是消弧线圈是安装于10kV电网侧，所以查表时选择额定电压10kV时增加的电容电流。
(3)补偿容量计算公式中的系数1．35，是按过补偿的经验值来选取的，如果题干给出了限制故障点残余电流或者有关脱谐度的条件，建议通过计算确定所需要的消弧线圈电流，再来计算消弧线圈容量。
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