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1、-发电厂电气部分试题库-计算题-第 12 页三、计算题第三章1某电厂的高、低厂用母线电压分别为6kV和0.38kV，厂用高压备用变压器为分裂绕组有载调压型, 其参数如下：SNh=40MVA， SNl=20MVA,Ukh%=9.5, 低压厂用变压器参数为：SNL=1000KVA，UKL%=10，高压厂用母线已带负荷5200KVA，自启动电动机总功率为10360KW；低压厂用母线自启动电动机总功率为500KW，试问高、低压串接自启动时，低压电动机能否成功自启动？（高、低压电动机平均启动电流倍数为5，Ncos=0.8）（解：1）厂用高压母线电压校验高压厂用母线的合成负荷标幺值为：高压厂用变压器电抗标
2、幺值为：高压母线电压标幺值：2）低压厂用母线电压校验低压厂用母线的合成负荷标幺值为：低压厂用变压器电抗标幺值为：低压母线电压标幺值：高、低压串接自启动时，低压电动机能成功自启动。满足要求。）2某电厂的高、低厂用母线电压分别为6KV和380KV，高压厂用备用变压器为双绕组有载调压型, 其参数如下：SNh=20MVA,Ukh%=9.5, 低压厂用变压器参数为：SNL=1000KVA，UKL%=10，高压厂用母线已带负荷5200KVA，自启动电动机总功率为10360KW；低压厂用母线自启动电动机总功率为500KW，试问高、低压串接自启动时，低压电动机能否成功自启动？（高、低压电动机平均启动电流倍数为
3、5，Ncos=0.8）（解：1）厂用高压母线电压校验高压厂用母线的合成负荷标幺值为：高压厂用变压器电抗标幺值为：高压母线电压标幺值：2）低压厂用母线电压校验低压厂用母线的合成负荷标幺值为：低压厂用变压器电抗标幺值为：低压母线电压标幺值：高、低压串接自启动时，低压电动机能成功自启动。满足要求。）第四章1设发电机参数为：PN=25MW，UN=10.5KV，cos=0.8，环境温度0=+40，按经济电流密度选择发电机出线导体为2（12510）铝导体（平放），Ial=3125A（+25时），Ks=1.45，K=0.81（40时），已知短路电流持续时间t=1.2秒，短路电流值I=I=28KA，试校验所选
4、导体能否满足长期发热允许电流和热稳定要求？（热稳定系数C=87）。（1）=1718 A 最大电流为1.05*1718=1803.9 A 可载流3125A 的导体在40时 载流能力为：温度修正系数为：0.81，邻近效应系数为1.45导体的实际载流量为3125*0.81*=2531A1803.9A 按经济电流密度选择的导体要进行长期最大电流效验，效验后合格。因此导体能满足长期发热允许电流。 （2）t=1.21 S 不考据短路电流非周期分量所发出的热量短路电流无衰减所以 kA2s 导体的热稳定效验：=420mm2导体的截面积为2（125*10）=2500420 mm2因此可以用，热稳定满足要求。第五
5、章1如图所示，某35KV出线回路I.max=630A,K点短路时，I”=I=18.72KA，继电保护主保护和后备保护的动作时间分别为0.05秒和2秒；该回路断路器需更换，现有一台SW235C/1000型断路器，其技术参数如下：UN=35KV，IN=1000A，INbr=24.8KA,iNcl=63.24KA,It=24.8KA(t=4秒)，ies=63.24KA,全开断时间tab=0.11秒，试判断此断路器能否适用？35KVKQF解：2+0.11=2.111 S 不考据短路电流非周期分量所发出的热量由于短路电流无衰减所以 =2.08*(12)2 kA2s =1.8*1.414*18.72=48
6、kA 应该满足的条件系统条件断路器本身参数是否满足分数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分结论选择的断路器可以适用2某变电所10KV配电装置中一回出线：Pmax=3500KW，=0.85，I=I=12KA ，继电保护后备时间为2秒，此回路断路器因故障需更换，现有一台ZN5-10型断路器，参数如下：INbr=20KA，iNcl=50KA，ies=50KA，It=20KA（t=4秒），tab=0.08秒，试判断能否适用。解：
