2X100 4X300MW发电厂电气部分初步设计.doc
2X100+4X300MW发电厂电气部分初步设计
姓名：李耀珍
专业：电气工程及其自动化
内蒙古科技大学
摘要
此次设计的主要任务是2*100MW+4*300MW的地区性火电厂电气部分的初步设计。首先确定电气主接线方案，选择发电机、主变压器、联络变压器、厂用变压器和启/备变压器。用所选择的发电机与变压器的参数进行标幺值的计算；并做出可能发生各种短路的等值电路图，分别计算各电源对短路点的计算电抗，列出短路计算结果表；通过对各设备最大持续电流
I的计算，分别对断路器、
g
max
隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、熔断器、全连式分相封闭母线等设备进行选择，并通过短路计算结果中的各短路点值对所选的设备进行校验。通过对自动准同期装置的原理的学习，了解电力系统并网情况，实现系统并列运行，以提高系统的稳定、可靠运行及线路负荷的合理、经济分配。
关键词：电气主接线；短路计算；设备选择；自动准同期装置；发电机主保护；配电装置设计。
Abstract
The main assignment of the design is the initial plan of electric with regard to regional fossill —fule plant (2*100MW+4*300MW). To begin with ,we must ensure the project of electric main line .What more ,we select the capacity of generator ,we select generator,transformer,liasion transformer,transformer which used in the factory and enlighten spare transformer. We can carry out the short circuit calculation .The diagram of equivalent can be make out at the basic of transformer and generator data respectively. At last, we calculate the reactance which the point of short circuit to every power system and lay out the table of short circuit. Interrupter, disconnect switch, busbar, lighting arresters can be selected by way of the max g I calculation. We can check the install we choose via the result of short circuit. Know the movement situation of the protection.
Keywords: electric main line; short-circuit calculation; equipment choice; Automatic synchronized system; generator main protection; power distribution equipment.
符号说明
常用符号：
I --电流 n I --额定电流 B I —基值电流（KA ）
B U —基值电压（KV ） n U --额定电压（一次侧）
（KV ） 2n U --二次侧额定电压
（V ） g U —电网工作电压（KV ） U --电压 X --电抗 R --电阻 S --容量 P --负荷 W --能量
E —电势 B S --系统基准容量（MV A ） n S --变压器额定容量
专用符号
f I -- 励磁电流 ch I --短路电流冲击值（KA ）
m ax .g I --最大持续工作电流 ∞I --稳态三相短路电流
*
I ''--0S 短路电流周期分量(标幺值) I ''--0S 短路电流周期分量（有名值） br I --断路器的额定开断路器（KA ） max I --断路器极限通过电流峰值（KA ）
dt I --断路器实际开断时间t 秒的短路电流周期分量（KA ）
t I --断路器t 秒热稳定电流 S ''--短路容量（MV A ）
js X --支路计算电抗（标幺值） fs X --支路转移电抗（标幺值） dz t --短路电流发热等值时间（又称假象时间）
（S ） kd t --固有分闸时间（S ） C --热稳定系数
W --母线截面系数 J --经济电流密度
目录
引言 (1)
第一章电气主接线设计 (2)
1.1主接线的设计原则和要求 (2)
1.2电气主接线的设计步骤 (2)
1.2.1 大、中型发电厂及配电装置的接线要求 (3)
1.2.2 主接线的类型与使用范围 (4)
1.2.3 设计方案的介绍 (5)
1.2.3 主接线方案的评定 (6)
1.3发电机和主变压器的选择 (7)
1.3.1 发电机的选择 (7)
1.3.2 主变压器和联络变压器的选择 (8)
第二章厂用电设计 (10)
2.1厂用电的设计原则和基本要求 (10)
2.2本厂厂用电主接线设计 (10)
2.3厂用变压器的选择 (11)
第三章短路电流计算 (13)
3.1短路电流计算的目的 (13)
3.2短路电流计算的一般规定 (13)
3.3短路电流的计算步骤 (14)
3.4主接线及厂高压短路电流计算 (15)
3.4.1 发电机电抗标么值计算 (15)
3.4.2 变压器电抗标么值计算 (15)
3.4.3 发电厂电气一次部分各短路点短路电流计算 (17)
第四章电气设备的选择与校验 (30)
4.1电气设备选择的一般原则 (30)
4.2断路器的选择与校验 (31)
4.2.1 断路器的选择原则 (31)
4.2.2 断路器的选择与校验 (32)
4.3隔离开关的选择与校验 (35)
4.4接地开关的选择与校验 (37)
4.4.1 接地开关的选择原则 (37)
4.4.2 接地开关的选择与校验 (37)
4.5电压互感器的选择与校验 (38)
4.5.1 电压互感器的选择原则 (38)
4.5.2 电压互感器的选择与校验 (39)
4.6电流互感器的选择与校验 (40)
4.6.1 电流互感器的选择原则 (40)
4.6.2 电流互感器的选择与校验 (42)
4.7高压熔断器的选择与校验 (42)
4.7.1 高压熔断器的选择原则 (42)
4.7.2 高压熔断器的选择 (43)
4.8避雷器的选择 (44)
4.8.1 避雷器的选择原则 (44)
4.8.2 避雷器的选择 (44)
4.9母线与架空线的选择与校验 (45)
4.9.1 母线与架空线的选择原则 (45)
4.9.2 母线的选择与校验 (46)
4.9.3 架空线的选择 (46)
4.9.4 封闭母线的选择 (47)
第五章自动准同期装置 (49)
5.1SID-2CM型微机同期控制器的主要功能 (50)
5.2SID-2CM型微机同期控制器的技术指标 (51)
5.3SID-2CM型微机同期控制器的工作原理 (52)
5.4SID-2CM型微机同期控制器的结构与接线 (53)
5.4.1 后面板说明 (55)
5.5SID-2CM微机同期控制器端子接线表 (57)
5.6SID-2CM型微机同期控制器二次线设计示例 (58)
第六章发电机的主保护设计 (59)
6.1发电机保护配置原则 (60)
6.2发电机的纵差动保护 (61)
6.3发电机100%定子绕组单相接地保护 (62)
6.4发电机定子绕组匝间短路保护 (63)
6.5发电机励磁回路接地保护 (65)
6.6发电机失磁保护 (66)
第七章配电装置 (66)
