《发电厂电气主系统第3版许珉习题解答全部计算题解答与课程设计部分解答第3版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电厂电气主系统第3版许珉习题解答全部计算题解答与课程设计部分解答第3版（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,为方便使用本教材或换用本教材，特编写了本教材习题中全部计算题的解答和课程设计的部分解答（第3版和第2版均可使用），可作为习题课电子教案，有不妥或错误之处请同行老师批评指正。,2,习题3-6如果图3-9中旁路断路器和旁路回路的隔离开关都是断开状态，线路WL1运行在母线W1上，试写出检修QF1时的不停电倒闸操作过程。,解: 1.合上QS1和QS3; 2.合上QFp; 3.QFp合闸成功（说明旁母完好）,合上QS1p（等电位合闸）; 4.断开QF1; 5.拉开QS13和QS11; 6.做安全措施。,3,习题3-7有两个限流电抗器，额定电压都是10kV，其中一个的额定电流为200A，电抗百分数为3
2、%，另一个的额定电流为400A，电抗百分数为4%，哪个限流作用效果好？,解:额定电流为200A的电抗器的电抗有名值为,额定电流为300A的电抗器的电抗有名值为,可以看出：额定电流为200A，电抗百分数为3%的电抗器的电抗大，限流作用效果好。,4,习题3-9,解: 首先计算运行费,计算抵偿年限T，标准抵偿年限为5年,应该选投资高的第I方案。,某电气主接线设计中，有两个技术性能相当的初步方案，其中方案1的综合投资为900万元，年电能损耗为5106kWh，折旧费及检修维护费合计为30万元；方案2的综合投资为800万元，年电能损耗为7106kWh，折旧费及检修维护费合计为20万元。设平均电价为0.20
3、元/kWh，标准抵偿年限为5年，试用抵偿年限法选出最佳方案。,习题3-10,某企业的自备热电厂有三台机组，其中100MW机组为发电机-变压器单元接线直接接入110kV母线，另外两台25MW机组经6kV机压母线和机压母线上的变压器接入110kV母线。机压母线上接入的16回电缆线路是本企业的重要负荷，其最大综合负荷为35MW，cos =0.8，厂用电率为10%；110kV母线上有4回出线，其中2回为本厂与系统的联络线，2回接附近两个终端变电所。请设计该厂的电气主接线，并选择主变压器 。,解: (1)单元接线主变容量选择,查有关发电机的技术参数资料，可得100MW发电机, cos =0.85,额定电
4、压为10.5kV。,选择主变压器容量为：120MVA，变比为121/10.5kV。,6,(2)机压母线上的主变容量选择,优先选2台同容量的主变,1）发电机出力最大，而发电机电压母线上的负荷最小时，扣除厂用电负荷后，主变压器能将剩余的功率送入电力系统。当缺乏具体资料时，最小负荷可取为最大负荷的60%70%。,7,2）发电机电压母线上的最大一台发电机停机时，主变压器应能从电力系统倒送功率，满足发电机电压母线上的最大负荷和厂用电的需要，即,考虑了停运机组的起动厂用负荷。,8,3）若发电机电压母线上接有两台或两台以上主变时，其中一台容量最大的主变压器退出运行时，应该能输送母线最大剩余功率的60%70%
5、以上，即,选2台20MVA的主变压器，电压为121/6.3kV。,该厂的电气主接线设计可参考图3-27。,习题3-11某110 kV变电所，其35 kV侧出线为架空线(无架空地线)，6回线路总长是120 km；其10 kV侧出线为电缆，16根电缆的总长度是25 km，请计算35kV和10kV系统的对地电容电流IC，并决定两个系统是否应该设置消弧线圈，若需要请选择消弧线圈的型号。,考虑母线增加13%的电容电流后，总电容电流为,Ic=1.1311.34=12.81A10A 因此需要在35kV中性点上加装消弧线圈，采用过补偿方式，消弧线圈的 计算容量为,查附录A表A-32，选容量为400kVA的消弧
