熊信銀《發(fā)電廠電氣部分》第四版課后習(xí)題答案含計算題.doc

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1、 前面的部分是概念部分的答案，后面的部分是計算題部分的答案！兩部分是分開的！ 第一章 發(fā)電、變電和輸電的電氣部分 2-1 哪些設(shè)備屬于一次設(shè)備？哪些設(shè)備屬于二次設(shè)備？其功能是什么？ 答：通常把生產(chǎn)、變換、分配和使用電能的設(shè)備，如發(fā)電機、變壓器和斷路器等稱為一次設(shè)備。其中對一次設(shè)備和系統(tǒng)運行狀態(tài)進行測量、監(jiān)視和保護的設(shè)備稱為二次設(shè)備。如儀用互感器、測量表計，繼電保護及自動裝置等。其主要功能是起停機組，調(diào)整負荷和，切換設(shè)備和線路，監(jiān)視主要設(shè)備的運行狀態(tài)。 2-2 簡述300MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設(shè)備功能。 答：1）發(fā)電機與變壓器的連接采用發(fā)電機—變壓器單元接線；

2、 2）在主變壓器低壓側(cè)引接一臺高壓廠用變壓器，供給廠用電； 3）在發(fā)電機出口側(cè)，通過高壓熔斷器接有三組電壓互感器和一組避雷器； 4）在發(fā)電機出口側(cè)和中性點側(cè)，每組裝有電流互感器4個； 5）發(fā)電機中性點接有中性點接地變壓器； 6）高壓廠用變壓器高壓側(cè)，每組裝有電流互感器4個。 其主要設(shè)備如下：電抗器：限制短路電流；電流互感器：用來變換電流的特種變壓器；電壓互感器：將高壓轉(zhuǎn)換成低壓，供各種設(shè)備和儀表用，高壓熔斷器：進行短路保護；中性點接地變壓器：用來限制電容電流。 2-3 簡述600MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設(shè)備功能。 2-4 影

3、響輸電電壓等級發(fā)展因素有哪些？ 答：1）長距離輸送電能； 2）大容量輸送電能； 3）節(jié)省基建投資和運行費用； 4）電力系統(tǒng)互聯(lián)。 2-5 簡述交流500kV變電站主接線形式及其特點。 答：目前，我國500kV變電所的主接線一般采用雙母線四分段帶專用旁路母線和3/2臺斷路器兩種接線方式。其中3/2臺斷路器接線具有以下特點：任一母線檢修或故障，均不致停電；任一斷路器檢修也不引起停電；甚至在兩組母線同時故障（或一組母線檢修另一組母線故障）的極端條件下，功率均能繼續(xù)輸送。一串中任何一臺斷路器退出或檢修時，這種運行方式稱為不完整串運行，此時仍不影響任何一個元件的運行。

4、這種接線運行方便，操作簡單，隔離開關(guān)只在檢修時作為隔離帶電設(shè)備用。 2-6 并聯(lián)高壓電抗器有哪些作用？抽能并聯(lián)高壓電抗器與并聯(lián)高壓電抗器有何異同？ 2-7 簡述6kV抽能系統(tǒng)的功能及其組成。 2-8 簡述串聯(lián)電容器補償?shù)墓δ芗捌潆姎饨泳€。 2-9 簡述高壓直流輸電的基本原理。 2-10 簡述換流站的電氣接線及主要設(shè)備的功能。 2-11 簡述高壓直流輸電的優(yōu)點和缺點各有哪些？ 答：優(yōu)點： 1）線路造價低，年電能損失??； 2）不存在系統(tǒng)穩(wěn)定問題； 3）限制短路電流。 4）調(diào)節(jié)快速，運行可靠； 5）沒有電容充電電流。 6）節(jié)省線路走廊

5、。 缺點： 1）換流裝置較昂貴； 2）消耗無功功率多； 3）產(chǎn)生諧波影響； 4）缺乏直流開關(guān)； 5）不能用變壓器來改變電壓等級。 2-12 簡述高壓直流輸電系統(tǒng)的主接線及其運行方式。 第二章 導(dǎo)體的發(fā)熱和電動力 3-1 研究導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱有何意義？長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？ 答：電流將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)變成熱量使電器設(shè)備的溫度升高。發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響：使絕緣材料性能降低；使金屬材料的機械強度下降；使導(dǎo)體接觸電阻增加。導(dǎo)體短路時，雖然持續(xù)時間不長，但短路電流很大，發(fā)熱量仍然很多。這些熱量在適時間內(nèi)不容易散出，于是導(dǎo)體的

6、溫度迅速升高。同時，導(dǎo)體還受到電動力超過允許值，將使導(dǎo)體變形或損壞。由此可見，發(fā)熱和電動力是電氣設(shè)備運行中必須注意的問題。長期發(fā)熱是由正常工作電流產(chǎn)生的；短時發(fā)熱是由故障時的短路電流產(chǎn)生的。 3-2 為什么要規(guī)定導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱允許溫度？短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫度是否相同，為什么？ 答：導(dǎo)體連接部分和導(dǎo)體本身都存在電阻(產(chǎn)生功率損耗)；周圍金屬部分產(chǎn)生磁場,形成渦流和磁滯損耗；絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生損耗，如：值的測量 載流導(dǎo)體的發(fā)熱：長期發(fā)熱：指正常工作電流引起的發(fā)熱 短時發(fā)熱：指短路電流引起的發(fā)熱 一 發(fā)熱對絕緣的影響 絕緣材料在溫度

7、和電場的作用下逐漸變化，變化的速度于使用的溫度有關(guān)； 二發(fā)熱對導(dǎo)體接觸部分的影響 溫度過高表面氧化電阻增大惡性循環(huán) 三發(fā)熱對機械強度的影響 溫度達到某一值退火機械強度設(shè)備變形 如： 長期發(fā)熱 70 短期發(fā)熱 300 長期發(fā)熱 70 短期發(fā)熱 200 3-3 導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什么確定的？提高允許電流應(yīng)采取哪些措施？ 答：是根據(jù)導(dǎo)體的穩(wěn)定溫升確定的。為了載流量，宜采用電阻率小的材料，如鋁和鋁合金等；導(dǎo)體的形狀，在同樣截面積的條件下，圓形導(dǎo)體的表面積較小，而矩形和槽形的表面積則較大。導(dǎo)體的布置應(yīng)采用散熱效果最最佳的方式。 3-4 為什么要計算導(dǎo)體短時

8、發(fā)熱最高溫度？如何計算？ 答：載流導(dǎo)體短路時發(fā)熱計算的目的在于確定短路時導(dǎo)體的最高溫度不應(yīng)超過所規(guī)定導(dǎo)體短路時發(fā)熱允許溫度。當滿足這個條件時，則認為導(dǎo)體在短路時，是具有熱穩(wěn)定性的。 計算方法如下： 1）有已知的導(dǎo)體初始溫度θw；從相應(yīng)的導(dǎo)體材料的曲線上查出Aw； 2）將Aw和Qk值代入式：1/S2Qk=Ah-Aw求出Ah； 3）由Ah再從曲線上查得θh值。 3-5 等值時間的意義是什么等值時間法適用于什么情況？ 答：等值時間法由于計算簡單，并有一定精度，目前仍得到廣泛應(yīng)用。但是曲線所示是根據(jù)容量為500MW以下的發(fā)電機，按短路電流周期分量衰減曲線的平均值制作的，用于更大容量的發(fā)電

