1、发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课1 1 11 为方便使用本教材或换用本教材，特编写了本教为方便使用本教材或换用本教材，特编写了本教材习题中全部计算题的解答和课程设计的部分解答材习题中全部计算题的解答和课程设计的部分解答（第（第3 3版和第版和第2 2版均可使用），可作为习题课电子教案，版均可使用），可作为习题课电子教案，有不妥或错误之处请同行老师批评指正。有不妥或错误之处请同行老师批评指正。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课2 2 22习题习题3-6如果图如果图3-9中旁路断路器和旁路回路的隔离开关都是中旁路断路器和旁路回路的隔离开关都是断开状态，线路断开状态，线路WL1
2、运行在母线运行在母线W1上，试写出检修上，试写出检修QF1时的时的不停电倒闸操作过程。不停电倒闸操作过程。解解:1.合上合上QS1和和QS3;2.合上合上QFp;3.QFp合闸成功（说合闸成功（说明旁母完好）明旁母完好）,合上合上QS1p（等电位合闸）（等电位合闸）;4.断开断开QF1;5.拉开拉开QS13和和QS11;6.做安全措施。做安全措施。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课3 3 33习题习题3-7有两个限流电抗器，额定电压都是有两个限流电抗器，额定电压都是10kV，其中一个，其中一个的额定电流为的额定电流为200A，电抗百分数为，电抗百分数为3%，另一个的额定电流为，另一个
3、的额定电流为400A，电抗百分数为，电抗百分数为4%，哪个限流作用效果好？，哪个限流作用效果好？解解:额定电流为额定电流为200A的电抗器的电抗有名值为的电抗器的电抗有名值为866. 032001003. 03100%NNLIUxxL额定电流为额定电流为300A的电抗器的电抗有名值为的电抗器的电抗有名值为77. 033001004. 03100%NNLIUxxL可以看出：额定电流为可以看出：额定电流为200A，电抗百分数为，电抗百分数为3%的电抗器的电的电抗器的电抗大，限流作用效果好。抗大，限流作用效果好。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课4 4 44习题习题3-9解解: 首先计算运
4、行费首先计算运行费万万1303000001052 . 0621I UUAU 万1602000001072 . 0621IIUUAU计算抵偿年限计算抵偿年限T T，标准抵偿年限为标准抵偿年限为5 5年年年年533. 3130160800900IIIIII UUOOT应该选投资高的第应该选投资高的第I I方案。方案。某电气主接线设计中，有两个技术性能相当的初步方案，其中某电气主接线设计中，有两个技术性能相当的初步方案，其中方案方案1的综合投资为的综合投资为900万元，年电能损耗为万元，年电能损耗为5106kWh，折旧，折旧费及检修维护费合计为费及检修维护费合计为30万元；方案万元；方案2的综合投资
5、为的综合投资为800万元，万元，年电能损耗为年电能损耗为7106kWh，折旧费及检修维护费合计为，折旧费及检修维护费合计为20万元。万元。设平均电价为设平均电价为0.20元元/kWh，标准抵偿年限为，标准抵偿年限为5年，试用抵偿年限年，试用抵偿年限法选出最佳方案。法选出最佳方案。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课5 5 5习题习题3-10某企业的自备热电厂有三台机组，其中某企业的自备热电厂有三台机组，其中100MW机组为发电机机组为发电机-变变压器单元接线直接接入压器单元接线直接接入110kV母线，另外两台母线，另外两台25MW机组经机组经6kV机压机压母线和机压母线上的变压器接入母
6、线和机压母线上的变压器接入110kV110kV母线。机压母线上接母线。机压母线上接入的入的1616回电缆线路是本企业的重要负荷，其最大综合负荷为回电缆线路是本企业的重要负荷，其最大综合负荷为35MW，coscos =0.8，厂用电率为，厂用电率为10%；110kV母线上有母线上有4回出线回出线，其中，其中2回为本厂与系统的联络线，回为本厂与系统的联络线，2回接附近两个终端变电所。回接附近两个终端变电所。请设计该厂的电气主接线，并选择主变压器请设计该厂的电气主接线，并选择主变压器 。 解解: (1)单元接线主变容量选择单元接线主变容量选择,查有关发电机的技术参数资料，查有关发电机的技术参数资料，
