修正版-發(fā)電廠與電氣部分復(fù)習(xí)題答案(供參考)

只供參考，打印到C1-419能源和發(fā)電1-1 人類所認(rèn)識的能量形式有哪些？并說明其特點。答：第一、機械能。它包括固體和流體的動能，勢能，彈性能及表面張力能等。其中動能和勢能是人類最早認(rèn)識的能量，稱為宏觀機械能。第二、熱能。它是有構(gòu)成物體的微觀原子及分子振動與運行的動能，其宏觀表現(xiàn)為溫度的高低，反映了物體原子及分子運行的強度。第三、化學(xué)能。它是物質(zhì)結(jié)構(gòu)能的一種，即原子核外進行化學(xué)反應(yīng)是放出的能量，利用最普遍的化學(xué)能是燃燒碳和氫，而這兩種元素是煤、石油、天然氣等燃料中最主要的可燃元素。第四、輻射能。它是物質(zhì)以電磁波形式發(fā)射的能量。如地球表面所接受的太陽能就是輻射能的一種。第五、核能。這是蘊藏在原子核內(nèi)的粒子間相互作用面釋放的能。釋放巨大核能的核反應(yīng)有兩種，鄧核裂變應(yīng)和核聚變反應(yīng)。第六、電能。它是與電子流動和積累有關(guān)的一種能量，通常是電池中的化學(xué)能而來的?；蚴峭ㄟ^發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換得到的；反之，電能也可以通過電燈轉(zhuǎn)換為光能，通過電動機轉(zhuǎn)換為機械能，從而顯示出電做功的本領(lǐng)。1-2 能源分類方法有哪些？試簡述電能的特點及其在國民經(jīng)濟中的地位和作用？答：一、按獲得方法分為一次能源和二次能源；二、按被利用程度分為常規(guī)能源和新能源；三、按能否再生分為可再生能源和非再生能源；四、按能源本身的性質(zhì)分為含能體能源和過程性能源。電能的特點：便于大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送；方便轉(zhuǎn)換易于控制；損耗小；效率高；無氣體和噪聲污染。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電能的應(yīng)用不僅影響到社會物質(zhì)生產(chǎn)的各個側(cè)面，也越來越廣泛的滲透到人類生活的每個層面。電氣化在某種程度上成為現(xiàn)代化的同義詞。電氣化程度也成為衡量社會文明發(fā)展水平的重要標(biāo)志。1-3試簡述火力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點？答：⑴按燃料分：燃煤發(fā)電廠；燃油發(fā)電廠；燃?xì)獍l(fā)電廠；余熱發(fā)電廠。⑵按蒸氣壓力和溫度分：中低壓發(fā)電廠；高壓發(fā)電廠；超高壓發(fā)電廠；亞臨界壓力發(fā)電廠；超臨界壓力發(fā)電廠。⑶按原動機分：凝所式氣輪機發(fā)電廠；燃?xì)廨啓C發(fā)電廠；內(nèi)燃機發(fā)電廠和蒸汽—燃?xì)廨啓C發(fā)電廠。⑷按輸出能源分：凝氣式發(fā)電廠；熱電廠。⑸按發(fā)電廠總裝機容量分：小容量發(fā)電廠；中容量發(fā)電廠；大中容量發(fā)電廠；大容量發(fā)電廠?；痣姀S的生產(chǎn)過程概括起來說是把煤中含有的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。整個生產(chǎn)過程分三個系統(tǒng)：⑴燃料的化學(xué)能在鍋爐燃燒變?yōu)闊崮?，加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎羝Q為燃燒系統(tǒng)；⑵鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進入氣輪機，沖動氣輪機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，稱為汽水系統(tǒng)；⑶由氣輪機轉(zhuǎn)子的機械能帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，把機械能變?yōu)殡娔?，稱為電氣系統(tǒng)。1-4 試簡述水力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點？答：按集中落差的方式分為：堤壩式水電廠；壩后式水電廠；河床式水電廠；引水式水電廠；混合式水電廠。按徑流調(diào)節(jié)的程度分為：無調(diào)節(jié)水電廠；有調(diào)節(jié)水電廠；日調(diào)節(jié)水電廠；年調(diào)節(jié)水電廠；多年調(diào)節(jié)水電廠。水電廠具有以下特點：可綜合利用水能資源；發(fā)電成本低，效率高；運行靈活；水能可儲蓄和調(diào)節(jié)；水力發(fā)電不污染環(huán)境；水電廠建設(shè)投資較大工期長；水電廠建設(shè)和生產(chǎn)都受到河流的地形，水量及季節(jié)氣象條件限制，因此發(fā)電量也受到水文氣象條件的制約，有豐水期和枯水期之分，因而發(fā)電量不均衡；由于水庫的興建，淹沒土地，移民搬遷，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一些不利，還可能在一定和程度破壞自然的生態(tài)平衡。