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发电厂复习

1、发热对导体和电气设备有哪些不良影响?

答:当导体温度升高到一定数值后,将对导体的运行产生以下不良影响:

(1) 机械强度下降;

(2) 使导体接触部分的接触电阻增加;

(3) 使绝缘材料的绝缘性能降低。

2、导体的散热方式有哪几种?

答:导体的散热方式有:对流、辐射和传导。对于室内空气中的导体,它的主要

散热方式为对流和辐射。

3、什么是电气设备的长期发热和短时发热?各有什么特点?

答:⑴①长期发热:导体长期流过工作电流而引起的发热;②短时发热:导体短

时间渡过短路电流而引起的发热。

⑵①长期发热特点:导体温度达到某一稳定值后不再升高,电流在导体中产生的热量等于散发到周围介质中的热量。

②短时发热特点:短路电流所产生的热量来不及向周围散热,全部用来使导体温度升高。

4、什么是导体的允许载流量?如何提高它?

答:⑴在额定环境温度0θ下,使导体的稳定温度正好为长期发热最高允许温度,即使al w θθ=的电流,称为该0θ下的允许载流量()R

F R Q Q I al c al 0θθατ-=+= ⑵从上式可以看出:导体的安全载流量取决于导体材料的长期发热最高允许温度、表面散热能力和导体的电阻。故可以采取的措施有:①减小电阻R ,采用电阻率小的材料;②提高长期发热最高允许温度,如可改进接头的连接方法(在导体上加搪锡处理);③提高其散热能力(加大散热表面积,采用扁矩形或槽形;采用散热效果最佳的布置方式,如竖放等;加大辐射系数,如在硬母线上涂漆)

5、布置在同一平面的三相导体中,短路时的最大电动力出现在哪种短路类型、哪一相导体,短路后的哪一时刻?其计算公式如何?

答:最大电动力出现在B 相在三相短路后t=0.01s 时所受的电动力;其最大电动力为:271073.1max sh i a

L F ??=-;其中L 为导体长度,a 为两平行导体的中心距离,sh i 为三相短路冲击电流。

6、 某铝母线尺寸为100mm×10 mm ,集肤效应系数为Ks=1.05,在正常最大负荷

时θi =60℃,短路切除时间为s t k 2.1=,短路电流kA I kA I kA I 22,25,302.16.0"===,试计算该母线的短路电流热效应和短时发热最高允许温度。

解:⑴周期分量热效应:

()

s kA s kA I I I t dt I Q k k k

t t t k pt p ?=?+?+=??? ??++=

=?222222222024.76322251030122.110"12 由于短路切除时间s t k 1>,可不计非周期分量的影响。

故短路电流热效应:s kA Q Q p k ?==24.763

⑵由短路前导体温度C i 60=θ可得()416/106.0m J A i ?Ω?=

()()()

4164266162/1068.0/101010005.1104.763106.01m J m J K Q S A A s k i f ?Ω?=?Ω????????????+?=+=- 由图可得C f 90=θ<200℃,导体不会因短时发热而损坏。

1、选择电气设备的一般条件有哪些?

答:一般按照正常条件选择额定电流和额定电压,按短路条件进行热稳定和动稳

定校验。

2、高压断路器和隔离开关的作用各是什么?

答:⑴高压断路器作用:在正常情况下接通可断开电路,在系统故障情况下能在继电保护装置的控制下自动迅速切断故障电流。

⑵隔离开关作用:①隔离电源:在检修电气设备时,为了安全,需要用隔离开关将停电检修的设备与带电运行的设备隔离,形成明显可见的断口,断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的,能充分保证设备和线路检修人员的人身安全。隔离电源是隔离开关的主要用途。 ②倒闸操作:在双母线接线倒换母线或接通旁路母线时,某些隔离开关可以在“等电位”的情况下进行分、合闸,配合断路器完成改变运行方式的倒闸操作。 ③分、合小电流电路:可用来合电压互感器、避雷器和空载母线;分、合励磁电流小于2A 的空载变压器;关合电容电流不超

过5A的空载线路。

3、电弧产生的原因是什么?维持电弧燃烧的因素是什么?