9、機，勢必產(chǎn)生誤差。這時，最好采用其它方法。 3-6 用實用計算法和等值時間法計算短路電流周期分量熱效應(yīng)，各有何特點？ 答：用實用計算法中的電流是短路穩(wěn)態(tài)電流，而等值時間法計算的電流是次暫態(tài)電流。 3-7 電動力對導(dǎo)體和電氣設(shè)備的運行有何影響？ 答：電氣設(shè)備在正常狀態(tài)下，由于流過導(dǎo)體的工作電流相對較小，相應(yīng)的電動力較小，因而不易為人們所察覺。而在短路時，特別是短路沖擊電流流過時，電動力可達到很大的數(shù)值，當載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備的機械強度不夠時，將會產(chǎn)生變形或損壞。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，必須研究短路沖擊電流產(chǎn)生的電動力的大小和特征，以便選用適當強度的導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證足夠的動穩(wěn)定性。必要時也

10、可采用限制短路電流的措施。 3-8 三相平行導(dǎo)體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在哪一相上，試加以解釋。 答：三相平等導(dǎo)體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在中間相B相上，因為三相短路時，B相沖擊電流最大。 3-9 導(dǎo)體的動態(tài)應(yīng)力系數(shù)的含義是什么，在什么情況下，才考慮動態(tài)應(yīng)力？ 答：動態(tài)應(yīng)力系數(shù)β為動態(tài)應(yīng)力與靜態(tài)應(yīng)力的比值，導(dǎo)體發(fā)生振動時，在導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生動態(tài)應(yīng)力，對于動態(tài)應(yīng)力的考慮，一般是采用修正靜態(tài)計算法，即在最大電動力Fmax上乘以動態(tài)應(yīng)力系統(tǒng)數(shù)β，以求得實際動態(tài)過程中的動態(tài)應(yīng)力的最大值。 3-10 大電流母線為什么常采用分相封閉母線？分相封閉母線的外殼有何作用？ 答：大電流母線采

11、用分相封閉母線是由于： 1）運行可靠性高，因母線置于外殼內(nèi)，能防止相間短路，且外殼多點接地，可保障人體接人體接觸時的安全。2）短路時母線相間電動力大大降低，由于外殼渦流的屏蔽作用，使殼內(nèi)的磁場減弱，對減小短路時的電動力有明顯的效果；3）殼外磁場也因外殼電流的屏蔽作用而減弱，可較好改善母線附近的鋼構(gòu)發(fā)熱；4）安裝的維護工作量小。 3-11 怎樣才能減少大電流母線附近鋼構(gòu)的發(fā)熱？ 答：減小大電流母線附近的鋼構(gòu)發(fā)熱的措施： 1）加大鋼構(gòu)和導(dǎo)體間的距離，使布磁場強度減弱，因而可降低渦流和磁滯損耗； 2）斷開鋼構(gòu)回路，并加裝絕緣墊，消除環(huán)流； 3）采用電磁屏蔽； 4）采用分相封閉母線。

12、3-12 設(shè)發(fā)電機容量為10萬kW，發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流Imax=6791A，最大負荷利用小時數(shù)Tmax = 5200h，三相導(dǎo)體水平布置，相間距離a = 0.70m，發(fā)電機出線上短路時間tk = 0.2s，短路電流 = 36.0kA，Itk/2 = 28.0kA，Itk = 24.0kA，周圍環(huán)境溫度+35℃。試選擇發(fā)電機引出導(dǎo)線。 第三章 導(dǎo)體的發(fā)熱和電動力 3-1 研究導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱有何意義？長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？ 答：電流將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)變成熱量使電器設(shè)備的溫度升高。發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響：使絕緣材料性能降低；使金屬材料的機械強度下降；使導(dǎo)體接

13、觸電阻增加。導(dǎo)體短路時，雖然持續(xù)時間不長，但短路電流很大，發(fā)熱量仍然很多。這些熱量在適時間內(nèi)不容易散出，于是導(dǎo)體的溫度迅速升高。同時，導(dǎo)體還受到電動力超過允許值，將使導(dǎo)體變形或損壞。由此可見，發(fā)熱和電動力是電氣設(shè)備運行中必須注意的問題。長期發(fā)熱是由正常工作電流產(chǎn)生的；短時發(fā)熱是由故障時的短路電流產(chǎn)生的。 3-2 為什么要規(guī)定導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱允許溫度？短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫度是否相同，為什么？ 答：導(dǎo)體連接部分和導(dǎo)體本身都存在電阻(產(chǎn)生功率損耗)；周圍金屬部分產(chǎn)生磁場,形成渦流和磁滯損耗；絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生損耗，如：值的測量 載流導(dǎo)體的發(fā)熱：長期發(fā)熱：指正常工作電流引起

14、的發(fā)熱 短時發(fā)熱：指短路電流引起的發(fā)熱 一 發(fā)熱對絕緣的影響 絕緣材料在溫度和電場的作用下逐漸變化，變化的速度于使用的溫度有關(guān)； 二發(fā)熱對導(dǎo)體接觸部分的影響 溫度過高表面氧化電阻增大惡性循環(huán) 三發(fā)熱對機械強度的影響 溫度達到某一值退火機械強度設(shè)備變形 如： 長期發(fā)熱 70 短期發(fā)熱 300 長期發(fā)熱 70 短期發(fā)熱 200 3-3 導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什么確定的？提高允許電流應(yīng)采取哪些措施？ 答：是根據(jù)導(dǎo)體的穩(wěn)定溫升確定的。為了載流量，宜采用電阻率小的材料，如鋁和鋁合金等；導(dǎo)體的形狀，在同樣截面積的條件下，圓形導(dǎo)

15、體的表面積較小，而矩形和槽形的表面積則較大。導(dǎo)體的布置應(yīng)采用散熱效果最最佳的方式。 3-4 為什么要計算導(dǎo)體短時發(fā)熱最高溫度？如何計算？ 答：載流導(dǎo)體短路時發(fā)熱計算的目的在于確定短路時導(dǎo)體的最高溫度不應(yīng)超過所規(guī)定導(dǎo)體短路時發(fā)熱允許溫度。當滿足這個條件時，則認為導(dǎo)體在短路時，是具有熱穩(wěn)定性的。 計算方法如下： 1）有已知的導(dǎo)體初始溫度θw；從相應(yīng)的導(dǎo)體材料的曲線上查出Aw； 2）將Aw和Qk值代入式：1/S2Qk=Ah-Aw求出Ah； 3）由Ah再從曲線上查得θh值。 3-5 等值時間的意義是什么等值時間法適用于什么情況？ 答：等值時間法由于計算簡單，并有一定精度，目前仍得到廣泛