7.1配电装置的相关问题 (67)
7.1.1 配电装置的特点 (67)
7.1.2 配电装置的基本要求 (67)
7.1.3 配电装置设计基本步骤 (68)
7.2屋内配电装置 (68)
7.2.1 屋内配电装置布置形式 (68)
7.2.2 屋内配电装置图 (69)
7.3屋外配电装置 (69)
7.3.1 屋外配电装置图及相关说明 (69)
结论 (71)
参考文献 (72)
谢辞 ............................................ 错误！未定义书签。
引言
电力自从应用于生产以来，已成为现代化生产、生活的主要能源，在工农业、交通运输业、国防、科学技术和人民生活等方面都得到了广泛的应用。电力工业发展水平和电气化程度已经成为衡量一个国家国民经济发展水平的重要标志。
此次设计题目为2*100MW+4*300MW凝气式火力发电厂的电气部分进行初步设计。分别以110KV和220KV两种电压向系统供电,各有出线4回，最大负荷利用时间6500h,系统电抗0.44。主要任务是选择主变和厂用变的容量，台数、型号以及参数，选取几个接线方案，通过比较确定最优方案，通过计算短路电流从而确定所需的设备及装置。
电力工业的迅速发展，对发电厂的设计提出了更高的要求。随着一次能源的不断减少，对能源的利用率要求也越来越高；而大机组的能源利用率高、在环境污染方面较小机组要小；因此，在火电厂的设计中，大机组的设计已经成为现在设计的主流。
第一章电气主接线设计
1.1 主接线的设计原则和要求
发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。
设计主接线的基本要求是：
（1）可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。衡量主接线运行可靠性的标志是：
①断路器检修时，能否不影响供电。
②线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。
③发电厂全部停运的可能性。
④对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性准则的要求。（2）灵活性
①调度灵活，操作简便：应能灵活地投入某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。
②检修安全：应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。
（3）经济性
①投资省：主接线应简单清晰，控制保护方式不过复杂，适当限制断路器电流。
②占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件。
③电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。
1.2 电气主接线的设计步骤
电气主接线的设计伴随着发电厂或变电所的整体设计，即按照工程基本建设
程序，历经可行性研究阶段、初步设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤相同。
具体步骤如下：
（1）本工程情况：
发电厂类型：区域性凝气式火电厂，设计规划容量2?100MW+4?300MW,远离负荷中心。
（2）电力系统情况：
系统的电压等级：电厂联入系统的电压等级为220KV，归算到220KV系统电抗0.44
220KV架空线4回,负荷为351～521MW，为I、II级负荷，cosφ=0.85.Tmax=6500h；
110KV架空线4回,负荷为61～94MW，为I、II级负荷，cosφ=0.85.Tmax=6000h,其余送220KV系统。厂用电率8% 。
（3）环境条件：
当地年最高温度36℃,年最低温度－29℃,最热月平均最高温度29℃,最热月平均地下温度15℃,当地海拔高度1000米,当地雷暴日14日／年。
（4）技术要求:
①电气主接线设计、厂用电设计，要满足可靠性、灵活性、方便性、经济性等要求。
②主变和厂用变型号容量选择要按照新型设备选择，主要电气设备尽量选新型设备并要求校验，要求绘制电气设备选择结果总表。
③短路电流计算要准确无误，并要求绘制短路计算结果表。
（5）220KV主保护动作时间为0.02s,后备保护动作时间为1s, 110KV主保护动作时间为0.03s,后备保护动作时间为2s。
1.2.1 大、中型发电厂及配电装置的接线要求
大型发电厂（总容量1000MW及以上，单机容量200MW以上），一般距负荷中心较远，电能须用较高电压输送，故宜采用简单可靠的单元接线方式，直接接入高压或超高压系统。其主接线的特点是：
（1）在系统中的地位重要、主要承担基本负荷、负荷曲线平稳、设备利用小时数高、发展可能性大，因此，其主接线要求较高。
（2）不设发电机电压母线，发电机与主变压器采用简单可靠的单元接线，发电机出口至主变压器低压侧之间采用封闭母线。除厂用电外，绝大部分电能直接用220KV及以上的1～2种升高电压送入系统。附近用户则由地区系统供电。
（3）升高电压部分为220KV及以上。220KV配电装置，一般采用双母线带旁路母线、双母线分段带旁路母线，接入220KV配电装置的单机容量一般不超过300MW；
中型发电厂（总容量200～1000MW、单机容量50～200MW）和小型发电厂（总容量200MW以下、单机50MW以下），一般靠近负荷中心，常带有6～10KV电压级的近区负荷，同时升压送往较远用户或与系统连接。发电机电压超过10KV时，一般不设机压母线而以升高电压直接供电。
对于6～220KV电压配电装置的接线，一般分为两大类：其一为母线类，包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类，包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。
1.2.2 主接线的类型与使用范围
(1)不分段的单母线：①6～10KV配电装置，出线回路数不超过5回。②35～63KV配电装置，出线回路数不超过3回。③110～220KV配电装置，出线回路数不超过2回。
（2）分段的单母线：①6～10KV配电装置，出线回路数为6回及以上。②35～63KV配电装置，出线回路数为4～8回时。③110～220KV配电装置，出线回路数为3～4回时。
（3）单母线带旁路母线接线：①6～10KV配电装置，和35～63KV配电装置，一般不设旁路母线。②110～220KV配电装置，当110KV出线为7回及以上
220KV出线为5回及以上时或对在系统中居重要位置的配电装置，110KV出线为6回及上，220KV出线为4回及以上时。
(4).一般双母线：①6～10KV配电装置，当短路电流较大，出线需带电抗器时。②35～63KV配电装置，出线回路数超过8回或连接的电源较多、负荷较大时。③110～220KV配电装置，出线回路数为5回及以上或该配电装置在系统中居重要地位、出线回路数为4回及以上时。
(5).一般双母线带旁路接线：①6～63KV配电装置，一般不设旁路母线。②110～220KV配电装置，出线回路数为3～4回时。
(6).分段的双母线接线：①发电机电压配电装置，每段母线上的发电机容量
或负荷为25MW及以上时。②220KV配电装置，当进出线回路数为10～14时，采用双母三分段带旁路；当进出线回路数为15回及以上时，采用双母四分段带旁路接线。
(7).一台半断路器接线：用于大型电厂和变电所220KV及以上、进出线回路数4回及以上的高压、超高压配电装置中。对于220KV系统，DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》中有如下规定：若采用双母分段接线不能满足电力系统稳定和地区供电可靠性要求，且技术经济合理时，容量为300MW及以上机组发电厂的220KV配电装置也可用一台半断路器接线方式。
1.2.3 设计方案的介绍
