杭电复习资料 “发电厂电气部分”复习资料 44页

杭电复习资料1“发电厂电气部分”复习资料杭州电子科技大学自动化学院电气工程及自动化发电厂电气部分复习资料章坚民2011年4月1第一章绪论第一节发电厂和变电所的类型第二节发电厂和变电所电气设备简述第三节我国电力工业发展概况思考题1．电能有哪些优点？2．我国电力工业发展概况怎样？发展方针是什么？3．什么是新能源发电？4．发电厂和变电所的作用是什么？各有哪些类型？★5．什么是一次设备？什么是二次设备？哪些设备属一次设备？哪些设备属二次设备？★6．什么是电气主接线？什么是配电装置？★7．本课程的主要目的和任务是什么？\n1第二章导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理第一节导体的发热和散热★第二节导体的长期发热与载流量★第三节导体的短时发热★第四节大电流导体附近钢构的发热第五节导体短路的电动力★第六节大电流封闭母线的电动力第七节开关电器中电弧的产生及熄灭★第八节弧隙电压恢复过程分析★第九节熄灭交流电弧的基本方法★Ａ课程内容（1）开关电器的灭弧原理开关电器开关触头分离时产生电弧的4种原理：（1）高温阴极表面的热电子发射；（2）阴极表面处的强电场发射电子；（3）电子向正电极加速运行，撞击中心质点（分子或原子）使其释放电子，形成更多的自由电子和正离子；该现象持续发展，形成所谓的碰撞游离；（4）高温下气体分子剧烈运动，互相碰撞，产生自由电子和正离子，称为热游离。电弧形成的物理过程。电弧熄灭的过程：游离与去游离；去游离：复合：\n扩散：直流电弧的伏安特性：电导增加，电弧电压反而下降，呈现“倒数函数”。交流电弧的伏安特性：呈现动态交变特性，燃弧段与灭弧段交替出现，电流每经半个周波要过零值一次，使电弧暂时熄灭，是熄灭交流电弧的有利时机。介质强度：是指弧隙中介质所能承受而不被击穿的最大外加电压。交流电弧的熄灭：在电流过零点，存在两个相互联系的过程，即电压恢复过程和介质强度恢复过程。一方面，弧隙介质强度随着去游离的加强而逐渐恢复；另一方面，弧隙电压也由熄弧电压恢复到电源电压。如果恢复电压高于介质强度，弧隙将重新被击穿，电弧重燃；反之，弧隙将不会再次被击穿，电弧就彻底被熄灭。2断路器由于不同的间隙介质，具有不同的介质强度恢复曲线，因而用于不同的场合。熄灭交流电弧的基本方法：（1）采用灭弧能力强的灭弧介质高压断路器中广泛采用以下几种灭弧介质：变压器油、压缩空气、六氟化硫、真空。（2）利用气体或油吹动电弧纵向吹弧：使电弧冷却并变细横向吹弧：把电弧拉长、切断\n（3）采用多断口熄弧（4）采用并联电阻（5）采用特殊金属材料作灭弧触头（6）提高断路器的分离速度（2）高压断路器高压断路器分类1：户内、户外分类2：油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器基本参数：1、额定电压2、额定电流3、额定开断电流4、动稳定电流（峰值）5、热稳定电流6、全开断时间tt=t1+t27、合闸时间8、自动重合闸性能（3）隔离开关隔离开关没有专门的灭弧结构，因此不能用来开断负荷电流和短路电流。需与断路器配合使用，只有当断路器开断电流后才能进行操作。主要用途：（1）将停役的电气设备与带电的电网隔离，以确保被隔离的电气设备能安全地进行检修\n（2）倒闸操作（3）接通或开断小电流电路隔离开关分类1：单柱式、双柱式和三柱式2：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式、插入式3：户内式、户外式4：带接地倒闸、无接地倒闸3（4）低压开关电器1、刀开关2、低压熔断器3、接触器是一种利用电磁原理来实现低压电路的接通和断开，并作为远距离控制的一种电器。（5）互感器电流互感器正常运行时，不允许二次回路开路，在极端情况下可能感应数千甚至上万伏电压。电流互感器的二次绕组与测量仪表、继电器等的电流线圈串联，接近于短路状态运行。电流互感器的误差和准确度：（1）电流误差（2）角误差（相角差）（3）电流互感器的准确级和10%误差曲线电流互感器的准确等级有0.2、0.5、1、3、10、B级；B级是专门用于继电保护的电流互感器。电压互感器正常运行时，不容许二次侧短路，因为短路后在二次回路会产生很大的短路电流，将使电压互感器烧毁。电压互感器的误差和准确度：\n（1）电压误差（2）角误差（相角差）（3）电压互感器的准确级我国电压互感器的准确等级分为四级，即0.2、0.5、1.0级和3级。0.2级用于实验室精密测量，0.5-1.0级用于发电厂和变电所的盘式仪表，3级用于测量仪表和某些继电保护装置。（6）电抗器Ｂ三基（1）基本概念介质强度：是指弧隙中介质所能承受而不被击穿的最大外加电压。4（2）基本原理（3）基本计算Ｃ选择题1、开关在开断电路时，只要加在动、静触头间的电压大于，通过其间的电流大于（A）（A）10-20V，80-100mA（B）220-380V，80-100mA（C）0-5V，10-50mA（D）10-20V，0-10mA2、在交流电路中，电弧电流过零值之后，当弧隙的恢复电压（C）弧隙击穿电压时，将会使电弧熄灭。A．大于B．等于\nC．小于D．正比于3、在采用气体吹动电弧加速熄弧的方法中，按照气体吹动方向的不同，可分为纵向吹动和横向吹动，在相同工作条件下，横向灭弧比纵向灭弧效果（A）。A．好一些B．差一些C．一样D．差得多4、熄灭电弧的条件是去游离作用（B）游离作用A等于B大于C小于D不大于5、熄灭直流电弧的方法之一（C）A减小线路电阻B提高电源电压C冷却和拉长电弧D提高降在弧隙上的电压6、交流电弧熄灭的条件是弧隙介质强度的恢复（B）弧隙电压的恢复A等于B大于C小于D不大于7、少油式断路器中油的用途是（A）A．灭弧介质和触头间的绝缘B．灭弧介质和对地绝缘介质C．绝缘介质D.