16、應(yīng)用。但是曲線所示是根據(jù)容量為500MW以下的發(fā)電機，按短路電流周期分量衰減曲線的平均值制作的，用于更大容量的發(fā)電機，勢必產(chǎn)生誤差。這時，最好采用其它方法。 3-6 用實用計算法和等值時間法計算短路電流周期分量熱效應(yīng)，各有何特點？ 答：用實用計算法中的電流是短路穩(wěn)態(tài)電流，而等值時間法計算的電流是次暫態(tài)電流。 3-7 電動力對導(dǎo)體和電氣設(shè)備的運行有何影響？ 答：電氣設(shè)備在正常狀態(tài)下，由于流過導(dǎo)體的工作電流相對較小，相應(yīng)的電動力較小，因而不易為人們所察覺。而在短路時，特別是短路沖擊電流流過時，電動力可達到很大的數(shù)值，當載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備的機械強度不夠時，將會產(chǎn)生變形或損壞。為了防止這種現(xiàn)象

17、發(fā)生，必須研究短路沖擊電流產(chǎn)生的電動力的大小和特征，以便選用適當強度的導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證足夠的動穩(wěn)定性。必要時也可采用限制短路電流的措施。 3-8 三相平行導(dǎo)體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在哪一相上，試加以解釋。 答：三相平等導(dǎo)體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在中間相B相上，因為三相短路時，B相沖擊電流最大。 3-9 導(dǎo)體的動態(tài)應(yīng)力系數(shù)的含義是什么，在什么情況下，才考慮動態(tài)應(yīng)力？ 答：動態(tài)應(yīng)力系數(shù)β為動態(tài)應(yīng)力與靜態(tài)應(yīng)力的比值，導(dǎo)體發(fā)生振動時，在導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生動態(tài)應(yīng)力，對于動態(tài)應(yīng)力的考慮，一般是采用修正靜態(tài)計算法，即在最大電動力Fmax上乘以動態(tài)應(yīng)力系統(tǒng)數(shù)β，以求得實際動態(tài)過程中的動態(tài)應(yīng)

18、力的最大值。 3-10 大電流母線為什么常采用分相封閉母線？分相封閉母線的外殼有何作用？ 答：大電流母線采用分相封閉母線是由于： 1）運行可靠性高，因母線置于外殼內(nèi)，能防止相間短路，且外殼多點接地，可保障人體接人體接觸時的安全。2）短路時母線相間電動力大大降低，由于外殼渦流的屏蔽作用，使殼內(nèi)的磁場減弱，對減小短路時的電動力有明顯的效果；3）殼外磁場也因外殼電流的屏蔽作用而減弱，可較好改善母線附近的鋼構(gòu)發(fā)熱；4）安裝的維護工作量小。 3-11 怎樣才能減少大電流母線附近鋼構(gòu)的發(fā)熱？ 答：減小大電流母線附近的鋼構(gòu)發(fā)熱的措施： 1）加大鋼構(gòu)和導(dǎo)體間的距離，使布磁場強度減弱，因而可降低渦流

19、和磁滯損耗； 2）斷開鋼構(gòu)回路，并加裝絕緣墊，消除環(huán)流； 3）采用電磁屏蔽； 4）采用分相封閉母線。 3-12 設(shè)發(fā)電機容量為10萬kW，發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流Imax=6791A，最大負荷利用小時數(shù)Tmax = 5200h，三相導(dǎo)體水平布置，相間距離a = 0.70m，發(fā)電機出線上短路時間tk = 0.2s，短路電流 = 36.0kA，Itk/2 = 28.0kA，Itk = 24.0kA，周圍環(huán)境溫度+35℃。試選擇發(fā)電機引出導(dǎo)線。 第四章 廠用電 5-1 什么叫廠用電和廠用電率？ 答：發(fā)電機在啟動，運轉(zhuǎn)、停止，檢修過程中，有大量電動機手動機械設(shè)備，用以保證機組的主要

20、設(shè)備和輸煤，碎煤，除塵及水處理的正常運行。這些電動機及全廠的運行，操作，實驗，檢修，照明用電設(shè)備等都屬于廠用負荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。廠用電耗量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分數(shù)，稱為廠用電率。 5-2 廠用電的作用和意義是什么？ 答：發(fā)電機在啟動、運轉(zhuǎn)、停機，檢修過程中，有大量電動機手動機械設(shè)備，用以保證機組的主要設(shè)備和輸煤，碎煤，除塵及水處理等的正常運行。降低廠用電率可以降低電能成本，同時也相應(yīng)地增大了對電力系統(tǒng)的供電量。 5-3 廠用電負荷分為哪幾類？為什么要進行分類？ 答：廠用電負荷，根據(jù)其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度，按其重要性可分為四類： ⑴ I類廠

21、用負荷：凡是屬于短時停電會造成主輔設(shè)備損壞，危及人身安全，主機停用及影響大量出力的廠用設(shè)備； ⑵ II類廠用負荷：允許短時斷電，恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的常用設(shè)備； ⑶ III類廠用負荷：較長時間停電，不會直接影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)不方便的廠用負荷； ⑷ 事故保安負荷 ⑸ 交流不間斷供電負荷 5-4 對廠用電接線有哪些基本要求？ 答：對于廠用電接線的要求主要有： 1）各機組的廠用電系統(tǒng)是獨立的； 2）全廠新公用負荷應(yīng)分散接入不同機組的廠用母線； 3）充分考慮發(fā)電廠正常，事故，檢修啟動等運行方式下的供電要求，盡可能的使切換操作簡便，啟動電源能在短時間內(nèi)投入； 4）充分考慮電

22、廠分期建設(shè)，連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式，特別是要注意對公用負荷供電的影響，要便于過渡，盡量減少改變和更換裝置。 5）200MW及以上的機組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。 5-5 廠用電接線的設(shè)計原則是什么？對廠用電壓等級的確定和廠用電源引接的依據(jù)是什么？ 答：廠用電的設(shè)計原則主要是： ⑴ 廠用電接線應(yīng)保證對廠用負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運行。 ⑵ 接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運行方式的要求。 ⑶ 廠用電源的對應(yīng)供電性，本機、爐的廠用負荷由本機組供電。 ⑷ 設(shè)計時還應(yīng)適當注意其經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備，使廠用電接線具有可行

23、性和先進性。 ⑸ 在設(shè)計廠用電接線時，還應(yīng)對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進行分析和論證。 廠用電的電壓等級是根據(jù)發(fā)電機的額定電壓，廠用電動機的電壓和廠用電，供電網(wǎng)絡(luò)等因素，相互配合，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定的。 5-6 在大容量發(fā)電廠中，要設(shè)啟動電源和事故保安電源，如何實現(xiàn)？ 答：啟動電源的設(shè)計： 1）從發(fā)電機電壓母線的不同分段上，通過廠用備用變壓器引接。 2）從發(fā)電廠聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接，但應(yīng)保證在機組全停情況下，能夠獲得足夠的電源容量。 3）從與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密，供電可靠的最低一級電壓的母線引接。 4）當經(jīng)濟技術(shù)合理時，可由外部電

