發(fā)電廠電氣部分_第三版_習(xí)題參考答案

1、第一章電力系統(tǒng)概述1.何謂電力系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)及電力網(wǎng)？答：電力系統(tǒng)是指由發(fā)電機(jī)、輸配電線路、變配電所以及各種用戶用電設(shè)備連接起來所構(gòu) 成的有機(jī)整體。動(dòng)力系統(tǒng)由電力系統(tǒng)再加上發(fā)電廠的動(dòng)力部分（火電廠的鍋爐、汽輪機(jī)、熱力管網(wǎng)等；水 電廠的水庫、水輪機(jī)、壓力管道等）構(gòu)成。電力網(wǎng)指在電力系統(tǒng)中，由各種不同電壓等級(jí)的電力線路和變配電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱電 網(wǎng)。3 .何謂電力系統(tǒng)額定電壓？我國(guó)電網(wǎng)和用電設(shè)備的額定電壓有哪些等級(jí)？答：額定電壓指某一受電器（電動(dòng)機(jī)、電燈等）、發(fā)電機(jī)和變壓器等在正常運(yùn)行時(shí)具有最 大經(jīng)濟(jì)效益的電壓。我國(guó)電網(wǎng)和用電設(shè)備的額定電壓等級(jí)有220V、380V、3kV、6 kV、10 kV、

2、35 kV、60 kV、110 kV、154 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV、1000 kV。4 .電能的質(zhì)量指標(biāo)有哪幾項(xiàng)？簡(jiǎn)要說明其內(nèi)容。答：電能的質(zhì)量指標(biāo)主要是頻率、電壓和波形三項(xiàng)。（1）頻率：對(duì)大型電力系統(tǒng)，頻率的允許范圍為50Hz ± 0.2Hz,對(duì)中小電力系統(tǒng)，頻率的允許范圍是 50Hz ± 0.5Hz。（2）我國(guó)規(guī)定用戶處的電壓容許變化范圍是：1）由35kV及以上電壓供電的用戶：土 5%;2）由10kV及以下電壓供電的高壓用戶和低壓電力用戶：土 7%;3）低壓照明用戶：-10%+5%。（3）波形：電力系統(tǒng)供電電壓或電流的標(biāo)準(zhǔn)波形是正

3、弦波。5 .電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有哪幾種運(yùn)行方式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn) ？我國(guó)大體上用怎樣的電壓等級(jí)范圍？答：（1）電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式有中性點(diǎn)不接地、直接接地、經(jīng)電阻接地和經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式。其中經(jīng)電阻接地又分經(jīng)高電阻接地、經(jīng)中電阻接地和經(jīng)低電阻接地三種。中性點(diǎn)直接接 地、經(jīng)中電阻接地和經(jīng)低電阻接地稱為大接地電流系統(tǒng)；中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地和經(jīng) 高電阻接地稱為小接地電流系統(tǒng)。（2）各運(yùn)行方式的優(yōu)缺點(diǎn)小接地電流系統(tǒng)的 優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)蜗嘟拥貢r(shí)，三相間線電壓仍保持對(duì)稱和大小不變，對(duì)電力用戶的繼續(xù)供電并無影響。缺點(diǎn)：兩個(gè)非故障相的對(duì)地電壓升高至 3倍，所以在中性點(diǎn)不接地的電力網(wǎng)中，各

4、種設(shè)備的對(duì)地絕緣應(yīng)按線電壓設(shè)計(jì)，才能承受在一相接地時(shí)，非故障相對(duì)地電壓的 升高影響。在中性點(diǎn)不接地的電力網(wǎng)中，一相接地時(shí)接地點(diǎn)的接地電流等于正常時(shí)相對(duì)地電容 電流的三倍，經(jīng)消弧線圈接地的電力網(wǎng)中，可以大大減小一相接地時(shí)接地點(diǎn)的接地電流，但欠 補(bǔ)償時(shí)容易發(fā)生振蕩，引起內(nèi)過電壓。大接地電流系統(tǒng)的 優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)蜗嘟拥貢r(shí)，非故障相對(duì)地電壓保持不變，各種設(shè)備的對(duì)地絕緣按相電壓設(shè)計(jì)即可。缺點(diǎn)：可靠性較低，發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障的送電線路被切斷，因而使用戶的供電中斷。經(jīng)電阻接地運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)：使接地電容電流向阻性發(fā)展，避免系統(tǒng)振蕩引起過電壓。缺點(diǎn)：高電阻接地不適用于故障電容電流大于45A的網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用范圍較小。

5、低電阻接地接地時(shí)則接地電流較大。（3）目前我國(guó)所用的電壓等級(jí)范圍1）對(duì)于6l0kV系統(tǒng)，主要由電纜線路組成的電網(wǎng)，在電容電流超過7A時(shí)，采用電阻接地。在電容電流低于7A,或由架空線組成的電網(wǎng)，則采用不接地的運(yùn)行方式；2） 620kV發(fā)電機(jī)或調(diào)相機(jī)回路，中性點(diǎn)可采用不接地、經(jīng)消弧線圈接地或高電阻接地方 式（即經(jīng)過二次側(cè)接電阻的接地變壓器接地）；3） 35kV系統(tǒng)，一般均采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式；4） 110kV及以上系統(tǒng)，一般均采用中性點(diǎn)直接接地的方式。在一些多雷山區(qū)，為了提高供電的可靠性，有的110kV系統(tǒng)中性點(diǎn)也采用經(jīng)消弧線圈接地的方式；5） 1kV以下系統(tǒng)，中性點(diǎn)采用不接地的方式運(yùn)行

