發(fā)電廠(chǎng)電氣部分第四版課后習(xí)題答案熊信銀版要點(diǎn)

1、第一章 能源和發(fā)電1- 1 人類(lèi)所認(rèn)識(shí)的能量形式有哪些？并說(shuō)明其特點(diǎn)。 答：第一、機(jī)械能。它包括固體一流體的動(dòng)能，勢(shì)能，彈性能及表面張力能等。其中動(dòng)能 和勢(shì)能是大類(lèi)最早認(rèn)識(shí)的能量，稱(chēng)為宏觀(guān)機(jī)械能。第二、熱能。它是有構(gòu)成物體的微觀(guān)原子及分子振動(dòng)與運(yùn)行的動(dòng)能，其宏觀(guān)表現(xiàn)為溫度的 高低，反映了物體原子及分子運(yùn)行的強(qiáng)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(jìn)行化學(xué)瓜是放出的能量，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(yáng)能就是輻射 能的一種。第五、核能。這是蘊(yùn)藏在原子核內(nèi)的粒子

2、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(dòng)和積累有關(guān)的一種能量，通常是電池中的化學(xué)能而來(lái)的。或 是通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換得到的；反之，電能也可以通過(guò)電燈轉(zhuǎn)換為光能，通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換 為機(jī)械能，從而顯示出電做功的本領(lǐng)。1- 2 能源分類(lèi)方法有哪些？電能的特點(diǎn)及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(guò)程 性能源。電能的特點(diǎn)：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(wú)氣

3、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(huì)物質(zhì)生產(chǎn)的各個(gè)側(cè)面，也越來(lái)越廣泛的 滲透到人類(lèi)生活的每個(gè)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(huì)文明發(fā)展水平的重要標(biāo)志。1- 3 火力發(fā)電廠(chǎng)的分類(lèi)，其電能生產(chǎn)過(guò)程及其特點(diǎn)？ 答：按燃料分：燃煤發(fā)電廠(chǎng)；燃油發(fā)電廠(chǎng)；燃?xì)獍l(fā)電廠(chǎng)；余熱發(fā)電廠(chǎng)。按蒸氣壓力和溫度分：中低壓發(fā)電廠(chǎng)；高壓發(fā)電廠(chǎng)；超高壓發(fā)電廠(chǎng)；亞臨界壓力發(fā)電 廠(chǎng)；超臨界壓力發(fā)電廠(chǎng)。按原動(dòng)機(jī)分：凝所式氣輪機(jī)發(fā)電廠(chǎng)；燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠(chǎng)；內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠(chǎng)和蒸汽燃?xì)廨?機(jī)發(fā)電廠(chǎng)。按輸出能源分：凝氣式發(fā)電廠(chǎng)；熱電廠(chǎng)。 按發(fā)電廠(chǎng)總裝機(jī)容量分：小容量發(fā)電廠(chǎng)；中容量發(fā)電廠(chǎng)；大中容

4、量發(fā)電廠(chǎng)；大容量發(fā) 電廠(chǎng)。三個(gè)系統(tǒng)：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?，稱(chēng)為燃燒系統(tǒng)； 鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入氣輪機(jī)，沖動(dòng)氣輪機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，稱(chēng)不汽水系統(tǒng)； 由氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，把機(jī)械能變?yōu)殡娔?，稱(chēng)為電氣系統(tǒng)。1- 4 水力發(fā)電廠(chǎng)的分類(lèi)，其電能生產(chǎn)過(guò)程及其特點(diǎn)？ 答：按集中落差的方式分為：堤壩式水電廠(chǎng)；壩后式水電廠(chǎng)；河床式水電廠(chǎng)；引水式水電 廠(chǎng)；混合式水電廠(chǎng)。按徑流調(diào)節(jié)的程度分為：無(wú)調(diào)節(jié)水電廠(chǎng)；有調(diào)節(jié)水電廠(chǎng)；日調(diào)節(jié)水電廠(chǎng)；年調(diào)節(jié)水電 廠(chǎng)；多年調(diào)節(jié)水電廠(chǎng)。水電廠(chǎng)具有以下特點(diǎn)：可綜合利用水能資源；發(fā)電成本低，效率高；運(yùn)行靈活；水能 可儲(chǔ)蓄和調(diào)節(jié)

5、；水力發(fā)電不污染環(huán)境；水電廠(chǎng)建設(shè)投資較大工期長(zhǎng)；水電廠(chǎng)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(kù)的興建，淹沒(méi)土地，移民搬遷，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)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(chǎng)在電力系統(tǒng)中的作用及其功能？ 答：抽水蓄能電廠(chǎng)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(duì)環(huán)境沒(méi)有污染且可美化環(huán)境；抽水蓄能電廠(chǎng)可用于蓄能。1- 6 核能發(fā)電廠(chǎng)的電能生產(chǎn)過(guò)程及其特點(diǎn)？ 答：核電廠(chǎng)是一個(gè)復(fù)雜的

6、系統(tǒng)，集中了當(dāng)代許多高新技術(shù)。核電廠(chǎng)的系統(tǒng)由核島和常規(guī)島 組成。為了使核電能穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，以及一旦發(fā)生事故時(shí)能保證反應(yīng)堆的安全和防止 放射性物質(zhì)外泄，核電廠(chǎng)還設(shè)置有各種輔助系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和設(shè)施。以壓力堆為例，有以 下主要系統(tǒng)：核島的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)；核島的輔助系統(tǒng)；常規(guī)島的系統(tǒng)。核電廠(chǎng)運(yùn)行的基本規(guī)則和常規(guī)為電廠(chǎng)一樣，都是根據(jù)電廠(chǎng)的負(fù)荷需要量來(lái)調(diào)節(jié)供給熱 量，使得熱功率與電負(fù)荷平衡。由于核電廠(chǎng)是由反應(yīng)堆供熱，因此核電廠(chǎng)的運(yùn)行和火電廠(chǎng) 相比有以下一些新的特點(diǎn)：1）在火電廠(chǎng)中，可連續(xù)不斷地向鍋爐供燃料，而壓水堆核電 廠(chǎng)的反應(yīng)堆，卻只能對(duì)反應(yīng)堆堆芯一次裝料，交定期停堆換料。因此在堆芯換新料后的初 期

7、，過(guò)剩反應(yīng)性很大。為了補(bǔ)償過(guò)剩反應(yīng)性，除采用控制棒外，還需要在冷卻劑中加入硼 酸，并通過(guò)硼濃度變化來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的反應(yīng)速度。反應(yīng)堆冷卻劑中含有硼酸后，就給一次 回路系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)的運(yùn)行和控制帶來(lái)一定的復(fù)雜性。2）反應(yīng)堆的堆芯內(nèi)，核燃料發(fā)生 裂變反應(yīng)放出核能的同時(shí)，也放出瞬發(fā)中子和瞬發(fā)丫射線(xiàn)。由于裂變產(chǎn)物的積累，以及反應(yīng)堆的堆內(nèi)構(gòu)件和壓力容器等因受中子的車(chē)輻照而活化，反應(yīng)堆不管是在運(yùn)行中或停閉后，都有很強(qiáng)的放射性，這就給電廠(chǎng)的運(yùn)行和維修帶來(lái)了一定困難。3）反應(yīng)堆在停閉后，運(yùn) 行管路中積累起來(lái)的裂變碎片和 伙丫衰變，將繼續(xù)使堆芯產(chǎn)生余熱。因此堆停閉后不能立 刻停機(jī)冷卻，還必須把這部分余熱排放出去，否