7、可得可得100MW发电机发电机, coscos =0.85,额定电压为额定电压为10.5kV。MVA47.11685. 0/%)101 (1001 . 1cos/ )1 (1 . 1NPNNKPS选择主变压器容量为：选择主变压器容量为：120MVA，变比为，变比为121/10.5kV。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课6 6 66(2)机压母线上的主变容量选择机压母线上的主变容量选择优先选优先选2台同容量的主变台同容量的主变1）发电机出力最大，而发电机电压母线上的负荷最小时，扣）发电机出力最大，而发电机电压母线上的负荷最小时，扣除厂用电负荷后，主变压器能将剩余的功率送入电力系统。当除
8、厂用电负荷后，主变压器能将剩余的功率送入电力系统。当缺乏具体资料时，最小负荷可取为最大负荷的缺乏具体资料时，最小负荷可取为最大负荷的60%70%。MVA8125.122/625.252/ )625.3025.56(2/%)708 . 0358 . 0) 1 . 01 (252(/ )1 (minp1NNnSKSSmii发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课7 7 772）发电机电压母线上的最大一台发电机停机时，主变压器应能）发电机电压母线上的最大一台发电机停机时，主变压器应能从电力系统倒送功率，满足发电机电压母线上的最大负荷和厂从电力系统倒送功率，满足发电机电压母线上的最大负荷和厂用电的
9、需要，即用电的需要，即MVA375. 92/)25.318 . 0/1 . 025275.432/)8 . 0/258 . 0/ ) 1 . 01 (252(8 . 0/35/)1 (maxNp1NmaxNnSKSSSmii考虑了停运机组的起动厂用负荷。考虑了停运机组的起动厂用负荷。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课8 8 883）若发电机电压母线上接有两台或两台以上主变时，其中一）若发电机电压母线上接有两台或两台以上主变时，其中一台容量最大的主变压器退出运行时，应该能输送母线最大剩台容量最大的主变压器退出运行时，应该能输送母线最大剩余功率的余功率的60%70%以上，即以上，即MVA
10、9375.177 . 0625.257 . 0)625.3025.56(7 . 0%)708 . 0358 . 0) 1 . 01 (252(%70) 1/()1 (minp1NNnSKSSmii选选2台台20MVA的主变压器，电压为的主变压器，电压为121/6.3kV。该厂的电气主接线设计可参考图该厂的电气主接线设计可参考图3-27。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课9 9 9习题习题3-11某某110 kV变电所，其变电所，其35 kV侧出线为架空线侧出线为架空线(无架空地线无架空地线)，6回线回线路总长是路总长是120 km；其；其10 kV侧出线为电缆，侧出线为电缆，16根电
11、缆的总长度是根电缆的总长度是25 km，请，请计算计算35kV和和10kV系统的对地电容电流系统的对地电容电流IC，并决定两个系统是否应该设置消，并决定两个系统是否应该设置消弧线圈，若需要请选择消弧线圈的型号。弧线圈，若需要请选择消弧线圈的型号。A34.111000/120357 . 210) 3 . 37 . 2(3NcLUI考虑母线增加考虑母线增加13%的电容电流后，总电容电流为的电容电流后，总电容电流为Ic=1.1311.34=12.81A10A因此需要在因此需要在35kV中性点上加装消弧线圈，采用过补偿方式，消弧线圈的中性点上加装消弧线圈，采用过补偿方式，消弧线圈的计算容量为计算容量为
12、 VAk5 .349732. 1/3581.1235. 13NcUKIQ查附录查附录A表表A-32，选容量为，选容量为400kVA的消弧线圈。的消弧线圈。解：解：35kV系统系统A5252101 . 01 . 0NcLUI10kV系统系统Ic=1.1625=2930A10kV系统不需要安装消弧线圈。系统不需要安装消弧线圈。考虑母线增加考虑母线增加16%的电容电流后，总电容电流为的电容电流后，总电容电流为发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课10101010习题习题3-12某变电所安装两台容量为某变电所安装两台容量为31.5MVA， 电压等级为电压等级为110/10kV的双的双绕组主变，请