6、。380/220V三相四線制電網(wǎng)的中性點(diǎn)，是為了適應(yīng)受電器取得相電壓的需要而直接接地。第二章短路電流的計(jì)算1 .何謂短路？引起短路的主要原因是什么？發(fā)生短路后可能有什么后果？答：（1）電力系統(tǒng)短路指電力系統(tǒng)中相與相之間或相與地之間（中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)）通過電弧或其它較小阻抗而形成的一種非正常連接。（2）發(fā)生短路的原因1）電氣設(shè)備載流部分絕緣損壞。如大氣過電壓，操作過電壓，絕緣老化，機(jī)械性損傷，設(shè) 計(jì)、安裝、運(yùn)行維護(hù)不良；2）意外事件引起的短路。如輸電線路斷線、倒桿、雷擊等；3）人為事故。如帶負(fù)荷拉開或合上隔離開關(guān)、帶地線合閘、將掛地線設(shè)備投入運(yùn)行等；4）異物跨接導(dǎo)體。如鳥獸跨接、樹枝跨接等。（

7、3）電力系統(tǒng)短路后的后果1）短路點(diǎn)電弧可能燒壞設(shè)備，甚至引起火災(zāi)；2）短路電流產(chǎn)生大量的熱量，引起溫度升高，甚至?xí)p壞絕緣；3）短路電流在導(dǎo)體中產(chǎn)生的電動(dòng)力，可能使導(dǎo)體發(fā)生變形，甚至損壞；4）系統(tǒng)電壓大幅下降影響用戶的供電，嚴(yán)重時(shí)甚至破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定；5）短路電流產(chǎn)生的電磁感應(yīng)會(huì)干擾通訊線路，甚至危及設(shè)備和人身安全。2 .何謂次暫態(tài)短路電流、沖擊短路電流、短路全電流最大有效值及穩(wěn)態(tài)短路電流？計(jì)算這些電流的用途是什么？答：（1）在第一個(gè)周期內(nèi)周期分量的有限值稱為次暫態(tài)短路電流，是校驗(yàn)斷路器開斷能力的依據(jù)；（2）短路電流在短路后半個(gè)周期（t=0.01s）時(shí)，瞬時(shí)值達(dá)到最大，該最大值稱為沖擊短路電

8、流，是校驗(yàn)電氣設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定能力的依據(jù)；（3）出現(xiàn)在沖擊短路電流ish處的周期分量有效值和非周期分量的均方根值稱為短路全電流最大有效值，故障切斷時(shí)間小于0.1s時(shí)，檢驗(yàn)斷路器的開斷能力；（4）短路后，非周期分量衰減完，暫態(tài)過程結(jié)束，就進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)的短路電流稱為穩(wěn)態(tài)短路電流，是短路后計(jì)算殘壓的依據(jù)。3 .用標(biāo)么值對(duì)元件電抗和短路電流計(jì)算有什么好處？如何將任意基準(zhǔn)下元件電抗的標(biāo)么值換算成選定基準(zhǔn)下元彳電抗的標(biāo)么值？答：（1）用標(biāo)么值對(duì)元件電抗和短路電流計(jì)算的好處有：1）用標(biāo)么值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，只要選定的基準(zhǔn)容量相同，基準(zhǔn)電壓按規(guī)定的平均額定電壓選取，按電抗所在電壓級(jí)計(jì)算所求得的標(biāo)么值，可適用于其他電

9、壓級(jí)；2）相間電壓的標(biāo)么值與相電壓的標(biāo)么值相等；3）三相功率的標(biāo)么值與單相功率的標(biāo)么值相等；4）三相電路的歐姆定律公式I* = U*/X*,功率方程式 S = U* 卜與單相電路相同；5）當(dāng)電壓標(biāo)么值 U*=1時(shí)，功率的標(biāo)么值等于電流的標(biāo)么值，等于電抗標(biāo)么值的倒數(shù)，即S* = I*=1/X*（2）任意基準(zhǔn)下元件電抗的標(biāo)么值換算成選定基準(zhǔn)下元件電抗標(biāo)么值的方法：設(shè)Xn、Un、Sn分別是額定參數(shù)下的標(biāo)么值，換算成選定基準(zhǔn)下元件電抗標(biāo)么值可按公式2X X X U2 SdX d*X n*2XdSn U2計(jì)算，當(dāng)Un與Ud相等時(shí)，可按公式：X d* X n* -dSn計(jì)算。其它基準(zhǔn)下元件電抗的標(biāo)么值換算

10、一樣。4 .何謂無限大容量電源 ？無限大容量電源供電的短路暫態(tài)過程有什么特點(diǎn)？如何計(jì)算無限大容量電源供電的短路電流？答：（1）無限大容量電源理論上是指系統(tǒng)容量S-8,系統(tǒng)電抗 Xs - 0,其出口分界母線的電壓在短路時(shí)能保持不變。在實(shí)際電力系統(tǒng)中，某容量很小的支路（該支路中各元件的容量較系統(tǒng)容量小得多，其阻 抗比系統(tǒng)阻抗大很多）發(fā)生短路時(shí)，引起系統(tǒng)母線電壓的變化很小。在分析及計(jì)算時(shí)，為了方便認(rèn)為該電源是一內(nèi)部阻抗Zg=0 （xg=0, rG=0）,系統(tǒng)母線電壓為恒定的電源，稱這種電源為無限大容量電源。（2）無限大容量電源供電的短路暫態(tài)過程的特點(diǎn)是周期短路電流的幅值始終維持不變。（3）無限大容量

