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2024年发输变电专业案例考试(上午)参考答案

【案例一】

某沿海500kV变电站扩建第三台1000MVA主变，需校验现有2×LGJQT-1400导线在40℃环境温度、日照0.1W/cm2、海拔50m条件下的载流能力。导线外径51.2mm，直流电阻0.021Ω/km，发射率0.91，吸收率0.91，风速0.5m/s，风向与导线成90°。请计算该导线在上述工况下的允许载流量，并判断能否满足主变1.3倍过负荷（持续2h）要求。

解答：

1.计算辐射散热功率P_r

P_r=5.67×10??×ε×π×D×[(T_c+273)?-(T_a+273)?]

取导线允许温度80℃，环境温度40℃，则

P_r=5.67×10??×0.91×π×0.0512×(353?-313?)=44.8W/m

2.计算对流散热功率P_c

采用Morgan公式：

P_c=λ·Nu·π·ΔT

Nu=0.65Re^0.2+0.23Re^0.61

Re=ρ·v·D/μ=1.165×0.5×0.0512/(1.89×10??)=1577

Nu=0.65×1577^0.2+0.23×1577^0.61=18.4

λ=0.0267W/(m·K)，ΔT=40K

P_c=0.0267×18.4×π×40=61.7W/m

3.计算日照吸热功率P_s

P_s=α·q·D=0.91×1000×0.0512=46.6W/m

4.允许载流量I

I2R=P_r+P_c-P_s

R_ac=0.021×[1+0.0036×(80-20)]=0.0255Ω/km=2.55×10??Ω/m

I=√[(44.8+61.7-46.6)/2.55×10??]=1910A

5.主变1.3倍过负荷电流

S=√3·U·I?I=1.3×1000/(√3×0.5)=1501A

1910A1501A，满足要求。

【案例二】

某220kV电缆线路长8km，单相2500mm2CuXLPE，额定电压127/220kV，正常运行电流1200A，短路电流31.5kA/3s，土壤热阻1.2K·m/W，埋深1.2m，间距0.3m，土壤温度25℃。请计算：

（1）该电缆在持续运行下的导体最高温度；

（2）短路时导体最高温度；

（3）若改用2000mm2导体，在相同条件下是否满足热稳定？

解答：

（1）持续运行

IEC60287计算额定载流：

I_r=√[Δθ/(R·T)]

R_90=7.41×10??Ω/m，T_total=1.2×(8×0.155)+0.2=1.688K·m/W

Δθ=90-25=65K

I_r=√[65/(7.41×10??×1.688)]=1285A

1200A1285A，导体温度θ=25+(1200/1285)2×65=81.7℃

（2）短路热稳定

θ_s=θ_0+(I2t)/(k2S2)

k=226A·s?·?/mm2，S=2500mm2

θ_s=81.7+(315002×3)/(2262×25002)=81.7+105=186.7℃

XLPE允许250℃，满足。

（3）改2000mm2

θ_s=81.7+(315002×3)/(2262×20002)=81.7+164=245.7℃

仍250℃，满足。

【案例三】

某500kV线路采用4×JL/G1A-630/45，导线截面积674mm2，外径33.6mm，计算拉断力162kN，安全系数2.5，设计最大风速35m/s，覆冰15mm，气温?5℃。请计算：

（1）最大使用张力；

（2）在400m档距、高差60m时的最大弧垂；

（3）若采用铝合金芯铝绞线JLHA1-630/55，在相同安全系数下弧垂变化百分比。

解答：

（1）T_max=162/2.5=64.8kN

（2）比载

自重g?=9.81×2.06=20.2N/m

冰重g?=9.81×0.9×π×(33.6+15)×15×10?3=21.6N/m

总垂直