发电厂测试试卷答案.doc

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：，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：

母线短路时所受的最大电动力为；

（2）短路电流周期分量的热效应Qp为：

又，
所以，短路电流的热效应Qk为：

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，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：

周期分量热效应为：

因为，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：

短路全电流热效应为：

因为，由图查得
则
再由图中对应Ah查得导体的最高工作温度为
因此，导体满足要求。
（2）冲击电流为：

最大电动力为：

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】

① 2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QF0
b、若旁母完好，合QS3（或拉QF0，合QS3，再合QF0）
c、拉QF1，再拉QS2、QS1
d、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（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，）
【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：

高压厂用变压器电抗标幺值为：

高压母线电压标幺值：

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：

低压厂用变压器电抗标幺值为：

低压母线电压标幺值：

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、。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

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

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

短路开断时间为，故用效验
冲击电流为
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=10kA
UN=10kV
UN=10kV
Imax=2445A
IN=3000A
IN=3000A
I"=11.3kA
INbr=43.3kA
——
ish=30.36kA
INcl =125kA
——
Qk=202.22(kA)2•s
It2t=43.32×4=7499 (kA)2•s
It2t=752×5=28125 (kA)2•s
ish=30.36kA
ies=125kA
ies=160kA

6．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=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。
，
查图6-17曲线2，得：，则：
选择的双槽形导体水平布置,导体截面积9760mm2允许电流，集肤效应系数。
当环境温度为时：

2）热稳定校验。正常运行时导体温度：

查表6-12，得热稳定系数，则满足短路时发热的最小导体截面为：
已知：

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，则

母线相间应力计算如下：

满足动稳定要求。