发电厂电气部分 第三版 习题参考答案

第一章电力系统概述

1．何谓电力系统、动力系统及电力网?

答：电力系统是指由发电机、输配电线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的有机整体。

动力系统由电力系统再加上发电厂的动力部分（火电厂的锅炉、汽轮机、热力管网等；水电厂的水库、水轮机、压力管道等）构成。

电力网指在电力系统中，由各种不同电压等级的电力线路和变配电所构成的网络，简称电网。

2．联合成电力系统并不断扩大有什么优越性?

答：联合成电力系统并不断扩大的优越性有：

（1）提高供电的可靠性；

（2）减少系统中总备用容量的比重；

（3）减少总用电负荷的峰值；

（4）可以安装高效率的大容量机组；

（5）可以水火互济节约能源改善电网调节性能；

（6）可以提高电能质量。

3．何谓电力系统额定电压?我国电网和用电设备的额定电压有哪些等级?

答：额定电压指某一受电器（电动机、电灯等）、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益的电压。

我国电网和用电设备的额定电压等级有220V、380V、3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、154 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV、1000 kV。

4．电能的质量指标有哪几项?简要说明其内容。

答：电能的质量指标主要是频率、电压和波形三项。

（1）频率：对大型电力系统，频率的允许范围为50Hz±0.2Hz，对中小电力系统，频率的允许范围是50Hz±0.5Hz。

（2）我国规定用户处的电压容许变化范围是：

1）由35kV及以上电压供电的用户：±5％；

2）由10kV及以下电压供电的高压用户和低压电力用户：±7％；

3）低压照明用户：-10％～+5％。

（3）波形：电力系统供电电压或电流的标准波形是正弦波。

5．电力系统中性点有哪几种运行方式?各有什么优缺点?我国大体上用怎样的电压等级范围?

答：（1）电力系统中性点运行方式

电力系统中性点运行方式有中性点不接地、直接接地、经电阻接地和经消弧线圈接地运行方式。其中经电阻接地又分经高电阻接地、经中电阻接地和经低电阻接地三种。中性点直接接地、经中电阻接地和经低电阻接地称为大接地电流系统；中性点不接地、经消弧线圈接地和经高电阻接地称为小接地电流系统。

（2）各运行方式的优缺点

小接地电流系统的优点：单相接地时，三相间线电压仍保持对称和大小不变，对电力用户的继续供电并无影响。缺点：两个非故障相的对地电压升高至√3倍，所以在中性点不接地的电力网中，各种设备的对地绝缘应按线电压设计，才能承受在一相接地时，非故障相对地电压的升高影响。在中性点不接地的电力网中，一相接地时接地点的接地电流等于正常时相对地电容电流的三倍，经消弧线圈接地的电力网中，可以大大减小一相接地时接地点的接地电流，但欠补偿时容易发生振荡，引起内过电压。

大接地电流系统的优点：单相接地时，非故障相对地电压保持不变，各种设备的对地绝缘按相电压设计即可。缺点：可靠性较低，发生单相接地故障时，故障的送电线路被切断，因而使用户的供电中断。

经电阻接地运行方式的优点：使接地电容电流向阻性发展，避免系统振荡引起过电压。

缺点：高电阻接地不适用于故障电容电流大于4～5A的网络，应用范围较小。低电阻接地接地时则接地电流较大。

（3）目前我国所用的电压等级范围

1）对于6～l0kV系统，主要由电缆线路组成的电网，在电容电流超过7A时，采用电阻接地。在电容电流低于7A，或由架空线组成的电网，则采用不接地的运行方式；

2）6~20kV发电机或调相机回路，中性点可采用不接地、经消弧线圈接地或高电阻接地方式（即经过二次侧接电阻的接地变压器接地）；

3）35kV系统，一般均采用中性点经消弧线圈接地的方式；

4）110kV及以上系统，一般均采用中性点直接接地的方式。在一些多雷山区，为了提高供电的可靠性，有的110kV系统中性点也采用经消弧线圈接地的方式；

5）1kV以下系统，中性点采用不接地的方式运行。380/220V三相四线制电网的中性点，是为了适应受电器取得相电压的需要而直接接地。

6．如何计算系统单相接地时的电容电流?如何选择消弧线圈容量?

答：（1）线路一相接地电容电流可近似地用下列公式估计：

1）对于架空电网

I C=(2.7～3.3)Uφ-φ×10-3（A）

式中的系数，没有架空地线时取2.7，有架空地线时取3.3。对于同杆架设的双回路，电容电流为单回路的1.3～1.6倍。

2）对于电缆电网

I C=0.1Uφ-φ（A）

式中Uφ-φ——电网线电压（kV）；

l——有直接电连接的这一电压级电网送电线路的长度（km）。

（2）消弧线圈容量的选择

选择消弧线圈的容量，应考虑电网五年左右的发展规划，并按过补偿方式考虑，其容量按下式计算

S=1.5I C·Uφ（kVA）

式中I C——电网一相接地电容电流（A）；

Uφ——电网相电压（kV）。

7．电力系统失去稳定是一种什么状况?稳定问题分为哪几类?

答：（1）电力系统失去稳定时，系统产生自发性振荡，或者各机组间产生剧烈的相对运动，以至于系统的频率和电压大幅度变化，不能保证对负荷的正常供电，造成大量用户停电。

（2）电力系统稳定问题是指当系统受到扰动后能否继续保持各发电机之间同步运行的问题。根据系统受到扰动的大小及运行参数变化特性的不同，通常将系统的稳定问题分为三大类，即静态稳定、暂态稳定和动态稳定。

静态稳定是指电力系统在运行中受到微小扰动(如短时的负荷波动)后，能够自动恢复到原有运行状态的能力。

暂态稳定是指系统在运行中受到大的扰动(如切除机组、线路或发生短路等)后，经历一个短暂的暂态过程，从原来的运行状态过渡到新的稳定运行状态的能力。

动态稳定是指系统在运行中受到大扰动后，保持各发电机在较长的动态过程中不失步，由衰减的同步振荡过程过渡到稳定运行状态的能力。

第二章短路电流的计算

1．何谓短路？引起短路的主要原因是什么？发生短路后可能有什么后果？

答：（1）电力系统短路指电力系统中相与相之间或相与地之间（中性点直接接地系统）通过电弧或其它较小阻抗而形成的一种非正常连接。

（2）发生短路的原因

1）电气设备载流部分绝缘损坏。如大气过电压，操作过电压，绝缘老化，机械性损伤，设计、安装、运行维护不良；

2）意外事件引起的短路。如输电线路断线、倒杆、雷击等；

3）人为事故。如带负荷拉开或合上隔离开关、带地线合闸、将挂地线设备投入运行等；

4）异物跨接导体。如鸟兽跨接、树枝跨接等。

（3）电力系统短路后的后果

1）短路点电弧可能烧坏设备，甚至引起火灾；

2）短路电流产生大量的热量，引起温度升高，甚至会损坏绝缘；

3）短路电流在导体中产生的电动力，可能使导体发生变形，甚至损坏；

4）系统电压大幅下降影响用户的供电，严重时甚至破坏电力系统的稳定；

5）短路电流产生的电磁感应会干扰通讯线路，甚至危及设备和人身安全。

2．何谓次暂态短路电流、冲击短路电流、短路全电流最大有效值及稳态短路电流？计算这些电流的用途是什么？

答：（1）在第一个周期内周期分量的有限值称为次暂态短路电流，是校验断路器开断能力的依据；

（2）短路电流在短路后半个周期(t=0.01s)时，瞬时值达到最大，该最大值称为冲击短路电流，是校验电气设备动稳定能力的依据；

（3）出现在冲击短路电流i sh处的周期分量有效值和非周期分量的均方根值称为短路全电流最大有效值，故障切断时间小于0.1s时，检验断路器的开断能力；

（4）短路后，非周期分量衰减完，暂态过程结束，就进入稳定状态，此时的短路电流称为稳态短路电流，是短路后计算残压的依据。

3．用标么值对元件电抗和短路电流计算有什么好处?如何将任意基准下元件电抗的标么值换算成选定基准下元件电抗的标么值?

答：（1）用标么值对元件电抗和短路电流计算的好处有：

1）用标么值进行计算时，只要选定的基准容量相同，基准电压按规定的平均额定电压选取，按电抗所在电压级计算所求得的标么值，可适用于其他电压级；

2）相间电压的标么值与相电压的标么值相等；

3）三相功率的标么值与单相功率的标么值相等；

4）三相电路的欧姆定律公式I *=U */X *，功率方程式S *=U *·I *与单相电路相同；

5）当电压标么值U *=1时，功率的标么值等于电流的标么值，等于电抗标么值的倒数，即 S *=I *=1/X *

（2）任意基准下元件电抗的标么值换算成选定基准下元件电抗标么值的方法：

设X N 、U N 、S N 分别是额定参数下的标么值，换算成选定基准下元件电抗标么值可按公式

22**d

d

N N N d d U S S U X X X X ??== 计算，当U N 与U d 相等时，可按公式：

N

d N d S S X X ?

=** 计算。其它基准下元件电抗的标么值换算一样。

4．何谓无限大容量电源?无限大容量电源供电的短路暂态过程有什么特点?如何计算无限大容量电源供电的短路电流?

答：（1）无限大容量电源理论上是指系统容量S →∞，系统电抗Xs →0,其出口分界母线的电压在短路时能保持不变。

在实际电力系统中，某容量很小的支路（该支路中各元件的容量较系统容量小得多，其阻抗比系统阻抗大很多）发生短路时，引起系统母线电压的变化很小。

在分析及计算时，为了方便认为该电源是一内部阻抗Z G =0（x G =0，r G =0），系统母线电压为恒定的电源，称这种电源为无限大容量电源。

（2）无限大容量电源供电的短路暂态过程的特点是周期短路电流的幅值始终维持不变。

（3）无限大容量电源供电的短路电流的计算方法：

1）作出计算电路图；

2）作出对各短路点的等值电路图；

3）对等值电路图进行化简，求出短路回路总电抗X ∑*；

4）进行短路电流的计算。

周期短路电流标么值的计算公式：

*

∑*=X I P 1 周期短路电流有效值的有名值等于其标么值乘以电流基准值，公式为

I p =I p *·I d =I d / X *

对无限大容量电源，稳态短路电流等于周期短路电流。

非周期短路电流i np 按指数曲线衰减

a T t

np np e

i i -?=0

冲击短路电流的计算公式为： i sh =√2K sh ·I p

其中K sh 为短路电流冲击系数，对无限大容量电源K sh =1.8。

5．如何用运算曲线计算发电机供电的任意时刻三相短路电流周期分量的有效值?

