發(fā)電廠電氣部分后習(xí)題答案

1、2-1哪些設(shè)備屬于一次設(shè)備？哪些設(shè)備屬于二次設(shè)備？其功能是什么？答：通常把生產(chǎn)、變換、分配和使用電能的設(shè)備，如發(fā)電機、變壓器和斷路器等稱為一次 設(shè)備。其中對一次設(shè)備和系統(tǒng)運行狀態(tài)進行測量、監(jiān)視和保護的設(shè)備稱為二次設(shè)備。如儀用互 感器、測量表計，繼電保護及自動裝置等。其主要功能是起停機組，調(diào)整負(fù)荷和，切換設(shè)備和 線路，監(jiān)視主要設(shè)備的運行狀態(tài)。2-2簡述300MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設(shè)備功能。答：1）發(fā)電機與變壓器的連接采用發(fā)電機一變壓器單元接線；2）在主變壓器低壓側(cè)引接一臺高壓廠用變壓器，供給廠用電；3）在發(fā)電機出口側(cè)，通過高壓熔斷器接有三組電壓互感器和一組避雷器；4） 在發(fā)電機出口側(cè)和

2、中性點側(cè)，每組裝有電流互感器4個；5）發(fā)電機中性點接有中性點接地變壓器；6） 高壓廠用變壓器高壓側(cè)，每組裝有電流互感器4個。其主要設(shè)備如下：電抗器：限制短路電流；電流互感器：用來變換電流的特種變壓器； 電壓互感器：將高壓轉(zhuǎn)換成低壓，供各種設(shè)備和儀表用，高壓熔斷器：進行短路保護；中性點 接地變壓器：用來限制電容電流。2-3簡述600MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設(shè)備功能。2-4影響輸電電壓等級發(fā)展因素有哪些？答：1）長距離輸送電能；2）大容量輸送電能；3）節(jié)省基建投資和運行費用；4）電力系統(tǒng)互聯(lián)。2-5簡述交流500kV變電站主接線形式及其特點。答：目前，我國500kV變電所的主接線一般采用雙

3、母線四分段帶專用旁路母線和3/2臺斷路器兩種接線方式。其中3/2臺斷路器接線具有以下特點：任一母線檢修或故障，均不致停電；任一斷路器檢修也不引起停電；甚至在兩組母線同時故障（或一組母線檢修另一組母線故障） 的極端條件下，功率均能繼續(xù)輸送。一串中任何一臺斷路器退出或檢修時，這種運行方式稱為 不完整串運行，此時仍不影響任何一個元件的運行。這種接線運行方便，操作簡單，隔離開關(guān) 只在檢修時作為隔離帶電設(shè)備用。2-6并聯(lián)高壓電抗器有哪些作用？抽能并聯(lián)高壓電抗器與并聯(lián)高壓電抗器有何異同？2-7簡述6kV抽能系統(tǒng)的功能及其組成。2-8簡述串聯(lián)電容器補償?shù)墓δ芗捌潆姎饨泳€。2-9簡述高壓直流輸電的基本原理。2

4、-10簡述換流站的電氣接線及主要設(shè)備的功能。2-11簡述高壓直流輸電的優(yōu)點和缺點各有哪些？答：優(yōu)點:1）線路造價低，年電能損失??；2）不存在系統(tǒng)穩(wěn)定問題；3）限制短路電流。4）調(diào)節(jié)快速，運行可靠；5）沒有電容充電電流。6）節(jié)省線路走廊。缺點：1）換流裝置較昂貴；2）消耗無功功率多；3）產(chǎn)生諧波影響；4）缺乏直流開關(guān)；5）不能用變壓器來改變電壓等級。2-12簡述高壓直流輸電系統(tǒng)的主接線及其運行方式。第一章導(dǎo)體的發(fā)熱和電動力3-1研究導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱有何意義？長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？ 答：電流將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)變成熱量使電器設(shè)備的溫度升高。發(fā)熱對電氣設(shè)備 的影響：使絕緣材料性能降

5、低；使金屬材料的機械強度下降；使導(dǎo)體接觸電阻增加。導(dǎo)體短路 時，雖然持續(xù)時間不長，但短路電流很大，發(fā)熱量仍然很多。這些熱量在適時間內(nèi)不容易散出， 于是導(dǎo)體的溫度迅速升高。同時，導(dǎo)體還受到電動力超過允許值，將使導(dǎo)體變形或損壞。由此 可見，發(fā)熱和電動力是電氣設(shè)備運行中必須注意的問題。長期發(fā)熱是由正常工作電流產(chǎn)生的； 短時發(fā)熱是由故障時的短路電流產(chǎn)生的。3-2為什么要規(guī)定導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱允許溫度？短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫 度是否相同，為什么？答：導(dǎo)體連接部分和導(dǎo)體本身都存在電阻（產(chǎn)生功率損耗）；周圍金屬部分產(chǎn)生磁場，形成渦流和磁滯損耗；絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生損耗，如：tg ：值的測量載