13、选择该变电所绕组主变，请选择该变电所10kV母线上应该装设的无功补偿电容器的台数母线上应该装设的无功补偿电容器的台数与接线方式。注：按主变容量的与接线方式。注：按主变容量的15%左右选择左右选择,接线采用单星形接线采用单星形, 大小搭配大小搭配分两组分别安装在分两组分别安装在10kV两段母线上。两段母线上。解：选无功补偿容量为解：选无功补偿容量为23000kvar+21800kvar=9600kvar，9600/63000=15.238%，在主变容量的，在主变容量的10%30%范围内，符合规范要求，大范围内，符合规范要求，大小搭配分两组分别安装在小搭配分两组分别安装在10kV两段母线上，每段母
14、线安装两段母线上，每段母线安装4800kvar。并联电容器采用构架式结构屋外放置，接线选单星形接线。并联电容器采用构架式结构屋外放置，接线选单星形接线。3000kvar组每相组每相1000kvar，选，选3台台334 kvar单相电容器并联。单相电容器并联。1800kvar组每相组每相600kvar，选，选3台台200 kvar单相电容器并联。单相电容器并联。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课111111习题习题4-15解：解：x*t =1.1Uk /100=1.18/1000.088tavt110mcosSKxUUUPkW84.14160125005088. 065. 08 . 0
15、9 . 0)65. 01 . 1 (允许自启动的电动机总容量为允许自启动的电动机总容量为14160.84 kW，能满足自启动要求。，能满足自启动要求。试校验某高温高压火电厂试校验某高温高压火电厂6kV高压备用厂用变压器的容量，能否高压备用厂用变压器的容量，能否满足厂用电动机自起动要求。已知高压备用厂用变压器的容量为满足厂用电动机自起动要求。已知高压备用厂用变压器的容量为12.5MVA，Uk 8；要求同时自起动电动机容量为；要求同时自起动电动机容量为11000kW，电动机的平均起动电流倍数为，电动机的平均起动电流倍数为5，cos=0.8 ， =0.9。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课
16、12121212习题习题5-7根据附录有关参考资料，查出以下导体的长期允许电根据附录有关参考资料，查出以下导体的长期允许电流并回答问题（设环境温度流并回答问题（设环境温度 ）。）。250(1)8010mm2单条矩形铝导体，平放及竖放时的长期允许电流单条矩形铝导体，平放及竖放时的长期允许电流各是多少？二者为何不同？各是多少？二者为何不同？(2)2（1008）mm2双条矩形铝导体，平放时的长期允许电流双条矩形铝导体，平放时的长期允许电流是多少？它为何小于同样条件下两根单条矩形铝导体的长期允许是多少？它为何小于同样条件下两根单条矩形铝导体的长期允许电流之和？电流之和？ 解解:(1) 8010mm2平
17、放为平放为1411A;竖放为竖放为1535A，竖放散热好。，竖放散热好。(2)2(1008)mm2平放为平放为2259A; 1008mm2平放为平放为1547A，两两根根1008mm2平放为平放为21547A 。两根单条矩形铝导体有效散热面积大。两根单条矩形铝导体有效散热面积大。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课13131313习题习题5-8解：解： （1 1）短路电流热效应）短路电流热效应 s(kA)7 .1137s)(kA)198 .23103 .28(122)10(12d22222222/2k02ptpkkkk tttIIIttIQQ（2）短时发热最高温度）短时发热最高温度 由
18、导体的正常工作温度为由导体的正常工作温度为50，查图查图5-55-5曲线可得曲线可得Ai=0.41016J/（m4）。）。 若已知若已知63mm10mm铝导体回路中之短路电流铝导体回路中之短路电流I”=28.3kA，I1=23.8kA， I2=19kA，短路切除时间为，短路切除时间为tk=2s，导体的正常工，导体的正常工作温度为作温度为50，集肤系数为，集肤系数为Ks=1.04，试计算导体的短路电流，试计算导体的短路电流热效应和短时发热最高温度。热效应和短时发热最高温度。 发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课14141414)mJ/(10698. 0)mJ/()01. 0063. 0(
