發(fā)電廠電氣部分

1、發(fā)電廠電氣部分-學(xué)習(xí)指南一、填空題1.導(dǎo)體正常最高允許溫度一般不超過 :C,提高導(dǎo)體長期允許電流的方法有導(dǎo)體電阻，導(dǎo)體換散面積，以及導(dǎo)體的換熱系數(shù)。2.線路電抗器主要用來限制支路的短路電流，加裝出線電抗器不僅能夠，而且可以維持03.發(fā)電廠廠用電源包括和，對單機(jī)容量在200MW以上的發(fā)電廠，還應(yīng)考慮設(shè)置和04.選擇電器設(shè)備的一般條件是按，并按5. 當(dāng)驗(yàn)算裸導(dǎo)體及110KV以下電纜短路熱穩(wěn)定時(shí)，一般采用 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；驗(yàn)算電器和110KV以上充油電纜熱穩(wěn)定時(shí)，一般采用保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。6. 電流互感器的電流誤差為 ，相位誤差為 ，并規(guī)定當(dāng)-I 2Il時(shí)，相位差為正值，影 響電流互感器誤 差的運(yùn)行參數(shù)

2、有、 、 07. 擴(kuò)散去游離的三種形式是由 、8. 斷路器開斷電路時(shí)，熄弧條件為，恢復(fù)電壓大于恢復(fù)電壓。9. 決定發(fā)電機(jī)容許運(yùn)行范圍的四個(gè)條件是；010. 發(fā)電機(jī)額定工作狀態(tài)的特征是 、及 E是額定值。11. 判斷變壓器絕緣老化程度的兩個(gè)指標(biāo)是 和012. 斷路器開斷電容電流產(chǎn)生過電壓，主要由于電弧電流過零后，電容上存在及斷路器介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)較慢而發(fā)生它兩種因素結(jié)合所致。13. 斷路器手動(dòng)跳閘的標(biāo)志是 、;自動(dòng)跳閘的標(biāo)志是14. 電壓互感器的誤差和運(yùn)行參數(shù)、和 關(guān)。15. 導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱的特點(diǎn)是：發(fā)熱時(shí)間 ，發(fā)出的熱量，因此基本上是一個(gè)。即導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量全部用于。、簡答題1什么是廠用電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)

3、？為什么要進(jìn)行自起動(dòng)校驗(yàn)？2. 三相三柱式TV為何不能測相對地電壓？3. 什么是配電裝置的空間最小安全凈距 ？影響它的因素有哪些？4. 試簡述交流電弧產(chǎn)生和發(fā)展的物理過程。5. 什么是變壓器的等值老化原則？6什么是電流互感器的準(zhǔn)確級和額定容量？7. 什么是弱電“一對一”選控？8. 什么是近陽極效應(yīng)？9. 運(yùn)行頻率不同于額定值時(shí)，對發(fā)電機(jī)有哪些不良影響？10. 變壓器的正常過負(fù)荷能力和事故過負(fù)荷能力確定的原則各是什么？11. 自耦變壓器典型的聯(lián)合運(yùn)行方式有哪兩種？其最大傳輸功率分雖受到什么限制？三、畫圖說明題畫P-Q圖，并說明發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行極限如何確定 ？四、操作題 圖示接線，按單母分段運(yùn)行，現(xiàn)

4、欲不停電檢修 QF，應(yīng)如何操作？五、論述題什么是熱穩(wěn)定？如何進(jìn)行母線熱穩(wěn)定校驗(yàn)？六、說明題簡述對斷路器控制回路的一般要求，并說明在燈光監(jiān)視的控制回路是還過 哪些元件來實(shí)現(xiàn)的。七、論述題什么是電動(dòng)力穩(wěn)定？寫出進(jìn)行單條矩形母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的步驟。八、畫圖說明題做相量圖，并根據(jù)相量圖說明發(fā)電機(jī)在調(diào)節(jié)無功時(shí)， 各個(gè)參數(shù)如何變化，以及在 調(diào)節(jié)中應(yīng)注意的問題。參考答案一、填空題1. 導(dǎo)體正常最高允許溫度一般不超過70C,提高導(dǎo)體長期允許電流的方法有 減小 導(dǎo)體電阻，增大 導(dǎo)體換散面積，以及 提高 導(dǎo)體的換熱系數(shù)。2. 線路電抗器主要用來限制饋線 支路的短路電流,加裝出線電抗器不僅能夠限制短路電流，而且可以維

