發(fā)電廠電氣部分課后習題-答案

1、第一章 能源和發(fā)電1-2 電能的特點：便于大規(guī)模生產和遠距離輸送；方便轉換易于控制；損耗小；效率高；無氣體和噪聲污染。隨著科學技術的發(fā)展，電能的應用不僅影響到社會物質生產的各個側面，也越來越廣泛的滲透到人類生活的每個層面。 電氣化在某種程度上成為現(xiàn)代化的同義詞。 電氣化程度也成為衡量社會文明發(fā)展水平的重要標志。1-3 火力發(fā)電廠的分類，其電能生產過程及其特點？答：按燃料分：燃煤發(fā)電廠；燃油發(fā)電廠；燃氣發(fā)電廠；余熱發(fā)電廠。按蒸氣壓力和溫度分：中低壓發(fā)電廠；高壓發(fā)電廠；超高壓發(fā)電廠；亞臨界壓力發(fā)電廠；超臨界壓力發(fā)電廠。按原動機分：凝所式氣輪機發(fā)電廠；燃氣輪機發(fā)電廠；內燃機發(fā)電廠和蒸汽燃氣輪機發(fā)電廠

2、。按輸出能源分：凝氣式發(fā)電廠；熱電廠。按發(fā)電廠總裝機容量分：小容量發(fā)電廠；中容量發(fā)電廠；大中容量發(fā)電廠；大容量發(fā)電廠。火電廠的生產過程概括起來說是把煤中含有的化學能轉變?yōu)殡娔艿倪^程。整個生產過程分三個系統(tǒng)：燃料的化學能在鍋爐燃燒變?yōu)闊崮?，加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎羝Q為燃燒系統(tǒng)；鍋爐產生的蒸汽進入氣輪機，沖動氣輪機的轉子旋轉，將熱能轉變?yōu)闄C械能，稱不汽水系統(tǒng)；由氣輪機轉子的機械能帶動發(fā)電機旋轉，把機械能變?yōu)殡娔埽Q為電氣系統(tǒng)。1-4 水力發(fā)電廠的分類，其電能生產過程及其特點？答：按集中落差的方式分為：堤壩式水電廠；壩后式水電廠；河床式水電廠；引水式水電廠；混合式水電廠。按徑流調節(jié)的程度分為：無

3、調節(jié)水電廠；有調節(jié)水電廠；日調節(jié)水電廠；年調節(jié)水電廠；多年調節(jié)水電廠。水電廠具有以下特點：可綜合利用水能資源；發(fā)電成本低，效率高；運行靈活；水能可儲蓄和調節(jié)；水力發(fā)電不污染環(huán)境；水電廠建設投資較大工期長；水電廠建設和生產都受到河流的地形，水量及季節(jié)氣象條件限制，因此發(fā)電量也受到水文氣象條件的制約，有豐水期和枯水期之分，因而發(fā)電量不均衡；由于水庫的興建，淹沒土地，移民搬遷，農業(yè)生產帶來一些不利，還可能在一定和程度破壞自然的生態(tài)平衡。1-5 抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用及其功能？答：抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用：調峰；填谷；備用；調頻；調相。功能：降低電力系統(tǒng)燃料消耗；提高火電設備利用率；可作

4、為發(fā)電成本低的峰荷電源；對環(huán)境沒有污染且可美化環(huán)境；抽水蓄能電廠可用于蓄能。第二章發(fā)電、變電和輸電的電氣部分2-1 哪些設備屬于一次設備？哪些設備屬于二次設備？其功能是什么？答：通常把生產、變換、分配和使用電能的設備，如發(fā)電機、變壓器和斷路器等稱為一次設備。其中對一次設備和系統(tǒng)運行狀態(tài)進行測量、監(jiān)視和保護的設備稱為二次設備。如儀用互感器、測量表計，繼電保護及自動裝置等。其主要功能是起停機組，調整負荷和，切換設備和線路，監(jiān)視主要設備的運行狀態(tài)。2-2 簡述 300MW 發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設備功能。答： 1）發(fā)電機與變壓器的連接采用發(fā)電機 變壓器單元接線；2）在主變壓器低壓側引接一臺高壓