1-5 抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用及其功能？答：抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用：調(diào)峰；填谷；備用；調(diào)頻；調(diào)相。功能：降低電力系統(tǒng)燃料消耗；提高火電設(shè)備利用率；可作為發(fā)電成本低的峰荷電源；對環(huán)境沒有污染且可美化環(huán)境；抽水蓄能電廠可用于蓄能。發(fā)電、變電和輸電的電氣部分2-1 哪些設(shè)備屬于一次設(shè)備？哪些設(shè)備屬于二次設(shè)備？其功能是什么？答：通常把生產(chǎn)、變換、分配和使用電能的設(shè)備，如發(fā)電機、變壓器和斷路器等稱為一次設(shè)備。其中對一次設(shè)備和系統(tǒng)運行狀態(tài)進行測量、監(jiān)視和保護的設(shè)備稱為二次設(shè)備。如儀用互感器、測量表計，繼電保護及自動裝置等。其主要功能是起停機組，調(diào)整負(fù)荷，切換設(shè)備和線路，監(jiān)視主要設(shè)備的運行狀態(tài)，發(fā)生異常故障時及時處理等。2-2 簡述300MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設(shè)備功能。答：1）發(fā)電機與變壓器的連接采用發(fā)電機—變壓器單元接線；2）在主變壓器低壓側(cè)引接一臺高壓廠用變壓器，供給廠用電；3）在發(fā)電機出口側(cè)，通過高壓熔斷器接有三組電壓互感器和一組避雷器；4）在發(fā)電機出口側(cè)和中性點側(cè)，每組裝有電流互感器4個；5）發(fā)電機中性點接有中性點接地變壓器；6）高壓廠用變壓器高壓側(cè)，每組裝有電流互感器4個。其主要設(shè)備如下：電抗器：限制短路電流；電流互感器：用來變換電流的特種變壓器；電壓互感器：將高壓轉(zhuǎn)換成低壓，供各種設(shè)備和儀表用，高壓熔斷器：進行短路保護；中性點接地變壓器：用來限制電容電流。2-5 影響輸電電壓等級發(fā)展因素有哪些？答：1）長距離輸送電能；2）大容量輸送電能；3）節(jié)省基建投資和運行費用；4）電力系統(tǒng)互聯(lián)。2-6 簡述交流500kV變電站主接線形式及其特點。答：目前，我國500kV變電所的主接線一般采用雙母線四分段帶專用旁路母線和3/2臺斷路器兩種接線方式。其中3/2臺斷路器接線具有以下特點：任一母線檢修或故障，均不致停電；任一斷路器檢修也不引起停電；甚至在兩組母線同時故障（或一組母線檢修另一組母線故障）的極端條件下，功率均能繼續(xù)輸送。一串中任何一臺斷路器退出或檢修時，這種運行方式稱為不完整串運行，此時仍不影響任何一個元件的運行。這種接線運行方便，操作簡單，隔離開關(guān)只在檢修時作為隔離帶電設(shè)備用。2-10簡述交流750kv輸變電工程的特點及作用？答：750kV輸變電示范工程主要包括750kV青海官亭至甘肅蘭州東輸變電線路工程、750kV青海官亭變電站新建工程和750kV甘肅蘭州變電站新建工程。750kV官亭至蘭州東輸變電示范工程的建成投運，不僅是我國電網(wǎng)輸變電電壓等級的一次歷史性跨越，而且對加強西電東送北通道建設(shè)，加快黃河水電和新疆、寧夏、陜北火電外送發(fā)揮重要作用；進一步提高了電網(wǎng)輸送能力，提高了系統(tǒng)運行穩(wěn)定性；使大區(qū)電力系統(tǒng)內(nèi)各省網(wǎng)之間，跨大區(qū)電力系統(tǒng)間起到了電力余缺調(diào)節(jié)、水電和火電互補、事故時相互支援的作用。此外，通過在山西、內(nèi)蒙等?。▍^(qū)）煤炭基地建設(shè)坑口發(fā)電廠，變輸煤為輸電，大大減輕鐵路運輸壓力，對國民經(jīng)濟發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。導(dǎo)體的發(fā)熱和電動力3-1 研究導(dǎo)體和電氣設(shè)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：電氣設(shè)備有電流通過時將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)變成熱量使電氣設(shè)備的溫度升高。發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響：使絕緣材料的絕緣性能降低；使金屬材料的機械強度下降；使導(dǎo)體接觸部分的接觸電阻增加。導(dǎo)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(dǎo)體的溫度迅速升高。同時，導(dǎo)體還受到電動力超過允許值，將使導(dǎo)體變形或損壞。由此可見，發(fā)熱和電動力是電氣設(shè)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)定導(dǎo)體和電氣設(shè)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：⑴電氣設(shè)備有電流通過時將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)變成熱量使電氣設(shè)備的溫度升高。