答:电弧产生的原因是由于绝缘介质中由于强电场发射和热电子发射出现了大量的自由电子,维持电弧稳定燃烧的因素是由于热游离。

4、互感器的作用是什么?电磁式电流互感器与电压互感器各有什么特点?

答:(1)互感器的作用是:

①将一次回路的高电压和大电流变成二次回路标准的低电压(100V)和小电流

(5A或1A),从而使测量仪表和保护装置标准化、小型化,并使其结构轻巧、价格便宜,便于屏内安装。并可用小截面电缆进行远距离测量;

②将二次设备与高压部分隔离,保护工作人员的安全;同时,互感器二次侧均

接地,这样可防止一、二次侧绝缘损坏时,在二次设备上发生高压危险。(2)电磁式电流互感器的特点:①一次绕组串联于电气一次电路中,且匝数很少,流过一次绕组的电流就是负荷电流,与二次绕组中的电流大小无关;②二次绕组匝数很多,与测量仪表和保护装置的电流线圈串联,二次绕组的电流完全取决于决于一次绕组电流。二次负载的阻抗(电流线圈)都非常小,所以正常情况下,TA二次侧接近于短路状态下运行。

(3)电压互感器的特点:①电压互感器一次绕组匝数很多,与被测电路并联。其电压等于电网电压,不受二次回路负荷的影响;②二次侧所接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很大,近于开路(空载)状态运行。(运行中的电压互感器,二次绕组决不能短路)。此时,二次电压值决定于一次电压值。

5、电流互感器的二次侧为什么不允许开路?如果开路会产生什么后果?

答:(1)在正常情况下,电流互感器的二次侧相当于短路运行。当二次绕组开路时,一次磁势将全变为励磁磁势,铁芯会严重饱和,铁芯中的磁通波形产生畸变,在二次绕组侧感应出很高的尖顶波电动势,其峰值可高达数千伏甚至上万伏,对工作人员及设备造成危害。

(2)产生的后果:①对工作人员人身安全和仪表、继电器绝缘产生危害;②由于磁感应强度剧增,使铁芯损耗大大增加,引起铁芯和绕组过热,使互感器损坏;

③在铁心中产生剩磁,使互感器特性变坏,误差增大。

6、电流(或电压)互感器工作时为什么会产生误差?有哪几种误差?误差与哪

些因素有关?

答:(1)电流互感器由于激磁电流和磁饱和导致误差产生;电压互感器误差由于励磁电流和内阻抗产生;

(2)电流互感器有电流误差和相位误差,电压互感器有电压误差和相位误差;

(3)影响电流互感器的误差的因素有:一、二次绕组的匝数,一次电流的大小,铁芯材料质量、结构尺寸,二次回路的负荷阻抗等。

电压互感器的电压误差和相位误差与互感器本身的构造及材料,一次电压U1、二次负载电流I2和功率因数 cos φ2 这些运行参数有关,二次负载电流增加时,电压误差和相位误差均会增大。

7、硬母线有哪几种截面形状?各适用于什么场合?

答:常用硬裸母线的截面形状有矩形、槽形和管形。

①矩形母线:散热条件好,便于固定和连接,但集肤效应严重。广泛用于35kV 及以下,工作电流不超过4000A 的屋内配电装置中。单条矩形截面最大不超过1250mm 2。当单条导体的载流量不能满足要求时,每相可采用2~4条并列使用;②槽形母线:将铜材或铝材轧制成槽形截面,使用时,每相一般由两根槽形母线相对地固定在同一绝缘子上。其机械强度高,集肤效应系数小,散热条件较好,与利用几条矩形母线比较,在相同截面下允许的载流量大得多。适用于35kV 及以下,工作电流为4000~8000A 的配电装置中。

③管形母线:机械强度大,集肤效应系数小;管内可以通水或通风来冷却;载流量大;表面光滑,电晕放电电压高。适用于8000A 以上的大电流母线。对110kV 及以上屋内外配电装置,采用硬母线时,应选用管形导体(防止电晕)。

8、母线的校验项目有哪些?对于硬母线,热稳定校验和动稳定校验该如何进行?

