發(fā)電廠電氣部分試題庫-計算題.doc

三、計算題第三章1某電廠的高、低廠用母線電壓分別為6kV和0.38kV，廠用高壓備用變壓器為分裂繞組有載調(diào)壓型, 其參數(shù)如下：SNh=40MVA， SNl=20MVA,Ukh%=9.5, 低壓廠用變壓器參數(shù)為：SNL=1000KVA，UKL%=10，高壓廠用母線已帶負荷5200KVA，自啟動電動機總功率為10360KW；低壓廠用母線自啟動電動機總功率為500KW，試問高、低壓串接自啟動時，低壓電動機能否成功自啟動？（高、低壓電動機平均啟動電流倍數(shù)為5，Ncos=0.8）（解：1）廠用高壓母線電壓校驗高壓廠用母線的合成負荷標(biāo)幺值為：高壓廠用變壓器電抗標(biāo)幺值為：高壓母線電壓標(biāo)幺值：2）低壓廠用母線電壓校驗低壓廠用母線的合成負荷標(biāo)幺值為：低壓廠用變壓器電抗標(biāo)幺值為：低壓母線電壓標(biāo)幺值：高、低壓串接自啟動時，低壓電動機能成功自啟動。滿足要求。）2某電廠的高、低廠用母線電壓分別為6KV和380KV，高壓廠用備用變壓器為雙繞組有載調(diào)壓型, 其參數(shù)如下：SNh=20MVA,Ukh%=9.5, 低壓廠用變壓器參數(shù)為：SNL=1000KVA，UKL%=10，高壓廠用母線已帶負荷5200KVA，自啟動電動機總功率為10360KW；低壓廠用母線自啟動電動機總功率為500KW，試問高、低壓串接自啟動時，低壓電動機能否成功自啟動？（高、低壓電動機平均啟動電流倍數(shù)為5，Ncos=0.8）（解：1）廠用高壓母線電壓校驗高壓廠用母線的合成負荷標(biāo)幺值為：高壓廠用變壓器電抗標(biāo)幺值為：高壓母線電壓標(biāo)幺值：2）低壓廠用母線電壓校驗低壓廠用母線的合成負荷標(biāo)幺值為：低壓廠用變壓器電抗標(biāo)幺值為：低壓母線電壓標(biāo)幺值：高、低壓串接自啟動時，低壓電動機能成功自啟動。滿足要求。）第四章1設(shè)發(fā)電機參數(shù)為：PN=25MW，UN=10.5KV，cos=0.8，環(huán)境溫度0=+40，按經(jīng)濟電流密度選擇發(fā)電機出線導(dǎo)體為2（12510）鋁導(dǎo)體（平放），Ial=3125A（+25時），Ks=1.45，K=0.81（40時），已知短路電流持續(xù)時間t=1.2秒，短路電流值I=I=28KA，試校驗所選導(dǎo)體能否滿足長期發(fā)熱允許電流和熱穩(wěn)定要求？（熱穩(wěn)定系數(shù)C=87）。（1）=1718 A 最大電流為1.05*1718=1803.9 A 可載流3125A 的導(dǎo)體在40時 載流能力為：溫度修正系數(shù)為：0.81，鄰近效應(yīng)系數(shù)為1.45導(dǎo)體的實際載流量為3125*0.81*=2531A1803.9A 按經(jīng)濟電流密度選擇的導(dǎo)體要進行長期最大電流效驗，效驗后合格。因此導(dǎo)體能滿足長期發(fā)熱允許電流。 （2）t=1.21 S 不考據(jù)短路電流非周期分量所發(fā)出的熱量 短路電流無衰減所以 kA2s 導(dǎo)體的熱穩(wěn)定效驗：=420mm2導(dǎo)體的截面積為2（125*10）=2500420 mm2因此可以用，熱穩(wěn)定滿足要求。第五章1如圖所示，某35KV出線回路I.max=630A,K點短路時，I”=I=18.72KA，繼電保護主保護和后備保護的動作時間分別為0.05秒和2秒；該回路斷路器需更換，現(xiàn)有一臺SW235C/1000型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下：UN=35KV，IN=1000A，INbr=24.8KA,iNcl=63.24KA,It=24.8KA(t=4秒)，ies=63.24KA,全開斷時間tab=0.11秒，試判斷此斷路器能否適用？