5、持 母線上較高的剩余電壓3. 發(fā)電廠廠用電源包括工作電源和 備用電源，對單機(jī)容量在200MV以上的發(fā)電廠，還應(yīng)考慮設(shè)置啟動(dòng)電源 和 事故保安電源 。4. 選擇電器設(shè)備的一般條件是按正常工作，并按短路狀態(tài)校驗(yàn)。5. 當(dāng)驗(yàn)算裸導(dǎo)體及110KV以下電纜短路熱穩(wěn)定時(shí)，一般采用 主 保護(hù)動(dòng)作 時(shí)間；驗(yàn)算電器和110KV以上充油電纜熱穩(wěn)定時(shí)，一般采用 后備 保護(hù)動(dòng)作時(shí) 間。K I _ I6. 電流互感器的電流誤差為' 2 一 1 100(%)，相位誤差為i旋轉(zhuǎn)180。的二次電流相位-12'與一次電流向量h之間的夾角:.i，并規(guī)定當(dāng)-I 2 超前 Il時(shí)，相位差為正值，影響電流互感器誤差的運(yùn)

6、行參數(shù)有一次電流 、二次負(fù)荷阻抗及功率因數(shù)、二次繞組開路 。7. 擴(kuò)散去游離的三種形式是由濃度擴(kuò)散、溫度擴(kuò)散、高速冷氣吹弧。8. 斷路器開斷電路時(shí)，熄弧條件為Ud(t) Ur(t)，介質(zhì)強(qiáng)度 恢復(fù)電壓大于 系統(tǒng)電源恢復(fù)電壓。9. 決定發(fā)電機(jī)容許運(yùn)行范圍的四個(gè)條件是 原動(dòng)機(jī)輸出功率極限； 發(fā) 電機(jī)的額定兆伏安數(shù) ； 發(fā)電機(jī)的磁場和勵(lì)磁機(jī)的最大勵(lì)磁電流； 進(jìn)相運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定度 。10. 發(fā)電機(jī)額定工作狀態(tài)的特征是有功負(fù)荷、電壓、功率因數(shù)、頻率及冷卻介質(zhì) 溫度都是額定值。11. 判斷變壓器絕緣老化程度的兩個(gè)指標(biāo)是電氣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度。12. 斷路器開斷電容電流產(chǎn)生過電壓，主要由于電弧電流過零后，電容上存

7、在系 統(tǒng)電源恢復(fù)電壓以及斷路器介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)較慢而發(fā)生重燃，它兩種因素結(jié)合所 致。13. 斷路器手動(dòng)跳閘的標(biāo)志是 就地跳閘操作時(shí)綠燈 GN1變亮、遠(yuǎn)方跳閘操作時(shí) 綠燈GN2變亮；自動(dòng)跳閘的標(biāo)志是 _綠燈GN1變亮、綠燈 GN2變亮14. 電壓互感器的誤差和運(yùn)行參數(shù)二次負(fù)載、功率因數(shù)和一次電壓有關(guān)。15. 導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱的特點(diǎn)是：發(fā)熱時(shí)間很短，發(fā)出的熱量來不及向周圍介質(zhì)散布, 因此基本上是一個(gè)絕熱過程。即導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量全部用于使導(dǎo)體溫度升高。二、簡答題1什么是廠用電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)？為什么要進(jìn)行自起動(dòng)校驗(yàn)？廠用電系統(tǒng)中運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)斷開電源或廠用電壓降低時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就 會(huì)下降，甚至?xí)Ｖ惯\(yùn)行，這一轉(zhuǎn)