答：用运算曲线计算发电机供电的任意时刻三相短路电流周期分量的有效值的方法：

（1）求短路回路总电抗的计算电抗X ca ；

1）作出计算电路图；

2）根据计算电路图作出等值电路图；

3）化简等值电路图；

4）确定短路回路总电抗X ∑或 X ∑*；

5）按下列公式求出计算电抗

2av N ca U S X X ∑∑*?=或d

N ca S S X X ∑*∑*?= （2）查所需周期短路电流有效值的标么值I pt *

1）按电源性质及求得的计算电抗X ca *选择运算曲线；

2）次暂态短路电流I "的标么值I *"，查t=0时曲线；

3）稳态短路电流I ∞的标么值I ∞*，查t=4时曲线；

4）需要其它时刻短路电流I pt*时，查t 时的曲线。若所查时刻t ，没有曲线可采用插值法对于X ca*>3时，按无限大系统计算。

8．如图2-42所示电力系统，计算K 点三相短路时，每回输电线路上的I "、i sh 、I 0.2和I ∞，并计算未故障母线I 段上的残压。(提示：I 段母线的残压即I 段母线对短路点的电压

)

图2-42 第8题计算用图

图2-8-1 等值电路图

图2-8-2 等值电路化简（一）

图2-8-3 等值电路化简（二）

图2-8-4 等值电路化简（三）

答：

2 3 0.145 4 5 0.525 4 8 0.874

（1）网络化简

1）画等值电路图，各电抗按顺序编号，如图2-8-1。

2）电抗2、3并联电抗合并为7号电抗，电抗5、6串联电抗合并为8号电抗，如图2-8-2。3）电抗1、7串联电抗合并为9号电抗，电抗4、8并联电抗合并为10号电抗，如图2-8-3。4）电抗9、10串联电抗合并为11号电抗，如图2-8-4。

（2）参数计算

1）各元件参数：

取S d=S∑N=100MVA，U d=U av

发电机：X1=X d"·S d/S N=0.3·100/100=0.3

线路：X2=X3=X l·L·S N/U av2=0.4×48×100/1152=0.145

变压器：X4=X5=(U d%/100)·S d/S N=(10.5/100)×100/20=0.525

电抗器：X6=(X dk%/100)·(U N/√3I N)·(S d/U av2)=(6/100)×(6/1.5√3)×(100/6.32)=0.349

2）电抗2、3并联电抗合并X7=(X2·X3)/ (X2+X3)=0.145/2=0.0725

电抗5、6串联电抗合并X8=X5+X6=0.525+0.349=0.874

3）电抗1、7串联电抗合并X9= X1+X7=0.3+0.0725=0.3725

电抗4、8并联电抗合并X10=(X4·X8)/ (X4+X8)=(0.525×0.874)/(0.525+0.874)=0.328 4）电抗9、10串联电抗合并X11= X9+X10=0.3725+0.328=0.7

（3）计算短路电流

计算电抗X ca= X11=0.7

查曲线：

查t=0曲线，得I*"=1.5

查t=0.2曲线，得I*0.2=1.32

查t=4曲线，得I*4=1.72

输电线路上的I"、i sh、I0.2、I∞

基准电流I d=S d/(√3U d)=100/(115×√3)=0.502kA

每回输电线路的I"= I*"·I d/2=1.5×0.502/2=0.377kA

每回输电线路的i sh=1.8√2 I"=1.8√2×0.377=0.958kA

每回输电线路的I0.2= I0.2"·I d/2=1.32×0.502/2=0.331kA

每回输电线路的I∞= I*4·I d/2=1.72×0.502/2=0.432 kA

（4）计算未故障母线I段上的残压

未故障母线I段上的稳态电流标么值：I I*=(X10/X8) I*4=(0.328/0.874)×1.72=0.645

未故障母线I段上的残压标么值：U re*=I I*·X6=0.645×0.349=0.225

未故障母线I段上的残压有名值：U re= U re*·U d=0.225×6.3=1.418kV

9．如图2-43所示的电力系统，计算K点三相短路时短路处和每个电源供给短路点的I"。

图2-43 第9题计算用图

图2-9-1 等值电路图

图2-9-2 等值电路化简（一）

图2-9-3 等值电路化简（二）

图2-9-4 等值电路化简（三）

图

答： 1

0.16 9 7 17 0.349

（1）网络化简

1）画等值电路图，各电抗按顺序编号，如图2-9-1。

2）电抗4、5并联电抗合并为X 9，电抗2、3串联电抗合并为X 10，如图2-9-2。

3）电抗6、7、8三角形变换为星形电抗11、12、13，如图2-9-3。

4）电抗1、9、11串联电抗合并为X 14，电抗10、12串联电抗合并为X 15，如图2-9-4。

5）电抗13、14、15星形变换为三角形电抗16、17、18，如图2-9-5。

（2）参数计算

1）各元件参数：

取S d = 100MVA ，U d =U av

水电厂：X 1=X d "·S d /S N =0.4×100/250=0.16

火电厂：X 2=X d "·S d /S N =0.125×100/45=0.278

变压器：X 3= (U d %/100)·S d /S N =(10.5/100)×100/60=0.175

2×100km 线路：X 4=X 5=X l ·L ·S N /U av 2=0.4×100×100/1152=0.302

30km 线路：X 6= X l ·L ·S N /U av 2=0.4×30×100/1152=0.091

40km 线路：X 7= X l ·L ·S N /U av 2=0.4×40×100/1152=0.121

25km 线路：X 8= X l ·L ·S N /U av 2=0.4×25×100/1152=0.076

2）电抗4、5并联电抗合并X 9=(X 4·X 5)/ (X 4+X 5)=0.302/2=0.151

电抗2、3串联电抗合并X 10=X 2+X 3=0.278+0.175=0.453

3）三角形→星形，038.0076

.0121.0091.0121.0091.08766711=++?=++=X X X X X X 024.0076

.0121.0091.0076.0091.08768612=++?=++=X X X X X X 032.0076.0121.0091.0076.0121.08768713=++?=++=

X X X X X X 4）电抗1、9、11串联电抗合并X 14= X 1+X 9+X 11=0.16+0.151+0.038=0.349

电抗10、12串联电抗合并X 15= X 10+X 12=0.453+0.024=0.477

5）星形→三角形，404.0477

.0349.0032.0349.0032.0151413141317=?++=++=X X X X X X 553.0349

.0477.0032.0477.0032.0141513151318=?++=+

+=X X X X X X （3）求计算电抗 水电厂对k 点转移电抗为X 17，火电厂对k 点转移电抗为X 18，则，

水电厂对k 点计算电抗为X ca = X 17(S G /S d )=0.404×(250/100)=1.01

火电厂对k 点计算电抗为X ca = X 18(S G /S d )=0.553×(45/100)=0.249

（4）计算次暂态短路电流I "

1）水电厂对k 点次暂态短路电流标么值I *"：根据X ca =1.01，查t=0时曲线，得I *"=1.06 基准电流I d =250/(√3×115)=1.255kA ；