6、线圈。,解：35kV系统,10kV系统,Ic=1.1625=2930A,10kV系统不需要安装消弧线圈。,考虑母线增加16%的电容电流后，总电容电流为,10,习题3-12某变电所安装两台容量为31.5MVA， 电压等级为110/10kV的双绕组主变，请选择该变电所10kV母线上应该装设的无功补偿电容器的台数与接线方式。注：按主变容量的15%左右选择,接线采用单星形, 大小搭配分两组分别安装在10kV两段母线上。,解：选无功补偿容量为23000kvar+21800kvar=9600kvar，9600/63000=15.238%，在主变容量的10%30%范围内，符合规范要求，大小搭配分两组分别安装
7、在10kV两段母线上，每段母线安装4800kvar。 并联电容器采用构架式结构屋外放置，接线选单星形接线。 3000kvar组每相1000kvar，选3台334 kvar单相电容器并联。 1800kvar组每相600kvar，选3台200 kvar单相电容器并联。,习题4-15,解：,x*t =1.1Uk /100=1.18/1000.088,允许自启动的电动机总容量为14160.84 kW，能满足自启动要求。,试校验某高温高压火电厂6kV高压备用厂用变压器的容量，能否满足厂用电动机自起动要求。已知高压备用厂用变压器的容量为12.5MVA，Uk 8；要求同时自起动电动机容量为11000kW，电
8、动机的平均起动电流倍数为5，cos=0.8 ， =0.9。,12,习题5-7根据附录有关参考资料，查出以下导体的长期允许电流并回答问题（设环境温度 ）。,(1)8010mm2单条矩形铝导体，平放及竖放时的长期允许电流各是多少？二者为何不同？ (2)2（1008）mm2双条矩形铝导体，平放时的长期允许电流是多少？它为何小于同样条件下两根单条矩形铝导体的长期允许电流之和？,解:(1) 8010mm2平放为1411A;竖放为1535A，竖放散热好。,(2)2(1008)mm2平放为2259A; 1008mm2平放为1547A，两根1008mm2平放为21547A 。 两根单条矩形铝导体有效散热面积大
9、。,13,习题5-8,解：,（1）短路电流热效应,（2）短时发热最高温度,由导体的正常工作温度为50，查图5-5曲线可得Ai=0.41016J/（m4）。,若已知63mm10mm铝导体回路中之短路电流I”=28.3kA，I1=23.8kA， I2=19kA，短路切除时间为tk=2s，导体的正常工作温度为50，集肤系数为Ks=1.04，试计算导体的短路电流热效应和短时发热最高温度。,14,查图5-5曲线可得f =98200，导体不会因短时发热而损坏，满足热稳定要求。,。,15,对于多等跨简支，由表5-4查得Nf=3.56，导体的固有频率为,可查得动态应力系数为,习题5-9某变电站10kV汇流母线
10、在同一平面内竖放，铝导体尺寸为125mm10mm，支柱绝缘子距离为1m，试求导体的固有频率及动态应力系数 。,解：导体断面二次矩,16,已知一台额定电压为10.5kV的QF2-25-2型汽轮发电机(额定容量为25MW，额定功率因数为0 .8)的最大负荷利用时间为5500h/年，试分别用按最大持续工作电流和按经济电流密度两种方法分别初选其引出线的母线截面，并说明应以哪个作为选择结果（拟采用平放在同一平面内的矩形铝导体，周围环境温度为30）。,习题6-4,解: （1）按经济电流密度选择导体截面,采用矩形铝导体，根据年最大负荷利用小时5500h，由图6-3可以查得J=0.73，经济截面为,查矩形铝导
11、体长期允许载流量表，每相选用2条125 mm10 mm双条矩形铝导体，平放时允许电流Ial=3152A ，集肤系数Ks=1.45。环境温度为30时的允许电流为,满足长期发热条件要求。,（2）按长期发热选择截面,根据Imax=1804A，选单条平放LMY-1258 矩形导体，,平放时允许电流Ial=1920A ，环境温度为30时的允许电流为,因为是发电机回路，应选双条平放LMY-2(12510 )矩形导体。,（1）热稳定校验,习题6-5,根据上题中所选择的矩形铝导体截面，并已知相间距离a = 0.7m，支持绝缘子跨距L=1.2m，发电机主保护的动作时间tpr=0.1s，发电机出口断路器的全分闸时