仅作为灭弧介质8、油断路器内的变压器油的作用（C）A、绝缘和防锈B、绝缘和散热C、绝缘和灭弧9、在中性点不接地系统用两只单相电压互感器接成V-V形接线为测量（C）。A、相电压B、各相对地电压C、线电压\n10、熔断器熔件中焊有小锡球采用"冶金效应"法作用是为了（C）A、减少金属蒸气B、缩短熔断时间C、降低熔件的熔点温度511、负荷开关不能用来切、合的电路为（C）。A、空载电路B、负载电路C、短路故障电路12、少油断路器的对地绝缘是靠（C）A．绝缘油实现B．空气实现C．瓷支柱实现D．环氧树脂13、隔离开关用于隔离电压或切换电路，(C)A.不得断开但可接通负荷电路B.不得接通但可断开负荷电路C.不得断开或接通负荷电路D.不得转移电流或接通电路14、电压互感器的一次绕组并联于被测回路的电路之中,其二次额定电压通常为(A)伏。A.100或100/C.100或100/2B.100或3?100D.100或2?10015、三相五柱式电压互感器的二次侧辅助副绕组接成开口三角形接线，其作用是监测系统的A、相电压B、线电压C、零序电压D、相电压和线电压16、在中性点不接地系统用两只单相电压互感器接成V-V形接线为测量（C）。A、相电压B、各相对地电压C、线电压D、零序电压Ｄ判断题\n1在中性点不接地的3-10kV系统中，当单相接地电流不大于30安时，可不装消弧线圈。（√）2冲击短路电流仅在三相中的一相出现，而不会在三相同时出现(√)3在三角形接线中，线电流中不含有零序分量。(√)4没有中线的星形接线中，三相电流之和为零，不含有零序分量(√)5无限大容量电源供电的电路内发生短路时，短路电流周期分量的幅值是变化的（×）8在中性点非直接接地系统中，当发生单相接地后相应的继电保护装置将故障部分迅速切除。(×)9消弧线圈可采用全补偿方式运行----（×）。10电弧的熄灭依赖于去游离作用强于游离作用(√)11直流电弧比交流电弧易于熄灭（×）12出线装设串联电抗器可以限制短路电流。（√）613电弧产生的条件是触头断开的间隙的电压大于10-20伏，电流大于80-100毫安。（√）14高压断路器的作用，正常时用于接通断开，电路事故时由继电保护动作断开故障电路，并能完成自动重合闸任务。（√）15隔离开关无灭弧装置，不得切、合负荷电路。（√）16SF6电气特性优越，主要是利用SF6\n气体具有优良的灭弧性能和绝缘性能。（√）17熔断器的熔断电流与时间关系特性曲线，称保护特性，采用冶金效应法的目的是降低熔件的熔点。（√）18油断路器切断电路时产生电弧的过程，可分为四介阶段即强场发射、碰撞游离、热电子发射和热游离。（√）19电流互感器正常运行中，二次侧处于开路状态（×）20电压互感器正常运行中，二次侧处于带负荷工作状态（×）21电压互感器的电压误差与二次负荷有关（√）。22电流互感器的一次电流与二次负载电流无关（√）。23断路器的额定电流是指在任意的环境温度下，当断路器的绝缘和截流部分不超过其长期工作的最高允许温度时，断路器允许通过的最大电流值。（×）24断路器的额定电流不得小于装设断路器回路的最大短路电流。(X√)ZHANGJM25断路器的开断时间是从断路器接到分闸命令瞬间起，到断路器各极触头间的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。（√）26户外式断路器可以用于户内，而户内式断路器也可以用户外。（×）27熔体的最大额定电流应超过熔断器的额定电流(×√)ZHANGJM28电气主接线中的内桥接线多用于线路较长，无穿越功率，变压器不经操作的场合。（√）29发电机与变压器组成单元接线的主要优点是运行灵活。(×)30单母线分段的优点是当某段母线故障时，可以经过倒闸操作将故障段母段上的负荷切换到另一段母线上以恢复供电。(×)\n31隔离开关与断路器配合的操作原则是：“先断开断路器后拉开隔离开关”或“先接通隔离开关后合上断路器”。(√)Ｅ思考题和习题（书本上）1．发热对导体和电器有何不良影响？★2．导体的长期发热和短时发热各有何特点？★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？★4．计算导体短时发热温度的目的是什么？如何计算？★5．大电流导体附近的钢构为什么会发热？减少钢构发热的措施有哪些？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？★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。8．寻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？9．大电流母线为什么广泛采用全连式分相封闭母线？说明壳外磁场和由邻相穿入壳内的磁场减弱的原因。10,何谓碰撞游离、热游离、去游离？它们在电弧的形成和熄灭过程中起何作用？★11．开关电器中的电弧有何危害？★12．交流电弧有何特点？交流电弧的熄灭条件是什么？★13.\n何谓弧隙介质强度恢复过程？何谓弧隙电压恢复过程？它们与哪些因素有关？★14.熄灭交流电弧的基本方法有哪些？★715.计算屋内配电装置中80mm×lOmm的矩形铜导体的长期允许截流量。导体正常最高允许温度θw=70℃，基准环境温度θ0=25℃。16.某铝母线尺寸为lOOmmXlOmm，集肤系数K。-1.05，在正常最大负荷时温度最一60℃，继电保护动作时间￡田-ls，断路器全开断时间乙。-。．Is，短路电流J”一30kA，J。．。。=25kA，h，一22kA。试计算该母线的热效应和最高温度。17.某l0kV汇流母线，每相为2条l00mm×l0mm矩形铜导体，三相水平布置、导体平放，绝缘子跨距L=l.0m，相间距离a=0.35m，三相短路冲击电流ish=l00kA，导体弹性模量E=ll.28×1010Pa，密度ρw=8900kg/m3。试计算母线的最大电动力。18.