发电厂测试试卷答案

测试一在35kV配电装置中，三相母线垂直布置，相间距离0.6m，同相绝缘子间距离1.2m，母线通过的最大短路电流如下：I"=35kA，I"2=32kA，七二28kA，短路持续时间1.2s。试求：（1） 该支路选用矩形铝母线时，母线所受的最大电动力；（25分）（2） 试计算其短路电流的热效应。（25分）【参考答案】解：（1）冲击电流为：i（3）=1.82I=1.82扼1"=1.82x扼x35=90.085（KA）母线短路时所受的最大电动力为；F=1.73x10-7xLx[i（3）]2=1.73x10日x顼x901002=2808.8（N）max ash 0.6（2）短路电流周期分量的热效应Qp为：Q=%x（I〃2 + 10I2 +I2） =Mx （352 +10x 322 + 282） =1224.9x 106（A2田）p12 t/2 tk 12又tk=1.2s>1s，所以，短路电流的热效应Qk为：QknQ=1224.9（KA2CS）已知某变电所的10.5kV矩形铝母线截面为2X(80X8)mm2。正常负荷时，导体的温度为55°C。发电机引出线三相短路电流数据为I"=28kA,I〃=22kA,I=20kA，继电保护动作时间为0.1s,断路器全开断时间为0.2s。三相母线水平布置，绝缘子跨距1.2m,相间距离0.7m，周围环境温度28°C。试计算短路电流的热效应和导体的最高温度;试计算作用在母线上的最大电动力。【参考答案】解：(1)短路切除时间为：t=t+t=0.1+0.2=0.3(s)周J期分量热效应为：Q=LX(I"2+10I2+I2)=0.3X(282+10X222+202)=150.6x106(A2•S)p12 t/2 tk 12因为t=0.3s<1s，查表得非周期分量等效时间T=0.20s，则非福期分量热效应为：Q=TxI"2=0.2x282=156.8(K应•S)短路全电流热效应为：Q=Q+Q=(150.6+156.8)x103=307.4(KA•S)因为6"=55°C，由图查得A=0.45x1016(J/QDn4)w w则A=k+A=——307.4x106——+0.45x1016=0.468x1016(J/Qdh4)hS2w(2x0.08x0.008)2再由图中对应Ah查得导体的最高工作温度为6=65°C6=65V<200听 因此，导体满足要求：(2)冲击电流为： _ _i⑶=1.82I=1.82，I"=1.82x寸2x28=72068(A)最大电动力为:=1540(N)F =1.73x10-7x-x[i(3)]2=1.73x10-7x1.2x720682=898.527x=1540(N)max ash 0.7 0.7某电厂有两台100MW机组，分别与三绕组变压器构成单元接线，中压侧（35kv）采用内桥接线，高压侧（110kv）采用单母分段带旁路接线（分段兼旁路），110kv出线共4回路，试画出完整的电气主接线，并说明：①内桥接线的适用条件；②高压厂用工作电源的引线方式。③不停电检修110KV出线断路器的操作步骤。（正常运行时分段断路器打开）【参考答案】235kV235kV2台主变和2回线路情况下，当线路较长，变压器不需经常投切时，可采用内桥接线。由主变低压侧引接厂用工作电源。以不停电检修L］中断路器QF1为例，a、 合QS°1、QS°4，再合QF0b、 若旁母完好，合QS3（或拉QF0，合QS3，再合QF0）c、 拉QF1，再拉QS2、QS1d、 验明QF］两侧无电后，接地刀，即可检修。某电厂的高、低厂用母线电压分别为6kV和0.38kV,厂用高压备用变压器为分裂绕组有载调压型，其高压绕组额定容量为40MV-A,低压绕组额定容量为20MV-A,以高压绕组电抗为基准的半穿越电抗百分值为UkH%=9.5，高压厂用变压器电源侧母线电压U*0=1.1（有载调压）。低压厂用变压器参数为：St2=1000kV・A,UkL%=10。高压厂用母线已带负荷5200kW,自启动电动机总功率为10360kW；低压厂用母线自启动电动机总功率为500kW,试问高、低压串接自启动时，低压电动机能否成功自启动？