水电厂对k 点次暂态短路电流有名值I "=I d ·I *"=1.06×1.255=1.33kA

2）火电厂对k 点次暂态短路电流标么值I *"：根据X ca =0.553，查t=0时曲线，得I *"=1.88

基准电流I d =45/(√3×115)=0.226kA ；

火电厂对k 点次暂态短路电流有名值I "=I d ·I *"=1.88×0.266=0.425kA

3）k 点次暂态短路电流有名值I "：I "=1.33+0.425=1.755kA

10．如图2-44所示的电力系统，计算K 点三相短路时短路点的I "、i sh 、I ∞。

图2-44 第10题计算用图

图2-10-1 等值电路图

图2-10-2 等值电路化简（一）

图2-10-3 等值电路化简（二）

图2-10-4 等值电路化简（三）

图2-10-5 等值电路化简（四）

答：

（1）网络化简 1

）画等值电路图，各电抗按顺序编号，如图2-10-1。

2）电抗1、4串联电抗合并为X 11，电抗2、5串联电抗合并为X 12，电抗3、8串联电抗合并为X 13，M 、N 属等电位点，直接相连。如图2-10-2。

3）电抗6、9并联电抗合并为X 14，电抗12、13并联电抗合并为X 15，电抗7、10并联电抗合并为X 16。如图2-10-3。

4）电抗11、14串联电抗合并为X 17，如图2-10-4。

5）电抗15、16、17 星形→三角形变换成电抗18、19、20，如图2-10-5。

（2）参数计算

3 0.364

8 0.104 9 0.179 18 0.621 19 0.231

1）各元件参数：

取S d = 100MVA ，U d =U av

水电厂G 1、G 2、G 3：X 1=X d "·S d /S N =0.2×100/55=0.364=X 2=X 3

双绕组变压器：X 4= (U d %/100)·S d /S N =(10.5/100)×100/60=0.175

三绕组变压器：U k1%=(U k1-2%+U k1-3%-U k2-3%)/2=(10.5+17-6)/2=10.75

U k2%=(U k1-2%+U k2-3%-U k1-3%)/2=(10.5+6-17)/2=-0.25（数据不合实际，这里

将错就错）

U k3%=(U k1-3%+U k2-3%-U k1-2%)/2=(17+6-10.5)/2=6.25

X 5=(U k3%/100)(S d /S N )=(6.25/100)(100/60)=0.104=X 8

X 6=(U k1%/100)(S d /S N )=(10.75/100)(100/60)=0.179=X 9

X 7=(U k2%/100)(S d /S N )=(-0.25/100)(100/60)=-0.004=X 10

2）电抗1、4串联电抗合并X 11= X 1+X 4=0.364+0.175=0.539

电抗2、5串联电抗合并X 12= X 2+X 3=0.364+0.104=0.468

电抗3、8串联电抗合并X 13= X 3+X 8=0.364+0.104=0.468

3）电抗6、9并联电抗合并X 14=(X 6·X 9)/(X 6+X 9)=0.179/2=0.089

电抗12、13并联电抗合并X 15=(X 12·X 13)/(X 12+X 13)=0.468/2=0.234

电抗7、10并联电抗合并X 16=(X 7·X 10)/(X 7+X 10)=-0.004/2=-0.002

4）电抗11、14串联电抗合并X 17= X 11+X 14=0.539+0.089=0.628

5）星形→三角形，621.0234

.0628.0002.0002.0628.0151716171618=?--=++=X X X X X X 231.0628.0234.0002.0002.0234.0171615161519=?--=+

+=X X X X X X （3）求计算电抗

水电厂G 1对k 点转移电抗为X 18，水电厂G 2、G 3对k 点转移电抗为X 19，则，

水电厂G 1对k 点计算电抗为X ca = X 18(S G /S d )=0.621×(55/100)=0.342

水电厂G 2、G 3对k 点计算电抗为X ca = X 19(S G /S d )=0.231×(110/100)=0.254

（4）求K 点三相短路时短路点的I "、i sh 、I ∞

1）水电厂G 1对k 点次暂态短路电流标么值I *"：根据X ca =0.342，查t=0时曲线，得I *"=3.26 水电厂G 1对k 点稳态短路电流标么值I ∞*：根据X ca =0.342，查t=4时曲线，得I ∞*=2.82 基准电流I d =55/(√3×115)=0.276 kA ；

水电厂G 1对k 点次暂态短路电流有名值I "=I d ·I *"=0.276×3.26=0.900kA

水电厂G 1对k 点稳态短路电流有名值I ∞=I d ·I ∞*=0.276×2.82=0.778 kA

2）水电厂G 2、G 3对k 点次暂态短路电流标么值I *"：根据X ca =0.254，查t=0时曲线，得I *"=4.36

水电厂G 2、G 3对k 点稳态短路电流标么值I ∞*：根据X ca =0.254，查t=4时曲线，得I ∞*=3.16

基准电流I d =110/(√3×115)=0.552 kA ；

水电厂G 2、G 3对k 点次暂态短路电流有名值I "=I d ·I *"=0.552×4.36=2.407kA

水电厂G 2、G 3对k 点稳态短路电流有名值I "=I d ·I ∞*=0.552×3.16=1.744kA

3）k 点次暂态短路电流有名值I "=0.900+2.407=3.307 kA

k 点冲击短路电流i sh =√2K sh I "，变压器后短路时K sh =1.85，则，

i sh =√2×1.85×3.307=8.664 kA

k 点稳态短路电流有名值I ∞=0.778+1.744=2.522 kA

11．如图2-45所示电力系统，已知K 1短路时短路点的I "＝2.51kA ，求K 2点三相短路时短路点的I "。

图2-45 第11题计算用图 图2-11-1 等值电路图

图2-11-2

等值电路化简 答：

（1）网络化简

1）画等值电路图，各电抗按顺序编号，如图2-11-1。

2）电抗1、2串联电抗合并为X 3，如图2-11-2。

（2）参数计算

1）各元件参数：

取S d =500MVA ，U d =U av

系统及双回路线电抗X 1：

基准电流I d =S d /(√3·U d )=500/(√3×115)=2.51kA

已知K 1短路时短路点的I "＝2.51kA ，则X 1= I d /I "=1

变压器：X 2= (U d %/100)·S d /S N =(10.5/100)×500/30=1.75

2）电抗1、2串联电抗合并X 3= X 1+X 2=1+1.75=2.75

（3）K 2点三相短路时短路点的I "

K 2点三相短路时短路点的I *"=1/2.75

基准电流I d =S d /(√3·U d )=500/(√3×10.5)=27.5kA

K 2点三相短路时短路点的I "=27.5/2.75=10 kA

1

1

2

1.75

K 1

K 2

2 2.75 K 2

第三章导体的发热、电动力效应

1．引起导体和电器发热的原因是什么?

答：引起导体和电器发热的原因是：

（1）电阻损耗：由电阻引起，是损耗的主要形式；

（2）磁滞损耗：由交变磁场的作用引起，针对铁磁材料零配件；

（3）涡流损耗：由交变磁场的作用引起，磁性或非磁性导电材料零配件均有；

（4）介质损耗：由强电场的作用引起，针对绝缘材料。

2．导体和电器的发热有哪两种类型?各有什么特点?对导体和电器的工作可能造成什么影响?

答：（1）导体和电器的发热类型有：

1）长期发热状态。正常时，导体长期流过工作电流引起的发热；

特点：工作电流和发热是持续的，温度升高到某一值时，发热与散热将达到平衡。

2）短时发热状态。短路时，导体短时间流过短路电流引起的发热。

特点：①导体中流过短路电流数值大，但持续的时间很短，一般为零点几秒到几秒钟（断路器全开断时间）。

②导体的温度在短时间内上升很快，短路电流产生的热量几乎来不及向周围散热，可以看作绝热过程。

③导体温度变化很大，导体电阻值R、导体的比热容C不能看作常数，而是温度的函数。

（2）对导体和电器的工作可能造成的影响：①使导体材料的机械强度显著下降；②破坏接触连接部分的工作；③显著降低导体绝缘材料的绝缘强度。

3．为什么要规定导体和电器的发热允许温度?长期发热允许温度和短时发热允许温度是如何具体规定的?

答：（1）规定导体和电器的发热允许温度的原因：导体和电器的温度超过发热允许温度将引起很多不良后果。

1）降低机械强度。导体的温度超过一定允许值后，会导致导体材料退火，使机械强度显著下降。在短路电流产生的电动力作用下将引起导体变形，甚至使导体结构损坏。如铝和铜在温度分别超过100℃和150℃后，其抗拉强度急剧下降。

2）影响接触电阻。触头和连接部位由于温度过高，表面会强烈氧化并产生一层电阻率很高的氧化层薄膜，从而使接触电阻增加，导致温度进一步升高，形成恶性循环，直至烧红、松动甚至熔化。

3）降低绝缘强度。温度超过允许值时，绝缘材料将加速老化，丧失原有的机械性能和绝缘性能，甚至引起绝缘击穿、直至烧毁。

（2）长期发热允许温度和短时发热允许温度的具体规定。

1）长期发热允许温度的具体规定。采用螺栓连接时，电器设备正常工作温度不应超过70℃。计及太阳辐射影响时，钢芯铝铰线及管形导体，按不超过80℃考虑。导体的接触面处采用搪锡处理具有可靠的过渡覆盖层时，可按不超过85℃考虑。

2）短时发热允许温度的具体规定。硬铝及铝锰合金不超过200℃，硬铜不超过300℃。

4．导体和电器正常发热计算的目的是什么?满足怎样的条件可保证它们在正常运行时的发热温度不超过允许值?

答：（1）导体和电器正常发热计算的目的：根据电器及导体的工作和发热状况，计算可能达到的最高工作温度，选择合适的额定电流。

（2）保证在正常运行时，发热温度不超过允许值的条件是：额定电流小于允许载流量。

5．导体和电器短路时发热计算的目的是什么?满足怎样的条件可使它们在短路时保证是热稳定的?

答：（1）导体和电器短路时发热计算的目的：校验短路时发热的稳定。

（2）在短路时，保证是热稳定的条件是：当短路过程结束时的温度θk 不大于导体材料短时发热的最高允许温度θal ，即

θk ≤θal

则认为该导体在此短路条件下是热稳定的。 或者，导体短时热稳定条件是：截面大于最小截面k f Q K C S 1min =

，

（k Q ---短路电流热效应值）

电器的短时热稳定条件是：t I Q t k 2≤ （t I ——t 秒内允许通过的短时热电流(或短时耐受电流)。）

6．如何计算短路电流周期分量和非周期分量的热效应? 答：短路电流周期分量的热效应的计算：]10)[(12225.02t t k p I I I t Q ++''=

短路电流非周期分量的热效应的计算：2)(I T Q a np ''=

7．导体的允许载流量是如何确定的?有哪些措施能提高导体的允许载流量? 答：导体的允许载流量：R A R

A I al al al )(0θθατα-== （al θ---长期发热最高允许温度；al τ----允许温升；0θ----导体或电器实际温度）

为了提高导体的载流能力，可采取以下措施：

（1）导体材料宜采用电阻率小的材料，如铝、铝合金、铜等；

（2）提高导体的长期发热允许温度θal ；如铝导体接头螺栓连接时θal 为70℃，改为超声搪锡方法则可提高到85℃；

（3）提高导体的散热能力。导体的散热能力与导体的形状、布置方式及散热方式有关。

1）导体形状：散热表面积大为好。在相同截面积的条件下，扁矩形截面的周长大，故导体截面形状宜采用扁矩形或槽形，以获得较大的散热表面积。

2）布置方式：使散热效果最佳。矩形截面导体竖放比平放散热效果好；两半槽组成的槽形截面，立缝置于铅垂面比水平面的散热效果好。

3）散热方式：传导、对流和辐射。传导：置于液体介质中或由液体内冷的导体，主要是传导散热；对流：置于室外或采用强制通风的导体，主要是对流散热；辐射：由温度高的物体向周围的自然散热过程。置于室内空气中的导体，辐射和对流是它的主要散热方式。由于油漆的辐射系数较大，所以室内硬母线都涂上油漆：A 相-黄色、B 相-绿色、C 相-红色。这样除了加强散热，还便于相序的识别。

8．电动力对导体和电器的运行有哪些危害?

答：正常工作时，电流不是很大，电动力也不大，短路时电动力很大，产生的危害也很大：

（1）由于电动力作用，电器产生振动；

（2）载流导体变形，损坏载流部件或损坏绝缘部件

（3）电磁绕组变形，损坏电器设备，如变压器绕组。

9．三相同平面布置的平行导体短路时，哪一相受到的电动力最大?其数值应如何计算? 答：当三相母线安装于同一平面时，中间相母线所受的电动力最大（约比边相母线受力大7％）。在三相短路冲击电流作用下，中间相母线所受的最大电动力为

a

L i K F sh x 2173.0=（N ） 式中：i sh ——三相短路冲击电流，kA ；

L ——两支持绝缘子之间的一段母线长度，称为跨距，m ；

a ——相邻两相导体的中心距离，m 。

10．硬母线的动稳定条件是什么?若校验时动稳定条件不能被满足，可采取哪些措施加以解决?

