发 电厂 电 气 设 备 试 题一、 填空题（每空2分，共40分）1. 导体的热稳定是指 2. 水平方向布置的三相平行导体在发生三相短路时，最大电动力出现在相上，其计算公式为 3. 在进行矩形硬导体的动稳定校验时，当每相为单条矩形时，工程计算目的是 ；当每相为多条矩形时，工程计算目的是 4•少油式断路器中油的用途是 5. 在降压变电所低压母线侧发生短路，母线分列运行比母线并列运行时，其短路电流要 大或小）6. 计算导体的长期发热时，发热时间常数Tt的物理含义是 7. 发电厂的厂用电备用方式，采用明备用方式与暗备用方式相比，厂用工作变压器的容量 增大或减小）8. 电力系统由发电厂、 、 和 组成9•发电机引出线导体截面积是按 选择的，而配电装置的母线截面积则是按 选择的10. 矩形截面导体竖放比平放散热效果 好或差）11. 大型火力发电厂厂用电系统接线通常都根据 的接线原则，采用的接线形式12. 高压断路器开断交流电路时，决定熄弧的基本因素是 和 电弧不再重燃的条件是 二、 选择题（每空3分，共12分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项 前的字母填在题后的括号内。
1、 隔离开关的用途之一是—A、 切断负荷电流B、 切断短路电流C、 拉合小电流回路D、 拉合大电流回路2、 双母线接线采用双母线同时运行时，具有单母线分段接线的特点，—A、 因此，双母线接线与单母线与单母线分段接线是等效的B、 但单母线分段接线具有更大的运行灵活性C、 并且两者的设备数量一样D、 但双母线接线具有更大的运行灵活性3、 如果要求任一组母线发生短路故障均不会影响各支路供电，则应选用 —A、 双母线接线B、 双母线分段带旁路接线C、 二分之三接线D、 多角形接线4、 热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导体和绝缘部分不因短路电流的热 效应使其温度超过它的—而造成损坏妨碍继续工作的性能A、长期工作时的最高允许温度B、 长期工作时的最高允许温升C、 短路时的最高允许温度D、 短路时的最高允许温升三、按要求完成下面各题（共48分）已知发电机额定电压10.5kV，额定功率20MW，功率因数0.8,最大负荷利用小 时Tmax=3200h发电机引出线三相短路电流数据为l〃= 28kA, I = 22kA, I=20kA短路电流冲击系数为1.8继电保护动作时间为0.1s,七断路器全开断 时间为0.2s。
三相母线水平布置，绝缘子跨距1.2m，相间距离0.7m，周围环境 温度28°C① 计算发电机引出线的经济截面；（6分）② 若选用2X（80X8）的铝矩形母线且导体平放，计算其能否满足导体正常发 热的要求；（6分）③ 按②中所选导体计算短路前母线工作温度；（2分）④ 按②中所选导体计算短路时最高工作温度；（12分）⑤ 计算热稳定最小截面；（4分）⑥ 按②中所选导体计算作用在母线上的最大电动力；（4分）⑦ 按②中所选导体计算每相2条导体间的电动力；（8分）⑧ 按②中所选导体计算由条间允许应力决定的条间衬垫的最大允许跨距6 分）发电厂电气设备试题答案一、填空题（40分）1. 导体的短时最高发热温度不超过导体材料的短时最高允许温度1.73 x 10-7 •土. i22. B 相 a sh3. 已知材料允许应力确定绝缘子最大允许跨距 已知材料应力和绝缘子跨距确定最大允 许衬垫跨距4．灭弧介质5. 小6. 在绝热状态下,导体温升达到稳定温升所需的时间7. 减小8. 变电站、输电线路、用户 9．经济电流密度 长期发热运行电流10. 好11. 按炉分段 单母线分段12. 弧隙电压恢复强度 弧隙介质恢复强度 弧隙介质恢复强度＞弧隙电压恢复强度 二、选择题（12分）1、C 2、D 3、C 4、C 三、按要求完成下面各题（48分）①计算发电机引出线的经济截面；（6分）I 二 1.05Imax GN' 20 x 106 '小'3 x 10.5 x 103 x 0.8丿二1443A根据Tmax = 3200h，查得经济电流密度J = 1.06 （A/mm?2分）2分）则发电机引出线的经济截面为：Sj二In J二14431,06二1361（mm2）（2分）②若选用2XC80X8）的铝矩形母线且导体平放，计算其能否满足导体正常发热的要求;（6分）按导体平放，查得2XC80X8）的铝矩形母线的lal=1858A, Ks=1.27。
