发电厂电气部分计算题答案

发电厂电气部分计算题

答案

集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]

发电厂电气部分计算题答案

设发电机容量为10万kW，发电机回路最大持续工作电流Imax ＝6791A，最大负荷利用小时Tmax＝5200h，三相导体水平布置，相间距离a＝0.7m，发电机出线上短路时间tk＝，短路电流I’’=，Itk/2＝，Itk＝，周围环境温度+35℃，铝导体弹性模量E＝7×1010Pa，母线频率系数Nf＝。要求选择发电机引出导体。 学过第六章后的做题过程：

解：（1）按长期发热允许电流选择截面

发电机出口母线电流大，矩形母线不能满足要求，选用2条200mm×90mm×12mm标准槽形母线，S＝8080mm2，Kf＝，WY＝×10-6m3， J＝294×10－8m4，IY25o＝8800A。求得温度修正系数K＝，

则Ial35o＝×8800＝7744 （A） > 6800A 在35℃时，导体长期工作温度： (2)校验热稳定

由于tk＝，求得热效应Qk＝Qp＋Qnp

正常运行时导体温度为，查表得C＝91， 则满足短路时发热的最小导体截面为 满足热稳定要求。

（3）共振校验—>选择绝缘子跨距

母线共振校验m＝S?m＝4040×10－6×2700＝（kg/m） 设共振频率f1＝200Hz，

导体不发生共振时的最大绝缘子跨距：

所以为使导体自振频率大于200Hz，绝缘子最大跨距不允许超过1.56m，取为1.5m。 （4）动稳定校验—>选择衬垫跨距 取发电机出口短路时，冲击系数K＝ 则ish1.92I''96.732kA，

2单位长度上相间电动力：fph1.735*107*ish*2319.2(N/m)

1a相间应力为ph2319.21.5211.2219106（Pa） 610W1046.510fphL2双槽形导体间作用力：

12WalphfbL2b条间允许应力b alphLb12Wfb条间衬垫的最大允许跨距：

一般每隔衬-0.5m设一衬垫，故衬垫跨距Lb可取0.5m

设发电机容量为10万kW，发电机回路最大持续工作电流Imax＝6791A，最大负荷利用小时Tmax＝5200h，三相导体水平布置，相间距离a＝0.7m，发电机出线上短路时间tk＝，短路电流I’’=，Itk/2＝，Itk＝，周围环境温度+35℃，铝导体弹性模量E＝7×1010Pa，母线频率系数Nf＝。要求选择发电机引出导体。

下面学过第三章内容后：选截面+热稳校验，不全面，学过第六章后选择发电机引出导体的详细过程详见后面。

解：（1）按长期发热允许电流选择导体截面S，并求长期发热温度?w

附表1和附表2给出的导体载流量，是按最高允许温度70℃、基准环境温度25℃计算的，由于Ial,25C量为 其中，KwF(al0)R，故导体在35℃时的载流

al70350.88

al07025查附表1和附表2知，发电机出口母线电流较大，矩形母线不能满足要求，选用2条200mm×90mm×12mm标准槽形母线，S＝8080mm2，Ial,25℃＝8800A。则Ial,35℃＝K?×Ial,25℃＝×8800＝7744（A） 在35℃时， 故

(2)校验热稳定（实用计算法）

由于tk＝，求得热效应Qk＝Qp＋Qnp

由于正常运行时导体温度为，查图3-13得Aw0.461016Jm4，故 查图3-13得，h71C200C满足热稳定要求。 学过第六章后的做题过程：

解：（1）按长期发热允许电流选择截面。

发电机出口母线电流大，矩形母线不能满足要求，选用2条200mm×90mm×12mm标准槽形母线，S＝8080mm2，Kf＝，WY＝×10-6m3， J＝294×10－8m4，IY25o＝8800A。求得温度修正系数K＝， 则Ial35o＝×8800＝7744 （A） > 6800A (2)校验热稳定

tk＝，求得热效应Qk＝Qp＋Qnp＝×106（A2s） 正常运行时导体温度为，查表得C＝91，（导体正常运行时温度计算详见上面）

则满足短路时发热的最小导体截面为 满足热稳定要求。

（3）共振校验—>选择绝缘子跨距

母线共振校验m＝S?m＝4040×10－6×2700＝（kg/m） 设共振频率f1＝200Hz，

导体不发生共振时的最大绝缘子跨距：

所以为使导体自振频率大于200Hz，绝缘子最大跨距不允许超过1.56m，取为1.5m。 （4）动稳定校验

取发电机出口短路时，冲击系数K＝ 则ish1.92I''96.732kA，

2单位长度上相间电动力：fph1.735*107*ish*12319.2(N/m) a相间应力为ph2319.21.52611.221910（Pa） 610W1046.510fphL2双槽形导体间作用力：

12WalphfbL2b条间允许应力b alphLb12Wfb条间衬垫的最大允许跨距：

一般每隔衬-0.5m设一衬垫，故衬垫跨距Lb可取0.5m

4-10

220kV双母或双母带旁母；110kV采用双母带旁母 4－11 1）

原始资料分析和主接线方案的拟定

地方热电厂（小型地区性电厂，小于200MW，单机容量6～

50MW）―――具有较多的发电机电压出线，在地方负荷较低时，应能将多余电能送入系统，而地方负荷较大时，能送系统倒送电能。

发电机出口电压等级 地方负荷容量不大，最大负荷30MW，最小负荷20MW，采用2台25MW发电机的直馈线供电为宜。根据地方热电厂的特点，发电机电压接线采用有母线的接线方式。鉴于出线回路多，且两台发电机单机容量在25MW, 宜采用双母分段接线，并在分段母线间及电缆馈线上安装电抗器以短路电流。