已知某200MW机组封闭母线有关数据如下：母线电流Iw=8625A，外壳电感LR一3.85×10。7H／m，外壳电阻r。一5.48×10-6Q／m。试计算其外壳环流及剩余电流。19.试计算220kV高压断路器开断各类短路故障时，断口恢复电压的最大值(取Kｍ＝１．５)5-1开关断开过程中，间隙的自由电子是如何产生的？试说明电弧的形成过程。5-2交流电弧是怎样熄灭的？何谓介质强度？何谓恢复电压？\n电弧中存在的游离与去游离这二个性质相反过程的强弱对比就决定了电弧最终发展趋势，即当游离强于去游离时，电弧就会发生并燃烧激烈；若去游离与游离过程达到平衡，电弧就会稳定燃烧；而在去游离占有优势时，电弧的燃烧即将减弱并最终熄灭。交流电弧利用电流过零熄灭。熄灭过程存在两个恢复过程：1）电压恢复过程电流过零（电弧熄灭）后，电弧电压恢复到触头间的电压，即uhf2）介质强度恢复过程介质中产生电弧，介质强度降低，电流过零（电弧熄灭）后，介质强度（ujf）迅速恢复；电流过零时，弧隙的介质恢复电压高于弧隙恢复电压，不重燃。5-3熄灭交流电弧有哪些基本方法？其作用原理又如何？83、试说明电弧产生的四种发展的机理4、开关开断时的去游离的两种形式：（A）复合、扩散5、根据以下断路器的特性曲线，分析他们的特点6、什么是弧隙恢复电压曲线？什么是弧隙介质强度曲线？？9第三章电气设备的结构和工作原理第一节绝缘子和母线第二节电力电缆和电抗器第三节高压断路器概述\n第四节六氟化硫(SF6)断路器第五节真空断路器第六节断路器的操动机构第七节隔离开关及其操动机构第八节熔断器、负荷开关、高压接触器及重合器第九节互感器第十节低压开关电器思考题1．绝缘子按结构型式分为哪几类？其作用是什么？基本结构怎样？★2．敞露母线有哪几种？各适用什么场合？母线靠什么绝缘？用多条矩形母线时每相为何最好不超过3?★3．封闭母线有哪两类？各用于什么场合？★4．电力电缆按绝缘和保护层的不同分为哪几类？各适用于什么场合？电缆中间接头盒和终端盒的作用是什么？5．电抗器按用途分为哪几类？其作用各是什么？★6．高压断路器的作用是什么？按采用的灭弧介质分为哪几类？★7．高压断路器的基本结构怎样？有哪些主要技术参数？8．简述SF6断路器单压式灭弧室的基本结构和灭弧原理。9．简述I.W6-220型SF。断路器基本结构和工作原理。10,简述真空断路器基本结构和工作原理。11.简述CDl0型操动机构基本结构和工作原理。\n12.简述ZN12-10型真空断路器配用的弹簧操动机构基本结构和工作原理。13.简述BI.G1002A型弹簧操动机构基本结构和工作原理。14.简述AM系列气动操动机构基本结构和工作原理。15.简述PKA系列气动操动机构基本结构和工作原理。16.简述LW6系列断路器液压操动机构基本结构和工作原理。17.隔离开关的作用是什么？其分类和基本结构怎样？其操动机构有哪几种？★18．熔断器的主要作用是什么？其基本结构怎样？什么叫限流式熔断器？什么是熔断器的保护特性曲线？★1019.简述RM10型低压熔断器的死弧原理。20.简述RN1型高压熔断器的灭弧原理。21.负荷开关的作用是什么？按其灭弧原理和灭弧介质分为哪几类？★22.交流高压接触器的作用是什么？高压真空接触器的基本结构怎样？23．简述图3-84中FU3变压器侧发生瞬时性和永久性故障时重合器、熔断器的动作过程。24．电流互感器和电压互感器的作用是什么？简述电磁式电流互感器和电压互感器的工作原理和特点。★25.简述电容式电压互感器的工作原理。26.互感器有哪几种误差？误差与哪些因素有关？★\n27．为什么运行中电流互感器的二次回路不允许开路，电压互感器的二次回路不允许短路？★28.分别绘出电流、电压互感器的常用接线，并说明其应用场合。★29.试述串级式电压互感器的工作原理。30.接触器的作用是什么？简述其基本结构和工作原理。31．绘出用磁力起动器控制电动机的电路图，并说明其工作原理（包括热继电器）。32.自动开关的作用是什么？简述其基本结构和工作原理5-4何谓多油断路器？何谓少油断路器？试比较它们的经济、技术性能★5-5少油断路器中的压油活塞起什么作用？试说明它的作用原理。5-6真空开关和空气压缩开关采用的灭弧介质是什么？与油断路器比较，各有何优越性？5-7六氟化硫气体为什么被作为灭弧介质？全封闭组合电器（GIS）有哪些优越性？5-8隔离开关在电路中的作用是什么？它们的结构特点如何？适用在何场合？★5-9隔离开关、断路器的主要区别是什么？运行操作时应特别注意什么？★5-10熔断器的作用是什么？普通熔断器与快速熔断器在开断性能上有何区别？5-11低压熔断器的选择条件是什么？\n5-12接触器的主要结构部分是什么？它在低压控制电路中起什么作用？电磁起动器与它比较有什么不同？5-13自动断路器的主要结构部分和工作原理是什么？为什么它（含断路器）需要自由脱扣机构？试分析它的工作原理。5-14什么叫互感器？其作用是什么？★5-15电流互感器二次绕组为什么不允许开路？试说明其理由。★115-16电流互感器的准确等级有儿种？影响电流互感器准确等级的主要因素是什么？★5-17什么叫10%误差曲线？有什么用途？5-18试画出电流互感器的接线图，各适用于什么场合？★5-19电磁式电流互感器按其结构特点分为哪几种？它们适用于什么场合？5-20什么叫电压互感器的准确等级？标准等级分为几种？在使用中如何选定其准确等级？5-21影响电压互感器准确等级的主要因素是什么？★5-22运行中电压互感器二次绕组为什么不允许短路？二次绕组中性点接地的目的是什么？为什么？5-23三相五柱式电压互感器在磁路结构上有何特点？为什么可以使用在中性点不接地系统中作为绝缘监察用？5-24电抗器按用途分为哪几类？其作用各是什么？20、目前测量用电流互感器的准确级一般为（C）\nA、0.2级B、0.5级C、1级D、3级第四章电气主接线（重中之重）第一节对电气主接线的基本要求第二节有汇流母线的主接线第三节无汇流母线的主接线第四节发电厂和变电所主变压器的选择第五节限制短路电流的措施第六节互感器避雷器在主接线中的配置第七节各类发电厂和变电所主接线的特点及实例第八节主接线的设计原则和步骤思考题和习题1．