发电厂电气部分试题库-计算题

三、计算题第三章1．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,其参数如下：SNh=40MVA，SNl=20MVA,Ukh%=9.5,低压厂用变压器参数为：SNL=1000KVA，UKL%=10，高压厂用母线已带负荷5200KVA，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，ηNcosφ=0.8）（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*5103605200cos0.83.5020000hNhPKSSS高压厂用变压器电抗标幺值为：2*11%9.5200001.11.10.052510010040000kNtNUSxS高压母线电压标幺值：*0*1*1*1.10.929(65%~70%)110.05253.50thUUxS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*cos55000.83.1251000lNlKPSS低压厂用变压器电抗标幺值为：*2%101.11.10.11100100ktUx低压母线电压标幺值：*1*2*2*0.9290.6955%110.113.125tlUUxS高、低压串接自启动时，低压电动机能成功自启动。满足要求。）2．某电厂的高、低厂用母线电压分别为6KV和380KV，高压厂用备用变压器为双绕组有载调压型,其参数如下：SNh=20MVA,Ukh%=9.5,低压厂用变压器参数为：SNL=1000KVA，UKL%=10，高压厂用母线已带负荷5200KVA，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，ηNcosφ=0.8）（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*5103605200cos0.83.5020000hNhPKSSS高压厂用变压器电抗标幺值为：*1%9.51.11.10.1045100100ktUx高压母线电压标幺值：*0*1*1*1.10.805(65%~70%)110.10453.50thUUxS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*cos55000.83.1251000lNlKPSS低压厂用变压器电抗标幺值为：*2%101.11.10.11100100ktUx低压母线电压标幺值：*1*2*2*0.8050.59955%110.113.125tlUUxS高、低压串接自启动时，低压电动机能成功自启动。满足要求。）第四章1．设发电机参数为：PN=25MW，UN=10.5KV，cosφ=0.8，环境温度θ0=+40℃，按经济电流密度选择发电机出线导体为2（125×10）铝导体（平放），Ial=3125A（+25℃时），Ks=1.45，Kθ=0.81（40℃时），已知短路电流持续时间t=1.2秒，短路电流值I″=I∞=28KA，试校验所选导体能否满足长期发热允许电流和热稳定要求？（热稳定系数C=87）。（1）maxmax250003**cos3*10.5*0.8NpIu=1718A最大电流为1.05*1718=1803.9A可载流3125A的导体在40℃时载流能力为：温度修正系数为：0.81，邻近效应系数为1.45导体的实际载流量为3125*0.81*=2531A1803.9A按经济电流密度选择的导体要进行长期最大电流效验，效验后合格。因此导体能满足长期发热允许电流。（2）t=1.21S不考据短路电流非周期分量所发出的热量2222[()10()]12ttkkkktQIII短路电流无衰减所以22222[()10()]1.22812ttkkkktQIIIkA2s导体的热稳定效验：2min.1.45*1.2*2887kkQsC=420mm2导体的截面积为2（125*10）=2500420mm2因此可以用，热稳定满足要求。第五章1．如图所示，某35KV出线回路I.max=630A,K点短路时，I”=I∞=18.72KA，继电保护主保护和后备保护的动作时间分别为0.05秒和2秒；该回路断路器需更换，现有一台SW2—35C/1000型断路器，其技术参数如下：UN=35KV，IN=1000A，INbr=24.8KA,iNcl=63.24KA,It=24.8KA(t=4秒)，ies=63.24KA,全开断时间tab=0.11秒，试判断此断路器能否适用？解：kprinatttt2+0.11=2.111S不考据短路电流非周期分量所发出的热量2222[()10()]12ttkkkktQIII由于短路电流无衰减所以2222''2[()10()]*()12ttkkkkktQIIItI=2.08*(12)2kA2s''*2*shikI=1.8*1.414*18.72=48kA2．某变电所10KV配电装置中一回出线：Pmax=3500KW，cos=0.85，I’’=I∞=12KA，继电保护后备时间为2秒，此回路断路器因故障需更换，现有一台ZN5-10型断路器，参数如下：,630,10AIKVUnnINbr=20KA，iNcl=50KA，ies=50KA，It=20KA（t=4秒），tab=0.08秒，试判断能否适用。