本厂为110KV和220KV电压等级，单机容量为100MW和300MW，故宜采用可靠的单元接线，直接接入系统。对于220KV配电装置的接线，我们选择了双母线、双母带旁路接线两种方案。
图1-1 方案一
图1-2 方案二
我们初步拟定了两种方案，下面对其进行比较：
表 1-1 方案比较
1.2.3 主接线方案的评定
由原始资料可知,设计为大型火电厂,其机组容量为2×100MW +4×300MW,最大单机容量300MW,年利用小时数为6500h,在电力系统中承担主要负荷,从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性.发电机出口电压为20KV,采用单元接线。
110KV 电压端，为使其出线断路器检修时不停电,应采用双母线接线,以保证其供电的可靠性和灵活性.220KV 电压等级,由于负荷容量大,电压高,输电距离远,为保证其可靠性,应选可靠性较高的双母带旁路接线,结论：两个方案的可靠性、灵活性均满足设计的要求，从经济上比较方案二明显比方案一可靠性高，所以选择方案二。所以本厂为110KV 与220KV 两个电压等级，单机容量为100MW 、300MW ，故宜采用可靠的单元接线，直接接入系统。对于220KV 配电装置的接线我们选择双母带旁接线方法；110KV 系统采用双母带旁接线。设计方案接线如图所示：
图1-1 发电厂电气主接线接线方案
1.3 发电机和主变压器的选择
1.3.1 发电机的选择
由于本次设计的发电厂为21004300MW MW ?+?，查《电气工程专业毕业设计指南——电力系统分册》，选发电机参数如下表。 表1-1 发电机参数 型 号
额定容量（MW ）
功率因数 Cos Φ
同步电抗 d
x 次暂态电抗
''d
x
暂态电抗 '
d
x 额定电
压（kv ）
QFN-100-2 100 0.85 1.806 0.183 0.286 10.5 QFS-300-2
300
0.85
2.264
0.167
0.269
18
1.3.2 主变压器和联络变压器的选择
（1）变压器原、副边额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定电压相适应。
（2）联结组别的选择，宜使同一电压等级（高压或低压）的厂用工作、备用变压器输出的相位一致。
（3）阻抗电压及调压形式的选择，宜使在引接点电压及厂用电负荷正常波动范围内，厂用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的%5±。
（4）变压器的容量必须保证厂用机械及设备能从电源获得足够的功率。 根据以上原则选择变压器如下： （1）主变压器的选择
单元接线中的主变压器容量N S 应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度选择。
)(cos )1(1.1MVA K P S G P NG N φ-≈ （1-1） 式中：NG P -发电机容量
G φcos -发电机额定功率因数 P K -厂用电率
① 与100MW 发电机相连的主变压器
1.1(1)/cos 1.1100(18%)/0.85119.06()N NG p G S P K MVA φ=-=??-=
查《电气工程专业毕业设计指南——电力系统分册》，选用SFP7-120000/110型变压器。
② 与300MW 发电机相连的主变压器
1.1(1)/cos 1.1300(18%)/0.85357.176()N NG p G S P K MVA φ=-=??-= 查《电力系统电气设备选择与实用计算》，选用SFP7-360000/220型变压器。
表1-2 主变压器参数
项目100MW机组300MW机组
型号SFP7-120MVA/110KV SFP7-360MVA/220KV
相数 3 3 频率（Hz）50 50 额定容量（KVA）120000 360000
额定电压（KV）121±2×2.5%/10.5 242±2×2.5%/18 联结组编号Ynd11 Ynd11
阻抗电压（%）10.5 14.3
（2）联络变压器的选择：
○1联络变压器的容量应满足所联络的两种电压网络之间在各种运行方式下的功率交换，在本厂中110KV与220KV之间的潮流交换近期约为560～800MW。
○2联络变的容量一般不应小于所联络的两种电压母线上最大一台机组容量，以保证最大一台机组故障或检修时通过联络变来满足本侧负荷的需要，同时也可在线路检修或故障时，通过变压器将剩余功率送入另一侧系统。
所以，查《电力工程电气设计200例》选一台OSFPS-360000/220型三相自耦变压器
表1-3 联络变压器参数表
第二章厂用电设计
2.1 厂用电的设计原则和基本要求
保证厂用电的可靠性和经济性，在很大的程度上取决于正确选择供电电压、供电电源和接线方式、厂用机械的拖动方式、电动机的类型和容量以及运行中的正确和管理等措施。厂用电接线应保证厂用电的连续供应，使发电厂能安全满发，满足正常运行安全、可靠、灵活、经济、先进的要求。
（1）对厂用电设计的要求
厂用电设计应按照运行、检修和施工的需要，考虑全厂发展规划，积极慎重的采用经过实验鉴定的新技术和新设备，使设计达到技术先进、经济合理。（2）厂用电电压
高压厂用电采用6KV。低压厂用电采用380/220V的三相四线制系统。
（3）厂用母线接线方式
高压厂用电和低压厂用电系统应采用单母线接线。当公用负荷较多、容量较大、采用集中供电方式合理时，可设立公用母线，但应保证重要公用负荷的供电可靠性。
（4）厂用工作电源
当发电机与主变压器采用单元接线时，由主变压器低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。大容量发电机组，当厂用分支采用分相封闭母线时，在该分支上不应装设断路器，但应有可拆连接点。
（5）厂用备用或起动电源
高压厂用备用或起动电源采用下列引接方式：有发电机电压母线，应由该母线引接1个备用电源。
2.2 本厂厂用电主接线设计
本厂为2×100MW+4×300MW发电机组，各发电机与主变压器均采用单元接线，厂用电由主变压器低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。本厂为六台发电机组，选择六台厂用电主变压器，并且配备两台高压启动/备用变，1#备用变供1#、2#发电机备用，2#备用变供3#、4#、5#、6#发电机备用。1#备用变由110KV系
统接入，2#备用变由联络变低压侧接入。高压厂用电压采用6KV 。厂用分支采用分相封闭母线，分支上不应装设断路器，但应有可拆连接点。通过分裂绕组厂用高压变压器供6KV 厂用的A 段和B 段。 厂用电主接线图：
图2-1 厂用电高压接线
2.3厂用变压器的选择
由《发电厂电气部分》可知厂用电由每台发电机供给，100MW ～300MW 厂用备用高压变压器设二台，故2台100MW 设置1台厂备用变压器,4台300MW 发电机设置1台厂备用变压器。
（1）100MW 发电机厂用高压变压器容量的选择：
1008%/0.859.412()N S MVA =?=
备用变压器的容量与两厂用变压器最大者容量相同。 表2-1 1#、2#厂用主变压器的参数 型 号
额定容量（ KVA ） 电压 阻抗电压（%）
联接组接法
空载电流（%） 损耗
(KW) 高
压（kV ） 低压
（kV ） 空载 负
载
SF7-10000/10 10000
10±2×2.5%
6.3
7.5 YN,d11 0.8 13.6 53
表2-2 1#、2#厂用备用变压器参数
（2）300MW 发电机厂用高压变压器容量的选择：
3008%/0.8528.235()N S MVA =?=
备用变压器的容量与两厂用变压器最大者容量相同。
表2-3 3#、4#、5#、6#厂用变压器参数 型号
额定容量（MVA ）
额定电压（kV ）
联接组接法
损耗（kW ） 空载电流
（%） 半穿越阻
抗电
压（%）
全穿越阻抗电压（%）
