姚春球版《發(fā)電廠電氣部分》計算題及參考答案

PAGEPAGE6第二章導(dǎo)體的發(fā)熱、電動力及開關(guān)電器的滅弧原理1.發(fā)熱對導(dǎo)體和電器有何不良影響？答：機械強度下降、接觸電阻增加、絕緣性能下降。2.導(dǎo)體的長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？答：長期發(fā)熱是指正常工作電流長期通過引起的發(fā)熱。長期發(fā)熱的熱量，一部分散到周圍介質(zhì)中去，一部分使導(dǎo)體的溫度升高。短時發(fā)熱是指短路電流通過時引起的發(fā)熱。雖然短路的時間不長，但短路的電流很大，發(fā)熱量很大，而且來不及散到周圍的介質(zhì)中去，使導(dǎo)體的溫度迅速升高。~~~~熱量傳遞的基本形式：對流、輻射和導(dǎo)熱。對流：自然對流換熱河強迫對流換熱3.導(dǎo)體的長期允許載流量與哪些因素有關(guān)？提高長期允許載流量應(yīng)采取哪些措施？答：COUNT()\#"0"I=根號下(αFτω/R)，因此和導(dǎo)體的電阻R、導(dǎo)體的換熱面F、換熱系數(shù)α有關(guān)。提高長期允許載流量，可以：減小導(dǎo)體電阻R、增大導(dǎo)體的換熱面F、提高換熱系數(shù)α。4.計算導(dǎo)體短時發(fā)熱度的目的是什么？如何計算？答：確定導(dǎo)體通過短路電流時的最高溫度是否超過短時允許最高溫度，若不超過，則稱導(dǎo)體滿足熱穩(wěn)定，否則就是不滿足熱穩(wěn)定。計算方法見筆記“如何求θf”。6.電動力對導(dǎo)體和電器有何影響？計算電動力的目的是什么？答：導(dǎo)體通過電流時，相互之間的作用力稱為電動力。正常工作所產(chǎn)生的電動力不大，但是短路沖擊電流所產(chǎn)生的電動力可達很大的數(shù)值，可能導(dǎo)致導(dǎo)體或電器發(fā)生變形或損壞。導(dǎo)體或電器必須能承受這一作用力，才能可靠的工作。進行電動力計算的目的，是為了校驗導(dǎo)體或電器實際所受到的電動力是否超過期允許應(yīng)力，以便選擇適當(dāng)強度的電器設(shè)備。這種校驗稱為動穩(wěn)定校驗。7.布置在同一平面中的三相導(dǎo)體，最大電動力發(fā)生在哪一相上？試簡要分析。答：布置在同一平面中的三相導(dǎo)體，最大電動力發(fā)生在中間的那一相上。具體見筆記本章第五節(jié)。8.導(dǎo)體動態(tài)應(yīng)力系數(shù)的含義是什么？什么情況下才需考慮動態(tài)應(yīng)力？答：導(dǎo)體動態(tài)應(yīng)力系數(shù)β用來考慮震動的影響、β表示動態(tài)應(yīng)力與靜態(tài)應(yīng)力之比，以此來求得實際動態(tài)過程的最大電動力。配電裝置的硬導(dǎo)體及其支架都具有質(zhì)量和彈性，組成一個彈性系統(tǒng)，在兩個絕緣子之間的硬導(dǎo)體可當(dāng)作兩端固定的彈性梁，這種情況下就需要考慮動態(tài)應(yīng)力。9.大電流母線為什么廣泛采用全連式分相封閉母線？答：防止相間短路；屏蔽磁場、減小干擾和對附近鋼構(gòu)的影響；減小相間電動力；不用安裝昂貴的機組斷路器。10.何謂碰撞游離、熱游離、去游離？他們在電弧的形成和熄滅過程中起何作用？答：碰撞游離即電場游離：在電場作用下，帶電粒子被加速到一定能量，碰撞前面的中性質(zhì)點，形成新的帶電粒子，連鎖發(fā)生的結(jié)果，使間隙中帶電粒子增多。熱游離：由于電弧的高溫，中性質(zhì)點自動離解成自由電子和正離子的現(xiàn)象。去游離：使帶電質(zhì)點減少的過程，稱為去游離過程。碰撞游離進行的結(jié)果，使觸頭間充滿自由電子和正離子，具有很大的電導(dǎo)。熱游離的作用是維持電弧的穩(wěn)定燃燒。要熄滅電弧，必須采取措施加強去游離作用、并削弱游離作用。11.開關(guān)電器中的電弧有何危害？