5、廠用變壓器，供給廠用電；3）在發(fā)電機出口側，通過高壓熔斷器接有三組電壓互感器和一組避雷器；4）在發(fā)電機出口側和中性點側，每組裝有電流互感器4 個；5）發(fā)電機中性點接有中性點接地變壓器；6 ）高壓廠用變壓器高壓側，每組裝有電流互感器4 個。其主要設備如下：電抗器：限制短路電流；電流互感器：用來變換電流的特種變壓器；電壓互感器：將高壓轉換成低壓，供各種設備和儀表用，高壓熔斷器：進行短路保護；中性點接地變壓器：用來限制電容電2-3 簡述600MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設備功能。2-4 影響輸電電壓等級發(fā)展因素有哪些？答：1）長距離輸送電能；2）大容量輸送電能；3）節(jié)省基建投資和運行費用；4）電

6、力系統(tǒng)互聯(lián)。2-5 簡述交流500kV變電站主接線形式及其特點。答：目前，我國500kV變電所的主接線一般采用雙母線四分段帶專用旁路母線和3/2臺斷路器兩種接線方式。其中3/2臺斷路器接線具有以下特點：任一母線檢修或故障，均不致停電；任一斷路器檢修也不引起停電； 甚至在兩組母線同時故障（或一組母線檢修另一組母線故障）的極端條件下，功率均能繼續(xù)輸送。一串中任何 一臺斷路器退出或檢修時，這種運行方式稱為不完整串運行，此時仍不影響任何一個元件的運行。這種接線運 行方便，操作簡單，隔離開關只在檢修時作為隔離帶電設備用。2-11 簡述高壓直流輸電的優(yōu)點和缺點各有哪些？答：優(yōu)點：1）線路造價低，年電能損失

7、小；2）不存在系統(tǒng)穩(wěn)定問題；3）限制短路電流。4）調節(jié)快速，運行可靠；5）沒有電容充電電流。6）節(jié)省線路走廊。缺點：1）換流裝置較昂貴；2）消耗無功功率多；3）產生諧波影響；4）缺乏直流開關；5）不能用變壓器來改變電壓等級。第三章導體的發(fā)熱和電動力3-1研究導體和電氣設備的發(fā)熱有何意義？長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？答：電流將產生損耗，這些損耗都將轉變成熱量使電器設備的溫度升高。發(fā)熱對電氣設備的影響：使絕緣 材料性能降低；使金屬材料的機械強度下降；使導體接觸電阻增加。導體短路時，雖然持續(xù)時間不長，但短路 電流很大，發(fā)熱量仍然很多。這些熱量在適時間內不容易散出，于是導體的溫度迅速升高。同時，導體

8、還受到 電動力超過允許值，將使導體變形或損壞。由此可見，發(fā)熱和電動力是電氣設備運行中必須注意的問題。長期 發(fā)熱是由正常工作電流產生的；短時發(fā)熱是由故障時的短路電流產生的。3-2 為什么要規(guī)定導體和電氣設備的發(fā)熱允許溫度？短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫度是否相同， 為什么？答：導體連接部分和導體本身都存在電阻（產生功率損耗）；周圍金屬部分產生磁場，形成渦流和磁滯損耗；絕緣材料在電場作用下產生損耗，如：tg6值的測量載流導體的發(fā)熱：長期發(fā)熱：指正常工作電流引起的發(fā)熱短時發(fā)熱：指短路電流引起的發(fā)熱一發(fā)熱對絕緣的影響絕緣材料在溫度和電場的作用下逐漸變化，變化的速度于使用的溫度有關； 二發(fā)熱對導體接觸

9、部分的影響2溫度過高T表面氧化T電阻增大 T I 2 R T惡性循環(huán)三發(fā)熱對機械強度的影響溫度達到某一值 T 退火T機械強度Jt設備變形如：Cu長期發(fā)熱700C短期發(fā)熱300 0CAl長期發(fā)熱700C短期發(fā)熱200 0C3-3 導體長期發(fā)熱允許電流是根據什么確定的？提高允許電流應采取哪些措施？答：是根據導體的穩(wěn)定溫升確定的。為了載流量，宜采用電阻率小的材料，如鋁和鋁合金等；導體的形狀， 在同樣截面積的條件下，圓形導體的表面積較小，而矩形和槽形的表面積則較大。導體的布置應采用散熱效果 最最佳的方式。3-4 為什么要計算導體短時發(fā)熱最高溫度？如何計算？答：載流導體短路時發(fā)熱計算的目的在于確定短路時

