发电厂电气部分计算题答案(114)

求得温度修正系数 K＝0.88，
则 Ial35o＝0.88×8800＝7744 （A） > 6800A
在 35℃时，导体长期工作温度：
w

(al


)
I2 max
I2 al ,35C

35

(70

35)


6791 7744
2

61.9C
Imax Ial,35C
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℃＝0.88×8800＝7744（A）
在 35℃时，
Imax Ial ,35C
wF (w ) R
wF (al R
)

10.9
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＝1.9
则 ish 1.9 2I '' 96.732kA，
单位长度上相间电动力：
f ph
1.735*107
* is2h
*
1 a

10
I
2 tk
2

I2 tk
)
161.867[(kA)2
S]
Qnp TI2 0.2362 259.2[(kA)2 S]
由 于 正 常 运 行 时 导 体 温 度 为 61.9oC ， 查 图 3-13 得
Aw 0.461016 J m4 ，故
Ah

fb L2b 12W
al
ph

Lb

12W al ph fb
条间衬垫的最大允许跨距：
Lbmax
12W al ph fb

12 46.5106 70 11.2219106
3.744(m) 2339.27
一般每隔衬 0.3-0.5m 设一衬垫，故衬垫跨距 Lb 可取 0.5m
S]
Qnp TI2 0.2362 259.2[(kA)2 S]
正常运行时导体温度为 61.92o，查表得 C＝91， 则满足短路时发热的最小导体截面为
Smin
Qk K f C
421.067106 1.237 250.795(mm2 ) 8080(mm2 )k 91
何种接线方式？画出接线图并简要说明。
4-11、某新建地方热电厂有 2×25MW+2×50MW 共 4 台发电机， cos 0.8 ，UN=6.3kV, 发电机电压级有 10 条电缆馈线，其最大综合负荷为 30MW，最小为 20MW，厂用电率为
10%，高压侧为 110kV，有 4 回线路与电力系统相连，试初步设计该厂主接线图，并
发电机出口电压等级 6.3kV 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 6.3kV 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限制短路电流。
Ky=5，cos N
0.8,N
0.9 。试校验该备用
变压器容量能否满足自启动要求。
【参考答案】任选一种 1 ） 电 压 校 验 ： 取 基 准 容 量 S j Seh 12500kVA ， 基 准 电 压
U j U p 6kV
高压自启动电动机的启动容量标么值：
S*M
N
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＝Sm＝4040×10－6×2700＝10.9（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：
Lmax
Nf f1
EJ 3.56 7 *1010 * 294*108 1.56(m)
m 200
Kh Ph cosN Seh

511400 0.9 0.812500
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,25C
wF (al 0 ) ，故导体在 35℃时的载流 R
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＝0.2s，短路电流 I’’=36.0kA，Itk/2＝28.0kA，Itk＝ 24.0kA，周围环境温度+35℃，铝导体弹性模量 E＝7×1010Pa，母线频率系 数 Nf＝3.56。要求选择发电机引出导体。
Nf f1
EJ 3.56 7 *1010 * 294*108 1.56(m)
m 200
10.9
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＝1.9
则 ish 1.9 2I '' 96.732kA，
1 S2
Qk

Aw

1 (8080106 )2
421.067106

0.46 1016
0.5251016 J m4
查图 3-13 得，h 71C 200C 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。
SJ
I g max J
单位长度上相间电动力：
f ph
1.735*107
* is2h
*
1 a

2319.2( N
/
m)
相间应力为 f phL2 2319.21.52 11.2219106 （Pa） ph 10W 10 46.5106
双槽形导体间Biblioteka 用力：fb5 *108
* is2h
*
1 h
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： (30 25(1 0.1)) / 2 3.75MW 当一台变压器因故退出，应能送出剩余功率的 70％以上： (2 25(1 0.1) 20)0.7 17.5MW 所以变压器容量应大于 17.5MW，可选 SF7-25000/110
（ b ） 单 元 接 线 的 两 台 变 压 器 1.150(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 12.5MVA，
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

5 *108
*967322
*
1 0.2

2339.27( N
/
m)
条间允许应力b
fb L2b 12W
al
ph

Lb

12W al ph fb
条间衬垫的最大允许跨距：
Lbmax
12W al ph fb

12 46.5106 70 11.2219106
发电厂电气部分计算题答案
3.9 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＝0.2s，短路电流 I’’=36.0kA，Itk/2＝28.0kA，Itk＝24.0kA，周围环境温度+35℃， 铝导体弹性模量 E＝7×1010Pa，母线频率系数 Nf＝3.56。要求选 择发电机引出导体。
wF (w ) R




wF (al )
R

Imax I al ,35C


w


al


(2)校验热稳定
由于 tk＝0.2s，求得热效应 Qk＝Qp＋Qnp
Qp

tk 12
(I 2
10 I t2k
2

I2 tk
)
161.867[(kA)2
则 Ial35o＝0.88×8800＝7744 （A） > 6800A
(2)校验热稳定
tk＝0.2s，求得热效应 Qk＝Qp＋Qnp＝295.07×106（A2s）
正常运行时导体温度为 61.92o，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
Smin
Qk K f C
3.744(m) 2339.27