答:(1)校验项目有:动稳定校验、热稳定校验,对于重要的和大电流母线,还要校验共振,对110kV 及以上的母线,还应校验能否发生电晕。

(2)热稳定校验条件为:min S S ≥(S ——按正常工作条件选择的导体或电缆的截面积,Smin ——按热稳定确定的导体或电缆的最小截面积)

(3)动稳定校验条件为:max σσ≥al (al σ——导体材料最大允许应力,max σ——导体材料最大计算应力)

9、支柱绝缘子和穿墙套管的作用是什么?

答:支柱绝缘子与穿墙套管用作支持和固定裸载流导体,并使裸载流导体与地绝缘或使装置中处于不同电位的载流导体之间绝缘。

1、什么是电气主接线?对电气主接线有哪些基本要求?

答:(1)电气主接线是将电气一次设备以规定的图形符号和文字符号,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。

(2)电气主接线应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求。

2、隔离开关与断路器的主要区别何在?在运行中,对它们操作程序应遵循哪些

重要原则?

答:①隔离开关和断路器最大的区别是:断路器自带灭弧功能而隔离开关没有,故断路器可以切断故障线路而隔离开关不能。

②断路器与隔离开关间的倒闸操作顺序: 由于隔离开关没有专门的灭弧装置,所以在接通电路时,必须先合断路器两侧的隔离开关,后合断路器。切除电路时,必须先断开断路器,后拉开断路器两侧隔离开关,即操作隔离开关必须是在断路器断开的情况下进行,要保证隔离开关“先通后断”。

3、主母线和旁路母线各起什么作用?对于设置专用旁路断路器的主接线,检修

出线断路器时,不停电倒闸操作该如何进行?

答:⑴①主母线作用:主要用于汇集和分配电能。

②旁路母线作用:用于检修任一进出线断路器时,不中断对该回路的供电。

1、什么叫配电装置?

答:配电装置是由各种开关电器、保护电器、测量电器、母线和必要的辅助设备根据主接线图中的连接顺序组装而成的,是发电厂与变电所电气主接线的具体实现。

2、什么叫最小安全净距?如何分类?

答:(1)配电装置各部分之间,为确保人身和设备的安全所必须的最小电气距离称为最小安全净距。

(2)可分为A,B,C,D,E五类。

①A值是最基本的,在此距离下,无论是处于最高工作电压之下,还是处于内、外过电压之下,空气间隙均不致被击穿。

A1值:带电部分对接地之间的空间最小安全净距。

A2值:不同相带电部分之间的空间最小安全净距。

②B值是指裸导体与遮栏之间的距离。可分为B1值和B2值,B1值指带电部分至栅状遮栏的距离;B2值指带电部分至网状遮栏的距离。

③C值:无遮拦裸导体至地面的距离。是保证人举手时,手与带电裸导体之间的净距不小于A1值。

④D值:不同时停电检修的无遮拦裸导体之间的水平净距。是保证检修时,人和裸导体之间净距不小于A1值。

⑤E值:是指屋内配电装置出线套管中心线至屋外通道路面的净距。

3、屋外配电装置有几种类型?它们的特点各是什么?