12、间tab=0.2s，发电机引出线中的最严重短路电流I”= kA，I0.15=29kA，I0.3=27kA。试校验其短路热稳定与动稳定。,19,短路前导体的工作温度为,查表6-2，用插值法得,所选截面S=2500mm2Smin=278.7mm2，能满足热稳定要求。,（2）共振校验,20,取=1，即不考虑共振影响。,（3）动稳定校验,相间电动力,相间应力,21,根据,，,可以查得形状系数,，条间电动力为,最大允许衬垫跨距,衬垫临界跨距,每跨选取2个衬垫时,可以满足动稳定要求。,22,习题6-6根据有关参考资料，求出按下列条件直埋在土中的铝心油浸纸绝缘电力电缆（三芯）的长期允许载流量： (1) UN
13、=10kV，S=120mm2，土壤热阻系数为120cm/W，土壤温度为10。,(2) UN=10kV，S=2(120)mm2，土壤热阻系数为80cm/W，土壤温度为10，两条电缆并列直埋土中，电缆净距100mm。,解 :在附表中查出各K的数值。 (1)长期允许载流量,(2)长期允许载流量,23,习题6-7某电厂由10kV机压母线用双回电缆线路向一重要用户变电所供电。用户最大负荷5000kVA，最大负荷利用小时数为5200h/年，当一回电缆线路故障时，要求另一回仍能供给80%的最大负荷。线路长度较短，直埋土中， 电缆净距为100mm2，高湿度土壤，土壤温度10，短路电流I”=10kA, I1=7
14、. 6kA, I2=6.9kA。短路切除时间为2s，试选择该电缆。,解 正常情况下每回路的最大持续工作电流为,根据最大负荷利用小时数5200h/年，查图6-3 曲线1，得 J=0.72,直埋敷设一般选用钢带铠装电缆，每回路选用两根三芯油浸纸绝缘铝心铝包铠装防腐电缆，每根S=95mm2，高湿度热阻系数为80cm/W，此时的允许载流量为Ial=185A，最高允许温度为60，额定环境温度为25。,长期发热按一回电缆线路故障时转移过来的负荷校验，即,满足长期发热要求。,短路热效应,短路前电缆的工作温度,热稳定系数C为,满足热稳定要求。,由于电缆较短不用电压损失校验,根据以上计算可以看出，所选电缆满足要
15、求。,27,习题6-8. 解（1）支柱绝缘子的选择 根据装设地点及工作电压，位于屋内部分选择ZB-10Y型户内支柱绝缘子，其高度H =215mm，抗弯破坏负荷Fde=7350N。,mm=242 mm,可以满足动稳定要求。如选ZL-10/8型,28,（2）穿墙套管的选择 根据装设地点、工作电压及最大长期工作电流，选择CWLC2-10/2000型户外铝导体穿墙套管，其UN=10kV，IN=2000A，Fde=12250N，套管长度Lca=0.435m，5 s热稳定电流为40kA。,(kA)2s 满足热稳定要求。,满足动稳定要求。,29,习题6-9选择某电网末端变电所10kV出线中的高压断路器及隔离
16、开关（屋内）。已知：线路最大持续工作电流为480A，所配置的过电流保护动作时间为1.5s，线路首端的短路电流在整个短路过程中保持不变为11.7kA。,解: 根据额定电压和Imax =480A，初选SN10-10I/630型少油断路器。,断路器和隔离开关选择比较结果 选校项目 计算数据 SN10-10I/630型 GN6-10T/600型 额定电压/kV 10 10 10 额定电流/A 480 630 600 额定开断电流/kA 11.7 16 - - 额定关合电流/kA 29.835 40- - 热稳定校验/(kA)2s 219 1622 2024 动稳定校验/kA 29.835 40 52,30,习题6-10某发电厂的电气主接线如下图所示，已知主要设备参数为：T1和T2，SN=20MVA，ud%=10.