24、網(wǎng)引接專用線路，經(jīng)過變壓器取得獨立的備用電源或啟動電源。 事故保安電源必須是一種獨立而又十分可靠的電源，通常采用快速自動程序啟動的柴油發(fā)電機組，蓄電池以及逆變器將直流變?yōu)榻涣魇鹿时０搽娫?。?00MW及以上機組還就由附近110kV及以上的變壓器工發(fā)電廠引入獨立可靠的專用線路作為事故備用保安電源。 5-7 火電廠廠用電接線為什么要按鍋爐分段？為提高廠用電系統(tǒng)供電可靠性，通常都采用那些措施？ 答：為了保證廠用供電的連續(xù)性，使發(fā)電廠安全滿發(fā)，并滿足運行安全可靠靈活方便。所以采用按爐分段原則。為提高廠用電工作的可靠性，高壓廠用變壓器和啟動備用變壓器采用帶負荷高壓變壓器，以保證廠用電安全，經(jīng)濟的運

25、行。 5-8 發(fā)電廠和變電站的自用電在接線上有何區(qū)別？ 答：發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)一般采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接受和分配電能。廠用電源由相應(yīng)的高壓廠用母線供電。而變電站的站用電源引接方式主要有：1）由變電站內(nèi)主變壓器第三繞組引接，站用變壓器高壓側(cè)要選用較大斷流容量的開關(guān)設(shè)備，否則要加限流電抗器。2）當站內(nèi)有較低母線時，一般由這類電壓母線上引接兩個站用電源。這種站用電源引接方式經(jīng)濟性好和可靠性高的特點；3）500kV變電站的外接電源多由附近的發(fā)電廠或變電站的低壓母線引接。 5-9 何謂廠用電動機的自啟動？為什么要進行電動機自啟動校驗？如果廠用變壓器的容量小于自啟動電動機總?cè)萘繒r

26、，應(yīng)如何解決？ 答：廠用電系統(tǒng)運行的電動機，當突然斷開電源或廠用電壓降低時，電動機轉(zhuǎn)速就會下降，甚至?xí)Ｖ惯\行，這一轉(zhuǎn)速下降的過程稱為惰行。若電動機失去電壓后，不與電源斷開，在很短時間內(nèi)，廠用電源恢復(fù)或通過自動切換裝置將備用電源投入，此時，電動機惰行還未結(jié)束，又自動啟動恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)運行，這一過程稱為電動機自啟動。分為：⑴失壓自啟動；⑵空載自啟動；⑶帶負荷自啟動。若參加自啟動的電動機數(shù)目多，容量大時，啟動電流過大，可能會使廠用母線及廠用電網(wǎng)絡(luò)電壓下降，甚至引起電動機過熱，將危及電動機的安全以及廠用電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行，因此，必須進行電動機自啟動校驗。若不能滿足自啟動條件，應(yīng)采用以下措施： ⑴

27、限制參加自啟動的電動機數(shù)量。 ⑵ 機械負載轉(zhuǎn)矩為定值的重要設(shè)備的電動機，因它只能在接近額定電壓下啟動，也不應(yīng)參加自啟動，可采用低電壓保護和自動重合閘裝置，即當廠用母線電壓低于臨界值時，把該設(shè)備從母線上斷開，而在母線電壓恢復(fù)后又自動投入。 ⑶對重要的廠用機械設(shè)備，應(yīng)選用具有較高啟動轉(zhuǎn)矩和允許過載倍數(shù)較大的電動機與其配套。 ⑷在不得已的情況下，或增大廠用變壓器容量，或結(jié)合限制短路電流問題一起考慮進適當減小廠用變壓器的阻抗值。 5-10 已知某火電廠廠用6kV備用變壓器容量為12.5MVA,Uk(%) = 8，要求同時自啟動電動機容量為11400kW，電動機啟動平均電流倍數(shù)為5，cosφ =

28、 0.8，η = 0.90。試校驗該備用變壓器容量能否滿足自啟動要求。 解： 5-11 廠用母線失電的影響和應(yīng)采取的措施？ 答：廠用母線的工作廠用電源由于某種故障而被切除，即母線的進線斷路器跳閘后，由于連接在母線上運行的電動機的定子電流和轉(zhuǎn)子電流都不會立即變?yōu)榱?，電動機定子繞組將產(chǎn)生變頻電壓，即母線存在殘壓。殘壓的大小和頻率都隨時間而降低。電動機轉(zhuǎn)速下降的快慢主要決定于負荷和機械時間常數(shù)，一般經(jīng)0.5S后轉(zhuǎn)速約降至額定轉(zhuǎn)速。若在此時間內(nèi)投入備用電源，一般情況下，電動機能迅速恢復(fù)到正常穩(wěn)定運行狀態(tài)。一般用電源的快捷切換，要求工作廠用電源切除后，在廠用母線殘壓于備用電源電壓之間的相角差未達到

29、第一次反相之前合上備用電源，可保證備用電源合上時電動機的轉(zhuǎn)速下降尚少，且沖擊電流亦小。 5-12 廠用電源的各種切換方式及其優(yōu)缺點？ 答：廠用電源的切換，除按操作控制分為手動與自動外，還可按廠用系統(tǒng)的運行狀態(tài)，斷路器動作順序，廠用電源切換的速度等進行區(qū)分。按廠用電系統(tǒng)正常運行狀態(tài)廠用電源的切換分為正常切換和事故切換。按斷路器的運行順序廠用電源的切換分為并聯(lián)切換、斷電切換和同時切換。按廠用電源的切換速度廠用電源的切換分為快速切換和慢速切換。 第五章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇 6-1 什么是驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間tk以及電氣設(shè)備的開斷計算時間tbr？ 答：演算熱穩(wěn)定的短路

30、計算時間tk為繼電保護動作時間tpr和相應(yīng)斷路器的全開斷時間tbr之和，而tbr是指斷路器分斷脈沖傳送到斷路器操作機構(gòu)的跳閘線圈時起，到各種觸頭分離后的電弧完全熄滅位置的時間段。 6-2 開關(guān)電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過程與那些因素有關(guān)？ 答：電弧是導(dǎo)電的，電弧之所以能形成導(dǎo)電通道，是因為電弧柱中出現(xiàn)了大量的自由電子的緣故。電弧形成過程：⑴電極發(fā)射大量自由電子：熱電子+強電場發(fā)射；⑵弧柱區(qū)的氣體游離，產(chǎn)生大量的電子和離子：碰撞游離+熱游離。電弧的熄滅關(guān)鍵是去游離的作用，去游離方式有２種：復(fù)合：正負離子相互吸引，彼此中和；擴散：弧柱中的帶電質(zhì)點由于熱運行逸出弧柱外。開關(guān)電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過程與以