11、電源供電的短路電流的計(jì)算方法：1）作出計(jì)算電路圖；2）作出對(duì)各短路點(diǎn)的等值電路圖；3）對(duì)等值電路圖進(jìn)行化簡(jiǎn)，求出短路回路總電抗X *;4）進(jìn)行短路電流的計(jì)算。周期短路電流標(biāo)么值的計(jì)算公式:周期短路電流有效值的有名值等于其標(biāo)么值乘以電流基準(zhǔn)值，公式為Ip=Ip* I d=Id / X*對(duì)無限大容量電源，穩(wěn)態(tài)短路電流等于周期短路電流。非周期短路電流i np按指數(shù)曲線衰減tinp inp0 e沖擊短路電流的計(jì)算公式為：ish= 2Ksh . I p其中Ksh為短路電流沖擊系數(shù)，對(duì)無限大容量電源Ksh=1.8。5.如何用運(yùn)算曲線計(jì)算發(fā)電機(jī)供電的任意時(shí)刻三相短路電流周期分量的有效值？答：用運(yùn)算曲線計(jì)算發(fā)

12、電機(jī)供電的任意時(shí)刻三相短路電流周期分量的有效值的方法：（1）求短路回路總電抗的計(jì)算電抗Xca；1）作出計(jì)算電路圖；2）根據(jù)計(jì)算電路圖作出等值電路圖；3）化簡(jiǎn)等值電路圖；4）確定短路回路總電抗X或X *;5）按下列公式求出計(jì)算電抗Sn ,SnXcaX 或 Xca X UavSd（2）查所需周期短路電流有效值的標(biāo)么值Ipt*1）按電源性質(zhì)及求得的計(jì)算電抗Xca*選擇運(yùn)算曲線；2）次暫態(tài)短路電流I的標(biāo)么值卜，查t=0時(shí)曲線；3）穩(wěn)態(tài)短路電流I的標(biāo)么值I *,查t=4時(shí)曲線；4）需要其它時(shí)刻短路電流Ipt*時(shí)，查t時(shí)的曲線。若所查時(shí)刻t,沒有曲線可采用插值法對(duì)于Xca*>3時(shí)，按無限大系統(tǒng)計(jì)算。

13、8.如圖2-42所示電力系統(tǒng)，計(jì)算K點(diǎn)三相短路時(shí)，每回輸電線路上的I、i小I0.2和I,笄計(jì)算未故障母線 I段上的殘壓。（提示：I段母線的殘壓即I100MVA、轉(zhuǎn)性 e-UD t火電廠c2X20MVA mXT如5段母線對(duì)短路點(diǎn)的電壓)24工0525T-Ar-J 6*0.349350.145 0.525圖2-42 第8題計(jì)算用圖圖2-8-1 等值電路圖0.874等值電路化簡(jiǎn)(一)9100.3725 0.328 萬110.7 E圖 2-8-2答:圖2-8-3 等值電路化簡(jiǎn)(二)圖2-8-4 等值電路化簡(jiǎn)(三)(1)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)1)畫等值電路圖，各電抗按順序編號(hào)，如圖2-8-1 。2)3)電抗2、3并聯(lián)

14、電抗合并為電抗1、7串聯(lián)電抗合并為7號(hào)電抗,9號(hào)電抗,電抗電抗5、6串聯(lián)電抗合并為8號(hào)電抗，如圖 2-8-2。4、8并聯(lián)電抗合并為 10號(hào)電抗，如圖2-8-3。4)電抗9、10串聯(lián)電抗合并為11號(hào)電抗，如圖 2-8-4。(2)參數(shù)計(jì)算 1)各元件參數(shù)：取 Sd=S n=100MVA , Ud=Uav發(fā)電機(jī)：X1=Xd - Sd/SN=0.3 - 100/100=0.3線路：X2=X3=Xl - L - Sn/U av2=0.4 X 48 X 100/115 2=0.145變壓器:電抗器:X4=X5=(Ud%/100) - Sd/SN=(10.5/100) X 100/20=0.525X6=(X

15、 dk%/100) (Un/ 3In) (Sd/Uav2)=(6/100) X (6/1.5 3)X(100/6.3 2)=0.3492)電抗電抗2、3并聯(lián)電抗合并5、6串聯(lián)電抗合并X7=(X 2 - X3)/ (X 2+X 3)=0.145/2=0.0725X 8=X 5+X 6=0.525+0.349=0.8743)電抗電抗1、7串聯(lián)電抗合并4、8并聯(lián)電抗合并X 9= X 1+X 7=0.3+0.0725=0.3725X10=(X4 - X8)/ (X 4+X8)=(0.525 X 0.874)/(0.525+0.874)=0.3284)電抗9、10串聯(lián)電抗合并X11 = X 9+X 10