19、04. 1107 .1137104 . 0141642616sk2if KQSAA查图查图5-5曲线可得曲线可得f =98Smin=278.7mm2，能满足热稳定要求。，能满足热稳定要求。 （2）共振校验）共振校验 kg/m375. 3270001. 0125. 0w bhm46433m102552. 36/m125. 001. 06/ bhI发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课20202020Hz155Hz2 .7187 . 2102552. 31072 . 156. 361022f1 mEILNf取取=1=1，即不考虑共振影响。，即不考虑共振影响。 （3）动稳定校验）动稳定校验 k
20、A15.94kA3569. 2sh i相间电动力相间电动力 N/m7 .2190)94150(7 . 011073. 111073. 1272sh7ph iaf3622m10523/125. 001. 03/ bhW相间应力相间应力 Pa100666. 61052102 . 17 .2190106622phph WLf 发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课2121212108. 0hb074. 0101251020 bhba37. 012 KN/m4 .819901. 010)94150(43. 05 . 21015 . 28282sh12b biKfm4415. 04 .819910
21、)0666. 670(125. 0201. 026bbalmaxb fhbL m627. 04 .8199/125. 001. 01003/44brc fhbL crmaxbbm4 . 0m122 . 11LLnLL 根据根据，可以查得形状系数可以查得形状系数，条间电动力为，条间电动力为 最大允许衬垫跨距最大允许衬垫跨距 衬垫临界跨距衬垫临界跨距 每跨选取每跨选取2个衬垫时个衬垫时可以满足动稳定要求。可以满足动稳定要求。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课22222222习题习题6-6根据有关参考资料，求出按下列条件直埋在土中的铝根据有关参考资料，求出按下列条件直埋在土中的铝心油浸纸绝
22、缘电力电缆（三芯）的长期允许载流量：心油浸纸绝缘电力电缆（三芯）的长期允许载流量：(1) UN=10kV，S=120mm2，土壤热阻系数为，土壤热阻系数为120cm/W，土壤，土壤温度为温度为10。(2) UN=10kV，S=2(120)mm2，土壤热阻系数为，土壤热阻系数为80cm/W，土，土壤温度为壤温度为10，两条电缆并列直埋土中，电缆净距，两条电缆并列直埋土中，电缆净距100mm。 解解 :在附表中查出各在附表中查出各K的数值。的数值。(1)长期允许载流量长期允许载流量A88.221A215186. 02 . 1al43tC10alIKKKI(2)(2)长期允许载流量长期允许载流量A4
23、 .464A22159 . 012 . 1al43tC10alIKKKI发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课23232323习题习题6-7某电厂由某电厂由10kV机压母线用双回电缆线路向一重要用机压母线用双回电缆线路向一重要用户变电所供电。用户最大负荷户变电所供电。用户最大负荷5000kVA，最大负荷利用小时数，最大负荷利用小时数为为5200h/年，当一回电缆线路故障时，要求另一回仍能供给年，当一回电缆线路故障时，要求另一回仍能供给80%的最大负荷。线路长度较短，直埋土中，的最大负荷。线路长度较短，直埋土中， 电缆净距为电缆净距为100mm2，高湿度土壤，土壤温度，高湿度土壤，土壤温度
24、10，短路电流，短路电流I”=10kA, I1=7. 6kA, I2=6.9kA。短路切除时间为。短路切除时间为2s，试选择该电缆。，试选择该电缆。 解解 正常情况下每回路的最大持续工作电流为正常情况下每回路的最大持续工作电流为 A5 .1442/289A1032500005. 1maxI发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课242424根据最大负荷利用小时数根据最大负荷利用小时数5200h/年，年，查图查图6-3 曲线曲线1，得，得 J=0.72 2maxmm20172. 05 .144JIS直埋敷设一般选用钢带铠装电缆，每回路选用两根三芯油浸直埋敷设一般选用钢带铠装电缆，每回路选用两