31、下因素有關(guān)：⑴電弧溫度；⑵電場強度；⑶氣體介質(zhì)的壓力；⑷介質(zhì)特性；⑸電極材料。 6-3 開關(guān)電器中常用的滅弧方法有那些？ 答：有以下幾種滅弧方式： 1）利用滅弧介質(zhì)，如采用SF6氣體；2）采用特殊金屬材料作滅弧觸頭；3）利用氣體或油吹動電弧，吹弧使帶電離子擴散和強烈地冷卻面復(fù)合；4）采用多段口熄?。?）提高斷路器觸頭的分離速度，迅速拉長電弧，可使弧隙的電場強度驟降，同時使電弧的表面突然增大，有利于電弧的冷卻和帶電質(zhì)點向周圍介質(zhì)中擴散和離子復(fù)合。 6-4 什么叫介質(zhì)強度恢復(fù)過程？什么叫電壓恢復(fù)過程？它與那些因素有關(guān)？ 答：弧隙介質(zhì)強度恢復(fù)過程是指電弧電流過零時電弧熄滅，而弧隙的絕緣能力

32、要經(jīng)過一定的時間恢復(fù)到絕緣的正常狀態(tài)的過程為弧隙介質(zhì)強度的恢復(fù)過程。 弧隙介質(zhì)強度主要由斷路器滅弧裝置的結(jié)構(gòu)和滅弧介質(zhì)的性質(zhì)所決定，隨斷路器形式而異。 弧隙電壓恢復(fù)過程是指電弧電流自然過零后，電源施加于弧隙的電壓，將從不大的電弧熄滅電壓逐漸增長，一直恢復(fù)到電源電壓的過程，這一過程中的弧隙電壓稱為恢復(fù)電壓。電壓恢復(fù)過程主要取決于系統(tǒng)電路的參數(shù)，即線路參數(shù)、負荷性質(zhì)等，可能是周期性的或非周期性的變化過程。 6-5 電流互感器常用的二次接線中，為什么不將三角形接線用于測量表計？ 答：計量用電流互感器接線方式的選擇，與電網(wǎng)中性點的接地方式有關(guān)，當為非有效接地系統(tǒng)時，應(yīng)采用兩相電流互感器，當為有

33、效接地系統(tǒng)時，應(yīng)采用三相電流互感器，一般地，作為計費用的電能計量裝置的電流互感器應(yīng)接成分相接線（即采用二相四線或三相六線的接線方式），作為非計費用的電能計量裝置的電流互感器可采用二相三線或三相的接線方式， 6-6 為提高電流互感器容量，能否采用同型號的兩個互感器在二次側(cè)串聯(lián)或并聯(lián)使用？ 答：可以將電流互感器串聯(lián)使用，提高二次側(cè)的容量，但是要求兩個電流互感器型號相同。因為電流互感器的變比是一次電流與二次電流之比。兩個二次繞組串聯(lián)后，二次電路內(nèi)的額定電流不變，一次電路內(nèi)的額定電流也沒有變，故其變比也保持不變。二次繞組串聯(lián)后，因匝數(shù)增加一倍，感應(yīng)電勢也增加一倍，互感器的容量增加了一倍。也即每一個

34、二次繞只承擔二次負荷的一半，從而誤差也就減小，容易滿足準確度的要求。在工程實際中若要擴大電流互感器的容量，可采用二次繞組串聯(lián)的接線方式。 不能將電流互感器并聯(lián)使用。 6-7 電壓互感器一次繞組及二次繞組的接地各有何作用？接地方式有何差異？ 答：電壓互感器一次繞組直接與電力系統(tǒng)高壓連接，如果在運行中電壓互感器的絕緣損壞，高電壓就會竄入二次回路，將危及設(shè)備和人身的安全。所以電壓互感器二次繞組要有一端牢固接地。 6-8 電流互感器的誤差與那些因素有關(guān)？ 答：電流互感器的電流誤差fi及相位差δi決定于互感器鐵心及二次繞組的結(jié)構(gòu)，同時又與互感器運行狀態(tài)（二次負荷Z2L及運行鐵心的磁導(dǎo)率μ值）有

35、關(guān)。 6-9 運行中為什么不允許電流互感器二次回路開路？ 答：需要強調(diào)的是電流互感器在運行時，二次繞組嚴禁開路。二次繞組開路時，電流互感器由正常工作狀態(tài)變?yōu)殚_路狀態(tài)，I2=0，勵磁磁動勢由正常為數(shù)甚小的10N1驟增為11N1，鐵心中的磁通波形呈現(xiàn)嚴重飽和和平頂波，因此，二次繞組將在磁能過零時，感應(yīng)產(chǎn)生很高的尖頂電動勢，其值可達數(shù)千伏甚至上萬伏（與Ki及Ii大小有關(guān)），危及工作人員的安全和儀表、繼電器的絕緣。由于磁感應(yīng)強度劇增，會引起鐵心和繞組過熱。此外，在鐵心中還會產(chǎn)生剩磁，使互感器準確級下降。 6-10 三相三柱式電壓互感器為什么不能測量相對地電壓？ 答：為了監(jiān)視系統(tǒng)各相對地絕緣情況

36、，就必須測量各相的對地電壓，并且應(yīng)使互感器一次側(cè)中性點接地，但是，由于普通三相三柱式電壓互感器一般為Y，yn型接線，它不允許一次側(cè)中性點接地，故無法測量對地電壓．假使這種裝置接在小電流接地系統(tǒng)中，互感器接成YN,yn型，既把電壓互感器中性點接地，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，將有零序磁通在鐵芯中出現(xiàn)．由于鐵芯是三相三柱的，同方向的零序磁通不能在鐵芯內(nèi)形成閉和回路，只能通過空氣或油閉合，使磁阻變得很大，因而零序電流將增加很多，這可能使互感器的線圈過熱而被燒毀．所以，普通三相三柱式電壓互感器不能作絕緣監(jiān)視用，而作絕緣監(jiān)視用的電壓互感器只能是三相五柱式電壓互感器(JSJW)或三臺單相互感器接成YN,yn型接

37、線． 6-11 運行中為什么不允許電壓互感器二次回路短路？ 答：當電壓互感器二次側(cè)發(fā)電短路時，由于回路中電阻R和剩余的電抗XL-XC均很小，短路電流可達到額定電流的幾十倍，此電流將產(chǎn)生很高的共振過電壓，為此在LL上關(guān)聯(lián)放電間隙EE，用以保護。此外由于電容式電壓互感器系由電容（C1C2）和非線性電抗所構(gòu)成，當受到二次側(cè)短路或斷開等沖擊時，由于非線性電抗的飽和，可能激發(fā)產(chǎn)生某次諧波鐵磁諧振過電壓，為了擬制諧振的產(chǎn)生，常在互感器二次側(cè)接入D。 6-12 在發(fā)電廠中，電壓互感器的配置原則有那些？ 答：1）母線；2）線路；3）發(fā)電機；4）變壓器 6-13 如圖6-14所示接線，設(shè)25MW發(fā)電機

38、（UN=10.5kV，IN=1718A），回路裝有儀表：電流表3只，有功功率表、無功功率表、有功電能表、無功電能表、電壓表及頻率表各1只，互感器距控制室的距離為60m。試選擇該回路中供測量表計用的電流互感器4及電壓互感器13。 解： 6-14 選擇10kV配電裝置的出線斷路器及出線電抗器。設(shè)系統(tǒng)容量為150MVA，歸算至10kV母線上的電源短路總電抗X?*Σ=0.14（基準容量Sd＝100MVA），出線最大負荷為560A，出線保護動作時間tpr＝1s。 解：假設(shè)選擇斷路器為SN10-10I INbr=16kA，全分閘時間tbr=0.1s， 基準容量Sd＝100MVA Ud＝10.5