8、則會(huì)出現(xiàn)燃料元件因過(guò)熱而燒毀的危險(xiǎn)；即使核電廠(chǎng)在長(zhǎng)期停閉情況下，也必須繼續(xù)除去衰變熱；當(dāng)核電廠(chǎng)發(fā)生停電，一回路管道 破裂等重大事故時(shí)，事故電源、應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)立即自動(dòng)投入，做到在任何事故工況下， 保證反應(yīng)堆進(jìn)行冷卻。4）核電廠(chǎng)在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生氣態(tài)，液態(tài)和固態(tài)的放射性廢物, 對(duì)這些廢物必須遵守核安全規(guī)定進(jìn)行妥善處理，以確保工作人員和居民的健康，而為電廠(chǎng) 中這一問(wèn)題不存在。5）與火電廠(chǎng)相比，核電廠(chǎng)的建設(shè)費(fèi)用高，但燃料所占費(fèi)用較為便宜 一。為了提高核電廠(chǎng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，極為重要的是維持高的發(fā)電設(shè)備利用率，為此，核電 廠(chǎng)應(yīng)在額定功率或盡可能在接過(guò)額定功率的工況下帶基本負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，并盡可能縮短核

9、電廠(chǎng)反應(yīng)堆的停閉時(shí)間。第二章 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(jī)、變壓器和斷路器等稱(chēng)為一次 設(shè)備。其中對(duì)一次設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)視和保護(hù)的設(shè)備稱(chēng)為二次設(shè)備。如儀用互 感器、測(cè)量表計(jì)，繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置等。其主要功能是起停機(jī)組，調(diào)整負(fù)荷和，切換設(shè)備和 線(xiàn)路，監(jiān)視主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。2- 2 簡(jiǎn)述 300MW 發(fā)電機(jī)組電氣接線(xiàn)的特點(diǎn)及主要設(shè)備功能。答： 1）發(fā)電機(jī)與變壓器的連接采用發(fā)電機(jī) 變壓器單元接線(xiàn)；2）在主變壓器低壓側(cè)引接一臺(tái)高壓廠(chǎng)用變壓器，供給廠(chǎng)用電；3）在發(fā)電機(jī)出口

10、側(cè)，通過(guò)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(jī)出口側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)，每組裝有電流互感器4 個(gè)；5）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接有中性點(diǎn)接地變壓器；6） 高壓廠(chǎng)用變壓器高壓側(cè)，每組裝有電流互感器4 個(gè)。其主要設(shè)備如下：電抗器：限制短路電流；電流互感器：用來(lái)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(jìn)行短路保護(hù)；中性點(diǎn) 接地變壓器：用來(lái)限制電容電流。2- 3 簡(jiǎn)述 600MW 發(fā)電機(jī)組電氣接線(xiàn)的特點(diǎn)及主要設(shè)備功能。2- 4 影響輸電電壓等級(jí)發(fā)展因素有哪些？ 答： 1）長(zhǎng)距離輸送電能；2）大容量輸送電能；3）節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用；4）電力系統(tǒng)互聯(lián)。2-

11、5 簡(jiǎn)述交流 500kV 變電站主接線(xiàn)形式及其特點(diǎn)。3/2 臺(tái)斷答：目前，我國(guó) 500kV 變電所的主接線(xiàn)一般采用雙母線(xiàn)四分段帶專(zhuān)用旁路母線(xiàn)和 路器兩種接線(xiàn)方式。其中 3/2 臺(tái)斷路器接線(xiàn)具有以下特點(diǎn)：任一母線(xiàn)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(xiàn)同時(shí)故障（或一組母線(xiàn)檢修另一組母線(xiàn)故障） 的極端條件下，功率均能繼續(xù)輸送。一串中任何一臺(tái)斷路器退出或檢修時(shí)，這種運(yùn)行方式稱(chēng)為 不完整串運(yùn)行，此時(shí)仍不影響任何一個(gè)元件的運(yùn)行。這種接線(xiàn)運(yùn)行方便，操作簡(jiǎn)單，隔離開(kāi)關(guān) 只在檢修時(shí)作為隔離帶電設(shè)備用。2- 6 并聯(lián)高壓電抗器有哪些作用？抽能并聯(lián)高壓電抗器與并聯(lián)高壓電抗器有何異同？2

12、- 7 簡(jiǎn)述 6kV 抽能系統(tǒng)的功能及其組成。2- 8 簡(jiǎn)述串聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)墓δ芗捌潆姎饨泳€(xiàn)。2- 9 簡(jiǎn)述高壓直流輸電的基本原理。2- 10 簡(jiǎn)述換流站的電氣接線(xiàn)及主要設(shè)備的功能。2- 11 簡(jiǎn)述高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)各有哪些？答：優(yōu)點(diǎn)：1）線(xiàn)路造價(jià)低，年電能損失??；2）不存在系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題；3）限制短路電流。4）調(diào)節(jié)快速，運(yùn)行可靠；5）沒(méi)有電容充電電流。6）節(jié)省線(xiàn)路走廊。缺點(diǎn)：1）換流裝置較昂貴；2）消耗無(wú)功功率多；3）產(chǎn)生諧波影響；4）缺乏直流開(kāi)關(guān)；5）不能用變壓器來(lái)改變電壓等級(jí)。2- 12 簡(jiǎn)述高壓直流輸電系統(tǒng)的主接線(xiàn)及其運(yùn)行方式。第三章 常用計(jì)算的基本理論和方法3- 1 研究導(dǎo)體和電

13、氣設(shè)備的發(fā)熱有何意義？長(zhǎng)期發(fā)熱和短時(shí)發(fā)熱各有何特點(diǎn)？ 答：電流將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)變成熱量使電器設(shè)備的溫度升高。發(fā)熱對(duì)電氣設(shè)備 的影響：使絕緣材料性能降低；使金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降；使導(dǎo)體接觸電阻增加。導(dǎo)體短路 時(shí)，雖然持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，但短路電流很大，發(fā)熱量仍然很多。這些熱量在適時(shí)間內(nèi)不容易散出， 于是導(dǎo)體的溫度迅速升高。同時(shí)，導(dǎo)體還受到電動(dòng)力超過(guò)允許值，將使導(dǎo)體變形或損壞。由此 第 4 頁(yè) 共 22 頁(yè)可見(jiàn)，發(fā)熱和電動(dòng)力是電氣設(shè)備運(yùn)行中必須注意的問(wèn)題。長(zhǎng)期發(fā)熱是由正常工作電流產(chǎn)生的； 短時(shí)發(fā)熱是由故障時(shí)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(shí)發(fā)熱允許溫度和