答：硬母线满足动稳定的条件是：

δ?≤δal

式中：δal ——母线材料的允许应力，Pa 。

δ?——母线受到的最大相间应力。

若计算结果是δ?>δal ，则必须设法减小δ?。办法是减小绝缘子跨距，令δ?＝δal ，得

)m ( 6.71173.010102max Wa i i a

W f W L al sh sh al al δδδ?=== 式中：i sh ——冲击短路电流，kA ；

a ——母线相间距离，m ；

W ——母线截面形状系数，m 3。

为避免水平放置的矩形母线因本身重量而过分弯曲，要求绝缘子跨距不得超过1.5～2.0m 。绝缘子跨距一般等于配电装置间隔的宽度。

11．大电流母线为什么常用全连式分相封闭母线?

答：因为大电流母线常用的全连式分相封闭母线具有下列优点：

（1）运行可靠性高。母线被封装在里面，避免了外界自然环境对母线及其绝缘子的粉尘污染，消除了母线相间短路的可能性。

（2）可有效地减小母线及其附近短路时母线间的电动力。外壳与母线形成相当于1：1的空心变压器。由于外壳涡流和环流磁场对母线电流磁场的强烈去磁作用，使壳内磁场大为减弱，

有效地减小了短路时母线的电动力。

（3）可显著地减小母线附近钢构的发热。

（4）外壳多点接地，可保证人体触及时的安全。

（5）维护工作量较小。

（6）母线和外壳之间可兼作强迫冷却介质的通道，可大大提高母线的载流量。

12．何为母线共振?有何危害?有什么措施保证母线系统不发生共振?

答：（1）母线系统在外力的作用下要发生变形。当撤去外力后，母线系统要经历一个往复振动过程，才回到原来的平衡位置。这种振动称为自由振动，其频率称为母线系统的固有频率。若给母线系统一周期性的持续外力（如三相短路时的电动力），母线系统将发生强迫振动，如果周期性外力的频率等于母线系统的固有频率，母线系统将发生共振现象。

（2）母线系统发生共振时，振动的幅值特别大，可能超过母线系统的弹性限度，使母线的结构遭到破坏。

（3）为了避免母线系统可能发生的共振现象，可以直接求解不发生共振的绝缘子最大允许跨距：

εεi i r r L 84.0160

112max == 只要实际选用的绝缘子跨距L 小于最大允许跨距L max ，母线系统就不会发生共振。

13．采取何种措施可减小大电流母线附近的钢构件发热?

答：减少钢构损耗和发热的措施有以下几项：

（1）加大与载流导体的距离。当然这会受到许多限制。

（2）装屏蔽环。在钢构发热最严重处(即磁场强度最大处)套上短路环（铝或铜环），利用短路环中的感应电流起去磁作用。

（3）断开钢构的闭合回路，使其内不产生环流。

（4）采用非磁性材料代替钢构。

（5）采用分相封闭母线。

14．配电装置中的汇流母线为什么不按经济电流密度选择截面?

答：针对配电装置母线和引下线，以及持续电流较小、年利用小时数较低的其它回路导线按最大长期工作电流选择。原因是正常运行时其工作电流达不到最大长期工作电流，所以按最大长期工作电流选择满足长期热稳定条件就可以了。

15．按经济电流密度法选择的母线截面，是否还须按最大长期工作电流校核?

答：按经济电流密度法选择的母线截面，一般不须按最大长期工作电流校核。

第四章电气设备原理与选择

2．概述电弧产生和熄灭的物理过程。总结归纳各类断路器熄弧过程中采用了哪几种熄弧方法。

答：电弧可以分为形成和维持两个阶段。电弧的形成依赖于强电场发射及碰撞游离，电弧的维持主要依赖于热游离。

动静触头分离的瞬间，触头间距小，电场强度很大。阴极触头的电子在被强电场拉出触头表面，这种现象叫强电场发射。电子加速向阳极运动，与气体的中性质子碰撞，电子动能足够大时，中性质子分离为带负电的电子和带正电的正离子，这种现象叫做碰撞游离。

随着电子增加，触头间空间被击穿，及形成了电弧，产生高温强化分子热运动电子和正离子产量增加，并在电场力作用下反向运动。运动中自由电子和正离子可能复合，减少自由电子，叫做去游离过程。游离和去游离同时存在，两者动态平衡时，则电弧稳定燃烧。如果游离过程大于去游离过程，电弧燃烧加剧；如果游离过程小于去游离过程，则电弧燃烧趋弱，直至熄灭。

熄弧的基本方法：1.用液体或气体吹弧 2.利用真空灭弧 3.利用特殊介质灭弧

4.采用多断口熄弧

5.快速拉长电弧

6.用特殊金属材料作触头

3．断路器的选择有哪些项目?最重要的是哪项?

答：

断路器的选择项目包括：1.型式 2.额定电压 3.额定电流 4.校验开断能力

5.校验动稳定

6.校验热稳定

4．真空断路器有什么优点?如何使动触头能够移动而又不破坏灭弧室的高真空?

答：

真空断路器具有触头开距短，熄弧快，体积小，重量轻，无爆炸危险，无污染等优点

真空灭弧室是断路器的关键部分，要求具有良好密封性，所有的灭弧零件都装在一个玻璃罩内，罩的一端是封死的静触头，另外一端动触头及活动导电杆则固定于金属波纹管的上端。这样靠波纹管的伸缩即可完成分，合闸动作，而又不破坏密封。

5．电压互感器二次侧不允许短路，电流互感器二次侧不允许开路，为什么?如何防止?

答：电流互感器正常运行时基本处于短路状态，其二次绕组绝对不允许开路运行。否则二次侧电流为零，一次侧电流全部转化为激磁电流，导致铁芯饱和，其磁通变为平顶波，则二次绕组中感应电势很高，二次端子处将出现很高的电压，危及设备及人身安全

电压互感器二次侧如果短路将造成电压互感器电流急剧增大过负荷而损坏，并且绝缘击穿使高压串至二次侧，影响人身安全和设备安全。

无论是电流互感器还是电压互感器都要求二次侧有一点可靠的接地，以防止万一互感器绝缘损坏，高电压会窜入二次回路危及二次设备和人身安全。

6．用在大接地电流系统中的电压互感器附加二次绕组的额定电压为100V ；而用在小接地电流系统中则为100V ／3，为什么?开口三角绕组有什么用途?

答：

（1）开口三角绕组的作用：用于取得零序电压。单相接地时，开口三角形绕组输出100V 。

（2）大接地电流系统中，发生单相接地时，故障相对地电压为0，非故障相对地电压不变。

设C 相接地，则0 =k

C U ，开口三角形绕组输出电压C B A U U U U -=+=03，要使输出等于100V ，则电压互感器附加二次绕组的额定电压为100V 。

小接地电流系统中，发生单相接地时，故障相对地电压为0，非故障相对地电压升高√3倍。

设C 相接地，则0 =k

C U ，开口三角形绕组输出电压： C

j j C B A U e e U U U U 3)(33150150k k 0-=+=+=??- 要使输出等于100V ，则电压互感器附加二次绕组的额定电压为100/3V 。

7．为什么互感器所带负荷超过额定容量其准确度就下降?

答：

在理想情况下，I1不变时I2亦不变，但实际上，当I1不变时，I2随二次负荷阻抗增大而减小，因而使励磁电流I0增大，误差也随之增大。这也是为什么电流互感器正常工作时最好接近于短路状态的原因。当二次侧阻抗超过其允许值时，互感器的准确等级就降低了很多。

8．一台电抗器型号为NKL10-400-5，另一台型号为NKL10-2000-8，哪一台电抗器的电抗值大?请计算出来。

答：

9．为什么发电厂发电机电压母线上的出线要装电抗器?

答：

1. 加装出线电抗器将短路电流限制到轻型开关能够可靠开断的范围内，在经济上是合理

的，否则可能出现价格昂贵的重型开关。

2. 母线分段电抗器也限制了短路电流，使流经分段开关和回流母线的短路电流减少了，

对他们的动稳定和热稳定更为有利。

3. 出现电抗器后短路时，母线残压仍较高，有利于发电厂厂用电动机的自启动。

10．什么叫限流式熔断器?其内部结构是什么样的?

答：

有些熔断器内装有石英砂，短路时熔丝融化后深入石英砂狭缝迅速冷却，使电弧熄灭非常迅速，在短路电流尚未达到其最大值之前就能熔断并灭弧，这种熔断器成为限流式熔断器

第五章电气主接线

1．请按可靠性从高到低的顺序列出各种电气主接线的名称。

答：

汇流母线接线有：双母线（变压器---母线接线、3/2台断路器双母线、双母线带旁路、双母线分段、简单双母线）；单母线（单母线带旁路、单母线分段、简单单母线）。

外桥接线、内桥接线）；角形接线。

2．主母线作用是什么?旁路母线作用是什么?可否由旁路母线代替主母线工作?

答：主母线：在发电厂和变电站的各级电压配电装置中，将发电机、变压器等大型电气设备与各种电器装置连接的导体。作用是汇集、分配和传送电能。

旁路母线：断路器经过长期运行或者断开一定次数的短路电之后，其机械性能和灭弧性能都会下降，必须进行检修以恢复其性能。一般情况下，该回路必须停电才能检修，设置旁路母线的母的就是可以不停电地检修任一台出线断路器。

不能由旁路母线代替主母线工作

3．隔离开关可以进行哪些操作?操作时应注意什么?在什么情况下可以进行等电位操作?