答:(1)屋外配电装置可分为中型、高型和半高型。

(2)它们的特点分别为:

①中型:按照隔离开关的布置方式又分为普通中型和分相中型两类。普通中型所有电气设备均安装在有一定高度(2~2.5m)的同一水平面上,使带电部分对地保持必要的高度,以保证地面上工作人员可以安全活动;母线所在平面稍高于电气设备所在水平面,母线和电气设备均不能上、下重叠布置。分相中型和普通中型的不同在于它的隔离开关分相布置在母线正下方。

②高型:母线和电器分别布置在几个不同高度的水平面上,旁路母线与断路器、电流互感器等电器重叠布置,隔离开关之间重叠布置。一组主母线与另一组主母线重叠布置,主母线下没有电气设备。

③半高型:母线和电器分别装在几个不同高度的水平面上,被抬高的母线(可以是主母线或旁路母线)与断路器、电流互感器等部分电器重叠布置。母线的高度不同,一组母线与另一组母线不重叠布置。

1、什么叫厂用电和厂用电率?

答:(1)厂用电:为了保证发电厂主要设备正常运行、操作、试验、电焊、修配、照明等用电设备的总耗电量,统称为厂用电。

(2)厂用电率:厂用电耗电量占同一时期内全厂总发电量的百分数。

2、厂用电率的作用和意义是什么?

答:厂用电率是发电厂的主要运行经济指标之一。降低厂用电率不仅能降低电能生产成本,同时相应地增加对电力系统的供电量。

3、厂用电负荷根据重要性可分为哪几类?它们对供电电源各有什么要求?

答:根据重要性,厂用负荷可分成5类:

①Ⅰ类厂用负荷:短时停电也可能造成发电厂的主要设备损坏、危及人身安全、

主机停运和大量影响电厂出力的厂用负荷。应由两个独立电源供电,两个电源之间自动切换。

②Ⅱ类厂用负荷:仅允许短时停电(几秒至几分钟)。应由两个独立电源供电,

两个电源之间手动切换。

③Ⅲ类厂用负荷:较长时间(几小时甚至更长时间)停电,不会直接影响电厂

生产。可由单电源供电,电源故障时, 允许进行检修或更换。

④事故保安负荷:指在事故停机过程及停机后一段时间内仍应保证供电,否则

将引起主要设备损坏、重要自动装置失灵或推迟恢复供电,甚至出现危及人身安全的负荷。其中直流保安负荷由蓄电池组供电;交流保安负荷平时由交流厂用电源供电,事故后,由快速启动柴油发电机组自动投入供电。

⑤交流不间断供电负荷:在机组启动、运行以及正常和事故停机过程中,甚至在停机后的一段时间内,需要连续供电并具有恒频恒压特性的负荷。一般采用由蓄电池供电的电动发电机组或逆变装置供电。

4、厂用工作电源和备用电源之间的备用方式有哪几种?什么类型的电厂适合采

用什么类型的备用方式?为什么?

答:(1)有两种。明备用和暗备用。

(2)因为明备用在正常运行中,全厂专设一台专门的备用变压器。大型火电厂厂用负荷很大,厂用工作变压器的容量也很大,通常采用明备用方式。有利于经济运行,投资小。

(3)暗备用不需另设专门的备用变压器,而是当厂用工作变压器成对出现时,工作变压器之间互为备用。这种备用方式,需要将每台工作变压器的容量加大。故在厂用负荷较小,厂用工作变压器的容量也较小时可采用这种方式,如水电厂和变电所。

5、电厂的厂用高压和厂用低压的电压等级如何确定?

答:厂用电的电压等级是根据发电机的容量和额定电压、厂用电动机的额定电压和厂用电网的可靠、经济运行等因素,经过技术经济综合比较后确定的。

(1)火力发电厂高压厂用电压为:

①发电机组容量在60MW及以下,发电机电压为10.5kV时,可采用3kV;

②发电机组容量在60MW及以下,发电机电压为6.3kV时,宜采用6kV;

③发电机组容量在100~300MW时,宜采用6kV;

④发电机组容量在600MW及以上时,经技术经济比较,可采用6kV一级,也可采用3kV和10kV两级电压。

低压厂用电压采用380/220V电压级。

(2)水力发电厂由于水轮发电机组辅助设备的电动机容量不大,一般只设一个380/220V电压等级。

6、什么是发电厂的厂用工作电源?厂用工作电源的引接方式有哪几种?