6、流導(dǎo)體的發(fā)熱：長期發(fā)熱：指正常工作電流引起的發(fā)熱短時發(fā)熱：指短路電流引起的發(fā)熱一發(fā)熱對絕緣的影響絕緣材料在溫度和電場的作用下逐漸變化，變化的速度于使用的溫度有關(guān)；二發(fā)熱對導(dǎo)體接觸部分的影響溫度過高 '表面氧化、電阻增大 > 12R'惡性循環(huán)三發(fā)熱對機械強度的影響溫度達(dá)到某一值> 退火 > 機械強度0 :設(shè)備變形如:Cu長期發(fā)熱70°C短期發(fā)熱300 °CAl長期發(fā)熱700C短期發(fā)熱200 °C3-3導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什么確定的？提高允許電流應(yīng)采取哪些措施？ 答：是根據(jù)導(dǎo)體的穩(wěn)定溫升確定的。為了載流量，宜采用電阻率小的材料，

7、如鋁和鋁合金 等；導(dǎo)體的形狀，在同樣截面積的條件下，圓形導(dǎo)體的表面積較小，而矩形和槽形的表面積則 較大。導(dǎo)體的布置應(yīng)采用散熱效果最最佳的方式。3-4為什么要計算導(dǎo)體短時發(fā)熱最高溫度？如何計算？答：載流導(dǎo)體短路時發(fā)熱計算的目的在于確定短路時導(dǎo)體的最高溫度不應(yīng)超過所規(guī)定導(dǎo)體 短路時發(fā)熱允許溫度。當(dāng)滿足這個條件時，則認(rèn)為導(dǎo)體在短路時，是具有熱穩(wěn)定性的。計算方法如下：1） 有已知的導(dǎo)體初始溫度 0 w ；從相應(yīng)的導(dǎo)體材料的曲線上查出Aw；2） 將Aw和Qk值代入式：1/SQk=Ah-Aw求出Ah；3）由Ah再從曲線上查得0 h值。3-5等值時間的意義是什么等值時間法適用于什么情況？答：等值時間法由于計

8、算簡單，并有一定精度，目前仍得到廣泛應(yīng)用。但是曲線所示是根 據(jù)容量為500MW 以下的發(fā)電機，按短路電流周期分量衰減曲線的平均值制作的，用于更大容 量的發(fā)電機，勢必產(chǎn)生誤差。這時，最好采用其它方法。3-6用實用計算法和等值時間法計算短路電流周期分量熱效應(yīng)，各有何特點？ 答：用實用計算法中的電流是短路穩(wěn)態(tài)電流，而等值時間法計算的電流是次暫態(tài)電流。3-7電動力對導(dǎo)體和電氣設(shè)備的運行有何影響？答：電氣設(shè)備在正常狀態(tài)下，由于流過導(dǎo)體的工作電流相對較小，相應(yīng)的電動力較小，因 而不易為人們所察覺。而在短路時，特別是短路沖擊電流流過時，電動力可達(dá)到很大的數(shù)值， 當(dāng)載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備的機械強度不夠時，將會產(chǎn)生

9、變形或損壞。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，必 須研究短路沖擊電流產(chǎn)生的電動力的大小和特征，以便選用適當(dāng)強度的導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證 足夠的動穩(wěn)定性。必要時也可采用限制短路電流的措施。3-8三相平行導(dǎo)體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在哪一相上，試加以解釋。答：三相平等導(dǎo)體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在中間相B相上，因為三相短路時，B相沖擊電流最大。3-9導(dǎo)體的動態(tài)應(yīng)力系數(shù)的含義是什么，在什么情況下，才考慮動態(tài)應(yīng)力？答：動態(tài)應(yīng)力系數(shù) 3為動態(tài)應(yīng)力與靜態(tài)應(yīng)力的比值，導(dǎo)體發(fā)生振動時，在導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生動態(tài)應(yīng)力，對于動態(tài)應(yīng)力的考慮，一般是采用修正靜態(tài)計算法，即在最大電動力Fmax上乘以動態(tài)應(yīng)力系統(tǒng)數(shù)3，以求得實際動態(tài)