对电气主接线有哪些基本要求？122．主接线的基本形式有哪些？3．在主接线设计中采用哪些限制短路电流的措施？4-主母线和旁路母线各起什么作用？设置旁路母线的原则是什么？5．绘出分段单母线带旁路（分段断路器兼作旁路断路器）的主接线图，并说明其特点及适用范围。6．绘出双母线的主接线图，并说明其特点及适用范围。7．绘出双母线带旁路（有专用旁路断路器）的主接线图，并写出检修出线断路器的原则性操作步骤。8．绘出一台半断路器（进出线各3\n回）的主接线图，并说明其特点及适用范围。9．绘出内、外桥的主接线图，并分别说明其特点及适用范围。10.发电厂和变电所主变压器的容量、台数及型式应根据哪些原则来选择？11,主接线设计的基本步骤怎样？12.某新建llOkV地区变电胼，llokV侧初期有2回线接至附近发电厂，终期增加2回线接至一终端变电所；lOkV侧电缆馈线12回，最大综合负荷20MW，经补偿后的功率因数为o．92，重要负荷占70%。试初步设计其初、终期的主接线（写出简要的设计说明，绘出主接线图），并选择主变压器。13.某新建火电厂有2×50MW_【-200MW三台发电机。50MW发电机UN一10.skV，COscpG一o．8；200MW发电机UN=15.7skV，COS9G一o．85；有lokV电缆馈线24回，最大综合负荷60MW，最小负荷40MW,cosg=0.8；高压侧220kV有4回线路与系统连接，不允许停电检修断路器；厂用电率8%。试初步设计该电厂的主接线（写出简要的设计说明，绘出主接线图），并选择主变压器。14．某火电厂主接线设计中，初步选出两个技术性能基本相当的方案。两方案折算到施工结束年的总投资和年运行费分别为：第一方案。I=6950.94万元，uI=1181.66万元，第二方案0Ⅱ一7580.85万元，uⅡ一1023.41万元。取服务年限挖：25年，投资回收率确一0.1，试用最小年费用法确定最优方案。1、三相母线的颜色分别规定为（C）\nA、红绿黄B、黄红绿C、黄绿红2、直流母线正负极颜色分别规定为（A）A、红蓝B、黄白C、红紫3、大中型发电厂，特别是火力发电厂的厂用电备用方式，常利用（A）方式。A．明备用B．暗备用C．与系统相连的主变兼作备用4、线路停电的操作顺序是（D）A．先分母线隔离开关，再分线路隔离开关，最后分断路器B．先分线路隔离开关，再分母线隔离开关，最后分断路器C．先分断路器，再分母线隔离开关，最后分线路隔离开关D．先分断路器，再分线路隔离开关，最后分母线隔离开关5、外桥接线适用于(B)A.线路较长，变压器不需要经常切换B.线路较短，变压器需要经常切换C.线路较长，变压器需要经常切换D.线路较短，变压器不需要经常切换136、输电线路送电的正确操作顺序为（C）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\n7、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?(B)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8、对厂用I类负荷的供电方式是(C)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9、下列哪种情况宜采用一台半断路器接线？（D）A．10~35kV出线回路数为10回以上B．35~110kV出线回路数为8回以上C．110~220kV出线回路数为6回以上D．330~500kV出线回路数为6回以10、外桥接线适合于（A）A．线路较短、变压器需要经常切换的场合B．线路较长、变压器不需要经常切换和场合C．线路较多，只有两台变压器的场合D．只有二条出线、变压器台数较多的场合12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?(B)\nA.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14（D）接线在出线断路器检修时，会中断该回路供电。A．单母线分段带旁路B．双母线分段带旁路C．二分之三接线D．双母线分段15采用双母线同时运行的双母线接线，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16当某电站只有两台主变压器和两条同电压等级的输电线路时（对侧均有电）宜采用（C）A双母线接线B两组变压器----线路单元接线C桥形接线D带旁路母线接线1417采用桥形接线时，切除变压器较容易的是（）接线，外桥接线的（）操作比较复杂CA内桥变压器B外桥变压器C外桥线路D内桥线路18．中性点不接地系统发生单相接地短路时，非故障相电压升高至（A）A.线电压B.1.5倍相电压\nC.1.5倍线电压D.2倍相电压19、可以保证不停电检修出线断路器的主接线形式是（D）A、单母线B、双母线分段C、双母线D、双母线带旁母线22、在3/2接线中，作为操作电器的电气设备为(A)A断路器B隔离开关C负荷开关D熔断器第五章厂（所）用电（要求自学，考试不做要求）第一节发电厂的厂用负荷第二节厂用电的设计原则和接线形式第三节所用电的设计原则和接线形式第四节不同类型的厂（所）用电接线的特点及实例第五节厂（所）用变压器的选择第六节厂用电动机的选择和启动及自启动校验第七节厂用电源的切换思考题和习题1．什么是厂用电？什么是厂用电率？2．厂用负荷按其重要性分为几类？各类厂用负荷对供电电源有何要求？3．厂用负荷有哪几种运行方式？各有何特点？4．对厂用电接线的基本要求是什么？5．厂用电供电电压有哪几级？高压厂用电压级是怎样确定的？6．