35KVKQF解：2+0.11=2.111 S 不考據(jù)短路電流非周期分量所發(fā)出的熱量 由于短路電流無衰減所以 =2.08*(12)2 kA2s =1.8*1.414*18.72=48kA 應(yīng)該滿足的條件系統(tǒng)條件斷路器本身參數(shù)是否滿足分?jǐn)?shù)135kV35kV是2630A1000A是1分3(18.72)2*2.08 kA2s(24.8)2*4 kA2s是1分448kA63.2 kA是1分518.72kA24.8kA是1分650kA63.24kA是1分結(jié)論選擇的斷路器可以適用2某變電所10KV配電裝置中一回出線：Pmax=3500KW，=0.85，I=I=12KA ，繼電保護后備時間為2秒，此回路斷路器因故障需更換，現(xiàn)有一臺ZN5-10型斷路器，參數(shù)如下：INbr=20KA，iNcl=50KA，ies=50KA，It=20KA（t=4秒），tab=0.08秒，試判斷能否適用。解：=237.7A 2+0.08=2.081 S 不考慮短路電流非周期分量所發(fā)出的熱量 由于短路電流無衰減所以 =2.08*(12)2kA2s=1.8*1.414*12=30.5kA 應(yīng)該滿足的條件斷路器本身參數(shù)系統(tǒng)參數(shù)是否滿足分?jǐn)?shù)110kV10kV2630A237.7A13 (20)2*4 kA2s(12)2*2.08 kA2s1450kA30.5kA1520kA12kA1650kA30.5kA1結(jié)論選擇的斷路器可以適用3某10KV出線由無限大電源供電，已知該回路I.max=400A,短路時，I”=18KA，繼電保護主保護和后備保護的動作時間分別為0.1秒和2秒；現(xiàn)有一臺SN10I型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下：UN=10KV，IN=600A，INbr=20.2KA,iNcl=52KA,It=20.2KA(t=4秒)，ies=52KA,全開斷時間tab=0.1秒，試判斷此斷路器能否適用于該10KV回路？解：400A 2+0.1=2.11 S不考據(jù)短路電流非周期分量所發(fā)出的熱量 由于無限大系統(tǒng)，因此短路電流無衰減所以 =2.1*(18)2 kA2s =1.8*1.414*18=46kA 應(yīng)該滿足的條件斷路器本身參數(shù)系統(tǒng)條件是否滿足分?jǐn)?shù)110kV10kV2600A400A1分3(202)2*4 kA2s 2.1*(18)2 kA2s 1分450kA46kA1分5202kA18kA1分652kA46kA1分結(jié)論選擇的斷路器可以適用4已知：10KV饋線，最大額定電流為180A，系統(tǒng)短路電流為(不衰減)10kA，短路存在時間為1.1秒，電流互感器至最近一個絕緣子的距離為1米，相間的距離為400毫米。電流互感器回路接線采用不完全星形接法。電流互感器于測量儀表相距30m。電流互感器二次負荷見下表?，F(xiàn)初選LFC10屋內(nèi)型電流互感器，互感比200/5，準(zhǔn)確級0.5級，其二次負荷額定阻抗為0.6，動穩(wěn)定倍數(shù)KP為250，1秒熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=80。出線端部允許受力FP=736N，試（1）選擇連接導(dǎo)線截面（導(dǎo)線為銅芯，其電阻率為1.75*10-8 截面標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格有1.5,2.5,4,6mm2等），（2）進行動、熱穩(wěn)定校驗。