14、長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫 度是否相同，為什么？答：導(dǎo)體連接部分和導(dǎo)體本身都存在電阻（產(chǎn)生功率損耗）；周?chē)饘俨糠之a(chǎn)生磁場(chǎng)，形成渦流和磁滯損耗；絕緣材料在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生損耗，如：tg值的測(cè)量載流導(dǎo)體的發(fā)熱：長(zhǎng)期發(fā)熱：指正常工作電流引起的發(fā)熱短時(shí)發(fā)熱：指短路電流引起的發(fā)熱一發(fā)熱對(duì)絕緣的影響絕緣材料在溫度和電場(chǎng)的作用下逐漸變化，變化的速度于使用的溫度有關(guān)；二發(fā)熱對(duì)導(dǎo)體接觸部分的影響溫度過(guò)高）表面氧化 電阻增大 I2R ）惡性循環(huán)三發(fā)熱對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的影響溫度達(dá)到某一值 退火 機(jī)械強(qiáng)度：設(shè)備變形如：Cu長(zhǎng)期發(fā)熱70 C短期發(fā)熱0300 CAl長(zhǎng)期發(fā)熱070 C短期發(fā)熱0200 C3- 3導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什

15、么確定的？提高允許電流應(yīng)采取哪些措施？答：是根據(jù)導(dǎo)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(dǎo)體的形狀，在同樣截面積的條件下，圓形導(dǎo)體的表面積較小，而矩形和槽形的表面積則 較大。導(dǎo)體的布置應(yīng)采用散熱效果最最佳的方式。3- 4為什么要計(jì)算導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱最高溫度？如何計(jì)算？答：載流導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱計(jì)算的目的在于確定短路時(shí)導(dǎo)體的最高溫度不應(yīng)超過(guò)所規(guī)定導(dǎo)體 短路時(shí)發(fā)熱允許溫度。當(dāng)滿(mǎn)足這個(gè)條件時(shí)，則認(rèn)為導(dǎo)體在短路時(shí)，是具有熱穩(wěn)定性的。計(jì)算方法如下：1） 有已知的導(dǎo)體初始溫度 0w ；從相應(yīng)的導(dǎo)體材料的曲線(xiàn)上查出Aw ；2） 將Aw和Qk值代入式：1/S2Qk=Ah-Aw求出Ah

16、；3）由Ah再?gòu)那€(xiàn)上查得Oh值。3- 5等值時(shí)間的意義是什么等值時(shí)間法適用于什么情況？答：等值時(shí)間法由于計(jì)算簡(jiǎn)單，并有一定精度，目前仍得到廣泛應(yīng)用。但是曲線(xiàn)所示是根 據(jù)容量為500MW 以下的發(fā)電機(jī)，按短路電流周期分量衰減曲線(xiàn)的平均值制作的，用于更大容 量的發(fā)電機(jī)，勢(shì)必產(chǎn)生誤差。這時(shí)，最好采用其它方法。3- 6用實(shí)用計(jì)算法和等值時(shí)間法計(jì)算短路電流周期分量熱效應(yīng)，各有何特點(diǎn)？答：用實(shí)用計(jì)算法中的電流是短路穩(wěn)態(tài)電流，而等值時(shí)間法計(jì)算的電流是次暫態(tài)電流。3- 7電動(dòng)力對(duì)導(dǎo)體和電氣設(shè)備的運(yùn)行有何影響？答：電氣設(shè)備在正常狀態(tài)下，由于流過(guò)導(dǎo)體的工作電流相對(duì)較小，相應(yīng)的電動(dòng)力較小，因 而不易為人們所察覺(jué)。

17、而在短路時(shí)，特別是短路沖擊電流流過(guò)時(shí)，電動(dòng)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(jī)械強(qiáng)度不夠時(shí)，將會(huì)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(dòng)力的大小和特征，以便選用適當(dāng)強(qiáng)度的導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證 足夠的動(dòng)穩(wěn)定性。必要時(shí)也可采用限制短路電流的措施。3- 8三相平行導(dǎo)體發(fā)生三相短路時(shí)最大電動(dòng)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(shí)最大電動(dòng)力出現(xiàn)在中間相B相上，因?yàn)槿喽搪窌r(shí)，B相沖擊電流最大。3- 9導(dǎo)體的動(dòng)態(tài)應(yīng)力系數(shù)的含義是什么，在什么情況下，才考慮動(dòng)態(tài)應(yīng)力？答：動(dòng)態(tài)應(yīng)力系數(shù) 3為動(dòng)態(tài)應(yīng)力與靜態(tài)應(yīng)力的比值，導(dǎo)體發(fā)生振動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生動(dòng)

18、態(tài)應(yīng)力，對(duì)于動(dòng)態(tài)應(yīng)力的考慮，一般是采用修正靜態(tài)計(jì)算法，即在最大電動(dòng)力Fmax上乘以動(dòng)態(tài)應(yīng)力系統(tǒng)數(shù)3，以求得實(shí)際動(dòng)態(tài)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)應(yīng)力的最大值。3- 10大電流母線(xiàn)為什么常采用分相封閉母線(xiàn)？分相封閉母線(xiàn)的外殼有何作用？答：大電流母線(xiàn)采用分相封閉母線(xiàn)是由于：1）運(yùn)行可靠性高，因母線(xiàn)置于外殼內(nèi)，能防止相間短路，且外殼多點(diǎn)接地，可保障人體接 人體接觸時(shí)的安全。2）短路時(shí)母線(xiàn)相間電動(dòng)力大大降低，由于外殼渦流的屏蔽作用，使殼內(nèi)的 磁場(chǎng)減弱，對(duì)減小短路時(shí)的電動(dòng)力有明顯的效果；3）殼外磁場(chǎng)也因外殼電流的屏蔽作用而減弱，可較好改善母線(xiàn)附近的鋼構(gòu)發(fā)熱；4）安裝的維護(hù)工作量小。3- 11怎樣才能減少大電流母線(xiàn)附近鋼構(gòu)

19、的發(fā)熱？答：減小大電流母線(xiàn)附近的鋼構(gòu)發(fā)熱的措施：1）加大鋼構(gòu)和導(dǎo)體間的距離，使布磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱，因而可降低渦流和磁滯損耗；2）斷開(kāi)鋼構(gòu)回路，并加裝絕緣墊，消除環(huán)流；3）采用電磁屏蔽；4）采用分相封閉母線(xiàn)。3- 12設(shè)發(fā)電機(jī)容量為10萬(wàn)kW,發(fā)電機(jī)回路最大持續(xù)工作電流lmax=6791A ,最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax = 5200h ,三相導(dǎo)體水平布置，相間距離a = 0.70m ,發(fā)電機(jī)出線(xiàn)上短路時(shí)間 tk = 0.2s, 短路電流I = 36.0kA , Itk/2 = 28.0kA , Itk = 24.0kA，周?chē)h(huán)境溫度+35 C。試選擇發(fā)電機(jī)引出導(dǎo) 線(xiàn)。第四章電氣主接線(xiàn)第6頁(yè)共22頁(yè)4

20、- 1 對(duì)電氣主接線(xiàn)的基本要求是什么？答：對(duì)電氣主接線(xiàn)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(xiàn)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(kāi)關(guān)與斷路器的區(qū)別何在？對(duì)它們的操作程序應(yīng)遵循哪些重要原則？答：斷路器具有專(zhuān)用滅弧裝置，可以開(kāi)斷或閉合負(fù)荷電流和開(kāi)斷短路電流，故用來(lái)作為接 通和切斷電路的控制電器。而隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，其開(kāi)合電流極小，只能用來(lái)做設(shè)備停用 后退出工作時(shí)斷開(kāi)電路。4- 3 防止隔離開(kāi)關(guān)誤操作通常采用哪些措施？答：為了防止隔離開(kāi)關(guān)誤操作，除嚴(yán)格按照規(guī)章實(shí)行操作票制度外，還應(yīng)在隔