10、導體的最高溫度不應超過所規(guī)定導體短路時發(fā)熱允許 溫度。當滿足這個條件時，則認為導體在短路時，是具有熱穩(wěn)定性的。計算方法如下：1）有已知的導體初始溫度 9w；從相應的導體材料的曲線上查出Aw；2）將Aw和Qk值代入式：1/S2Qk=Ah-Aw求出Ah；3）由Ah再從曲線上查得9h值。3-5 等值時間的意義是什么等值時間法適用于什么情況？答：等值時間法由于計算簡單，并有一定精度，目前仍得到廣泛應用。但是曲線所示是根據容量為500MW以下的發(fā)電機，按短路電流周期分量衰減曲線的平均值制作的，用于更大容量的發(fā)電機，勢必產生誤差。這時， 最好采用其它方法。3-6 用實用計算法和等值時間法計算短路電流周期分

11、量熱效應，各有何特點？答：用實用計算法中的電流是短路穩(wěn)態(tài)電流，而等值時間法計算的電流是次暫態(tài)電流。3-7 電動力對導體和電氣設備的運行有何影響？答：電氣設備在正常狀態(tài)下，由于流過導體的工作電流相對較小，相應的電動力較小，因而不易為人們所 察覺。而在短路時，特別是短路沖擊電流流過時，電動力可達到很大的數(shù)值，當載流導體和電氣設備的機械強 度不夠時，將會產生變形或損壞。 為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，必須研究短路沖擊電流產生的電動力的大小和特征，以便選用適當強度的導體和電氣設備，保證足夠的動穩(wěn)定性。必要時也可采用限制短路電流的措施。3-8 三相平行導體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在哪一相上，試加以解釋。答：

12、三相平等導體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在中間相B相上，因為三相短路時，B相沖擊電流最大。3-9 導體的動態(tài)應力系數(shù)的含義是什么，在什么情況下，才考慮動態(tài)應力？答：動態(tài)應力系數(shù)B為動態(tài)應力與靜態(tài)應力的比值，導體發(fā)生振動時，在導體內部會產生動態(tài)應力，對于動態(tài)應力的考慮，一般是采用修正靜態(tài)計算法，即在最大電動力Fmax上乘以動態(tài)應力系統(tǒng)數(shù) 0 ,以求得實際動態(tài)過程中的動態(tài)應力的最大值。3-10 大電流母線為什么常采用分相封閉母線？分相封閉母線的外殼有何作用？答：大電流母線采用分相封閉母線是由于：1）運行可靠性高，因母線置于外殼內，能防止相間短路，且外殼多點接地，可保障人體接人體接觸時的安 全。2）

13、短路時母線相間電動力大大降低，由于外殼渦流的屏蔽作用，使殼內的磁場減弱，對減小短路時的電動 力有明顯的效果；3）殼外磁場也因外殼電流的屏蔽作用而減弱，可較好改善母線附近的鋼構發(fā)熱；4）安裝的維護工作量小。3-11 怎樣才能減少大電流母線附近鋼構的發(fā)熱？答：減小大電流母線附近的鋼構發(fā)熱的措施：1）加大鋼構和導體間的距離，使布磁場強度減弱，因而可降低渦流和磁滯損耗；2）斷開鋼構回路，并加裝絕緣墊，消除環(huán)流；3）采用電磁屏蔽；4）采用分相封閉母線。廠用電第四章5-1 什么叫廠用電和廠用電率？答：發(fā)電機在啟動，運轉、停止，檢修過程中，有大量電動機手動機械設備，用以保證機組的主要設備和輸煤，碎煤，除塵及

14、水處理的正常運行。這些電動機及全廠的運行，操作，實驗，檢修，照明用電設備等都屬于廠用負荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。廠用電耗量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分數(shù)，稱為廠用電率。5-2 廠用電的作用和意義是什么？答：發(fā)電機在啟動、運轉、停機，檢修過程中，有大量電動機手動機械設備，用以保證機組的主要設備和輸煤，碎煤，除塵及水處理等的正常運行。降低廠用電率可以降低電能成本，同時也相應地增大了對電力系統(tǒng)的供電量。5-5 廠用電接線的設計原則是什么？對廠用電壓等級的確定和廠用電源引接的依據是什么？答：廠用電的設計原則主要是： 廠用電接線應保證對廠用負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運行。 接線應能靈活地適應正