發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響：使絕緣材料的絕緣性能降低；使金屬材料的機械強度下降；使導(dǎo)體接觸部分的接觸電阻增加。導(dǎo)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(dǎo)體的溫度迅速升高。同時，導(dǎo)體還受到電動力超過允許值，將使導(dǎo)體變形或損壞。由此可見，發(fā)熱和電動力是電氣設(shè)備運行中必須注意的問題。為了保證導(dǎo)體可靠地工作，須使其發(fā)熱溫度不得超過一定限值，即最高允許溫度。⑵短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫度不相同。長期發(fā)熱是由正常運行時工作電流產(chǎn)生的；導(dǎo)體的短時發(fā)熱是由故障時的短路電流產(chǎn)生的。導(dǎo)體的正常最高允許溫度，一般不超過70℃；在計及太陽輻射（日照）的影響時，鋼芯鋁絞線及管形導(dǎo)體，可按不超過80來考慮；當(dāng)導(dǎo)體接觸面處有鍍（搪）錫的可靠覆蓋層時，允許提高到85℃；當(dāng)有銀的覆蓋層時，可提高到95℃。導(dǎo)體通過短路電流時，短時最高允許溫度可高于正常最高允許溫度，對硬鋁及鋁錳合金可取200℃，硬銅可取300℃。3-6 電動力對導(dǎo)體和電氣設(shè)備的運行有何影響？答：電氣設(shè)備在正常狀態(tài)下，由于流過導(dǎo)體的工作電流相對較小，相應(yīng)的電動力較小，因而不易為人們所察覺。而在短路時，特別是短路沖擊電流流過時，電動力可達(dá)到很大的數(shù)值，當(dāng)載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備的機械強度不夠時，將會產(chǎn)生變形或損壞。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，必須研究短路沖擊電流產(chǎn)生的電動力的大小和特征，以便選用適當(dāng)強度的導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證足夠的動穩(wěn)定性。必要時也可采用限制短路電流的措施。3-7 三相平行導(dǎo)體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在哪一相上，試加以解釋。答：三相平等導(dǎo)體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在中間相B相上，因為三相短路時，B相沖擊電流最大。3-9 設(shè)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，最大負(fù)荷利用小時數(shù)，三相導(dǎo)體水平布置，相間距離QUOTE=0.70m，發(fā)電機出線上短路時間QUOTE=0.2s,短路電流QUOTE=28.0kA,kA,周圍環(huán)境溫度為。試選擇發(fā)電機引出導(dǎo)體。解：⑴發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流，查附表2，選槽形鋁導(dǎo)體。選雙槽鋁導(dǎo)體的導(dǎo)體載流量，截面積為，集膚效應(yīng)系數(shù)，，。因為短路電流切除時間，導(dǎo)體的發(fā)熱由周期分量和非周期分量共同決定。非周期分量的等效時間短路電流的熱效應(yīng)為⑵計算導(dǎo)體的最高溫度。槽形鋁導(dǎo)體正常運行時最高允許溫度，由圖3-7查得由圖3-7查得由此可見，導(dǎo)體最高溫度未超過最高允許值，能滿足熱穩(wěn)定要求。所以，發(fā)電機引出導(dǎo)體選此，的雙槽鋁導(dǎo)體。第四章電氣主接線4-1 設(shè)計電氣主接線時，應(yīng)收集和分析的原始資料有哪些？答：對原始資料分析：（包括內(nèi)容如下）1）本工程情況發(fā)電廠類型（凝汽式火電廠、熱電廠、或者堤壩式、引水式、混合式等水電廠）；設(shè)計規(guī)劃容量（近期、遠(yuǎn)景）；單機容量及臺數(shù)；最大負(fù)荷利用小時數(shù)及可能的運行方式等。發(fā)電廠容量的確定是與國家經(jīng)濟發(fā)展計劃、電力負(fù)荷增長速度、系統(tǒng)規(guī)模和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及備用容量等因素有關(guān)。發(fā)電廠裝機容量標(biāo)志著電廠的規(guī)模和在電力系統(tǒng)中的地位與作用。最大單機容量代表國家電力工業(yè)和制造工業(yè)水平，在一定程度上反映國家先進程度和人民生活水準(zhǔn)。最大單機容量的選擇不宜大于系統(tǒng)總?cè)萘康?0％，以保證該機在檢修或事故情況下系統(tǒng)的供電可靠性。我國目前把5萬kw以下機組稱為小機組；5～20萬kw稱為中型機組；20萬kw以上稱為大型機組。在設(shè)計時，對形成中的電力系統(tǒng)，且負(fù)荷增長較快時，可優(yōu)先選用較為大型的機組。