發(fā)電廠電氣不分第五版部分課后題答案

1、1、 什么叫電氣主接線？對電氣主接線有哪些基本要求？答：電氣主接線又稱為電氣一次接線，它是將電氣設備以規(guī)定的圖形和文字符號，按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相關要求繪制的單相接線圖。基本要求：可靠性、靈活性和經(jīng)濟性。2、 電氣主接線有哪些基本形式？繪圖并說明各接線形式的優(yōu)缺點。答：單母線接線及單母線分段接線；雙母線接線及雙母線分段接線；帶旁路母線的單母線和雙母線接線；一臺半斷路器及三分之四臺斷路器接線；變壓器母線組接線；單元接線；橋形接線；角形接線。3、 在主接線方案比較中主要從哪些方面來考慮其優(yōu)越性？答：經(jīng)濟比較；可靠性、靈活性，包括大型電廠、變電站對主接線可靠性若干指標的定量計算，最后確定最終

2、方案。5、某220kV系統(tǒng)的變電所，擬裝設兩臺容量為50MVA的主變壓器，220kV有兩回出線，同時有穿越功率通過，中壓為110kV，出線為4回，低壓為10kV，有12回出線，試擬定一技術較為合理的主接線方案，并畫出主接線圖加以說明。答：220kv 2回 雙母線帶旁母；110kv 4回 單母線分段帶旁母； 10kv 12回 雙母線不分段；作業(yè)：P62頁 2-1，2-62-1 哪些設備屬于一次設備？哪些設備屬于二次設備？其功能是什么？注：基本是沒有寫錯的啊 就是有些同學的答案不全 需要把一次設備和二次設備的功能和設備類型名稱寫全2-6 簡述交流500kv變電站電氣主接線形式及其特點4-2 隔離開

3、關與斷路器的主要區(qū)別何在？在運行中，對它們的操作程序應遵循哪些重要原則？答：斷路器帶有專門滅弧裝置，可以開斷負荷電流和短路故障電流；隔離開關無滅弧裝置，主要作用是在檢修時可形成明顯開斷點。操作中需要注意不可帶負荷拉刀閘，送電時 先合母線側隔離開關再合線路側隔離開關最后合上斷路器 停電時 先斷開斷路器 再斷開線路側隔離開關 最后斷開母線側隔離開關4-3 主母線和旁路母線各起什么作用？設置專用旁路斷路器和以母聯(lián)斷路器或分段斷路器兼做旁路斷路器，各有什么特點？檢修出現(xiàn)斷路器時，如何操作？答：主母線主要作用是匯集和分配電能；旁路母線的作用主要體現(xiàn)在檢修出現(xiàn)斷路器時，可用旁路斷路器代替出線斷路器以使出線

4、斷路器可以不停電檢修?？煽啃?安全性 投資 操作是否方便 檢修出現(xiàn)斷路器時 先合上旁路斷路器檢查旁路母線是否完好 若完好 斷開旁路斷路器 合上該出線的旁路隔離開關 合上旁路斷路器 之后退出出線斷路器（先斷開斷路器 再斷開線路側隔離開關 最后斷開母線側隔離開關）注意：畫主接線圖時 一定要在相應的電壓等級母線邊上注明電壓等級1. 什么是弧隙介質強度和弧隙恢復電壓？弧隙介質能夠承受外加電壓作用而不致使弧隙擊穿的電壓稱為弧隙的介質強度。電流過零后，弧隙電壓從后蜂值逐漸增長，一直恢復到電源電壓，這一過程中的弧隙電壓稱為恢復電壓。2.交流電弧有什么特征？熄滅交流電弧的條件是什么？答：過零值自然熄滅和動態(tài)的