16、=0.3725+0.328=0.7(3)計(jì)算短路電流計(jì)算電抗Xca= X 11=0.7查曲線:查t=0曲線，得I* =1.5查 t=0.2 曲線，得 I*o.2=1.32查t=4曲線，得I *4=1.72輸電線路上的I、ish、I0.2、基準(zhǔn)電流Id=Sd/(每回輸電線路的3Ud)=100/(115 X 3)=0.502kAI = I* - Id/2=1.5 X 0.502/2=0.377kA每回輸電線路的ish=1.8 2 I =1.8 2X 0.377=0.958kA每回輸電線路的Io.2= 10.2 - Id/2=1.32 X 0.502/2=0.331kA每回輸電線路的I = 1*4

17、Id/2=1.72 X 0.502/2=0.432 kA(4)計(jì)算未故障母線I段上的殘壓未故障母線I段上的穩(wěn)態(tài)電流標(biāo)么值： 11* =(X 10/X8) I *4=(0.328/0.874) X 1.72=0.645未故障母線I未故障母線I段上的殘壓標(biāo)么值:段上的殘壓有名值:Ure*=I I* - X6=0.645 X 0.349=0.225Ure= Ure* . Ud=0.225 X 6.3=1.418kV180.477所示的電力系統(tǒng)，計(jì)算K點(diǎn)三相短路時(shí)短路處和每個(gè)電源供給短路點(diǎn)的9.如圖2-43OOkm115kV第9題計(jì)算用圖圖 2-4360MVA水電廠25OMVA 0=07火電廠30km

18、 0.45MVA X =0. 12S等值電路圖圖 2-9-110.16100.45390.15111 0.15112 0.15113而圖2-9-2 等值電路化簡(jiǎn)（一）圖2-9-3等值電路化簡(jiǎn)（二）17 0.349答:圖2-9-4 等值電路化簡(jiǎn)(三)圖2-9-5等值電路化簡(jiǎn)(四)(1)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)1)畫等值電路圖，各電抗按順序編號(hào)，如圖2-9-1 。2)電抗3)電抗4、5并聯(lián)電抗合并為X9,電抗6、7、8三角形變換為星形電抗4)電抗1、9、11串聯(lián)電抗合并為X14,2、3串聯(lián)電抗合并為X10,如圖2-9-2。11、12、13,如圖 2-9-3。電抗10、12串聯(lián)電抗合并為 X15,如圖2-9-4 。

19、5)電抗13、 14、15星形變換為三角形電抗16、17、18,如圖2-9-5。(2)參數(shù)計(jì)算1)各元件參數(shù)：取 Sd= 100MVA ,U d=U av水電廠:X 1=Xd- Sd/SN=0.4 X 100/250=0.16火電廠:X2=Xd- Sd/SN=0.125 X 100/45=0.278變壓器:X3= (Ud%/100) Sd/SN=(10.5/100) X 100/60=0.1752X 100km 線路：X4=X5=Xl - L - SN/Uav2=0.4 X 100 X 100/115 2=0.30230km線路:X6= Xl - L - Sn/U av2=0.4 X 30X

20、100/115 2=0.09140km線路:25km線路:X7= Xl - L - Sn/UX8= Xl - L - Sn/Uav2=0.4 X 40X 100/115 2=0.121av2=0.4 X 25X 100/115 2=0.0762)電抗4、電抗2、5并聯(lián)電抗合并3串聯(lián)電抗合并X9=(X 4 - X5)/ (X 4+X 5)=0.302/2=0.151Xio=X 2+X 3=0.278+0.175=0.4533)三角形星形，XuX7X60.091 0.1214)電抗電抗1、5)星形X6 X7 X80.091 0.121 0.0760.038X 12X 13X6X80.091 0.0

21、76X6 X7 X8X7X8X6 X7 X80.091 0.121 0.0760.121 0.0760.091 0.121 0.0760.0240.0329、11 串聯(lián)電抗合并 Xi4= X 1+X9+X 11=0.16+0.151+0.038=0.34910、12串聯(lián)電抗合并X15= X 10+X 12=0.453+0.024=0.477三角形,X17X13X14X13X140.032X150.3490.032 0.3490.477(3)求計(jì)算電抗水電廠對(duì)水電廠對(duì)火電廠對(duì)X 18X13X 15X13X150.032X140.4770.032 0.4770.3490.4040.553k點(diǎn)轉(zhuǎn)移電

22、抗為k點(diǎn)計(jì)算電抗為k點(diǎn)計(jì)算電抗為(4)計(jì)算次暫態(tài)短路電流X17,火電廠對(duì) k點(diǎn)轉(zhuǎn)移電抗為X18,則,Xca= X17(SG/Sd)=0.404 X (250/100)=1.01Xca= X18(SG/Sd)=0.553 X (45/100)=0.249I1)水電廠對(duì) k點(diǎn)次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值I* :根據(jù)Xca=1.01 ,查t=0時(shí)曲線，得 卜=1.06基準(zhǔn)電流 Id=250/( 3X 115)=1.255kA ;水電廠對(duì)k點(diǎn)次暫態(tài)短路電流有名值I =Id 卜=1.06 X 1.255=1.33kA2)火電廠對(duì) k點(diǎn)次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值I* :根據(jù)Xca=0.553,查t=0時(shí)曲線，得I* =