8、速下降的過程稱為惰性。 若電動(dòng)機(jī)失去電壓以 后，不和電源斷開，在很短時(shí)間（一般在 0.5-1.5S ）內(nèi)，廠用電壓又恢復(fù)或通 過自動(dòng)切換裝置將備用電源投入， 此時(shí)，電動(dòng)機(jī)惰性尚未結(jié)束，又自動(dòng)啟動(dòng)恢復(fù) 到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，這一過程稱為電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)。若參加自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的數(shù)量多、 容量大時(shí)，啟動(dòng)電流過大，可能會(huì)使廠用 母線及廠用電系統(tǒng)電壓下降，甚至引起電動(dòng)機(jī)本身發(fā)熱，這些數(shù)值如果超過允許 指標(biāo)，將危及廠用系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和電動(dòng)機(jī)的安全和壽命， 因此必須進(jìn)行電動(dòng)機(jī) 自啟動(dòng)校驗(yàn)。2. 三相三柱式TV為何不能測相對地電壓？當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單項(xiàng)接地時(shí)，在互感器的三相中將有零序電流通過， 所產(chǎn)生零 序磁通外a。、我8

9、，因大小相等、相位相同，只能通過氣隙和鐵外殼形成閉 合磁路，由于磁阻很大，故零序電流比正常勵(lì)磁電流大許多倍， 致使互感器繞組 過熱甚至損壞。3. 什么是配電裝置的空間最小安全凈距 ？影響它的因素有哪些？對于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間隔距離中，最基本的是帶電部分對 接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，在這一距離下，無論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)、外部過電壓時(shí)，都不致使空氣間隙擊穿。影響因素有：電極的形狀、沖擊電壓波形、過電壓及其保護(hù)水平、環(huán)境條件 以及絕緣配合。4. 試簡述交流電弧產(chǎn)生和發(fā)展的物理過程。電弧的產(chǎn)生和維持是觸頭間中性質(zhì)點(diǎn)（分子和原子）被游離的結(jié)果，游離就 是

10、中性質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為帶電質(zhì)點(diǎn)，從電弧形成過程來看，游離過程主要有以下四種形 式：（1）強(qiáng)電場發(fā)射。陰極表面的電子被電場力拉出而形成觸頭空間的自由電子。（2）熱電子發(fā)射。隨著溫度的升高，金屬內(nèi)部的電子會(huì)跑出金屬表面，形成熱 電子發(fā)射。（3）碰撞游離?；∠吨械碾娮釉陔妶鲎饔孟拢蜿枠O方向運(yùn)動(dòng)，不斷 地和其它粒子碰撞，使束縛在原子核周圍的電子釋放出來， 形成自由電子和正離 子。（4）熱游離。電弧產(chǎn)生之后，弧隙的溫度很高，氣體的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速度增 加，具有足夠動(dòng)能的中性質(zhì)點(diǎn)互相碰撞時(shí)，游離出電子和正離子。電弧中發(fā)生游離的同時(shí)，還進(jìn)行著使帶電質(zhì)點(diǎn)減少的去游離過程， 去游離主 要形式為復(fù)合和擴(kuò)散。（1）復(fù)合去游

11、離。復(fù)合是指正離子和負(fù)離子互相吸引，結(jié) 合在一起，電荷互相中和的過程。（2）擴(kuò)散去游離。擴(kuò)散是指帶電質(zhì)點(diǎn)從電弧內(nèi) 部逸出而進(jìn)入周圍介質(zhì)中的現(xiàn)象。游離和去游離是電弧燃燒中的兩個(gè)相反過程， 游離過程使弧道中帶電離子增 加，有助于電弧燃燒；去游離過程能使弧道中帶電離子減少，有利于電弧熄滅。5. 什么是變壓器的等值老化原則？等值老化原則就是使變壓器在一定時(shí)間間隔T內(nèi)絕緣老化或所損耗的壽命等于一常數(shù)。6什么是電流互感器的準(zhǔn)確級和額定容量？電流互感器準(zhǔn)確級是指在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值時(shí) 的最大電流誤差。電流互感器的額定容量SN2系指電流互感器在額定二次電流I N2和額定二次電 阻ZN2