答：1）電弧的高溫可能造成導(dǎo)體或絕緣的燒壞；2）由于電弧的導(dǎo)電性，從而延長了開關(guān)設(shè)備切斷電路的時間；3）一定條件下會形成間歇電弧，在系統(tǒng)中形成諧振過電壓。12.交流電弧有何特點？交流電弧的熄滅條件是什么？答：交流電弧的特點：1）伏安特性為動態(tài)特性；2）電弧電壓的波形呈馬鞍形變化；3）電流每半周過零一次，電弧會暫時自動熄滅。交流電弧的熄滅條件：介質(zhì)強度恢復(fù)過程ud(t)>弧隙電壓恢復(fù)過程ur(t)。13.何謂弧隙介質(zhì)強度恢復(fù)過程？何謂弧隙電壓恢復(fù)過程？它們與哪些因素有關(guān)？答：弧隙介質(zhì)強度恢復(fù)過程ud(t)：電弧電流過零時，弧隙介質(zhì)的絕緣能力由起始介質(zhì)強度逐漸增強的過程。弧隙電壓恢復(fù)過程ur(t)：電弧電流過零時，經(jīng)過由電路參數(shù)所決定的電磁振蕩，弧隙電壓逐漸由熄弧電壓恢復(fù)到電源電壓的過程。起始介質(zhì)強度出現(xiàn)后，弧柱區(qū)介質(zhì)強度的恢復(fù)過程與斷路器的滅弧裝置結(jié)構(gòu)、介質(zhì)特性、電弧電流、冷卻條件及觸頭分開速度等因素有關(guān)?；∠峨妷夯謴?fù)過程與電路參數(shù)及負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)。14.熄滅交流電弧的基本方法有哪些？答：1）采用滅弧能力強的滅弧介質(zhì)；2）利用氣體或油吹?。?）采用特殊金屬材料作滅弧觸頭；4）在斷路器的主觸頭兩端加裝低值并聯(lián)電阻；5）采用多斷口熄??；6）提高斷路器觸頭的分離速度；7）低壓開關(guān)中的熄弧方法：利用金屬滅弧柵滅??；利用固體介質(zhì)狹縫滅弧。15．減少鋼構(gòu)損耗和發(fā)熱的措施：加大鋼構(gòu)和載流導(dǎo)體之間的距離；斷開載流導(dǎo)體附近的鋼構(gòu)閉合回路并加上絕緣墊；采用電磁屏蔽；采用分相封閉母線。16．分相封閉母線的優(yōu)點：防止相間短路，保證人員接觸外殼的安全；短路時母線間的電動力大大減小；減少了母線附近鋼構(gòu)的發(fā)熱；提高母線的載流量；安裝維護的工作量小。缺點：母線散熱條件差；外殼產(chǎn)生損耗；有色金屬消耗量增加。第三章電器設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理1.絕緣子按結(jié)構(gòu)型式分為哪幾類？其作用是什么？答：絕緣子按結(jié)構(gòu)型式分為：支柱式、套管式及盤形懸式。絕緣子的作用是：支持和固定裸載流導(dǎo)體，并使裸載流導(dǎo)體與地絕緣，或使裝置中處于不同電位的載流導(dǎo)體之間絕緣。2.敞露母線有哪幾種？各適用什么場合？母線靠什么絕緣？用多條矩形母線時每相為何最好不超過3條？答：敞露母線有4種：矩形母線：一般用于35kV及以下、持續(xù)工作電流在4000A以下的配電裝置中；槽形母線：一般用于35kV及以下、持續(xù)工作電流在4000-8000A的配電裝置中；管形母線：一般用于110kV及以上、持續(xù)工作電流在8000A以上的配電裝置中；7.繪出雙母線帶旁路（有專用旁路斷路器）的主接線圖，并寫出檢修出線斷路器的原則性操作步驟。答：見《雙母線帶旁路（有專用旁路斷路器）主接線圖》。8.繪出一臺半斷路器（進出線各3回）的主接線圖，并說明其特點及適用范圍。答：見《一臺半斷路器（進出線各3回）主接線圖》。9.繪出內(nèi)、外橋的主接線圖，并分別說明其特點及適用范圍。答：見《內(nèi)橋、外橋主接線圖》。10.發(fā)電廠和變電所主變壓器的容量、臺數(shù)及型式應(yīng)根據(jù)哪些原則來選擇？答：發(fā)電廠主變壓器的容量：1）單元接線中的主變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度選擇。2）接于發(fā)電機電壓母線與升壓母線之間的主變壓器的容量：a.