21、離開(kāi)關(guān)和相 應(yīng)的斷路器之間加裝電磁閉鎖和機(jī)械閉鎖裝置或電腦鑰匙。4- 4 主母線(xiàn)和旁路母線(xiàn)各起什么作用？設(shè)置專(zhuān)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(diǎn)？檢修出線(xiàn)斷路器時(shí)，如何操作？答：主母線(xiàn)主要用來(lái)匯集電能和分配電能。旁路母線(xiàn)主要用與配電裝置檢修短路器時(shí)不致 中斷回路而設(shè)計(jì)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(xiàn)，可以減少設(shè)備，節(jié)省投資。當(dāng)出線(xiàn)和短路器需要檢修時(shí)， 先合上旁路短路器，檢查旁路母線(xiàn)是否完好，如果旁路母線(xiàn)有故障，旁路斷路器在合上后會(huì)自 動(dòng)斷開(kāi)，就不能使用旁路母線(xiàn)。如果旁路母線(xiàn)完好，旁路斷路器在

22、合上就不會(huì)斷開(kāi)，先合上出 線(xiàn)的旁路隔離開(kāi)關(guān)，然后斷開(kāi)出線(xiàn)的斷路器，再斷開(kāi)兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，有旁路短路器代替斷路 器工作，便可對(duì)短路器進(jìn)行檢修。4- 5 發(fā)電機(jī) -變壓器單元接線(xiàn)中，在發(fā)電機(jī)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(jī)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(guò)大， 使得在選擇出口斷路器時(shí)，受到制造條件或價(jià)格等原因造成的困難。但是，變壓器或者廠(chǎng)用變 壓器發(fā)生故障時(shí)，除了跳主變壓器高壓側(cè)出口斷路器外，還需跳發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)，若磁場(chǎng)開(kāi)關(guān) 拒跳，則會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，而當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組本身發(fā)生故障時(shí)，若變壓呂高壓側(cè)失靈跳閘， 則造成發(fā)電機(jī)和主變壓器嚴(yán)重?fù)p壞。

23、并且發(fā)電機(jī)一旦故障跳閘， 機(jī)組將面臨廠(chǎng)用電中斷的威脅。4- 6 發(fā)電機(jī)與三繞組變壓器或自耦變壓器組成的單元接線(xiàn)中，為什么機(jī)端必須裝設(shè)斷路器？答：為了在發(fā)電機(jī)停止工作時(shí)，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(tái)半斷路器接線(xiàn)與雙母線(xiàn)帶旁路接線(xiàn)相比，各有何利弊？一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)中的交 叉布置有何意義？答：一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)，運(yùn)行的可靠性和靈活性很高，在檢修母線(xiàn)時(shí)不必用隔離開(kāi)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(xiàn)費(fèi)用太高，只適用與超高電壓線(xiàn)路中。 雙母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)中，用旁路母線(xiàn)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(xiàn)又經(jīng)常需要檢修

24、的中小型電廠(chǎng)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(tái)半斷路器接線(xiàn)中的交叉布置比非交叉接線(xiàn)具有更高的運(yùn)行可靠性，可減少特殊運(yùn) 行方式下事故擴(kuò)大。4- 8 選擇主變壓器時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？其容量、臺(tái)數(shù)、型式應(yīng)根據(jù)哪些原則來(lái)選擇？ 答：影響主變壓器選擇的因素主要有：容量、臺(tái)數(shù)、型式。其中單元接線(xiàn)時(shí)變壓器應(yīng)按發(fā) 電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠(chǎng)用負(fù)荷后= （發(fā)電機(jī)的額定容量廠(chǎng)用容量支配負(fù)荷的最小容量）X 70%。為了確保發(fā)電機(jī)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(tái)，對(duì) 于工業(yè)生產(chǎn)的余熱發(fā)電廠(chǎng)的中、小型電廠(chǎng)，可裝一臺(tái)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

25、，一般應(yīng)按 510 年規(guī)劃負(fù)荷來(lái)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(jī)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(jī)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(jī)組容量為125MW 及以下的發(fā)電廠(chǎng)多采用三繞組變壓器，機(jī)組容量為 200MW 以上的發(fā)電廠(chǎng)采用發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器單元接 線(xiàn)，在 110kV 以上的發(fā)電廠(chǎng)采用直接接接系統(tǒng)中，凡需選用三繞組變壓器的場(chǎng)合，均可采用自 耦變壓器。4- 9 電氣主接線(xiàn)中為什么要限制斷路電流？通常采用哪些

26、方法？ 答：短路電流要比額定電流大的多，有可能超過(guò)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(chǎng)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(xiàn)分 段處設(shè)置母線(xiàn)電抗器，目的是發(fā)電機(jī)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(lái)選擇，不因短路電流過(guò)大而使容量升級(jí)；b）線(xiàn)路電抗器：主要用來(lái)限制電纜饋線(xiàn)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(jī)容量越大時(shí)，采用低壓分裂繞組變壓器組成擴(kuò)大單 元接線(xiàn)以限制短路電流。3）采用不同的主接線(xiàn)形式和運(yùn)行方式。4- 10 為什么分裂電抗器具有

27、正常運(yùn)行時(shí)電抗小，而斷路時(shí)電抗大的特點(diǎn)？ 答：分裂電抗器在正常運(yùn)行時(shí)兩分支負(fù)荷電流相等，在兩臂中通過(guò)大小相等，方向相反的 電流，產(chǎn)生方向相反的磁通，其中有X=X1-Xm= （ 1-f ） X1 且 f=0.5 得 X=0.5X1 ，可見(jiàn)，在正常情況下，分裂電抗器每個(gè)臂的電抗僅為每臂自感電抗的1/4。而當(dāng)某一分支短路時(shí)，X12=2（X1+Xm）=2X1（1+f） 可見(jiàn)，當(dāng) f=0.5 時(shí)， X12=3XL ，使分裂電抗器能有效的限制另一臂送來(lái) 的短路電流。所以分裂電抗器具有正常運(yùn)行時(shí)電抗小，而短路時(shí)電抗大的特點(diǎn)。4- 11 畫(huà)出一種單母線(xiàn)分段帶旁路母線(xiàn)的主接線(xiàn)形式， 要求分段斷路器兼作旁路斷路器

28、，并第 8 頁(yè) 共 22 頁(yè)根據(jù)此種電氣主接線(xiàn)，說(shuō)明檢修出線(xiàn)斷路器時(shí)的倒閘操作步驟?WL1WL21QS3-QS4JWP+(WL1WL2WL3WPi丄1II1QFPWIQFdQS1QS2TQSdQF2X QF1分段斷路器兼作旁路母線(xiàn)的接線(xiàn)rH .rH宀WIIII, Ir QF1I1|1 W11y-l W2QFCr QF24- 12畫(huà)出一種雙母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)的主接線(xiàn)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(xiàn)，說(shuō)明檢修出線(xiàn)斷路器時(shí)的倒閘操作步驟？4- 13設(shè)計(jì)電氣主接線(xiàn)時(shí)，應(yīng)收集和分析的原始資料有哪些？答：對(duì)原始資料分析：（包括內(nèi)容如下）1）本工程情況發(fā)電廠(chǎng)類(lèi)型（凝汽式火電廠(chǎng)、熱電廠(chǎng)、或