答:⑴厂用工作电源:保证发电厂(或变电所)正常运行的基本电源。它的引接方式与主接线密切相关。

⑵高压厂用工作电源的引接:①当主接线具有发电机电压母线时,一般直接从

该机组所连接的母线上引接,供接在该段母线上的机组的厂用电负荷;②当发电机与主变压器为单元接线或扩大单元接线时,则高压厂用工作电源从主变压器的低压侧或发电机出口引接,供本机组厂用负荷。

⑶低压厂用工作电源采用380/220V电压,一般由对应的高压厂用母线段上经低

压厂用变压器引接。为了限制短路电流,单台厂用低压变压器容量最大不得超过750kVA。对于不设高压厂用母线段的发电厂,低压厂用工作电源可从发电机电压母线上或发电机出口引接接入低压厂用变压器。

7、什么是发电厂的厂用备用电源?厂用备用电源的引接方式有哪几种?

答:⑴备用电源指当工作电源故障或检修退出运行时,保证给厂用电供电的电源。备用电源应具有独立性,与工作电源无关联,有足够的容量,应与电力系统紧密联系,在全厂停电时仍能从系统取得厂用电源。

⑵高压厂用备用电源的引接:

①有发电机电压母线时,从发电机电压母线的不同分段上(不与接有厂用工作电

源的母线同段),通过厂用备用变压器(或电抗器)引接;

②无发电机电压母线时,从与电力系统联系紧密的升高电压母线上引接,如有

两级与系统联系的升高电压,尽量选用较低一级的升高电压,以节省投资;

从联络变压器的低压绕组引接。但要保证足够的供电容量;

③当技术经济合理时,可由外部电网引接专用线路经过变压器获得独立的备用

电源。

8、什么是厂用电动机的自起动?为什么要进行厂用电动机的自起动校验?答:(1)当电源突然消失或厂用电压降低时,由其供电的厂用电动机转速就会下降,甚至完全停止。电动机转速明显下降的过程称为惰行。若在很短时

间(一般为1s左右)内,厂用电压又恢复或备用电源自动投入,电动机从

惰行状态又自动加速恢复到稳定运转状态,这一过程称为电动机的自起

动。

(2)若同一段厂用母线上的一组电动机同时参加自起动,总的自起动电流会很大,在其通过的厂用变压器(或电抗器)及线路上将产生较大的电压降,使电动机机端电压低于额定电压,电磁转矩小于拖动机械的阻转矩而起动不了。或略大于阻转矩而使起动时间拖得过长,导致电动机严重发热,损害其绝缘和寿命甚至使电动机烧毁。因此,设计厂用电系统时必须进行电动机自起动校验。

1、试指出图中所示电气设备1、

2、

3、4的名称,并分别列出送电合闸和断电拉

闸时它们的操作顺序。

.11

WL1WL2WL3WL4

电源1电源2

1

2

3

4

1负荷断路器。2隔离开关3电源断路器4接地开关

送电 3 1 2 切断 2 1 3

2、请指出下图所示主接线是什么接线形式,图中主母线和旁路母线各起什么作

用?若要检修出线WL1的断路器时,不停电倒闸操作该如何进行?

双母线带旁路

1先合上旁路断路器QFP,旁路隔离开关QSI QS2 QS3检查旁路母线是否完好。

2 完好合上要检修出线的旁路隔离开关QS1P

3断开检修出线的断路器QF1

4断开检修两侧隔离开关(先负载后电源)QS13后QS12

5旁路段利器QFP代替出线断路器QFI工作出线WF1检修

.11 WL1电源1电源2QF1

QS1P

QS13

QS11QS12QFc

WL2

QFp QS3QS1QS2