因机组数目较多，在满足地方负荷的前提下，50MW容量机组采用单元接线直接将把电能送入110kV电力系统。（或扩大单元接线）

110kV出线4回，采用双母线带旁母，并采用专用旁母断路器（或双母线，单母带旁母――可靠性和经济性综合考虑）。

（

2）变压器台数和容量的选择

（a）两电压等级之间的变压器

因为要确保对发电机电压上的负荷供电可靠性，接于发电机电压母线上的主变压器不应少于2台，故两电压等级之间采用两台主变。

正常时，应能将剩余功率送往系统 (225(10.1)20)/212.5MW 当一台发电机故障时，从系统倒送功率满足最大负荷： 当一台变压器因故退出，应能送出剩余功率的70％以上： 所以变压器容量应大于，可选SF7-25000/110

（b）单元接线的两台变压器 1.150(10.1)49.5MW 所以选SF7-75000/110

5-10 已知某火电厂厂用6kV备用变压器容量为， UN=6kV，

Uk%8，要求同时自启动的电动机容量为11400kW，电动机

启动电流倍数Ky=5，cos0.8,N0.9。试校验该备用变压器

N容量能否满足自启动要求。 【参】任选一种

1 ）电压校验：取基准容量SjSeh12500kVA，基准电压

UjUp6kV

高压自启动电动机的启动容量标么值：

S*MKhPh5114006.33

NcosNSeh0.90.812500 高压厂用母线电压，（只需做一种假设）假设采用无激磁电压调压变压器，

该高压厂用母线为失压或空载自启动，0.680.7，该组电动机不能顺利自启动。

假设采用有载调压变压器U*o1.1，

U*1U*o1.10.710.7，该组电动机能顺利自

1S*hX*t116.331.10.08启动。

注意：该电厂为高温高压电厂，另外通过备用变压器取电，所以

U*o1

2）按容量校验：假设采用有载调压变压器U*o1.1， 该组电动机可以顺利自启动 假设采用无激磁电压调压变压器， 该组电动机不能顺利自启动。 第六章

6－7 选择某10kV配电装置的出线断路器及出线电抗器。设系统容量为150MVA，归算至10kV母线上的电源短路总电抗X*'0.14（基准容量Sd100MVA），出线最大负荷为560A, 出线保护动作时间tpr1s。

解：Sd100MVA，Ud10.5kV，Id5.5kA

由于UNs10.5kV, Imax560A，因此选择SN1010/630断路器。 总阻抗X*'归算至系统的计算阻抗为：X*'0.141500.21 100假设没有加装出线电抗器，系统提供的短路电流为

I\"1150115039.3 kA X*'310.50.21310.5而SN1010/630断路器的额定开断电流为INbr16，小于I\"，因此需要加装出线电抗器，以满足轻型断路器的要求。

选择出线电抗器，根据UNs10.5kV, Imax560A，初选NKL－10－600型电抗器。

选择电抗值，令I\"INbr16kA，则

所以选择NKL－10－600－4型电抗器，其xL(%)4%，

ies38.3kA，It2t342(kA)2s。

电压损失和残压校验： 首先重算电抗器后短路电流

x*x*Lx'*0.350.140.49\"x*x*0.49 换算到系统的计算电抗为

1500.735 1001150115011.2kA \"X*310.50.735310.5Imax560sin0.040.62.24%5% IN600短路电流 I\"电压损失 U(%)xL(%)残压校验 UrexL(%)I\"11.20.0474.7%60~70% IN0.6动稳定校验和热稳定校验

短路计算时间 tktprtinta10.050.061.11s 断路器：INbr16I\"11.2 INcl40ish30.09

It2t1622512Qk139.2

电抗器：It2t342Qk139.2，ies38.3ish30.09

6－10 设发电机容量为25MW, UN10.5kV，最大负荷利用小时

Tmax6000h，三相导体水平布置（导体平放），相间距离

a0.35m，发电机出线上短路时间tk0.2s，短路电流I\"27.2kA，

Itk21.9kA，Itk19.2kA，周围环境＋400C。试选择发电机引出导

2体。

解：1）按经济电流密度选择母线截面。母线最大持续电流为（注意最大持续电流计算中的）

根据图6－17查得Tmax6000h时，J0.68A/mm2，根据式6－56有

查附表1，选用每相2条125mm10mm(2500mm2）矩形铝导体（注意选接近计算得到的标准截面），平放时IN3152A，Kf1.45。根据式6－、6－55得到，当周围环境＋400C时允许电流为 满足长期允许发热条件。 2）热稳定校验。 短路周期分量热效应 短路非周期分量的热效应 短路热效应

正常运行时最高温度为

查表6－9，得到热稳定系数C93，根据式6－57可得 满足热稳定。

3）共振校验。根据式6－60计算不发生共振的最大绝缘子跨距 取Nf3.56，f1155Hz，带入式6－69得到

取L1.5mLmax，则1，满足共振校验要求。 4）动稳定校验

取发电机出口短路时，冲击系数K1.9，则冲击电流 母线相间应力 由bh102bb100.08，0.074，查图3－18得到125bh10125K120.37。

同相条间应力

L/Lbmax1.5/0.42.757，所以每跨内安装2个衬垫，实际衬垫跨

距为Lb1.5/30.5(m)，满足动稳定的要求。