西南交通大学发电厂及其电气部分期末复习题

1. 举例说明电力系统的一、二次设备有哪些，其功能各是什么？

答：通常把生产、变换、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。其中对一次设备和系统运行状态进行测量、监视和保护的设备称为二次设备。如仪用互感器、测量表计，继电保护及自动装置等。其主要功能是起停机组，调整负荷和，切换设备和线路，监视主要设备的运行状态。 2. 影响输电电压等级发展的主要因素有哪些？

答：1）长距离输送电能； 2）大容量输送电能； 3）节省基建投资和运行费用； 4）电力系统互联。 3. 我国 500kV 变电站目前的主接线形式有哪些种类？

答：目前，我国500kV变电所的主接线一般采用双母线四分段带专用旁路母线和3/2台断路器两种接线方式。其中3/2台断路器接线具有以下特点：任一母线检修或故障，均不致停电；任一断路器检修也不引起停电；甚至在两组母线同时故障（或一组母线检修另一组母线故障）的极端条件下，功率均能继续输送。一串中任何一台断路器退出或检修时，这种运行方式称为不完整串运行，此时仍不影响任何一个元件的运行。这种接线运行方便，操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离带电设备用。

4. 何为数字化发电厂？其数字化发电厂的核心技术有哪些？

答：1、数字化发电厂的概念主要是针对发电厂的生产过程，通过实时地数字化控制和管理对每个生产设备、生产环节、管理环节都用数据予以客观描述，存储、积累发电厂的历史生产数据，再按一定规律，通过计算、归纳、提取，用动态数字来表达发电企业的生产状态，实现企业数字化科学管理。核心是围绕发电厂的生产运营和科学管理过程进行数字化。2、1）采用成熟的FCS数字化仪表和装置。2）发电厂“炉-机-电-辅”DCS一体化控制和数字化升压站NCS。3）数字化CCTV（工业）网络图像监视技术。4）厂级运营优化增值服务技术。5）信息层面的数字化高端应用。6）系统工程、软件技术、流程技术和先进的计算机辅助技术（CAD）、三维技术等。 5. 试说明 1000MW 超超临界发电机组电气主接线的特点。 答：（1）发电机与主变压器的连接采用发电机－变压器单元接线，发电机和主变压器之间没有断路器和隔离开关，但在主母线上设有可拆连接点。（2）发电机出口主封闭母线上有接地刀闸，母线接地刀闸能承受主回路动、热稳定的要求。接地刀闸附近有观察接地刀闸位置的窥视孔。（3）主变压器采用三台单相双绕组油浸式变压器，低压侧绕组接成三角形，高压侧绕组接成星形。变压器高压侧中性点接地方式为直接接地。（4）在主变压器低压侧引接两台容量相同的高压厂用变压器，供给厂用电。（5）在发电机出口主封闭母线有短路试验装置，主回路T接引至电压互感器柜，通过高压熔断器接有三组三相电压互感器和一组避雷器。（6）在发电机出口侧和中性点侧，每相装有套管式电流互感器4只。（7）发电机中性点经隔离开关接有中性点接地变压器。（8）高压厂用变压器高压侧，每相配置套管式电流互感器3只。（9）主变压器高压侧每相各配置套管式电流互感器4只，中性点配置电流互感器2只。 6. 超临界火电机组的电气主接线有哪些特点？

600MW发电机组采用发电机-变压器单元接线，变压器高压侧经引接线接入500kV系统，500kV侧采用一台半断路器接线方式。接线特点有：1）发电机-变压器单元接线，采用全连分相封闭母线。2)发电机与变压器之间无断路器和隔离开关；3）主变采用三个单相双绕组变压器接成三相，低压侧接成三角形，高压侧接成星形，高压侧中性点接地；4）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电；5)在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器；6）在发电机出口侧和中性的侧，每相装有电流互感器；7）发电机中性点接有中性点接地变压器；8）高压厂用变压器高压侧和低压侧，每相装有电流互感器；9）主变压器侧，每相装有电流互感器，中性点配置电流互感器。

7. 导体的长期允许载流量与哪些因素有关？提高长期允许载流量应采取哪些措施？

答：是根据导体的稳定温升确定的,与1、和导体的电阻R、导体的换热面积F、换热系数α有关。。为了载流量，宜采用电阻率小的材料，如铝和铝合金等；导体的形状，在同样截面积的条件下，圆形导体的表面积较小，而矩形和槽形的表面积则较大。导体的布置应采用散热效果最最佳的方式。 8. 什么是短时发热？短时发热该如何计算？ 短时发热：指短路电流引起的发热 计算同下 9. 短路时导体最高发热温度的计算过程是什么？