（高、低压电动机平均启动电流倍数为5,门cos里=0.8）【参考答案】解：1）厂用高压母线电压校验：高压厂用母线的合成负荷标幺值为：PK1 +SPK1 +S1门cos中 0S2N103600.8+520020000=3.50高压厂用变压器电抗标幺值为：=1.1x竺x迦==1.1x竺x迦=0.052510040000*t1 100S1N高压母线电压标幺值：U=—U—= 11 =0.929>(0.65〜0.70)*11+xS1+0.0525x3.50*t1*H满足要求。2）低压厂用母线电压校验：低压厂用母线的合成负荷标幺值为：oKP门cos以 5x5000.8S=— = =3.125*l S2 1000低压厂用变压器电抗标幺值为：X=1.1x"=1.1x=0.11*t2 100 100低压母线电压标幺值：U=—U—= 0929——=0.69>0.55*2 1+x*2S*L 1+0.11x3.125满足要求。因此，高、低压串接自启动时，低压电动机能成功自启动。

5.试选择某水电站发电机出口断路器和隔离开关。发电机数据为：Pn=36MW、UN=10.5kV、cos9=0.85。已知系统至发电机出口短路电流为11.3kA,Ii55=7.69kA,I3i=7.5kA，发电机主保护动作时间tpri=0.06s，后备保护时间tpr2=3.01s。断路器为室内布置，环境温度为+40^0解：发电机最大持续工作电流为I=5maxI=5max v3Ucos9N_ 1.05x36v'3x10.5x0.85=2445(A)根据发电机回路的UNS、Imax及断路器安装在屋内的要求，查附表5,可选SN10-10m/3000型断路器，固有分闸时间tin=0.06s，燃弧时间ta=0.06s。短路热稳定计算时间为 3pr2inaL=t八+t+t=3.01+0.06+0.06pr2ina由于tk>1s，不计非周期热效应。短路电流的热效应Qk等于周期分类热效应Qp，即c【〃+10I2 +I2」 11.32+10x7.692+7.5212Q= 12/2 t= x3.13=202.22L(kA)2•s]12短路开断时间为t'=t+1=0.06+0.06=0.12s>0.1s，故用I〃效验Ik pr1 in Nbr冲击电流为ih=1.9面”=1.9x也x11.3=30.36(kA)下表列出断路器、隔离开关的有关参数，并与计算数据进行比较。由表可见，所选SN10-10m/3000型断路器、GN10-10T/3000-160型隔离开关合格。表 断路器、隔离开关选择结果表计算数据SN10-10III/3000型断路器GN10-10T/3000-160型隔离开关Uu10kAUN=10kVUN=10kVIf*=2445AIn=3000AIn=3000AI〃=11.3kAINbr=43.3kAi；30.36kAINcl=125kAQk=202.22(kA)2«sIt2t=43.32X4=7499(kA)2-sIt2t=752X5=28125(kA)2・sish=30.36kAies=125kAies=160kA6.选择100MW发电机和变压器之间母线桥的导体。已知发电机回路最大持续工作电流Imax=6791A,Tmax=5200h，连接母线三相水平布置，相间距离a=0.7m,最高温度35°C，母线短路电流I=36kA，短路热效应Qk=421.1(kA)2s。解：1)按经济电流密度选择导线截面。I =6791A，T=5200h查图6-17曲线2，得：J=0.78A/mm2，则：S=二^=6791=8706(mm2)JJ0.78选择h=225mm,b=105mm,C=12.5mm,r=16mm的双槽形导体水平布置,导体截面积9760mm2允许电流I2海=10150A，集肤效应系数气=1.285。当环境温度为35。C时：■7035I=K-1 =、］戏gx10150=0.89x10150=8951(A)>(I =6791A)2)热稳定校验。正常运行时导体温度：I2 679720=00+(02-00)广=35+(70-35)-8951-=55。Ca/0Q查表6-12，得热稳定系数C=93，则满足短路时发热的最小导体截面为:已知：Qk=421.1(屈)2•sS=K=网.旻06乂技85=250(mm2)<9760(mm2)minC 93满足热稳定要求。3)动稳定校验。导体自振频率由以下求得：取发电机出口短路时，冲击系数K=1.9，贝0i=1.^.21"=2.69x36=96.84(kA)sh母