23、1.88基準(zhǔn)電流 Id=45/( 3X 115)=0.226kA ;火電廠對(duì)k點(diǎn)次暫態(tài)短路電流有名值I =Id 卜=1.88 X 0.266=0.425kA3) k點(diǎn)次暫態(tài)短路電流有名值I : I =1.33+0.425=1.755kA第三章 導(dǎo)體的發(fā)熱、電動(dòng)力效應(yīng)1 .引起導(dǎo)體和電器發(fā)熱的原因是什么？答：引起導(dǎo)體和電器發(fā)熱的原因是：(1)電阻損耗：由電阻引起，是損耗的主要形式；(2)磁滯損耗：由交變磁場(chǎng)的作用引起，針對(duì)鐵磁材料零配件；(3)渦流損耗：由交變磁場(chǎng)的作用引起，磁性或非磁性導(dǎo)電材料零配件均有；(4)介質(zhì)損耗：由強(qiáng)電場(chǎng)的作用引起，針對(duì)絕緣材料。2 .導(dǎo)體和電器的發(fā)熱有哪兩種類型？各有

24、什么特點(diǎn) ？對(duì)導(dǎo)體和電器的工作可能造成什么影響？答：(1)導(dǎo)體和電器的發(fā)熱類型有：1)長(zhǎng)期發(fā)熱狀態(tài)。正常時(shí)，導(dǎo)體長(zhǎng)期流過工作電流引起的發(fā)熱；特點(diǎn)：工作電流和發(fā)熱是持續(xù)的，溫度升高到某一值時(shí)，發(fā)熱與散熱將達(dá)到平衡。2)短時(shí)發(fā)熱狀態(tài)。短路時(shí)，導(dǎo)體短時(shí)間流過短路電流引起的發(fā)熱。特點(diǎn)：導(dǎo)體中流過短路電流數(shù)值大，但持續(xù)的時(shí)間很短，一般為零點(diǎn)幾秒到幾秒鐘(斷 路器全開斷時(shí)間)。導(dǎo)體的溫度在短時(shí)間內(nèi)上升很快，短路電流產(chǎn)生的熱量幾乎來不及向周圍散熱，可以看 作絕熱過程。導(dǎo)體溫度變化很大，導(dǎo)體電阻值R、導(dǎo)體的比熱容 C不能看作常數(shù)，而是溫度的函數(shù)。(2)對(duì)導(dǎo)體和電器的工作可能造成的影響：使導(dǎo)體材料的機(jī)械強(qiáng)度顯著

25、下降；破壞接 觸連接部分的工作；顯著降低導(dǎo)體絕緣材料的絕緣強(qiáng)度。3 .為什么要規(guī)定導(dǎo)體和電器的發(fā)熱允許溫度？長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度和短時(shí)發(fā)熱允許溫度是如何具體規(guī)定的？答：(1)規(guī)定導(dǎo)體和電器的發(fā)熱允許溫度的原因：導(dǎo)體和電器的溫度超過發(fā)熱允許溫度將引起很多不良后果。1)降低機(jī)械強(qiáng)度。導(dǎo)體的溫度超過一定允許值后，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體材料退火，使機(jī)械強(qiáng)度顯著 下降。在短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力作用下將引起導(dǎo)體變形，甚至使導(dǎo)體結(jié)構(gòu)損壞。如鋁和銅在溫 度分別超過100 c和150 c后，其抗拉強(qiáng)度急劇下降。2)影響接觸電阻。 觸頭和連接部位由于溫度過高，表面會(huì)強(qiáng)烈氧化并產(chǎn)生一層電阻率很高的氧化層薄膜，從而使接觸電阻增加，導(dǎo)致

26、溫度進(jìn)一步升高，形成惡性循環(huán)，直至燒紅、松動(dòng) 甚至熔化。3）降低絕緣強(qiáng)度。溫度超過允許值時(shí)，絕緣材料將加速老化，喪失原有的機(jī)械性能和絕緣 性能，甚至引起絕緣擊穿、直至燒毀。（2）長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度和短時(shí)發(fā)熱允許溫度的具體規(guī)定。1）長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度的具體規(guī)定。采用螺栓連接時(shí)， 電器設(shè)備正常工作溫度不應(yīng)超過70 C。計(jì)及太陽輻射影響時(shí)，鋼芯鋁鍍線及管形導(dǎo)體，按不超過80 c考慮。導(dǎo)體的接觸面處采用搪錫處理具有可靠的過渡覆蓋層時(shí)，可按不超過85 c考慮。2）短時(shí)發(fā)熱允許溫度的具體規(guī)定。硬鋁及鋁鎰合金不超過200 C,硬銅不超過 300 C。4 .導(dǎo)體和電器正常發(fā)熱計(jì)算的目的是什么？滿足怎樣的條件可保證

27、它們?cè)谡＿\(yùn)行時(shí)的發(fā)熱溫度不超過允許值 ？答：（1）導(dǎo)體和電器正常發(fā)熱計(jì)算的目的：根據(jù)電器及導(dǎo)體的工作和發(fā)熱狀況，計(jì)算可能 達(dá)到的最高工作溫度，選擇合適的額定電流。（2）保證在正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)熱溫度不超過允許值的條件是：額定電流小于允許載流量。5 .導(dǎo)體和電器短路時(shí)發(fā)熱計(jì)算的目的是什么？滿足怎樣的條件可使它們?cè)诙搪窌r(shí)保證是熱穩(wěn)定的？答：（1）導(dǎo)體和電器短路時(shí)發(fā)熱計(jì)算的目的：校驗(yàn)短路時(shí)發(fā)熱的穩(wěn)定。（2）在短路時(shí)，保證是熱穩(wěn)定的條件是：當(dāng)短路過程結(jié)束時(shí)的溫度k不大于導(dǎo)體材料短時(shí)發(fā)熱的最高允許溫度al ,即kW al則認(rèn)為該導(dǎo)體在此短路條件下是熱穩(wěn)定的。1 或者，導(dǎo)體短時(shí)熱穩(wěn)定條件是：截面大于最小截面