發(fā)電廠運行方式及年利用小時數(shù)直接影響著主接線設(shè)計。a)承擔(dān)基荷為主的發(fā)電廠，設(shè)備利用率高，一般年利用小時數(shù)在5000h以上；b)承擔(dān)腰荷者，設(shè)備利用小時數(shù)應(yīng)在3000～5000h；c)承擔(dān)峰荷者，設(shè)備利用小時數(shù)在3000h以下。對于核電廠或單機容量20萬kw以上的火電廠以及徑流式水電廠等應(yīng)優(yōu)先擔(dān)任基荷，相應(yīng)主接線需選用以供電可靠為中心的接線形式。水電廠是電力系統(tǒng)中最靈活的機動能源，啟、停方便，多承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)相任務(wù)。根據(jù)水能利用及庫容的狀態(tài)可酌情擔(dān)負(fù)基荷、腰荷和峰荷。因此，其主接線應(yīng)以供電調(diào)度靈活為中心進行選擇接線形式。2）電力系統(tǒng)情況電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（5～10年）；發(fā)電廠或變電所在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。按發(fā)電廠容量大小分類，我國目前把總?cè)萘吭?000MW及以上，單機容量在200MW以上的發(fā)電廠稱為大型發(fā)電廠；總?cè)萘吭?00～1000MW，單機容量在50～200MW的發(fā)電廠稱為中型發(fā)電廠；總?cè)萘吭?00MW以下，單機容量在50MW以下者稱為小型發(fā)電廠。所建發(fā)電廠的容量與電力系統(tǒng)容量之比，若大于15％，則該廠就可認(rèn)為是在系統(tǒng)中處于比較重要地位的電廠。因為它的裝機容量已超過了電力系統(tǒng)的事故備用和檢修備用容量，一旦全廠停電，會影響系統(tǒng)供電的可靠性。因此，主接線的可靠性也應(yīng)高一些，即應(yīng)選擇可靠性較高的接線形式。主變壓器和發(fā)電機中性點接地方式是一個綜合性問題。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機的運行安全以及對通信線路的干擾等。一般我國對35kV電壓以下電力系統(tǒng)采用中性點非直接接地系統(tǒng)（中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地），又稱小電流接地系統(tǒng)；對110kV以上高壓電力系統(tǒng)，皆采用中性點直接接地系統(tǒng)，又稱大電流接地系統(tǒng)。發(fā)電機中性點都采用非直接接地方式；目前，廣泛采用的是經(jīng)消弧線圈接地方式或經(jīng)接地變壓器（亦稱配電變壓器）接地。其二次側(cè)接入高電阻，不僅可以限制單相接地電流，亦可限制系統(tǒng)過電壓的幅值和陡度，以免引起鐵磁諧振過電壓。同時，還為接地保護提供了信號電源，便于檢測，目前在大型機組中已普遍采用。此外，有時為了防止過電壓，有些機組還采取在中性點處加裝避雷器等措施。3）負(fù)荷情況負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷在原始資料中雖已提供，但設(shè)計時尚應(yīng)予以辨證地分析。因為負(fù)荷的發(fā)展和增長速度受政治、經(jīng)濟、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。如果設(shè)計時，只依據(jù)負(fù)荷計劃數(shù)字，而投產(chǎn)時實際負(fù)荷小了，就等于積壓資金；否則，電源不足，就影響其它工業(yè)的發(fā)展。主接線設(shè)計的質(zhì)量，不僅在于當(dāng)前是合理的，而應(yīng)考慮5～10年內(nèi)質(zhì)量也應(yīng)是好的。由工程概率和數(shù)理統(tǒng)計得知，負(fù)荷在一定階段內(nèi)的自然增長率是按指數(shù)規(guī)律變化的，即：L＝L0emx（2-7）式中L0——初期負(fù)荷（MW）；X——年數(shù)，一般按5～10年規(guī)劃考慮；m——年負(fù)荷增長率，由概率統(tǒng)計確定。發(fā)電廠承擔(dān)的負(fù)荷應(yīng)盡可能地使全部機組安全滿發(fā)，并按系統(tǒng)提出的運行方式，在機組間經(jīng)濟合理分布負(fù)荷，減少母線上電流流動，使電機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定和保持電能質(zhì)量符合要求。4）環(huán)境條件當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素，對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理條件相差甚大，應(yīng)予以重視。對重型設(shè)備的運輸條件亦應(yīng)充分考慮。5）設(shè)備制造情況為使所設(shè)計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進性、經(jīng)濟性和可行性。