5、伏安特性。如果弧隙介質強度在任何情況下都高于弧隙恢復電壓，則電弧熄滅。3-1研究導體和電氣設備的發(fā)熱有何意義？長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？答：電流將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉變成熱量使電器設備的溫度升高。發(fā)熱對電氣設備的影響：使絕緣材料性能降低；使金屬材料的機械強度下降；使導體接觸電阻增加。導體短路時，雖然持續(xù)時間不長，但短路電流很大，發(fā)熱量仍然很多。這些熱量在適時間內(nèi)不容易散出，于是導體的溫度迅速升高。同時，導體還受到電動力超過允許值，將使導體變形或損壞。由此可見，發(fā)熱和電動力是電氣設備運行中必須注意的問題。長期發(fā)熱是由正常工作電流產(chǎn)生的；短時發(fā)熱是由故障時的短路電流產(chǎn)生的。3-2為什么要規(guī)

6、定導體和電氣設備的發(fā)熱允許溫度？短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫度是否相同，為什么？答：導體連接部分和導體本身都存在電阻(產(chǎn)生功率損耗)；周圍金屬部分產(chǎn)生磁場,形成渦流和磁滯損耗；絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生損耗，如：值的測量載流導體的發(fā)熱：長期發(fā)熱：指正常工作電流引起的發(fā)熱 短時發(fā)熱：指短路電流引起的發(fā)熱一 發(fā)熱對絕緣的影響絕緣材料在溫度和電場的作用下逐漸變化，變化的速度于使用的溫度有關；二發(fā)熱對導體接觸部分的影響溫度過高表面氧化電阻增大惡性循環(huán)三發(fā)熱對機械強度的影響溫度達到某一值退火機械強度設備變形如：長期發(fā)熱70短期發(fā)熱300長期發(fā)熱70短期發(fā)熱2003-3導體長期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什么確定

7、的？提高允許電流應采取哪些措施？答：是根據(jù)導體的穩(wěn)定溫升確定的。為了載流量，宜采用電阻率小的材料，如鋁和鋁合金等；導體的形狀，在同樣截面積的條件下，圓形導體的表面積較小，而矩形和槽形的表面積則較大。導體的布置應采用散熱效果最最佳的方式。3-4為什么要計算導體短時發(fā)熱最高溫度？如何計算？答：載流導體短路時發(fā)熱計算的目的在于確定短路時導體的最高溫度不應超過所規(guī)定導體短路時發(fā)熱允許溫度。當滿足這個條件時，則認為導體在短路時，是具有熱穩(wěn)定性的。計算方法如下：1）有已知的導體初始溫度w；從相應的導體材料的曲線上查出Aw；2）將Aw和Qk值代入式：1/S2Qk=Ah-Aw求出Ah；3）由Ah再從曲線上查得

8、h值。3-12設發(fā)電機容量為10萬kW，發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流Imax=6791A，最大負荷利用小時數(shù)Tmax = 5200h，三相導體水平布置，相間距離a = 0.70m，發(fā)電機出線上短路時間tk = 0.2s，短路電流 = 36.0kA，Itk/2 = 28.0kA，Itk = 24.0kA，周圍環(huán)境溫度+35。試選擇發(fā)電機引出導線。5-1什么叫廠用電和廠用電率？答：發(fā)電機在啟動，運轉、停止，檢修過程中，有大量電動機手動機械設備，用以保證機組的主要設備和輸煤，碎煤，除塵及水處理的正常運行。這些電動機及全廠的運行，操作，實驗，檢修，照明用電設備等都屬于廠用負荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。

9、廠用電耗量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分數(shù)，稱為廠用電率。5-3廠用電負荷分為哪幾類？為什么要進行分類？答：廠用電負荷，根據(jù)其用電設備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度，按其重要性可分為四類： I類廠用負荷：凡是屬于短時停電會造成主輔設備損壞，危及人身安全，主機停用及影響大量出力的廠用設備； II類廠用負荷：允許短時斷電，恢復供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的常用設備； III類廠用負荷：較長時間停電，不會直接影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)不方便的廠用負荷； 事故保安負荷 交流不間斷供電負荷5-9何謂廠用電動機的自啟動？為什么要進行電動機自啟動校驗？如果廠用變壓器的容量小于自啟動電動機總容量時，應如何解決？