什么是厂用工作电源、备用电源、启动电源、保安电源和不停电电源？\n7．厂用工作电源和备用电源的引接方式各有哪几种？8．厂用保安电源和不停电电源如何取得？9．厂用高、低压母线及厂用负荷连接采用什么形式？这种接线形式在火电厂中与锅炉容量有何关系？10.对变电所的所用电源有何要求？所用电的接线形式怎样？11.何谓厂用电动机的自启动？为什么要进行自启动校验？12．某电厂6kV高压厂用工作变压器选用分裂绕组变压器，其中1号工作变压器所接15的IA、k段负荷如下表所示，试选择变压器的容量。13．某电厂的6kV高压厂用变压器为双绕组无激磁调压变压器，容量s：一16000kVA．阻抗电压魄%一7.5。6kV给水泵电动机额定容星Pl一5500kW，启动电流倍数Ki=6，cosp=0.9’叩一o．96。给水泵启动前，高压厂用母线上已带有负荷s。一8500kVA。校验给水泵能否正常启动。14．某电厂的高压厂用备用变压器为双绕组有载调压变压器，容量s．=lOOOOkVA，阻抗电压UK%=8，正常情况下带有公用段负荷s。一2500kVA，厂用高压母线段参加自启动的电动机容量Pi=8000kW,Ki=5,cosg-0.8，7—0.9，校验能否满足自启动。15．某厂用系统为6kV和o．38kV两级电压。高压厂用备用变压器为分裂绕组变压器（有载调压）’其高压绕组容量Sls一sooOokVA，低压绕组容量S2t..一25000kVA，半穿越阻抗电压UK%=19，已带有负荷So一7750kVA。某高压厂用母线段上自启动电动机容量PI一13363kW；所接的低压厂用变压器容量St2=lOOOkVA，阻抗电压魄%=10\n，低压母线上自启动电动机容量P2=500kW；高、低压电动机启动电流倍数均为5，r7cos≯—0.8。试计算高压厂用备用变压器自投该高压厂用母线段时，高、低压电动机能否实现自启动。16．大容量机组厂用电源的切换有哪儿种情况？正常切换和事故切换有何不同？11、厂用电率是指发电厂在一定时间内，厂用电所消耗的电量占发电厂（A）A．总发电量的百分数B．总装机容量的百分数C．最大发电量的百分数D．最小发电量的百分数13厂用电率是衡量发电厂经济性的主要指标之一，它等于发电厂在一定时间内的厂用电量与(A)A.其总发电量之比B.其总装机容量之比C.其供电量之比D.系统总发电量之比16第六章电气设备选择第一节电气设备选择的一般条件第二节敞露母线及电缆的选择第三节支柱绝缘子和穿墙套管的选择第四节高压断路器和隔离开关的选择第五节高压负荷开关和高压熔断器的选择第六节限流电抗器的选择\n第七节互感器的选择思考题和习题1．电气设备选择的一般条件是什么？2．校验热稳定与校验开断电器开断能力的短路计算时间有何不同？3．导体的热稳定、动稳定校验在形式上与电器有何不同？4．哪些导体和电器可以不校验热稳定或动稳定？5．高压断路器的特殊校验项目是什么？怎样校验？6．限流电抗器的特殊选择项目是什么？怎样选择？7．电流、电压互感器的特殊选择项目是什么？怎样选择？8．已知某lOkV屋内配电装置汇流母线Ima。=2200A，三相垂直布置、导体竖放，绝缘子跨距L-l．Om，相间距离盘-0.7m，环境温度曰一35℃，母线保护动作时间tpr一0.05s，断路器全开断时间屯b—0.2s，母线短路电流，”=40kA，，。。／z=32kA．J．。=24kA。试选择该汇流母线及其支柱绝缘子。9．某小型变电所有四条lOkV线路，分别向四个用户供电，从出线断路器到架空线路之间用电力电缆连接，并列敷设于电缆沟内，长度L=18m，电缆中心距离为电缆外径的2倍。各线路Pma。均为1600kW，T_。一4200h，cos(p—0.85，当地最热月平均最高温度为30℃。电缆始端短路电流为，Ⅳ一4kA，j。。，2—3kA，J．。一2kA。线路保护动作时间￡。，-ls，断路器全开断时间tab一0.3s。试选择线路电缆。10.已知某变电所主变压器SN=16000kVA、UN．-llOkV，最大过负荷倍数1.5倍，后备保护动作时间tpr一2s，高压侧短路电流，一6.21kA、Itk/2\n一5.45kA、j。。=5.55kA，当地年最高温度为40℃。试选择主变压器高压侧的断路器和隔离开关。11.已知某变电所的两台所用变压器容量均为SN一50kVA、UN．一lOkV，最大过负荷倍数1.5倍，高压侧短路电流J”=10.5kA，不考虑所用电动机自启动。试选择所用变压器高压侧的熔断器。12.已知：某lokV出线Ima。一350A，co.scp=0.8，根据计算，选用NKL-10-400-4型电抗器，其I2t—22.2(kA)2，i。。-25.5kA。电抗器后短路时，氏一1.12s，JⅣ一8.7kA、/tk/Z一8.4kA、，。。=8.2kA。对电抗器进行电压及热、动稳定校验。13.选择llOkV线路的测量用电流互感器。已知：该线路Irna。一260A，装有电流表三只，有功功率表、无功功率表、有功电能表、无功电能表各一只；相间距离口-2.2m，电17流互感器至最近一个绝缘子的距离11=1.8m，至测量仪表的路径长度为Z一70m;其断路器后短路时，i。h一25.5kA，Qk=150[(kA)2．s]；当地年最高温度为40℃4、高压断路器选择及检验的内容包括型式选择、额定电压选择、额定电流选择、开断电流校验、热稳定校验、动稳定校验。(6分)7、断路器的热稳定计算时间等于(D)A主保护动作时间和断路器固有分闸时间之和。B后备保护动作时间和断路器固有分闸时间之和。C主保护动作时间和断路器全开断时间之和。D后备保护动作时间和断路器全开断时间之和。\n第七章配电装置第一节配电装置的一般问题第二节屋内配电装置第三节屋外配电装置第四节成套配电装置第五节发电机与配电装置的连接第六节发电厂和变电所的电气设施总平面布置思考题和习题1．配电装置最小安全净距的决定依据是什么？2．屋内、外配电装置和成套配电装置各有什么特点？适用于哪些场合？3．配电装置应满足哪些基本要求？