發(fā)電廠電氣部分習(xí)題解答

1、第四章電氣主接線4-1對電氣主接線的基本要求是什么？答：對電氣主接線的基本要求是：可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。其中保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。靈活性包括：操作、調(diào)度、擴(kuò)建的方便性。經(jīng)濟(jì)性包括：節(jié)省一次投資，占地面積小，電能損耗少。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防止隔離開關(guān)誤操作通常采用哪些措施？答：為了防止隔離開關(guān)誤操作，除嚴(yán)格按照規(guī)章實行操作票制度外，還應(yīng)在隔離

2、開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間加裝電磁閉鎖和機械閉鎖裝置或電腦鑰匙。4-4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

3、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(jìn)行檢修。4-5發(fā)電機-變壓器單元接線中，在發(fā)電機和雙繞作變壓器之間通常不裝設(shè)斷路器，有何利弊？答：發(fā)電機和雙繞組變壓器之間通常不裝設(shè)斷路器，避免了由于額定電流或短路電流過大，使得在選擇出口斷路器時，受到制造條件或價格等原因造成的困難。但是，變壓器或者廠用變壓器發(fā)生故障時，除了跳主變壓器高壓側(cè)出口斷路器外，還需跳發(fā)電機磁場開關(guān)，若磁場開關(guān)拒跳，則會出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，而當(dāng)發(fā)電機定子繞組本身發(fā)生故障時，若變壓呂高壓側(cè)失靈跳閘，則造成發(fā)電機和主變壓器嚴(yán)重?fù)p壞。并且發(fā)電機一旦故障跳閘，機組將面臨廠

4、用電中斷的威脅。4-6發(fā)電機與三繞組變壓器或自耦變壓器組成的單元接線中，為什么機端必須裝設(shè)斷路器？答：為了在發(fā)電機停止工作時，還能保持和中壓電網(wǎng)之間的聯(lián)系，在變壓器的三側(cè)均應(yīng)裝斷路器。4-7一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(jìn)行大量的倒閘操作，并且調(diào)試和擴(kuò)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

5、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(kuò)大。4-8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)電機的額定容量一廠用容量一支配負(fù)荷的最小容量）x70%。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510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

6、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。4-9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

7、短路電流的方法有：1）在發(fā)電廠和變電所的610kV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(kuò)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為什么分裂電抗器具有正常運行時電抗小，而斷路時電抗大的特點？答：分裂電抗器在正常運行時兩分支負(fù)荷電流相等，在兩臂中通過大小相等，方向相反的電流，產(chǎn)生方向

8、相反的磁通，其中有X=X1-Xm=（1-f）X1且f=0.5得X=0.5X1,可見,在正常情況下，分裂電抗器每個臂白電抗僅為每臂自感電抗的1/4。而當(dāng)某一分支短路時，X12=2（X1+Xm）=2X1（1+f）可見，當(dāng)f=0.5時，X12=3XL,使分裂電抗器能有效的限制另一臂送來的短路電流。所以分裂電抗器具有正常運行時電抗小，而短路時電抗大的特點。4-11畫出一種單母線分段帶旁路母線的主接線形式，要求分段斷路器兼作旁路斷路器，并根據(jù)此種電氣主接線，說明檢修出線斷路器時的倒閘操作步驟？WL1WL2WL31IIWPX,Q-zQFPAAALJL_lW1W2QQF1QFC1QF21I114-12畫出一

9、種雙母線帶旁路母線的主接線形式，要求母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器，并根據(jù)此種電氣主接線，說明檢修出線斷路器時的倒閘操作步驟？4-13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）WPWIWL1WL2QS31QFd1QS1QS2QSd-QF2占QF1QS4分段斷路器兼作旁路母線的接線WII1）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(jì)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

10、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(jìn)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；520萬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30005000h;c）承擔(dān)峰荷者， 設(shè)備利用小

11、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(jìn)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（510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

12、型發(fā)電廠；總?cè)萘吭?001000MW,單機容量在50200MW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(hù)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

13、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(hù)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

14、、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(jì)、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510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=Lemx （2-7）式中Lo初期負(fù)荷（MW）;X年數(shù)，一般按510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(jì)合