7、=237.7A 2+0.08=2.081 S 不考虑短路电流非周期分量所发出的热量由于短路电流无衰减所以 =2.08*(12)2kA2s=1.8*1.414*12=30.5kA 应该满足的条件断路器本身参数系统参数是否满足分数110kV10kV2630A237.7A13 (20)2*4 kA2s(12)2*2.08 kA2s1450kA30.5kA1520kA12kA1650kA30.5kA1结论选择的断路器可以适用3某10KV出线由无限大电源供电，已知该回路I.max=400A,短路时，I”=18KA，继电保护主保护和后备保护的动作时间分别为0.1秒和2秒；现有一台SN10I型断路器，其技术
8、参数如下：UN=10KV，IN=600A，INbr=20.2KA,iNcl=52KA,It=20.2KA(t=4秒)，ies=52KA,全开断时间tab=0.1秒，试判断此断路器能否适用于该10KV回路？解：400A 2+0.1=2.11 S不考据短路电流非周期分量所发出的热量由于无限大系统，因此短路电流无衰减所以 =2.1*(18)2 kA2s =1.8*1.414*18=46kA 应该满足的条件断路器本身参数系统条件是否满足分数110kV10kV2600A400A1分3(202)2*4 kA2s 2.1*(18)2 kA2s 1分450kA46kA1分5202kA18kA1分652kA46
9、kA1分结论选择的断路器可以适用4已知：10KV馈线，最大额定电流为180A，系统短路电流为(不衰减)10kA，短路存在时间为1.1秒，电流互感器至最近一个绝缘子的距离为1米，相间的距离为400毫米。电流互感器回路接线采用不完全星形接法。电流互感器于测量仪表相距30m。电流互感器二次负荷见下表。现初选LFC10屋内型电流互感器，互感比200/5，准确级0.5级，其二次负荷额定阻抗为0.6，动稳定倍数KP为250，1秒热稳定倍数Kt=80。出线端部允许受力FP=736N，试（1）选择连接导线截面（导线为铜芯，其电阻率为1.75*10-8 截面标准规格有1.5,2.5,4,6mm2等），（2）进行
10、动、热稳定校验。电流互感器负荷（v.A）仪表电流线圈名称A相B相电流表（46L1-A型）0.35功率表（46D1-W型）0.60.6电能表（DS1型）0.50.5总计14511解：电流互感器选择的项目： 初选200/5A 准确度为0.5级，二次负载为0.6欧姆，（1）1s 热稳定校验 （5分）=80*200=16kA =256(KA2.S) =1.1*(10)2=110(KA2.S) 256(KA2.S) （2）动稳定校验（5分）=1.8*1.4142*10=25kA 内部动稳定校验：=250*1.4142*200=70.7kA25 kA外部动稳定校验：135.1 N 736 N（3）连接导线
11、截面选择（5分）不完全星形接法 接线时导线的计算长度为实际长度的；A相导体的负载为=1。45/（5*5）=0.058欧姆 不完全星型接法，计算长度为实际长度的，即为*30=51.96米 s1/(0.6-0.1-0.058)*P*l=2(mm)2 满足要求。5如图所示接线及参数，已知高压侧为无穷大电源，其短路容量为3500MVA，低压母线短路时，发电机提供的短路电流I”=13.42KA，I=4.3KA，短路存在时间为2秒，试选择发电机回路断路器QF（取基准容量Sd=100MVA）。型 号UN(KV)IN(A)额定断流量（KA）极限通过电流峰值(KA)额定关合电流峰值（KA）4S热稳定电流（KA）
12、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无穷大系统SFL1-31500KVA/110KVUk=10.5%解：发电机回路中的额定电流为1716A, 考虑最大情况1716*1.05=1801A （1分）初选SN10-10I/2000， （