K - J"—28 =0.966计算温度修正系数° '70—25 ,□i［亠u-廿仝=也 K -1 — 0.966 x 1858 —1795则实际载流量为 ° al显然，l max=1443 < 1795，可见能满足导体正常发热的要求（2分）（2分）（2分）③按②中所选导体计算短路前母线工作温度；(2分)I2 14432° -° +(° -0 )- ma^ - 28 + (70-28)- -55Ci 0 al 0 I 2 17952al 28°C（2分）④按②中所选导体计算短路时最咼工作温度；(12分)t - t + t - 0.1 + 0.2 - 0.3( s ) 短路切除时间 k pr ab周期分量热效应为Q -二-C'2+10 • 12 +12 )- 0.3 •《82 +10 - 222 + 202)- 150.6(kA2 - s) p 12 tk / 2 tk 12（2分）（2分）因为tk二°.3（S）< 1（S），查表得非周期分量等效时间T = 0.2（s）,则非周期分量热效应Q - T • I"2 =0.2 • 282 - 156.8(kA2 •s) np（2分）短路全电流热效应 Qk -Qp+Qnp - 150.6 +156.8 - 307.4(kA2 • s)由0 — 55°C查得A - 0.45x 1016(J/0・m4)A - A + - 0.45 x 1016 + 307.4 x 106 - 0.468 x 1016（2分）则 f i S 2 （2 x 0.08 x 0.008）2查得导体短路时最高工作温度0 f 65 ° C（2分）（2分）⑤计算热稳定最小截面；(4分)由0i - 55° C，查得 C - 93.•.S -、Q • K /C- ±307.4x 106 • 1.27/93 — 212.5(mm2)min k s（2分）（2分）⑥按②中所选导体计算作用在母线上的最大电动力；（4分） 冲击电流为 ish - Ksh •辽• DF •迈• 28 - 71-4（kA） 则最大电动力11F —1.73 x 10-7 • • i2 —1.73 x 10-7 • • 71.42 x 106 =1260（N/m）max a sh 0.7（2分）（2分）⑦按②中所选导体计算每相2条导体间的电动力;由 h—80—0.1（2分）口 二 2^—b 二亠二 0.092分）2分）和 b + h b + h 8 + 80查得形状系数K = °4则每相2 条导体间的电动力11f 二 2.5 x 10-8 • • i2 • K = 2.5 x 10-8 • • 71.42 x 106 • 0.4=6372.45（N/m）b1-2 b sh 0.008⑧按②中所选导体计算由条间允许应力决定的条间衬垫的最大允许跨距。
6分） 由于母线为2 条且平放，所以母线相当于相间电动力的的截面系数（抗弯矩）等于2分）W = 0.333 - bh2=0.333 - 0.008 - 0.082 = 17.05 x 10-6 （m 3）phM F .L2=-ma— = = 10.64 x 106( Pa)10W 10 x 17.05 x 10-6ph1260 x 1.22 W"phph则相间应力由材料的条间允许应力决定的条间衬垫的最大跨矩等于二 0.008 乂』2 x 0.°8 x （70 一 心64）亘二 0.312分）’ '2hc二 b x | b max f— |2hQ= b x —c )al ph6372.45bl—2' b1—22分)。