4-2 隔離開關(guān)與斷路器的區(qū)別何在？對它們的操作程序應(yīng)遵循哪些重要原則？答：斷路器具有專用滅弧裝置，可以開斷或閉合負(fù)荷電流和開斷短路電流，故用來作為接通和切斷電路的控制電器。而隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，其開合電流極小，只能用來做設(shè)備停用后退出工作時斷開電路。4-3 主母線和旁路母線各起什么作用？設(shè)置專用旁路斷路器和以母聯(lián)斷路器或者分段斷路器兼作旁路斷路器，各有什么特點？檢修出線斷路器時，如何操作？答：主母線主要用來匯集電能和分配電能。旁路母線主要用與配電裝置檢修短路器時不致中斷回路而設(shè)計的。設(shè)置旁路短路器極大的提高了可靠性。而分段短路器兼旁路短路器的連接和母聯(lián)短路器兼旁路斷路器的接線，可以減少設(shè)備，節(jié)省投資。當(dāng)出線和短路器需要檢修時，先合上旁路短路器，檢查旁路母線是否完好，如果旁路母線有故障，旁路斷路器在合上后會自動斷開，就不能使用旁路母線。如果旁路母線完好，旁路斷路器在合上就不會斷開，先合上出線的旁路隔離開關(guān)，然后斷開出線的斷路器，再斷開兩側(cè)的隔離開關(guān)，有旁路短路器代替斷路器工作，便可對短路器進行檢修。4-5 一臺半斷路器接線與雙母線帶旁路接線相比，各有何利弊？一臺半斷路器接線中的交叉布置有何意義？答：一臺半斷路器接線，運行的可靠性和靈活性很高，在檢修母線時不必用隔離開關(guān)進行大量的倒閘操作，并且調(diào)試和擴建也方便。但是其接線費用太高，只適用與超高電壓線路中。雙母線帶旁路母線中，用旁路母線替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不停電，適用于有多回出線又經(jīng)常需要檢修的中小型電廠中，但因其備用容量太大，耗資多，所以旁路設(shè)備在逐漸取消。一臺半斷路器接線中的交叉布置比非交叉接線具有更高的運行可靠性，可減少特殊運行方式下事故擴大。4-6 選擇主變壓器時應(yīng)考慮哪些因素？其容量、臺數(shù)、型式應(yīng)根據(jù)哪些原則來選擇？答：影響主變壓器選擇的因素主要有：容量、臺數(shù)、型式。其中單元接線時變壓器應(yīng)按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負(fù)荷后=（發(fā)電機的額定容量－廠用容量－支配負(fù)荷的最小容量）×70%。為了確保發(fā)電機電壓上的負(fù)荷供電可靠性，所接主變壓器一般不應(yīng)小于兩臺，對于工業(yè)生產(chǎn)的余熱發(fā)電廠的中、小型電廠，可裝一臺主變壓器與電力系統(tǒng)構(gòu)成弱連接。除此之外，變電所主變壓器容量，一般應(yīng)按5~10年規(guī)劃負(fù)荷來選擇。主變壓器型式可根據(jù)：1）相數(shù)決定，容量為300MW及以下機組單元連接的變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般選擇三相變壓器，容量為60MW的機組單元連接的主變壓器和500kV電力系統(tǒng)中的主變壓器經(jīng)綜合考慮后，可采用單要組成三相變壓器組。2）繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)：最大機組容量為125MW及以下的發(fā)電廠多采用三繞組變壓器，機組容量為200MW以上的發(fā)電廠采用發(fā)電機雙繞組變壓器單元接線，在110kV以上的發(fā)電廠采用直接接接系統(tǒng)中，凡需選用三繞組變壓器的場合，均可采用自耦變壓器。4-8 電氣主接線中為什么要限制斷路電流？通常采用哪些方法？答：短路電流要比額定電流大的多，有可能超過電器設(shè)備的承載能力，將電氣設(shè)備燒毀，因此，必須限制短路電流，其中限制短路電流的方法有：1）在發(fā)電廠和變電所的6~10kV配電裝置中，加裝限流電抗器限制短路電流。a)在母線分段處設(shè)置母線電抗器，目的是發(fā)電機出口斷路器，變壓器低壓側(cè)斷路器，母聯(lián)斷路器等能按各自回路額定電流來選擇，不因短路電流過大而使容量升級；b)線路電抗器：主要用來限制電纜饋線回路短路電流；c)分裂電抗器。2）采用低壓分裂繞組變壓器。當(dāng)發(fā)電機容量越大時，采用低壓分裂繞組變壓器組成擴大單元接線以限制短路電流。3）采用不同的主接線形式和運行方式。4-10某220KV系統(tǒng)的重要變電站裝置2臺120MV.A的主變壓器，220KV側(cè)有4回進線，110KV側(cè)有10回出線且均為Ⅰ,Ⅱ負(fù)荷，不允許停電檢修出線斷路器，應(yīng)采取何種接線方式為好？畫圖并簡要說明。解：1、因為進出線比較多，“220KV側(cè)有4回進線，110KV側(cè)有10回出線”，采用雙母線接線是比較方便的；2、“不允許停電檢修出線斷路器”，只能用旁路入接線形式了；因而，該電氣主接線（220KV及110KV）應(yīng)該采用雙母線帶旁路式接線形式。作業(yè)圖（注意靜觸頭與母線的連接）廠用電5-1 什么叫廠用電和廠用電率？