10、過程中的動態(tài)應(yīng)力的最大值。3-10大電流母線為什么常采用分相封閉母線？分相封閉母線的外殼有何作用？答：大電流母線采用分相封閉母線是由于：1）運行可靠性高，因母線置于外殼內(nèi)，能防止相間短路，且外殼多點接地，可保障人體接 人體接觸時的安全。2）短路時母線相間電動力大大降低，由于外殼渦流的屏蔽作用，使殼內(nèi)的 磁場減弱，對減小短路時的電動力有明顯的效果；3）殼外磁場也因外殼電流的屏蔽作用而減弱，可較好改善母線附近的鋼構(gòu)發(fā)熱；4）安裝的維護工作量小。3-11怎樣才能減少大電流母線附近鋼構(gòu)的發(fā)熱？答：減小大電流母線附近的鋼構(gòu)發(fā)熱的措施：1）加大鋼構(gòu)和導(dǎo)體間的距離，使布磁場強度減弱，因而可降低渦流和磁滯損耗

11、；2）斷開鋼構(gòu)回路，并加裝絕緣墊，消除環(huán)流；3）采用電磁屏蔽；4）采用分相封閉母線。3-12設(shè)發(fā)電機容量為10萬kW,發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流lmax=6791A ,最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax = 5200h，三相導(dǎo)體水平布置， 相間距離a = 0.70m，發(fā)電機出線上短路時間tk = 0.2s,短路電流I ' = 36.0kA , Itk/2 = 28.0kA , Itk = 24.0kA，周圍環(huán)境溫度+35 C。試選擇發(fā)電機引出導(dǎo) 線。第二章導(dǎo)體的發(fā)熱和電動力3-1研究導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱有何意義？長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？ 答：電流將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)變成熱量使電器設(shè)

12、備的溫度升高。發(fā)熱對電氣設(shè)備 的影響：使絕緣材料性能降低；使金屬材料的機械強度下降；使導(dǎo)體接觸電阻增加。導(dǎo)體短路 時，雖然持續(xù)時間不長，但短路電流很大，發(fā)熱量仍然很多。這些熱量在適時間內(nèi)不容易散出， 于是導(dǎo)體的溫度迅速升高。同時，導(dǎo)體還受到電動力超過允許值，將使導(dǎo)體變形或損壞。由此 可見，發(fā)熱和電動力是電氣設(shè)備運行中必須注意的問題。長期發(fā)熱是由正常工作電流產(chǎn)生的； 短時發(fā)熱是由故障時的短路電流產(chǎn)生的。3-2為什么要規(guī)定導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱允許溫度？短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫 度是否相同，為什么？答：導(dǎo)體連接部分和導(dǎo)體本身都存在電阻（產(chǎn)生功率損耗）；周圍金屬部分產(chǎn)生磁場，形成渦流和磁滯損耗

13、；絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生損耗，如：tg ：值的測量 載流導(dǎo)體的發(fā)熱：長期發(fā)熱：指正常工作電流引起的發(fā)熱短時發(fā)熱：指短路電流引起的發(fā)熱一發(fā)熱對絕緣的影響絕緣材料在溫度和電場的作用下逐漸變化，變化的速度于使用的溫度有關(guān); 二發(fā)熱對導(dǎo)體接觸部分的影響溫度過高 '表面氧化、電阻增大> I2R '惡性循環(huán)三發(fā)熱對機械強度的影響溫度達(dá)到某一值 ）退火）機械強度二一;設(shè)備變形如：Cu長期發(fā)熱70°C短期發(fā)熱300 °CAl長期發(fā)熱700C短期發(fā)熱200 °C3-3導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什么確定的？提高允許電流應(yīng)采取哪些措施？答：是根據(jù)導(dǎo)體的穩(wěn)定溫升確

14、定的。為了載流量，宜采用電阻率小的材料，如鋁和鋁合金 等；導(dǎo)體的形狀，在同樣截面積的條件下，圓形導(dǎo)體的表面積較小，而矩形和槽形的表面積則 較大。導(dǎo)體的布置應(yīng)采用散熱效果最最佳的方式。3-4為什么要計算導(dǎo)體短時發(fā)熱最高溫度？如何計算？答：載流導(dǎo)體短路時發(fā)熱計算的目的在于確定短路時導(dǎo)體的最高溫度不應(yīng)超過所規(guī)定導(dǎo)體 短路時發(fā)熱允許溫度。當(dāng)滿足這個條件時，則認(rèn)為導(dǎo)體在短路時，是具有熱穩(wěn)定性的。計算方法如下：1） 有已知的導(dǎo)體初始溫度 0 W ；從相應(yīng)的導(dǎo)體材料的曲線上查出Aw；2） 將Aw和Qk值代入式：1/S2Qk=Ah-Aw求出Ah；3）由Ah再從曲線上查得0 h值。3-5等值時間的意義是什么等值

