《发电厂电气部分》期末复习总结文件.docVIP

四、计算题 P63 一、屋内配电装置中装有 100 10 的矩形铝导体，导体正常运行温度为 40 度，周围环境温度为 20 度，试计算该导 体的载流量。 （给定条件： 20 度时铝导体的电阻率为 2 20 0.028 mm / m ，铝的电阻温度系数 0.0041 C ， 铝导体肌肤效应系数为 1.05 K ，辐射散热系数 0.95 ） f 解：（1）单位长度导体直流电阻 R dc 20[1 ( 20)] 0.028[1 0.0041(40 20)] w S 100 10 3 0.0303 10 ( ) 单位长度导体交流流电阻 R k R ac f dc 3 0.0318 10 ( ) （2）求对流散热量 100 10 2 F 2A 2A 2 ( ) 1 2 ( ) 1 0.22 （m 对流散热面积 1 2 /m） 1000 1000 对流散热系数 0.35 0.35 1 1.5( w 0 ) 1.5(40 20) 4.28 对流散热量 Q F （W/m） 1 1( w 0) 1 4.28 (40 20) 0.22 18.83 （3）导体的辐射散热 100 10 2 辐射散热面积 1 2 /m） F 2A 2A 2 ( ) 1 2 ( ) 1 0.22 （m 1000 1000 4 4 273 273 w 0 Q 5.7 F f f 100 100 4 4 273 40 273 20 5.7 0.95 0.22 26.54 100 100 （4）导体载流量为 I Q Q 1 f R 18.83 26.54 3 0.0318 10 1194（A ） P63 二、屋内配电装置中装有 100mm 8mm 的矩形铝导体，导体正常运行温度为 70 度，周围环境温度为 25 度，试计 算该导体的载流量。 （给定条件： 20 度时铝导体的电阻率为 2 20 0.028 mm / m ，铝的电阻温度系数 0.0041 C ，铝导体肌肤效应系数为 K f 1.05，辐射散热系数 0.95 ） 解：（1）单位长度导体直流电阻 R dc 20[1 ( 20)] 0.028[1 0.0041(70 20)] w S 100 8 3 0.0422 10 ( ) 单位长度导体交流流电阻 R k R ac f dc 3 0.0443 10 ( ) （2）求对流散热量 对流散热面积 100 8 F 2A 2A 2 ( ) 1 2 ( ) 1 0.216 （m 1 2 1000 1000 对流散热系数 0.35 0.35 1 1.5( w 0 ) 1.5(70 25) 5.685 对流散热量 Q1 1( w 0 ) F1 5.685 (70 25) 0.216 55.26（W/m） （3）导体的辐射散热 辐射散热面积 100 8 F 2 A 2 A 2 ( ) 1 2 ( ) 1 0.216 （m 2/m） 1 2 1000 1000 4 4 273 273 w 0 Q 5.7 F f f 100 100 4 4 273 70 273 25 5.7 0.95 0.216 69.65 100 100 Q Q （4）导体载流量为 1 I R f 52.26 69.65 3 0.0443 10 1679 （A） P70 2 三、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， I 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， 16 4 A 0.35 10 J/(Ωm ) ） 解：（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t 0.3 0.2 0.5 k （S）又 I /I 28/ 20 1.4 查短路电流周期分量的等值时间曲线的 0.65 t S（1 分） p 因 t 1S，故应考虑非周期分量的热效应。 （1 分）非周期分量的等值时间为 k 2 2 t 0.05 0.05 1.4 0.1（S）（1 分） np 短路电流热效应为 2S）（2 分） Q I t t （kA 2 ( ) 202 (0.65 0.1) 300 k p np （2）求母线最高温度 h 。 因 46 w ，查图得 16 4 A 0.35 10 J/(Ωm ) （1 分） w 1 1 A Q A h k w 2 100 8 S [2 ] 1000 1000 2 6 16 300 10 0.35 10 16 0.3617 10 [J/Ωm] 再由图查得 50 200 h （1 分） 此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。 （1 分）P70