25、根三芯油浸纸绝缘铝心铝包铠装防腐电缆，每根纸绝缘铝心铝包铠装防腐电缆，每根S=95mm2，高湿度热阻，高湿度热阻系数为系数为80cm/W，此，此时的允许载流量为时的允许载流量为Ial=185A，最高允许，最高允许温度为温度为60，额定环境温度为，额定环境温度为25。 长期发热按一回电缆线路故障时转移过来的负荷校验，即长期发热按一回电缆线路故障时转移过来的负荷校验，即 A231A8 . 0103500005. 1maxIA6 .399A21859 . 012 . 1al43tC10alIKKKI满足长期发热要求。满足长期发热要求。 发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课252525短路热效
26、应短路热效应 sIIItQQ22222t22/t2kpk(kA)87.120)9 . 66 . 71010(122)10(12kk短路前电缆的工作温度短路前电缆的工作温度 C71.266 .399231)1060(10)(222al2maxalwII热稳定系数热稳定系数C为为 44.10110)2071.26(00403. 01)20200(00403. 01ln00403. 0101 . 359. 02 . 410)20(1)20(1ln2 . 41262wh20sKQC )mm/(4J发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课26262626kminmm95238.10844.10110
27、87.1201QCS满足热稳定要求。满足热稳定要求。 由于电缆较短不用电压损失校验由于电缆较短不用电压损失校验 根据以上计算可以看出，所选电缆满足要求。根据以上计算可以看出，所选电缆满足要求。 发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课27272727N2629N)94150(7 . 02 . 11073. 121073. 1272sh217maxiaLLF)23012215(21hbHHN15.2959N21524226291maxcHHFFN4410N73506 . 06 . 0deF习题习题6-8. 6-8. 解（解（1 1）支柱绝缘子的选择）支柱绝缘子的选择 根据装设地点及工根据装设
28、地点及工作电压，位于屋内部分选择作电压，位于屋内部分选择ZB-10YZB-10Y型户内支柱绝缘子，其高度型户内支柱绝缘子，其高度H H =215mm=215mm，抗弯破坏负荷，抗弯破坏负荷F Fdede=7350N=7350N。mm=242 mm 可以满足动稳定要求。如选ZL-10/8型,N4800N5 .3046N17019726291maxcHHFF发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课28282828（2）穿墙套管的选择）穿墙套管的选择 根据装设地点、工作电压及最大长期工根据装设地点、工作电压及最大长期工作电流，选择作电流，选择CWLC2-10/2000型户外铝导体穿墙套管，其型户
29、外铝导体穿墙套管，其UN=10kV，IN=2000A，Fde=12250N，套管长度，套管长度Lca=0.435m，5 s热稳定电流为热稳定电流为40kA。54022ttIN92.1790)94150(7 . 02435. 02 . 11073. 121073. 1272sh217maxiaLLFN7350N122506 . 06 . 0demaxFF( (kA)2s 满足热稳定要求。满足热稳定要求。满足动稳定要求。满足动稳定要求。 sQQQ 2nppk(kA)1 .504发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课29292929习题习题6-9选择某电网末端变电所选择某电网末端变电所10kV
30、出线中的高压断路器及隔出线中的高压断路器及隔离开关（屋内）。已知：线路最大持续工作电流为离开关（屋内）。已知：线路最大持续工作电流为480A，所配，所配置的过电流保护动作时间为置的过电流保护动作时间为1.5s，线路首端的短路电流在整个，线路首端的短路电流在整个短路过程中保持不变为短路过程中保持不变为11.7kA。解解: 根据额定电压和根据额定电压和Imax =480A，初选初选SN10-10I/630型少油断路器。型少油断路器。s6 . 104. 006. 05 . 1 ainprkttttsQQ 22pk(kA)2196 . 17 .11kA835.29kA7 .1155. 2sh i 断路