電流互感器負荷（v.A）儀表電流線圈名稱A相B相電流表（46L1-A型）0.35功率表（46D1-W型）0.60.6電能表（DS1型）0.50.5總計14511解：電流互感器選擇的項目： 初選200/5A 準(zhǔn)確度為0.5級，二次負載為0.6歐姆，（1）1s 熱穩(wěn)定校驗 （5分）=80*200=16kA =256(KA2.S) =1.1*(10)2=110(KA2.S) 256(KA2.S) （2）動穩(wěn)定校驗（5分）=1.8*1.4142*10=25kA 內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：=250*1.4142*200=70.7kA25 kA外部動穩(wěn)定校驗：135.1 N 736 N（3）連接導(dǎo)線截面選擇（5分）不完全星形接法 接線時導(dǎo)線的計算長度為實際長度的；A相導(dǎo)體的負載為=1。45/（5*5）=0.058歐姆 不完全星型接法，計算長度為實際長度的，即為*30=51.96米 s1/(0.6-0.1-0.058)*P*l=2(mm)2 滿足要求。5如圖所示接線及參數(shù)，已知高壓側(cè)為無窮大電源，其短路容量為3500MVA，低壓母線短路時，發(fā)電機提供的短路電流I”=13.42KA，I=4.3KA，短路存在時間為2秒，試選擇發(fā)電機回路斷路器QF（取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA）。型 號UN(KV)IN(A)額定斷流量（KA）極限通過電流峰值(KA)額定關(guān)合電流峰值（KA）4S熱穩(wěn)定電流（KA）SN10-10I/63010630164040SN10-10I/100010100031.58080SN10-10I/200010200043.313013043.3SN10-10I/30010300043.313013043.3SN9-10/6001060014.436.836.814.4SN8-10/6001060011.6333311.6MWUN=10.5KVIN=1716A10.5KV110KV無窮大系統(tǒng)SFL1-31500KVA/110KVUk=10.5%解：發(fā)電機回路中的額定電流為1716A, 考慮最大情況1716*1.05=1801A （1分）初選SN10-10I/2000， （1分）短路計算點取在發(fā)電機出口處。（1分）短路電流為15kA. （1分）最大電流值（沖擊值）=39kA （1分） 應(yīng)該滿足的條件系統(tǒng)條件斷路器本身參數(shù)是否滿足分?jǐn)?shù)110kV10kV是21801A2000A是1分3(15)2*2 kA2s(43.3)2*4 kA2s是1分439kA130kA是1分515kA43.3kA是1分639kA130kA是1分結(jié)論選擇的斷路器可以適用6已知：某10KV出線回路I.max=280A,短路時：ish=22.6KA，Qk=78.8(KA2.S)，該出線上測量用電流互感器二次最大負荷電阻ra=0.02， 儀表距電流互感器l=20m, 接成不完全星形接線，準(zhǔn)確級要求1級。試選擇電流互感器和二次連接導(dǎo)線截面積。（銅電阻率為：1.75*10-8.m， 電流互感器參數(shù)見下表，導(dǎo)線面積有1.5、2.5、4.6mm2）解：電流互感器選擇的項目：根據(jù)電流互感器的額定電流：初選300400/5A 準(zhǔn)確度為1級，二次負載為0.4歐姆，1s熱穩(wěn)定電流為75倍，動穩(wěn)定電流為155倍。