15、常、事故、檢修等各種運行方式的要求。 廠用電源的對應供電性，本機、爐的廠用負荷由本機組供電。 設計時還應適當注意其經濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術、 新設備， 使廠用電接線具有可 行性和先進性。 在設計廠用電接線時， 還應對廠用電的電壓等級、 中性點接地方式、 廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進行分析和論證。廠用電的電壓等級是根據發(fā)電機的額定電壓，廠用電動機的電壓和廠用電，供電網絡等因素，相互配合，經技術經濟比較后確定的。5-8 發(fā)電廠和變電站的自用電在接線上有何區(qū)別？答：發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)一般采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接受和分配電能。廠用電源由相應的高壓廠用母線

16、供電。而變電站的站用電源引接方式主要有： 1）由變電站內主變壓器第三繞組引接，站用變壓器高壓側要選用較大斷流容量的開關設備，否則要加限流電抗器。2）當站內有較低母線時，一般由這類電壓母線上引接兩個站用電源。這種站用電源引接方式經濟性好和可靠性高的特點； 3） 500kV 變電站的外接電源多由附近的發(fā)電廠或變電站的低壓母線引接。5-9 何謂廠用電動機的自啟動？為什么要進行電動機自啟動校驗？如果廠用變壓器的容量小于自啟動電動機總容量時，應如何解決？答：廠用電系統(tǒng)運行的電動機，當突然斷開電源或廠用電壓降低時，電動機轉速就會下降，甚至會停止運行，這一轉速下降的過程稱為惰行。若電動機失去電壓后，不與電源

17、斷開，在很短時間內，廠用電源恢復或通過自動切換裝置將備用電源投入，此時，電動機惰行還未結束，又自動啟動恢復到穩(wěn)定狀態(tài)運行，這一過程稱為電動機自啟動。分為：失壓自啟動；空載自啟動；帶負荷自啟動。若參加自啟動的電動機數(shù)目多，容量大時，啟動電流過大，可能會使廠用母線及廠用電網絡電壓下降，甚至引起電動機過熱，將危及電動機的安全以及廠用電網絡的穩(wěn)定運行，因此，必須進行電動機自啟動校驗。若不能滿足自啟動條件，應采用以下措施： 限制參加自啟動的電動機數(shù)量。 機械負載轉矩為定值的重要設備的電動機， 因它只能在接近額定電壓下啟動， 也不應參加自啟動， 可采用低電壓保護和自動重合閘裝置，即當廠用母線電壓低于臨界值

18、時，把該設備從母線上斷開，而在母線電壓恢復后又自動投入。對重要的廠用機械設備，應選用具有較高啟動轉矩和允許過載倍數(shù)較大的電動機與其配套。在不得已的情況下，或增大廠用變壓器容量，或結合限制短路電流問題一起考慮進適當減小廠用變壓器的阻抗值。第五章導體和電氣設備的原理與選擇6-1 什么是驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間tk 以及電氣設備的開斷計算時間tbr？答：演算熱穩(wěn)定的短路計算時間tk為繼電保護動作時間tpr和相應斷路器的全開斷時間tbr之和，而tbr是指 斷路器分斷脈沖傳送到斷路器操作機構的跳閘線圈時起，到各種觸頭分離后的電弧完全熄滅位置的時間段。6-2 開關電器中電弧產生與熄滅過程與那些因素有關？答

19、：電弧是導電的，電弧之所以能形成導電通道，是因為電弧柱中出現(xiàn)了大量的自由電子的緣故。電弧形 成過程：電極發(fā)射大量自由電子：熱電子 +強電場發(fā)射；弧柱區(qū)的氣體游離，產生大量的電子和離子：碰撞 游離+熱游離。電弧的熄滅關鍵是去游離的作用，去游離方式有2種：復合：正負離子相互吸引，彼此中和；擴 散：弧柱中的帶電質點由于熱運行逸出弧柱外。開關電器中電弧產生與熄滅過程與以下因素有關：電弧溫度；電場強度；氣體介質的壓力；介質特性；電極材料。6-3 開關電器中常用的滅弧方法有那些？答：有以下幾種滅弧方式：1）利用滅弧介質，如采用 SF6氣體；2）采用特殊金屬材料作滅弧觸頭；3）利用氣體或油吹動電弧，吹弧使帶