15、時間法適用于什么情況？答：等值時間法由于計算簡單，并有一定精度，目前仍得到廣泛應(yīng)用。但是曲線所示是根 據(jù)容量為500MW 以下的發(fā)電機，按短路電流周期分量衰減曲線的平均值制作的，用于更大容 量的發(fā)電機，勢必產(chǎn)生誤差。這時，最好采用其它方法。3-6用實用計算法和等值時間法計算短路電流周期分量熱效應(yīng)，各有何特點？答：用實用計算法中的電流是短路穩(wěn)態(tài)電流，而等值時間法計算的電流是次暫態(tài)電流。3-7電動力對導(dǎo)體和電氣設(shè)備的運行有何影響？答：電氣設(shè)備在正常狀態(tài)下，由于流過導(dǎo)體的工作電流相對較小，相應(yīng)的電動力較小，因 而不易為人們所察覺。而在短路時，特別是短路沖擊電流流過時，電動力可達(dá)到很大的數(shù)值， 當(dāng)載流

16、導(dǎo)體和電氣設(shè)備的機械強度不夠時，將會產(chǎn)生變形或損壞。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，必 須研究短路沖擊電流產(chǎn)生的電動力的大小和特征，以便選用適當(dāng)強度的導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證 足夠的動穩(wěn)定性。必要時也可采用限制短路電流的措施。3-8三相平行導(dǎo)體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在哪一相上，試加以解釋。答：三相平等導(dǎo)體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在中間相B相上，因為三相短路時，B相沖擊電流最大。3-9導(dǎo)體的動態(tài)應(yīng)力系數(shù)的含義是什么，在什么情況下，才考慮動態(tài)應(yīng)力？答：動態(tài)應(yīng)力系數(shù) 3為動態(tài)應(yīng)力與靜態(tài)應(yīng)力的比值，導(dǎo)體發(fā)生振動時，在導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生動態(tài)應(yīng)力，對于動態(tài)應(yīng)力的考慮，一般是采用修正靜態(tài)計算法，即在最大電動力Fma

17、x上乘以動態(tài)應(yīng)力系統(tǒng)數(shù)3，以求得實際動態(tài)過程中的動態(tài)應(yīng)力的最大值。3-10大電流母線為什么常采用分相封閉母線？分相封閉母線的外殼有何作用？答：大電流母線采用分相封閉母線是由于：1）運行可靠性高，因母線置于外殼內(nèi)，能防止相間短路，且外殼多點接地，可保障人體接 人體接觸時的安全。2）短路時母線相間電動力大大降低，由于外殼渦流的屏蔽作用，使殼內(nèi)的 磁場減弱，對減小短路時的電動力有明顯的效果；3）殼外磁場也因外殼電流的屏蔽作用而減弱，可較好改善母線附近的鋼構(gòu)發(fā)熱；4）安裝的維護工作量小。3-11怎樣才能減少大電流母線附近鋼構(gòu)的發(fā)熱？答：減小大電流母線附近的鋼構(gòu)發(fā)熱的措施：1）加大鋼構(gòu)和導(dǎo)體間的距離，使

18、布磁場強度減弱，因而可降低渦流和磁滯損耗；2）斷開鋼構(gòu)回路，并加裝絕緣墊，消除環(huán)流；3）采用電磁屏蔽；4）采用分相封閉母線。3-12設(shè)發(fā)電機容量為10萬kW,發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流lmax=6791A ,最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax = 5200h，三相導(dǎo)體水平布置，相間距離a = 0.70m，發(fā)電機出線上短路時間 tk = 0.2s,短路電流I ' = 36.0kA , Itk/2 = 28.0kA , Itk = 24.0kA，周圍環(huán)境溫度+35 C。試選擇發(fā)電機引出導(dǎo) 線。第三章廠用電5-1什么叫廠用電和廠用電率？答：發(fā)電機在啟動，運轉(zhuǎn)、停止，檢修過程中，有大量電動機手動機械設(shè)

19、備，用以保證機 組的主要設(shè)備和輸煤，碎煤，除塵及水處理的正常運行。這些電動機及全廠的運行，操作，實 驗，檢修，照明用電設(shè)備等都屬于廠用負(fù)荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。廠用電耗量占發(fā)電 廠全部發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱為廠用電率。5-2廠用電的作用和意義是什么？答：發(fā)電機在啟動、運轉(zhuǎn)、停機，檢修過程中，有大量電動機手動機械設(shè)備，用以保證機 組的主要設(shè)備和輸煤，碎煤，除塵及水處理等的正常運行。降低廠用電率可以降低電能成本， 同時也相應(yīng)地增大了對電力系統(tǒng)的供電量。5-3廠用電負(fù)荷分為哪幾類？為什么要進行分類?答：廠用電負(fù)荷，根據(jù)其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度，按 其重要性可分為四類：