计算方法如下：1）有已知的导体初始温度θw；从相应的导体材料的曲线上查出Aw；

2

2）将Aw和Qk值代入式：1/SQk=Ah-Aw求出Ah； 3）由Ah再从曲线上查得θh值。

10. 三相平行导体发生三相短路时最大电动力出现在哪相上，试加以解释。

答：三相平等导体发生三相短路时最大电动力出现在中间相B相上，因为三相短路时，B相冲击电流最大。

11. 什么叫电气主接线？主接线的基本形式有哪些？什么是 3/2 接线有何特点？

答：1）电气主接线指一次设备的连接电路，又称为一次接线或主电路。它表示了电能产生、汇集、分配和传输的关系。2）基本形式主要有：（1）有汇流母线的基本接线形式：单母线、单母线分段、单母线（分段）带旁路、双母线、双母线分段、双母线分段带旁路、3/2、4/3断路器接线、变压器-母线组接线；（2）无汇流母线的基本接线形式：单元接线（发电机-变压器单元；扩大单元；发电机-变压器-线路单元）；桥型接线（内桥；外桥）；角形接线（三角形，四角形，五角形）3）、一台半断路器接线即两组母线之间接有若干串断路器，每一串有3台断路器，中间一台称作联络断路器，每两台之间接入一条回路，共有两条回路。平均每条回路装设一台半断路器，故称一台半断路器接线，又称二分之三接线。一台半断路器接线的主要优点：可靠性高；运行灵活性好；操作检修方便。在一台半断路器接线中，一般应采用交叉配置的原则，即同名回路应接在不同串内，电源回路宜与出线回路配合成串。此外，同名回路还宜接在不同侧的母线上。这种接线的主要缺点是投资大、继电保护装置复杂。 12. 电气主接线的设计程序是什么？

四个阶段：1初步可靠性研究 2 可靠性研究 3 初步设计 4施工设计图

设计步骤与内容：1对原始资料分析 2主接线方案的拟定与选择 3短路电流计算和主要电器选择 4绘制电气主接线图5编制工程概算

13. 绘出内、外桥的主接线图，并分别说明其特点及适用范围。

14. 主母线和旁路母线各起什么作用？画图说明如何区分旁路兼母联和母联兼旁路两 种接线方式？

主母线：汇集和分配电能。 旁路母线：和旁路断路器一起，代替出线断路器工作，使出线断路器检修时该回路不停电。

15. 选择主变压器时应考虑哪些因素？其容量、台数、型式的选择各应遵循哪些原则？

答：影响主变压器选择的因素主要有：容量、台数、型式。其中单元接线时变压器应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后=（发电机的额定容量－厂用容量－支配负荷的最小容量）×70%。为了确保发电机电压上的负荷供电可靠性，所接主变压器一般不应小于两台，对于工业生产的余热发电厂的中、小型电厂，可装一台主变压器与电力系统构成弱连接。除此之外，变电所主变压器容量，一般应按5~10年规划负荷来选择。主变压器型式可根据：1）相数决定，容量为300MW及以下机组单元连接的变压器和330kV及以下电力系统中，一般选择三相变压器，容量为60MW的机组单元连接的主变压器和500kV电力系统中的主变压器经综合考虑后，可采用单要组成三相变压器组。2）绕组数与结构：最大机组容量为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器，机组容量为200MW以上的发电厂采用发电机双绕组变压器单元接线，在110kV以上的发电厂采用直接接接系统中，凡需选用三绕组变压器的场合，均可采用自耦变压器。

16. 母联断路器、分段断路器和旁路断路器的作用各是什么？

答：1、母联断路器：由单母线发展出分段母线，将母线从中间分开，分开处装设可跳闸的母联断路器，满足供电可靠性的要求。

2、分段断路器：当任一电源故障，其电源QF自动跳闸断开时，在BZT的作用下，分段断路器QFd可以自动接通，保证全部引出线继续供电，还可以母线短路时短路电流的水平；当任一母线发生短路故障，在母线继电保护的作用下，QFd和连接故障段母线的电源QF自动断开，则非故障段可继续供电，避免了在纯单母线中母线故障时全部回路都得停电的情况。