31、器和隔离开关选择比较结果断路器和隔离开关选择比较结果选校项目选校项目 计算数据计算数据SN10-10I/630型型 GN6-10T/600型型额定电压额定电压/kV 10 1010额定电流额定电流/A 480630600额定开断电流额定开断电流/kA 11.716-额定关合电流额定关合电流/kA 29.83540-热稳定校验热稳定校验/(kA)2s 21916222024动稳定校验动稳定校验/kA 29.83540 52发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课30303030132. 0dx45. 0*x8 . 0cos习题习题6-10某发电厂的电气主接线如下图所示，已知主要设备某发电厂的
32、电气主接线如下图所示，已知主要设备参数为：参数为：T1和和T2，SN=20MVA，ud%=10.5，电压比，电压比k=121/10.5kV。G1和和G2，PN=25MVA，UN=10.5kV， , 。 系统容量系统容量S=500MVA，系统电抗，系统电抗 ；馈线；馈线负荷负荷Pmax=4000kW， 功率因数为功率因数为0.8，短路持续时间为，短路持续时间为2s。现欲。现欲在在10kV电缆馈线中采用电缆馈线中采用SN10-10I型高压少油断路器，试选择校型高压少油断路器，试选择校验线路电抗器验线路电抗器L1。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课313131解解 基准选取：基准选取：Sd
33、=100MVA，Ud=10.5kV，Id=5.5kA。 根据安装地点电网电压和持续工作电流初选根据安装地点电网电压和持续工作电流初选NKL-10-300-3型电型电抗器。参数计算如下：抗器。参数计算如下： 系统电抗系统电抗: 09. 050010045. 0S*x选择电抗百分值选择电抗百分值 A1 .303A8 . 0103400005. 1maxI525. 020100105. 02*T1*T xx变压器：变压器：发电机：发电机：422. 08 . 0/25100132. 02*1*GGxx132. 02422. 02525. 009. 0/2422. 02525. 009. 0*x发电厂电
34、气主系统习题课发电厂电气主系统习题课323232%21. 1%100105 . 55 .103 . 0)132. 0165 . 5(%100)(%NddN*NbrdLUIUIxIIx选用电抗百分值为选用电抗百分值为3%的电抗器。计算总电抗为的电抗器。计算总电抗为 68. 31005 .562)5 .103 . 05 . 5103 . 0132. 0(*cxkA42. 85 .1035 .56268. 31IkA5 .19kA5 .2142. 855. 2esshii故选用电抗百分值为故选用电抗百分值为3%的电抗器，动稳定不能满足要求，改的电抗器，动稳定不能满足要求，改选电抗百分值为选电抗百分值
35、为4%的电抗器的电抗器NKL-10-300-4型型。 SN10-10I型高压少油断路器型高压少油断路器INbr=16kA。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课33333333重新计算电抗器后短路电流重新计算电抗器后短路电流 6984. 01050030010000550004. 0100%dNNdLL*UIUIxx求计算电抗求计算电抗 67. 41005 .562)6984. 032. 0(*cxkA62. 65 .1035 .56267. 41IkA1 .19kA88.1662. 655. 2esshii动稳定满足要求动稳定满足要求发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课3434
36、34热稳定校验热稳定校验 s(kA)5 .30445.17s(kA)64.87s)(kA)62. 662. 61062. 6(1222222222pkQQ电压损失校验电压损失校验 %5%425. 26 . 03001 .303%4sin%NmaxLIIxU残压校验残压校验 %7015.883 . 062. 6%4%NLreIIxU可以看出，选用可以看出，选用NKL-10-300-4型电抗器满足要求。型电抗器满足要求。 发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课35353535习题习题6-11选择某变电所选择某变电所10kV母线上的电压互感器。该母线上母线上的电压互感器。该母线上共接有共接有8
37、回馈电线路，每回线路上装有电流表及有功电能表各一回馈电线路，每回线路上装有电流表及有功电能表各一只。此外，在母线上还需装设测量线电压的电压表只。此外，在母线上还需装设测量线电压的电压表1只及供绝缘只及供绝缘监察装置用的电压表监察装置用的电压表3只。只。解：根据电压互感器安装在屋内，电网的额定电压为解：根据电压互感器安装在屋内，电网的额定电压为10kV，供，供给电能表电压及用于绝缘监察，选用给电能表电压及用于绝缘监察，选用JSJW-10型三相五柱式电型三相五柱式电压互感器（也可选用压互感器（也可选用3只单相只单相JDZJ型浇注绝缘电压互感器），型浇注绝缘电压互感器），额定电压为额定电压为10/0