12、下運(yùn)行時(shí)，二次繞組輸出的容量， Sn2= I 2NZN2。7.什么是弱電“一對一”選控？每一條線路用一個(gè)選擇按鈕（或選擇開關(guān)）來代替常用的控制開關(guān)，僅在全 廠（或一組）中，設(shè)置一個(gè)公用的控制開關(guān)。進(jìn)行選控時(shí)，先操作選擇按鈕（或 選擇開關(guān)），使被控對象的控制回路接通，再轉(zhuǎn)動(dòng)公用的控制開關(guān)，即可發(fā)出“分”、“合”命令。選擇按鈕（或選擇開關(guān)）可布置在控制屏臺上的主接線模擬圖上。這樣的控制方式，只用一個(gè)控制開關(guān)去控制若干對象，可達(dá)到減少設(shè)備的目的8.什么是近陽極效應(yīng)？在t=0電流過零瞬間，介質(zhì)強(qiáng)度突然出現(xiàn)升高的現(xiàn)象，稱為近陰極效應(yīng)。這 是因?yàn)樵陔娀∵^零之前，弧隙充滿著電子和正離子，當(dāng)電流過零后，弧隙的

13、電極 極性發(fā)生改變，弧隙中的電子立即向新陽極運(yùn)動(dòng)， 而比電子質(zhì)量大一千多倍的正 離子則基本未動(dòng)，從而形成弧隙間電子和正離子運(yùn)動(dòng)不平衡， 便在新陰極附近呈 現(xiàn)正電荷離子層。9. 運(yùn)行頻率不同于額定值時(shí)，對發(fā)電機(jī)有哪些不良影響 ？運(yùn)行頻率比額定值高時(shí)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)子承受的離心力增大，可能 使轉(zhuǎn)子某些部件損壞，因此頻率增高主要是受轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度的限制。 同時(shí)，頻率 增高，轉(zhuǎn)速增加，通風(fēng)摩擦損耗也要增大，雖然在一定電壓下，磁通可以小些， 鐵耗也有可能有所降低，但總的來說，此時(shí)發(fā)電機(jī)的效率是下降的。運(yùn)行頻率比額定值低時(shí)，也有很多不同不利影響。例如頻率降低，轉(zhuǎn)速下降， 使兩端風(fēng)扇鼓進(jìn)的風(fēng)量降低，其后

14、果使發(fā)電機(jī)的冷卻條件變壞，各部分溫度升高。 頻率降低，為了維持額定電壓不變，就得增加磁通，如同電壓增高時(shí)的情況一樣， 由于漏磁增加會(huì)產(chǎn)生局部過熱。頻率降低還可能使汽輪機(jī)葉片損壞， 廠用電動(dòng)機(jī) 也可能由于頻率下降，使廠用機(jī)械出力受到嚴(yán)重影響。10. 變壓器的正常過負(fù)荷能力和事故過負(fù)荷能力確定的原則各是什么？變壓器的正常過負(fù)荷能力，就是不以犧牲變壓器正常預(yù)期壽命為原則而制定 的。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，保證不間斷供電是首要任務(wù)，變壓器絕緣老化加速是次要的， 所有事故過負(fù)荷和正常過負(fù)荷不同，它是以犧牲變壓器壽命為代價(jià)的。11. 自耦變壓器典型的聯(lián)合運(yùn)行方式有哪兩種 ？其最大傳輸功率分雖受到什么限 制？自耦

15、變壓器有兩種運(yùn)行方式：即自耦運(yùn)行方式（只有高-中壓側(cè)有交換功率） 和聯(lián)合運(yùn)行方式（除高-中壓側(cè)有交換功率外，高-低壓側(cè)或中-低壓側(cè)也有交換 功率）。自耦運(yùn)行方式比較簡單，只要高-中壓側(cè)之間的交換功率不超過自耦變壓 器的額定容量即可滿足運(yùn)行要求。 聯(lián)合運(yùn)行方式則比較復(fù)雜，因?yàn)樽择钭儔浩髦?串聯(lián)繞組、公共繞組和第三繞組的容量都不相同， 各繞組上的電流又隨運(yùn)行方式 而改變，所以在設(shè)計(jì)選擇自耦變壓器容量時(shí)， 必須知道各個(gè)繞組的負(fù)荷，尤其要 知道繞組上的最大負(fù)荷。在運(yùn)行時(shí)也必須知道繞組間的負(fù)荷分布， 以便確定該種 運(yùn)行方式是否容許，同時(shí)也可計(jì)算在各種運(yùn)行方式下繞組上的功率損耗和能量損三、畫圖說明題畫P-