答：（1）隔离电压；接通或断开很小的电流；与断路器配合或单独完成倒闸操作。

（2）①先合上隔离开关，后合上断路器；②先拉开断路器，后拉开隔离开关；③对于断路器两端的隔离开关：线路送电时，先合上电源侧的隔离开关，后合上负荷侧的隔离开关；线路停电时，先拉开负荷侧的隔离开关，后拉开电源侧的隔离开关

旁路母线在检修断路器时可以进行等电位操作。

4．在单母线带旁路母线的条件下，列出不停电检修某一出线断路器的操作步骤。

答：（1）合上旁路断路器两侧的隔离开关QS5、QS4。（2）合上旁路断路器QF，对旁路母线充电检查（如旁路母线存在短路则旁路断路器会自动断开）。（3）如旁路母线充电正常，

合上该出线的旁路隔离开关QS。（4）断开欲检修的断路器

QF1。（5）断开两侧的隔离开关QS2和QS1

5．内桥接线和外桥接线各有何优缺点?水电厂发电机承

担调峰任务，如用桥式接线用哪一种为宜?

答：内桥：适于当输电线路较长，故障机会较多，而变

压器又不需经常切换时的情况。

外桥：适于线路较短，且变压器又因经济运行的要求在负荷小时需使一台主变退出运行时以及当系统在本站高压侧有“穿越功率”时的情况。

内、外桥都有以下优点：高压电气少，布置简单，造价低，经适当布置可较容易地过渡成单母线段或双母线接线。缺点：可靠性不是太高，切换操作比较麻烦。

[[ 内桥接线

优点：简单经济，方便灵活，检修桥断路器时不必全部停电

缺点：当高压侧有穿越功率时，不能采用

适用：输电线路较长，故障机会较多，变压器不需经常切换

外桥接线

优点：高压电器少，布置简单

适用：线路较短，且变压器在负荷小时需一台主变退出运行

水电厂：外桥接线，因担任调峰任务，变压器需经常切换

]]

6．为什么对短路电流要采取措施加以限制?有哪几种限制短路电流的方法?分裂电抗器和分裂绕组变压器各有什么优缺点?

答：（1）在大容量发电厂中，当发电机并联运行于发电机电压母线时，其短路电流可能高达十几万甚至几十万安培，这将使母线、断路器等一次设备遭受到严重冲击。为了安全，必须加大设备型号，而无法采用价格便宜的轻型开关电器和较小截面的导线，这不仅会使投资大为增加，甚至会因短路电流太大而无法选到合乎要求的设备。因此····

（2）A.选择适当的主接线形式和运行方式：①发电机组采用单元接线；②环形电网开环运行；③并联运行的变压器分开运行。B.装置限流电抗器：①在发电机电压母线上装设分断电抗器；②在发电机电压电缆出线上装设出线电抗器；③装设分裂电抗器。④采用低压绕组分裂变压器。

7．自耦变压器有何优缺点?

答：优点：消耗材料省、体积小、重量轻、造价低，功率损耗低，输电效率高；可以扩大变压器的制造容量，便于运输和安装。在220kV及以上降压变电所中应用很广泛缺点：升压结构的自耦变压器由于漏磁较大不适于由低压侧和高压侧同时向中压测输送功率。自耦变压器的中性点必须直接接地（或经过小电抗接地），因为当高压电网内发生单相接地故障时在其中压侧绕组上出现过电压。

使电力系统短路电流增加；造成调压上的一些困难；使绕组的过电压保护复杂；使继电保护复杂。

10．电气主接线方案如何进行经济比较?什么叫静态比较法?什么叫动态比较法?如何理解资金的时间效益?

答：电气主接线的技术比较，主要是比较各方案的供电可靠性和运行灵活性。经济比较包括：计算综合投资；计算年运行费；各方案的综合比较。

静态比较法：不考虑资金的时间效益，认为资金与时间无关，是静态的。分为抵偿年限法和年计算费用法

动态比较法：采用“最小年费用法”进行方案的动态比较。将参加比较的诸方案计算期内的全部支出费用折算到某一年，然后计算同一时期内的等年值费用即年费用后进行比较，年费用低的方案即为经济最优方案。

华北电力大学《发电厂电气部分》习题总结答案

《发电厂电气部分》复习 第一章能源和发电 1、火、水、核等发电厂的分类 火电厂的分类： （1）按燃料分：燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，利用垃圾和工业废料作为燃料的发电厂。 （2）按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂。 （3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。 （4）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂 （5）按发电厂总装机容量的多少分：小容量发电厂，中容量发电厂，大中容量发电厂，大容量发电厂。 水力发电厂的分类： （1）按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。 （2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。 核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。 2、抽水蓄能电厂的作用 调峰，填谷，备用，调频，调相。 3、发展联合电力的效益 （1）各系统间电负荷的错峰效益。 （2）提高供电可靠性、减少系统备用容量。 （3）有利于安装单机容量较大的机组。 （4）进行电力系统的经济调度。 （5）调峰能力互相支援。 4、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14 火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。 能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。 5、水力发电厂的基本生产过程

《发电厂电气部分》第一次作业答案

《发电厂电气部分》第一次 作业答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

《发电厂电气部分》第一次作业答案 一、单项选择题。本大题共38个小题，每小题 2.0 分，共76.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.隔离开关的用途之一是（） ( C ) A.切断负荷电流 B.切断短路电流 C.拉合小电流回路 D.拉合大电流回路 2.双母线接线采用双母线同时运行时，具有单母线分段接线的特点（） ( D ) A.因此，双母线接线与单母线与单母线分段接线是等效的 B.但单母线分段接线具有更大的运行灵活性 C.并且两者的设备数量一样 D.但双母线接线具有更大的运行灵活性 3.如果要求任一组母线发生短路故障均不会影响各支路供电，则应选用 （） ( C ) A.双母线接线 B.双母线分段带旁路接线 C.二分之三接线 D.多角形接线 4.热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导体和绝缘部分不因短路电流 的热效应使其温度超过它的（） ( C ) A.长期工作时的最高允许温度 B.长期工作时的最高允许温升 C.短路时的最高允许温度 D.短路时的最高允许温升 5.水平方向布置的三相平行导体在发生三相短路时，最大电动力出现在 （） ( A ) A.B相 B.C相 C.A相 D.边相 6.少油式断路器中油的用途是（） ( B ) A.绝缘 B.灭弧 C.冷却 D.隔离 7.在降压变电所低压母线侧发生短路，母线分列运行比母线并列运行时， 其短路电流要（） ( B ) A.大

B.小 C.一样 D.可大可小 8.发电厂的厂用电备用方式，采用明备用方式与暗备用方式相比，厂用工 作变压器的容量（） ( B ) A.增大 B.减小 C.一样 D.不确定 9.发电机引出线导体截面积选择是按（） ( B ) A.长期发热允许电流 B.经济电流密度 C.热稳定 D.动稳定 10.配电装置的母线截面积选择是按（） ( A ) A.长期发热允许电流 B.经济电流密度 C.热稳定 D.动稳定 11.矩形截面导体竖放比平放散热效果（） ( A ) A.好 B.差 C.一样 D.可好可差 12.大型火力发电厂厂用电系统接线形式通常采用（） ( C ) A.单母线 B.双母线 C.单母线分段 D.双母线分段 13.加装旁路母线的唯一目的是（） ( D ) A.检修变压器不停电 B.检修线路不停电 C.检修母线不停电 D.检修出线断路器不停电 14.第一台电抗器的型号是NKL-10-500-3，第二台电抗器的型号是NKL-10- 300-5，哪一台电抗器的限流好（） ( B ) A.第一台 B.第二台

发电厂电气部分练习题

发电厂电气部分 填空 1．按输出能源分,火电厂分为凝汽式电厂和。答：热电厂变为的工厂，称为发电厂。答：电能 3.水电厂可分为、引水式水电厂和混合式水电厂。答：堤坝式水电厂 4.核电厂的系统由核岛和组成。答：常规岛 5. 自然界中现成存在，可直接取得和利用而又改变其基本形态的能源称为。 答：一次能源 6. 由一次能源经加工转换的另一种形态的能源。答：二次能源 7.火力发电厂的能量转换过程为。答：燃料的化学能→热能→机械能→电能 8. 水力发电厂的能量转换过程为。答：水的位能→动能→机械能→电能 9.水电站所用的发电机为。答：水轮发电机 10.火力发电厂所用的发电机为。答：汽轮发电机 12.既可以是电力用户，又可以是发电厂的是电厂。答：抽水蓄能电厂 13. 是变换和分配电能的设备。答：变压器 14. 可将高电压变为低电压。答：电压互感器 15. 是限制短路电流的设备。答：电抗器 16.通常把生产、变换、输送、分配和使用电能是设备称为。答：一次设备 17.对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、件事和保护的设备称为。 答：二次设备18. 由一次设备，如：发电机、变压器、断路器等按预期生产流程所连成的电路，称为。 答：一次电路或电气主接线19．在对称三相电路中仅画出其中一相设备的连接用来表示三相电路的电路图称为_________。答：单线图20．发电厂或变电所中的___________按照设计要求连接而构成的电路称为电气主接线。 答：各种一次设备21. 根据电气主接线的要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组成的整体即为_________。答：配电装置。 22.能接通正常工作电流，断开故障电流和工作电流的开关电器是_________。答：断路器 23.电气主接线中应用最多的开关电器是_________。答：隔离开关 24. _________起汇集和分配电能的作用。答：母线 25.在多角形接线中，检修一台断路器时，多角形接线变成___________，可靠性降低。 答：开环运行 26.发电厂和变电所的电气主接线必须满足__________、灵活性和经济性。答：可靠性 27.我国一般对35kV及以下电压电力系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地，称为_________。答：小电流接地系统28.我国一般对110kV及以下电压电力系统采用中性点直接接地，称为_________。 答：大电流接地系统29．旁路母线的作用是____________。答：可代替线路断路器工作