38、.1kV，辅助二次绕组为，辅助二次绕组为0.1/3kV，准确级为，准确级为0.5级，级，三相额定容量三相额定容量SN2=120VA。电压互感器与测量仪表的接线方式，。电压互感器与测量仪表的接线方式，与电压互感器接线方式不同（不完全星形部分）的各相间二次与电压互感器接线方式不同（不完全星形部分）的各相间二次负荷分配在下表中示出。负荷分配在下表中示出。 发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课36363636仪表名称及型号仪表名称及型号仪表电压线圈仪表电压线圈ABAB相相BCBC相相线圈消耗线圈消耗功率功率/VA/VAcoscossinsin仪表仪表数目数目P PababQ QababP Pb
39、cbcQ Qbcbc有功电能表有功电能表(DS1)(DS1)1.50.380.92584.5611.14.5611.1电压表电压表(46L1-V)(46L1-V)0.31010.30总计总计4.5611.14.8611.1根据表根据表6-7计算不完全星形部分负荷的视在功率和功率因数，即计算不完全星形部分负荷的视在功率和功率因数，即 VA121441 .1156. 4222ab2ababQPS666.671256. 4arccosarccosabababSPVA12.1283.1461 .1186. 4222bc2bcbcQPS36.6612.1286. 4arccosarccosbcbcbcS
40、P发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课37373737利用表利用表6-7中的计算公式，并计及与电压互感器接线方式相同中的计算公式，并计及与电压互感器接线方式相同的绝缘监察电压表功率的绝缘监察电压表功率P，得，得A相负荷为相负荷为 W78. 53 . 03/ )30666.67cos(123/)30cos(ababAPSPvar234. 43/ )30666.67sin(123/)30sin(ababASQB相负荷为相负荷为 bcbcababB3/)30cos()30cos(PSSP W01. 53 . 03/)3036.66cos(12.12)30666.67cos(12发电厂电气主系
41、统习题课发电厂电气主系统习题课383838383/)30sin()30sin(bcbcababB SSQvar02.113/)3036.66sin(12.12)30666.67sin(12由于由于Sab与与Sbc接近，接近，ab与与bc接近，可知接近，可知B相负荷最大，即相负荷最大，即 VA11.12546.14602.1101. 5222B2BBQPS故选用故选用JSJW-10型电压互感器满足要求。型电压互感器满足要求。 120/3VA发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课39393939习题习题6-12选择某发电厂选择某发电厂10kV馈电线路上的电流互感器。已知：线路最大工作馈电线路
42、上的电流互感器。已知：线路最大工作电流为电流为250A，断路器的全分闸时间为，断路器的全分闸时间为0.2s，装有时限为，装有时限为1.5s的过电的过电流保护，线路中的短路电流数值为：流保护，线路中的短路电流数值为：I”=16.5kA，I0.85=11kA，I1.7=9.4kA 。由互感器装设地点到测量仪表的距离为。由互感器装设地点到测量仪表的距离为30m，互感器，互感器到最近绝缘子的距离到最近绝缘子的距离L=1.2m，相间距离，相间距离a=0.4m。互感器和仪表的。互感器和仪表的接线如图接线如图6-15所示所示(功率表为功率表为46DI-W型，电流线圈消耗的功率为型，电流线圈消耗的功率为0.6
43、VA)。 发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课404040解解 根据电流互感器安装在屋内，电网的额定电压为根据电流互感器安装在屋内，电网的额定电压为10kV，回路，回路的最大持续工作电流为的最大持续工作电流为250A和供给电能表电流，选用和供给电能表电流，选用LFZ1-10型屋内复匝浇注绝缘式电流互感器，变比为型屋内复匝浇注绝缘式电流互感器，变比为300/5A，准确级为，准确级为0.5级，额定二次阻抗为级，额定二次阻抗为0.4,热稳定倍数热稳定倍数90,动稳定倍数动稳定倍数160。电流互感器二次负荷（单位：电流互感器二次负荷（单位：VA）仪表名称及型号仪表名称及型号A相相 B相相 C相