3、旁路断路器：工作回路有问题时切换至旁路,在不影响供电的情况下对工作回路的某些设备进行检修 17. 一台半断路器的配置方式有哪些，有何优点？

完整串运行：两组母线和同一串的3个断路器都投入工作；（任意母线、断路器检修不需停电） 不完整串运行：一串中任意断路器退出运行； 优点同下 18. 什么是一台半断路器，其接线有何特点？

每两个元件（进线、出线）占用3台断路器构成一串，接在两组母线之间，因而称为“3/2断路器接线”，也称“一台半断路器接线”。特点：①可靠性高：任何一个元件（一回出线、一台主变）故障均不影响其他元件的运行，母

线故障时与其相连的断路器都会跳开，但各回路供电均不受影响。当每一串中均有一电源一负荷时，即使两组母线同时故障都影响不大。

②调度灵活：正常运行时两组母线和全部断路器都投入运行，形成多环状供电，调度方便灵活。

③操作方便：只需操作断路器，而不必利用隔离开关进行倒闸操作，从而使误操作事故大大减少。隔离开关仅供检修时隔离电压用。

④检修方便：只检修任一台断路器只需断开该断路器自身，然后拉开两侧的隔离开关即可检修。检修母线时也不需切换回路，不影响各回路的供电。

19. 电气主接线中为什么要短路电流？一般短路电流的基本方法有哪些？

答：短路电流要比额定电流大的多，有可能超过电器设备的承载能力，将电气设备烧毁，因此，必须短路电流，其中短路电流的方法有：

1）在发电厂和变电所的6~10kV配电装置中，加装限流电抗器短路电流。a)在母线分段处设置母线电抗器，目的是发电机出口断路器，变压器低压侧断路器，母联断路器等能按各自回路额定电流来选择，不因短路电流过大而使容量升级；b)线路电抗器：主要用来电缆馈线回路短路电流；c)电抗器。 2）采用低压绕组变压器。当发电机容量越大时，采用低压绕组变压器组成扩大单元接线以短路电流。 3）采用不同的主接线形式和运行方式。

20. 短路电流的方法有哪些？为什么采用低压绕组变压器可短路电流？

21. 火电厂厂用电为什么要按炉分段？为了提高厂用电的供电可靠性，通常采用哪些措 施？

答：为了保证厂用供电的连续性，使发电厂安全满发，并满足运行安全可靠灵活方便。所以采用按炉分段原则。为提高厂用电工作的可靠性，高压厂用变压器和启动备用变压器采用带负荷高压变压器，以保证厂用电安全，经济的运行。

22. 厂用变压器容量的选择需要考虑哪些因素？ 变压器的台数、形式、额定电压、容量和阻抗

23. 什么叫电动机的惰行？何谓厂用电动机的自启动？

（1）厂用电系统中运行的电动机，当断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一过程称为惰行。（2）若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间(一般在0.5 ~ 1.5s)内，厂用电压又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动。

24. 为什么要进行电动机自启动校验？如果厂用变压器的容量小于自启动电动机总容 量时，应如何解决？

答：厂用电系统运行的电动机，当突然断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一转速下降的过程称为惰行。若电动机失去电压后，不与电源断开，在很短时间内，厂用电源恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行还未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机自启动。分为：⑴失压自启动；⑵空载自启动；⑶带负荷自启动。若参加自启动的电动机数目多，容量大时，启动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电网络电压下降，甚至引起电动机过热，将危及电动机的安全以及厂用电网络的稳定运行，因此，必须进行电动机自启动校验。若不能满足自启动条件，应采用以下措施：

⑴ 参加自启动的电动机数量。

⑵ 机械负载转矩为定值的重要设备的电动机，因它只能在接近额定电压下启动，也不应参加自启动，可采用低电压保护和自动重合闸装置，即当厂用母线电压低于临界值时，把该设备从母线上断开，而在母线电压恢复后又自动投入。

⑶对重要的厂用机械设备，应选用具有较高启动转矩和允许过载倍数较大的电动机与其配套。

⑷在不得已的情况下，或增大厂用变压器容量，或结合短路电流问题一起考虑进适当减小厂用变压器的阻抗值。

25. 什么是验算热稳定的短路计算时间 tk 及电气设备的开断计算时间 t’k？

答：演算热稳定的短路计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开断时间tbr之和，而tbr是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。 26. 高压断路器熄灭电弧的基本方法有哪些？

