发电厂电气设备试题及答案知识交流

发电厂电气设备试题

发 电 厂 电 气 设 备 试 题 答 案

一、填空题（40分）

1. 导体的短时最高发热温度不超过导体材料的短时最高允许温度

2. B 相

271073.1sh i a L ⋅⋅

⨯-

3. 已知材料允许应力确定绝缘子最大允许跨距 已知材料应力和绝缘子跨距确定最大允许衬垫跨距 4．灭弧介质 5. 小

6. 在绝热状态下，导体温升达到稳定温升所需的时间

7. 减小

8、变电站、输电线路、用户

9．经济电流密度 长期发热运行电流 10. 好

11. 按炉分段 单母线分段

12. 弧隙电压恢复强度 弧隙介质恢复强度 弧隙介质恢复强度>弧隙电压恢复强度

二、选择题（12分）

1、C

2、D

3、C

4、C

三、按要求完成下面各题（48分） ① 计算发电机引出线的经济截面；（6分）

A

GN

14438.0105.103102005.1I 05.1I 36

max =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⋅==

（2分） 根据Tmax = 3200h ，查得经济电流密度J = 1.06 (A/mm 2

)

（2分）

则发电机引出线的经济截面为：1361

1.061443J S J ===N I （mm 2

） （2分）

② 若选用2×（80×8）的铝矩形母线且导体平放，计算其能否满足导体正常发热的要求；（6分）

按导体平放，查得2×（80×8）的铝矩形母线的 Ial=1858A ，Ks=1.27。 （2分）

计算温度修正系数966.0257028

70K ＝－－=

θ，

（2分） 则实际载流量为 17951858966.0K =⨯=⋅al I θ

（2分）

显然，Imax ＝1443 < 1795，可见能满足导体正常发热的要求

③ 按②中所选导体计算短路前母线工作温度；（2分）

C

I I C

al

ο

ο5517951443)2870(28)(2

22282

max 0al 0i =⋅-+=⋅

-+=θθθθ （2分）

④ 按②中所选导体计算短路时最高工作温度；（12分） 短路切除时间 )

(3.02.01.0t t t ab pr k

s =+=+= （2分）

周期分量热效应为

()()

)(6.15020221028123.010"12Q 2

222222/2p s kA I I I t k k t t k ⋅=+⋅+⋅=+⋅+⋅=

（2分） 因为)(1)(3.0t k s s <=，查表得非周期分量等效时间 T = 0.2(s)，则非周期分量热效应 )

(8.156282.0"T Q 222np s kA I ⋅=⋅⋅=＝ （2分）

短路全电流热效应

)

(4.3078.1566.150Q Q Q 2np p k s kA ⋅=+=+=

由C ο

55i =θ查得)/(1045.0A 4

16

i m J ⋅Ω⨯=

（2分）

则16

2

616

2k i f 10468.0)008.008.02(104.3071045.0Q A A ⨯=⨯⨯⨯+⨯=+=∴S

（2分） 查得导体短路时最高工作温度

C ο

65f =θ

（2分）

⑤ 计算热稳定最小截面；（4分）

由

C ο

55i =θ，查得93C = （2分） )

(5.21293/27.110307.4/K Q S 26s k min mm C =⋅⨯=⋅=∴

（2分）

⑥ 按②中所选导体计算作用在母线上的最大电动力；（4分）

冲击电流为

)(4.712828.12"

kA I K i sh sh =⋅⋅⋅⋅=＝ （2分）

则最大电动力

N/m)(1260104.717.01

1073.111073.1F 62727max ＝⨯⋅⋅⨯=⋅⋅

⨯=--sh i a

（2分）

⑦ 按②中所选导体计算每相2条导体间的电动力；

由 1.0808==h b

（2分）

和 09.08088

2=+=+-=+-h b b b h b b a （2分） 查得形状系数 4.0=K

（2分）

则每相2条导体间的电动力

N/m)(45.63724.0104.71008.01

105.21105.2f 628282-b1＝⋅⨯⋅⋅⨯=⋅⋅⋅

⨯=--K i b sh

⑧ 按②中所选导体计算由条间允许应力决定的条间衬垫的最大允许跨距。（6分）

由于母线为2条且平放，所以母线相当于相间电动力的的截面系数（抗弯矩）等于

)

(1005.1708.0008.0333.0333.0W 3622p m bh h -⨯=⋅⋅⋅=＝ （2分）

则相间应力

)(1064.101005.17102.1126010.6

622max Pa W L F W M ph ph ph

⨯=⨯⨯⨯===-σ

（2分）

由材料的条间允许应力决定的条间衬垫的最大跨矩等于

31

.045

.637210)64.1070(08.02008.0)(226

2121max

=⨯-⨯⨯⨯=-⨯=⨯=--b ph al b bal b f h b f h b I σσσ （2分）