當(dāng)發(fā)電機電壓母線上的負(fù)荷最小時，應(yīng)能將發(fā)電廠的最大剩余功率送至系統(tǒng)；b.若發(fā)電機電壓母線上有2臺及以上主變壓器，當(dāng)負(fù)荷最小且其中容量最大的一臺變壓器退出運行時，其他主變壓器應(yīng)能將發(fā)電廠最大剩余功率的70%以上送至系統(tǒng)；c.當(dāng)發(fā)電機電壓母線上的負(fù)荷最大且其中容量最大的一臺機組退出運行時，主變壓器應(yīng)能從系統(tǒng)倒送功率。滿足發(fā)電機電壓母線上最大負(fù)荷的需要；d.對水電廠比重較大的系統(tǒng)，由于經(jīng)濟運行的要求，在豐水期應(yīng)充分利用水能，這時有可能停用火電廠的部分或全部機組，以節(jié)約燃料，火電廠的主變壓器應(yīng)能從系統(tǒng)倒送功率，滿足發(fā)電機組電壓母線上最大負(fù)荷的需要。發(fā)電廠主變壓器的臺數(shù)：接于發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于2臺，但對主要向發(fā)電機電壓供電的地方電廠、系統(tǒng)電源作為備用時，可以只裝一臺。變電所主變壓器的容量：一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷考慮，并應(yīng)按照其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電所最大負(fù)荷的60%-70%或全部重要負(fù)荷選擇。變電所主變壓器的臺數(shù)：為保證供電的可靠性，變電所一般裝設(shè)2臺主變壓器；樞紐變電所裝設(shè)2-4臺，地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可裝設(shè)3臺。主變壓器型式的選擇：普通變壓器、自耦變壓器；有載調(diào)壓變壓器、無激磁調(diào)壓變壓器……第五章廠（所）用電1.什么是廠用電？什么是廠用電率？答：發(fā)電廠的廠用器械及全廠的運行操作、試驗、修配、照明、電焊等用電設(shè)備的用電，統(tǒng)稱為廠用電。同一時間段內(nèi)（一天、一月或一年等），廠用電耗電量占發(fā)電廠總發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱為該時間段的廠用電率。2.廠用負(fù)荷按其重要性分為幾類？各類廠用負(fù)荷對供電電源有何要求？答：廠用負(fù)荷按其重要性分為I類負(fù)荷、II類負(fù)荷、III類負(fù)荷、事故保安負(fù)荷、交流不間斷供電負(fù)荷。I類負(fù)荷：有兩個獨立電源供電，并能自動切換；II類負(fù)荷：有兩個獨立電源供電，一般采用手動切換；III類負(fù)荷：一般由一個電源供電；事故保安負(fù)荷：直流保安負(fù)荷、其電源一般為蓄電池組；交流保安負(fù)荷、其電源一般為柴油發(fā)電機組或外部獨立電源等；交流不間斷供電負(fù)荷：一般由接于蓄電池組的逆變裝置或由蓄電池供電的直流電動發(fā)動機組供電。5.廠用電供電電壓有哪幾級？高壓廠用電壓級是怎樣確定的？答：廠用電供電電壓有：10kV、6kV、3kV、380V、220V。高壓廠用電壓級、一般是3kV、6kV或3kV、10kV并存。6.什么是廠用工作電源、備用電源、啟動電源、保安電源和不停電電源？答：廠用工作電源：保證發(fā)電廠正常運行的最基本的電源；備用電源：主要作為事故備用、即在工作電源故障時代替工作電源的電源；啟動電源：電廠首次啟動或工作電源完全消失的情況下，為保證機組快速啟動，向必須的輔助設(shè)備供電的電源；保安電源：當(dāng)廠用工作電源和備用電源都消失時，為確保事故狀態(tài)下安全停機、事故消失后又能及時恢復(fù)供電而設(shè)置的電源；不停電電源：為向不允許間斷供電的負(fù)荷供電而設(shè)置的電源。7.廠用工作電源和備用電源的引接方式各有哪幾種？答：見筆記。8.廠用保安電源和不停電電源如何取得？