44、相有功功率表有功功率表 0.6 0.6有功电能表有功电能表(DX1)0.5 0.5电流表电流表(46L1-A) 0.35总计总计 1.1 0.35 1.1最大相负荷电阻为最大相负荷电阻为ra=1.1/25=0.044，ra+rc=0.14429MVA，总容量为总容量为2SNSmax=48.345MVA满足要求。型号选满足要求。型号选SFSZ9-31500/110，电压等级，电压等级11081.25%/38.522.5%/10.5kV，接线组别接线组别YN，yn0，d11。110kV侧有载调压开关采用十七档分侧有载调压开关采用十七档分接头，接头，35kV侧有载调压开关采用五档分接头。侧有载调压开
45、关采用五档分接头。2. 电气主接线设计电气主接线设计3.中性点的接地方式设计和站用电设计中性点的接地方式设计和站用电设计4. 变压器低压侧引出线导体选择变压器低压侧引出线导体选择5. 10kV母线选择母线选择6. 110kV母线选择母线选择7.变压器低压侧引出线中的支柱绝缘子和穿墙套管选择变压器低压侧引出线中的支柱绝缘子和穿墙套管选择发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课494949498.主变压器低压侧进线断路器、主变压器低压侧进线断路器、10kV母线分段断路器和母线分段断路器和10kV出出线断路器选择线断路器选择9.110kV各回路的断路器和隔离开关选择各回路的断路器和隔离开关选择1
46、0.35kV各回路的断路器和隔离开关选择各回路的断路器和隔离开关选择12.防雷保护计算防雷保护计算以上计算均为机械工业出版社以上计算均为机械工业出版社2015.7出版的许珉主编出版的许珉主编“变电站变电站电气一次设计电气一次设计”中的例题，计算选择结果可参考该教材。中的例题，计算选择结果可参考该教材。11.短路电流计算短路电流计算发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课50505050附录附录C 课程（毕业）设计任务书课程（毕业）设计任务书2课程设计学时较少时可使用该题目。课程设计学时较少时可使用该题目。1.主变压器的选择主变压器的选择1)10kV的最大综合计算负荷的最大综合计算负荷 根据
47、根据10kV远景负荷，同时系数取远景负荷，同时系数取0.85，线损率取，线损率取5%，得，得Smax=0.85(7.5/0.8+6/0.78+5/7.5+3.5/0.8+12/0.8)1.05=39.13MVA2)主变选择主变选择60%的全部最大综合计算负荷为的全部最大综合计算负荷为0.639.13MVA=23.48VA可以看出全部可以看出全部I类负荷类负荷SI和和II类负荷类负荷SII之和小于之和小于23.48 MVA选择选择SN=25MVA的有载调压降压结构变压器两台，单台容量的有载调压降压结构变压器两台，单台容量SN23.48MVA，总容量为，总容量为2SNSmax=39.13MVA满足
48、要求。型号满足要求。型号选选SFZ9-25000/110，额定容量为，额定容量为25000kVA，电压等级为，电压等级为11081.25%/10.5kV，接线组别，接线组别YN，d11。110kV侧有载调压侧有载调压开关采用十七档分接头。开关采用十七档分接头。发电厂电气主系统习题课发电厂电气主系统习题课515151512.短路电流计算短路电流计算本课程设计的短路电流计算是机械工业出版社本课程设计的短路电流计算是机械工业出版社2015.7出版的许珉出版的许珉主编主编“变电站电气一次设计变电站电气一次设计”中的例题，计算过程和结果可参中的例题，计算过程和结果可参考该教材。考该教材。3.主变压器低压
49、侧引出线选择的最大负荷利用小时数主变压器低压侧引出线选择的最大负荷利用小时数Tmax可按下可按下式计算式计算Tmax= (PmaxiTmaxi)/ Pmaxi4.主接线与配电装置设计主接线与配电装置设计110kV主接线可采用单母线分段接线，配电装置主接线可采用单母线分段接线，配电装置选屋外普通选屋外普通中型。中型。10kV主接线可采用单母线分段，配电装置选屋内配电装置，使主接线可采用单母线分段，配电装置选屋内配电装置，使用用KYN28A-12型户内交流金属铠装中置式高压开关柜。主接线型户内交流金属铠装中置式高压开关柜。主接线图参考教材图图参考教材图3-34，画图时要去掉，画图时要去掉35kV和主变和主变高压（高压（110kV）侧）侧断路器断路器与与主主变压器变压器之间的隔离开关。之间的隔离开关。