姚春球版《发电厂电气部分》习题及参考答案

姚春球编《发电厂电气部分》教材 计算题参考答案 第二章 P62 15. 0266.00=R Ω，14.1=s K ，3 1003.0-?=R Ω／m ，18.0==r c F F m 2 /m ，05.46=c Q W/m ，04.58=r Q W/m ，7.1862=I A 。 16. 1.1=k t s ，78.699==p k Q Q (kA)2 ·s ，16 1048.0?=i A J/（Ω·m 4 ），161055.0?=f A J/（Ω·m 4 ），f θ=75℃<200℃，满足热稳定。 17. 6 1067.1-?=J m 4 ，8.17=m kg/m ，1602.3661>=f H Z ，β=1，86.4942max =F N 。 18. 8625==w w I I & A ，0703.0=s T s ，ο &4.1778616j s e I -==A ，ο &4.87390j r e I -=A 。 19. 开断各种短路故障，工频恢复电压有效值、工频恢复电压最大值、恢复电压最大值分别为： 开断单相接地短路： )(01.127kV ， )(62.179kV ， )(43.269kV ； 开断三相不接地短路，首先开断相： )(52.190kV ， )(43.269kV ， )(145.404kV ； 开断三相接地短路，首先开断相： )(12.165kV ， )(51.233kV ，)(27.350kV 。 开断两相短路，首先开断相： )(12.165kV ， )(48.233kV ，)(21.350kV 第四章 P186 12. 2台主变，110kV 侧初期采用内桥接线，终期发展为单母线分段接线；10kV 侧采用单母线分段 接线。主接线图（略）。max max 7.0S S ='=，可选择SF7-16000/110变压器。 13.需设10kV 发电机电压母线， 2×50MW 发电机接于10kV 母线上，且采用工作母线分段的双母线（双母三分段），母线分段及各电缆馈线均装设普通电抗器，母线上设2台主变T1、T2与220kV 系统联系； 200MW 发电机采用发电机-双绕组变单元接线，直接接于220kV 母线，采用可靠性高的SF 6断路器及双母线接线（当采用其他型式断路器时，则采用双母线带旁路接线）。主接线图（略）。 T1、T2，三种情况计算结果为： N S ≈ MVA 、 MVA 、 MVA ，可选择SFP 7－50000/220变压器。T3选择：N S ≈ MVA ，可选择SFP 7－240000/220变压器。 14. 47.1947=I AC 万元， 61.1858=II AC 万元，第二方案为最优方案。 第五章 P224 12.选择计算如下表 13.0825.0*=t x ，847.01*=U >80%，给水泵能正常启动。 14.088.0*=t x ，728.01*=U >65%，满足自启动。 15.高压厂用母线电压校验：1045.0*=t x ，%6579.01*>=U ；对最大负荷的低压厂

姚春球版《发电厂电气部分》计算题及参考答案

第二章导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理 1.发热对导体和电器有何不良影响？ 答：机械强度下降、接触电阻增加、绝缘性能下降。 2.导体的长期发热和短时发热各有何特点？ 答：长期发热是指正常工作电流长期通过引起的发热。长期发热的热量，一部分散到周围介质中去，一部分使导体的温度升高。 短时发热是指短路电流通过时引起的发热。虽然短路的时间不长，但短路的电流很大，发热量很大，而且来不及散到周围的介质中去，使导体的温度迅速升高。 ~~~~热量传递的基本形式：对流、辐射和导热。对流：自然对流换热河强迫对流换热 3.导体的长期允许载流量与哪些因素有关？提高长期允许载流量应采取哪些措施？ 答：I=根号下(αFτω/R)，因此和导体的电阻R、导体的换热面F、换热系数α有关。 提高长期允许载流量，可以：减小导体电阻R、增大导体的换热面F、提高换热系数α。 4.计算导体短时发热度的目的是什么？如何计算？ 答：确定导体通过短路电流时的最高温度是否超过短时允许最高温度，若不超过，则称导体满足热稳定，否则就是不满足热稳定。 计算方法见笔记“如何求θf”。 6.电动力对导体和电器有何影响？计算电动力的目的是什么？ 答：导体通过电流时，相互之间的作用力称为电动力。正常工作所产生的电动力不大，但是短路冲击电流所产生的电动力可达很大的数值，可能导致导体或电器发生变形或损坏。导体或电器必须能承受这一作用力，才能可靠的工作。 进行电动力计算的目的，是为了校验导体或电器实际所受到的电动力是否超过期允许应力，以便选择适当强度的电器设备。这种校验称为动稳定校验。 7.布置在同一平面中的三相导体，最大电动力发生在哪一相上？试简要分析。 答：布置在同一平面中的三相导体，最大电动力发生在中间的那一相上。具体见笔记本章第五节。 8.导体动态应力系数的含义是什么？什么情况下才需考虑动态应力？ 答：导体动态应力系数β用来考虑震动的影响、β表示动态应力与静态应力之比，以此来求得实际动态过程的最大电动力。 配电装置的硬导体及其支架都具有质量和弹性，组成一个弹性系统，在两个绝缘子之间的硬导体可当作两端固定的弹性梁，这种情况下就需要考虑动态应力。 9.大电流母线为什么广泛采用全连式分相封闭母线？ 答：防止相间短路；屏蔽磁场、减小干扰和对附近钢构的影响；减小相间电动力；不用安装昂贵的机组断路器。 10.何谓碰撞游离、热游离、去游离？他们在电弧的形成和熄灭过程中起何作用？ 答：碰撞游离即电场游离：在电场作用下，带电粒子被加速到一定能量，碰撞前面的中性质点，形成新的带电粒子，连锁发生的结果，使间隙中带电粒子增多。 热游离：由于电弧的高温，中性质点自动离解成自由电子和正离子的现象。 去游离：使带电质点减少的过程，称为去游离过程。 碰撞游离进行的结果，使触头间充满自由电子和正离子，具有很大的电导。 热游离的作用是维持电弧的稳定燃烧。

发电厂电气部分习题及答案

发电厂电气部分习题集 发电厂电气部分 习题集 目录 第一章能源和发电 (1) 第二章发电、变电和输电的电气部分 (2) 第三章导体的发热与电动力 (3) 第四章电气主接线 (4) 第五章厂用电 (5) 第六章导体和电气设备的原理与选择 (6) 第七章配电装置 (7) 第八章发电厂和变电站的控制与信号 (8)

第一章能源和发电 1-1 人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。 1-2 能源分类方法有哪些？电能的特点及其在国民经济中的地位和作用？1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 1-5 抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能？ 1-6 核能发电厂的电能生产过程及其特点？

第二章发电、变电和输电的电气部分 2-1 哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？其功能是什么？ 2-2 简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 2-3 简述600MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 2-4 影响输电电压等级发展因素有哪些？ 2-5 简述交流500kV变电站主接线形式及其特点。 2-6 并联高压电抗器有哪些作用？抽能并联高压电抗器与并联高压电抗器有何异同？2-7 简述6kV抽能系统的功能及其组成。 2-8 简述串联电容器补偿的功能及其电气接线。 2-9 简述高压直流输电的基本原理。 2-10 简述换流站的电气接线及主要设备的功能。 2-11 简述高压直流输电的优点和缺点各有哪些？ 2-12 简述高压直流输电系统的主接线及其运行方式。

第三章导体的发热和电动力 3-1 研究导体和电气设备的发热有何意义？长期发热和短时发热各有何特点？ 3-2 为什么要规定导体和电气设备的发热允许温度？短时发热允许温度和长期发热允许温度是否相同，为什么？ 3-3 导体长期发热允许电流是根据什么确定的？提高允许电流应采取哪些措施？ 3-4 为什么要计算导体短时发热最高温度？如何计算？ 3-5 等值时间的意义是什么等值时间法适用于什么情况？ 3-6 用实用计算法和等值时间法计算短路电流周期分量热效应，各有何特点？ 3-7 电动力对导体和电气设备的运行有何影响？ 3-8 三相平行导体发生三相短路时最大电动力出现在哪一相上，试加以解释。 3-9 导体的动态应力系数的含义是什么，在什么情况下，才考虑动态应力？ 3-10 大电流母线为什么常采用分相封闭母线？分相封闭母线的外壳有何作用？ 3-11 怎样才能减少大电流母线附近钢构的发热？ 3-12 设发电机容量为10万kW，发电机回路最大持续工作电流I max=6791A，最大负荷利用小时数T max = 5200h，三相导体水平布置，相间距离a = 0.70m，发电机出线上短路时间t k = 0.2s，短路电流I''= 36.0kA，I tk/2 = 28.0kA，I tk = 24.0kA，周围环境温度+35℃。试选择发电机引出导线。

发电厂电气部分模拟考试试题和答案(全)

发电厂电气部分模拟考试试题与答案（全） 一、填空题（每题2分，共40分） 1. 火力发电厂的能量转换过程是化学能――热能――机械能――电能 2. 电流互感器正常运行时二次侧不允许开路。 3. 导体热量的耗散有对流辐射导热、三种形式。 4. 按输出能源分,火电厂分为热电厂和凝汽式电厂。 5. 在进行矩形硬导体的动稳定校验时，当每相为单条矩形时，工程计算目的是已知材料 允许应力确定绝缘子最大允许跨距；当每相为多条矩形时，工程计算目的是已知材料应力和绝缘子跨距确定最大允许衬垫跨距。 6. 根据运行状态，自启动可分为失压自启动空载自启动.带负荷自启动三类。 7. 发电厂的厂用电备用方式，采用暗备用方式与明备用方式相比，厂用工作变压器的容量增大。 } （填增大或减小） 8．加装旁路母线的唯一目的是不停电检修出线断路器。 9．厂用供电电源包括工作电源启动和备用电源事故保安电源。 二、单项选择题（每题2分，共20分）1. 电源支路将电能送至母线，引出线从母线得到电能。因此,母线起到 汇集和分配电能的作用。 2. 目前世界上使用最多的是核电厂是__轻水堆___核电厂，即__压水堆__核电厂和__沸水堆__核电厂。 3. 通常把__生产___、_输送__、_分配__、__转化____和_使用电能__的设备，称为一次设备。 4. 隔离开关的作用是隔离电压、倒闸操作和分合小电流。 5. “F－C回路”是高压熔断器与高压接触器（真空或SF6接触器）的配合，被广泛用于200～600MW大型火电机组的厂用6kV高压系统。 ^ 6. 根据布置的型式，屋内配电装置通常可以分为单层式、、 二层式和三层式三种型式。 7. 当额定电压为110kV及以上时，电压互感器一次绕组与隔离开关之间不安装高压熔断器。这时，如果电压互感器高压侧发生短路故障，则由母线的继电保护装置动作切断高压系统的电源。 8. 有汇流母线的接线形式可概括地分为__单母线__和_双母线__两大类；无汇流母线的