空载 负载 SFPF7-31500/18 31500/2??16000
18±2×2.5%/6.3
D,d0,d0
30.2 153 0.75 13.36 7.706
表2-4 3#、4#、5#、6#厂用备用变压器参数 型号
容量分配（MVA ）
电压（kV ）
联接组接法
损耗
（kW ） 空载电流（%） 半穿越阻抗电压
（%） 全穿
越阻抗电
压
（%）
分裂系数
高压 低压 空
载 负
载
SFF7-315000
315000/2?20000
230±5%
6.3-6.3
YN,d11,d11
28 150 0.5 16.6 9.5
3.4
型 号
额定容
量（KVA ） 电 压（kV ）
阻抗电压
（%）
联接组接法
空载电流（%）
损耗（kW ） 高 压
低
压 空载 负
载
SFP7-31500/1
10
31500
110±2×2.5%
6.3 10.5 YN,d11 0.8 58.5 148
第三章短路电流计算
3.1短路电流计算的目的
在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面：
（1）在选择电气主接线时，为了比较各种方式的接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。
（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。
（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路电流为依据。（5）接地装置的设计，也需用短路电流。
3.2 短路电流计算的一般规定
验算导体和电器时所用短路电流,一般有以下规定。
（1）计算的基本情况
①电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；
②所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；
③短路发生在短路电流为最大值的瞬间；
④所有电源的电动势相位角相同；
⑤应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。
（2）接线方式
计算短路电流时所用的接线方式，应是可能最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
（3）计算容量
应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本工程建成后5 ~ 10年）。
（4）短路种类
一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的进行比较。 （5）短路计算点
在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。
3.3短路电流的计算步骤
（1） 选择所需要计算的短路点。
（2） 绘制等值次暂态网络图，并将各元件电抗统一编号。
（3） 化简等值网络，将等值网络化简为以短路点为中心的辐射型等值网络，并求出各电源与电路点之间的电抗，即转移电抗fi X "。 （4） 求计算电抗js X ： b
Ni
fi jsi S S X X ?
= （3-1） 其中Ni S 为各等值发电机或系统的额定容量。
（5） 应用运算曲线查出各电源供给短路点的短路电流周期分量的标幺值。 （6） 计算无限大容量电源供给的短路电流周期分量的标幺值。 （7） 计算短路电流周期分量的有名值和短路容量。 1.第i 台等值发电机提供的短路电流为 ：av
Ni i pt i pt V S I I 3*..∑?
= （3-2）
2.无限大功率电源提供的短路电流为 ： av
B ps B ps ps V S I I I I 3**?
=?= （3-3）
（8） 计算短路电流的冲击值，计及负荷影响时短路点的冲击电流标幺值为：
"."22LD
LD im G im G im I k I k i += （3-4） 其中"I 为短路电流周期分量的幅值，对于小容量的电动机和综合负荷，取
1.=LD im k ，容量为20到50MW 的电动机，取5.13.1.到=LD im k ，容量为50到100MW 的异步电动机，7.15.1.到=LD im k ，容量为125MW 以上的异步电机，8.17.1.到=LD im k 。 （9） 计算异步电机供给的短路电流，只在计算厂低压短路电流时考虑。 （10）绘制短路电流计算结果表。
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
发电厂电气部分最全第二章习题解答
第二章发电、变电和输电的电气部分最全答案 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？ 答：通常把生产、变换、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。其中对一次设备和系统运行状态进行测量、监视和保护的设备称为二次设备。如仪用互感器、测量表计，继电保护及自动装置等。其主要功能是起停机组，调整负荷和，切换设备和线路，监视主要设备的运行状态。 2-2 简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 答：1）发电机与变压器的连接采用发电机—变压器单元接线； 2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电； 3）在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器； 4）在发电机出口侧和中性点侧，每组装有电流互感器4个； 5）发电机中性点接有中性点接地变压器； 6）高压厂用变压器高压侧，每组装有电流互感器4个。 其主要设备如下：电抗器：限制短路电流；电流互感器：用来变换电流的特种变压器；电压互感器：将高压转换成低压，供各种设备和仪表用，高压熔断器：进行短路保护；中性点接地变压器：用来限制电容电流。 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？ 答：1）长距离输送电能； 2）大容量输送电能； 3）节省基建投资和运行费用； 4）电力系统互联。 2-5 简述交流500kV变电站主接线形式及其特点。 答：目前，我国500kV变电所的主接线一般采用双母线四分段带专用旁路母线和3/2台断路器两种接线方式。其中3/2台断路器接线具有以下特点：任一母线检修或故障，均不致停电；任一断路器检修也不引起停电；甚至在两组母线同时故障（或一组母线检修另一组母线故障）的极端条件下，功率均能继续输送。一串中任何一台断路器退出或检修时，这种运行方式称为不完整串运行，此时仍不影响任何一个元件的运行。这种接线运行方便，
发电厂电气部分试题
发电厂电气部分试题 篇一：发电厂电气部分试题 《发电厂电气部分》试卷(B) 一、填空题(每题2分，8、9题各3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 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、、和三种型式。 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;无汇流母线的接线形式主要有__单元接线__、_桥型接线_和_角型接线_。 9. 防电气误操作事故的“五防”是指__防止误拉合隔离开关__、_带接地线合闸_、__误拉合断路器__、_带电合接地开关_和_误入带电间隔____. 二、概念解释题(每题5分，共25分) 1、电气主接线：由电气设备通过连线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。 2、最小安全净距：在这一距离内，无论是在正常最高工作电压或者出现内部、外部过电压时，都不至于使得空气间隙被击穿。 3、电压互感器的准确级：由互感器系统定的等级，其误差在规定使用条件下应在规定的限值之内负荷，二次回路的阻抗，通常以视在功率(VA)表示。 4、厂用电率：厂用电率是发电生产过程中设备设施消耗的电量占发电量的比例。 5、明备用、暗备用：答：设置了专门的备用厂用变明备用，多了一台备用变 没有设置专门的备用厂用变暗备用，每台厂用变的容量要大 三、问答题(6题，共35分) 1、简述发展联合电力系统具有哪些效益。(5分)