20、電離子擴散和強烈地冷卻面復合；4）采用多段口熄??；5）提高斷路器觸頭的分離速度，迅速拉長電弧，可使弧隙的電場強度驟降，同時使電弧的表面突然增大，有利于電弧的冷卻和帶電質點向周圍介質中擴散和離 子復合。6-4 為提高電流互感器容量，能否采用同型號的兩個互感器在二次側串聯(lián)或并聯(lián)使用？答：可以將電流互感器串聯(lián)使用，提高二次側的容量，但是要求兩個電流互感器型號相同。因為電流互感 器的變比是一次電流與二次電流之比。兩個二次繞組串聯(lián)后，二次電路內的額定電流不變，一次電路內的額定 電流也沒有變，故其變比也保持不變。二次繞組串聯(lián)后，因匝數(shù)增加一倍，感應電勢也增加一倍，互感器的容 量增加了一倍。也即每一個二次繞

21、只承擔二次負荷的一半，從而誤差也就減小，容易滿足準確度的要求。在工 程實際中若要擴大電流互感器的容量，可采用二次繞組串聯(lián)的接線方式。不能將電流互感器并聯(lián)使用。6-5 電壓互感器一次繞組及二次繞組的接地各有何作用？接地方式有何差異？答：電壓互感器一次繞組直接與電力系統(tǒng)高壓連接，如果在運行中電壓互感器的絕緣損壞，高電壓就會竄 入二次回路，將危及設備和人身的安全。所以電壓互感器二次繞組要有一端牢固接地。6-6 電流互感器的誤差與那些因素有關？答：電流互感器的電流誤差 fi及相位差Si決定于互感器鐵心及二次繞組的結構，同時又與互感器運行狀態(tài)（二次負荷Z2L及運行鐵心的磁導率 v值）有關。6-7運行中為

22、什么不允許電流互感器二次回路開路？答：需要強調的是電流互感器在運行時，二次繞組嚴禁開路。二次繞組開路時，電流互感器由正常工作狀 態(tài)變?yōu)殚_路狀態(tài)，12=0,勵磁磁動勢由正常為數(shù)甚小的10N1驟增為11N1,鐵心中的磁通波形呈現(xiàn)嚴重飽和和平頂波，因此，二次繞組將在磁能過零時，感應產生很高的尖頂電動勢，其值可達數(shù)千伏甚至上萬伏（與Ki及Ii大小有關），危及工作人員的安全和儀表、繼電器的絕緣。由于磁感應強度劇增，會引起鐵心和繞組過熱。此外，在鐵心中還會產生剩磁，使互感器準確級下降。6-8在發(fā)電廠中，電壓互感器的配置原則有那些？答：1）母線；2）線路；3）發(fā)電機；4）變壓器6-9 如圖6-14所示接線，

23、設25MW發(fā)電機（UN=10.5kV , In=1718A）,回路裝有儀表：電流表 3只，有 功功率表、無功功率表、有功電能表、無功電能表、電壓表及頻率表各1只，互感器距控制室的距離為 60m o試選擇該回路中供測量表計用的電流互感器 4及電壓互感器13。解：6-10 選擇10kV配電裝置的出線斷路器及出線電抗器。設系統(tǒng)容量為150MVA,歸算至10kV母線上的電源短路總電抗X2疔0.14 （基準容量Sd=100MVA）,出線最大負荷為 560A,出線保護動作時間tpr= 1s。解：假設選擇斷路器為 SN10-10I =165,全分閘時間tbr=0.1s,基準容量 Sd= 100MVA Ud=

24、10.5kV, Id=5.5kAIdINU d5.5600 10500Xl（%） =（- -x'*T）-N d- 100% =（-0.14）100% =2.33%tNbr- IdUN165500 10000選擇4%的電抗NKL-10-600-4 ,參數(shù)如下：xL(%)=4% ies=38.28kA I t2t = 342(kA)2 s 計算如下：3)電壓損失和殘壓校驗：電抗標么值：x*l -XL(%)IUN -0.04 5500 10000 -0.349INUd600 10500x* 三=x? x*l =0.14 0.349 -0.489短路計算時間：tk =tpr+tbr =1+0.

