发电厂测试试卷答案

测试一1.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：kkt/2tI353228kAIkAIkA，，，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：(3)shmi1.82I1.822I1.8223590.085(KA)母线短路时所受的最大电动力为；-7(3)272maxshL1.2F1.7310[i]1.7310901002808.8(N)a0.6（2）短路电流周期分量的热效应Qp为：kk22222262kpt/2tt1.2Q(I10II)(35103228)1224.910(AS)1212又kt1.21ss，所以，短路电流的热效应Qk为：2kpQQ1224.9(KAS)2.已知某变电所的10.5kV矩形铝母线截面为2×（80×8）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kkt/2tI28I22I20kAkAkA，，，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℃。（1）试计算短路电流的热效应和导体的最高温度；（2）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：kprbrttt0.10.20.3s（）周期分量热效应为：kk22222262kpt/2tt0.3Q(I10II)(28102220)150.610(AS)1212因为kt0.3s1s，查表得非周期分量等效时间T=0.20s，则非周期分量热效应为：222npQTI0.228=156.8(KAS)短路全电流热效应为：32kpnpQ=Q+Q(150.6156.8)10=307.4(KAS)因为w55C，由图查得164w0.4510(/)AJm则616164hw22307.4100.45100.46810(/)(20.080.008)kQAAJmS再由图中对应Ah查得导体的最高工作温度为h65Ch65200CC因此，导体满足要求。（2）冲击电流为：(3)shmi1.82I1.822I1.8222872068(A)最大电动力为：-7(3)272maxshL1.21.2F1.7310[i]1.731072068898.5271540(N)a0.70.73.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】L1L2L3L4L1L2QS3QS2QF1QS1QS03QF0QS01QS02QS04110kV35kV①2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。②由主变低压侧引接厂用工作电源。③以不停电检修L1中断路器QF1为例，a、合QS01、QS04，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QF1两侧无电后，接地刀，即可检修。4．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*01.1U（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，cos0.8）【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：110*21036055200cos0.83.5020000HNPKSSS高压厂用变压器电抗标幺值为：2*11%9.5200001.11.10.052510010040000kHNtNUSxS高压母线电压标幺值：*0*1*1*1.10.929(0.65~0.70)110.05253.50tHUUxS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：22*2cos55000.83.1251000LtKPSS低压厂用变压器电抗标幺值为：*2%101.11.10.11100100kLtUx低压母线电压标幺值：*1*2*2*0.9290.690.55110.113.125tLUUxS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、85.0cos。已知系统至发电机出口短路电流为11.3kA，I1.55=7.69kA，I3.1=7.5kA，发电机主保护动作时间tpr1=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℃。解：发电机最大持续工作电流为max1.051.05362445A3cos310.50.85NNPIU（）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SN10-10Ⅲ/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23.010.060.063.13skprinatttt（）由于tk1s，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222222/21011.3107.697.53.13202.22[()s]1212tktkkkIIIQtkA短路开断时间为0.1ss12.006.006.01inprkttt，故用I效验NbrI冲击电流为1.921.9211.330.36()shiIkA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SN10-10Ⅲ/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UNS=10kAUN=10kVUN=10kVImax=2445AIN=3000AIN=3000AI=11.3kAINbr=43.3kA——ish=30.36kAINcl=125kA——Qk=202.22(kA)2•sIt2t=43.32×4=7499(kA)2•sIt2t=752×5=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35ºC，母线短路电流I=36kA，短路热效应Qk=421.1(kA)2•s。解：1）按经济电流密度选择导线截面。AI6791max，hT5200max查图6-17曲线2，得：2/78.0mmAJ，则：)(870678.067912maxmmJISJ选择mmrmmCmmbmmh16,5.12,105,225的双槽形导体水平布置,导体截面积9760mm2允许电流AICal1015025，集肤效应系数285.1fK。当环境温度为C35时：)6791()(89511015089.01015025703570max2535AIAIKICalCal2）热稳定校验。正常运行时导体温度：CIIalal5589516797)3570(35)(2222max000查表6-12，得热稳定系数93C，则满足短路时发热的最小导体截面为：已知：skAQk2)(1.421)(9760)(25093285.1101.421226minmmmmCKQSfk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9.1K，则)(84.963669.229.1kAIish母线相间应力计算如下：)/(2084225.0/968401051105110)5.0(2282872mNhihifshshb)(105.6636mWWY)1069()(10612.2105.66121208416.412666222PaPahWLiWLfalYbshYbbb满足动稳定要求。