答：對于事故保安負(fù)荷：直流保安負(fù)荷、其電源一般為蓄電池組；交流保安負(fù)荷、其電源一般為柴油發(fā)電機組或外部獨立電源等；對于交流不間斷供電負(fù)荷：一般由接于蓄電池組的逆變裝置或由蓄電池供電的直流電動發(fā)動機組供電。10.對變電所的所用電源有何要求？所用電的接線形式怎樣？答：書P210-211。第六章電氣設(shè)備的選擇1.電氣設(shè)備選擇的一般條件是什么？答：按正常工作條件選擇：1）按額定電壓選擇；2）按額定電流選擇；3）選擇設(shè)備的種類和型式。按短路情況校驗：1）短路電流的計算條件與短路計算時間；2）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗。2.校驗熱穩(wěn)定與校驗開斷電器開斷能力的短路計算時間有何不同？答：3.導(dǎo)體的熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗在形式上與電器有何不同？答：4.那些導(dǎo)體和電器可以不檢驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定？答：1）用熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不檢驗熱穩(wěn)定；2）用限流熔斷器保護的設(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定；電纜有足夠的強度，可不校驗動穩(wěn)定；3）電壓互感器及裝設(shè)在其回路中的裸導(dǎo)體和電器，可不校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。5.高壓斷路器的特殊校驗項目是什么？怎樣校驗？答：高壓斷路器的特殊校驗項目是：額定開斷電流校驗和額定關(guān)合電流校驗。額定開斷電流校驗：INbr≥Ik≈I’’。額定關(guān)合電流校驗：iNcl≥ish（iNcl=ies）。7.電流、電壓互感器的特殊選擇項目是什么？怎樣選擇？答：準(zhǔn)確級和額定容量，選擇見書。第七章配電裝置1.配電裝置最小安全凈距的決定依據(jù)是什么？答：配電裝置各部分之間，為確保人身和設(shè)備的安全所必需的最小電器距離。在這一距離下，任何最高正常工作電壓或者過電壓，均不能將該間隙擊穿。2.屋內(nèi)、屋外配電裝置和成套配電裝置各有什么特點？適用于哪些場合？答：屋內(nèi)配電裝置特點：1）安全凈距小并可分層布置，占地面積??；2）維護、巡視和操作在室內(nèi)進行，不受外界氣象條件影響；3）設(shè)備受氣象及外界有害氣體影響較小，可減少維護工作量；4）建筑投資大。適用場合：35kV及以下、以及有特殊要求的110kV和220kV。屋外配電裝置特點：1）安全凈距大，占地面積大，但便于帶電作業(yè)；2）維護、巡視和操作在室外進行，受外界氣象條件影響；3）設(shè)備受氣象及外界有害氣體影響較大，運行條件較差，須加強絕緣，設(shè)備價格較高；4）土建工程量和費用較少，建設(shè)周期短，擴建較方便。適用場合：110kV及以上。成套配電裝置特點：1）結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積?。?）運行可靠性高，維護方便；3）安裝工作量小，建設(shè)周期短，而且便于擴建和搬遷；4）消耗鋼材較多，造價較高。適用場合：35kV及以下。3.配電裝置應(yīng)滿足哪些基本要求？答：1）節(jié)約用地；2）保證運行可靠；3）保證人身安全和防火要求；4）安裝、運輸、維護、巡視、操作和檢修方便；5）在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)省材料和降低造價；6）便于分期建設(shè)和擴建。4.屋內(nèi)配電裝置有哪幾種布置型式？適用于哪些場合？答：三層式、二層式、單層式。其中三層式和二層式適用于出線有電抗器的場