发电厂电气部分期末考试题(含答案)(1)
《发电厂电气部分》期末考试试卷及答案 一、填空题（每题2分，共20分） 1. 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。 2. 火力发电厂的能量转换过程是：燃料的化学能 -> 热能 -> 机械能 -> 电能。 3. 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。 4. 对一次设备和系统的运行状态进行（测量、控制、监控和保护）的设备，称为二次设备。 5. 隔离开关的作用是隔离电压、倒闸操作和分合小电流。 6. 发电厂的厂电率为发电厂厂用电耗电量与电厂的发电量之比。 7. 根据电气设备和母线布置特点，层外配电装置通常分为中型配电装置、 高型配电装置和半高型配电装置三种类型。 8. 使母线的电能损耗费用与相应设备维修费、折旧费的总和为最少的母线截面，称为经济电流密度截面。 9. 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；无汇流母线的接线形式主要有单元接线、桥型接线和角型
接线_。 10. 防电气误操作事故的“五防”是指防止误拉合隔离开关、防止带接地线合闸、防止误拉合断路器、防止带电合接地开关和防止误入带电间隔。 二、单项选择题（在每小题列出的选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。）（每题2分，26分） 1如果要求在检修任一引出线的母线隔离开关时,不影响其他支路供电,则可采用( C )。 A.内桥接线 B.单母线带旁路接线 C.双母线接线 D.单母线分段接线 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特点( D )。 A.因此，双母线接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经技术经济比较,我国有关设计技术规程中规定,当发电机电压为10.5时,对于容量为( D )的机组,其高压厂用电电压可采用3。 A.100及以下 B.100～300 C.25以下 D.60及以下
(完整word版)发电厂电气部分 知识点总结
2-1哪些设备属于一次设备二次设备答：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。其中对一次设备和系统的运行进行测量、控制、监视和保护的设备称为二次设备电气主接线：由高压电气设备通过连接线，按其功能要求组成的接受和分配电能的电路 第三章 3-1长期发热短期发热意义和特点 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。 3-3导体长期发热允许电流的根据是根据什么确定的？提高允许电流应采取哪些措施？ 是根据导体的稳定温升确定的，为了提高导体的载流量，宜采用电阻率小的材料。导体的形状，在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，而矩形截面导体竖放的散热效果比平放要好。 对电气主接线要求：可靠灵活经济4-2隔离开关与断路器的区别？对它们的操作程序应遵循那些重要原则 断路器有开合电路的专用的灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通货切断电路的控制电器。而隔离开关没有没虎装置，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路。原则：①防止隔离开关带负荷合闸或拉闸。②防止在断路器处于合闸状态下误操作隔离开关的事故发生在母线隔离开关上，以避免误操作的电弧引起母线短路事故。 高压断路器：正常运行时倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切断故障贿赂，保证无故障回路正常运行，起保护作用。高压隔离开关：保证高压电气设备及装置在检修工作时的安全，不能用于切断，投入负荷电流，仅允许用于不产生大电弧的切换操作 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？ 答：主母线主要用来汇集电能和分配电能。旁路母线主要用于配电装置检修断路器时不致中断回路而设计的。设置旁路短路断路器极大的提高了可靠性。而分段断路器兼旁路断路器的连接和母联断路器兼旁路断路器的接线，可以减少设备，节省投资。当出线的断路器需要检修时，先合上旁路断路器，检查旁路母线是否完好，如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上，就不会断开，合上出线的旁路隔离开关，然后断开出线的断路器，再断开两侧的隔离开关，有旁路断路器代替断路器工作，便可对断路器进行检修。 4-8电器主接线中通常采用哪些方法限制短路电流？ 1装设限流电抗器，2采用低压分裂绕组变压器，3采用不同的主接线形式和运行方式。 4-9为什么分裂电抗器具有正常运行时电抗小。而短路时电抗大的特点。分裂电抗器在正常运行时两分支的负荷电流相等，在两臂中通过大小相等，方向相反的电流，产生方向相反的磁通，其中有X=X1-Xm=(1-f)X1且f=0.5得X=0.5X1。可见在正常情况下，分裂电抗器每个臂自感电抗的1/4、而当某一分支短路时X12=2(X1+Xm)=2X1(1+f)可见，当f=0.5时，X12=3XL使分裂电抗器能有效的限制另一臂送来的短路电流。5-0工作电源，备用电源 发电厂的厂用工作电源是保证正常运 行的基本电源，工作电源应不少于2 个，现代发电厂一般都投入系统并联 运行。备用电源用于工作电源因事故 或检修而失电时替代工作电源，起后 备作用、 5-1什么叫厂用电和厂用电效率？ 答：发电厂在启动、运转、挺役、检 修过程中，有大量以电动机拖动的机 械设备，用以保证机组的主要设备（如 锅炉、汽轮机或水轮机和发电机等） 和输煤、碎煤、除灰、除尘以及水处 理的正常运行。这些电动机以及全场 的运行、操作、试验、检修、照明等 用电设备都属于厂用电负荷，总的耗 电量，统称为厂用电。 5-3厂用电负荷分为哪几类？为什么 要进行分类？ 答：厂用电负荷，根据其用电设备在 生产中的作用和突然中断供电所造成 的危害程度，分为以下四类。 Ⅰ类厂用负荷。凡是属于短时（手动 切换恢复供电所需要的时间）停电会 造成主辅设备损坏、危急人身安全、 主机停运以及出力下降的厂用负荷， 都属于Ⅰ类负荷。 Ⅱ类厂用负荷。允许短时停电(几秒钟 或者几分钟)，不致造成生产紊乱，但 较长时间停电有可能损坏设备或影响 机组正常运转的厂用负荷，均属于Ⅱ 类厂用负荷。 Ⅲ类厂用负荷。较长时间停电，不会 直接影响生产，仅造成生产上的不方 便的厂用负荷，都属于Ⅲ类厂用负荷。 0类不停电负荷，直流保安负荷，交 流保安负荷。 对厂用电电压等级的确定和厂用电源引接 的依据是什么？ 答：厂用电电压等级是根据发电机额定电 压、厂用电电动机的电压和厂用电供电网络 等因素，相互配合，经过技术经济综合比较 后确定的。在大容量发电厂中，要设启动电 源和事故保安电源， 火电厂厂用接线为什么要锅炉分段？ 为提高厂用电系统供电可靠性，通常 用哪些措施？ 答：为了保证厂用供电的连续性，使 发电厂能安全满发，并满足运行安全 可靠性灵活方便。所以采用按锅炉分 段原则。