25、1 =l.ls ,查短路電流計算曲線并換算成短路電流有名值,I"=12.1kA, 1035 =9.9kA,I1=9.35kA。電壓損失和殘壓分別為：Imax .560 U (%) ： Xl(%) 4sin =0.04 0.6 =2.24% <5%IN600I"12.1Ure(%) =xL(%)=0.04 80.7% 60% 70%In0.64)動、熱穩(wěn)定校驗。Qk222I" 10Itk/2 Itk1212.12 9.92 9.35212_21.1 =30.42(kA)222s :二 342 (kA)2 sish =Ksh、2I" =2.55 12.

26、1 =30.86(kA) ： 38.28(kA)可見，電壓損失、殘壓、動熱穩(wěn)定均滿足要求。6-11按經濟電流密度選擇的導體，為何還必須按長期發(fā)熱允許電流進行校驗？配電裝置的匯流母線，為何不按經濟電流密度選擇導體截面？答：略6-12設發(fā)電機容量為25MW,最大負荷利用小時數(shù) Tmax=6000h,三相導體水平布置，相間距離a= 0.35m,發(fā)電機出線上短路時間tk= 0.2s,短路電流I "=27.2kA , %/2=21.9kA,鼠=19.2kA。周圍環(huán)境溫度+40oC。試選擇發(fā)電機引出導體。解：1)按經濟電流密度選擇導線截面。I max1.05Pn1.05 25 103N =180

27、4(A).3U N cos 3 10.5 0.82查圖 6-17 曲線 2,得：J =0.68A/mmI max 則：Sj =J180422653(mm ) 0.68選擇100 X 10mm的三條矩形導體水平布置，允許電流I =3284 A ,集膚效應Kf =1.7截面積為 al 25 C資料3000mrH當環(huán)境溫度為40 C時:70 -40I 女=K I =1 al 40 C ,x 1 al 25 C 丫 7。253284 =0.816 3284 = 2681(A) (Imax1804 A)2）熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度:22一二0 (，-%)* =40 (7040)182 =54 CI

28、昊16812查表6-9,得熱穩(wěn)定系數(shù) C =93,則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為:Qk=Qp QnpQp222I"10Itk/2 Itkt_2_2_227.221.919.2x1212_ 20.2 =26.47(kA) s發(fā)電機出口短路待會，非周期分量等值時間T取0.2sQnp -T I"2 -0.2 27.22 -148.0(kA)2 s2Qk =QP Qnp =26.47 148.0 =174.47(kA)2 sjQkKf。17447M106 M1 722Smin = =185(mm ) ： 3000(mm )C93滿足熱穩(wěn)定要求。3)動穩(wěn)定校驗。導體自振頻率由以下求

29、得：m=h b ：w=0.1 0.01 2700 = 2.7kg/mbh20.01 0.131212_64= 0.83 10 (m )f1L；M3.56 .17 1010 0.83 10上122.7= 522(Hz) 155Hz可不計母線共振影響。取發(fā)電機出口短路時，沖擊系數(shù)K =0.9 ,則ish =1.9.2I" =2.69 27.2 =73.17(kA)母線相間應力計算如下:fph =1.73 10, i2h/a -1.73 10, 731702/0.35 =2646(N / m)bh2oW =二0.5 0.01 0.122=50 10&(m3)7Phf ph L210

30、W2646 1210 50 10"=5.292 106(Pa)母線同相條間作用應力計算如下:10100= 0.12b -b b h10 10=0.091,10 1004b - b _ 30b h - 110=0.273K12 =0.45, K13 =0.6 則:一9292fb =8(K2 +K13) M10 Mish/b =8x(0.45+0.6/10 K73170 /0.01 =4497(Pa)臨界跨距Lcr （每相三條鋁導體 九=1197）及條間襯墊最大跨距 Lbmax分別為:Lcr = b4 h/fb =1197 0.014 0.1/4497 =0.822(m)Lbmax =b