28、Smin v Kf Qk ,C（Qk-短路電流熱效應(yīng)值）電器的短時(shí)熱穩(wěn)定條件是：QkIt2t（1t t秒內(nèi)允許通過的短時(shí)熱電流（或短時(shí)耐受電流）。）7.導(dǎo)體的允許載流量是如何確定的?有哪些措施能提高導(dǎo)體的允許載流量答：導(dǎo)體的允許載流量:A al A al 0)al ' R :R（al -長(zhǎng)期發(fā)熱最高允許溫度；al -允許溫升；0 -導(dǎo)體或電器實(shí)際溫度）為了提高導(dǎo)體的載流能力，可采取以下措施：（1）導(dǎo)體材料宜采用電阻率小的材料，如鋁、鋁合金、銅等；（2）提高導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度al ;如鋁導(dǎo)體接頭螺栓連接時(shí)al為70 C,改為超聲搪錫方法則可提高到85 C ；(3)提高導(dǎo)體的散熱能力。

29、導(dǎo)體的散熱能力與導(dǎo)體的形狀、布置方式及散熱方式有關(guān)。1)導(dǎo)體形狀：散熱表面積大為好。在相同截面積的條件下，扁矩形截面的周長(zhǎng)大，故導(dǎo)體 截面形狀宜采用扁矩形或槽形，以獲得較大的散熱表面積。2)布置方式：使散熱效果最佳。矩形截面導(dǎo)體豎放比平放散熱效果好；兩半槽組成的槽形 截面，立縫置于鉛垂面比水平面的散熱效果好。3)散熱方式：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。傳導(dǎo)：置于液體介質(zhì)中或由液體內(nèi)冷的導(dǎo)體，主要是傳 導(dǎo)散熱；對(duì)流：置于室外或采用強(qiáng)制通風(fēng)的導(dǎo)體，主要是對(duì)流散熱；輻射：由溫度高的物體向 周圍的自然散熱過程。置于室內(nèi)空氣中的導(dǎo)體，輻射和對(duì)流是它的主要散熱方式。由于油漆的 輻射系數(shù)較大，所以室內(nèi)硬母線都涂上油漆：

30、A相-黃色、B相-綠色、C相-紅色。這樣除了加強(qiáng)散熱，還便于相序的識(shí)別。8 .電動(dòng)力對(duì)導(dǎo)體和電器的運(yùn)行有哪些危害？答：正常工作時(shí)，電流不是很大，電動(dòng)力也不大，短路時(shí)電動(dòng)力很大，產(chǎn)生的危害也很大：(1)由于電動(dòng)力作用，電器產(chǎn)生振動(dòng)；(2)載流導(dǎo)體變形，損壞載流部件或損壞絕緣部件(3)電磁繞組變形，損壞電器設(shè)備，如變壓器繞組。9 .三相同平面布置的平行導(dǎo)體短路時(shí)，哪一相受到的電動(dòng)力最大？其數(shù)值應(yīng)如何計(jì)算 ？答：當(dāng)三相母線安裝于同一平面時(shí)，中間相母線所受的電動(dòng)力最大(約比邊相母線受力大7%)。在三相短路沖擊電流作用下，中間相母線所受的最大電動(dòng)力為2 LF0. 173(1如一(N)a式中：ish 三相

31、短路沖擊電流，kA ;L 兩支持絕緣子之間的一段母線長(zhǎng)度，稱為跨距，m；a相鄰兩相導(dǎo)體的中心距離，m。10.硬母線的動(dòng)穩(wěn)定條件是什么？若校驗(yàn)時(shí)動(dòng)穩(wěn)定條件不能被滿足，可采取哪些措施加以解決？答：硬母線滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是：V al式中：al 母線材料的允許應(yīng)力，Pa。母線受到的最大相間應(yīng)力。若計(jì)算結(jié)果是 > al,則必須設(shè)法減小。辦法是減小絕緣子跨距，令 =al,得10 alW10 alW 7.6 -LmaxalWa (m)、fV 0.173/ish式中：ish沖擊短路電流，kA;a母線相間距離，m;W母線截面形狀系數(shù)，m3。為避免水平放置的矩形母線因本身重量而過分彎曲，要求絕緣子跨距不得超