（1）1s 熱穩(wěn)定校驗=75*300=22.5kA =506.25(kA 2.S) 78.8(KA2.S) 滿足要求（2）動穩(wěn)定校驗 =155*1.4142*300=66kA 1/(0.4-0.1-0.02)*P*l=5.05(mm)2 選大于5.05且有生產(chǎn)的截面。7有一條35KV線路，Imax=600A，三相短路電流為最大，短路電流視為不變，I=I=20KA，ish=50KA，主保護動作時間為0.05秒，后備保護動作時間為1.1秒，今選用斷路器SW2-35和隔離開關(guān)GW5-35型，試校驗?zāi)芊襁m用。SW2-35 GW5-35UN=35KV UN=35KVIN=1000A IN=1000AINbr=24.8KA ies=83KAiNcl=63.8KA It=25KA（t=4）ies=63.8KAIt=24.8KA（t=4）tin=0.06ta=0.04應(yīng)滿足的要求斷路器本身參數(shù)系統(tǒng)條件是否滿足分?jǐn)?shù)隔離開關(guān)參數(shù)是否滿足條件評分135kV35kV35KV21000A600A1000A1 3(24.8)2*4 kA2s1.2*(20)2 kA2s 1分(25)2*4 kA2s1 463.8KA50kA1分83KA1 524.8KA20kA1分663.8KA50kA1分答案：35kV=1000A (max) 1.1+0.1=1.21 S （1分）不考據(jù)短路電流非周期分量所發(fā)出的熱量 （1分）由于無限大系統(tǒng)，因此短路電流無衰減所以=1.2*(20)2 kA2s （1分）滿足要求。8有一條35KV線路，Ixmax=600A，三相短路電流為最大，短路電流值視為不變，I”=I=20KA，ish=50KA，主保護時間為0.05秒，后備保護時間為1.1秒，今選用斷路器SW2-35和隔離開關(guān)GW5-35型，試校驗?zāi)芊襁m用。GW5-35UN=35KVIN=1000AIt=25KA(t=4”)ies=83KASW2-35UN=35KVIN=1000AINbr=24.8KAINcl=63.8KAIt=24.8KA(t=4”)ies=63.8KAtin=0.06”ta=0.04”答案：35kV=1000A (max) 1.1+0.1=1.21 S （1分）不考據(jù)短路電流非周期分量所發(fā)出的熱量 （1分）由于無限大系統(tǒng)，因此短路電流無衰減所以 =1.2*(20)2 kA2s （1分）應(yīng)滿足的要求斷路器本身參數(shù)系統(tǒng)條件是否滿足分?jǐn)?shù)隔離開關(guān)參數(shù)是否滿足條件評分135kV35kV35KV21000A600A1000A1 3(24.8)2*4kA2s1.2*(20)2 kA2s1 (25k)2*41 463.8 kA50kA1 83KA1 524.8 kA20kA1 663.8 kA50kA1 滿足要求。四、畫圖與說明第二章1畫出一種母聯(lián)兼旁路的接線示意圖，并寫出不停電檢修一條母線的操作步驟（正常時按固定連接方式工作，負荷分別接在兩條母線上）。設(shè)不停電檢修W2母線 1）將正常接于W2母線上運行的回路倒到W1上運行 2）拉QF0，再拉QS02、QS01 3）驗明W2無電后，接地即可檢修2某電廠有4臺發(fā)電機，兩臺100MW分別與雙繞組變壓器構(gòu)成發(fā)-變單元接線，以110KV接入系統(tǒng)，110KV接線采用雙母線；兩臺300MW也分別與雙繞組變壓器構(gòu)成發(fā)-變單元接線，以220KV接入系統(tǒng)，220KV接線采用雙母線帶旁路（設(shè)有專用旁路斷路器），220KV系統(tǒng)與110KV系統(tǒng)通過一臺自耦變壓器聯(lián)絡(luò)。