为提高厂用电工作的可靠性， 高压工作厂用变压器和启动备用变压 器采用带负荷调压变压器，以保证厂 用电安全，经济的运行。 何谓厂用电动机的自启动？为什么要 进行电动机的自启动校验？如果厂用 变压器的容量小于自启动电动机总容 量时，应该如何解决？ 厂用电系统运行的电动机，当突然断 开电源或者厂用电压降低时，电动机 转速就会下降，甚至会停止运行，这 一转速下降的过程称为惰性。若电动 机失去电压以后，不予电源断开，在 很短时间内，厂用电压又恢复或通过 自动切换装置将备用电源投入，此时， 电动机惰性将未结束，又自动恢复到 稳定状态运行，这一过程称为电动机 的自启动。若参加自启动的电动机数 目多，容量大时，启动电流过大，可 能会使厂用母线及厂用电网络电压下 降，甚至引起电动机过热，将危急电 动机的安全以及厂用电网络的稳定运 行，因此，必须进行电动机的自启动 校验。若不能自启动应采用：1.失压自 启动。2.空载自启动。3.带负荷自启动。 6-6电压互感器一次绕组及二次绕组 的接地各有什么作用？ 一次接地是工作接地，保护接地二次 侧接地是为防止高低压线圈击穿，高 压引入低压，造成设备损坏危机人身 安全 6-9电流互感器误差与那些因素有关 电流互感器的电流误差fi及相位差δi 决定于互感器铁心及二次绕组的结 构，同时又与互感器的运行状态有关。 6-10运行中为什么不允许电流互感器 二次回路开路？ 二次绕组开路是，电流互感器由正常 工作状态变为开路工作状态，I2=0， 励磁磁动势由正常为数甚小的I0N1 骤增为I1N1，铁心中的磁通波形呈现 严重饱和的平顶波，因此二次绕组将 在磁通为零时，感应产生很高的尖顶 波电动势，其值可达数千伏甚至上万 伏，危及工作人员的安全和仪表、继 电器的绝缘。由于磁感应强度剧增， 会引起铁心和绕组过热。此外，在铁 芯中还会产生剩磁，使互感器准确度 下降。 6-11三相三柱式电压互感器为什么不能 测量相对地电压？ 测中性点电压时，应使互感器一次侧中 性点接地，但是由于普通三相三柱式电 压互感器一般为Y,yn型接线，它不允许 一次侧中性点接地，故无法测量对地电 压。 7-2试述最小安全净距的定义及分类。 最小安全净距是指在这一距离下，无论 在正常最高工作电压或出现内、外部过 电压时，都不致使空气间隙被击穿。对 于敞露在空气中的屋内、外配电装置中 有关部分指尖的最小安全净距分为 ABCDE五类。 8-3断路器控制回路应满足哪些基本要 求？试以灯光监视的控制回路为例，分 析它是如何满足这些要求的。 ①断路器的合闸和跳闸回路是按短路 时通电设计的，操作完成后，应迅速自 动断开合闸或跳闸回路以免烧坏线圈。 ②断路器既能在远方由控制开关进行 手动合闸或跳闸，又能在自动装置和继 电保护作用下自动合闸或跳闸。③控制 回路应具有反应断路器位置状态的信 号。④具有防止断路器多次合、跳闸的 “防跳”装置。⑤对控制回路及其电源 是否完好、应能进行监视。⑥对采用气 压、液压和弹簧操作的断路器，应有对 压力是否正常、弹簧是否拉紧到位的监 视回路和动作闭锁回路。 8-4什么叫断路器的“跳跃”？在控 制回路中，防止“跳跃”的措施是什么？ 手动合闸：①合闸前，断路器处于 跳闸状态，动断触点QF1-2在合位控 制开关在跳闸后，触点SA11-10处于接 通状态+1→SAH-10→绿灯HG→R3→ QF1-2→合闸接触器KM→-1形成通路 犹豫R3限流作用KM不动作这是绿 灯HG发平光②预备合闸将控制开关 手柄顺时针转90°进入“预备合闸”位 置触点SA9-10、SA14-13接通 SA11-10断M100→SA9-10→HG→R3 →QF1-2→KM→-1 这是绿灯发闪光 ③将控制开关顺时针转45°至合闸位 置SA5-8接通+1→SA5-8→KCF3-4→ QF1-2→KM→-1此时么有R3 达到QM 的动作值KM将常开触点闭合(YC通 电、合闸完毕) +2→KM→YC→KM→-1 合闸线圈带电带动断路器操纵机构合 闸④合闸后断路器辅助触电互相切 换位置+1→SA13-17→HR1→R4→ KCF1→QF3-4→Y7→-1红灯HR发平光 手动跳闸：①操作前，断路器处于 合闸状态，QF3-4在合位+M→SA13-14 →HR→KCFI→QF3-4→YT→-1红灯闪 光(将控制开关SA由"合闸后"垂直位置 逆时针转至"预备跳闸"水平位置 ②SA逆时针转45°至条扎位置，SA6-7 接通+1→SA6-7→Y7→-1 YT中较大电 流YT跳开、断路器辅助触点状态变化， QF1-2闭合，QF3-4断开、SA弹回“跳 闸后水平位置，SA11-10接通+1→ SA11-10→HG→R3→QF1-2→KM→-1 绿光发平光。 自动合闸：K1闭合+1→K1→ KCF2→QF1→KM→-1 KM动作断路 器进入合闸状态此时SA仍处于跳闸 后SA14-15接通，QF3-4变成合位， -M100→SA14-15→HR→R4→KCF→ QF2→YT→-1红灯闪光回路中电阻限 流作用YT不懂做红灯闪光表示控制 开关SA位置与当前断路器实际状态不 对应，提醒运行人员调整控制开关SA 手柄位置 自动跳闸。如果线路或其他一次设 备出现故障时，继电保护装置就会动 作，从而引起保护出口继电器动作，其 动合触点KCO闭合。由于触点KCO与 SA6-7并联，所以接下来的断路器跳闸 过程与手动跳闸过程类似，只是断路器 跳闸后，控制开关仍停留在“合闸后” 位置，与断路器跳闸位置不对应，使得 绿灯HG经M100(+)→SA9-10→HG→ 东段QF1-2→KM与控制电源的负极接 通，绿灯发闪光，告知运行人缘已发生 跳闸。将SA逆时针转动，最后停至“跳 闸后”位置。 自动跳闸表明事故发生，除闪光 外，控制与信号回路还应发生音响。断 路器跳闸后，事故音响回路的动断触点 QF5-6闭合；控制开关仍处于“合闸后” 位置，SA1-3和SA19-17均处于接通状 态，使事故音响信号M708与信号回路 电源负极(-700)接通，从而可启动事故 音响信号装置发出音响。 “防跳”：如果外部发生永久性故障， SA5-8成K1不能复归+1→KCO→KCF→ QF2→YT→-1 YT带电断路器跳闸②KCF 带电常开触点闭合常闭触点断开+1→ SA5-8→KCF1→KCF→-1使KCF自保持， KCF2断开了，切断了合闸回路。防止跳跃 的措施是：一：35KV以上的断路器，应采 用电气防跳。二：较为简单的机械防跳， 即操作机构本身就具有防跳性能。 8-0事故音响信号起跳及复归过程。 启动①断路器发生跳闸+700→脉冲 继电器K→+M708→-700脉冲继电器启动， KRD常开触点闭合②+700→KRD→KC→ KC1→SA4→-700→+700→KC-1→SA3,KC 带电，常开触点闭合，KC形成自保持+1 →KC-2→HA V→-700,蜂鸣器发声响。 复归：当蜂鸣器HAU和时间继电器 KT1启动，KT1的动合触点延时闭合后启 动继电器KC1，KC1的动断触点断开，致 使继电器KC失电，其三对动合触点全部返 回，音响信号停止，由此实现了事故音响 信号装置的自动复归。 3-7三相平行导体发生三相短路时最大电 动力出现在B相上，因三相短路时B相冲 击电流最大。 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？ 动态应力系数β为动态应力与静态应力之 比值。导体发生震动时，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，即在最大点动力 Fmax上乘以动态应力系数β，以求得实际 动态过程中动态应力最大值。 4-4发电机—变压器单元接线中，在发电机 和双绕组变压器之间通常不装断路器，有 何利弊？ 答：在发电机和双绕组作变压器之间通常 不装设断路器，避免了由于额定电流或断 流电流过大，使得在选择出口断路器时， 受到制造条件或价格甚高等原因造成的困 难。但是，变压器或厂用变压器发生故障 时，除了跳主变压器高压侧出口断路器外， 还需要发电机磁场开关，若磁场开关拒跳， 则会出现严重的后果，而发电机定子绕组 本身发生故障时，若变压器高压侧失灵跳 闸，则造成发电机和主变压器严重损坏。 