20、I類廠用負(fù)荷：凡是屬于短時停電會造成主輔設(shè)備損壞，危及人身安全，主機停用及影 響大量出力的廠用設(shè)備；II類廠用負(fù)荷：允許短時斷電，恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的常用設(shè)備；III類廠用負(fù)荷：較長時間停電，不會直接影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)不方便的廠用負(fù)荷；事故保安負(fù)荷交流不間斷供電負(fù)荷5- 4對廠用電接線有哪些基本要求？答：對于廠用電接線的要求主要有：1）各機組的廠用電系統(tǒng)是獨立的；2）全廠新公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機組的廠用母線；3）充分考慮發(fā)電廠正常，事故，檢修啟動等運行方式下的供電要求，盡可能的使切換操作 簡便，啟動電源能在短時間內(nèi)投入；4）充分考慮電廠分期建設(shè)，連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式

21、，特別是要注意對公用 負(fù)荷供電的影響，要便于過渡，盡量減少改變和更換裝置。5）200MW及以上的機組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。5- 5廠用電接線的設(shè)計原則是什么？對廠用電壓等級的確定和廠用電源引接的依據(jù)是什 么？答：廠用電的設(shè)計原則主要是：廠用電接線應(yīng)保證對廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運行。接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運行方式的要求。 廠用電源的對應(yīng)供電性，本機、爐的廠用負(fù)荷由本機組供電。設(shè)計時還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備，使廠用電接線具有可行性和先進性。 在設(shè)計廠用電接線時，還應(yīng)對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及

22、其引接 和廠用電接線形式等問題進行分析和論證。廠用電的電壓等級是根據(jù)發(fā)電機的額定電壓，廠用電動機的電壓和廠用電，供電網(wǎng)絡(luò)等因素，相互配合，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定的。5- 6在大容量發(fā)電廠中，要設(shè)啟動電源和事故保安電源，如何實現(xiàn)？答：啟動電源的設(shè)計：1）從發(fā)電機電壓母線的不同分段上，通過廠用備用變壓器引接。2）從發(fā)電廠聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接，但應(yīng)保證在機組全停情況下，能夠獲得足夠的電 源容量。3）從與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密，供電可靠的最低一級電壓的母線引接。4）當(dāng)經(jīng)濟技術(shù)合理時，可由外部電網(wǎng)引接專用線路，經(jīng)過變壓器取得獨立的備用電源或啟動電源。事故保安電源必須是一種獨立而又十分可靠的電源，通常采用快速

23、自動程序啟動的柴油發(fā)電機組，蓄電池以及逆變器將直流變?yōu)榻涣魇鹿时０搽娫础?00MW及以上機組還就由附近110kV及以上的變壓器工發(fā)電廠引入獨立可靠的專用線路作為事故備用保安電源。5-7火電廠廠用電接線為什么要按鍋爐分段？為提高廠用電系統(tǒng)供電可靠性，通常都采用 那些措施？答：為了保證廠用供電的連續(xù)性，使發(fā)電廠安全滿發(fā)，并滿足運行安全可靠靈活方便。所以采用按爐分段原則。為提高廠用電工作的可靠性，高壓廠用變壓器和啟動備用變壓器采用帶負(fù)荷高壓變壓器，以保證廠用電安全，經(jīng)濟的運行。5-8發(fā)電廠和變電站的自用電在接線上有何區(qū)別？答：發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)一般采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接受和分配

24、電能。廠用電源由相應(yīng)的高壓廠用母線供電。而變電站的站用電源引接方式主要有：1 ）由變電站內(nèi)主變壓器第三繞組引接，站用變壓器高壓側(cè)要選用較大斷流容量的開關(guān)設(shè)備，否則要加限流 電抗器。2）當(dāng)站內(nèi)有較低母線時，一般由這類電壓母線上引接兩個站用電源。這種站用電源引接方式經(jīng)濟性好和可靠性高的特點；3）500kV變電站的外接電源多由附近的發(fā)電廠或變電站的低壓母線引接。5-9何謂廠用電動機的自啟動？為什么要進行電動機自啟動校驗？如果廠用變壓器的容量 小于自啟動電動機總?cè)萘繒r，應(yīng)如何解決？答：廠用電系統(tǒng)運行的電動機，當(dāng)突然斷開電源或廠用電壓降低時，電動機轉(zhuǎn)速就會下降，甚至?xí)Ｖ惯\行，這一轉(zhuǎn)速下降的過程稱為惰行

25、。若電動機失去電壓后，不與電源斷開，在很 短時間內(nèi)，廠用電源恢復(fù)或通過自動切換裝置將備用電源投入，此時，電動機惰行還未結(jié)束， 又自動啟動恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)運行，這一過程稱為電動機自啟動。分為：失壓自啟動；空載 自啟動；帶負(fù)荷自啟動。若參加自啟動的電動機數(shù)目多，容量大時，啟動電流過大，可能會 使廠用母線及廠用電網(wǎng)絡(luò)電壓下降，甚至引起電動機過熱，將危及電動機的安全以及廠用電網(wǎng) 絡(luò)的穩(wěn)定運行，因此，必須進行電動機自啟動校驗。若不能滿足自啟動條件，應(yīng)采用以下措施： 限制參加自啟動的電動機數(shù)量。機械負(fù)載轉(zhuǎn)矩為定值的重要設(shè)備的電動機，因它只能在接近額定電壓下啟動，也不應(yīng)參加自啟動，可采用低電壓保護和自動重合閘