答：有以下几种灭弧方式：

1）利用灭弧介质，如采用SF6气体；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却面复合；4）采用多段口熄弧；5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧

隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。 27. 高压断路器的种类和特点是什么？

1）油断路器：（1）多油式断路器：体积大，用油量多，有爆炸火灾危险，检修工作量大；现已淘汰。 （2）少油式断路器：优点：结构简单，体积小，材料消耗少，用油量少，重量轻， 性能稳定，运行方便。缺点：抗震性稍差； 2）压缩空气断路器：优点：“外能式”灭弧室。灭弧能力强；灭弧时间短；无火灾危险；尺寸小，重量轻

缺点：结构复杂；有色金属消耗量大，价格昂贵；

3）六氟化硫（SF6）断路：优点：允许断路次数多，检修周期长；断路性能好；多用于SF6封闭式

组合电器，大大减少占地面积。

缺点：要求加工精度高，密封性能好。对气体和水分的检测控制要求更严。 4）真空断路器：优点：触头开距短；燃弧时间短，且与开断电流无关，一般只有半个周期；触头寿命 长，开断次数多；体积小、重量轻、噪声低 缺点：对灭弧室工艺及触头材料要求高

28. 隔离开关的特点及作用是什么？与断路器配合操作时应遵循什么原则？

答：1、隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流，其工作特点是在有电压、无负荷电流情况下分、合线路。主要作用为以下三点：1）隔离电压。在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全；2）倒闸操作。投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协调操作完成；3）分、合小电流。因隔离开关具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力，故一般可用来进行以下操作：分、合避雷器、电压互感器和空载母线；分、合励磁电流不超过2A的空载变压器；关合电容电流不超过5A的空载线路。

断开时先断断路器在断隔离开关，合闸时相反。

29. 隔离开关与断路器的主要区别，运行中它们的操作程序应遵循哪些重要原则？

答：断路器具有专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通和切断电路的控制电器。而隔离开关没有灭弧装置，其开合电流极小，只能用来做设备停用后退出工作时断开电路。 30. 高压电器开关包括哪 2 种设备？该如何选择设备？

1） 断路器：（1）选择断路器的额定电压与电流：UN ≥ UNS IN ≥ Imax （2）选择断路器的额定开断电流：INbr ≥ Ipt或 INbr ≥ I” 2）隔离开关：选择隔离开关的额定电压与电流：UN ≥ UNS IN ≥ Imax 31. 电流互感器正常工作时，二次绕组绝对不允许开路的原因是什么？

答：需要强调的是电流互感器在运行时，二次绕组严禁开路。二次绕组开路时，电流互感器由正常工作状态变为开路状态，I2=0，励磁磁动势由正常为数甚小的10N1骤增为11N1，铁心中的磁通波形呈现严重饱和和平顶波，因此，二次绕组将在磁能过零时，感应产生很高的尖顶电动势，其值可达数千伏甚至上万伏（与Ki及Ii大小有关），危及工作人员的安全和仪表、继电器的绝缘。由于磁感应强度剧增，会引起铁心和绕组过热。此外，在铁心中还会产生剩磁，使互感器准确级下降。

32. 电流互感器的额定容量可以用二次侧额定阻抗来表示的原理是什么？

电流互感器的额定容量SN2是指在二次额定电流IN2和额定二次阻抗ZN2下运行时，二次绕组输出的容量。

2SN2IN2ZN2 IN2为1或5(A)，额定容量和额定阻抗只差一个系数，所以，额定容量常用二次额定阻抗来表示。

33. 电磁式电流互感器有何特点？其误差主要来源？为何电流互感器在运行时二次绕 组严禁开路？

特点：1）一次绕组串联在所测量的一次回路中，并且匝数很少;

2） 一次绕组中的电流IN1完全取决于被测回路的负荷电流，与二次绕组电流IN2大小无关。

3）二次绕组与测量仪表、保护装置的电流线圈串联，且匝数N2很多，是一次绕组匝数N1的若干倍。二次绕组中的电流IN2完全取决于一次绕组电流IN1

误差：励磁损耗和磁饱和 禁止开路原因见31

34. 采用普通电抗器限流时，如何选择电抗器的电抗百分数？

答：按将电抗器所在回路的短路电流（电抗器最后发生短路）到不大于所要选用的轻型断路器的额定断开电流INbr的原则来选择电抗百分数。

35. 限流型高压熔断器和非限流型高压熔断器各有何特点？

答：限流型高压熔断器：在熔体熔化后，短路电流未达到最大值之前，就立即减小到零的熔断器，比如：RN2-10

型熔断器，熔管内充填有石英砂；利用石英砂的冷却作用，增强去游离，使电弧在短路电流未达到最大值（冲击值）时就熄灭，起到限流作用；因为灭弧时间很短，电流变化很大，会产生过电压，可能会超过正常电源电压的几倍；用限流型熔断器保护的设备，可以不校验短路时的动稳定和热稳定。

