案例分析题
【2011年第4题】题6～10：下图所示为一座110kV／35kV／10kV变电站，110kV和35kV采用敞开式配电装置，10kV采用户内配电装置，变压器三侧均采用架空套管出线。正常运行方式下任一路110kV电源线路带全所负荷，另一路热备用，两台主变压器分列运行，避雷器选用阀式避雷器。其中：
(1)110kV电源进线为架空线路约5km，进线段设有2km架空避雷线，主变压器距110kV母线避雷器最大电气距离为60m。
(2)35kV系统以架空线路为主，架空线路进线段设有2km架空避雷线。主变压器距35kV母线避雷器最大电气距离为60m。
(3)10kV系统以架空线路为主，主变压器距10kV母线避雷器最大电气距离为20m。
请回答下列问题，并列出解答过程。
(1)110kV电源进线为架空线路约5km，进线段设有2km架空避雷线，主变压器距110kV母线避雷器最大电气距离为60m。
(2)35kV系统以架空线路为主，架空线路进线段设有2km架空避雷线。主变压器距35kV母线避雷器最大电气距离为60m。
(3)10kV系统以架空线路为主，主变压器距10kV母线避雷器最大电气距离为20m。
请回答下列问题，并列出解答过程。
单选题
请说明下列关于110kV侧避雷器的设置哪一项是正确的?
【正确答案】
B
【答案解析】配置避雷器，主要是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压(主要为雷电波入侵)、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏。本题主要考查了以下几方面的内容：变电所进线避雷器的配置；变电所高压母线的避雷器配置；变电所主变的避雷器配置。
(1)变电所进线避雷器的配置。依据为《交流电气装置的过电压及绝缘配合》DL/T620—1997第7．3．1条和第7．3．2条。由题干可知，该变电所未沿全线架设避雷线，且正常运行时一路电源为热备，也就是说一条110kV线路会经常开路运行，且线路还带电。因此根据第7．3．2条，必须在进线隔离开关或断路器处装设避雷器，LA1、LA2应装设。
(2)变电所母线避雷器的配置。依据为第7．3．4条。具有架空进线的35kV及以上发电厂及变电所敞开式高压配电装置每组母线上应装设阀式避雷器，因此LA3、LA4应装设。
(3)主变压器处避雷器配置。主变处是否需要配置避雷器，主要是要看母线处的避雷器是否能有效地对变压器进行保护，主要依据为DL／T620—1997的表11，如果母线避雷器与主变之间的电气距离小于该表的要求，则变压器处不需要再安装避雷器，反之则需要安装。本题中110kV母线避雷器距变压器的距离小于该表的要求，因此变压器处不需要安装避雷器(本题110kV进线回路数为2)。
(1)变电所进线避雷器的配置。依据为《交流电气装置的过电压及绝缘配合》DL/T620—1997第7．3．1条和第7．3．2条。由题干可知，该变电所未沿全线架设避雷线，且正常运行时一路电源为热备，也就是说一条110kV线路会经常开路运行，且线路还带电。因此根据第7．3．2条，必须在进线隔离开关或断路器处装设避雷器，LA1、LA2应装设。
(2)变电所母线避雷器的配置。依据为第7．3．4条。具有架空进线的35kV及以上发电厂及变电所敞开式高压配电装置每组母线上应装设阀式避雷器，因此LA3、LA4应装设。
(3)主变压器处避雷器配置。主变处是否需要配置避雷器，主要是要看母线处的避雷器是否能有效地对变压器进行保护，主要依据为DL／T620—1997的表11，如果母线避雷器与主变之间的电气距离小于该表的要求，则变压器处不需要再安装避雷器，反之则需要安装。本题中110kV母线避雷器距变压器的距离小于该表的要求，因此变压器处不需要安装避雷器(本题110kV进线回路数为2)。
单选题
主变压器低压侧有开路运行的可能，下列关于10kV侧、35kV侧避雷器的设置哪一项是正确的?