4．屋内配电装置有哪几种布置型式？各有什么特点？适用于哪些场合？5．屋外配电装置有哪几种布置型式？各有什么特点？适用于哪些场合？6，成套配电装置有哪几种类型？各应用于哪些场合？7．SF6全封闭组合电器有何特点？8．发电机与配电装置的连接有哪几种方式？各应用于哪些场合？9．发电厂和变电所中各种电气设施的布置有哪些基本要求？10.试绘制llOkV内桥接线、屋外普通中型布置的平面图和断面图（参考有关资料）。\n电气安全净距是指在此距离下，无论是处于最高工作电压之下，或处于内外过电压下，空气间隙均18不致被击穿。最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，即所谓的A1和A2值第八章电力系统中性点接地方式（要求自学，考试不做要求）第一节概述第二节中性点非有效接地系统第三节中性点有效接地系统第四节各种接地方式的比较与适用范围第五节发电机中性点接地方式第六节厂用电系统中性点接地方式思考题和习题1．目前我国电力系统中性点采用的接地方式有哪几种？分别应用在什么情况？2．中性点采用不同接地方式的电力系统，发生单相金属性接地时，各相对地电压有何变化？3．当中性点不接地系统发生单相接地时，故障线路与非故障线路的三相电流之和的大小及其方向有何不同？这一特点有何启发？4．某35kV中性点不接地的架空电网，线路的导线为水平排列，当不进行换位时，其v相的对地电容约为u、W相的90%\n，试计算该电网的不对称度及中性点位移电压。5．消孤线圈有何作用？简述其工作原理。6．电力系统采用经消弧线圈接地方式运行时，有哪几种补偿方式？一般应选择何种方式运行？为什么？7.lOkV系统的电缆线路总长度大于多少时应装设消弧线圈？35kV系统的电缆线路总长度大于多少时应装设消弧线圈？8．某lokV系统的电缆线路总长度35km，如果只装一台消弧线圈，试选择其容量及型号。如果脱谐度u取10%，单相金属性接地时，消弧线圈的电流是多少？9.接地变压器有何功用？其结构和运行特点怎样？10．比较各种中性点接地方式的优缺点。19第九章接地装置第一节概述第二节保护接地的基本概念第三节接地电阻第四节接地装置的布置（1）基本概念电力系统过电压\n通常把作用于电力设备而幅值超过其最高工作电压的电压统称为过电压。过电压按产生机理分为外部过电压（又叫大气过电压或雷电过电压）和内部过电压。外部过电压又分为直接雷过电压和感应雷过电压两类；内部过电压又分为操作过电压、工频过电压和谐振过电压三类。操作过电压：由于电网内开关操作引起的过电压。谐振过电压：由系统电感和电容组成的谐振回路引起的过电压。工频过电压：由于电网运行方式的突然改变，引起某些电网工频电压的升高。低压系统（含用电系统）保护接地方式线路定义：A、B、C三相线；N：中性线；PE：保护线保护接地的标识：T—表示电源系统的中性点直接接地I---表示电源系统的中性点不接地或经过高阻抗接地N—表示设备其不带电的金属外壳用保护线通过中性线与电源系统的中性点相连接根据国家标准，有TN、TT和IT三个系统：（1）TN又可以分为（A）TN-S系统：S—Separate，即N、PE两线分开（B）TN-C-S系统：C-Combined合并，即N、PE部分合并（C）、部分分开（S）（C）TN-C系统：N、PE全部合并作用：即保安接零系统，一旦电气设备发生单相碰壳，保护设备（熔断器或自动断路器等）迅速动作并将故障设备从系统中切除。20以下图要求掌握：（2）TT\n：电源系统中性点直接接地，而电气设备金属外壳另行接地，两个接地不在一起，称为TT系统。这类系统对接地电阻要求较高，因此在变、配电所电压互感器二次侧或高压电动机金属外壳接地系统普遍采用，而低压配电系统不宜采用。原因是，由于两地的接地电阻不相等，当保护设备不动作或不能瞬间动作，电气设备可能会长期或继续存在对地电压，对人身安全不利。（3）IT：电源系统的中性点不接地或经过高阻抗接地，而电气设备的金属外壳接地的系统称为IT系统此类系统，当电气设备发生碰壳带电故障时，由于接地电流较小，保护设备一般不动作，因此当人接触带电设备外壳，则因金属外壳接地的分流作用而有利于人体的安全。电气设备的接地电阻越小，对人体越安全。思考题和习题1．什么叫接地？按用途，接地分哪几种类型？2．何谓电伤、电击？人体触电有哪几种形式？影响触电伤害程度的因素有哪些？3．保护接地和保护接零是怎样起到保护作用的？4．什么叫接触电压？什么叫跨步电压？5．何谓接地装置？何谓接地网？何谓接地电阻？对接地电阻有什么要求？6．发电厂、变电所中的接地网一般是如何敷设的？均压带有何作用？21、下列方式中，哪一项不属于保护接零方式？（C）\nA、TN-C-S方式B、TN-S方式C、TT方式D、TN-C方式22、保护接地方式中，IT方式可应用于中性点(D)A直接接地系统B经小电抗接地系统C经小电阻接地系统D不接地系统23、单根避雷针在某一高度上的保护范围为（C）A．三角形B．正方形C．圆形D．椭圆形2124、以下哪一点不是金属氧化避雷器的优点（A）A．有间隙B．无续流C．通流能力大D．性价比高25、发电机突然甩负荷引起的过电压属于(D)。A．操作过电压B．谐振过电压C．暂时过电压D．工频过电压22第十章发电厂和变电所电气二次回路（要求自学，考试不做要求）第一节发电厂和变电所的控制方式第二节二次接线图第三节直流电源系统第四节电压互感器回路第五节电气测量仪表的配置第六节断路器控制回路的基本接线第七节分相操作的断路器控制回路第八节同步回路及同步点断路器控制回路\n第九节带有APR及AAT的断路器控制回路第十节防误闭锁第十一节中央信号第十二节大型变压器冷却装置控制与信号回路第十三节发电厂和变电所的弱电控制第十四节变电所和发电厂网络部分微机监控系统思考题和习题第十一章电力变压器的运行（要求自学，考试不做要求）第一节变压器的发热和冷却第二节变压嚣的绝缘老化第三节变压器超过额定容量运行时温度和电流的限值第四节变压器的正常过负荷能力第五节变压器的事故过负荷23第六节自耦变压器的特点和运行方式第七节变压器的并列运行第八节变压器的经济运行思考题和习题附录一电力变压器技术数据附录二导体及电器技术数据附录三课程设计任务书重要题目\n1.1判断题1发电厂或变电所所选用的电气主接线形式不仅影响其配电装置布置和供电可靠性，而且影响其二次接线和继电保护。