答：發(fā)電機在啟動，運轉(zhuǎn)、停止，檢修過程中，有大量電動機手動機械設(shè)備，用以保證機組的主要設(shè)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(shè)備等都屬于廠用負(fù)荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。廠用電耗量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱為廠用電率。5-3 廠用電負(fù)荷分為哪幾類？為什么要進行分類？答：廠用電負(fù)荷，根據(jù)其用電設(shè)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：⑴I類廠用負(fù)荷：凡是屬于短時停電會造成主輔設(shè)備損壞，危及人身安全，主機停用及影響大量出力的廠用設(shè)備；⑵II類廠用負(fù)荷：允許短時斷電，恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的常用設(shè)備；⑶III類廠用負(fù)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(fù)荷；⑷事故保安負(fù)荷⑸交流不間斷供電負(fù)荷5-7 火電廠廠用電接線為什么要按鍋爐分段？為提高廠用電系統(tǒng)供電可靠性，通常都采用那些措施？答：為了保證廠用供電的連續(xù)性，使發(fā)電廠安全滿發(fā)，并滿足運行安全可靠靈活方便。所以采用按爐分段原則。為提高廠用電工作的可靠性，高壓廠用變壓器和啟動備用變壓器采用帶負(fù)荷高壓變壓器，以保證廠用電安全，經(jīng)濟的運行。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?cè)萘繒r，應(yīng)如何解決？答：廠用電系統(tǒng)運行的電動機，當(dāng)突然斷開電源或廠用電壓降低時，電動機轉(zhuǎn)速就會下降，甚至?xí)Ｖ惯\行，這一轉(zhuǎn)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(fù)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(jié)束，又自動啟動恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)運行，這一過程稱為電動機自啟動。分為：⑴失壓自啟動；⑵空載自啟動；⑶帶負(fù)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(luò)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(luò)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(yīng)采用以下措施：⑴限制參加自啟動的電動機數(shù)量。⑵機械負(fù)載轉(zhuǎn)矩為定值的重要設(shè)備的電動機，因它只能在接近額定電壓下啟動，也不應(yīng)參加自啟動，可采用低電壓保護和自動重合閘裝置，即當(dāng)廠用母線電壓低于臨界值時，把該設(shè)備從母線上斷開，而在母線電壓恢復(fù)后又自動投入。⑶對重要的廠用機械設(shè)備，應(yīng)選用具有較高啟動轉(zhuǎn)矩和允許過載倍數(shù)較大的電動機與其配套。⑷在不得已的情況下，或增大廠用變壓器容量，或結(jié)合限制短路電流問題一起考慮進適當(dāng)減小廠用變壓器的阻抗值。5-10已知某火電廠廠用6kV備用變壓器容量為12.5MVA，Uk%=8，要求同時自啟動電動機容量為11400kW，電動機啟動平均電流倍數(shù)為5，，。試校驗該備用變壓器容量能否滿足自啟動要求。解：依題意，變壓器自啟動為帶負(fù)荷自啟動。變壓器電抗標(biāo)幺值為自啟動電動機的容量標(biāo)幺值為故帶負(fù)荷自啟動時，自啟動電壓為額定電壓的65%。當(dāng)采用無勵磁調(diào)壓變壓器時故滿足自啟動要求。當(dāng)采用有載調(diào)壓變壓器時故滿足自啟動要求。導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇什么是驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間tk以及電氣設(shè)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(yīng)斷路器的全開斷時間tbr之和，而tbr是指斷路器分?jǐn)嗝}沖傳送到斷路器操作機構(gòu)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。6-6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(shè)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。6-7選擇10kV配電裝置的出線斷路器及出線電抗器。設(shè)系統(tǒng)容量為150MVA，歸算至10kV母線上的電源短路總電抗X?