非限流型高压熔断器：自然灭弧。在熔体熔化后，短路电流不减小，一直达到最大值。在第一次过零或经过几个半周期之后电弧才熄灭。

36. 配电装置应满足哪些基本要求？

答：对配电装置的基本要求是：1）保证运行可靠；2)便于操作、巡视和检修；3）保证工作人员的安全；4）力求提高经济性；5）具有扩建的可能。

37. 配电装置的最小安全净距分几类，各类如何定义？

答：1、对于敞露在空气中的屋内、外配电装置中，各有关部分之间的最小安全净距分别为A、B、C、D、E五类。2、A值与电极的形状、冲击电压波形、过电压及其保护水平、环境条件以及绝缘配合等因素有关。B值分为三项，B1、B2、B3,B1：带电体对栅栏和带电体对运行设备间的距离,B1 = A1 +750（mm）,B2：带电部分至网状遮拦的净距,B2= A1 +30+70 （mm）,B3：指带电部分至无孔遮拦的净距，仅对屋内配电装置采用,B3= A1 +30（mm）。C值：无遮拦裸导体（架空线路）距地面的垂直高度。保证人举手后，手与带电裸体间的距离不小于A1值。屋外：C=A1+2300+200（mm），对于500kV配电装置，C值按静电感应的场强水平确定，取7500mm，屋内：C=A1+2300(mm)。D值：不同时停电检修的平行无遮栏裸导体之间的距离，屋外：D=A1+1800+200(mm)，屋内：D=A1+1800(mm)。E值：为屋内配电装置通向屋外的出线套管中心至屋外通道路面的净距，35kV以下，E=4000 mm，60kV及以上，E=A1+3500 (mm)，并且整数。

38. 屋内、屋外配电装置的分类及特点是什么？

屋内配电装置的特点：1）由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小；2）维修、巡视和操作在室内进行，可减少维护工作量，不受气候影响；3）外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量；房屋建设投资较大，建设周期长，但可采用价格较低的户内设备。

屋外配电装置的特点：1）土建工作量和费用较小，建设周期短；2）与屋内配电装置相比，扩建比较方便；3）想念设备之间距离较大，便于带电作业；4）与屋内配电装置相比，占地面积积大；5）受外界环境影响，设备运行条件较差，需加强绝缘；6）不良气候对设备维修和操作影响大。 39. SF6 气体全封闭组合电器的特点是什么？

特点是占地面积小，占用空间小，运行可靠性高，维护工作量小，检修周期长，不受外界环境条件的影响，无静电和电晕干扰，噪声水平低，抗震性能好，适应性强。

40. 什么是配电装置的平面图、断面图和配置图？各有何特点？

答：电气工程中常用配电装置图、平面图和断面图来描述配电装置的结构、设备布置和安装情况。

配置图是一种示意图，用来表示进线、出线、断路器、互感器、避雷器等合理分配与各层、各间隔中的情况，并表示出导线和电气设备在各个间隔的轮廓，但不要求按比例尺给出。通过配置图可以了解和分析配电装置方案，统计所用的主要电气设备。

平面图是按比例画出房屋及其间隔、通道和出口等处的平面轮廓，平面上间隔只是为了确定间隔数及排列，故可不表示所装电气设备。

断面图是用来表明所取断面的间隔中各种设备的具体空间位置、安装和相互连接的结构图。断面图与应按比例绘制。 计算题

1.屋内配电装置装有80mm*10mm的铝制矩形导体，温度20℃时铝的电阻率为20=0.029Ω·mm/m直流，铝的电阻温度系数α= 0.00403℃，周围空气温度为0=25℃，导体的正常运行温度为= 60℃，导体表面涂漆，取辐射系数ε= 0.95。导体集肤系数Kf取 1.05。计算：