(√)2如果向旁路母线充电不成功,则旁路母线无电压。(×)3内桥接线适用于线路较长、容量较小和变压器需经常切换运行方式的装置中。（×）4应保证重要负荷供电的可靠性和连续性，供电的间断时间不超过允许值。(√)5一般情况下，厂用电母线应该分段，使厂用电负荷均匀分布在两段母线上。(√)6厂用电负荷供电的线路最短以节省电缆或配电箱，将分散的负荷尽量接到就近的分盘或配电箱上。(√)7发电厂中的操作电源都是低压电源。(√)8若厂用变压器接在发电机电压母线上，应考虑当母线发生故障时，尽量保证大部分厂用机械能继续工作。(√)9发电厂或变电所所选用的电气主接线形式不仅影响其配电装置布置和供电可靠性，而且影响其二次接线和继电保护。(√)1.2综述题（书本）6-1单母线接线的优缺点是什么？该接线能否使用在重要用户中？举例说明。6-2单断路器双母线接线和双断路器双母线接线各有什么优缺点？它们和3/2接线比较，又有什么区别？6-3旁路母线的作用是什么？在什么情况下主接线中应增设旁路母线？投入旁路母线时如何操作？试举例说明。\n6-4双母线倒闸操作中要注意那些原则?6-5内桥和外桥接线有何区别？各有什么优缺点？246-6何谓单元接线？目前大型机组发电厂哪种接线应用得较多？6-7什么叫最小安全净距？它是怎样决定的？6-8屋内配电装置的元件布置有哪些具体规定？6-9屋外配电装置有哪几种型式？它们的特点和适用场合如何？6-10成套配电装置有哪几类？6-11大气过电压有哪几种？采用哪些防雷设备？6-12电力系统接地的目的是什么？低压电力网安全保护措施有哪几种？各种保护措施的特点及其应用场合如何？6-13保证电气安全的组织措施和技术措施有哪几方面？6-14常用电气安全工具分为哪三类？各类安全工具在电气安全工作中怎样正确使用？6-15触电的含义是什么？发生触电事故时，应如何急救？心肺复苏法支持生命的基本措施是什么？1.3综述题（其它）1在电力系统发生单相接地故障时，中性点直接接地和中性点不接地系统非故障相对地的电压有什么变化？为什么中性点不接地系统在发生单相接地故障时可允许短时继续运行而不允许长期运行？应采取什么对策？2限制短路电流的方法有哪几种？3试画出电流互感器单向式连接和星型连接的接线图。\n4电气主接线有哪些基本类型？5对电气主接线有哪些基本要求？6图示为什么形式的主接线？说明图中QS9、QS10的作用。257某发电厂电气主接线为双母线接线，正常运行时母线I工作，母线Ⅱ备用。现要对母线I检修，试画出双母线接线图（两进线，两出线即可），并写出操作步骤（只写出线隔离开关操作）8、大接地和小接地电流系统的接线方式分别包括哪些？各有什么特点？答：大接地电流系统中性点直接接地；小接地电流系统包括中性点不接地和中性点经消弧线圈接地。中性点直接接地方式供电可靠性低，出现单相接地时，形成回路，接地电流大；不接地系统供电可靠性高，但绝缘要求也高，出现单相接地时，不形成回路，接地电流不大，中性点经消弧线圈接地系统比不接地系统的单相接地电流小，绝缘要求比较低。9、高压断路器的作用是？隔离开关与其配合的原则是什么？答：高压断路器具有灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，可用来作为接通或切断电路的控制电器。隔离开关与其配合的原则是：先通后断。即停止供电时，隔离开关相对断路器“先通后断”，母线隔离开关相对线路隔离开关也是“先通后断”。10、在下图所示的单母线接线中，要对线路L1送电和停电时，其电气操作程序分别是什么？\n2611、试分析不停电检修下图中馈线2断路器QF2的运行操作。（6分）答：闭合QS5、QS4，闭合QF1、QS3；断开QF2、QS1、QS2。则QF2退出检修。12、试绘出单母线接线并分析其优缺点。答：单母线接线优点：（1）简单清晰（2）设备少、投资小（3）运行操作方便（4）有利于扩建和采用成套配电装置等。其主要缺点是：可靠性和灵活性较差，如当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所接的电源，与之相接的所有电力装置，在整个检修期间均需停止工作。此外，在出线断路器检修期间，必须停止该回路的工作。图2-1单母线接线2713画出两个电源，四条引出线的单母线分段带旁路接线的电气主接线图（分段断路器兼作旁路断路器），并写出线路断路器1QF检修时的操作步骤。14什么是电力系统的中性点？它有哪几种运行方式？各有什么优缺点？说明各自适用范围。15什么叫过电压？电力系统过电压分几类?其产生原因及特点是什么?\n16计算短路电流的目的是什么？18、某变电站采用双母线接线，有2条进线，2条出线，画出其电气主接线，并说明不停电检修工作母线的操作步骤？（正常运行时，一组母线工作，另一组母线备用）答：接线图为W2W1检修工作母线：a)工作母线检修，将所有回路切换到备用母线上。先合上母联断路器QF5两侧隔离开关QS6,QS7,合上QF5。（对备用母线充电）b)接通备用母线侧隔离开关，后断开工作母线侧隔离开关。最后断开母联断路器QF5，再断开两侧隔离开关。c)检修任意回路断路器合上QF5，对备用母线充电d)投入回路备用母线侧隔离开关，断开工作母线侧隔离开关。最后断开母联断路器QF5，再断开两侧隔离开关。e)断开断路器两侧开关。断路器两侧安装跨条。f)合上回路备用母线侧隔离开关，合上母联断路器。19、请解释低压系统（含用电系统）保护接地TN系统的具体三种形式，要求每种形式都要画出相应的示意图。