31、. 2h(Fal=ph)/fb = 0.01 . 2-0.1(7015.2廠106/4497 = 0.54(m)所選襯墊跨距應小于L5及Lb m ax。ci mi ax6-13 選擇100MW發(fā)電機和變壓器之間母線橋的導體。已知發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流Imax= 6791A,Tmax= 5200h,連接母線三相水平布置，相間距離a=0.7m,最高溫度+35oC,母線短路電流| =36kA ,短路熱效應 Qk=421.1（kA） 2?s。解：1）按經濟電流密度選擇導線截面。I max = 6791A, Tmax =5200h查圖 6-17 曲線 2,得：J =0.78A/mm2 ,則:Sj1

32、max67910.78=8706(mm2)選才I h =225mm,b =105mm,C =12.5mm, r =16mm的雙槽形導體水平布置，導體截面積9760mm允許電流I=10150A,集膚效應系數(shù)Kf =1.285。當環(huán)境溫度為35二C時:al 25 C1al 35 C =K 1al 25 C70 -35一:70 - 2510150 =0.89 10150 =8951(A) (Imax =6791A)2）熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度: 1 max -0)77-1 al ：0=35 (70-35)67972289512=55 C查表6-9,得熱穩(wěn)定系數(shù) C =93,則滿足短路時發(fā)熱的最

33、小導體截面為:已知：Qk =421.1(kA)2 sSminQkKfC421.1 106 1.28593= 250(mm2):二 9760(mm2)滿足熱穩(wěn)定要求。3）動穩(wěn)定校驗。導體自振頻率由以下求得：取發(fā)電機出口短路時，沖擊系數(shù) K =1.9,則ish =1.9,2I" = 2.69 36=96.84(kA)母線相間應力計算如下:o 7 1-1aofb =2(0.5ish)2 10-5 10-ifh5 10- 968402/0.225 = 2084(N/m)hhW =Wy =66.5 10-6(m3)fbLb12WY= 4.16ishhWY2084 1212 66.5 10-6=

34、 2.612 106(Pa)；(：al=69 106 Pa)第六章 配電裝置7-1 對配電裝置的基本要求是什么？答：對配電裝置的基本要求是：1）保證運行可靠；2）便于操作、巡視和檢修；3）保證工作人員的安全；4） 力求提高經濟性；5）具有擴建的可能。7-2 試述最小安全凈距的定義及其分類。答：最小安全凈距是指在這一距離下，無論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內、外過電壓時，都不使空氣氣隙被擊穿，對于敞露在空氣中的屋內、外配電裝置中有關部分之間的最小安全凈距分為A、B、C、D、E五類。7-3 試述配電裝置的類型及其特點。答：配電裝置按電氣設備裝設地點不同，可分為屋內配電裝置和屋個配電裝置；按其組裝方式，

35、可分為裝 配式和成套式。屋內配電裝置的特點：1）由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較小；2）維修、巡視和操作在室內進行，可減少維護工彳量，不受氣候影響；3）外界污穢空氣對電氣設備影響較小，可減少維護工作量；房屋建設投資較大，建設周期長，但可采用價格較低的戶內設備。屋外配電裝置的特點：1） 土建工作量和費用較小，建設周期短；2）與屋內配電裝置相比，擴建比較方便；3）想念設備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；4）與屋內配電裝置相比，占地面積積大；5）受外界環(huán)境影響，設備運行條件較差，需加強絕緣；6）不良氣候對設備維修和操作影響大。成套配電裝置的特點：1）電氣設備封閉可半封閉的金屬中，相間和對地距離可縮小，結構緊湊，上地面積??；2）所有設備已在工廠組裝成一體；3）運行可靠性高，維護方便； 4）耗用鋼材較多，造價較高。7-4 簡述配電裝置的設計原則和設計要求。答：配電裝置的設計原則是配電裝置的設計必須認真貫徹國家的技術經濟政策，遵循有關規(guī)程、規(guī)范及技 術規(guī)定，并根據電力系統(tǒng)、自然環(huán)境特點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設備，積 極慎重地采用新布置、新設備、新材料和新結構，使配電裝置設計不斷創(chuàng)新，做到技術先進、經濟合理、運行 可靠和維護方便。發(fā)電廠和變電站的