發(fā)電廠電氣部分計(jì)算題標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電廠電氣部分計(jì)算題標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電廠電氣部分計(jì)算題標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電廠電氣局部計(jì)算題答案3.9設(shè)發(fā)電機(jī)容量為10萬kW，發(fā)電機(jī)回路最大連續(xù)工作電流Imax6791A，最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax＝5200h，三相導(dǎo)體水平部署，相間距離a＝，發(fā)電機(jī)出線上短路時(shí)間tk＝，短路電流I’’，Itk/2＝，Itk＝，周圍環(huán)境溫度+35℃，鋁導(dǎo)體彈性模量E＝7×1010Pa，母線頻率系數(shù)Nf＝。要求選擇發(fā)電機(jī)引出導(dǎo)體。學(xué)過第六章后的做題過程：解：〔1〕按長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)熱贊同電流選擇截面SJ58008947(mm2)IgmaxJ1/14發(fā)電機(jī)出口母線電流大，矩形母線不能夠滿足要求，采用2條200mm×90mm×12mm標(biāo)準(zhǔn)槽形母線，＝2，Kf＝S8080mm，WY＝×10-6m3，J＝294×10－8m4，IY25o＝8800A。求得溫度修正系數(shù)K＝，那么Ial35o＝×8800＝7744〔A〕>6800A在35℃時(shí)，導(dǎo)體長(zhǎng)遠(yuǎn)工作溫度：Imax267912w(al)Ial2,35C35(7035)774461.9CImaxwF(w)RImaxwIal,35CwF(al)Ial,35CalR(2)校驗(yàn)熱牢固由于tk＝，求得熱效應(yīng)Qk＝Qp＋QnpQptk(I210It2k2It2k)161.867[(kA)2S]12QnpTI20.2362259.2[(kA)2S]正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度為o，查表得C＝91，那么滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為SQkKf421.067106250.795(mm2)8080(mm2)kminC91滿足熱牢固要求?！?〕共振校驗(yàn)—>選擇絕緣子跨距2/14母線共振校驗(yàn)m＝Sm＝4040×10－6×2700＝〔kg/m〕設(shè)共振頻率f1＝200Hz，導(dǎo)體不發(fā)生共振時(shí)的最大絕緣子跨距：NfEJ7*1010*294*108Lmaxm2001.56(m)f1因此為使導(dǎo)體自振頻率大于200Hz，絕緣子最大跨距不一樣意高出，取為。4〕動(dòng)牢固校驗(yàn)—>選擇襯墊跨距取發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)，沖擊系數(shù)K＝那么ish，單位長(zhǎng)度上相間電動(dòng)力：721fph1.735*10*ish*a2319.2(N/m)22相間應(yīng)力為fphL106〔Pa〕ph10W10106雙槽形導(dǎo)體間作用力：fb5*108*ish2*15*108*967322*12339.27(N/m)h條間贊同應(yīng)力bfbLb2alphLb12Walph12Wfb條間襯墊的最大贊同跨距：3/1412Walph1246.51067011.2219106Lbmaxfb3.744(m)一般每隔襯0.3-0.5m設(shè)一襯墊，故襯墊跨距Lb可取設(shè)發(fā)電機(jī)容量為10萬kW，發(fā)電機(jī)回路最大連續(xù)工作電流Imax＝6791A，最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax＝5200h，三相導(dǎo)體水平部署，相間距離a＝，發(fā)電機(jī)出線上短路時(shí)間tk＝，短路電流I’’，Itk/2＝28.0kA，Itk＝24.0kA，周圍環(huán)境溫度+35℃，鋁導(dǎo)體彈性模量E＝7×1010Pa，母線頻率系數(shù)Nf＝。要求選擇發(fā)電機(jī)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(yàn)，不全面，學(xué)過第六章后選擇發(fā)電機(jī)引出導(dǎo)體的詳細(xì)過程詳見后邊。解：〔1〕按長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)熱贊同電流選擇導(dǎo)體截面S，并求長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)熱溫度w附表1和附表2給出的導(dǎo)體載流量，是按最高贊同溫度70℃、基準(zhǔn)環(huán)境溫度25℃計(jì)算的，由于Ial,25CwF(al0)，故導(dǎo)體在35℃時(shí)的載流R量為Ial,35CwF(al)KIal,25CImaxR其中，Kal70357025al0Ial,25CImax67917717K查附表1和附表2知，發(fā)電機(jī)出口母線電流較大，矩形母線不能夠滿足要求，采用2條200mm×90mm×12mm標(biāo)準(zhǔn)槽形母線，S＝8080mm2，Ial,25℃8800A。