并且发电机一旦故障跳闸，机组将面临厂 用电中断的威胁 开关电器中常用灭弧方法有哪些 1利用灭弧介质，2采用特殊金属材料作为 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而复合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子向周围介质中扩 赛和离子复合。 什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢 复过程？它与哪些因素有关？ 答：①弧隙介质强度恢复过程是指电弧电 流过是指电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要 经过一定时间恢复到绝缘的正常状态过程 称之为弧隙介质强度的恢复过程。②弧隙 介质强度主要有断路器灭弧装置结构和灭 弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。 ③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。 4-5主变压器的选择 答：影响主变压器选择的因素主要有：容 量、台数、型式、其中单元接线时变压器 应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用 负荷后，留有10%的裕度来确定。连接在 发电机母线与系统之间的主变压器容量= （发电机的额定容量—厂用容量—支配负 荷的最小容量）*70%。微粒确保发电机电 压上的负荷供电可靠性，所接主变压器一 般不应小于两台，对于工业生产的余热发 电的中、小型电厂，可装一台主变压器与 电力系统构成弱连接。除此之外，变电站 主变压器容量，一般应按5—10年规划负 荷来选择。主变压器型式可根据：①、相 数决定，容量为300MW及以机组单元连接 的变压器和330kv及以下电力系统中，一 般选用三相变压器，容量为60MW的机组单 元连接的主变压器和500kv电力系统中的 主变压器经综合考虑后，可采用单相组成 三相变压器。②、绕组数与结构：最大机 组容量为125MW以及下的发电厂多采用三 绕组变压器，机组容量为200MW以上的发 电厂采用发电厂双绕组变压器单元接线， 在110kv以上的发电厂采用直接接地系统 中，凡需选用三绕组变压器的场合，均采 用自耦变压器。
发电厂电气部分课后习题-答案
第一章能源和发电 1-2 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。整个生产过程分三个系统：燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子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。 1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 答：按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。 按径流调节的程度分为：无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂；年调节水电厂；多年调节水电厂。 水电厂具有以下特点：可综合利用水能资源；发电成本低，效率高；运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。 1-5 抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能？ 答：抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰；填谷；备用；调频；调相。 功能：降低电力系统燃料消耗；提高火电设备利用率；可作为发电成本低的峰荷电源；对环境没有污染且可美化环境；抽水蓄能电厂可用于蓄能。 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？ 答：通常把生产、变换、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。其中对一次设备和系统运行状态进行测量、监视和保护的设备称为二次设备。如仪用互感器、测量表计，继电保护及自动装置等。其主要功能是起停机组，调整负荷和，切换设备和线路，监视主要设备的运行状态。 2-2 简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 答：1）发电机与变压器的连接采用发电机—变压器单元接线； 2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电； 3）在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器； 4）在发电机出口侧和中性点侧，每组装有电流互感器4个； 5）发电机中性点接有中性点接地变压器； 6）高压厂用变压器高压侧，每组装有电流互感器4个。 其主要设备如下：电抗器：限制短路电流；电流互感器：用来变换电流的特种变压器；电压互感器：将高压转换成低压，供各种设备和仪表用，高压熔断器：进行短路保护；中性点接地变压器：用来限制电容电流。
2020年火力发电厂电气专业考试电动机知识考试题库及答案(完整版)
范文 2020年火力发电厂电气专业考试电动机知识考试 1/ 10
题库及答案(完整版) 2020 年火力发电厂电气专业考试电动机知识考试题库及答案（完整版）一、填空题 1、直流电动机磁励方式可分为(他励) 、(并励) 、(复励) 和 (串励) 。 2、一台三相四极异步电动机，如果电源的频率 f1＝50Hz ，则定子旋转磁场每秒在空间转过( 25)转。 3、三相异步电动机的额定功率是满载时转子轴上输出的(机械功率)，额定电流是满载时定子绕组的(线电流)，其转子的转速(小于) 旋转磁场的速度。 4、测量电机的对地绝缘电阻和相间绝缘电阻，常使用(兆欧表)，而不宜使用万用表。 5、交流电机定子绕组的短路主要是(匝间)短路和(相间)短路。 6、交流接触器常采用的灭弧方法是(电动力)灭弧、(栅片)灭弧；直流接触器常采用的灭弧方法是(直吹)灭弧。 7、交流接触器桥式双断口触点的灭弧作用，是将电弧分成(两)段以提高电弧的(起弧电压)；同时利用两段电弧相互间的电动力将电弧向外侧(拉长)，以增大电弧与冷空气的(接触面)，迅速散热而灭弧。 8、引起接触器线圈发热的原因有(电源电压)、（铁心吸力不足），（线圈匝间短路），（电器动作超过额定）。 9、异步电动机的转速，总要（低于）定子旋转磁场的转速。 10、异步电动机启动时电流数值很大，而启动力矩小，其原因是
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动时功率因数（低），电流中的（有功）成分小引起的. 11、绕线式电动机的调速原理，就是在转子回路串一个（可调）电阻，增加电阻时，其电动机的转速就（降低）。 12、直接启动的大型感应电动机，改善启动特性的方法有：采用（双鼠笼）或（深槽）式。 13、绕线式电动机在发电厂某些地方还经常用到它，它的优点是：（调速）和（启动）特性好。 14、电动机的自启动是当外加（电压）消失或过低时，致使电动机转速（下降），当它恢复后，转速又恢复正常。 15、异步电动机的内部通风系统一般可分为三类：（轴向）通风系统；（径向）通风系统；（混合）通风系统。 16、电动机在运行中产生的损耗会引起各部分（发热），其结果使电动机各部件的（温度）升高。 17、电动机的允许温升基本上取决于绝缘材料的（等级），但也和温度的（测量）方法及（散热）条件有关。 18、备用的电动机容易吸收空气中的（水分）而受潮，为了在紧急情况下能投入正常运转，要求定期测量绕组的（绝缘电阻）。 19、异步电动机在启动时，启动电流（很大）而启动力矩（较小）。 20、所谓改善异步电动机的启动特性，主要是指：（降低）启动电流，增加启动（力矩），提高启动时的（功率因数）。 21、在我国电动机的型号中，J 代表（交流），Z 代表（直流），T 代表（同期）。