发电厂电气部分第三版习题参考答案

第一章电力系统概述 1．何谓电力系统、动力系统及电力网? 答：电力系统是指由发电机、输配电线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的有机整体。 动力系统由电力系统再加上发电厂的动力部分（火电厂的锅炉、汽轮机、热力管网等；水电厂的水库、水轮机、压力管道等）构成。 电力网指在电力系统中，由各种不同电压等级的电力线路和变配电所构成的网络，简称电网。 2．联合成电力系统并不断扩大有什么优越性? 答：联合成电力系统并不断扩大的优越性有： （1）提高供电的可靠性； （2）减少系统中总备用容量的比重； （3）减少总用电负荷的峰值； （4）可以安装高效率的大容量机组； （5）可以水火互济节约能源改善电网调节性能； （6）可以提高电能质量。 3．何谓电力系统额定电压?我国电网和用电设备的额定电压有哪些等级? 答：额定电压指某一受电器（电动机、电灯等）、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益的电压。 我国电网和用电设备的额定电压等级有220V、380V、3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、154 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV、1000 kV。 4．电能的质量指标有哪几项?简要说明其内容。 答：电能的质量指标主要是频率、电压和波形三项。 （1）频率：对大型电力系统，频率的允许范围为50Hz±0.2Hz，对中小电力系统，频率的允许范围是50Hz±0.5Hz。 （2）我国规定用户处的电压容许变化范围是： 1）由35kV及以上电压供电的用户：±5％； 2）由10kV及以下电压供电的高压用户和低压电力用户：±7％； 3）低压照明用户：-10％～+5％。 （3）波形：电力系统供电电压或电流的标准波形是正弦波。 5．电力系统中性点有哪几种运行方式?各有什么优缺点?我国大体上用怎样的电压等级范围?

发电厂电气部分试卷汇总及答案(全)

发电厂电气部分试卷汇总及答案(全) 一、单项选择题1．根据对电气主接线的基本要求，设计电气主接线时首先要考虑() A．采用有母线的接线形式B．采用无母线的接线形式C．尽量降低投资、少占耕地D．保证必要的可靠性和电能质量要求2.电压互感器的一次额定电压应等于() A. 100或100/3伏B. 1003或×1003伏 C. 所在电网的额定电压D. 100或2×100伏 3.输电线路送电的正确操作顺序为() A.先合母线隔离开关，再合断路器，最后合线路隔离开关 B.先合断路器，再合母线隔离开关，最后合线路隔离开关 C.先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器 D.先合线路隔离开关，再合母线隔离开关，最后合断路器 4.线路隔离开关的线路侧，通常装有接地闸刀开关，其主要作用是当线路停电之

后，合入接地刀闸，将它作为()使用。 A.防雷接地 B.保护接地 C.工作接地 D.三相短路接地线 5.在110kV及以上的配电装置中，下述哪种条件下可采用多角形接线?() A.出线不多且发展规模不明确 B.出线不多但发展规模明确 C.出线多但发展规模不明确D.出线多且发展规模明确6三相导体短路的最大电动力不受()影响。 A.跨距 B.长期允许电流 C.相间距离D.三相短路时的冲击电流7.装设分段电抗器的作用是() A.限制母线回路中的短路电流 B.改善母线的电压质量 C.吸收多余的无功功率 D.改进用户的功率因数8.在交流电路中，弧电流过零值之后，电弧熄灭的条件是()。 A.弧隙恢复电压弧隙击穿电压 D.减少碰撞游离和热游离 9.对厂用I类负荷的供电方式是() A.一般一个电源供电 B.应两个独立电源供电，备用电源采用手动切换方式投入 C.应两个独立电源供电，一

第4版发电厂电气部分课后题答案

1-1简述火电厂的分类，其电能生产过程及其特点 答：火电厂的分类：1.按原动机分：凝汽式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂等。2.按燃料分：燃煤发电厂（煤炭），燃油发电厂（石油提取汽油，煤油，柴油后的渣油），燃气发电厂（天然气，煤气），余热发电厂（工业余热）还有利用垃圾和工业废料的发电厂。3.按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂（蒸汽压力3.92MPa， 温度450℃，电机功率小于25MW），高压发电厂（9.9MPa。540℃，100MW），超高压发电厂（13.83MPa,540/540℃，200MW）,亚临界压力发电厂（16.77MPa,540/540℃，300~1000MW），超临界压力发电厂（大于22.11MPa,550/550℃，机组功率600MW,800MW及以上），超超临界压力发电厂（26.25MPa，600/600℃，机组功率1000MW及以上）4.按输出源分：凝汽式汽轮机发电厂（只能向外供应电能，效率较低，只有30％~40％），热电厂（同时向外供应电能和热能的电厂，效率较高，60％~70％）火电厂的电能生产过程：1.燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统。2.锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，冲动机轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统。3.由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，将机械能变为电能，称为电气系统。（凝汽式火电厂电力生产过程） 特点：1.火电厂布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。2.火电厂的一次性建设投资少，单位容量的投资仅为同容量水电厂的一般左右，建造工期短，发电设备利用小时数较高。 3.火电厂耗煤量大。 4.火电厂动力设备繁多，发电组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多与水电厂，运行费用高。 5.燃煤发电机组由停机到开机并带满负荷需要几小时到十几小时，并附加耗用大量燃料。 6.火电厂担负调峰、调频或事故备用时，相应的事故增多，强迫停运率增高，厂用电率增高。 7.火电厂的各种排放物对环境污染较大。 1-2简述水电厂的分类，其电能生产过程及其特点 答：水电厂的分类：一：按集中落差的方式分：1.堤坝式水电厂（坝后式和河床式，，根据厂房位子）在落差较大的适宜地段拦河建坝，形成水库将水积蓄起来，抬高上游水位.2.引水式水电厂：在山区水流湍急的河道上，或河床坡度较陡的地方，由引水渠道造成水头，而且一般不需修坝或只低堰，适用于水头很高的情况。3.混合式水电厂：在适宜开发的河段拦

发电厂电气部分答案

1、哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？ 答：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等成为一次设备。其中对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称为二次设备。如仪用互感器、测量表记、继电保护及自动装置等。其主要功能是启停机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态，发生异常故障时及时处理等。 2、研究导体和电气设备的发热有何意义？长期发热和短时 发热有何特点？ 答：电气设备有电流通过时将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高。发热对电气设备的影响；使绝缘材料性能降低；使金属材料色机械强度下降；使导体接触部分电阻增强。导体短路时，虽然持续时间不长，但短路电流很大，发热量仍然很多。这些热量在短时间内不容易散出，于是导体的额温度迅速升高。同时，导体还受到电动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。长期发热，由正常工作电流产生的；短时发热，由故障时的短路电流产生的。 3、导体长期发热允许电流是根据什么确定的？提高允许电 流应采取哪些措施？ 答：是根据导体的稳定温升确定的，为了提高导体的在流量，宜采用电阻率小的材料，如铝和铝合金等。导体的形状，再同样截

面积的条件下，圆形导体的表面积较小，而矩形和槽型的表面积则较大。导体的布置应采用去散热效果最佳的方式，而矩形截面积导体的散热效果比平方的要好。 4、三相平行导体发生三相短路时最大电动力出现在哪一相 上，试加以解释。 三相平行导体发生三相断路时最大电动力出现在B相上，因三相短路时B相冲击电流最大。 5、导体的动态应力系数的含义是什么，在什么情况下，才考 虑动态应力？ 答：动态应力系数β为动态应力与静态应力之比值。导体发生振动时，在导体内部会产生动态应力。对于动态应力的考虑，一般是采用修正静态计算法，即在最大电动力上乘以动态应力系数β，以求得实际动态过程中动态应力的最大值。 6、隔离开关与断路器主要区别是什么？运行中，对它们的操作过程应遵循哪些重要原则？ 答：断路器开合电路的专用灭弧设置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用老作为接通或切断电路的控制电器。而隔离开关没有灭弧设置，其开合电流作用极低，只能用做设备停用后退出工作时断开电流。 7、主母线和旁路母线各起什么作用？设置专用旁路断路器和以母联断路器或分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修处线路断路器时，如何操作？

发电厂电气部分习题解答

第6章导体和电气设备的原理与选择 6-1什么是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？ 答：演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr和相应断路器的全开断时间t br之和，而t br是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。 6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？ 答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。电弧形成过程：⑴电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射；⑵弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离。电弧的熄灭关键是去游离的作用，去游离方式有２种：复合：正负离子相互吸引，彼此中和；扩散：弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关：⑴电弧温度；⑵电场强度；⑶气体介质的压力；⑷介质特性；⑸电极材料。 6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？ 答：有以下几种灭弧方式： 1）利用灭弧介质，如采用SF6气体；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却面复合；4）采用多段口熄弧；5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。 6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？ 答：弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。 弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。 弧隙电压恢复过程是指电弧电流自然过零后，电源施加于弧隙的电压，将从不大的电弧熄灭电压逐渐增长，一直恢复到电源电压的过程，这一过程中的弧隙电压称为恢复电压。电压恢复过程主要取决于系统电路的参数，即线路参数、负荷性质等，可能是周期性的或非周期性的变化过程。 6-5电流互感器常用的二次接线中，为什么不将三角形接线用于测量表计？