*Σ=0.14（基準(zhǔn)容量Sd＝100MVA），出線最大負(fù)荷為560A，出線保護動作時間tpr＝1s。解：出線最大負(fù)荷電流為560A，查附表5，取斷路器ZN5-630（常用真空斷路器）INbr=20kA，全分閘時間tbr=0.1s，基準(zhǔn)：Sd＝100MVAUd＝10.5kV，Id=5.5kA查附表11，選用NKL-10-600-4型電抗器，UN=10kV，IN=600A，令I(lǐng)//=INbr=20kA,,則故選用NKL-10-600-4型電抗器，3）電壓損失校驗：4）短路時殘壓及動、熱穩(wěn)定校驗電抗標(biāo)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，。（短路時殘壓為：動、熱穩(wěn)定校驗：因，故不計短路電流非周期分量熱效應(yīng)，則可見，電壓損失、殘壓、動熱穩(wěn)定均滿足要求。配電裝置7-1 對配電裝置的基本要求是什么？答：對配電裝置的基本要求是：1）保證運行可靠；2)便于操作、巡視和檢修；3）保證工作人員的安全；4）力求提高經(jīng)濟性；5）具有擴建的可能。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(guān)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(shè)備裝設(shè)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?。?）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(shè)備影響較小，可減少維護工作量；房屋建設(shè)投資較大，建設(shè)周期長，但可采用價格較低的戶內(nèi)設(shè)備。屋外配電裝置的特點：1）土建工作量和費用較小，建設(shè)周期短；2）與屋內(nèi)配電裝置相比，擴建比較方便；3）想念設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；4）與屋內(nèi)配電裝置相比，占地面積積大；5）受外界環(huán)境影響，設(shè)備運行條件較差，需加強絕緣；6）不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作影響大。成套配電裝置的特點：1）電氣設(shè)備封閉可半封閉的金屬中，相間和對地距離可縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，上地面積?。?）所有設(shè)備已在工廠組裝成一體；3）運行可靠性高，維護方便；4）耗用鋼材較多，造價較高。7-4 簡述配電裝置的設(shè)計原則和設(shè)計要求。答：配電裝置的設(shè)計原則是配電裝置的設(shè)計必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，遵循有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)、自然環(huán)境特點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料和新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、運行可靠和維護方便。發(fā)電廠和變電站的配電裝置形式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運行、檢修和安裝要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比較予以確定。在確定配電裝置形式時必須滿足下述要求：節(jié)約用地；運行安全和操作巡視方便；便于檢修和安裝；節(jié)約材料，降低造價。配電裝置的設(shè)計要求：1）滿足安全凈距的要求；2）施工、運行和檢修的要求；3）噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)及限制措施；4）靜電感應(yīng)的場強水平和限制措施；5）電暈無線電干擾和控制。7-8 氣體全封閉組合電器由哪些元件組成？與其他類型配電裝置相比，有何特點？答：它由斷路器、隔離開關(guān)、快速或慢速接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線和出線套管等設(shè)備，按電氣主接線的要求依次連接，組合成一個整體，并且全部分封閉于接地金屬外殼中，殼內(nèi)充滿一定壓力SF6氣體，作為絕緣和滅弧介質(zhì)。它的特點是占地面積小，占用空間小，運行可靠性高，維護工作量小，檢修周期長，不受外界環(huán)境條件的影響，無靜電和電暈干擾，噪聲水平低，抗震性能好，適應(yīng)性強。發(fā)電廠和變電站的控制與信號8-1二次設(shè)備和二次接線的作用是什么？二次接線圖分哪幾種，各有何用途？答：對一次設(shè)備進行測量，保護，監(jiān)視，控制和調(diào)整的設(shè)備為二次設(shè)備。二次設(shè)備通過電壓互感器和電流互感器與一次設(shè)備相互關(guān)聯(lián)。二次設(shè)備組成的回路為二次回路。二次接線圖分為三種：1、歸總式原理接線圖；2、展開接線圖；3、安裝接線圖。其中歸總式接線原理圖能夠使看圖者對二次回路有一個整體概念，展開接線圖有以下優(yōu)點：1、容易跟蹤回路的動作順序；2、在同一個圖中可清晰地表示某一設(shè)備的多套保護和自動裝置的二次回路；3、易于閱讀。8-3、斷路器控制回路應(yīng)滿足那些基本要求？試以燈光監(jiān)視的控制回路為例，分析它是如何滿足這些要求的。答：斷路器控制回路必須完整，可靠，因此應(yīng)滿足下面的要求：

