發(fā)電廠電氣設(shè)備1

中國石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中國石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育《發(fā)電廠電氣設(shè)備部分》綜合復(fù)習(xí)資料一.選擇題發(fā)生短路時(shí)，電動力的頻率為]A.50赫茲B.主要為50赫茲和50赫茲熔斷器的熔斷時(shí)間與電流間的關(guān)系曲線稱為A.安秒特性B.伏安特性水平排列間距相同的三根導(dǎo)體，兩邊分別為流過A相C相中間B相電流三相對稱短路時(shí)受力最大的一相為]A.AB.BC.CA.連接嚴(yán)格組別一致B.變比嚴(yán)格一致C.阻抗嚴(yán)格一致D.容量嚴(yán)格一致變壓器的最大效率發(fā)生在[ A.β=1 =0.6-0.8一般來說，凝汽式火電廠與熱電廠相比，效率，容量，距離負(fù)荷中心。[ A.高；小；遠(yuǎn) B.高；大；遠(yuǎn) 低；大；遠(yuǎn) D.高；??；近一般說來，核電廠與或火電廠相比，造，運(yùn)行成。[ A.高；低 B.高；高 低；高 D.低；低發(fā)熱會使導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度下降，絕緣性能降低，接觸電阻增大等。為了保證導(dǎo)體可靠地工作，按有關(guān)規(guī)定導(dǎo)體正常工作溫度不應(yīng)超導(dǎo)體通過短路電流時(shí)，短路最高允許溫度高于正常允許溫度，對于鋁導(dǎo)體，可。[ ]A.25℃；180℃ B.ACB受力最大的一相為]A.A相 B.B相 C.C相三相短路最大電動力與兩相短路最大電動力之比為A.2 B.1.73/1.5 一般的，凝汽式發(fā)電廠的效率為A.30-40% B.60-70%變壓器原邊電壓幅值不變，但頻率升高，則變壓器的空載電流變化情況A.減小 增大 不變兩臺變壓器主接線采用外橋接線時(shí)，適的場合[ A.變壓器檢修頻繁 斷路器檢修頻繁下面對發(fā)電廠的描述最準(zhǔn)確的是]火電廠因其耗能大，效率低，已經(jīng)不承擔(dān)主要電力負(fù)荷。C.凝汽式電廠效率高于熱電廠，因此我國正大力發(fā)展凝汽式大型火電廠。D.靠性。假設(shè)現(xiàn)有兩種電氣主接線方案，第一種方案投資大，但運(yùn)行費(fèi)用低；第二種方按投資小，但行費(fèi)用高。為了對兩種方案進(jìn)行取舍，通常將第一種方年節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用和該方案多投入的資金進(jìn)行比較，這種方法叫法[]A.5，抵償年限法 B.抵償投資法 C.動態(tài)比較16.如果導(dǎo)體的固有頻率接近50Hz或100Hz時(shí)，導(dǎo)體的電動力會]A.增大 B.減小17.6-35kv電,中性，稱接地系統(tǒng)[ 。A.直接接地；小電流 直接接地；大電流 不接地或經(jīng)消弧線圈接地；小電18.提高線路的輸電電壓，可以減小電路的]A.B.電壓降C.D.功率損耗耗和電壓降變壓器的[ 可以求得變壓器的阻抗電壓。A.B.C.D.短路試驗(yàn)中性點(diǎn)直接接地的220kV以上供電系統(tǒng)變壓器高壓側(cè)繞組接法為A.YN B.Y 當(dāng)載流量較大，大于8000A以上的發(fā)電機(jī)出口母線，應(yīng)采用的母線形式]矩形母線 B.槽形母線 C.管形母線下面是幾種油浸式變壓器的冷卻方式，冷卻效果最好的[ 油浸自冷 B.油浸風(fēng)冷 導(dǎo)向油循環(huán)強(qiáng)制風(fēng)23.關(guān)于互感器，下列說法正確的是]A.電壓互感器并聯(lián)在電路中，近乎開路運(yùn)行；電壓互感器并聯(lián)的表計(jì)越少，測量值越準(zhǔn)確。B.電流互感器串聯(lián)在電路中，近乎短路運(yùn)行；電流互感器串聯(lián)的表計(jì)越少,測量值越準(zhǔn)確。C.電流互感器必須進(jìn)行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。D.為了保證安全，電流互感器和電壓互感器二次側(cè)都必須裝熔斷器24.關(guān)于電弧的描述，下列說法正確的是]A.電弧燃燒時(shí)，弧柱的電阻接近為零。B.C.真空中沒有導(dǎo)電物質(zhì)，因此不會產(chǎn)生電弧。D.隔離開關(guān)和斷路器一樣，具有完善的滅弧能力。倒閘操作時(shí)，如果要對某一回路斷電，正確的操作程序是A.先斷開斷路器，后斷開隔離開關(guān)B.先斷開隔離開關(guān)，后斷開斷路器測量絕緣電阻時(shí)，應(yīng)在兆歐讀取絕緣電阻的數(shù)值[ A.