39、kV，Id=5.5kA 選擇4％的電抗NKL-10-600-4，參數(shù)如下： 計算如下： 3）電壓損失和殘壓校驗： 電抗標么值： 短路計算時間：，查短路電流計算曲線并換算成短路電流有名值，。 電壓損失和殘壓分別為： 4）動、熱穩(wěn)定校驗。 可見，電壓損失、殘壓、動熱穩(wěn)定均滿足要求。 6-15 按經(jīng)濟電流密度選擇的導(dǎo)體，為何還必須按長期發(fā)熱允許電流進行校驗？配電裝置的匯流母線，為何不按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體截面？ 答：略 6-16 設(shè)發(fā)電機容量為25MW，最大負荷利用小時數(shù)Tmax＝6000h，三相導(dǎo)體水平布置，相間距離a＝0.35m，發(fā)電機出線上短路

40、時間tk＝0.2s，短路電流=27.2kA，=21.9kA，=19.2kA。周圍環(huán)境溫度+40C。試選擇發(fā)電機引出導(dǎo)體。 解： 1）按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面。 查圖6-17曲線2，得：，則： 選擇10010mm2的三條矩形導(dǎo)體水平布置,允許電流，集膚效應(yīng)截面積為3000mm2。當環(huán)境溫度為時： 2）熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導(dǎo)體溫度： 查表6－9，得熱穩(wěn)定系數(shù)，則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為： 發(fā)電機出口短路待會，非周期分量等值時間T取0.2s 滿足熱穩(wěn)定要求。 3）動穩(wěn)定校驗。導(dǎo)體自振頻率由以下求得： 可不計母線共振影響。取發(fā)電

41、機出口短路時，沖擊系數(shù)，則 母線相間應(yīng)力計算如下： 母線同相條間作用應(yīng)力計算如下： ，， ， 則： 臨界跨距（每相三條鋁導(dǎo)體）及條間襯墊最大跨距分別為： 所選襯墊跨距應(yīng)小于及。 6-17 選擇100MW發(fā)電機和變壓器之間母線橋的導(dǎo)體。已知發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流Imax＝6791A，Tmax＝5200h，連接母線三相水平布置，相間距離a＝0.7m，最高溫度+35C，母線短路電流=36kA，短路熱效應(yīng)Qk=421.1(kA)2?s。 解：1）按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面。 ， 查圖6-17曲線2，得：，則： 選擇的雙槽形導(dǎo)體水平布置,導(dǎo)體截面積976

42、0mm2允許電流，集膚效應(yīng)系數(shù)。當環(huán)境溫度為時： 2）熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導(dǎo)體溫度： 查表6-9，得熱穩(wěn)定系數(shù)，則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為： 已知： 滿足熱穩(wěn)定要求。 3）動穩(wěn)定校驗。導(dǎo)體自振頻率由以下求得： 取發(fā)電機出口短路時，沖擊系數(shù)，則 母線相間應(yīng)力計算如下： 第六章 配電裝置 7-1 對配電裝置的基本要求是什么？ 答：對配電裝置的基本要求是：1）保證運行可靠；2)便于操作、巡視和檢修；3）保證工作人員的安全；4）力求提高經(jīng)濟性；5）具有擴建的可能。 7-2 試述最小安全凈距的定義及其分類。 答：最小安全凈距是指在這

43、一距離下，無論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)、外過電壓時，都不使空氣氣隙被擊穿，對于敞露在空氣中的屋內(nèi)、外配電裝置中有關(guān)部分之間的最小安全凈距分為A、B、C、D、E五類。 7-3 試述配電裝置的類型及其特點。 答：配電裝置按電氣設(shè)備裝設(shè)地點不同，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋個配電裝置；按其組裝方式，可分為裝配式和成套式。 屋內(nèi)配電裝置的特點：1）由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較小；2）維修、巡視和操作在室內(nèi)進行，可減少維護工作量，不受氣候影響；3）外界污穢空氣對電氣設(shè)備影響較小，可減少維護工作量；房屋建設(shè)投資較大，建設(shè)周期長，但可采用價格較低的戶內(nèi)設(shè)備。 屋外配電裝置的特點：1）土

44、建工作量和費用較小，建設(shè)周期短；2）與屋內(nèi)配電裝置相比，擴建比較方便；3）想念設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；4）與屋內(nèi)配電裝置相比，占地面積積大；5）受外界環(huán)境影響，設(shè)備運行條件較差，需加強絕緣；6）不良氣候?qū)υO(shè)備維修和操作影響大。 成套配電裝置的特點：1）電氣設(shè)備封閉可半封閉的金屬中，相間和對地距離可縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，上地面積??；2）所有設(shè)備已在工廠組裝成一體；3）運行可靠性高，維護方便；4）耗用鋼材較多，造價較高。 7-4 簡述配電裝置的設(shè)計原則和設(shè)計要求。 答：配電裝置的設(shè)計原則是配電裝置的設(shè)計必須認真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，遵循有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)、自然環(huán)境特

45、點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料和新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、運行可靠和維護方便。 發(fā)電廠和變電站的配電裝置形式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運行、檢修和安裝要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比較予以確定。在確定配電裝置形式時必須滿足下述要求：節(jié)約用地；運行安全和操作巡視方便；便于檢修和安裝；節(jié)約材料，降低造價。 配電裝置的設(shè)計要求：1）滿足安全凈距的要求；2）施工、運行和檢修的要求；3）噪聲的允許標準及限制措施；4）靜電感應(yīng)的場強水平和限制措施；5）電暈無線電干擾和控制。

46、7-5 何謂配電裝置的配置圖、平面圖和斷面圖？ 答：電氣工程中常用配電裝置圖、平面圖和斷面圖來描述配電裝置的結(jié)構(gòu)、設(shè)備布置和安裝情況。 配置圖是一種示意圖，用來表示進線、出線、斷路器、互感器、避雷器等合理分配與各層、各間隔中的情況，并表示出導(dǎo)線和電氣設(shè)備在各個間隔的輪廓，但不要求按比例尺給出。通過配置圖可以了解和分析配電裝置方案，統(tǒng)計所用的主要電氣設(shè)備。 平面圖是按比例畫出房屋及其間隔、通道和出口等處的平面輪廓，平面上間隔只是為了確定間隔數(shù)及排列，故可不表示所裝電氣設(shè)備。 斷面圖是用來表明所取斷面的間隔中各種設(shè)備的具體空間位置、安裝和相互連接的結(jié)構(gòu)圖。斷面圖與應(yīng)按比例繪制。 7-6