29、者堤壩式、引水式、混合式等水電廠(chǎng)）；設(shè)計(jì)規(guī)劃容量（近期、遠(yuǎn)景）；單機(jī)容量及臺(tái)數(shù)；最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方 式等。發(fā)電廠(chǎng)容量的確定是與國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃、電力負(fù)荷增長(zhǎng)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(chǎng)裝機(jī)容量標(biāo)志著電廠(chǎng)的規(guī)模和在電力系統(tǒng)中的地位與作用。最大單機(jī)容量代表國(guó)家電力工業(yè)和制造工業(yè)水平，在一定程度上反映國(guó)家先進(jìn)程度和人民生活水準(zhǔn)。最大單機(jī)容量的選擇不宜大于系統(tǒng)總?cè)萘康?0%,以保證該機(jī)在檢修或事故情況下系統(tǒng)的供電可靠性。我國(guó)目前把 5萬(wàn)kw以下機(jī)組稱(chēng)為小機(jī)組；520萬(wàn)kw稱(chēng)為中型機(jī)組；20萬(wàn)kw以上稱(chēng)為大型機(jī)組。在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)形成中的電力系統(tǒng)， 且負(fù)荷增長(zhǎng)較快時(shí)

30、， 可優(yōu)先選用較為大型的機(jī)組。 發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)行方式及年利用小時(shí)數(shù)直接影響著主接線(xiàn)設(shè)計(jì)。a）承擔(dān)基荷為主的發(fā)電廠(chǎng)，設(shè)備利用率高，一般年利用小時(shí)數(shù)在5000h以上；b）承擔(dān)腰荷者，設(shè)備利用小時(shí)數(shù)應(yīng)在30005000 h； c）承擔(dān)峰荷者，設(shè)備利用小時(shí)數(shù)在3000h以下。對(duì)于核電廠(chǎng)或單機(jī)容量 20萬(wàn)kw以上的火電廠(chǎng)以及徑流式水電廠(chǎng)等應(yīng)優(yōu)先 擔(dān)任基荷，相應(yīng)主接線(xiàn)需選用以供電可靠為中心的接線(xiàn)形式。第9頁(yè)共22頁(yè)水電廠(chǎng)是電力系統(tǒng)中最靈活的機(jī)動(dòng)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(kù)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(xiàn)應(yīng)以供電調(diào) 度靈活為中心進(jìn)行選擇接線(xiàn)形式。2）電力系統(tǒng)

31、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(chǎng)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(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。按發(fā)電廠(chǎng)容量大小分類(lèi)，我國(guó)目前把總?cè)萘吭?1000MW 及以上，單機(jī)容量在 200 M W 以上的發(fā)電廠(chǎng)稱(chēng)為大型發(fā)電廠(chǎng)；總?cè)萘吭?200 1000MW ，單機(jī)容量在 50 200MW 的發(fā)電廠(chǎng)稱(chēng)為中型發(fā)電廠(chǎng)；總?cè)萘吭?200MW 以下，單機(jī)容量在 50MW 以下者稱(chēng)為小型發(fā)電廠(chǎng)。 所建發(fā)電廠(chǎng)的容量與電力系統(tǒng)容量之比，若大于15，則該廠(chǎng)就可認(rèn)為是在系統(tǒng)中處于比較重要地位的電廠(chǎng)。因?yàn)樗难b機(jī)容量已超過(guò)了電力系統(tǒng)的事故備用和檢修備用

32、容量，一旦全廠(chǎng)停電，會(huì) 影響系統(tǒng)供電的可靠性。因此，主接線(xiàn)的可靠性也應(yīng)高一些，即應(yīng)選擇可靠性較高的接線(xiàn)形式。主變壓器和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合性問(wèn)題。它與電壓等級(jí)、單相接地短路 電流、過(guò)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(jī)的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線(xiàn)路的干擾等。一般我國(guó)對(duì) 35 kV 電壓以下電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地或經(jīng) 消弧線(xiàn)圈接地） ，又稱(chēng)小電流接地系統(tǒng)；對(duì) 110 kV 以上高壓電力系統(tǒng)，皆采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，又稱(chēng)大電流接地系統(tǒng)。 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)都采用非直接接地方式； 目前，廣泛采用的是經(jīng)消弧線(xiàn)圈接

33、地方式或經(jīng)接地變壓器（亦稱(chēng)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(guò)電壓的幅值和陡 度，以免引起鐵磁諧振過(guò)電壓。同時(shí)，還為接地保護(hù)提供了信號(hào)電源，便于檢測(cè)，目前在大型機(jī)組中已普遍采用。此外，有時(shí)為了防止過(guò)電壓，有些 機(jī)組還采取在中性點(diǎn)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(jí)、出線(xiàn)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(jì)時(shí)尚應(yīng)予以辨證地分析。因?yàn)樨?fù)荷的發(fā)展和 增 長(zhǎng)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(jì)時(shí)，只依據(jù)負(fù)荷計(jì)劃數(shù)字，而投產(chǎn)時(shí)實(shí)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)

34、的發(fā)展。主接線(xiàn)設(shè)計(jì)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(jì)得知，負(fù)荷在一定階段內(nèi)的自然增長(zhǎng)率是按指數(shù)規(guī)律變化的，即：L = Loemx（2 - 7）式中 L0 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(zhǎng)率，由概率統(tǒng)計(jì)確定。 發(fā)電廠(chǎng)承擔(dān)的負(fù)荷應(yīng)盡可能地使全部機(jī)組安全滿(mǎn)發(fā)，并按系統(tǒng)提出的運(yùn)行方式，在機(jī) 組間經(jīng)濟(jì)合理分布負(fù)荷，減少母線(xiàn)上電流流動(dòng)，使電機(jī)運(yùn)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(duì)主接線(xiàn) 中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。特別是我國(guó)土

35、地遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差甚大，應(yīng)予以重視。對(duì)重型設(shè)備的運(yùn)輸條 件亦應(yīng)充分考慮。5）設(shè)備制造情況 為使所設(shè)計(jì)的主接線(xiàn)具有可行性，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格 等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。第五章廠(chǎng)用電接線(xiàn)及設(shè)計(jì)5- 1 什么叫廠(chǎng)用電和廠(chǎng)用電率？ 答：發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)、停止，檢修過(guò)程中，有大量電動(dòng)機(jī)手動(dòng)機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī) 組的主要設(shè)備和輸煤，碎煤，除塵及水處理的正常運(yùn)行。這些電動(dòng)機(jī)及全廠(chǎng)的運(yùn)行，操作，實(shí) 驗(yàn)，檢修，照明用電設(shè)備等都屬于廠(chǎng)用負(fù)荷，總的耗電量，統(tǒng)稱(chēng)為廠(chǎng)用電。廠(chǎng)用電耗量占發(fā)電 廠(chǎng)全部發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)為廠(chǎng)用電率。5- 2 廠(chǎng)用電的作

