发电厂电气部分期末复结

. 四、计算题 P63一、屋内配电装置中装有10010的矩形铝导体，导体正常运行温度为40度，周围环境温度为20度，试计算该导体的载流量。（给定条件：20度时铝导体的电阻率为，铝的电阻温度系数，铝导体肌肤效应系数为，辐射散热系数）解：（1）单位长度导体直流电阻 单位长度导体交流流电阻（2）求对流散热量对流散热面积（m2/m）对流散热系数对流散热量（W/m）（3）导体的辐射散热辐射散热面积（m2/m）（4）导体载流量为 （A） P63二、屋内配电装置中装有100mm8mm的矩形铝导体，导体正常运行温度为70度，周围环境温度为25度，试计算该导体的载流量。（给定条件：20度时铝导体的电阻率为，铝的电阻温度系数，铝导体肌肤效应系数为，辐射散热系数）解：（1）单位长度导体直流电阻 单位长度导体交流流电阻（2）求对流散热量对流散热面积（m2/m）对流散热系数对流散热量 （W/m）（3）导体的辐射散热辐射散热面积 （m2/m）（4）导体载流量为（A） P70三、某发电机端电压为10.5kV，额定电流为1500A，装有2×（100×8）mm2矩形铝导线，短路电流kA，kA。继电保护动作时间为0.3S，断路器全断开时间0.2S，正常负荷时母线温度为46°，试计算短路电流热效应和母线的最高温度。（注：温度46°时，）解：（1）计算短路电流热效应。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之和，即（S）又查短路电流周期分量的等值时间曲线的S（1分）因S，故应考虑非周期分量的热效应。（1分）非周期分量的等值时间为（S）（1分）短路电流热效应为 （kA2S）（2分）（2）求母线最高温度。因，查图得（1分） 再由图查得 （1分）此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。（1分）P70四、发电机出口引出母线用100mm×8mm、的矩形截面硬铝母线，运行在额定工况时母线的温度为70度。经计算流过母线的短路电流为kA，kA。继电保护动作时间1.3秒，断路器全断开时间0.2秒，试计算母线短路时最高温度及其热稳定性。（注：温度70°时，）解：（1）短路电流热效应计算。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之和，即（S）又（1分）查短路电流周期分量的等值时间曲线的S（1分）因S，非周期分量的热效应忽略。（2分）短路电流热效应为 （kA2S）（2分）（2）求母线最高温度。因，查图得（1分）（2分）再由图查得此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。（1分）P73五、铝导体型号为LMY-100×8，正常工作电压V，正常负荷电流为1500A，正常负荷时导体温度为46度，继电保护动作时间1秒，断路器动作时间0.2秒，短路电流kA，kA，kA。计算短路电流的热效应和导体的最高温度。（注：， 解：（1）短路电流热效应计算。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之和，即（S）短路电流周期分量热效应为由于短路电流作用时间，非周期分量的作用可以忽略。短路电流热效应为 （kA2S）（2）求母线最高温度。因，查图得再由图查得此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。P73六、某发电机端电压为10.5kV，额定电流为1500A，装有2×（100×8）mm2矩形铝导线，短路电流kA，kA，kA。继电保护动作时间为0.3S，断路器全断开时间0.2S，正常负荷时母线温度为46°，试计算短路电流热效应和母线的最高温度。（注：温度46°时，）非周期分量短路发热等值时间T短路点T（秒）发电机出口及母线0.150.2解：（1）计算短路电流热效应。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之和，即（S）周期分量的热效应又因S，故应考虑非周期分量的热效应。取等效时间T取0.2短路电流热效应为（kA2S）（2）求母线最高温度。因，查图得再由图2查得此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。P80七、某电厂装有10kV单条矩形导体，尺寸为h=60mm，b=6mm，支柱绝缘子之间的距离L=1.2m，相间距离m，三相短路冲击电流kA。导体弹性模量Pa，单位长度的质量kg/m。试求导体的固有频率和最大电动力。（给定导体一阶固有频率系数）解：导体的截面惯性矩（2分）导体的一阶固有频率为（2分）固有频率在35135Hz之间，应考虑动态应力系数（1分）（2分）P80某电厂装有10kV单条矩形导体，尺寸为h=10mm，b=12mm，支柱绝缘子之间的距离L=1.5m，相间距离m，三相短路冲击电流kA。导体弹性模量Pa，单位长度的质量kg/m。试求导体的固有频率和最大电动力。