47、如何區(qū)別屋外中型、高型和半高型配電裝置？它們的特點和應(yīng)用范圍是什么？ 答：根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置高度，屋外配電裝置可分為中型配電裝置，高型配電裝置和半高型配電裝置。 1）中型配電裝置。中型配電裝置是將所有電器設(shè)備都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度基礎(chǔ)上，使帶電部分對地保持必要的高度，以便工作人員能在地面上安全活動；母線所在的水平面稍高于電氣設(shè)備所在的水平面，母線和電氣設(shè)備不能上、下重疊布置。中型配電裝置布置比較清晰，不易誤操作，運行可靠、施工和維護方便，造價較省，并有多年運行經(jīng)驗，其缺點是占地面積大。 2）高型配電裝置。高型配電裝置是將一組母線幾個隔離開關(guān)與另一組母線上幾個隔離開關(guān)上下

48、重疊布置的配電裝置，可以節(jié)省占地面積百分之五十左右，但耗用鋼材較多，造價較高，操作維護條件差。 3）半高型配電裝置。半高型配電裝置是將母線至于高一層的水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)上下重疊布置，其占地面積比普通中型減少30％。半高型配電裝置介于高型和中型之間，具有兩者優(yōu)點。除母線隔離開關(guān)外，其余部分與中型布置基本相同，其維護仍較方便。 7-7 氣體全封閉組合電器由哪些元件組成？與其他類型配電裝置相比，有何特點？ 答：它由斷路器、隔離開關(guān)、快速或慢速接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線和出線套管等設(shè)備，按電氣主接線的要求依次連接，組合成一個整體，并且全部分封閉于接地金屬

49、外殼中，殼內(nèi)充滿一定壓力SF6氣體，作為絕緣和滅弧介質(zhì)。它的特點是占地面積小，占用空間小，運行可靠性高，維護工作量小，檢修周期長，不受外界環(huán)境條件的影響，無靜電和電暈干擾，噪聲水平低，抗震性能好，適應(yīng)性強。 7-8 簡述發(fā)電機引出線裝置的分類及其應(yīng)用范圍。 7-9 對發(fā)電廠中各種電氣設(shè)施的布置有哪些基本要求？ 發(fā)電廠電氣部分計算題答案 3.9設(shè)發(fā)電機容量為10萬kW，發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流Imax ＝6791A，最大負荷利用小時Tmax＝5200h，三相導(dǎo)體水平布置，相間距離a＝0.7m，發(fā)電機出線上短路時間tk＝0.2s，短路電流I’’=36.0kA，I

50、tk/2＝28.0kA，Itk＝24.0kA，周圍環(huán)境溫度+35℃，鋁導(dǎo)體彈性模量E＝71010Pa，母線頻率系數(shù)Nf＝3.56。要求選擇發(fā)電機引出導(dǎo)體。 學(xué)過第六章后的做題過程： 解：（1）按長期發(fā)熱允許電流選擇截面 發(fā)電機出口母線電流大，矩形母線不能滿足要求，選用2條200mm90mm12mm標準槽形母線，S＝8080mm2，Kf＝1.237，WY＝46.510-6m3， J＝29410－8m4，IY25o＝8800A。求得溫度修正系數(shù)K＝0.88， 則Ial35o＝0.888800＝7744 （A） > 6800A 在35℃時，導(dǎo)體長期工作溫度： (2)校驗熱穩(wěn)

51、定 由于tk＝0.2s，求得熱效應(yīng)Qk＝Qp＋Qnp 正常運行時導(dǎo)體溫度為61.92o，查表得C＝91， 則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為 滿足熱穩(wěn)定要求。 （3）共振校驗—>選擇絕緣子跨距 母線共振校驗m＝Srm＝404010－62700＝10.9（kg/m） 設(shè)共振頻率f1＝200Hz， 導(dǎo)體不發(fā)生共振時的最大絕緣子跨距： 所以為使導(dǎo)體自振頻率大于200Hz，絕緣子最大跨距不允許超過1.56m，取為1.5m。 （4）動穩(wěn)定校驗—>選擇襯墊跨距 取發(fā)電機出口短路時，沖擊系數(shù)K＝1.9 則， 單位長度上相間電動力： 相間應(yīng)力為（Pa） 雙槽形導(dǎo)體

52、間作用力： 條間允許應(yīng)力 條間襯墊的最大允許跨距： 一般每隔襯0.3-0.5m設(shè)一襯墊，故襯墊跨距Lb可取0.5m 3-9設(shè)發(fā)電機容量為10萬kW，發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流Imax＝6791A，最大負荷利用小時Tmax＝5200h，三相導(dǎo)體水平布置，相間距離a＝0.7m，發(fā)電機出線上短路時間tk＝0.2s，短路電流I’’=36.0kA，Itk/2＝28.0kA，Itk＝24.0kA，周圍環(huán)境溫度+35℃，鋁導(dǎo)體彈性模量E＝71010Pa，母線頻率系數(shù)Nf＝3.56。要求選擇發(fā)電機引出導(dǎo)體。 下面學(xué)過第三章內(nèi)容后：選截面+熱穩(wěn)校驗，不全面，學(xué)過第六章后選擇發(fā)電機引出導(dǎo)體的詳細

53、過程詳見后面。 解：（1）按長期發(fā)熱允許電流選擇導(dǎo)體截面S，并求長期發(fā)熱溫度qw 附表1和附表2給出的導(dǎo)體載流量，是按最高允許溫度70℃、基準環(huán)境溫度25℃計算的，由于，故導(dǎo)體在35℃時的載流量為 其中， 查附表1和附表2知，發(fā)電機出口母線電流較大，矩形母線不能滿足要求，選用2條200mm90mm12mm標準槽形母線，S＝8080mm2，Ial,25℃＝8800A。則Ial,35℃＝KqIal,25℃＝0.888800＝7744（A） 在35℃時， 故 (2)校驗熱穩(wěn)定（實用計算法） 由于tk＝0.2s，求得熱效應(yīng)Qk＝Qp＋Qnp 由于正常運行時

54、導(dǎo)體溫度為61.9oC，查圖3-13得，故 查圖3-13得，滿足熱穩(wěn)定要求。 學(xué)過第六章后的做題過程： 解：（1）按長期發(fā)熱允許電流選擇截面。 發(fā)電機出口母線電流大，矩形母線不能滿足要求，選用2條200mm90mm12mm標準槽形母線，S＝8080mm2，Kf＝1.237，WY＝46.510-6m3， J＝29410－8m4，IY25o＝8800A。求得溫度修正系數(shù)K＝0.88， 則Ial35o＝0.888800＝7744 （A） > 6800A (2)校驗熱穩(wěn)定 tk＝0.2s，求得熱效應(yīng)Qk＝Qp＋Qnp＝295.07106（A2s）

55、 正常運行時導(dǎo)體溫度為61.92o，查表得C＝91，（導(dǎo)體正常運行時溫度計算詳見上面） 則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為 滿足熱穩(wěn)定要求。 （3）共振校驗—>選擇絕緣子跨距 母線共振校驗m＝Srm＝404010－62700＝10.9（kg/m） 設(shè)共振頻率f1＝200Hz， 導(dǎo)體不發(fā)生共振時的最大絕緣子跨距： 所以為使導(dǎo)體自振頻率大于200Hz，絕緣子最大跨距不允許超過1.56m，取為1.5m。 （4）動穩(wěn)定校驗 取發(fā)電機出口短路時，沖擊系數(shù)K＝1.9 則， 單位長度上相間電動力： 相間應(yīng)力為（Pa） 雙槽形導(dǎo)體間作用力： 條間允許應(yīng)力 條間襯墊的