36、用和意義是什么？ 答：發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停機(jī)，檢修過(guò)程中，有大量電動(dòng)機(jī)手動(dòng)機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī) 組的主要設(shè)備和輸煤，碎煤，除塵及水處理等的正常運(yùn)行。降低廠(chǎng)用電率可以降低電能成本， 同時(shí)也相應(yīng)地增大了對(duì)電力系統(tǒng)的供電量。5- 3 廠(chǎng)用電負(fù)荷分為哪幾類(lèi)？為什么要進(jìn)行分類(lèi)？ 答：廠(chǎng)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(lèi)： I 類(lèi)廠(chǎng)用負(fù)荷：凡是屬于短時(shí)停電會(huì)造成主輔設(shè)備損壞，危及人身安全，主機(jī)停用及影 響大量出力的廠(chǎng)用設(shè)備； II 類(lèi)廠(chǎng)用負(fù)荷：允許短時(shí)斷電，恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的常用設(shè)備； III 類(lèi)廠(chǎng)用負(fù)荷：較長(zhǎng)時(shí)間停電，不會(huì)直接影響生

37、產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)不方便的廠(chǎng)用負(fù)荷； 事故保安負(fù)荷 交流不間斷供電負(fù)荷5- 4 對(duì)廠(chǎng)用電接線(xiàn)有哪些基本要求？ 答：對(duì)于廠(chǎng)用電接線(xiàn)的要求主要有：1）各機(jī)組的廠(chǎng)用電系統(tǒng)是獨(dú)立的；2）全廠(chǎng)新公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機(jī)組的廠(chǎng)用母線(xiàn)；3）充分考慮發(fā)電廠(chǎng)正常，事故，檢修啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能的使切換操作 簡(jiǎn)便，啟動(dòng)電源能在短時(shí)間內(nèi)投入；4）充分考慮電廠(chǎng)分期建設(shè)，連續(xù)施工過(guò)程中廠(chǎng)用電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，特別是要注意對(duì)公用 負(fù)荷供電的影響，要便于過(guò)渡，盡量減少改變和更換裝置。5）200MW 及以上的機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。5- 5 廠(chǎng)用電接線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則是什么？對(duì)廠(chǎng)用電壓等級(jí)的確定和廠(chǎng)用電源引接

38、的依據(jù)是什么？答：廠(chǎng)用電的設(shè)計(jì)原則主要是： 廠(chǎng)用電接線(xiàn)應(yīng)保證對(duì)廠(chǎng)用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠(chǎng)主機(jī)安全運(yùn)行。 接線(xiàn)應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的要求。 廠(chǎng)用電源的對(duì)應(yīng)供電性，本機(jī)、爐的廠(chǎng)用負(fù)荷由本機(jī)組供電。 設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、 新設(shè)備， 使廠(chǎng) 用電接線(xiàn)具有可行性和先進(jìn)性。 在設(shè)計(jì)廠(chǎng)用電接線(xiàn)時(shí)，還應(yīng)對(duì)廠(chǎng)用電的電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式、廠(chǎng)用電源及其引接 和廠(chǎng)用電接線(xiàn)形式等問(wèn)題進(jìn)行分析和論證。廠(chǎng)用電的電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)電機(jī)的額定電壓，廠(chǎng)用電動(dòng)機(jī)的電壓和廠(chǎng)用電，供電網(wǎng)絡(luò)等因 素，相互配合，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定的。5- 6 在大容量發(fā)電廠(chǎng)中，要

39、設(shè)啟動(dòng)電源和事故保安電源，如何實(shí)現(xiàn)？ 答：?jiǎn)?dòng)電源的設(shè)計(jì)：1）從發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)的不同分段上，通過(guò)廠(chǎng)用備用變壓器引接。2）從發(fā)電廠(chǎng)聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接，但應(yīng)保證在機(jī)組全停情況下，能夠獲得足夠的電 源容量。3）從與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密，供電可靠的最低一級(jí)電壓的母線(xiàn)引接。4）當(dāng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理時(shí)，可由外部電網(wǎng)引接專(zhuān)用線(xiàn)路，經(jīng)過(guò)變壓器取得獨(dú)立的備用電源或啟 動(dòng)電源。事故保安電源必須是一種獨(dú)立而又十分可靠的電源，通常采用快速自動(dòng)程序啟動(dòng)的柴油發(fā) 第 12 頁(yè) 共 22 頁(yè)電機(jī)組，蓄電池以及逆變器將直流變?yōu)榻涣魇鹿时０搽娫础?duì) 300MW 及以上機(jī)組還就由附近 110kV 及以上的變壓器工發(fā)電廠(chǎng)引入獨(dú)立可靠的

40、專(zhuān)用線(xiàn)路作為事故備用保安電源。5- 7 火電廠(chǎng)廠(chǎng)用電接線(xiàn)為什么要按鍋爐分段？為提高廠(chǎng)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(chǎng)用供電的連續(xù)性，使發(fā)電廠(chǎng)安全滿(mǎn)發(fā)，并滿(mǎn)足運(yùn)行安全可靠靈活方便。所 以采用按爐分段原則。為提高廠(chǎng)用電工作的可靠性，高壓廠(chǎng)用變壓器和啟動(dòng)備用變壓器采用帶 負(fù)荷高壓變壓器，以保證廠(chǎng)用電安全，經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。5- 8 發(fā)電廠(chǎng)和變電站的自用電在接線(xiàn)上有何區(qū)別？ 答：發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電系統(tǒng)一般采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)形式，并多以成套配電裝置接受和分配電 能。廠(chǎng)用電源由相應(yīng)的高壓廠(chǎng)用母線(xiàn)供電。而變電站的站用電源引接方式主要有：1)由變電站內(nèi)主變壓器第三繞組引接，站用變壓器高壓側(cè)要選用較

41、大斷流容量的開(kāi)關(guān)設(shè)備，否則要加限流 電抗器。 2)當(dāng)站內(nèi)有較低母線(xiàn)時(shí)，一般由這類(lèi)電壓母線(xiàn)上引接兩個(gè)站用電源。這種站用電源引 接方式經(jīng)濟(jì)性好和可靠性高的特點(diǎn)； 3)500kV 變電站的外接電源多由附近的發(fā)電廠(chǎng)或變電站的 低壓母線(xiàn)引接。5-9 何謂廠(chǎng)用電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)？為什么要進(jìn)行電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn)？如果廠(chǎng)用變壓器的容量 小于自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)總?cè)萘繒r(shí)，應(yīng)如何解決？答：廠(chǎng)用電系統(tǒng)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)突然斷開(kāi)電源或廠(chǎng)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)速下降的過(guò)程稱(chēng)為惰行。若電動(dòng)機(jī)失去電壓后，不與電源斷開(kāi)，在很 短時(shí)間內(nèi)，廠(chǎng)用電源恢復(fù)或通過(guò)自動(dòng)切換裝置將備用電源投入，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)惰行還未結(jié)束