26、裝置，即當(dāng)廠用母線電壓低于臨界值時，把該設(shè)備 從母線上斷開，而在母線電壓恢復(fù)后又自動投入。對重要的廠用機械設(shè)備，應(yīng)選用具有較高啟動轉(zhuǎn)矩和允許過載倍數(shù)較大的電動機與其配 套。在不得已的情況下，或增大廠用變壓器容量，或結(jié)合限制短路電流問題一起考慮進適當(dāng) 減小廠用變壓器的阻抗值。5- 11廠用母線失電的影響和應(yīng)采取的措施？答：廠用母線的工作廠用電源由于某種故障而被切除，即母線的進線斷路器跳閘后，由于連接在母線上運行的電動機的定子電流和轉(zhuǎn)子電流都不會立即變?yōu)榱悖妱訖C定子繞組將產(chǎn)生 變頻電壓，即母線存在殘壓。殘壓的大小和頻率都隨時間而降低。電動機轉(zhuǎn)速下降的快慢主要 決定于負(fù)荷和機械時間常數(shù)， 一般經(jīng)0

27、.5S后轉(zhuǎn)速約降至額定轉(zhuǎn)速。 若在此時間內(nèi)投入備用電源， 一般情況下，電動機能迅速恢復(fù)到正常穩(wěn)定運行狀態(tài)。一般用電源的快捷切換，要求工作廠用 電源切除后，在廠用母線殘壓于備用電源電壓之間的相角差未達(dá)到第一次反相之前合上備用電 源，可保證備用電源合上時電動機的轉(zhuǎn)速下降尚少，且沖擊電流亦小。5- 12廠用電源的各種切換方式及其優(yōu)缺點？答：廠用電源的切換，除按操作控制分為手動與自動外，還可按廠用系統(tǒng)的運行狀態(tài)，斷路器動作順序，廠用電源切換的速度等進行區(qū)分。按廠用電系統(tǒng)正常運行狀態(tài)廠用電源的切換 分為正常切換和事故切換。按斷路器的運行順序廠用電源的切換分為并聯(lián)切換、斷電切換和同 時切換。按廠用電源的切

28、換速度廠用電源的切換分為快速切換和慢速切換。第四章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇6- 1什么是驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間tk以及電氣設(shè)備的開斷計算時間給？答：演算熱穩(wěn)定的短路計算時間tk為繼電保護動作時間 tpr和相應(yīng)斷路器的全開斷時間tbr之和，而tbr是指斷路器分?jǐn)嗝}沖傳送到斷路器操作機構(gòu)的跳閘線圈時起，到各種觸頭分離后的 電弧完全熄滅位置的時間段。6-2開關(guān)電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過程與那些因素有關(guān)？答：電弧是導(dǎo)電的，電弧之所以能形成導(dǎo)電通道，是因為電弧柱中出現(xiàn)了大量的自由電子的緣故。電弧形成過程：電極發(fā)射大量自由電子：熱電子+強電場發(fā)射；弧柱區(qū)的氣體游離，產(chǎn)生大量的電子和離子：碰撞游離 +熱游離

29、。電弧的熄滅關(guān)鍵是去游離的作用，去游離方式有2 種：復(fù)合：正負(fù)離子相互吸引，彼此中和；擴散：弧柱中的帶電質(zhì)點由于熱運行逸出弧柱外。開關(guān)電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過程與以下因素有關(guān)：電弧溫度；電場強度；氣體介質(zhì)的壓 力；介質(zhì)特性；電極材料。6-3開關(guān)電器中常用的滅弧方法有那些？答：有以下幾種滅弧方式：1）利用滅弧介質(zhì)，如采用 SF6氣體；2）采用特殊金屬材料作滅弧觸頭；3）利用氣體或油吹動電弧，吹弧使帶電離子擴散和強烈地冷卻面復(fù)合；4）采用多段口熄弧；5）提高斷路器觸頭的分離速度，迅速拉長電弧，可使弧隙的電場強度驟降，同時使電弧的表面突然增大，有利 于電弧的冷卻和帶電質(zhì)點向周圍介質(zhì)中擴散和離子復(fù)合。6