10、答：廠用電系統(tǒng)運行的電動機，當突然斷開電源或廠用電壓降低時，電動機轉速就會下降，甚至會停止運行，這一轉速下降的過程稱為惰行。若電動機失去電壓后，不與電源斷開，在很短時間內(nèi)，廠用電源恢復或通過自動切換裝置將備用電源投入，此時，電動機惰行還未結束，又自動啟動恢復到穩(wěn)定狀態(tài)運行，這一過程稱為電動機自啟動。分為：失壓自啟動；空載自啟動；帶負荷自啟動。若參加自啟動的電動機數(shù)目多，容量大時，啟動電流過大，可能會使廠用母線及廠用電網(wǎng)絡電壓下降，甚至引起電動機過熱，將危及電動機的安全以及廠用電網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行，因此，必須進行電動機自啟動校驗。若不能滿足自啟動條件，應采用以下措施： 限制參加自啟動的電動機數(shù)量。

11、機械負載轉矩為定值的重要設備的電動機，因它只能在接近額定電壓下啟動，也不應參加自啟動，可采用低電壓保護和自動重合閘裝置，即當廠用母線電壓低于臨界值時，把該設備從母線上斷開，而在母線電壓恢復后又自動投入。對重要的廠用機械設備，應選用具有較高啟動轉矩和允許過載倍數(shù)較大的電動機與其配套。在不得已的情況下，或增大廠用變壓器容量，或結合限制短路電流問題一起考慮進適當減小廠用變壓器的阻抗值。導體和電氣設備的原理與選擇6-1 什么是驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間tk以及電氣設備的開斷計算時間tbr？答：演算熱穩(wěn)定的短路計算時間tk為繼電保護動作時間tpr和相應斷路器的全開斷時間tbr之和，而tbr是指斷路器分斷脈

12、沖傳送到斷路器操作機構的跳閘線圈時起，到各種觸頭分離后的電弧完全熄滅位置的時間段。6-2 開關電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過程與那些因素有關？答：電弧是導電的，電弧之所以能形成導電通道，是因為電弧柱中出現(xiàn)了大量的自由電子的緣故。電弧形成過程：電極發(fā)射大量自由電子：熱電子+強電場發(fā)射；弧柱區(qū)的氣體游離，產(chǎn)生大量的電子和離子：碰撞游離+熱游離。電弧的熄滅關鍵是去游離的作用，去游離方式有種：復合：正負離子相互吸引，彼此中和；擴散：弧柱中的帶電質點由于熱運行逸出弧柱外。開關電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過程與以下因素有關：電弧溫度；電場強度；氣體介質的壓力；介質特性；電極材料。6-3 開關電器中常用的滅弧方法有那些？答

13、：有以下幾種滅弧方式：1）利用滅弧介質，如采用SF6氣體；2）采用特殊金屬材料作滅弧觸頭；3）利用氣體或油吹動電弧，吹弧使帶電離子擴散和強烈地冷卻面復合；4）采用多段口熄?。?）提高斷路器觸頭的分離速度，迅速拉長電弧，可使弧隙的電場強度驟降，同時使電弧的表面突然增大，有利于電弧的冷卻和帶電質點向周圍介質中擴散和離子復合。6-4 什么叫介質強度恢復過程？什么叫電壓恢復過程？它與那些因素有關？答：弧隙介質強度恢復過程是指電弧電流過零時電弧熄滅，而弧隙的絕緣能力要經(jīng)過一定的時間恢復到絕緣的正常狀態(tài)的過程為弧隙介質強度的恢復過程?；∠督橘|強度主要由斷路器滅弧裝置的結構和滅弧介質的性質所決定，隨斷路器形