32、過1.52.0m。絕緣子跨距一般等于配電裝置間隔的寬度。第四章電氣設(shè)備原理與選擇3.斷路器的選擇有哪些項(xiàng)目？最重要的是哪項(xiàng) ？答：斷路器的選擇項(xiàng)目包括：1.型式2.額定電壓3.額定電流4.校驗(yàn)開斷能力5. 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定6. 校驗(yàn)熱穩(wěn)定4 .真空斷路器有什么優(yōu)點(diǎn)？如何使動(dòng)觸頭能夠移動(dòng)而又不破壞滅弧室的高真空？答：真空斷路器具有觸頭開距短，熄弧快，體積小，重量輕，無爆炸危險(xiǎn)，無污染等優(yōu)點(diǎn)真空滅弧室是斷路器的關(guān)鍵部分，要求具有良好密封性，所有的滅弧零件都裝在一個(gè)玻璃罩內(nèi)，罩的一端是封死的靜觸頭，另外一端動(dòng)觸頭及活動(dòng)導(dǎo)電桿則固定于金屬波紋管的上端。這樣靠波紋管的伸縮即可完成分，合閘動(dòng)作，而又不破壞密封。

33、5 .電壓互感器二次側(cè)不允許短路，電流互感器二次側(cè)不允許開路，為什么？如何防止？答：電流互感器正常運(yùn)行時(shí)基本處于短路狀態(tài)，其二次繞組絕對(duì)不允許開路運(yùn)行。否則二次側(cè)電流為零，一次側(cè)電流全部轉(zhuǎn)化為激磁電流，導(dǎo)致鐵芯飽和，其磁通變?yōu)槠巾敳?，則二次繞組中感應(yīng)電勢(shì)很高，二次端子處將出現(xiàn)很高的電壓，危及設(shè)備及人身安全電壓互感器二次側(cè)如果短路將造成電壓互感器電流急劇增大過負(fù)荷而損壞，并且絕緣擊穿使高壓串至二次側(cè)，影響人身安全和設(shè)備安全。無論是電流互感器還是電壓互感器都要求二次側(cè)有一點(diǎn)可靠的接地，以防止萬一互感器絕緣損壞，高電壓會(huì)竄入二次回路危及二次設(shè)備和人身安全。6 .用在大接地電流系統(tǒng)中的電壓互感器附加二

34、次繞組的額定電壓為100V;而用在小接地電流系統(tǒng)中則為 100V/ 3,為什么？開口三角繞組有什么用途？答：(1)開口三角繞組的作用：用于取得零序電壓。單相接地時(shí)，開口三角形繞組輸出100V。(2)大接地電流系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，故障相對(duì)地電壓為0,非故障相對(duì)地電壓不變。設(shè)C相接地，則 UCk 0 ,開口三角形繞組輸出電壓3U0 U A U B UC，要使輸出等于100V,則電壓互感器附加二次繞組的額定電壓為100V。小接地電流系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，故障相對(duì)地電壓為0,非故障相對(duì)地電壓升高3倍。設(shè)C相接地，則Uck 0 ,開口三角形繞組輸出電壓：3U0 UAk UBk 3UC（ej150e

35、j150） 3UC0 A kB kCC要使輸出等于 100V,則電壓互感器附加二次繞組的額定電壓為100/3V。7 .為什么互感器所帶負(fù)荷超過額定容量其準(zhǔn)確度就下降？答：在理想情況下，I1不變時(shí)I2亦不變，但實(shí)際上，當(dāng) I1不變時(shí)，I2隨二次負(fù)荷阻抗增 大而減小，因而使勵(lì)磁電流 I0增大，誤差也隨之增大。這也是為什么電流互感器正常工作時(shí)最 好接近于短路狀態(tài)的原因。當(dāng)二次側(cè)阻抗超過其允許值時(shí)，互感器的準(zhǔn)確等級(jí)就降低了很多。第五章電氣主接線8 .請(qǐng)按可靠性從高到低的順序列出各種電氣主接線的名稱。答：電氣主接線的基本形式包括：匯流母線接線和無匯流母線接線兩大類。匯流母線接線有：雙母線（變壓器-母線接

36、線、3/2臺(tái)斷路器雙母線、雙母線帶旁路、雙母線分段、簡(jiǎn)單雙母線）；單母線（單母線帶旁路、單母線分段、簡(jiǎn)單單母線）。無匯流母線接線有：?jiǎn)卧皵U(kuò)大單元接線；橋形接線（外橋接線、內(nèi)橋接線）；角形接線。9 .主母線作用是什么 ？旁路母線作用是什么 ？可否由旁路母線代替主母線工作答：主母線：在發(fā)電廠和變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，將發(fā)電機(jī)、變壓器等大型電氣設(shè)備與 各種電器裝置連接的導(dǎo)體。作用是匯集、分配和傳送電能。旁路母線：斷路器經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行或者斷開一定次數(shù)的短路電之后，其機(jī)械性能和滅弧性能 都會(huì)下降，必須進(jìn)行檢修以恢復(fù)其性能。一般情況下，該回路必須停電才能檢修，設(shè)置旁路母 線的母的就是可以不停電地檢修任

37、一臺(tái)出線斷路器。不能由旁路母線代替主母線工作？在10 隔離開關(guān)可以進(jìn)行哪些操作？操作時(shí)應(yīng)注意什么什么情況下可以進(jìn)行等電位操作？答：（1）隔離電壓；接通或斷開很小的電流；與斷路 器配合或單獨(dú)完成倒閘操作。（2）先合上隔離開關(guān)，后合上斷路器；先拉開斷 路器，后拉開隔離開關(guān)；對(duì)于斷路器兩端的隔離開關(guān)：線 路送電時(shí)，先合上電源側(cè)的隔離開關(guān)，后合上負(fù)荷側(cè)的隔離開關(guān)；線路停電時(shí)，先拉開負(fù)荷側(cè)的隔離開關(guān)，后拉開電源側(cè)的隔離開關(guān) 旁路母線在檢修斷路器時(shí)可以進(jìn)行等電位操作。11 在單母線帶旁路母線的條件下，列出不停電檢修某一出線斷路器的操作步驟。答：（1）合上旁路斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)QS5、QS4。（2）合上旁

