《发电厂电气部分》考试题库 - 下载本文

(1)短路电流热效应计算。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之和,即tk?1?0.2?1.2(S) 短路电流周期分量热效应为

Qp?tk1.222222(I??2?10It2?I)?(28?10?22?20)?602.4[(kA)?S] /2tkk1212由于短路电流作用时间tk?1.2?1,非周期分量的作用可以忽略。 短路电流热效应为

Qk?Qp?602.4[(kA)2?S](kA2S)

(2)求母线最高温度?h。因?w?46?,查图得Aw?0.35?1016J/(Ω?m4)

Ah?11Q?A??602.4?106?0.35?1016 kw210082S[?]10001000?0.4441?1016[J/Ω?m]再由图查得?h?60??200?

此母线最高温度未超过允许值,能满足热稳定要求。 P73

2

某发电机端电压为10.5kV,额定电流为1500A,装有2×(100×8)mm矩形铝导线,短路电流I???28kA,I0.6s?22kA,I1.2s?20kA。继电保护动作时间为0.3S,断路器全断开时间0.2S,正常负荷时母线温度为46°,试计算短路电流热效应和母线的最高温度。(注:温度46°时,A?0.35?10J/(Ω?m))

非周期分量短路发热等值时间T T(秒) 短路点 发电机出口及母线 164tk?0.1 0.15 tk?0.1 0.2 (1) 计算短路电流热效应。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之

和,即tk?0.3?0.2?0.5(S)

周期分量的热效应

Qp?tk0.52(I??2?10It2?I)?(282?10?222?202)?251[(kA)2?S] tkk/21212又因tk?1S,故应考虑非周期分量的热效应。取等效时间T取0.2

Qp?TI??2?0.2?282?156.8[(kA)2?S]

短路电流热效应为

Qk?Qp?Qnp?251?156.8?407.8(kA2S)

(2)求母线最高温度?h。因?w?46?,查图得Aw?0.35?1016J/(Ω?m4)

Ah?11Q?A??407.8?106?0.35?1016 kw210082S[2??]10001000?0.3659?1016[J/Ω?m]再由图2查得?h?50??200?

此母线最高温度未超过允许值,能满足热稳定要求。 P80

某电厂装有10kV单条矩形导体,尺寸为h=60mm,b=6mm,支柱绝缘子之间的距离L=1.2m,

3相间距离??0.35m,三相短路冲击电流ish?45kA。导体弹性模量E?7?10Pa,单位长

度的质量m?0.972kg/m。试求导体的固有频率和最大电动力。(给定导体一阶固有频率系数Nf?1.57) 导体的截面惯性矩

bh3J?(1分)

120.6?63??0.108?10?8(m4)(2分)

12导体的一阶固有频率为

f1?NfL2EJ(1分) m1.577?1010?0.108?10?8?2?9.615(Hz)(2分) 1.20.972固有频率不在35~135Hz之间,不应考虑动态应力系数(1分)

Fmax?1.73?10?7?1.73?10?7P80

L?2ish?(1分)

1.2450002?1201(N)(2分) 0.35某电厂装有10kV单条矩形导体,尺寸为h=10mm,b=12mm,支柱绝缘子之间的距离L=1.5m,相间距离??0.35m,三相短路冲击电流ish?60kA。导体弹性模量E?8?103Pa,单位长度的质量m?1.272kg/m。试求导体的固有频率和最大电动力。(给定导体一阶固有频率系数Nf?1.57)

导体的截面惯性矩

bh3J?(1分)

120.012?13??10?3?1?10?6(m4)(2分)

12导体的一阶固有频率为

f1?NfL2EJ(1分) m1.577?1010?1?10?6?2?260.5(Hz)(2分) 1.21.272固有频率不在35~135Hz之间,不应考虑动态应力系数,(1分)

Fmax?1.73?10?7?1.73?10?7L?2ish(1分)

1.2450002?1201(N)(2分) 0.35 P89

某系统由三个电容器串联,若每个电容的故障率都是一个常数,电容1、电容2和电容3的平均无故障工作时间为12000h、15000h、8000h,试求:(1)每个电容的年故障率;(2)系统平均无故障工作时间;(3)系统连续工作1000小时的可靠度。 解: (1)?1?11× 8760=0.73(次/年);(2分) ?TU11200011× 8760=0.584(次/年);(2分) ?2??TU21500011× 8760=1.09(次/年);(1分) ?3??TU38000(2)?s??s??s??s?2.404(次/年);(1分)

TUs??1?1??2??3(2分) ?3643.93(h)

(3)R(t)?e??t?e?2.404?10008760?0.76(2分)

P89

一个系统由三个不可修复元件串联,若每个元件的故障率都与时间无关(可认为是一个常数),元件1、元件2和元件3的平均无故障工作时间为10000h、15000h、5000h,试求:(1)每个元件的年故障率;(2)系统平均无故障工作时间;(3)系统连续工作500小时的可靠度。 解: (1)?1?11× 8760=0.876(次/年);(2分) ?TU11000011× 8760=0.584(次/年);(2分) ?2??TU21500011× 8760=1.752(次/年);(1分) ?3??TU35000(2)?s??s??s??s?3.212;(1分)

TUs??1?1??2??3??t(2分) ?2727.2(h)

3.212?5008760(3)R(t)?e?e??0.832(2分)

P90

两台完全相同的电力变压器并联运行,每台变压器的故障率为0.06次/年,平均修复时间为200小时。试求两台变压器同时发生故障的概率和平均无故障工作时间。 解:

TDi?200?0.022831 (年)i?1,2(1分) 8760?i?11(1分) ??43.8(次/年)

TDi0.022831(2分) ?s?2?i?2?43.8?87.6(次/年)

As??i?12?i?i??i?(?i?i??i)2??s?s??s,(2分)

将?i、?i和?s的值带入,则

(?s0.06(1分) )2?0.06?43.8?s?87.6(1分) ?s?0.160?10?3(次/年)平均无故障工作时间为

TUs?1?s?1(2分) ?6251.16(年)

0.0000160P90

两台发电机并联运行,第一台故障率为0.06次/年,平均修复时间为200小时;第二台故障率为0.08次/年,平均修复时间为150小时。试求两台发电机同时发生故障的概率和平均无故障工作时间。 解:

TD1?200?0.022831(年)(1分) 8760?1?11(1分) ??43.8(次/年)

TDi0.022831150?0.017123(年)(1分) 8760TD2??1?11(1分) ??58.4(次/年)

TDi0.017123(1分) ?s??1??2?43.8?58.4?102.2(次/年)

As??i?12?i?i??i?(?1?1??1?2??2)(?2)??s?s??s,(1分)

将?、?的值带入,则

(?s0.060.08(1分) )()?0.06?43.80.08?58.4?s?102.2(1分) ?s?0.190?10?3(次/年)平均无故障工作时间为

TUs?1?s?1(2分) ?5228.6(年)

0.000191

P159

某发电厂厂用电系统为6kV和380V两级电压,厂用高压备用变压器为分裂绕组变压器,其高压绕组额定容量为5000kVA,低压绕组额定容量为2500kVA,以高压绕组电抗为基准的半穿越电抗标幺值为19%,厂用高压变压器电源侧母线电压标幺值U*0?1.1(有载调压),厂用低压变压器额定容量为1000kVA,阻抗电压为10%。厂用高压备用变压器已经带负荷6200kW,参加自启动电动机总容量为13363kW。厂用低压母线上参加自启动电机容量为500kW。试计算厂用高压备用变压器自投高、低压母线串接启动时,能否实现自启动。