熊信银《发电厂电气部分》第四版课后习题答案含计算题(6)

U*1?U*o1.1??0.71?0.7，该组电动机能顺利自启动。

1?S*h?X*t11?6.33?1.1?0.08注意：该电厂为高温高压电厂，另外通过备用变压器取电，所以U*o?1 2）按容量校验：假设采用有载调压变压器U*o?1.1，

Pm??1.1?0.7U*0?U*10.9?0.8?12500?11688?11400 ?cos?St?0.7?1.1?0.08?5U*1x*tKav该组电动机可以顺利自启动

假设采用无激磁电压调压变压器，

Pm??1.05?0.7U*0?U*10.9?0.8?12500?10227?11400 ?cos?St?0.7?1.1?0.08?5U*1x*tKav该组电动机不能顺利自启动。 第六章

6－7 选择某10kV配电装置的出线断路器及出线电抗器。设系统容量为150MVA，归算至10kV母线上的电源短路总电抗X*'??0.14（基准容量，出线最大负荷为560A, 出线保护动作时间tpr?1s。 Sd?100MVA）

解：Sd?100MVA，Ud?10.5kV，Id?5.5kA

由于UNs?10.5kV, Imax?560A，因此选择SN10?10/630断路器。 总阻抗X*'?归算至系统的计算阻抗为：X*'??0.14?150?0.21 100假设没有加装出线电抗器，系统提供的短路电流为

I\?11501150????39.3 kA 'X*?3?10.50.213?10.5而SN10?10/630断路器的额定开断电流为INbr?16，小于I\，因此需要加装出线电抗器，以满足轻型断路器的要求。

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选择出线电抗器，根据UNs?10.5kV, Imax?560A，初选NKL－10－600型电抗器。

选择电抗值，令I\?INbr?16kA，则

xL(%)?(?(IdIU?x'*?)Nd?100%I\IdUN5.50.6?10.5?0.14)?100% 165.5?10?2.33%所以选择NKL－10－600－4型电抗器，其xL(%)?4%，ies?38.3kA，

It2t?342(kA)2?s。

电压损失和残压校验： 首先重算电抗器后短路电流

x*L?xL(%)??0.04??0.35x*??x*L?x'*??0.35?0.14?0.49IdUNINUd5.5?10

0.6?10.5150?0.735 100 换算到系统的计算电抗为 x*\??x*??0.49?短路电流 I\?11501150????11.2kA \X*0.7353?10.53?10.5?Imax560sin??0.04??0.6?2.24%?5% IN600电压损失 ?U(%)?xL(%)残压校验 ?Ure?xL(%)I\11.2?0.04??74.7%?60~70% IN0.6动稳定校验和热稳定校验

短路计算时间 tk?tpr?tin?ta?1?0.05?0.06?1.11s

Qk?I\2t?11.22?1.11?139.2[(kA)2?s]

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ish?1.9?2?11.2?30.09kA

断路器：INbr?16?I\?11.2 INc??h30. 0It2t?162?2?512?Qk?139.2 l40?isies?40?ish?30.09

电抗器：It2t?342?Qk?139.2，ies?38.3?ish?30.09

6－10 设发电机容量为25MW, UN?10.5kV，最大负荷利用小时，相间距离a?0.35m，发电Tmax?6000h，三相导体水平布置（导体平放）

机出线上短路时间tk?0.2s，短路电流I\?27.2kA，It?21.9kA，It?19.2kA，

k2k周围环境＋400C。试选择发电机引出导体。

解：1）按经济电流密度选择母线截面。母线最大持续电流为（注意最大持续电流计算中的1.05）

Imax?1.05PN3UNcos??1.05?25?1.804（kA)

3?10.5?0.8根据图6－17查得Tmax?6000h时，J?0.68A/mm2，根据式6－56有

SJ?Imax1804??2653(mm2) J0.68查附表1，选用每相2条125mm?10mm(?2500mm2）矩形铝导体（注意选接近计算得到的标准截面），平放时IN?3152A，Kf?1.45。根据式6－54、6－55得到，当周围环境＋400C时允许电流为

Ial?KIN?70?40?3152?2553A?1804A 70?25满足长期允许发热条件。 2）热稳定校验。 短路周期分量热效应

Qp?tk0.222222(I\2?10It2?I)?(27.2?10?21.9?19.2)?98.41[(kA)?s] tkk12122第 28 页 共 30 页

短路非周期分量的热效应

Qnp?TI\2?0.2?27.22?147.97[(kA)2?s]

短路热效应

Qk?Qp?Qnp?98.41?147.97?246.38[(kA)2?s]

正常运行时最高温度为

?w???(?h??)(Imax218042)?40?(70?40)()?55(0C) Ial2553查表6－9，得到热稳定系数C?93，根据式6－57可得

Smin?11QkKf?246.38?106?1.45?203.2mm2?2500mm2 C93满足热稳定。

3）共振校验。根据式6－60计算不发生共振的最大绝缘子跨距

m?h?b???0.125?0.01?2700?3.375(kg/m)

I?bh312?0.01?0.1253/12?1.63?10?6(m4)

取Nf?3.56，f1?155Hz，带入式6－69得到

Lmax?Nff1EI3.567?1010?1.63?10?6??2.06(m) m1553.375取L?1.5m?Lmax，则??1，满足共振校验要求。 4）动稳定校验

取发电机出口短路时，冲击系数K?1.9，则冲击电流

ish?2KI\?1.9?2?27.2?73.09(kA)

母线相间应力

fph?1.73?10?7?1?(73.09?103)2?2646.33(N/m) 0.35bh20.01?0.1252W???5.21?10?5(m3)

33第 29 页 共 30 页

?ph2646.33?1.526???11.43?10(Pa) ?510W10?5.21?10102b?b10?0.08，??0.074，查图3－18得到K12?0.37。 125b?h10?125fphL2由?bh同相条间应力

121fb?2.5K12ish?10?8?2.5?0.37?73.092?106??10?8?4942（N/m)

b0.01Lcr??b4h/fb?1003?0.0140.125/4942?0.71(m) Lbmax?12(?al??ph)Wfb?b2h(?al??ph)fb2?0.125?(70?106?11.43?106)?0.01?0.544(m)4942L/Lbmax?1.5/0.544?2.757，所以每跨内安装2个衬垫，实际衬垫跨距为Lb?1.5/3?0.5(m)，满足动稳定的要求。

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