30、- 4電流互感器常用的二次接線中，為什么不將三角形接線用于測量表計？答：計量用電流互感器接線方式的選擇，與電網(wǎng)中性點的接地方式有關(guān)，當(dāng)為非有效接地 系統(tǒng)時，應(yīng)采用兩相電流互感器，當(dāng)為有效接地系統(tǒng)時，應(yīng)采用三相電流互感器，一般地，作 為計費用的電能計量裝置的電流互感器應(yīng)接成分相接線（即采用二相四線或三相六線的接線方 式），作為非計費用的電能計量裝置的電流互感器可采用二相三線或三相的接線方式，6- 5為提高電流互感器容量，能否采用同型號的兩個互感器在二次側(cè)串聯(lián)或并聯(lián)使用？ 答：可以將電流互感器串聯(lián)使用，提高二次側(cè)的容量，但是要求兩個電流互感器型號相同。因為電流互感器的變比是一次電流與二次電流之比。

31、兩個二次繞組串聯(lián)后，二次電路內(nèi)的額定 電流不變，一次電路內(nèi)的額定電流也沒有變，故其變比也保持不變。二次繞組串聯(lián)后，因匝數(shù) 增加一倍，感應(yīng)電勢也增加一倍，互感器的容量增加了一倍。也即每一個二次繞只承擔(dān)二次負(fù) 荷的一半，從而誤差也就減小，容易滿足準(zhǔn)確度的要求。在工程實際中若要擴大電流互感器的 容量，可采用二次繞組串聯(lián)的接線方式。不能將電流互感器并聯(lián)使用。6- 6電壓互感器一次繞組及二次繞組的接地各有何作用？接地方式有何差異？答：電壓互感器一次繞組直接與電力系統(tǒng)高壓連接，如果在運行中電壓互感器的絕緣損壞， 高電壓就會竄入二次回路，將危及設(shè)備和人身的安全。所以電壓互感器二次繞組要有一端牢固 接地。6-

32、7 運行中為什么不允許電流互感器二次回路開路？答：需要強調(diào)的是電流互感器在運行時，二次繞組嚴(yán)禁開路。二次繞組開路時，電流互感器由正常工作狀態(tài)變?yōu)殚_路狀態(tài)，12=0，勵磁磁動勢由正常為數(shù)甚小的10N1驟增為11N1，鐵心中的磁通波形呈現(xiàn)嚴(yán)重飽和和平頂波，因此，二次繞組將在磁能過零時，感應(yīng)產(chǎn)生很高的尖 頂電動勢，其值可達(dá)數(shù)千伏甚至上萬伏（與 Ki及Ii大小有關(guān)），危及工作人員的安全和儀表、 繼電器的絕緣。由于磁感應(yīng)強度劇增，會引起鐵心和繞組過熱。此外，在鐵心中還會產(chǎn)生剩磁， 使互感器準(zhǔn)確級下降。6-8 運行中為什么不允許電壓互感器二次回路短路？答：當(dāng)電壓互感器二次側(cè)發(fā)電短路時，由于回路中電阻 R和

33、剩余的電抗XL-XC均很小，短路電流可達(dá)到額定電流的幾十倍，此電流將產(chǎn)生很高的共振過電壓，為此在LL上關(guān)聯(lián)放電間隙EE,用以保護。此外由于電容式電壓互感器系由電容（C1C2）和非線性電抗所構(gòu)成，當(dāng)受到二次側(cè)短路或斷開等沖擊時，由于非線性電抗的飽和，可能激發(fā)產(chǎn)生某次諧波鐵磁諧振過電壓， 為了擬制諧振的產(chǎn)生，常在互感器二次側(cè)接入D。6-9 選擇10kV配電裝置的出線斷路器及出線電抗器。 設(shè)系統(tǒng)容量為150MVA，歸算至10kV 母線上的電源短路總電抗 X?滬0.14 （基準(zhǔn)容量Sd= 100MVA）,出線最大負(fù)荷為 560A，出線保 護動作時間tpr= 1s。解：假設(shè)選擇斷路器為 SN10-10I

34、 hbr=16kA，全分閘時間tbr=0.1S,基準(zhǔn)容量 Sd= 100MVA Ud= 10.5kV , Id=5.5kAld ,、lNUd5.5 小 600 10500Xl (%) - ( - x *)- 100% =(0.14)100% =2.33%tNbr- IdUN165500 10000選擇4%的電抗 NKL-10-600-4，參數(shù)如下：XL(%) =4% ies =38.28kA It2 342(kA)2 s計算如下：3)電壓損失和殘壓校驗:電抗標(biāo)么值：汎沁(嚴(yán)-=0.04 5500 10000 =0.349 I NUd600 10500x* = = x*= x*L = 0.14

