案例分析题 【2014年第4题】题1～5：某工厂10／0．4kV变电所，内设1000kVA变压器一台，采用D，yn11接线。已知该变压器的冲击励磁涌流为639A(0．1s)，低压侧电动机自启动时的计算系数为2，该变电所远离发电厂，最大运行方式下，10kV母线的短路全电流最大有效值为10kA，最大、最小运行方式下，变压器二次侧短路时折算到变压器一次侧的故障电流分别为500A、360A。请回答下列问题：
单选题 在变压器高压侧设限流型高压熔断器对低压侧的短路故障进行保护，熔断器能在短路电流达到冲击值前完全熄灭电弧。下表为熔断器产品的技术参数。计算确定高压熔断器应选择下列哪一项产品?
【正确答案】 B
【答案解析】(1)首先确定熔体额定电流，根据《工业与民用配电设计手册(第三版)》P216公式(5-28)：Irr=kIgmax=2×
单选题 10／0．4kV变电所0．4kV母线的某配电回路采用熔断器作为保护。已知回路的计算负荷为20kW，功率因数为0．85，回路中启动电流最大一台电动机的额定电流为15A，电动机启动电流倍数为6，其余负荷的计算电流为26A。计算确定熔断器熔丝的额定电流，应选择下列哪一项?
【正确答案】 B
【答案解析】依据《工业与民用配电设计手册(第三版)》P623式(11-8)及(11-9)：
(1)正常工作时，Ir≥=35．75(A)；
(2)考虑用电设备尖峰电流时，Ir≥Kr(IrM+Ic(n—1))，计算出
单选题 10／0．4kV变电所0．4kV母线的某电动机配电回路，采用断路器保护。已知电动机额定电流为20A，启动电流倍数为6。断路器的瞬时脱扣器以及短延时脱扣器的最小整定电流为下列哪一项?
【正确答案】 A
【答案解析】(1)依据《通用用电设备配电设计规范》GB 50055—2011第2．3．5条第3款，瞬时过电流脱扣器或过电流继电器瞬动元件的整定电流应取电动机启动电流分量最大有效值的2～2．5倍。即Iset3=(2～2．5)×6×20=240～300(A)；
(2)依据第2．3．5条第4款规定，当采用短延时过电流脱扣器保护时，短延时脱扣器整定电流宜躲过启动电流周期分量最大有效值。即Iset2≥KstIrM=6×20=120(A)，取125A。
单选题 10／0．4kV变电所某配电回路采用断路器保护。回路中启动电流最大一台电动机的额定电压为0．38kV，额定功率为18．5kW，功率因数为0．83，满载时的效率为0．8，启动电流倍数为6，除该电动机外其他负荷的计算电流为200A，系统最小运行方式下线路末端的单相接地短路电流为1300A，两相短路电流为1000A。按躲过配电线路尖峰电流的原则，计算断路器的瞬时脱扣器整定电流为下列哪一项?并校验灵敏度系数是否满足要求?
【正确答案】 A
【答案解析】(1)依据《工业与民用配电设计手册(第三版)》P636的式(11-16)：
单选题 10／0．4kV变电所内某低压配电系统图如下图所示。已知线路馈电线路末端预期故障电流为2kA，熔断器弧前时间电流特性见下图，弧前I2tmin值和熔断I2tmax值见下表。根据本题给出的图表数据，选择熔断器F的最小额定电流应为下列哪一项?
【正确答案】 C
【答案解析】依据《工业与民用配电设计手册(第三版)》P622：
(1)过电流选择比：要求上、下级熔断器的额定电流比为1．6：1，本题中即1．6×20=32(A)。
(2)I2t特性，按下级20A熔断器考虑。根据《配三》P622，熔断I2t是全熔断时间内的焦耳积分，包括了弧前I2t。因此上级熔断器的弧前焦耳积分I2tmin应大于下级熔断器的熔断焦耳积分，这样才能保证上下级熔断器之间有配合，上级熔断器不会在下级熔断器熔断之前熔断，即上级熔断器的弧前焦耳积分应大于2000A2s，因此选额定电流40A的熔断器(对应的弧前焦耳积分为3000A2s，大于2000A2s)。
本题考查低压熔断器的选择以及上下级保护之间的配合，对于熔断器来说，最重要的是保证让下级熔断器先断开，即上级熔断器的弧前焦耳积分，2I2tmin应大于下级熔断器的熔断焦耳积分。熔断器的熔断过程大致分为：①熔断器的熔体因通过过载电流或短路电流而发热，其温度上升到熔体材料的熔点，但仍处于固态，尚未开始熔化；②熔体的部分金属开始由固态向液态转化，这时由于熔体熔化要吸收一部分热量(熔解热)，故熔体温度始终保持为熔点；③已熔化的金属继续被加热，直到其温度上升到气化点为止；④熔体断裂，出现间隙，并因间隙被击穿而产生电弧，直至该电弧被熄灭。上述四个阶段实际上是两个连续的过程：未产生电弧之前的弧前过程(包括第1至第3共三个阶段)；产生电弧之后的电弧过程。显然，过载电流相对额定电流的倍数越大，温度上升就越快，弧前过程也越短；反之，过载电流倍数越小，弧前过程就越长。