38、路斷路器 QF,對(duì)旁路母線充電檢查（如旁路母線存在短路則旁路斷路器會(huì)自動(dòng)斷開）。（3）如旁路母線充電正常，合上該出線的旁路隔離開關(guān) QS。（4）斷開欲檢修的斷路器 QF1。（5）斷開兩側(cè)的隔離開關(guān)QS2 和 QS112 內(nèi)橋接線和外橋接線各有何優(yōu)缺點(diǎn)？水電廠發(fā)電機(jī)承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)，如用橋式接線用哪一種為宜？答：內(nèi)橋：適于當(dāng)輸電線路較長(zhǎng)，故障機(jī)會(huì)較多，而變壓器又不需經(jīng)常切換時(shí)的情況。外橋：適于線路較短，且變壓器又因經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求在負(fù)荷小時(shí)需使一臺(tái)主變退出運(yùn)行時(shí)以及當(dāng)系統(tǒng)在本站高壓側(cè)有“穿越功率”時(shí)的情況。內(nèi)、外橋都有以下優(yōu)點(diǎn)：高壓電氣少，布置簡(jiǎn)單，造價(jià)低，經(jīng)適當(dāng)布置可較容易地過渡成單母線段或雙母線接

39、線。缺點(diǎn)：可靠性不是太高，切換操作比較麻煩。內(nèi)橋接線優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，方便靈活，檢修橋斷路器時(shí)不必全部停電缺點(diǎn)：當(dāng)高壓側(cè)有穿越功率時(shí)，不能采用適用：輸電線路較長(zhǎng)，故障機(jī)會(huì)較多，變壓器不需經(jīng)常切換外橋接線優(yōu)點(diǎn)：高壓電器少，布置簡(jiǎn)單適用：線路較短，且變壓器在負(fù)荷小時(shí)需一臺(tái)主變退出運(yùn)行水電廠：外橋接線，因擔(dān)任調(diào)峰任務(wù)，變壓器需經(jīng)常切換13 為什么對(duì)短路電流要采取措施加以限制？有哪幾種限制短路電流的方法？分裂電抗器和分裂繞組變壓器各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：（1）在大容量發(fā)電廠中，當(dāng)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行于發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，其短路電流可能高達(dá)十幾萬甚至幾十萬安培，這將使母線、斷路器等一次設(shè)備遭受到嚴(yán)重沖擊。為了安全，必

40、須 加大設(shè)備型號(hào)，而無法采用價(jià)格便宜的輕型開關(guān)電器和較小截面的導(dǎo)線，這不僅會(huì)使投資大為 增加，甚至?xí)蚨搪冯娏魈蠖鵁o法選到合乎要求的設(shè)備。因此 （2） A.選擇適當(dāng)?shù)闹鹘泳€形式和運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)組采用單元接線；環(huán)形電網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行；并聯(lián)運(yùn)行的變壓器分開運(yùn)行。B.裝置限流電抗器：在發(fā)電機(jī)電壓母線上裝設(shè)分?jǐn)嚯娍蛊?；在發(fā)電機(jī)電壓電纜出線上裝設(shè)出線電抗器；裝設(shè)分裂電抗器。采用低壓繞組分裂變壓器。參數(shù)名耕有名曲標(biāo)會(huì)值說明V£-殿取 S* =iooi n arg一般®it) =q電流/Tia - ¥-Ar;電抗XX .凡-> n . X Az t;發(fā)電機(jī)電抗反普J(rèn)犀WF普

41、條7學(xué) nL d可_ k*$1G狗"邛取 5 = 3 u次醬態(tài)電抗用于短蹤計(jì)算電動(dòng)機(jī)電抗a=n-J- jr孫=丹孕二j ¥聲-% *ji 與f/EfY期內(nèi)=0=r為電動(dòng)機(jī)設(shè)項(xiàng)電流信數(shù)變樂嘉電抗H%巴r 100 $算l *已與電拓與 入 L 100 5門.10。$為“統(tǒng)鵬a時(shí)用贊 蛆的要經(jīng)計(jì)完得出.線路也抗- xjXjr c d電抗器電抗x 二衛(wèi) £k1100 5yx /以& r 上“ JOfl sv vj>UrE” l.比- too k ui不能利用工l=11 =1、這 一條件,力彩為電抗器銘髀1:的電抗百分?jǐn)?shù)：系蛾等值電抗rjr s sv 0P ，"F才)取% =心*124祟也力系統(tǒng)抹彘人圖所示.無春大京陶L產(chǎn)40km 1；i=230k b=0,4 Q/kin 迨J 恥廣10品無金丈樂見內(nèi)揚(yáng)路。電的計(jì)算的$m=20JVIVAU，=10.5 臼 5w=20MVA Gm%=17 %=1(L5巳知未救A下:1J度路£1, J 雙回我，蚤泰愛路權(quán)為40km, 每千米電杭勢(shì)勺=0.網(wǎng)km12J 變壓策與：5vl=20MVA, a=103 支壓器八：S=20MVAf 4匕=17, 4 4"%