13、1分）短路计算点取在发电机出口处。（1分）短路电流为15kA. （1分）最大电流值（冲击值）=39kA （1分）应该满足的条件系统条件断路器本身参数是否满足分数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分结论选择的断路器可以适用6已知：某10KV出线回路I.max=280A,短路时：ish=22.6KA，Qk=78.8(KA2.S)，该出线上测量用电流互感器二次最大负荷电阻ra=0.02， 仪表距电流互感器l=20m, 接成不完全星形接线，准确级要求1
14、级。试选择电流互感器和二次连接导线截面积。（铜电阻率为：1.75*10-8.m， 电流互感器参数见下表，导线面积有1.5、2.5、4.6mm2）解：电流互感器选择的项目：根据电流互感器的额定电流：初选300400/5A 准确度为1级，二次负载为0.4欧姆，1s热稳定电流为75倍，动稳定电流为155倍。（1）1s 热稳定校验=75*300=22.5kA =506.25(kA 2.S) 78.8(KA2.S) 满足要求（2）动稳定校验 =155*1.4142*300=66kA 1/(0.4-0.1-0.02)*P*l=5.05(mm)2 选大于5.05且有生产的截面。7有一条35KV线路，Imax
15、=600A，三相短路电流为最大，短路电流视为不变，I=I=20KA，ish=50KA，主保护动作时间为0.05秒，后备保护动作时间为1.1秒，今选用断路器SW2-35和隔离开关GW5-35型，试校验能否适用。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应满足的要求断路器本身参数系统条件是否满足分数隔离开关参数是否满足条件评分135kV35kV35KV21000A600A1000A1 3
16、(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）不考据短路电流非周期分量所发出的热量 （1分）由于无限大系统，因此短路电流无衰减所以=1.2*(20)2 kA2s （1分）满足要求。8有一条35KV线路，Ixmax=600A，三相短路电流为最大，短路电流值视为不变，I”=I=20KA，ish=50KA，主保护时间为0.05秒，后备保护时间为1.1秒，今选用断路器SW2-35和隔离开关GW
17、5-35型，试校验能否适用。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）不考据短路电流非周期分量所发出的热量 （1分）由于无限大系统，因此短路电流无衰减所以 =1.2*(20)2 kA2s （1分）应满足的要求断路器本身参数系统条件是否满足分数隔离开关参数是否满足条件评分135kV35kV35KV21000A6
18、00A1000A1 3(24.8)2*4kA2s1.2*(20)2 kA2s1 (25k)2*41 463.8 kA50kA1 83KA1 524.8 kA20kA1 663.8 kA50kA1 满足要求。四、画图与说明第二章1画出一种母联兼旁路的接线示意图，并写出不停电检修一条母线的操作步骤（正常时按固定连接方式工作，负荷分别接在两条母线上）。设不停电检修W2母线 1）将正常接于W2母线上运行的回路倒到W1上运行 2）拉QF0，再拉QS02、QS01 3）验明W2无电后，接地即可检修2某电厂有4台发电机，两台100MW分别与双绕组变压器构成发-变单元接线，以110KV接入系统，110KV接线
19、采用双母线；两台300MW也分别与双绕组变压器构成发-变单元接线，以220KV接入系统，220KV接线采用双母线带旁路（设有专用旁路断路器），220KV系统与110KV系统通过一台自耦变压器联络。试画出完整的电气主接线图（出线可用L1,Ln示意）并说明：1、不停电检修220KV出线L1中断路器的操作步骤（正常按固定连接方式运行，设L1工作在母线W1上）。1、 厂用工作电源的引接方式。（在图上标出）（1）L1正常运行在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）验明QF1两侧无电后，接地刀即可检
