m
S
' N
[
SNi (1 Kp ) Smin] / n
i 1
( 2 25(1 0.1) 35 70%)/ 2
0.8
0.8
(56.25 30.625) / 2 25.625/ 2 12.8125MVA
6
2）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
，其中2回为本厂与系统的联络线，2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 。
解: (1)单元接线主变容量选择,查有关发电机的技术参数资料，
可得100MW发电机,cos =0.85,额定电压为10.5kV。
S
' N
1.1PN (1
KP ) /
cosN
1.1100 (110%) / 0.85
法选出最佳方案。
解: 首先计算运行费
UI A U1 U2 0.2 5106 300000 130万 UII A U1 U2 0.2 7 106 200000 160万
计算抵偿年限T，标准抵偿年限为5年
T OI OII 900 800 3.33 5年 UII UI 160 130
采用矩形铝导体，根据年最大负荷利用小时5500h，由图6-3可 以查得J=0.73，经济截面为
S Imax 1804 2471mm2 J 0.73
16
查矩形铝导体长期允许载流量表，每相选用2条125 mm×10 mm双条矩形铝导体，平放时允许电流Ial=3152A ，集肤系数
Ks=1.45。环境温度为30℃时的允许电流为
配分两组分别安装在10kV两段母线上。 解：选无功补偿容量为2×3000kvar+2×1800kvar=9600kvar， 9600/63000=15.238%，在主变容量的10%~30%范围内，符合规范要求， 大小搭配分两组分别安装在10kV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。 3000kvar组每相1000kvar，选3台334 kvar单相电容器并联。 1800kvar组每相600kvar，选3台200 kvar单相电容器并联。
应该选投资高的第I方案。 4
习题3-10
某企业的自备热电厂有三台机组，其中100MW机组为发电机--变 压器单元接线直接接入110kV母线，另外两台25MW机组经6kV 机压母线和机压母线上的变压器接入110kV母线。机压母线上接
入的16回电缆线路是本企业的重要负荷，其最大综合负荷为
35MW，cos =0.8，厂用电率为10%；110kV母线上有4回出线
热效应和短时发热最高温度。
解： （1）短路电流热效应
Qk Qp
tk 0
Ipt 2
d
t

tk 12
(
I
"2
10
I
2 tk
/2

I2 tk
)
2 (28.32 10 23.82 192 )(k A)2 s 1137.7(k A)2 s 12
（2）短时发热最高温度
Pm
U0 U1 cos
U1xt Kav
St
(1.1 0.65) 0.9 0.8 12500 14160.84kW 0.65 0.0885
允许自启动的电动机总容量为14160.84 kW，能满足自启动要求。
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
不停电倒闸操作过程。
解: 1.合上QS1和QS3;
2.合上QFp; 3.QFp合闸成功（说 明旁母完好）,合上 QS1p（等电位合闸）;
4.断开QF1; 5.拉开QS13和QS11;
6.做安全措施。
2
习题3-7．有两个限流电抗器，额定电压都是10kV，其中一个 的额定电流为200A，电抗百分数为3%，另一个的额定电流为
70 30
KIal Ial
0.943 3152A 2982.88 A 1804A 70 25
满足长期发热条件要求。
（2）按长期发热选择截面 根据Imax=1804A，选单条平放LMY-125×8 矩形导体，
平放时允许电流Ial=1920A ，环境温度为30℃时的允许电流为
KIal 0.9431920A 1810.56 A 1804A
由导体的正常工作温度为50℃，查图5-5曲线可得 Ai=0.4×1016J/（Ω·m4）。
13
。
1 Af Ai S 2 Qk Ks
[0.4

1016

1137.7 (0.063
106 1.04 0.01)2 ]J/(

m4
)
0.698 1016 J/( m4 )
400A，电抗百分数为4%，哪个限流作用效果好？
解:额定电流为200A的电抗器的电抗有名值为
xL

xL % 100

U N 0.03 10 0.866
3 IN
200 3
额定电流为300A的电抗器的电抗有名值为
xL

xL % 100

U N 0.04 10 0.77
3 IN
0.8
0.8
(56.25 30.625) 0.7 25.625 0.7 17.9375MVA
选2台20MVA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3-27。
8
习题3-11．某110 kV变电所，其35 kV侧出线为架空线(无架空地线)，6回线 路总长是120 km；其10 kV侧出线为电缆，16根电缆的总长度是25 km，请
电流并回答问题（设0环境2温5 度
℃）。
(1)80×10mm2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
电流之和？
解:(1) 80×10mm2平放为1411A;竖放为1535A，竖放散热好。
用电的需要，即
m
S
' N
[Smax
(
SNi (1 Kp ) SNmax)]/ n
i 1
[35/ 0.8 (2 25(1 0.1) / 0.8 25 / 0.8)]/ 2
[43.75 2 25 0.1/ 0.8 31.25)]/ 2 9.375MVA
)
I
2 max
Ia2lθ
考虑母线增加16%的电容电流后，总电容电流为
Ic=1.16×25=29<30A
10kV系统不需要安装消弧线圈。
习题3-12．某变电所安装两台容量为31.5MVA， 电压等级为110/10kV的 双绕组主变，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 数与接线方式。注：按主变容量的15%左右选择,接线采用单星形, 大小搭
考虑了停运机组的起动厂用负荷。
7
3）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
余功率的60%~70%以上，即
m
S
' N
[
SNi (1 Kp ) Smin] /(n 1) 70%
i 1
( 2 25(1 0.1) 35 70%) 0.7
计算35kV和10kV系统的对地电容电流IC，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。
解：35kV系统
Ic (2.7 ~ 3.3)U N L 10 3 2.7 35 120 /1000 11.34 A
考虑母线增加13%的电容电流后，总电容电流为
Ic=1.13×11.34=12.81A>10A
1.042 10 8
对于多等跨简支，由表5-4查得Nf=3.56，导体的固有频率为
f1

Nf L2
EI 3.56 m 12
71010 1.042108 52.3Hz 0.125 0.01 2700
可查得动态应力系数为
1.5
15
习题6-4
已知一台额定电压为10.5kV的QF2-25-2型汽轮发电机(额定容 量为25MW，额定功率因数为0 .8)的最大负荷利用时间为
300 3
可以看出：额定电流为200A，电抗百分数为3%的电抗器的电
抗大，限流作用效果好。
3
习题3-9 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1的综合投资为900万元，年电能损耗为5×106kWh，折旧 费及检修维护费合计为30万元；方案2的综合投资为800万元， 年电能损耗为7×106kWh，折旧费及检修维护费合计为20万元。 设平均电价为0.20元/kWh，标准抵偿年限为5年，试用抵偿年限
116 .47 MVA
选择主变压器容量为：120MVA，变比为121/10.5kV。
(2)机压母线上的主变容量选择
优先选2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 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 缺乏具体资料时，最小负荷可取为最大负荷的60%～70%。
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 （第3版和第2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。
1
习题3-6．如果图3-9中旁路断路器和旁路回路的隔离开关都是 断开状态，线路WL1运行在母线W1上，试写出检修QF1时的
5500h/年，试分别用按最大持续工作电流和按经济电流密度两 种方法分别初选其引出线的母线截面，并说明应以哪个作为选