14、式而異。弧隙電壓恢復過程是指電弧電流自然過零后，電源施加于弧隙的電壓，將從不大的電弧熄滅電壓逐漸增長，一直恢復到電源電壓的過程，這一過程中的弧隙電壓稱為恢復電壓。電壓恢復過程主要取決于系統(tǒng)電路的參數(shù)，即線路參數(shù)、負荷性質等，可能是周期性的或非周期性的變化過程。6-5 電流互感器常用的二次接線中，為什么不將三角形接線用于測量表計？答：計量用電流互感器接線方式的選擇，與電網(wǎng)中性點的接地方式有關，當為非有效接地系統(tǒng)時，應采用兩相電流互感器，當為有效接地系統(tǒng)時，應采用三相電流互感器，一般地，作為計費用的電能計量裝置的電流互感器應接成分相接線（即采用二相四線或三相六線的接線方式），作為非計費用的電能計量

15、裝置的電流互感器可采用二相三線或三相的接線方式，6-6 為提高電流互感器容量，能否采用同型號的兩個互感器在二次側串聯(lián)或并聯(lián)使用？答：可以將電流互感器串聯(lián)使用，提高二次側的容量，但是要求兩個電流互感器型號相同。因為電流互感器的變比是一次電流與二次電流之比。兩個二次繞組串聯(lián)后，二次電路內(nèi)的額定電流不變，一次電路內(nèi)的額定電流也沒有變，故其變比也保持不變。二次繞組串聯(lián)后，因匝數(shù)增加一倍，感應電勢也增加一倍，互感器的容量增加了一倍。也即每一個二次繞只承擔二次負荷的一半，從而誤差也就減小，容易滿足準確度的要求。在工程實際中若要擴大電流互感器的容量，可采用二次繞組串聯(lián)的接線方式。不能將電流互感器并聯(lián)使用。6

16、-7 電壓互感器一次繞組及二次繞組的接地各有何作用？接地方式有何差異？答：電壓互感器一次繞組直接與電力系統(tǒng)高壓連接，如果在運行中電壓互感器的絕緣損壞，高電壓就會竄入二次回路，將危及設備和人身的安全。所以電壓互感器二次繞組要有一端牢固接地。6-8 電流互感器的誤差與那些因素有關？答：電流互感器的電流誤差fi及相位差i決定于互感器鐵心及二次繞組的結構，同時又與互感器運行狀態(tài)（二次負荷Z2L及運行鐵心的磁導率值）有關。6-9 運行中為什么不允許電流互感器二次回路開路？答：需要強調的是電流互感器在運行時，二次繞組嚴禁開路。二次繞組開路時，電流互感器由正常工作狀態(tài)變?yōu)殚_路狀態(tài)，I2=0，勵磁磁動勢由正常

17、為數(shù)甚小的10N1驟增為11N1，鐵心中的磁通波形呈現(xiàn)嚴重飽和和平頂波，因此，二次繞組將在磁能過零時，感應產(chǎn)生很高的尖頂電動勢，其值可達數(shù)千伏甚至上萬伏（與Ki及Ii大小有關），危及工作人員的安全和儀表、繼電器的絕緣。由于磁感應強度劇增，會引起鐵心和繞組過熱。此外，在鐵心中還會產(chǎn)生剩磁，使互感器準確級下降。6-10 三相三柱式電壓互感器為什么不能測量相對地電壓？答：為了監(jiān)視系統(tǒng)各相對地絕緣情況，就必須測量各相的對地電壓，并且應使互感器一次側中性點接地，但是，由于普通三相三柱式電壓互感器一般為Y，yn型接線，它不允許一次側中性點接地，故無法測量對地電壓假使這種裝置接在小電流接地系統(tǒng)中，互感器接成