那么Ial,35℃＝K×Ial,25℃＝×8800＝7744〔A〕在35℃時(shí)，4/14ImaxwF(w)RImaxwIal,35CwF(al)Ial,35CalR故Imax226791w(al)Ial2,35C35(7035)774461.9C(2)校驗(yàn)熱牢固〔合用計(jì)算法〕由于tk＝，求得熱效應(yīng)Qk＝Qp＋QnpQptk(I210It2k2It2k)161.867[(kA)2S]12QnpTI20.2362259.2[(kA)2S]由于正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度為oC，查圖3-13得Aw1016Jm4，故Ah12QkAw16)2421.0671060.461016S(8080101016Jm4查圖3-13得，h71C200C滿足熱牢固要求。學(xué)過第六章后的做題過程：解：〔1〕按長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)熱贊同電流選擇截面。Igmax58002)SJ8947(mmJ發(fā)電機(jī)出口母線電流大，矩形母線不能夠滿足要求，采用2條200mm×90mm×12mm標(biāo)準(zhǔn)槽形母線，S＝8080mm2，Kf＝，WY＝×10-6m3，J＝294×10－8m4，IY25o＝8800A。求得溫度修正系數(shù)K＝，o那么Ial35＝×8800＝7744〔A〕>6800A(2)校驗(yàn)熱牢固tk＝，求得熱效應(yīng)Qk＝Qp＋Qnp＝×106〔A2s〕5/14正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度為o，查表得C＝91，〔導(dǎo)體正常運(yùn)行時(shí)溫度計(jì)算詳見上面〕那么滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為QkKf6S209.95(mm2)8080(mm2)minC91滿足熱牢固要求。〔3〕共振校驗(yàn)—>選擇絕緣子跨距母線共振校驗(yàn)m＝Sm＝4040×10－6×2700＝〔kg/m〕設(shè)共振頻率f1＝200Hz，導(dǎo)體不發(fā)生共振時(shí)的最大絕緣子跨距：NfEJ7*1010*294*108Lmaxm2001.56(m)f1因此為使導(dǎo)體自振頻率大于200Hz，絕緣子最大跨距不一樣意高出，取為。4〕動(dòng)牢固校驗(yàn)取發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)，沖擊系數(shù)K＝那么ish1.92I''96.732kA，單位長(zhǎng)度上相間電動(dòng)力：721fph1.735*10*ish*a2319.2(N/m)相間應(yīng)力為phfphL22106〔Pa〕10W10106雙槽形導(dǎo)體間作用力：fb5*108*ish2*15*108*967322*12339.27(N/m)h條間贊同應(yīng)力bfbL2balphLb12Walph12Wfb6/14條間襯墊的最大贊同跨距：Lbmax12Walph1246.51067011.2219106fb3.744(m)一般每隔襯0.3-0.5m設(shè)一襯墊，故襯墊跨距Lb可取4-10220kV雙母或雙母帶旁母；110kV采用雙母帶旁母4－111〕原始資料解析和主接線方案的擬訂地方熱電廠〔小型地區(qū)性電廠，小于200MW，單機(jī)容量6～50MW〕―――擁有很多的發(fā)電機(jī)電壓出線，在地方負(fù)荷較低時(shí)，應(yīng)能將節(jié)余電能送入系統(tǒng)，而地方負(fù)荷較大時(shí)，能送系統(tǒng)倒送電能。發(fā)電機(jī)出口電壓等級(jí)6.3kV地方負(fù)荷容量不大，最大負(fù)荷30MW，最小負(fù)荷20MW，采用2臺(tái)25MW發(fā)電機(jī)的直饋線供電為宜。依照地方熱電廠的特點(diǎn)，發(fā)電機(jī)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(tái)發(fā)電機(jī)單機(jī)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(jī)組數(shù)目很多，在滿足地方負(fù)荷的前提下，50MW容量機(jī)組采用單元接線直接將把電能送入110kV電力系統(tǒng)?！不驍U(kuò)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(jì)性綜合考慮〕?！?〕變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇〔a〕兩電壓等級(jí)之間的變壓器由于要保證對(duì)發(fā)電機(jī)電壓上的負(fù)荷供電可靠性，接于發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器不應(yīng)少于2臺(tái)，故兩電壓等級(jí)之間采用兩臺(tái)主變。正常時(shí)，應(yīng)能將節(jié)余功率送往系統(tǒng)7/14當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)故障時(shí)，從系統(tǒng)倒送功率滿足最大負(fù)荷：(3025(10.1))/2當(dāng)一臺(tái)變壓器因故退出，應(yīng)能送出節(jié)余功率的70％以上：因此變壓器容量應(yīng)大于17.5MW，可選SF7-25000/110〔b〕單元接線的兩臺(tái)變壓器因此選SF7-75000/1105-10某火電廠廠用6kV備用變壓器容量為，UN=6kV，Uk%8，要求同時(shí)自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)容量為11400kW，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)Ky=5，cosN0.8,N0.9。試校驗(yàn)該備用變壓器容量能否滿足自啟動(dòng)要求。【參照答案】任選一種1〕電壓校驗(yàn)：取基準(zhǔn)容量SjSeh12500kVA，基準(zhǔn)電壓UjUp6kV高壓自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)容量標(biāo)么值：KhPh511400S*MNSehNcos0.812500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，U*oU*1X*t11S*h該高壓廠用母線為失壓或空載自啟動(dòng)，0.7，該組電動(dòng)機(jī)不能夠順利自啟動(dòng)。假設(shè)采用有載調(diào)壓變壓器