16、Q圖，并說明發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行極限如何確定？IPP-Q圖以A為圓心，AC長度為半徑和以0為圓心，0C長度為半徑分別畫圓弧。根據(jù)上 述容許運(yùn)行范圍的條件，在兩個(gè)圓弧范圍以內(nèi)才容許運(yùn)行。 由圖可知，在兩個(gè)圓 弧交點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子電流同時(shí)達(dá)到容許值。©角增大，由于轉(zhuǎn)子電流的限 制，相量端點(diǎn)只能在CB弧線上移動(dòng)，此時(shí)定子電流未得到充分利用；©角減小， 由于定子容許電流的限制，相量端點(diǎn)只能在 CD弧線上移動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組未能充分 利用。過D點(diǎn)后，cos ©繼續(xù)增高，由于原動(dòng)機(jī)額定出力的限制，運(yùn)行范圍不能 超過RD直線（圖中AE長度代表額定輸出功率FN）。當(dāng)功率因數(shù)cos

17、69; <0,轉(zhuǎn)入 進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，Eq和U之間的夾角©不斷增大，此時(shí)，發(fā)電機(jī)有功功率的輸出受到 靜態(tài)穩(wěn)定的限制，垂直線 OR是理論上靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行邊界，此時(shí)，S =90。四、操作題圖示接線，按單母分段運(yùn)行，現(xiàn)欲不停電檢修 QF，應(yīng)如何操作？合上 QFC QS4 QS8斷開QS3 QS7斷開QFC合上QSP3 QFC若QFC不跳閘，則說明旁路母線 PM是完好的。斷開QFC合上QSP 1 QFC(避免在萬一在倒閘的過程中，QF1事故跳閘，QSP1帶負(fù)荷 合閘的危險(xiǎn))斷開QF1 QS2合上QS3 QS7斷開 QS4 QS8 QFC論述題什么是熱穩(wěn)定？如何進(jìn)行母線熱穩(wěn)定校驗(yàn)？所謂熱穩(wěn)定就是

18、導(dǎo)體中通過電流產(chǎn)生熱量后其溫升不超過允許值。在校驗(yàn)導(dǎo)體熱穩(wěn)定時(shí)，若計(jì)及集膚效應(yīng)系數(shù)Ks的影響，可得由熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小截面為：Smi廣 jQkks/(Af - A)=何E/C式中，C -熱穩(wěn)定系數(shù)，C = ； Af - A ， C值和導(dǎo)體材料及工作溫度有關(guān)。所選 截面應(yīng)大于等于Smin六、說明題簡述對斷路器控制回路的一般要求，并說明在燈光監(jiān)視的控制回路是通過 哪些元件來實(shí)現(xiàn)的。斷路器控制回路的一般要求：（1）斷路器的合閘和跳閘回路是按短時(shí)通電來設(shè)計(jì)的，操作完成后，應(yīng)迅 速自動(dòng)斷開合閘或跳閘回路以免燒壞線圈。（2）斷路器既能在遠(yuǎn)方由控制開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)合閘或跳閘，又能在自動(dòng)裝置 和繼電保護(hù)作用下自

19、動(dòng)合閘或跳閘。（3）控制回路應(yīng)具有反映斷路器位置狀態(tài)的信號。（4）具有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”裝置。（5）對控制回路及其電源是否完好，應(yīng)能進(jìn)行監(jiān)視。（6）對于采用氣壓、液壓和彈簧操作的斷路器，應(yīng)有對壓力是否正常、彈 簧是否拉緊到位的監(jiān)視回路和動(dòng)作閉鎖回路。燈光監(jiān)視的控制回路有三大部件：控制元件、中間放大元件和操動(dòng)機(jī)構(gòu)。七、論述題什么是電動(dòng)力穩(wěn)定？寫出進(jìn)行單條矩形母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的步驟。電動(dòng)力穩(wěn)定：在短路時(shí)，導(dǎo)體中通過很大的短路電流，導(dǎo)體會(huì)遭受巨大的電 動(dòng)力作用，導(dǎo)體的機(jī)械強(qiáng)度足以使其不發(fā)生變形。單條矩形母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的步驟：在電動(dòng)力的作用下，導(dǎo)體所受的最大彎矩 M為M = fphl2/io（Nm）式中，fph-單位長度導(dǎo)體上所受相間電動(dòng)力（N/m）I