发电厂电气部分试题库-计算题教学提纲

发电厂电气部分试题 库-计算题

三、计算题 第三章 1．某电厂的高、低厂用母线电压分别为6kV 和0.38kV ，厂用高压备用变压器为分裂绕组有载调压型, 其参数如下：S Nh =40MVA ， S Nl =20MVA,U kh %=9.5, 低压厂用变压器参数为：S NL =1000KVA ，U KL %=10，高压厂用母线已带负荷5200KVA ，自启动电动机总功率为10360KW ；低压厂用母线自启动电动机总功率为500KW ，试问高、低压串接自启动时，低压电动机能否成功自启动？（高、低压电动机平均启动电流倍数为5，ηN cos φ=0.8） （解：1）厂用高压母线电压校验 高压厂用母线的合成负荷标幺值为：1 1 0*5103605200 cos 0.8 3.5020000 h Nh P K S S S ηα?++= == 高压厂用变压器电抗标幺值为：2*1 1%9.5200001.1 1.10.052510010040000 k N t N U S x S =? ?=??= 高压母线电压标幺值：*0*1 *1* 1.10.929(65%~70%)110.0525 3.50 t h U U x S = ==≥++? 2）低压厂用母线电压校验 低压厂用母线的合成负荷标幺值为：22*cos 55000.8 3.1251000 l Nl K P S S ηα?= == 低压厂用变压器电抗标幺值为：*2 %101.1 1.10.11100100 k t U x =? =?= 低压母线电压标幺值：*1*2 *2*0.9290.6955%110.11 3.125 t l U U x S = ==≥++? 高、低压串接自启动时，低压电动机能成功自启动。 满足要求。） 2．某电厂的高、低厂用母线电压分别为6KV 和380KV ，高压厂用备用变压器为双绕组有载调压型, 其参数如下：S Nh =20MVA,U kh %=9.5, 低压厂用变压器参数为：S NL =1000KVA ，U KL %=10，高压厂用母线已带负荷5200KVA ，自启动电动机总功率为10360KW ；低压厂用母线自启动电动机总功率为500KW ，试问高、低压串接自启动时，低压电动机能否成功自启动？（高、低压电动机平均启动电流倍数为5，ηN cos φ=0.8） （解：1）厂用高压母线电压校验

发电厂电气部分最全第六章习题解答

第6章导体和电气设备的原理与选择最全答案 6-1什么是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？ 答：演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr和相应断路器的全开断时间t br之和，而t br是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。 6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？ 答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。电弧形成过程：⑴电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射；⑵弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离。电弧的熄灭关键是去游离的作用，去游离方式有２种：复合：正负离子相互吸引，彼此中和；扩散：弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关：⑴电弧温度；⑵电场强度；⑶气体介质的压力；⑷介质特性；⑸电极材料。 6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？ 答：有以下几种灭弧方式： 1）利用灭弧介质，如采用SF6气体；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却面复合；4）采用多段口熄弧；5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。 6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？ 答：弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。 弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。 弧隙电压恢复过程是指电弧电流自然过零后，电源施加于弧隙的电压，将从不大的电弧熄灭电压逐渐增长，一直恢复到电源电压的过程，这一过程中的弧隙电压称为恢复电压。电压恢复过程主要取决于系统电路的参数，即线路参数、负荷性质等，可能是周期性的或非周期性的变化过程。 6-5电流互感器常用的二次接线中，为什么不将三角形接线用于测量表计？

《发电厂电气部分》含答案版

发电厂电气部分》复习 第一章能源和发电 1、火、水、核等发电厂的分类 依据一次能源的不同，发电厂可分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等。 火电厂的分类： （1）按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂。 （2）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂 （3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽-- 燃气轮轮机发电厂。 水力发电厂的分类： 按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。 （2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。 核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。

2、抽水蓄能电厂的作用 调峰，填谷，调频，调相，备用。 3、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14 火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。 能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。 4、水力发电厂的基本生产过程答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。 第二章发电、变电和输电的电气部分 1、一次设备、二次设备的概念 一次设备：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备 二次设备：对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称二次设

发电厂电气部分第四版课后习题答案第1章第7章

第一章能源和发电 1-1 人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。 答：第一、机械能。它包括固体一流体的动能，势能，弹性能及表面张力能等。其中动能和势能是大类最早认识的能量，称为宏观机械能。 第二、热能。它是有构成物体的微观原子及分子振动与运行的动能，其宏观表现为温度的高低，反映了物体原子及分子运行的强度。 第三、化学能。它是物质结构能的一种，即原子核外进行化学瓜是放出的能量，利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢，而这两种元素是煤、石油、天然气等燃料中最主要的可燃元素。 第四、辐射能。它是物质以电磁波形式发射的能量。如地球表面所接受的太阳能就是辐射能的一种。 第五、核能。这是蕴藏在原子核内的粒子间相互作用面释放的能。释放巨大核能的核反应有两种，邓核裂变应和核聚变反应。 第六、电能。它是与电子流动和积累有关的一种能量，通常是电池中的化学能而来的。或是通过发电机将机械能转换得到的；反之，电能也可以通过电灯转换为光能，通过电动机转换为机械能，从而显示出电做功的本领。 1-2 能源分类方法有哪些？电能的特点及其在国民经济中的地位和作用？ 答：一、按获得方法分为一次能源和二次能源；二、按被利用程度分为常规能源和新能源； 三、按能否再生分为可再生能源和非再生能源；四、按能源本身的性质分为含能体能源和过程性能源。 电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。 随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。电气化在某种程度上成为现代化的同义词。电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。 1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。 按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。 按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。 按输出能源分：凝气式发电厂；热电厂。 按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂；大中容量发电厂；大容量发电厂。 火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个生产过程分

发电厂电气部分试卷汇总及答案(全)

一、单项选择题1．根据对电气主接线的基本要求，设计电气主接线时首先要考虑( ) A．采用有母线的接线形式B．采用无母线的接线形式 C．尽量降低投资、少占耕地D．保证必要的可靠性和电能质量要求 2.电压互感器的一次额定电压应等于( ) A. 100或100/3伏 B. 1003或×1003伏 C. 所在电网的额定电压 D. 100或2×100伏 3.输电线路送电的正确操作顺序为( ) A.先合母线隔离开关，再合断路器，最后合线路隔离开关 B.先合断路器，再合母线隔离开关，最后合线路隔离开关 C.先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器 D.先合线路隔离开关，再合母线隔离开关，最后合断路器 4.线路隔离开关的线路侧，通常装有接地闸刀开关，其主要作用是当线路停电之后，合入接地刀闸，将它作为( )使用。 A.防雷接地 B.保护接地 C.工作接地 D.三相短路接地线 5.在110kV及以上的配电装置中，下述哪种条件下可采用多角形接线?( ) A.出线不多且发展规模不明确 B.出线不多但发展规模明确 C.出线多但发展规模不明确 D.出线多且发展规模明确 6三相导体短路的最大电动力不受( )影响。 A.跨距 B.长期允许电流 C.相间距离 D.三相短路时的冲击电流 7.装设分段电抗器的作用是( ) A.限制母线回路中的短路电流 B.改善母线的电压质量 C.吸收多余的无功功率 D.改进用户的功率因数 8.在交流电路中，弧电流过零值之后，电弧熄灭的条件是( )。 A.弧隙恢复电压<弧隙击穿电压 B.弧隙恢复电压=弧隙击穿电压 C.弧隙恢复电压>弧隙击穿电压 D.减少碰撞游离和热游离 9.对厂用I类负荷的供电方式是( ) A.一般由一个电源供电 B.应由两个独立电源供电，备用电源采用手动切换方式投入 C.应由两个独立电源供电，一个电源消失后，另一个电源要立即自动投入 D.在全厂停电时需要继续供电 10硬铝母线的短路时发热允许温度是( )℃。 A. 70 B. 98 C. 200 D. 300 11.为保证发电厂厂用低压单个或成组电动机可靠启动，要求厂用母线电压不低于额定电压的（） A.50 B.60% C.70% D.80% 12．由于发电厂厂用电一般采用可靠性高的成套配电装置，因而其高、低压母线应采用

发电厂电气部分模拟题与答案

发电厂电气部分模拟试题一

发 电 厂 电 气 部 分 模 拟 试 题 一 答 案 一、填空题（40分） 1. 导体的短时最高发热温度不超过导体材料的短时最高允许温度 2. B 相 271073.1sh i a L ?? ?- 3. 已知材料允许应力确定绝缘子最大允许跨距 已知材料应力和绝缘子跨距确定最大允许衬垫跨距 4．灭弧介质 5. 小 6. 在绝热状态下，导体温升达到稳定温升所需的时间 7. 减小 8、变电站、输电线路、用户 9．经济电流密度 长期发热运行电流 10. 好 11. 按炉分段 单母线分段 12. 弧隙电压恢复强度 弧隙介质恢复强度 弧隙介质恢复强度>弧隙电压恢复强度 二、选择题（12分） 1、C 2、D 3、C 4、C 三、按要求完成下面各题（48分） ① 计算发电机引出线的经济截面；（6分） A GN 14438.0105.103102005.1I 05.1I 36 max =???? ???????== （2 分）

根据Tmax = 3200h ，查得经济电流密度J = 1.06 (A/mm 2 ) （2 分） 则发电机引出线的经济截面为：1361 1.061443J S J ===N I （mm 2 ） （2 分） ② 若选用2×（80×8）的铝矩形母线且导体平放，计算其能否满足导体正常发热的要求；（6分） 按导体平放，查得2×（80×8）的铝矩形母线的 Ial=1858A ，Ks=1.27。 （2分） 计算温度修正系数966.0257028 70K ＝－－= θ， （2分） 则实际载流量为 1795 1858966.0K =?=?al I θ （2 分） 显然，Imax ＝1443 < 1795，可见能满足导体正常发热的要求 ③ 按②中所选导体计算短路前母线工作温度；（2分） C I I C al ο ο551795 1443)2870(28)(2 22282 max 0al 0i =?-+=? -+=θθθθ （2 分） ④ 按②中所选导体计算短路时最高工作温度；（12分） 短路切除时间 ) (3.02.01.0t t t ab pr k s =+=+= （2 分） 周期分量热效应为 ()() )(6.15020221028123.010"12Q 2 222222/2p s kA I I I t k k t t k ?=+?+?=+?+?= （2 分） 因为)(1)(3.0t k s s <=，查表得非周期分量等效时间 T = 0.2(s)，则非周期分量热效应 ) (8.156282.0"T Q 222np s kA I ?=??=＝ （2 分） 短路全电流热效应 ) (4.3078.1566.150Q Q Q 2np p k s kA ?=+=+= 由C ο 55i =θ查得)/(1045.0A 4 16 i m J ?Ω?= （2 分） 则16 2 616 2k i f 10468.0)008.008.02(104.3071045.0Q A A ?=???+?=+=∴S （2分） 查得导体短路时最高工作温度C ο 65f =θ （2 分） ⑤ 计算热稳定最小截面；（4分） 由C ο 55i =θ，查得93C = （2