案例分析题 【2013第4题】题11～15：某无人值守的35／10kV变电所，35kV侧采用线路变压器组接线，10kV侧采用单母线分段接线，设母联断路器；两台变压器同时运行、互为备用，当任一路电源失电或任一台变压器解列时，该路35kV断路器及10kV进线断路器跳闸，10kV母联断路器自动投入(不考虑两路电源同时失电)。变电所采用蓄电池直流操作电源，电压等级为220V，直流负荷中，信号装置计算负荷电流为5A，控制保护装置计算负荷电流为5A，应急照明(直流事故照明)计算负荷电流为5A，35kV及10kV断路器跳闸电流均为5A，合闸电流均为120A(以上负荷均已考虑负荷系数)。请回答以下问题，并列出解答过程。
单选题 请计算事故全停电情况下，与之相对应的持续放电时间的放电容量最接近下列哪一项数值?
【正确答案】 B
【答案解析】根据《电力工程直流系统设计规范》DL／T5044第5．2．2条第5款，无人值班的变电所，全所交流电源事故停电时间应按2h计算。根据规范5．2．1表中直流负荷统计计算时间和题目所给条件，作直流负荷统计表如下。
单选题 假定事故全停电情况下(全停电前充电装置与蓄电池浮充运行)，与之相对应的持续放电时间的放电容量为40Ah，选择蓄电池容量为150Ah，电池数为108块，采用阀控式贫液盐酸蓄电池，为了确定放电初期(1min)承受冲击放电电流时，蓄电池所能保持的电压，请计算事故放电初期冲击系数Kcho值，其结果最接近下列哪项数值?
【正确答案】 C
【答案解析】根据《电力工程直流系统设计规范》DL／T5044中公式(B．2)，Kcho=，KK=1．1，I10=150／10=15A，根据题目所述条件，Icho取信号装置电流、控制保护装置电流和母联断路器自动投入合闸电流之和，Icho=5+5+120=130A。因此，Kcho=1．1×=9．53。
事故全停电分两个阶段：题目告诉不考虑两路电源同时失电，因此势必是一路先停电，然后另一路再停电。具体过程分析如下图所示。

(1)第1阶段：正常运行和一路(进线Ⅰ)先停电时的工作情况如下图所示。当一路(进线Ⅰ)先停电时，需要由蓄电池供电的负荷为信号装置(5A)、控制保护装置(5A)、进线Ⅰ的35kV和10kV断路器分闸(均为5A)以及10kV母联断路器自动投入合闸(120A)。但是10kV母联断路器自投合闸动作是在35kV及10kV断路器分闸动作之后(可参考GB／T50062第11．0．2条)，因此计算初期(1min)冲击电流时，只考虑可能同时出现的最大电流即10kV母联自投合闸电流120A即可。如果能保证120A的合闸负荷可靠动作，必然能保证5A(即使35kV和10kV同时跳闸10A)的分闸可靠动作。因此，Icho=5(信号)+5(控制保护)+120(母联自投合闸)=130(A)。这样算出来的冲击系数为9．53。
(2)第2阶段：进线Ⅱ失电，这时进线Ⅱ上的35kV和10kV断路器跳闸(各5A)，需要讨论的是母线断路器如何动作。题目说的是“当任一路电源失电或任一台变压器解列时，该路35kV断路器及10kV进线断路器跳闸，10kV母联断路器自动投入(不考虑两路电源同时失电)”。现在题目中的运行状态是先后失电，先后失电时按题目所说10kV母线如果是断开状态的话应该自动投入，但是现在母联由于一路先失电后变成了投入状态，那么投入状态的母联该如何动作，题目没有说明，只能根据常识认为这时的母联因为停电会跳闸。这种情况下，需要由蓄电池供电的负荷为信号装置(5A)、控制保护装置(5A)、进线Ⅱ的35kV和10kV断路器分闸以及10kV母联断路器跳闸(均为5A)这三个跳闸中可能同时发生的最大值。
《电力工程电气设计手册(电气二次部分)》P295说明：“冲击负荷中对断路器合闸电流的考虑原则为：应为全厂(所)中合闸电流最大的一台断路器或考虑厂用备用电源自动投入的实际合闸的断路器合闸电流之和，选取上述大者为计算值。当断路器的合闸时间相差在0．25s以上时，可不按同时合闸考虑。如只有线路自动重合闸的变电所只需考虑最大一台断路器的合闸电流。”这里讲的是合闸的情况，并没有说明分闸该如何考虑。第2阶段的分闸动作时序题目没有说明，因此3个断路器分闸冲击电流可能有5A、10A和15A三种情况，这样算出来的冲击系数为：Kcho=1．1×=1．1Kcho=1．1×
单选题 假定事故全停电情况下，与之相对应的持续放电时间的放电容量为40Ah，选择蓄电池容量为150Ah，电池数为108块，采用阀控式贫液盐酸蓄电池。为了确定事故放电末期承受随机(5s)冲击放电电流时，蓄电池所能保持的电压，请分别计算任意事故放电阶段的10h放电率电流倍数Km.x值及事故放电末期冲击系数Kchm.x，其结果最接近下列哪组数值?
【正确答案】 A
【答案解析】根据《电力工程直流系统设计规范》DL/T5044中公式(B．4)和(B．5)，Km.x=KK=1．47，Kchm.x=
单选题 假定选择蓄电池容量为120Ah，采用阀控式贫液盐酸蓄电池，蓄电池组与直流母线连接，不考虑蓄电池初充电要求，请计算变电所充电装置的额定电流，其结果最接近下列哪一项数值?(蓄电池自放电电流按最大考虑)
【正确答案】 C
【答案解析】根据《电力工程直流系统设计规范》DL/T5044附录C．1．1第3条，对于铅酸蓄电池：Ir=(1．0I10～1．25I10)+Ijc。由于蓄电池自放电电流按最大考虑，因此前面取1．25I10，经常负荷电流Ijc为信号装置电流和控制保护装置电流之和，为10A。I10=120／10=12A。因此，Ir=1．25×12+10=25A。
以下几点需要注意：
(1)题目给出蓄电池容量，I10不要求错；
(2)对于铅酸蓄电池和镉镍蓄电池，其充电装置额定电流的计算公式和参数不一样，要看准：
(3)题目给出蓄电池组与直流母线连接时，需要考虑经常电流Ijc，如果蓄电池组不与直流母线连接时，Ijc=0(参看《直规》C．1．1．3公式下的说明)；
(4)均衡充电电流大于浮充电电流，题目没要求计算按满足何种要求的额定电流时，按满足均衡充电的要求来计算额定电流。
单选题 假定该变电所不设母联自投装置，并改用在线UPS交流操作电源，电压等级为AC220V。请计算UPS容量，其结果最接近下列哪一项?(可靠系数取上限值)
【正确答案】 B
【答案解析】根据《工业与民用配电设计手册》P411，式(8-30)和式(8-31)：C1=220×(5+5)=2200(VA)=2．2(kVA)，C2=220×(5+5)=2200(VA)=2．2(kVA)，C3=220×120=26400(VA)=26．4(kVA)。正常操作时所需容量为C=Krel(C1+C2)=1．2×(2．2+26．4)=34．32(kVA)，事故操作时所需容量为C′=Krel(C2+C3)=1．2×(2．2+26．4)=34．32(kVA)，取C和C′大者，UPS容量为34．32kVA。
UPS容量计算不在《直规》里，《配三》里面有这部分内容。计算过程比较简单，需要注意C1、C2、C3不要计算错，然后取C和C′的大者。