42、， 又自動(dòng)啟動(dòng)恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行，這一過(guò)程稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)。分為：失壓自啟動(dòng)；空載 自啟動(dòng)；帶負(fù)荷自啟動(dòng)。若參加自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)數(shù)目多，容量大時(shí)，啟動(dòng)電流過(guò)大，可能會(huì) 使廠(chǎng)用母線(xiàn)及廠(chǎng)用電網(wǎng)絡(luò)電壓下降，甚至引起電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，將危及電動(dòng)機(jī)的安全以及廠(chǎng)用電網(wǎng) 絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此，必須進(jìn)行電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn)。若不能滿(mǎn)足自啟動(dòng)條件，應(yīng)采用以下措施：限制參加自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)數(shù)量。 機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩為定值的重要設(shè)備的電動(dòng)機(jī)，因它只能在接近額定電壓下啟動(dòng)，也不應(yīng)參加自啟動(dòng)，可采用低電壓保護(hù)和自動(dòng)重合閘裝置，即當(dāng)廠(chǎng)用母線(xiàn)電壓低于臨界值時(shí)，把該設(shè)備 從母線(xiàn)上斷開(kāi)，而在母線(xiàn)電壓恢復(fù)后又自動(dòng)投入。對(duì)重要的廠(chǎng)用機(jī)械設(shè)備，應(yīng)選用具有

43、較高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和允許過(guò)載倍數(shù)較大的電動(dòng)機(jī)與其配 套。在不得已的情況下，或增大廠(chǎng)用變壓器容量，或結(jié)合限制短路電流問(wèn)題一起考慮進(jìn)適當(dāng) 減小廠(chǎng)用變壓器的阻抗值。5- 10 已知某火電廠(chǎng)廠(chǎng)用 6kV 備用變壓器容量為 12.5MVA, Uk(%) = 8，要求同時(shí)自啟動(dòng)電動(dòng) 機(jī)容量為11400kW，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)平均電流倍數(shù)為 5, cos$= 0.8, n= 0.90。試校驗(yàn)該備用變壓器 容量能否滿(mǎn)足自啟動(dòng)要求。解：5- 11 廠(chǎng)用母線(xiàn)失電的影響和應(yīng)采取的措施？ 答：廠(chǎng)用母線(xiàn)的工作廠(chǎng)用電源由于某種故障而被切除，即母線(xiàn)的進(jìn)線(xiàn)斷路器跳閘后，由于 連接在母線(xiàn)上運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的定子電流和轉(zhuǎn)子電流都不會(huì)立即變?yōu)榱?，?/p>

44、動(dòng)機(jī)定子繞組將產(chǎn)生 變頻電壓，即母線(xiàn)存在殘壓。殘壓的大小和頻率都隨時(shí)間而降低。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的快慢主要 決定于負(fù)荷和機(jī)械時(shí)間常數(shù)， 一般經(jīng) 0.5S 后轉(zhuǎn)速約降至額定轉(zhuǎn)速。 若在此時(shí)間內(nèi)投入備用電源， 一般情況下，電動(dòng)機(jī)能迅速恢復(fù)到正常穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。一般用電源的快捷切換，要求工作廠(chǎng)用 電源切除后，在廠(chǎng)用母線(xiàn)殘壓于備用電源電壓之間的相角差未達(dá)到第一次反相之前合上備用電 源，可保證備用電源合上時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降尚少，且沖擊電流亦小。5- 12 廠(chǎng)用電源的各種切換方式及其優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：廠(chǎng)用電源的切換，除按操作控制分為手動(dòng)與自動(dòng)外，還可按廠(chǎng)用系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，斷 路器動(dòng)作順序，廠(chǎng)用電源切換的速度等進(jìn)行區(qū)

45、分。按廠(chǎng)用電系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)廠(chǎng)用電源的切換 分為正常切換和事故切換。按斷路器的運(yùn)行順序廠(chǎng)用電源的切換分為并聯(lián)切換、斷電切換和同 時(shí)切換。按廠(chǎng)用電源的切換速度廠(chǎng)用電源的切換分為快速切換和慢速切換。第六章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理和選擇6- 1 什么是驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間 tk 以及電氣設(shè)備的開(kāi)斷計(jì)算時(shí)間tbr？答：演算熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間tk 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 tpr 和相應(yīng)斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間tbr之和，而 tbr 是指斷路器分?jǐn)嗝}沖傳送到斷路器操作機(jī)構(gòu)的跳閘線(xiàn)圈時(shí)起，到各種觸頭分離后的 電弧完全熄滅位置的時(shí)間段。6- 2 開(kāi)關(guān)電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過(guò)程與那些因素有關(guān)？ 答：電弧是導(dǎo)電的，電弧之所

46、以能形成導(dǎo)電通道，是因?yàn)殡娀≈谐霈F(xiàn)了大量的自由電子 的緣故。 電弧形成過(guò)程： 電極發(fā)射大量自由電子： 熱電子 + 強(qiáng)電場(chǎng)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(guān)鍵是去游離的作用，去游離方式有2 種：復(fù)合：正負(fù)離子相互吸引，彼此中和；擴(kuò)散：弧柱中的帶電質(zhì)點(diǎn)由于熱運(yùn)行逸出弧柱外。 開(kāi)關(guān)電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過(guò)程與以下因素有關(guān)：電弧溫度；電場(chǎng)強(qiáng)度；氣體介質(zhì)的壓 力；介質(zhì)特性；電極材料。6- 3 開(kāi)關(guān)電器中常用的滅弧方法有那些？答：有以下幾種滅弧方式：1）利用滅弧介質(zhì)，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(dòng)電弧，吹弧使

47、帶電離子擴(kuò)散和強(qiáng)烈地冷卻面復(fù)合；4）采用多段口熄弧； 5）提高斷路器觸頭的分離速度，迅速拉長(zhǎng)電弧，可使弧隙的電場(chǎng)強(qiáng)度驟降，同時(shí)使電弧的表面突然增大，有利 于電弧的冷卻和帶電質(zhì)點(diǎn)向周?chē)橘|(zhì)中擴(kuò)散和離子復(fù)合。6- 4 什么叫介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過(guò)程？什么叫電壓恢復(fù)過(guò)程？它與那些因素有關(guān)？ 答：弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過(guò)程是指電弧電流過(guò)零時(shí)電弧熄滅，而弧隙的絕緣能力要經(jīng)過(guò)一定 的時(shí)間恢復(fù)到絕緣的正常狀態(tài)的過(guò)程為弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)過(guò)程?；∠督橘|(zhì)強(qiáng)度主要由斷路器滅弧裝置的結(jié)構(gòu)和滅弧介質(zhì)的性質(zhì)所決定， 隨斷路器形式而異。 弧隙電壓恢復(fù)過(guò)程是指電弧電流自然過(guò)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(zhǎng)，一直