解：maxmax35003**cos3*10*0.85NpkWIukV=237.7Akprinatttt2+0.08=2.081S不考虑短路电流非周期分量所发出的热量2222[()10()]12ttkkkktQIII由于短路电流无衰减所以应该满足的条件系统条件断路器本身参数是否满足分数1.nsNUU35kV35kV是2.NsNII630A1000A是1分32()tkItQ(18.72)2*2.08kA2s(24.8)2*4kA2s是1分4esshii48kA63.2kA是1分5''.NbrII18.72kA24.8kA是1分6.Nclshii50kA63.24kA是1分结论选择的断路器可以适用35KVKQF2222''2[()10()]*()12ttkkkkktQIIItI=2.08*(12)2kA2s''*2*shikI=1.8*1.414*12=30.5kA应该满足的条件断路器本身参数系统参数是否满足分数1.nsNUU10kV10kV2.NsNII630A237.7A132()tkItQ(20)2*4kA2s(12)2*2.08kA2s14esshii50kA30.5kA15''.NbrII20kA12kA16.Nclshii50kA30.5kA1结论选择的断路器可以适用3．某10KV出线由无限大电源供电，已知该回路I.max=400A,短路时，I”=18KA，继电保护主保护和后备保护的动作时间分别为0.1秒和2秒；现有一台SN—10I型断路器，其技术参数如下：UN=10KV，IN=600A，INbr=20.2KA,iNcl=52KA,It=20.2KA(t=4秒)，ies=52KA,全开断时间tab=0.1秒，试判断此断路器能否适用于该10KV回路？解：maxI400Akprinatttt2+0.1=2.11S不考据短路电流非周期分量所发出的热量2222[()10()]12ttkkkktQIII由于无限大系统，因此短路电流无衰减所以2222''2[()10()]*()12ttkkkkktQIIItI=2.1*(18)2kA2s''*2*shikI=1.8*1.414*18=46kA应该满足的条件断路器本身参数系统条件是否满足分数1.nsNUU10kV10kV2.NsNII600A400A1分32()tkItQ(20．2)2*4kA2s2.1*(18)2kA2s1分4esshii50kA46kA1分5''.NbrII20．2kA18kA1分6.Nclshii52kA46kA1分结论选择的断路器可以适用4．已知：10KV馈线，最大额定电流为180A，系统短路电流为(不衰减)10kA，短路存在时间为1.1秒，电流互感器至最近一个绝缘子的距离为1米，相间的距离为400毫米。电流互感器回路接线采用不完全星形接法。电流互感器于测量仪表相距30m。电流互感器二次负荷见下表。现初选LFC—10屋内型电流互感器，互感比200/5，准确级0.5级，其二次负荷额定阻抗为0.6Ω，动稳定倍数KP为250，1秒热稳定倍数Kt=80。出线端部允许受力FP=736N，试（1）选择连接导线截面（导线为铜芯，其电阻率为1.75*10-8截面标准规格有1.5,2.5,4,6mm2等），（2）进行动、热稳定校验。电流互感器负荷（v.A）解：电流互感器选择的项目：初选200/5A准确度为0.5级，二次负载为0.6欧姆，（1）1s热稳定校验（5分）tI=80*200=16kA222()(16)*1().tItkAs=256(KA2.S)2222''2[()10()]*()12ttkkkkktQIIItI=1.1*(10)2=110(KA2.S)＜256(KA2.S)（2）动稳定校验（5分）*2*shikI=1.8*1.4142*10=25kA内部动稳定校验：*2*esesNikI=250*1.4142*200=70.7kA＞25kA外部动稳定校验：727210.51.73100.51.7310250.4shlia135.1N＜736N（3）连接导线截面选择（5分）不完全星形接法接线时导线的计算长度为实际长度的3；0.1aNlrZsA相导体的负载为=1。45/（5*5）=0.058欧姆不完全星型接法，计算长度为实际长度的3，即为3*30=51.96米s1/(0.6-0.1-0.058)*P*l=2(mm)2满足要求。5．如图所示接线及参数，已知高压侧为无穷大电源，其短路容量为3500MVA，低压母线短路时，发电机提供的短路电流I”=13.42KA，I∞=4.3KA，短路存在时间为2秒，试选择发电机回路断路器QF（取基准容量Sd=100MVA）。型号UN(KV)IN(A)额定断流量（KA）极限通过电流额定关合电流峰值4S热稳定电流（KA）仪表电流线圈名称A相B相电流表（46L1-A型）0.35功率表（46D1-W型）0.60.6电能表（DS1型）0.50.5总计1．451．1峰值(KA)（KA）SN10-10I/63010630164040SN10-10I/100010100031.58080SN10-10I/200010200043.313013043.3SN10-10I/30010300043.313013043.3SN9-10/6001060014.436.836.814.4SN8-10/6001060011.6333311.6解：发电机回路中的额定电流为1716A,考虑最大情况1716*1.05=1801A（1分）初选SN10-10I/2000，（1分）短路计算点取在发电机出口处。（1分）短路电流为15kA.（1分）最大电流值（冲击值）=39kA（1分）应该满足的条件系统条件断路器本身参数是否满足分数1.nsNUU10kV10kV是2.NsNII1801A2000A是1分32()tkItQ(15)2*2kA2s(43.3)2*4kA2s是1分4esshii39kA130kA是1分5''.NbrII15kA43..3kA是1分6.Nclshii39kA130kA是1分２５MWUN=10.5KVIN=1716A10.5KV110KV无穷大系统SFL1-31500KVA/110K