18、YN,yn型，既把電壓互感器中性點接地，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，將有零序磁通在鐵芯中出現(xiàn)由于鐵芯是三相三柱的，同方向的零序磁通不能在鐵芯內(nèi)形成閉和回路，只能通過空氣或油閉合，使磁阻變得很大，因而零序電流將增加很多，這可能使互感器的線圈過熱而被燒毀所以，普通三相三柱式電壓互感器不能作絕緣監(jiān)視用，而作絕緣監(jiān)視用的電壓互感器只能是三相五柱式電壓互感器(JSJW)或三臺單相互感器接成YN,yn型接線6-11 運行中為什么不允許電壓互感器二次回路短路？答：當電壓互感器二次側發(fā)電短路時，由于回路中電阻R和剩余的電抗XL-XC均很小，短路電流可達到額定電流的幾十倍，此電流將產(chǎn)生很高的共振過電壓，為此在LL上關

19、聯(lián)放電間隙EE，用以保護。此外由于電容式電壓互感器系由電容（C1C2）和非線性電抗所構成，當受到二次側短路或斷開等沖擊時，由于非線性電抗的飽和，可能激發(fā)產(chǎn)生某次諧波鐵磁諧振過電壓，為了擬制諧振的產(chǎn)生，常在互感器二次側接入D。6-12 在發(fā)電廠中，電壓互感器的配置原則有那些？答：1）母線；2）線路；3）發(fā)電機；4）變壓器6-13 選擇10kV配電裝置的出線斷路器及出線電抗器。設系統(tǒng)容量為150MVA，歸算至10kV母線上的電源短路總電抗X*=0.14（基準容量Sd100MVA），出線最大負荷為560A，出線保護動作時間tpr1s。解：假設選擇斷路器為SN10-10I INbr=16kA，全分閘時

20、間tbr=0.1s，基準容量Sd100MVA Ud10.5kV，Id=5.5kA選擇4的電抗NKL-10-600-4，參數(shù)如下： 計算如下：3）電壓損失和殘壓校驗：電抗標么值：短路計算時間：，查短路電流計算曲線并換算成短路電流有名值，。電壓損失和殘壓分別為：4）動、熱穩(wěn)定校驗?？梢姡妷簱p失、殘壓、動熱穩(wěn)定均滿足要求。6-14 按經(jīng)濟電流密度選擇的導體，為何還必須按長期發(fā)熱允許電流進行校驗？配電裝置的匯流母線，為何不按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面？答：略11、選擇100MW發(fā)電機和變壓器之間母線橋的導體。已知發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流Imax6791A，Tmax5200h，連接母線三相水平布置，相

21、間距離a0.7m，最高溫度+35ºC，母線短路電流=36kA，短路熱效應Qk=421.1(kA)2s。解：1）按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面。，查圖6-17曲線2，得：，則：選擇的雙槽形導體水平布置,導體截面積9760mm2允許電流，集膚效應系數(shù)。當環(huán)境溫度為時：2）熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度：查表6-9，得熱穩(wěn)定系數(shù)，則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為：已知：滿足熱穩(wěn)定要求。3）動穩(wěn)定校驗。導體自振頻率由以下求得：取發(fā)電機出口短路時，沖擊系數(shù)，則母線相間應力計算如下：7-2試述最小安全凈距的定義及其分類。答：最小安全凈距是指在這一距離下，無論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)、外過電壓時，都不使空氣氣隙被擊穿，對于敞露在空氣中的屋內(nèi)、外配電裝置中有關部分之間的最小安全凈距分為A、B、C、D、E五類。7-3試述配電裝置的類型及其特點。答：配電裝置按電氣設備裝設地點不同，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋個配電裝置；按其組裝方式，可分為裝配式和成套式。屋內(nèi)配電裝置的特點：1）由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較??；2）維修、巡視和操作在室內(nèi)進行，可減少維護工作量，不受氣候影響；3）外界污穢空氣對電氣設備影響較小，可減少維護