試畫出完整的電氣主接線圖（出線可用L1,Ln示意）并說明：1、不停電檢修220KV出線L1中斷路器的操作步驟（正常按固定連接方式運行，設(shè)L1工作在母線W1上）。1、 廠用工作電源的引接方式。（在圖上標(biāo)出）（1）L1正常運行在W1上1）合QSp1、QSp3，再合QFp2）若旁母完好，合QS14（或拉QFp，合QS14，再合QFp）3）拉QF1，再拉QS13、QS114）驗明QF1兩側(cè)無電后，接地刀即可檢修。（2）廠用工作電源由主變低壓側(cè)引接3（1）畫出3/2斷路器接線圖（兩回線路，兩臺變壓器構(gòu)成2串）（5分）（2）畫出雙母線帶旁路接線圖（設(shè)有專用旁路斷路器，變壓器進線2回，出線用2回示意L1Ln），并寫出不停電檢修L1回路斷路器的操作步驟。(正常時接固定連接方式運行)（10分）不停電檢修L1中斷路器QF1步驟：（設(shè)L1正常運行在W1上）a、合QS01、QS04，再合QF0b、若旁母完好，合QS3（或拉QF0，合QS3，再合QF0）c、拉QF1，再拉QS2、QS1d、驗明QF1兩側(cè)無電后，接地刀，即可檢修。4某電廠有兩臺100MW機組，分別與三繞組變壓器構(gòu)成單元接線，中壓側(cè)（35kv）采用內(nèi)橋接線，高壓側(cè)（110kv）采用單母分段帶旁路接線（分段兼旁路），110kv出線共4回路，試畫出完整的電氣主接線，并說明：內(nèi)橋接線的適用條件；高壓廠用工作電源的引線方式。不停電檢修110KV出線斷路器的操作步驟。（正常運行時分段斷路器打開）答：1）2臺主變和2回線路情況下，當(dāng)線路較長，變壓器不需經(jīng)常投切時，可采用內(nèi)橋接線。2）由主變低壓側(cè)引接廠用工作電源。3）以不停電檢修L1中斷路器QF1為例，a、合QS01、QS04，再合QF0b、若旁母完好，合QS3（或拉QF0，合QS3，再合QF0）c、拉QF1，再拉QS2、QS1d、驗明QF1兩側(cè)無電后，接地刀，即可檢修。5某變電所有兩臺自耦型主變，高壓側(cè)500KV采用3/2斷路器接線，出線2回路，中壓側(cè)220KV，采用雙母帶旁路接線（設(shè)有專用旁路斷路器）出線4回，低壓側(cè)35KV采用內(nèi)橋接線，（1）試畫出變電所完整的電器主接線圖，（2）并寫出不停電檢修220KV出線L1回路的操作步驟。（正常時按固定連接方式運行）（3）內(nèi)橋接線與外僑接線有何不同，各適用于何場合？（2）設(shè)L1正常運行在W1上1）合QSp1、QSp3，再合QFp2）若旁母完好，合QS14（或拉QFp，合QS14，再合QFp）3）拉QF1，再拉QS13、QS114）驗明QF1兩側(cè)無電后，接地刀即可檢修。(3)內(nèi)橋橋連斷路器設(shè)置在變壓器側(cè)，外橋橋連斷路器設(shè)置在線路側(cè)。內(nèi)橋適用于線路較長和變壓器不需要經(jīng)常切換的情況。 外橋適用于線路較短和變壓器需要經(jīng)常切換的情況。6某電廠有兩臺125MW機組，分別與三繞組變壓器接成單元接線，高壓側(cè)110KV接成雙母線帶旁路接線（母聯(lián)兼旁路），中壓側(cè)35KV接成內(nèi)橋接線，要求：（1） 畫出完整的電氣主接線。（110KV出線畫兩回表示L1Ln）（2） 寫出不停電檢修110KVL1出線回路斷路器的操作步驟。（正常為固定連接方式運行）（2）設(shè)L1正常運行在W1上（上圖僅W1可帶旁母）1）將正常運行在W2上的回路倒到W1上運行2）拉QF0，再拉QS02、QS013）合QS01，QS03，再合QF04）合QS14（或拉QF0，合QS14，再合QF0）5) 拉QF1，再拉QS2、QS16）驗明QF1兩側(cè)無電后，接地刀即可檢修。