【正确答案】
D
【答案解析】本题考查的内容与第1小题一样，只不过电压等级不同时避雷器的配置要求略有不同。依据《交流电气装置的过电压及绝缘配合》DL/T620—1997的第7．3．4条，具有架空进线的35kV及以上发电厂及变电所敞开式高压配电装置每组母线上应装设阀式避雷器，因此LA11、LA12应装设；依据该规范第7．3．9条，变电所的3～10kV配电装置应在每组母线和架空进线上装设阀式避雷器(分别采用电站和配电阀式避雷器)，因此LA13、LA14应装设。
母线处的避雷器是否能有效地对变压器进行保护，主要依据为该规范的表11以及表13，如果母线避雷器与主变之间的电气距离小于该表的要求，则变压器处不需要再安装避雷器，反之则需要安装。根据本题的系统图，35kV出线多于或等于4路，进线长度至少为2km，因此变压器处可不装避雷器的最大电气距离为105m，所以主变35kV侧不需要装避雷器；根据系统图，10kV侧出线多于或等于4路，因此变压器处可不装避雷器的最大电气距离为30m，所以主变10kV侧不需要装避雷器。
但是题干中说变压器低压侧有开路运行的可能，也即是说低压侧母线的避雷器有可能不能对变压器进行保护，因此变压器低压侧的避雷器LA7、LA8、LA9、LA10也该装设。
母线处的避雷器是否能有效地对变压器进行保护，主要依据为该规范的表11以及表13，如果母线避雷器与主变之间的电气距离小于该表的要求，则变压器处不需要再安装避雷器，反之则需要安装。根据本题的系统图，35kV出线多于或等于4路，进线长度至少为2km，因此变压器处可不装避雷器的最大电气距离为105m，所以主变35kV侧不需要装避雷器；根据系统图，10kV侧出线多于或等于4路，因此变压器处可不装避雷器的最大电气距离为30m，所以主变10kV侧不需要装避雷器。
但是题干中说变压器低压侧有开路运行的可能，也即是说低压侧母线的避雷器有可能不能对变压器进行保护，因此变压器低压侧的避雷器LA7、LA8、LA9、LA10也该装设。
单选题
设35kV系统以架空线路为主，架空线路总长度约为60km，其单相接地电容电流约为0．1A／km。10kV系统以钢筋混凝土杆塔架空线路为主，架空线路总长度约为30km，其单相接地电容电流约为0．03A／km；电缆线路总长度约为8km，其单相接地电容电流约为1．6A／km。请通过计算选择10kV系统和35kV系统的接地方式(假定10kV和35kV系统在接地故障条件下仍需短时运行)。确定下列哪一项是正确的?
【正确答案】
D
【答案解析】本题首先应计算各电压等级线路的电容电流。
35kV架空线路：I=0．1×60=6(A)；
10kV钢筋混凝土架空线路：I=0．03×30=0．9(A)；
电缆线路：I=1．6×8=12．8(A)；
依据《交流电气装置的过电压及绝缘配合》DL/T620—1997第3．1．2条，为了保证故障下运行，应使用不接地或者消弧线圈接地：①对于35kV系统，单相接地电流10A为界，小于等于10A，不接地；大于10A，消弧线圈接地，因此35kV系统使用不接地。②对于10kV系统，总的接地电流为0．9+12．8=13．7(A)，且以钢筋混凝土杆架空线路为主，单相接地电流大于10A，因此应使用消弧线圈接地。
35kV架空线路：I=0．1×60=6(A)；
10kV钢筋混凝土架空线路：I=0．03×30=0．9(A)；
电缆线路：I=1．6×8=12．8(A)；
依据《交流电气装置的过电压及绝缘配合》DL/T620—1997第3．1．2条，为了保证故障下运行，应使用不接地或者消弧线圈接地：①对于35kV系统，单相接地电流10A为界，小于等于10A，不接地；大于10A，消弧线圈接地，因此35kV系统使用不接地。②对于10kV系统，总的接地电流为0．9+12．8=13．7(A)，且以钢筋混凝土杆架空线路为主，单相接地电流大于10A，因此应使用消弧线圈接地。
单选题
假定10kV系统接地电容电流为36．7A，消弧线圈的计算容量为下列哪一项数值?
【正确答案】
B
【答案解析】消弧线圈容量计算。依据《交流电气装置的过电压及绝缘配合》DL／T620—1997第3．1．6条。W=
单选题
如果变电站接地网的外缘为90m×60m的矩形，站址土壤电阻率ρ=100Ω.m，请通过简易计算确定变电站接地网的工频接地电阻值为下列哪一项数值?
【正确答案】
B
【答案解析】工频接地电阻计算。依据《交流电气装置的接地》DL/T621—1997附录A4。R≈