20、修。（2）厂用工作电源由主变低压侧引接3（1）画出3/2断路器接线图（两回线路，两台变压器构成2串）（5分）（2）画出双母线带旁路接线图（设有专用旁路断路器，变压器进线2回，出线用2回示意L1Ln），并写出不停电检修L1回路断路器的操作步骤。(正常时接固定连接方式运行)（10分）不停电检修L1中断路器QF1步骤：（设L1正常运行在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、验明QF1两侧无电后，接地刀，即可检修。4某电厂有两台100MW机组，分别与三绕组变压器构成单元接线，中压侧（35kv）采用内桥
21、接线，高压侧（110kv）采用单母分段带旁路接线（分段兼旁路），110kv出线共4回路，试画出完整的电气主接线，并说明：内桥接线的适用条件；高压厂用工作电源的引线方式。不停电检修110KV出线断路器的操作步骤。（正常运行时分段断路器打开）答：1）2台主变和2回线路情况下，当线路较长，变压器不需经常投切时，可采用内桥接线。2）由主变低压侧引接厂用工作电源。3）以不停电检修L1中断路器QF1为例，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、验明QF1两侧无电后，接地刀，即可检修。5某变电所有两台自耦型主变，高压
22、侧500KV采用3/2断路器接线，出线2回路，中压侧220KV，采用双母带旁路接线（设有专用旁路断路器）出线4回，低压侧35KV采用内桥接线，（1）试画出变电所完整的电器主接线图，（2）并写出不停电检修220KV出线L1回路的操作步骤。（正常时按固定连接方式运行）（3）内桥接线与外侨接线有何不同，各适用于何场合？（2）设L1正常运行在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）验明QF1两侧无电后，接地刀即可检修。(3)内桥桥连断路器设置在变压器侧，外桥桥连断路器设置在线路侧。内桥适用于线路较
23、长和变压器不需要经常切换的情况。 外桥适用于线路较短和变压器需要经常切换的情况。6某电厂有两台125MW机组，分别与三绕组变压器接成单元接线，高压侧110KV接成双母线带旁路接线（母联兼旁路），中压侧35KV接成内桥接线，要求：（1） 画出完整的电气主接线。（110KV出线画两回表示L1Ln）（2） 写出不停电检修110KVL1出线回路断路器的操作步骤。（正常为固定连接方式运行）（2）设L1正常运行在W1上（上图仅W1可带旁母）1）将正常运行在W2上的回路倒到W1上运行2）拉QF0，再拉QS02、QS013）合QS01，QS03，再合QF04）合QS14（或拉QF0，合QS14，再合QF0）5
24、) 拉QF1，再拉QS2、QS16）验明QF1两侧无电后，接地刀即可检修。7某电厂有两台机组，分别与一台三绕组变压器接成单元接线，升高电压等级110KV接成单母线带旁路接线（分段兼旁路），中压35KV接成内桥接线，要求：（15分）（1）画出完整的电气主接线。（110KV出线画两回表示L1Ln）（2）写出内桥接线的优、缺点。（3） 画出高压厂用工作电源引接方式。（1）（2）内桥：线路投切方便，线路故障不影响其它回路运行； 变压器投切不方便，变压器故障影响其它回路运行。 外桥：优缺点与内桥相反。（3）厂用工作电源由主变低压侧引接8某电厂有两台300MW发电机，分别与双绕组变压器构成发变单元接线，以
25、220KV接入系统，220KV接线采用双母线带旁路（设有专用旁路断路器）。试画出完整的电气主接线图（出线可用L1Ln示意）并说明：（1）双母线带旁路接线的优点。（2）不停电检修220KV出线L1中断路器的操作步骤（正常时按固定连接方式连接，L1运行在W1母线上）。（3）厂用工作电源的引接方式。（1）优点：a、供电可靠：可不停电轮流检修母线，母线故障可迅速恢复供电；不停电检修出线断路器b、运行灵活c、试验方便d、扩建方便（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、验明QF1两侧无电后，接地刀即可