7某電廠有兩臺機組，分別與一臺三繞組變壓器接成單元接線，升高電壓等級110KV接成單母線帶旁路接線（分段兼旁路），中壓35KV接成內(nèi)橋接線，要求：（15分）（1）畫出完整的電氣主接線。（110KV出線畫兩回表示L1Ln）（2）寫出內(nèi)橋接線的優(yōu)、缺點。（3） 畫出高壓廠用工作電源引接方式。（1）（2）內(nèi)橋：線路投切方便，線路故障不影響其它回路運行； 變壓器投切不方便，變壓器故障影響其它回路運行。 外橋：優(yōu)缺點與內(nèi)橋相反。（3）廠用工作電源由主變低壓側(cè)引接8某電廠有兩臺300MW發(fā)電機，分別與雙繞組變壓器構(gòu)成發(fā)變單元接線，以220KV接入系統(tǒng)，220KV接線采用雙母線帶旁路（設(shè)有專用旁路斷路器）。試畫出完整的電氣主接線圖（出線可用L1Ln示意）并說明：（1）雙母線帶旁路接線的優(yōu)點。（2）不停電檢修220KV出線L1中斷路器的操作步驟（正常時按固定連接方式連接，L1運行在W1母線上）。（3）廠用工作電源的引接方式。（1）優(yōu)點：a、供電可靠：可不停電輪流檢修母線，母線故障可迅速恢復(fù)供電；不停電檢修出線斷路器b、運行靈活c、試驗方便d、擴建方便（2）a、合QSp1、QSp3，再合QFpb、若旁母完好，合QS14（或拉QFp，合QS14，再合QFp）c、拉QF1，再拉QS13、QS11d、驗明QF1兩側(cè)無電后，接地刀即可檢修。 （3）廠用工作電源由主變低壓側(cè)引接9某電廠有兩臺300MW機組，分別與雙繞組變壓器接成單元接線，升高電壓等級220KV接成雙母線帶旁路接線（設(shè)母聯(lián)兼旁路），要求：（1）畫出完整的電氣主接線。（出線畫兩回表示L1Ln）(2)高壓廠用工作和起/備電源應(yīng)從哪里引接？(3）寫出不停電檢修L1出線回路斷路器的操作步驟。（正常為固定連接方式運行）（2）高壓廠用工作電源：從主變低壓側(cè)引接 高壓廠用起/備電源：從220kV系統(tǒng)引接（3）設(shè)L1正常運行在W1上（上圖僅W1可帶旁母）1）將正常運行在W2上的回路倒到W1上運行2）拉QF0，再拉QS02、QS013）合QS01，QS03，再合QF04）合QS14（或拉QF0，合QS14，再合QF0）5) 拉QF1，再拉QS2、QS16）驗明QF1兩側(cè)無電后，接地刀即可檢修。10某500KV樞紐變電所，有兩臺自耦變，高、中、低電壓等級為500/220/35KV，500KV有兩回線路，采用3/2斷路器接線，220KV接線有6回出線，采用雙母線帶旁路接線（設(shè)有專用旁路斷路器），35KV引接無功補償設(shè)備，采用單母線分段接線，試畫出完整的電氣主接線。并說明：（1）3/2斷路器接線的優(yōu)點和回路配置原則。（2）不停電檢修220KV一組母線的操作步驟（正常時按固定連接方式運行）。（1）1斷路器接線的優(yōu)點：可靠性和靈活性很高，任一母線故障或檢修均不停電，任一斷路器檢修也不停電，調(diào)度和擴建方便。 回路配置原則：同名元件應(yīng)配置在不同串內(nèi)，且還應(yīng)配置在不同側(cè)母線（特別是兩串時）（2）設(shè)檢修W1母線 步驟如下： a、將運行在W1上的回路倒到W2上運行 b、拉QFm，再拉QSm1，QSm2 c、驗明W1無電后，接地刀即可檢修。11某220KV變電所，裝置兩臺120MVA的雙繞組主變壓器，220KV側(cè)有四回線路，110KV側(cè)有10回。因均采用了性能良好的SF6斷路器，220KV和110KV分別采用雙母線和雙母線單分段接線，試畫出完整的電氣主接線，并寫出不停電檢修220KV母線（）的操作步驟。（設(shè)正常時母工作，II母備用）不停電檢修220kV母步驟：1、合QSm1，QSm2，再合QFm2、依次將每個回路與相連的隔