（1）导体对流散热量 Ql，辐射散热量 Qf 和载流量 I。

（2）根据θ=f (A)曲线：简述导体短时发热的计算过程（请附上θ=f(A)曲线示意图）。 解：（1）①求交流电阻R。当温度为60℃时，1000m长铝导体的直流电阻为

-1

2

Rdc100020[1(w20)]S10000.029[10.00403(6020)]0.04209()8010

对于fRdc4030.830.04209b0.125h及，由图3-1曲线查得集肤系数Kf=1.03,则每米长导体的交流电阻为

R1.030.042091030.04335103(/m)

8010F12A12A22()2()0.18(m2/m)10001000②求对流散热量Q1。对流散热面积为

对流散热系数为对流散热量

11.5(w0)0.351.5(6025)0.355.2061[W/(m2•℃)]

Q11(w0)F15.2061(6025)0.1832.798(W/m)8010Ff2A12A22()2()0.18(m2/m)10001000③求辐射散热量Qf。单位长导体的辐射散热面积

因导体表面涂漆，取辐射系数0.95，辐射散热量为

27304273254273w4273604Qf5.7()()Ff5.70.95()()0.1842.99(W/m)100100100100

I④导体的载流量。（2）

Q1QfR32.79842.991322(A)30.0433510

2.截面为150×10m的10kV铝芯纸绝缘电缆，正常运行时温度w=60℃，短路电流热效应为165.8kA·s，试计算导体的长期载流量，并校验该电缆能否满足热稳定要求。

-62

2

16240.4510(A•S/m)

解：根据θ=f (A)曲线查得AL=

AhALQk0.451016165.8106/(150106)21.191016(A2•S/m4)2S

由图θ=f (A)查得

h=170℃＜ht=220℃，该电缆的热稳定满足要求

3.某电厂变压器的10kV引出线，每相单条铝导线尺寸为100mm×10mm，三相水平布置，支柱绝缘子跨距L=1200mm，

10

相间距a=700mm，三相短路冲击电流 ish=39kA，铝导体弹性模量 E=7×10Pa。计算：（1）导体的固有频率；（2）动态应力系数；（3）最大电动力。 bh30.010.13Jx8.33107m41212解：（1）导体界面惯性矩

NfL2EJ3.56710108.33107363Hzm1.220.10.012700；

对于多等跨简支，查表得Nf=3.56，导体的固有频率为（2）固有频率在30~160Hz以外，故β=1；

f1（3）最大电动力为

Fmax1.73107L21.2ish1.731073900021451.1Na0.7。

4.已知某火电厂的厂用10kV备用变压器容量为12.5MVA，Uk%=8，要求同时自启动的电动机容量为15MW，电动机的

平均启动电流倍数为5，cos0.8，效率=0.9。试校验该备用变压器容量是否满足自启动要求。 解：电压校验：取基准容量SjSeh12500kVA，基准电压UjUp10kV 。

KhPh5150008.33

NcosNSeh0.90.812500U*o1.050.61

1S*hX*t118.331.10.08 高压自启动电动机的启动容量标么值：S*M 高压厂用母线电压，假设采用无激磁电压调压变压器，U*1该高压厂用母线为失压或空载自启动，0.61假设采用有载调压变压器U*o0.7，该组电动机不能顺利自启动。

0.7，

1.1，U*1U*o1.10.631S*hX*t118.331.10.08该组电动机也不能顺利自启动。

5.选择某10kV配电装置的出线断路器和出线电抗器。设系统容量为120MVA，归算至10kV 母线上的电源短路总电抗为X'，出线最大负荷为*Σ=0.12（基准值 Sd=100MVA）

600A，出线保护的动作时间为tpr=1s。

解：解：假设选择断路器为SN10-10I INbr=16kA，全分闸时间tbr=0.1s，

基准容量Sd＝100MVA Ud＝10.5kV，Id=5.5kA

XL(%)(IdtNbrX*')INUd5.560010500100%(0.12)100%2.56% IdUN16550010000选择4％的电抗NKL-10-600-4，参数如下：

xL(%)4%,

ies38.28kAIt2t342(kA)2s,

计算如下：

电压损失和残压校验：

电抗标么值：

IdUN550010000x*LxL(%)0.040.349INUd60010500

X*X*'X*L0.120.3490.469

短路计算时间：

tktprtbr10.11.1s。

，查短路电流计算曲线并换算成短路电流有名值，

I\"12.1kA,I0.559.9kA,I1.19.35kA电压损失和残压分别为：

U(%)xL(%)Imax600sin0.040.62.4%IN6005%

I''12.1Ure(%)xL(%)0.0480.7%IN0.）动、热稳定校验。

2I\"210It2I/2tkk60%~70%

Qk1212.129.929.352tk1.130.42(kA)2s342(kA)2s12ishKsh2I\"2.5512.130.86(kA)38.28(kA)