48、恢復(fù)到電源電壓的過(guò)程，這一過(guò)程中的弧隙電壓稱(chēng)為恢復(fù)電壓。電壓恢 復(fù)過(guò)程主要取決于系統(tǒng)電路的參數(shù)，即線(xiàn)路參數(shù)、負(fù)荷性質(zhì)等，可能是周期性的或非周期性的 變化過(guò)程。6- 5 電流互感器常用的二次接線(xiàn)中，為什么不將三角形接線(xiàn)用于測(cè)量表計(jì)？ 答：計(jì)量用電流互感器接線(xiàn)方式的選擇，與電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式有關(guān)，當(dāng)為非有效接地 系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采用兩相電流互感器，當(dāng)為有效接地系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采用三相電流互感器，一般地，作 為計(jì)費(fèi)用的電能計(jì)量裝置的電流互感器應(yīng)接成分相接線(xiàn)（即采用二相四線(xiàn)或三相六線(xiàn)的接線(xiàn)方 式），作為非計(jì)費(fèi)用的電能計(jì)量裝置的電流互感器可采用二相三線(xiàn)或三相的接線(xiàn)方式，6- 6 為提高電流互感器容量，能否采用同型

49、號(hào)的兩個(gè)互感器在二次側(cè)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(cè)的容量，但是要求兩個(gè)電流互感器型號(hào)相同。 因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯淖儽仁且淮坞娏髋c二次電流之比。兩個(gè)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(méi)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(yīng)電勢(shì)也增加一倍，互感器的容量增加了一倍。也即每一個(gè)二次繞只承擔(dān)二次負(fù) 荷的一半，從而誤差也就減小，容易滿(mǎn)足準(zhǔn)確度的要求。在工程實(shí)際中若要擴(kuò)大電流互感器的 容量，可采用二次繞組串聯(lián)的接線(xiàn)方式。不能將電流互感器并聯(lián)使用。6- 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：

50、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(yùn)行中電壓互感器的絕緣損壞， 高電壓就會(huì)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- 8 電流互感器的誤差與那些因素有關(guān)？答：電流互感器的電流誤差fi及相位差Si決定于互感器鐵心及二次繞組的結(jié)構(gòu)，同時(shí)又與互感器運(yùn)行狀態(tài)（二次負(fù)荷 Z2L及運(yùn)行鐵心的磁導(dǎo)率 卩值）有關(guān)。6-9 運(yùn)行中為什么不允許電流互感器二次回路開(kāi)路？答：需要強(qiáng)調(diào)的是電流互感器在運(yùn)行時(shí)，二次繞組嚴(yán)禁開(kāi)路。二次繞組開(kāi)路時(shí)，電流互感器由正常工作狀態(tài)變?yōu)殚_(kāi)路狀態(tài)，12=0，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)由正常為數(shù)甚小的10N1驟增為11N1，鐵心中的磁通波形呈現(xiàn)嚴(yán)重飽

51、和和平頂波，因此，二次繞組將在磁能過(guò)零時(shí)，感應(yīng)產(chǎn)生很高的尖 頂電動(dòng)勢(shì)，其值可達(dá)數(shù)千伏甚至上萬(wàn)伏（與 Ki 及 Ii 大小有關(guān)） ，危及工作人員的安全和儀表、第 15 頁(yè) 共 22 頁(yè)繼電器的絕緣。由于磁感應(yīng)強(qiáng)度劇增，會(huì)引起鐵心和繞組過(guò)熱。此外，在鐵心中還會(huì)產(chǎn)生剩磁，使互感器準(zhǔn)確級(jí)下降。6- 10三相三柱式電壓互感器為什么不能測(cè)量相對(duì)地電壓？答：為了監(jiān)視系統(tǒng)各相對(duì)地絕緣情況，就必須測(cè)量各相的對(duì)地電壓，并且應(yīng)使互感器一次側(cè)中性點(diǎn)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(xiàn)，它不允許一次側(cè)中性點(diǎn)接地，故無(wú)法測(cè)量對(duì)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YN,yn型，既把電

52、壓互感器中性點(diǎn)接地，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，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(guò)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(xiàn)圈過(guò)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(tái)單相互感器接成YN,yn型接線(xiàn).6- 11運(yùn)行中為什么不允許電壓互感器二次回路短路？答：當(dāng)電壓互感器二次側(cè)發(fā)電短路時(shí)，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(dá)到額定電流的幾十倍，此電流將產(chǎn)生很高的共振過(guò)電壓，為此在LL上關(guān)聯(lián)放電間

53、隙EE,用以保護(hù)。此外由于電容式電壓互感器系由電容（ C1C2）和非線(xiàn)性電抗所構(gòu)成，當(dāng)受到二 次側(cè)短路或斷開(kāi)等沖擊時(shí)，由于非線(xiàn)性電抗的飽和，可能激發(fā)產(chǎn)生某次諧波鐵磁諧振過(guò)電壓， 為了擬制諧振的產(chǎn)生，常在互感器二次側(cè)接入D。6- 12在發(fā)電廠(chǎng)中，電壓互感器的配置原則有那些？答：1）母線(xiàn)；2）線(xiàn)路；3 ）發(fā)電機(jī)；4）變壓器6-13如圖6-14所示接線(xiàn)，設(shè) 25MW發(fā)電機(jī)（UN=10.5kV , In=1718A ）,回路裝有儀表：電 流表3只，有功功率表、無(wú)功功率表、有功電能表、無(wú)功電能表、電壓表及頻率表各1只，互感器距控制室的距離為60m。試選擇該回路中供測(cè)量表計(jì)用的電流互感器4及電壓互感器13

54、。解：6-14選擇10kV配電裝置的出線(xiàn)斷路器及出線(xiàn)電抗器。 設(shè)系統(tǒng)容量為150MVA，歸算至10kV 母線(xiàn)上的電源短路總電抗 X?滬0.14 （基準(zhǔn)容量Sd= 100MVA）,出線(xiàn)最大負(fù)荷為 560A，出線(xiàn)保 護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr= 1s。解：假設(shè)選擇斷路器為SN10-10I lNbr=16kA，全分閘時(shí)間tbr=0.1s,基準(zhǔn)容量 Sd= 100MVA Ud= 10.5kV , Id=5.5kAl dl N U d5.5600 X 10500xL （%）=（x*）-100% =（0.14 ）100 % =2.33%tNbr- IdU N165500 X10000選擇4%的電抗 NKL-10-6

55、00-4，參數(shù)如下：xL （%） =4% ies =38 .28 kA I ：t = 34 2 （ kA ）2 s 計(jì)算如下：3）電壓損失和殘壓校驗(yàn)：電抗標(biāo)么值：I dU N5500 X10000x*L - xL (%)_ 0.040.349I NU d600 X10500=x* L =0.14 亠 0 .349 = 0.489短路計(jì)算時(shí)間：tk - tpr r -1 - 0.1 -1.1s，查短路電流計(jì)算曲線(xiàn)并換算成短路電流有名值，2.1kA,lo.55 =9.9kA,l1.1 =9.35kA 。電壓損失和殘壓分別為:.：U (%):-x L (%)max560sin =0.040.6 = 2.24 %600:5%第23頁(yè)共22頁(yè)I12 .1.:U re (%)=xL(%)0.0480 .7%. 60 % 70 %I n0.64)動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。2 2 2I +10 ltk/2 +ltkQ kt k122 212 .19.92-9.351 .12=30 .42 (kA )2 2s ： 34 (kA) s12ish = K sh . 2 I = 2.5512 . 1 = 30 .86 ( kA) : 38 .28 (kA )可見(jiàn)，電壓損失、殘壓、動(dòng)熱穩(wěn)定均滿(mǎn)足要求。6-15按經(jīng)濟(jì)電流