《发电厂电气部分》习题集(第四版)
《发电厂电气部分》习题集(第四版)
发电厂电气部分 习题集 华北电力大学
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？ 1-7 发电厂和变电站的类型有哪些？ - 1 -
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。 - 2 -
发电厂电气部分课后习题 答案
第一章能源和发电 1- 2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。整个生产过程分三个系统：燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子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。 1- 4水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。 按径流调节的程度分为：无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂；年调节水电厂；多年调节水电厂。 水电厂具有以下特点：可综合利用水能资源；发电成本低，效率高；运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。 1- 5抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能？答：抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰；填谷；备用；调频；调相。 功能：降低电力系统燃料消耗；提高火电设备利用率；可作为发电成本低的峰荷电源；对环境没有污染且可美化环境；抽水蓄能电厂可用于蓄能。 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？答：通常把生产、变换、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。其中对一次设备和系统运行状态进行测量、监视和保护的设备称为二次设备。如仪用互感器、测量表计，继电保护及自动装置等。其主要功能是起停机组，调整负荷和，切换设备和线路，监视主要设备的运行状态。 2- 2简述300MW 发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 答：1）发电机与变压器的连接采用发电机—变压器单元接线； 2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电； 3）在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器； 4）在发电机出口侧和中性点侧，每组装有电流互感器 4 个； 5）发电机中性点接有中性点接地变压器； 6）高压厂用变压器高压侧，每组装有电流互感器 4 个。 其主要设备如下：电抗器：限制短路电流；电流互感器：用来变换电流的特种变压器；电压互感器：将高压转换成低压，供各种设备和仪表用，高压熔断器：进行短路保护；中性点接地变压器：用来限制电容电流。 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？ 答：1）长距离输送电能； 2）大容量输送电能； 3）节省基建投资和运行费用； 4 ）电力系统互联。 2-5 简述交流500kV变电站主接线形式及其特点。 答：目前，我国500kV变电所的主接线一般采用双母线四分段带专用旁路母线和3/2台断路器两种接线方
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
发电厂电气主系统知识点精炼
第一章 1.火力发电厂分为凝气式火力发电厂，热电厂，燃气轮机发电厂 2.水力发电厂分为堤坝式，引水式，混合式 3.一次设备：我们把直接生产、转换、和输配电能的设备，称为一次设备 4.二次设备：对电气一次设备进行测量、控制、监视、和保护用的设备，称为二次设备 5.抽水储能电站在电气系统中的作用？(简答) a、在夜晚或周末负荷低谷期，利用电力系统富余的电能将下水库的水抽到上水库，以位能的形式，将电能储存起来，这是目前可以人工大量储存能源的重要方式 b、将水库的水放下来发电，用以担任电力系统峰荷中的尖峰部分，起到了调峰和调频作用 第二章 1.交流电弧有哪些特点？交流电弧熄灭的条件是什么？ 答：a、能量集中，温度很高，亮度很强；电弧是良导体维持电弧稳定燃烧的电压很低； 电弧的质量很轻，在气体或电动力的作用下，很容易移动变形。 b、弧隙介质强度恢复过程始终大于弧隙电压恢复过程，则电弧熄灭。 2.高压断路器的作用？ 答：在正常运行时接通或断开有负荷电流的电路；在电气设备故障时，能够在继电保护装置的控制下自动切断短路电流，断开故障设备。 3.高压断路器分为：油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器、压缩空气断路器。 4.高压断路器的技术参数：额定电压、额定电流、额定开断电流、额定关合电流、热稳 定电流、动稳定电流、分闸时间、合闸时间。 5.名词解释：额定开断电流、额定关合电流？ 答：额定开断电流：在额定电压下，高压断路器能可靠开断的最大短路电流，该参数表征了断路器的灭弧能力。 额定关合电流：在规定条件下，断路器能关合不至于产生触头熔焊及其他妨碍继续正常工作的最大电流峰值。
6.隔离开关的作用：隔离电源、倒闸操作、分-合小电流电路 7.运行中，电流互感器的二次绕组为什么不允许开路？一旦开路会产生什么后果？ 答：当电流互感器二次侧绕组开路时，使得铁心严重饱和，磁通￠变为平顶波。磁通过零时，在二次绕组感应产生很高的尖顶波电动势，其数值可达千伏，甚至万伏，危及人身安全和仪表、继电器绝缘；由于感应强度剧增，引起铁心和绕组过热；会在铁心中产生剩磁，使互感器特性变坏。 第三章 1.电气主接线也称为电气主系统或电气一次接线，它是有电气一次设备按电力生产的顺序 和功能要求连接而成的接受和分配电能的电路，是发电厂、变电所电气部的主体，也是系统网络的重要组成部分。 2.对电气主接线的基本要求：可靠性、灵活性、经济性。 3.桥式接线的基本特点是什么？试小结内桥、外桥接线的使用场合？（简答） 答：内桥接线的特点是联络断路器QF3接在靠近变压器侧，在线路正常投切或故障切除时不影响其他回路运行。这种接线适用于变压器不需要经常切换、输电线路较长、电力系统穿越功率较小的场合。 外桥接线的特点是联络断路器QF3靠近线路侧，与内桥接线相反，它便于变压器的正常投切和故障切除，而线路的正常投切和故障切除都比较复杂。这种接线适用于线路较短、主变压器需经常投切、以及电力系统有较大的穿越功率通过连桥回路的场合。 4.在电气主接线中，为什么要限制短路电流？ 答：当短路电流流过电气设备时，将引起设备的短时发热，并产生很大的电动力，它直接影响到电气设备的选择和安全运行。 5.限制短路电流的措施有：采用适合的主接线形式及运行方式、装设限流电抗器、采用 低压分裂组变压器 6.可靠度与不可靠度、可用率与不可用率的含义各是什么？ 答：可靠度：是一个元件在规定的条件下和预定的时间内，能执行规定功能的概率。 不可靠度：元件从开始使用到T时刻发生故障的概率。 可用率：是指元件在起始时刻正常工作的条件下，在时刻T处于正常工作状态的概率。 不可用率：是指元件在起始时刻正常工作的条件下，在时刻T处于故障状态的概率
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