发电厂电气部分计算题答案

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I max ＝6791A，最大负荷利用小时T max＝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t k＝0.2s，短路电流I’’=36.0kA，I tk/2＝28.0kA，I tk＝2

4.0kA，周围环境温度+35℃，铝导体弹性模量E＝7×1010Pa，母线频率系数N f＝3.56。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，K f＝1.237，W Y ＝46.5×10-6m3， J＝294×10－8m4，I Y25o＝8800A。求得温度修正系数K＝0.88，

则I al35o＝0.88×8800＝7744 （A） > 6800A

在35℃时，导体长期工作温度：

(2)校验热稳定

由于t k＝0.2s，求得热效应Q k＝Q p＋Q np

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

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 ρm ＝4040×10－6×2700＝10.9（kg/m ） 设共振频率f 1＝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 ＝1.9

则''96.732sh i kA ==，

单位长度上相间电动力：72

1

1.735*10**2319.2(/)ph sh f i N m a

-==

相间应力为2

26

6

2319.2 1.511.221910101046.510ph ph

f L W σ-⨯===⨯⨯⨯（Pa ） 双槽形导体间作用力：

条间允许应力

212b b

b al ph b f L L W σσσ=≤-⇒≤

条间衬垫的最大允许跨距：

一般每隔衬0.3-0.5m 设一衬垫，故衬垫跨距L b 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I max ＝6791A ，最大负荷利用小时T max ＝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t k ＝0.2s ，短路电流I ’’=36.0kA ，I tk/2＝28.0kA ，I tk ＝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N f ＝3.56。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θw

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,25I al C ︒=35℃时的载流

量为

其中，0.88K θ=

==

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 ＝8080mm 2，I al,25℃＝8800A 。则I al,35℃＝K θ×I al,25℃＝0.88×8800＝7744（A ） 在35℃时， 故

(2)校验热稳定（实用计算法）

由于t k ＝0.2s ，求得热效应Q k ＝Q p ＋Q np 由于正常运行时导体温度为

61.9o C ，查图

3-13

得

()1640.4610w A J m ≈⨯Ω⋅，故

查图3-13得，71200h C C θ≈︒<︒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 ＝8080mm 2，K f ＝1.237，W Y ＝46.5×10-6m 3， J ＝294×10－8m 4，I Y25o ＝8800A 。求得温度修正系数K ＝0.88， 则I al35o ＝0.88×8800＝7744 （A ） > 6800A (2)校验热稳定

t k ＝0.2s ，求得热效应Q k ＝Q p ＋Q np ＝295.07×106（A 2s ） 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 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 ρm ＝4040×10－6×2700＝10.9（kg/m ） 设共振频率f 1＝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 ＝1.9

则''96.732sh i kA ==，

单位长度上相间电动力：72

1

1.735*10**

2319.2(/)ph sh f i N m a

-== 相间应力为2

2

66

2319.2 1.511.221910101046.510

ph

ph f L W σ-⨯==⨯=⨯⨯（Pa ） 双槽形导体间作用力：

条间允许应力

212b b

b al ph b f L L W σσσ=≤-⇒≤

条间衬垫的最大允许跨距：