（给定导体一阶固有频率系数）解：导体的截面惯性矩（2分）导体的一阶固有频率为（2分）固有频率不在35135Hz之间，不应考虑动态应力系数，（1分）（2分）P159八、某发电厂厂用电系统为6kV和380V两级电压，厂用高压备用变压器为分裂绕组变压器，其高压绕组额定容量为5000kVA，低压绕组额定容量为2500kVA，以高压绕组电抗为基准的半穿越电抗标幺值为19%，厂用高压变压器电源侧母线电压标幺值（有载调压），厂用低压变压器额定容量为1000kVA，阻抗电压为10%。厂用高压备用变压器已经带负荷6200kW，参加自启动电动机总容量为13363kW。厂用低压母线上参加自启动电机容量为500kW。试计算厂用高压备用变压器自投高、低压母线串接启动时，能否实现自启动。解：（1）厂用高压母线校验：厂用高压母线的合成负荷标幺值为（2分）厂用高压变压器电抗标幺值为（1分）高压母线电压标幺值为，满足要求。（2分）（2）厂用低压母线校验：厂用低压母线合成标幺值为厂用低压变压器电抗标幺值为（1分）低压母线电压标幺值为，满足要求。（2分）P187九、已知某电流互感器到仪表的电气距离为40m，导体电阻率为，最大负荷阻抗为0.058欧。拟选择仪用电流互感器型为LFZJ-1型，0.5级，变比为400/5,二次负荷额定阻抗为0.8欧，请选择二次连接导线（假定接触电阻为0.1欧）。解：根据题意，为了保证互感器的测量精度，设导线电阻最大值为，则（1分）由得到（2分）带入数据（2分）选择1.5mm2的铜导线。（2分）接线电阻为（1分）40米1.5 mm2的导线电阻为0.467小于0.642，故能满足要求。（2分）P187十、已知某电流互感器到仪表的电气距离为40m，导体电阻率为，最大负荷阻抗为0.06欧。拟选择仪用电流互感器型为LFZJ-1型，0.5级，变比为400/5,二次负荷额定阻抗为0.8欧，请选择二次连接导线（假定接触电阻为0.1欧）。解：根据题意，为了保证互感器的测量精度，设导线电阻最大值为，则（1分）由得到（2分）带入数据（2分）选择1.5mm2的铜导线。（2分）接线电阻为（1分）40米1.5 mm2的导线电阻为0.467小于0.642，故能满足要求。（2分）P205十一、某屋内配电装载汇流母线电流为A，三相导体垂直布置，相间距离0.75m，绝缘子跨距1.2m，母线短路电流kA，短路热效应，环境温度为+35°，铝导体弹性模量Pa，母线频率系数。初步选定母线为3条的矩形硬吕导体，已知导体竖放允许电流为4243A，请对选择的导体进行校验。（集肤效应系数为1.8，35°时温度修正系数为，铝导体密度为2700kg/m3）不同工作温度硬铝导体的热温定系数工作温度（度）505560657075808590硬铝及铝锰合金959391898785838281解：导体截面积为125×10=1250mm2A>3463A（1）热稳定检验 (度)查表得C=89，则满足短路时发热的最小导体截面为477.4<3750，满足热稳定要求。（2）动稳定校验1米长导体质量为（kg/m）(m4)>155所以对该母线可不计共振影响。取冲击系数为1.9，则（kA）相间应力（N/m）(Pa)母线同相条间作用应力为，由于，则（Pa）临界跨距和条间衬垫最大跨距分别为所选衬垫跨距应小于和，所以每跨绝缘子中社三个衬垫，=0.3m满足动稳定要求。满足动稳定最大跨距为（m）跨距最大不能超过0.681米。 P205十二、某屋内配电装载汇流母线电流为A，三相导体垂直布置，相间距离0.75m，绝缘子跨距1.2m，母线短路电流kA，短路热效应，环境温度为+35°，铝导体弹性模量Pa，母线频率系数。初步选定母线为的矩形硬铝导体，已知导体竖放允许电流为1358A，请对选择的导体进行校验。（集肤效应系数为1.04，35°时温度修正系数为，铝导体密度为2700kg/m3）不同工作温度硬铝导体的热温定系数工作温度（度）505560657075808590硬铝及铝锰合金959391898785838281解：导体截面积为80×8=640mm2A>1106A（1）热稳定检验 (度)查表得C=89，则满足短路时发热的最小导体截面为209.4<640，满足热稳定要求。（2）动稳定校验1米长导体质量为（kg/m）(m4)>155所以对该母线可不计共振影响。取冲击系数为1.9，则（kA）相间应力（N/m）(Pa)> 不满足动稳定要求。满足动稳定最大跨距为（m）跨距最大不能超过0.681米。P205十三、某屋内配电装载汇流母线电流为A，三相导体水平布置，相间距离0.75m，绝缘子跨距0.6m，母线短路电流kA，短路热效应，环境温度为+25°，铝导体弹性模量Pa，母线频率系数。初步选定母线为的矩形硬铝导体，已知导体竖放允许电流为1249A，请对选择的导体进行校验。（集肤效应系数为1.04，25°时温度修正系数为，铝导体密度为2700kg/m3）不同工作温度硬铝导体的热温定系数工作温度（度）505560657075808590硬铝及铝锰合金959391898785838281解：导体截面积为80×8=640mm2A>1106A（1）热稳定检验，正常运行时导体温度为(度)查表得C=91，则满足短路时发热的最小导体截面为204.8<640，满足热稳定要求。（2）动稳定校验1米长导体质量为（kg/m）(m4)>155所以对该母线可不计共振影响。取冲击系数为1.9，则（kA）相间应力（N/m）(Pa)<满足动稳定要求。满足动稳定最大跨距为（m）跨距最大不能超过0.681米。.