（6分）28\n1.4填充题1、列举四种无汇流母线的电气设备连接方式：单元接线、外桥接线、内桥接线、角形接线。2、开断电流校验、热稳定校验、动稳定校验。11、电气设备的动稳定电流应不小于通过该电气设备的最大(B)电流。B.冲击短路D.持续工作A.三相冲击短路C.三相短路1.5综述题（本书）8-1引起电气设备发热的原因是什么？发热对设备有何影响？8-2选择导体和电器时的环境温度是指何种温度？8-3引起电气设备电动力的原因是什么？电动力对电气设备的机械强度有何影响？三相系统中发生三相短路时，哪一相出现的电动力最大？如何计算？8-4选择电气设备时，一般需要哪些条件？这些条件的物理意义是什么？2、试简述电气设备选择的一般条件。按正常工作条件进行选择导体和电器,按照电器和电缆的额定电压，不低于装置地点电网额定电压的条件选择,按当地环境条件校核,ish?ial导体和电器的长期允许电流（或额定电流）应不小于该回路的最大持续工作电流，即Iymax?Igmax?y??Iy??IY?KIy22???按短路情况校验,热稳定：y0IttQal?Qk?eqt动稳定：\n8-5校验电气设备动稳定的目的是什么？应采用何种短路电流值？一般采用哪种方法？298-6何谓短路电流热脉冲？等值时间法的含义是什么？8-7校验电气设备热稳定的目的是什么？怎样进行热稳定校验？（提示：一般采用哪一种方法？）8-8截面形状系数含义是什么？如何查阅曲线？8-9电抗器的作用是什么？选择电抗器有哪几个条件？8-10某10kV配电装置矩形母线，最大负荷电流为334A。母线发生短路时，I''(3)=26kA，(3)(2)=19.5skA，I?=12kA。若继电保护动作时间为1.5s，断路器开断时间为0.2s。三相母I?线按水平平放布置，相间距离25cm，跨距为l00cm，空气温度25℃，试选择铝母线截面积。8-11某发电厂容量为25MW，额定电压为10.5kV，cosp=0.8的发电机引出母线上发生三相短路，电流为I''(3)(3)=32kA．I?=23kA，ish=81.5kA。发电机最大负荷利用小时数Tmax=6500h；周围环境温度?0=40oC；母线采用三相水平布置、平放，相间距离为0.7m，绝缘子跨距为l.5m。试选择发电机出口引出线母线。8-12某火力发电厂，发电机电压l0kV采用单母线接线。10kV地区负荷经电抗器出线，最大工作电流为350A，出线电抗器后发生三相短路时的短路电流为：I''(3)(3)=20kA，I?=8.5kA，ish=50.5kA\n。短路时过电流保护装置动作时间为2s。试选择该出线的高压少油断路器及隔离开关。1.6综述题（其它）1、电气设备选择的一般条件是哪些？（10%）答：（1）按正常工作条件选择①、额定电压UN?UNSUN—电气设备铭牌上所标示的额定电压，单位（kV）；UNS—电网额定工作电压，单位（kV）。②额定电流IN?ImaxIN—电气设备铭牌上所标示的额定电压，单位（A）；Imax—回路中最大长期工作电流，单位（A）。③按当地环境条件校核当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般30电器使用条件时，应采取措施。（2）按短路情况校验①、短路热稳定It2t?Qk式中Q——短路电流产生的热效应，单位(kA*s)；2kI\nest、t——电器允许通过的热稳定电流，单位（kA）和时间，单位（s）。②、电动力稳定校验i?ish或Ies?Ish式中ish、Ish——短路冲击电流幅值及其有效值，单位（kA）；ies、Ies——电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值，单位（kA）。2、按接地的目的不同，接地可分为哪几种，每种接地起到何作用？（6%）答：（1）工作接地：为保证电力系统正常工作而采取的接地，即中性点接地运行方式。（2）保护接地：一切正常不带电而由于绝缘损坏有可能带电的金属部分的接地，从而保证人身安全。（3）防雷接地：使用防雷保护装置（如避雷针、避雷线、避雷器）导泄雷电流的接地。防雷接地还兼有防止操作过电压的作用。3、跨步电压？保护接零？答：当人在分布电压区域内跨开一步，两脚间（相距0.8m）所承受的电压称为跨步电压。保护接零：将用电设备的金属外壳与电源（发电机或变压器）的接地中性线作金属性连接，并要求供电给用电设备的线路，在用电设备一相碰壳时，能够在最短的时限内可靠地断开。4、安全净距？屋外配电装置一般分为哪三种类型？\n答：安全净距是指从保证电气设备和工作人员的安全出发，考虑气象条件及其他因素的影响所规定的各电气设备之间、电气设备各带电部分之间、带电部分与接地部分之间应该保持的最小空气间隙。屋外配电装置一般可分为中型、半高型和高型。1.7计算题1、如下图所示系统，电源为恒压电源。当取SB=100MVA，UB?Uav，冲击系数KM=1.8时，试求在K点发生三相短路时的冲击电流和短路功率是多少？31(3)l?50kmU%?10.5k0.3kAX%?4rkml?1.0km解：IB?S100??9.164,X1?x1lB?0.2*50*?0.0756，22UB11152uk%UNSB10.5100?*?0.35,?UB?Uav,XT?2100UBSN10030XR?xl%ULNIB46.39.164?**?1.222100ILNUB1000.36.3SB100?0.05*1*?0.1262UB6.32XW?x2lX?*?X1?XT?XR?XW=0.0756+0.35+1.222+0.126=1.7736I*''?11??0.5638X*1.7736?I''?I*''*IB?0.5638*9.164?5.167(kA)iMMI''?2.55I''?2.55*5.167?13.176(kA)sK?S?SB?I*''U*SB?0.5638*100?56.38(MVA)32