56、最大允許跨距： 一般每隔襯0.3-0.5m設(shè)一襯墊，故襯墊跨距Lb可取0.5m 題4-10：（134頁） 假設(shè)W為工作母線，W為備用母線，W為旁路母線，S，S接于W上，QFC回路斷開，現(xiàn)QF2需要檢修，現(xiàn)要求用QFP代替QF2對WL2進行供電。說明倒閘操作步驟。 解：（ 1、首先明確兩個“先通后斷”： ①隔離開關(guān)較之斷路器，先通后斷 ②母線隔離開關(guān)較之線路隔離開關(guān)，先通后斷 2、隔離開關(guān)的等電位操作） 倒閘操作步驟：（先假設(shè)當前狀態(tài)，W為工作母線） 1、 合QSP1，QSPP 2、 合QFP——對WP充電，并檢查WP是否正常

57、 3、 合QS2P（等電位原則） 4、 斷開QF2 5、 斷QS23，斷QS21 6、 將QF2退出，檢修 7、 用QFP代替QF2工作，對WL2供電 4-10 220kV雙母或雙母帶旁母；110kV采用雙母帶旁母 4－11 1） 原始資料分析和主接線方案的擬定 地方熱電廠（小型地區(qū)性電廠，小于200MW，單機容量6～50MW）―――具有較多的發(fā)電機電壓出線，在地方負荷較低時，應(yīng)能將多余電能送入系統(tǒng)，而地方負荷較大時，能送系統(tǒng)倒送電能。 發(fā)電機出口電壓等級6.3kV 地方負荷容量不大，最大負荷30MW，最小負荷20MW，采用2臺25MW發(fā)電機的直饋線供電為宜。根據(jù)地

58、方熱電廠的特點，發(fā)電機電壓接線采用有母線的接線方式。鑒于6.3kV出線回路多，且兩臺發(fā)電機單機容量在25MW, 宜采用雙母分段接線，并在分段母線間及電纜饋線上安裝電抗器以限制短路電流。 因機組數(shù)目較多，在滿足地方負荷的前提下，50MW容量機組采用單元接線直接將把電能送入110kV電力系統(tǒng)。（或擴大單元接線） 110kV出線4回，采用雙母線帶旁母，并采用專用旁母斷路器（或雙母線，單母帶旁母――可靠性和經(jīng)濟性綜合考慮）。 2）變壓器臺數(shù)和容量的選擇 （a）兩電壓等級之間的變壓器 因為要確保對發(fā)電機電壓上的負荷供電可靠性，接于發(fā)電機電壓母線上的主變壓器不應(yīng)少于2臺，故兩電壓等級

59、之間采用兩臺主變。 正常時，應(yīng)能將剩余功率送往系統(tǒng) 當一臺發(fā)電機故障時，從系統(tǒng)倒送功率滿足最大負荷： 當一臺變壓器因故退出，應(yīng)能送出剩余功率的70％以上： 所以變壓器容量應(yīng)大于17.5MW，可選SF7-25000/110 （b）單元接線的兩臺變壓器 所以選SF7-75000/110 5-10 已知某火電廠廠用6kV備用變壓器容量為12.5MVA， UN=6kV，，要求同時自啟動的電動機容量為11400kW，電動機啟動電流倍數(shù)Ky=5，。試校驗該備用變壓器容量能否滿足自啟動要求。 【參考答案】任選一種 1 ）電壓校驗：取基準容量，基準電壓 高壓

60、自啟動電動機的啟動容量標么值： 高壓廠用母線電壓，（只需做一種假設(shè)）假設(shè)采用無激磁電壓調(diào)壓變壓器， 該高壓廠用母線為失壓或空載自啟動，，該組電動機不能順利自啟動。 假設(shè)采用有載調(diào)壓變壓器，，該組電動機能順利自啟動。 注意：該電廠為高溫高壓電廠，另外通過備用變壓器取電，所以 2）按容量校驗：假設(shè)采用有載調(diào)壓變壓器， 該組電動機可以順利自啟動 假設(shè)采用無激磁電壓調(diào)壓變壓器， 該組電動機不能順利自啟動。 第六章 6－7 選擇某10kV配電裝置的出線斷路器及出線電抗器。設(shè)系統(tǒng)容量為150MVA，歸算至10kV母線上的電源短路總電抗（基準容量），出線最大負

61、荷為560A, 出線保護動作時間。 解：，， 由于kV, A，因此選擇斷路器。 總阻抗歸算至系統(tǒng)的計算阻抗為： 假設(shè)沒有加裝出線電抗器，系統(tǒng)提供的短路電流為 kA 而斷路器的額定開斷電流為，小于，因此需要加裝出線電抗器，以滿足輕型斷路器的要求。 選擇出線電抗器，根據(jù)kV, A，初選NKL－10－600型電抗器。 選擇電抗值，令kA，則 所以選擇NKL－10－600－4型電抗器，其，，。 電壓損失和殘壓校驗： 首先重算電抗器后短路電流 換算到系統(tǒng)的計算電抗為 短路電流 kA 電壓損失 殘壓校驗 動穩(wěn)定校驗和熱穩(wěn)定校驗 短路計算時間

62、 斷路器： 電抗器：， 6－10 設(shè)發(fā)電機容量為25MW, ，最大負荷利用小時，三相導(dǎo)體水平布置（導(dǎo)體平放），相間距離，發(fā)電機出線上短路時間，短路電流，，，周圍環(huán)境＋。試選擇發(fā)電機引出導(dǎo)體。 解：1）按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面。母線最大持續(xù)電流為（注意最大持續(xù)電流計算中的1.05） 根據(jù)圖6－17查得時，，根據(jù)式6－56有 查附表1，選用每相2條矩形鋁導(dǎo)體（注意選接近計算得到的標準截面），平放時，。根據(jù)式6－54、6－55得到，當周圍環(huán)境＋時允許電流為 滿足長期允許發(fā)熱條件。 2）熱穩(wěn)定校驗。 短路周期分量熱效應(yīng) 短路非周期分量的熱效應(yīng) 短路熱效應(yīng) 正常運行時最高溫度為 查表6－9，得到熱穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)式6－57可得 滿足熱穩(wěn)定。 3）共振校驗。根據(jù)式6－60計算不發(fā)生共振的最大絕緣子跨距 取，，帶入式6－69得到 取，則，滿足共振校驗要求。 4）動穩(wěn)定校驗 取發(fā)電機出口短路時，沖擊系數(shù)，則沖擊電流 母線相間應(yīng)力 由，，查圖3－18得到。 同相條間應(yīng)力 ，所以每跨內(nèi)安裝2個襯墊，實際襯墊跨距為，滿足動穩(wěn)定的要求。 第 30 頁 共 30 頁