U*o1.1，8/14U*1U*o，該組電動(dòng)機(jī)能順利自1S*hX*t1啟動(dòng)。注意：該電廠為高溫高壓電廠，別的經(jīng)過備用變壓器取電，因此U*o12〕按容量校驗(yàn)：假設(shè)采用有載調(diào)壓變壓器U*o1.1，U*0U*1cosSt125001168811400PmU*1x*tKav0.085該組電動(dòng)機(jī)能夠順利自啟動(dòng)假設(shè)采用無激磁電壓調(diào)壓變壓器，U*0U*1cosStPm0.90.8125001022711400U*1x*tKav0.085該組電動(dòng)機(jī)不能夠順利自啟動(dòng)。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X*'〔基準(zhǔn)容量Sd100MVA〕，出線最大負(fù)荷為560A,出線保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr1s。d100MVA，Ud10.5kV，d解：SI由于UNs10.5kV,Imax560A，因此選擇SN1010/630斷路器?？傋杩筙*'歸算至系統(tǒng)的計(jì)算阻抗為：X*'0.141501009/14假設(shè)沒有加裝出線電抗器，系統(tǒng)供應(yīng)的短路電流為11501150kAI"X*'而SN1010/630斷路器的額定開斷電流為INbr16，小于I"，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，依照UNs10.5kV,Imax560A，初選NKL－10－600型電抗器。選擇電抗值，令I(lǐng)"INbr16kA，那么xL(%)(Idx'*)INUd100%I"IdUN(0.14)100%16102.33%因此選擇NKL－10－600－4型電抗器，其xL(%)4%，ies38.3kA，It2t342(kA)2s。電壓損失和殘壓校驗(yàn)：第一重算電抗器后短路電流x*LxL(%)IdUNINUd5.510x*x*Lx'*

換算到系統(tǒng)的計(jì)算電抗為10/14x"x0.49150**100短路電流11501150kAI"X*"電壓損失U(%)xL(%)Imaxsin5600.62.24%5%IN600殘壓校驗(yàn)UrexL(%)I"74.7%60~70%IN動(dòng)牢固校驗(yàn)和熱牢固校驗(yàn)短路計(jì)算時(shí)間tktprtinta1sQkI"2t2139.2[(kA)2s]ish2斷路器：INbr16I"11.2INcl40ish30.09It2t1622512Qkies40ish電抗器：It2t342Qk139.2，iesish6－10設(shè)發(fā)電機(jī)容量為25MW,UN10.5kV，最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax6000h，三相導(dǎo)體水平部署〔導(dǎo)體平放〕，相間距離a0.35m，發(fā)電機(jī)出線上短路時(shí)間tk，短路電流I"I，，tk2Itk19.2kA，周圍環(huán)境＋400C。試選擇發(fā)電機(jī)引出導(dǎo)體。解：1〕按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面。母線最大連續(xù)電流為〔注意最大連續(xù)電流計(jì)算中的〕11/14ImaxN1.0525〔kA)3UNcos依照?qǐng)D6－17查得Tmax6000h時(shí)，J0.68A/mm2，依照式－566有SJImax18042653(mm2)J查附表1，采用每相2條125mm10mm(2500mm2〕矩形鋁導(dǎo)體〔注意選湊近計(jì)算獲取的標(biāo)準(zhǔn)截面〕，平放時(shí)IN3152A，Kf。依照式6－54、6－55獲取，當(dāng)周圍環(huán)境＋400C時(shí)贊同電流為Ial7040KIN31522553A1804A7025滿足長(zhǎng)遠(yuǎn)贊同發(fā)熱條件。2〕熱牢固校驗(yàn)。短路周期重量熱效應(yīng)tk(I"222)222)98.41[(kA)2s]Qp10ItkItk12122短路非周期重量的熱效應(yīng)QnpTI"22147.97[(kA)2s]短路熱效應(yīng)QkQpQnp246.38[(kA)2s]正常運(yùn)行時(shí)最高溫度為w(h)(Imax)240(7040)(1804)255(0C)Ial255312/14查表6－9，獲取熱牢固系數(shù)C93，依照式6－57可得Smin1QkKf1246.3810622500mm2C93滿足熱牢固。3〕共振校驗(yàn)。依照式6－60計(jì)算不發(fā)生共振的最大絕緣子跨距mhb27003.375(kg/m)Ibh3123106(m4)取Nf3.56，f1155Hz，帶入式6－69獲取LmaxNfEI710101.63106f1m1552.06(m)取LLmax，那么1，滿足共振校驗(yàn)要求。4〕動(dòng)牢固校驗(yàn)取發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)，沖擊系數(shù)K1.9，那么沖擊電流ish2KI"73.09(kA)母線相間應(yīng)力fph