35、0.349 = 0.489短路計算時間：tk二t“沈” =1 0.1 =1.1S，查短路電流計算曲線并換算成短路電流有名 值，l”=12.1kA, 1,5 =9.9kA, 1行=9.35kA。電壓損失和殘壓分別為：I max“560：U(%) : xL(%sin : =0.040.6 =2.24% : 5%IN600：Ure(%) =xL(%)丄=0.04 121 =80.7%60% 70%I n0.64) 動、熱穩(wěn)定校驗。I"/2122 2 212.19.99.351221.1 =30.42(kA)2 2s：34(kA) siSh 二 KSh 2I" =2.55 12.1

36、 =30.86(kA) ：38.28(kA)可見，電壓損失、殘壓、動熱穩(wěn)定均滿足要求。6- 10按經(jīng)濟電流密度選擇的導(dǎo)體，為何還必須按長期發(fā)熱允許電流進行校驗？配電裝置的匯流母線，為何不按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體截面？答：略6-11設(shè)發(fā)電機容量為 25MW，最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax= 6000h，三相導(dǎo)體水平布置，相間距離a = 0.35m，發(fā)電機出線上短路時間tk = 0.2s，短路電流I “ =27.2kA , Itk/2=21.9kA ,Itk =19.2kA。周圍環(huán)境溫度+40oC。試選擇發(fā)電機引出導(dǎo)體。解：1) 按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面。查圖選擇截面積為1 .05Pn1.05 25

37、1033Uncos3 10.5 01804(A)2I180426-17 曲線 2，得: J =0'68A/mm，則：'=J 二融=河訊亦)100X 10mm的三條矩形導(dǎo)體水平布置，允許電流 打25=3284A，集膚效應(yīng)Kf1.72 3000mm。當(dāng)環(huán)境溫度為40 C時:70403284 =0.816 3284 =2681( A) (I max =1804 A)70-252) 熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導(dǎo)體溫度:2max18042=40 (70-40) 十54 C16812查表6- 9,得熱穩(wěn)定系數(shù)C=93，則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為:Qk=Qp QnpQp2 2 2I&quo

38、t; 10Itk/2 Itk12tk2 2 227.221.919.21220.2 =26.47(kA) s發(fā)電機出口短路待會，非周期分量等值時間T取0.2sQnp 二T I"2 = 0.2 27.22 =148.0(kA)2 sQk 二 Qp Qnp =26.47 148. 174.47(kA)2 sv'QkKf(17447漢106 疋1 722Smin; -185(mm2) <3000(mm2)滿足熱穩(wěn)定要求。3) 動穩(wěn)定校驗。導(dǎo)體自振頻率由以下求得：= 522( Hz) 155Hz可不計母線共振影響。取發(fā)電機出口短路時，沖擊系數(shù)m=h b 心=0.1 0.01 2

39、700 =2.7kg/mK =0.9，則ish =1.9 21" =2.69 27.2 = 73.17(kA)母線相間應(yīng)力計算如下:fph =1.73 10 iSh/a =1.73 10= 731702 /0.35 = 2646(N /m)bh2_63W0.5 0.01 0.1 =50 10 (m )26= 5.292 10 (Pa)fphL2 _2646 1210W - 10 50 10母線同相條間作用應(yīng)力計算如下:1 ,1002b -bb h1010 100= 0.0914b-bb h30110二 0.273K12 =0.45, K13 =0.6 貝U：fb =8(K12 K13

40、) 10* i；h/b=8 (0.45 0.6) 10731702/0.01 = 4497(Pa) 臨 界跨距Lcr (每相三條鋁導(dǎo)體 =1197 )及條間襯墊最大跨距 Lb max分別為：Lcr =?；b4 h/ fb-1197 0.014 0.1/4497 =0.822(m)Lbmax =b .2h(r iph)/fb =0.01.2 0.1(70 - 5.2) 106 /4497 = 0.54(m) 所選襯墊跨距應(yīng)小于 Lcr及Lbmax。6-12選擇100MW發(fā)電機和變壓器之間母線橋的導(dǎo)體。已知發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流Imax= 6791A , Tmax= 5200h，連接母線三相水

41、平布置，相間距離a= 0.7m，最高溫度+35oC，母線短路電流I ”=36kA，短路熱效應(yīng) Qk=421.1(kA)2$。解：1)按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面。Imax =6791A, Tmax = 5200h2查圖 6-17 曲線 2，得：J =0.78A/mm，則:I max 67912Sjmax8706(mm )J 0.78選擇h = 225mm,b = 105mm,C = 12.5mm, r = 16mm的雙槽形導(dǎo)體水平布置 ，導(dǎo)體截面積9760mm允許電流I al25社=10150A，集膚效應(yīng)系數(shù) Kf =1.285。當(dāng)環(huán)境溫度為35 ：C時:I al35 C=K Ial25 C.70一35 10150 =0.89 10150 70-25=8951(A) (Imax= 6791 A)2) 熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導(dǎo)體溫度