26、检修。 （3）厂用工作电源由主变低压侧引接9某电厂有两台300MW机组，分别与双绕组变压器接成单元接线，升高电压等级220KV接成双母线带旁路接线（设母联兼旁路），要求：（1）画出完整的电气主接线。（出线画两回表示L1Ln）(2)高压厂用工作和起/备电源应从哪里引接？(3）写出不停电检修L1出线回路断路器的操作步骤。（正常为固定连接方式运行）（2）高压厂用工作电源：从主变低压侧引接 高压厂用起/备电源：从220kV系统引接（3）设L1正常运行在W1上（上图仅W1可带旁母）1）将正常运行在W2上的回路倒到W1上运行2）拉QF0，再拉QS02、QS013）合QS01，QS03，再合QF04）合QS
27、14（或拉QF0，合QS14，再合QF0）5) 拉QF1，再拉QS2、QS16）验明QF1两侧无电后，接地刀即可检修。10某500KV枢纽变电所，有两台自耦变，高、中、低电压等级为500/220/35KV，500KV有两回线路，采用3/2断路器接线，220KV接线有6回出线，采用双母线带旁路接线（设有专用旁路断路器），35KV引接无功补偿设备，采用单母线分段接线，试画出完整的电气主接线。并说明：（1）3/2断路器接线的优点和回路配置原则。（2）不停电检修220KV一组母线的操作步骤（正常时按固定连接方式运行）。（1）1断路器接线的优点：可靠性和灵活性很高，任一母线故障或检修均不停电，任一断路器
28、检修也不停电，调度和扩建方便。 回路配置原则：同名元件应配置在不同串内，且还应配置在不同侧母线（特别是两串时）（2）设检修W1母线 步骤如下： a、将运行在W1上的回路倒到W2上运行 b、拉QFm，再拉QSm1，QSm2 c、验明W1无电后，接地刀即可检修。11某220KV变电所，装置两台120MVA的双绕组主变压器，220KV侧有四回线路，110KV侧有10回。因均采用了性能良好的SF6断路器，220KV和110KV分别采用双母线和双母线单分段接线，试画出完整的电气主接线，并写出不停电检修220KV母线（）的操作步骤。（设正常时母工作，II母备用）不停电检修220kV母步骤：1、合QSm1，
29、QSm2，再合QFm2、依次将每个回路与相连的隔离开关合上,再拉开与母相连的隔离开关3、拉QFm，再拉QSm2，QSm14、验明母无电后，接地刀即可检修12某电厂有两台发电机组，分别与三绕组变压器接成单元接线，高压220KV接成双母线带旁路接线（设专用旁路），中压110KV接成单母线分段接线。要求：（20分）1) 画出完整的电气主接线。（出线画两回表示L1Ln）2）写出不停电检修220KVL1出线回路断路器的操作步骤。（正常为固定连接方式运行）2 （1）（2）设L1正常运行在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，
30、再拉QS13、QS114）验明QF1两侧无电后，接地刀即可检修。第五章1某电厂10KV母线采用一台三相五柱式PT构成Y0/Y0/ 接线，110KV 母线采用三台单相PT构成Y0/Y0/C接线，要求：（15分）1.）画出10、110KV母线PT接线示意图。2.）写出10、110KV母线PT额定电压比。3.）写出“ ”接线的作用。（1）（2）10/0.1/kV /0.1kV（3）绝缘监察 接地保护2某电厂10KV母线采用了一台三相三绕组PT接成Y0/Y0/ 接线，110KV母线采用了三台单相三绕组PT接成Y0/Y0/ 接线，分别画出它们的接线示意图，并写出PT的额定电压比。（10分） 1、10/0
31、.1/kV /0.1kV3某电厂10KV和110KV母线PT均接成Y0/Y0/接线（10KV母线电压互感器采用一台三相五柱式，110KV采用三台单相式），分别画出接线示意图，并说明接线的作用分别是什么？PT的额定电压比分别是多少；可用三相三柱式电压互感器代替三相五柱式吗？为什么？（20分）2、（1）接线作用：测量线电压、相电压，进行绝缘监察（10kV系统）和接地保护（110kV系统）（2）10/ 0.1 / kV / / 0.1kV（3）三相三柱式电压互感器不能代替三相五柱式电压互感器。因为三相三柱式一次侧中性点不能接地，如接地当一次系统发生单相接地时，一次三相绕组将有零序电流通过，此电流产生的三相零序磁通无法在铁芯中构成通路，只能沿着气隙和外壳形成通路，此通路磁阻很大，将导致零序电流增大，烧坏电压互感器。