（1）斷路器的合閘和跳閘回路是按短路時通電設(shè)計的，操作完成后，應(yīng)迅速自動斷開合閘或跳閘回路以避免燒壞線圈。（2）斷路器既能在遠(yuǎn)方由控制開關(guān)進行手動合閘或跳閘，又能在自動裝置和繼電保護作用下自動合閘或跳閘。（3）控制回路應(yīng)具有反映斷路器位置狀態(tài)的信號。（4）具有防止短路器多次合、跳閘的防跳裝置。（5）對控制回路及其電源是否完好，應(yīng)能進行監(jiān)視。（6）對采用氣壓，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)視回路和動作閉鎖回路。8-4、什么叫斷路器的跳躍？在控制回路中，防止跳躍的措施是什么？答：操作前，斷路器處于合閘狀態(tài)，故其處于跳閘回路的ＱＦ在合位，將控制開關(guān)SA由合閘后的垂直位置逆時針轉(zhuǎn)至“預(yù)備跳閘”的水平位置，致使ＳＡ１３－１４接通,紅燈ＨＲ接至具有正極的閃光電源,并經(jīng)跳閘回路的ＫＣＦ，ＱＦ，ＹＦ同控制電源的負(fù)極接通,紅燈閃光,提醒操作人員核對操作對象.再將ＳＡ進一步逆時針轉(zhuǎn)45度至跳閘位置,觸點ＳＡ６－７導(dǎo)通,因斷路器仍在合閘位置,故此時跳閘回路的常開觸點ＱＦ仍在合位．這樣的跳閘回路通，跳閘線圈YT通過較大的電流,致使YF動作斷路器跳閘,斷路器的兩個輔助觸點狀態(tài)發(fā)生了變化,跳閘回路的QF閉合,與此同時,ＳＡ自動彈回”跳閘后”水平位置,SA11-10接通,這樣,綠燈HG發(fā)平光,自動跳閘:如果線路或其他一次設(shè)備出現(xiàn)故障時,繼電保護裝置就會動作,從而引起保護出口繼電器動作,其常開觸點KCO閉合。由于觸點KCO與SA6-7并聯(lián),所以接下來的斷路器跳閘過程與手動跳閘過程類似,只是斷路器跳閘后,控制開關(guān)仍停留在”合閘后”位置,與斷路器跳閘位置不對應(yīng),使得綠燈HG經(jīng)M100(+)---SA9-10---HG---常閉觸點QF---KM與控制電源的負(fù)極接通,綠燈發(fā)閃光,告知運行人員已發(fā)生跳閘,將ＳＡ逆時針轉(zhuǎn)動,最后停至”跳閘后”位置.自動跳閘表明事故發(fā)生,除閃光外,控制回路和信號回路還應(yīng)發(fā)出音響.斷路器跳閘后,事故音響回路的常閉觸點QF閉合,控制開關(guān)仍處于”合閘后”位置,SA1-3和SA19-17均處于接通狀態(tài),是事故音響信號小母線M708與信號回路電源負(fù)極（-700）接通，從而可啟動事故信號裝置發(fā)出音響。防止跳躍的措施是：一：35KV以上的斷路器，應(yīng)采用電氣防跳。二：較為簡單的機械防跳，即操作機構(gòu)本身就具有防跳性能。8-5發(fā)電廠中有哪些信號裝置？各有什么作用？答：發(fā)電機的設(shè)備裝置主要有：

（1）事故信號。如斷路器發(fā)生事故跳閘時，立即用蜂鳴器發(fā)出較強的音響，通知運行人員進行處理。同時，斷路器的位置指示燈發(fā)出閃光。（2）預(yù)告信號。當(dāng)運行設(shè)備出現(xiàn)危及安全運行的異常情況時，例如：發(fā)電機過負(fù)荷，變壓器過負(fù)荷，二次回路斷線等，便發(fā)出另一種有別于事故信號的音響—鈴響。此外，標(biāo)有故障內(nèi)容的光字牌也變亮。（3）位置信號。包括短路位置信號和隔離開關(guān)位置信號，前者使用燈光來表示集合、跳閘位置；而后者則是一種位置指示燈來表示其位置狀況。（4）其他信號。如指揮信號、聯(lián)系信號和全廠信號等。這些信號是全廠公用的，可根據(jù)實際的需求裝設(shè)。8-8采用弱點選線有何意義？斷路器的“一對一”弱點選控方式與普通強電控制方式有何區(qū)別？答：在電力系統(tǒng)中斷路器的控制廣泛使用的是強電控制方式，且以燈光監(jiān)視的斷路器控制回路為主流。在某些廠站采用弱電控制方式，有利于縮小控制設(shè)備的體積和提高自動化水平。然而，傳統(tǒng)的弱電控制方式因存在可靠性問題而一直未得到廣泛的應(yīng)用?；诂F(xiàn)場總線或網(wǎng)絡(luò)的計算機監(jiān)控系統(tǒng)正在逐漸取代傳統(tǒng)的中央信號系統(tǒng)，而斷路器的控制與信號回路變動不大。這種系統(tǒng)具有電纜少、使用元器件少、可靠性高、所用房間面積小、功能實現(xiàn)靈活等優(yōu)點。8-14變電站自動化系統(tǒng)在哪一方面可顯著減少變電站建設(shè)的投資？答：建設(shè)和運行經(jīng)驗表明：變電站自動化系統(tǒng)可帶來節(jié)省電纜，縮小控制室面積，提高監(jiān)控水平，積累設(shè)計運行數(shù)據(jù)和節(jié)省人力等方面的顯著效益，現(xiàn)已成為建設(shè)變電站首選的監(jiān)控模式。同步發(fā)電機的運行