可见，电压损失、残压、动热稳定均满足要求。

6. 如图 1 所示：其中，WI、WII和WP为母线，QS为隔离开关，QF和QFP为断路器。正常工作时，出线L1和L2分别由母线WI和WII供电，分段断路器QFD（装有备自投BZT）断开、隔离开关QSP2和QSP4闭合。 1）所示主接线为何种接线方式？

2）若要求在L2供电不中断的前提下，检修出线L2的断路器QF4，用QFP代替QF4，并仍由 WII母线给L2供电，请根据各开关设备的编号，给出具体倒闸操作步骤。

3）若检测发电机G1发生故障，需要G2给L1供电，写出开关设备动作顺序。

解：1) 单母分段带专用旁路断路器的主接线方式。2)①给旁路母线充电：合QSP2、QSPP，合QFP，检查旁路母线完好；②断开旁路断路器QFP,增加一条供电支路：合QSP4出线旁路隔离开关；再合上QFP旁路断路器；③将待检修断路器退出运行：断QF4，断QS42、QS41。3) ①给旁路母线充电：合QSP2、QSPP，合QFP，检查旁路母线完好；②断开旁路断路器QFP,增加一条供电支路：合QSP3出线旁路隔离开关；再合上QFP旁路断路器；③断QF3、QF1，断QS32、QS31。

图1 图2

7.如图 2 所示，WI、WII和WP为母线，QS为隔离开关，QF和QFD为断路器。 1）所示主接线为何种接线方式？简述其正常运行时的特点。 2）倒闸操作的“五防”分别指什么？

3）若要求在L1供电不中断的前提下，检修出线L1的出线，请根据各开关设备的 编号，给出具体倒闸操作步骤。

解：1）单母线分段带旁路，分段断路器兼作旁路断路器的主接线方式；2）防止带负荷拉合隔离开关；防止带地线

合隔离开关；防止带电挂接地线；防止误入带电间隔；防止误拉合断路器。 3）①给旁路母线充电：合QSP1、QSPⅡ，合QFD，检查旁路母线完好；②断开旁路断路器QFP,增加一条供电支路：合QSP3出线旁路隔离开关；再合上QFD旁路断路器；③将待检修的出线退出运行：断QF3，断QS32、QS31。

8.主接线如图 3 所示，检修前母线 WBp 不带电，两出线正常工作。 （1）图中所示的主接线为何种接线方式？

（2）请标明检修工作开始前的带电设备和不带电设备。 （3）若要检修 QF1，给出具体倒闸操作步骤。 解：（1）单母线带旁路，专设旁路断路器QFp和旁路母线WBp的接线方式；（2）QFp、QS1和QS7均是断开的，为单母线运行。平时旁路母线不带电，减少故障可能。（3）①给旁路母线充电：合QS51、QS6，合QFP，检查旁路母线完好；②断开旁路断路器QFP,增加一条供电支路：合QS1出线旁路隔离开关；再合上QFP旁路断路器；③将待检修的QF1退出运行：断QF1，断QS2、QS3。

图3 图4

9. 主接线如图 4 所示，检修前母线II处于备用状态，两出线正常工作。 （1）图中的主接线为何种接线方式？ （2）QFm 的作用是什么？

（3）请标明检修工作开始前的带电设备和不带电设备。 （4）若要检修母线 I，给出具体倒闸操作步骤。

解：(1)双母线每一个电源回路和出线回路均通过一台断路器和两台隔离开关分别接到两组母线上,两组母线通过一台母联断路器QFm相连的接线方式。(2)母联QFm断开，所有进出线接在工作母线上的QS全部闭合，接在备用母线上的QS全部断开。备用母线平时不带电，相当于单母线运行。母联QFm及QS11、QS12闭合，两组母线均是工作母线。 (3)检修前，图中的QS5、QS10、QF1、QF3、QS1、QS6、QS3、QS8、QF2、QF4都带电，QS2、QS7、QS11、QS12和QFm均不带电 (4) ①给旁路母线充电：合QS11、QS12，合QFm；②合QS7；③断QS6;④断QFm，再断QS11、QS12。