发电厂电气部分邹阳习题答案.doc

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1、 题4-10：（134页） 假设W1为工作母线，W2为备用母线，Wp为旁路母线，S1，S2接于W1上，QFC回路断开，现QF2需要检修，现要求用QFP代替QF2对WL2进行供电。说明倒闸操作步骤。解：（ 1、首先明确两个“先通后断”：隔离开关较之断路器，先通后断母线隔离开关较之线路隔离开关，先通后断2、隔离开关的等电位操作） 倒闸操作步骤：（先假设当前状态，W1为工作母线）1、 合QSP1，QSPP2、 合QFP对WP充电，并检查WP是否正常3、 合QS2P（等电位原则）4、 断开QF25、 断QS23，断QS216、 将QF2退出，检修7、 用QFP代替QF2工作，对WL2供电 作业：发电机

2、出口采用100mm*8mm铝导体，其正常工作电压 U N = 10 .5 kV ，正常负荷电流 I W = 1500 A 。正常运行时，导体温度为70摄氏度。经计算，流过母线的短路电流为 I kA ， I 0. 15 = 22 kA ， I0.3=20kA= 28继电保护动作时间 t p = 0 . 1 s ，断路器全分闸时间 t b = s 。三相母线水平布置，绝缘0 .2子跨距L=2m，相间距离为a=250mm.求：1、计算母线短路时热效应和导体的最高温度，并校验热稳定性2、母线平放和竖放时的最大电动力是否相同？为什么？（写出计算步骤） 解：1、Qtk=tp+tb=0.1+0.2=0.3s

3、 tk0.1s，查73页，表3-3，发电机出口及母线，T=0.20s2Qnp=0.228=156.8(kAS)22QK=QP+Qnp=150.6+158.6=307.4(kAS)QqW=70 查72页，图3-7曲线，AW0.510Ah=AW+1S216(J/(Wm) 4QK=0.51016+1(0.10.08)2307.4106=0.5481016(J/(Wm)4再由图3-7曲线，qh=80200， 满足热稳定要求。解：2、三相短路冲击电流ish=ish=2KshI，通常在机端Ksh取1.8， 21.828=71.27kAb=100 母线平放： =12.5， h8a-b250-100=1.39

4、，K1.05 h+b8+100b8 母线竖放： h100a-b250-8=2.242，K=1 h+b100+8L2-7 F=1.7310Kish a=0.08，所以，母线平放时，所受电动力略大于竖放时。 题6-10：（214页）发电机容量为25MW，IN=1718A，最大负荷利用小时数Tmax=6000h，三相导体水平布置，相间距离a=0.35m，发电机出线上短路时间tk=0.2s， 短路电流I=27.2kA，It=21.9 kA，It=19.2 kA，周围环境+40。 kk2试选择发电机引出导线，断路器，隔离开关。解：1、导线选择（1）、导体选型：电压等级为10kV，容量为25MW，可以考虑

5、选择矩形铝母线。（2）、选择导体的截面积QTmax=6000h5000h，且发电机机端，且输出容量较大，可按经济电流密度选择导体截面积。Q IN=1718A，UN=SN3IN=PN3INcosj=25103317180.8=10.5（kV）发电机最大持续工作电流Imax=1.05PN3UNcosj=1.0525103310.50.8=1804（A）由P205，图617，查得，当Tmax=6000h时，铝导体的J0.68（A/mm）Q Imax=1804（A）, UN=10.5kV，导体选择矩形导线 2QSJ=ImaxJ=18040.68=2652.94(mm) 2查P354，附表1，由于没有正

6、好合适的标准截面，故选用截面积最接近且小于经济截面，2条12510mm矩形导体，布置方式采用水平布置，导体平放。由此3005A，Kf=1.45考虑环境温度的修正，由附表1，qal=70，q0=25，q=40K=qal-qqal-q0=0.82Ial40=K Ial=0.823005=2464.1AImax=1804A（2）、热稳定校验 周期分量热效应为：QP=tk12（I2+10 It2k+ It2k）2=0.212（27.22+1021.9+19.22）=98.4（kA2S）2Q tk=0.2s1S， 考虑非周期分量。Qnp=TI2Qtk0.1s，查73页，表3-3，发电机出口及母线，T=0

7、.20s22Qnp=0.227.2=148(kAS) QK=QP+Qnp=98.4+148=246.4(kAS)2导体正常最高工作温度q=q0+（qalq0）ImaxI2al2=40+（7040）1804221882.72=67.5查P205，表612，C取88Smin=QkKCf=246.41.4510886=214.79（mm）2500mm22满足热稳定要求（3）动稳定校验Q选择的是多条矩形导体，其机械应力除了相间应力，还包括同相条间应力， 动稳定校验合格的条件为： s计算相间应力：Q取发电机出口， 冲击系数Ksh=1.81.9ph+sbsal ish=2KshI=21.927.2=73.

8、2（kA）单位长度相间应力，Q中间相所受电动力最大，以B相所受电动力来验算。 由公式 FBmax=1.7310fph=1.7310-72-7Laish Q是求单位长度 L=12ish/a=1.7310-7732002/0.35=2648.5（N/m）2导体截面系数W，由（P205叙述），两条导体平放，W=bh/3 W=130.010.125=5.2102-5（m）10salWfph70105.2102648.56-52Qsph=fphL10W2则Lmax=3.7(m) 取L=1.2m s计算条间应力：ph=fphL10W2=2648.51.2105.2102-5=7.310(Pa)6Q由两条导

9、体组成 fb=2.5k12ish21由P75，图310 Q fb=2.50.3773200bh2=1012510.01=0.08 10-8b2b-bb+h10-8 =0.074 查表得k12=0.37=4956.4（N/m）0.1254956.4临时跨距 Lcr=lbhfb=10030.01=0.71（m）衬垫最大跨距 Lbmax=b2h(sal-sph)fb=0.0120.125(70-7.3)104956.4Ln6=0.56（m）联立 LbLbmax LbLcr Lb= 1.23为了便于安装，每跨绝缘子装设2个衬垫 Lb=fbLb12W2=0.4（m）sb=s=fbLb2bh622=495

10、6.40.42220.010.1256=31.710(Pa)666ph+sb=7.310+31.710=3910Pasal=7010Pa动稳定校验合格。 （4）导体共振校验m=hbrw=0.1250.012700=3.375（kg/m）导体单位长度质量bh123J=0.010.12512f3=1.6310-6(m4) Nf由表34（P79），取3.56-6f1=NLEIm2=3.561.22710101.63103.375=454.5Hz（30160Hz）不计共振影响 2、断路器和隔离开关的选择 发电机最大持续工作电流 QImax=1804（A） QK=246.4（kAS） 2 ish=2KshI=21.927.2=73.2（kA）由P356P357，附表5，附表7，选出断路器和隔离开关的类型选SN1010/2000型少油断路器 选GN210/2000型隔离开关 列出有关参数，与计算数据比较，见下表