轉(zhuǎn)速上升時(shí)的某一時(shí)刻B.轉(zhuǎn)速下降時(shí)的某一時(shí)刻C.達(dá)到50%額定轉(zhuǎn)速，待指針穩(wěn)定后D.達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，待指針穩(wěn)定后關(guān)于導(dǎo)體的發(fā)熱和散熱，以下說法錯(cuò)誤的是A.導(dǎo)體表面越粗糙，散熱效果越差B.導(dǎo)體表面涂深色漆，散熱效果好C.對于高層建筑、地下建筑等場合，選擇變壓器的形式應(yīng)為]油變壓器干式變壓器發(fā)電機(jī)出口附近短路電流周期分量的變化順序是A.超瞬態(tài)分量I//→瞬態(tài)分量I/→穩(wěn)定周期分量I∞B.瞬態(tài)分量I/→穩(wěn)定周期分量I→超瞬態(tài)分量I//∞C.穩(wěn)定周期分量I→瞬態(tài)分量I/→超瞬態(tài)分量I//∞二.填空題我國能源工業(yè)發(fā)展的方針是：開發(fā)與節(jié)約并重，為中心為基礎(chǔ)，大力發(fā)積極發(fā)，積極開發(fā)石油和天然氣。推廣節(jié)電、節(jié)煤技術(shù)聯(lián)產(chǎn)，發(fā)展余熱利用，繼續(xù)執(zhí)行以煤代油，努力提高能源利用率，減輕環(huán)境污染。斷路器具有完善能力，可以分?jǐn)喙ぷ麟娏麟娏?。變電所中，既承?dān)功率交換，又兼有供配電功能的變電所。為了增加單母線接線的可靠性，可采取以下措施（舉兩例 。級。發(fā)電廠和變電所中，把主要設(shè)備連接起來，表明電能送入和分配關(guān)系的電路，稱。對于電氣主接線的基本要求，概括的說應(yīng)包性性性三個(gè)方面。確定主接方式時(shí)，應(yīng)首先保證供電。在生產(chǎn)實(shí)際中，對于雙路進(jìn)線的廠礦企業(yè)，在開關(guān)柜及母線可靠性滿足要求的情況下，確定主接線方式時(shí)，應(yīng)首先采的主接線方式，選擇變壓器臺數(shù)選擇臺，變壓器容量選擇遵循“百分”原則。對于發(fā)電廠，出線回路較少時(shí)，為了節(jié)省設(shè)備，簡化接線，常采接線。導(dǎo)體截面一選擇當(dāng)導(dǎo)體傳輸容量大導(dǎo)體的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大于5000小時(shí)，且長度超過20米時(shí)，則應(yīng)選擇。對于傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，還要進(jìn)校驗(yàn)。并聯(lián)運(yùn)行的變壓器所分擔(dān)的工作電流與變壓器成反比。導(dǎo)體正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)熱主要來自導(dǎo)體損耗。當(dāng)供電距離較遠(yuǎn)、容量較大時(shí)，應(yīng)校驗(yàn)其電壓損失，一般應(yīng)滿足電壓損失不大。導(dǎo)體散熱途徑有三，但主要通兩種方式散熱。由于趨膚（集膚）效應(yīng)，導(dǎo)體的交流電阻比直流電。選擇電氣設(shè)備選擇時(shí)，一般先條件選擇，再條件校驗(yàn)。由于發(fā)電機(jī)一般都裝有阻尼繞組，發(fā)電機(jī)短路時(shí)，發(fā)電機(jī)的阻抗不是常數(shù)，使得短路電流周分量中依次經(jīng)分量分量分量。開關(guān)電器切斷或關(guān)合電流大電壓大的電路,就會產(chǎn)當(dāng)空起中電強(qiáng)度超過 V/m時(shí)，陰極電子就會被電場力拉出而飛向陽極。電弧的產(chǎn)生過程是這樣的當(dāng)電器的觸頭剛分開時(shí)觸頭間距離小場強(qiáng)大觸頭電子被拉出這種游離方式稱為 發(fā)射它是觸頭最初產(chǎn)生導(dǎo)電離子的原因。隨著觸頭溫度升高，觸頭電子運(yùn)動加劇形發(fā)射。隨之而來游離游離使得弧隙間的電子和離子大量增加，電弧繼續(xù)維持燃燒。電弧發(fā)生游離的同時(shí)，還伴隨著是帶電質(zhì)點(diǎn)減少的 過程，去游離主要形式。短路前負(fù)荷電流為零，電壓初相位等于時(shí)發(fā)生短路，短路過程直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài)短路過程，非周期分量電流。發(fā)電機(jī)的冷卻方式很大程度決定它容量的大小，大容量發(fā)電機(jī)的冷卻方式通常采式。變壓器的正常過負(fù)荷于事故過負(fù)荷相比事故過負(fù)荷是以損為代價(jià)的而正常過荷則不是。當(dāng)電弧電流剛剛過零后很短的時(shí)間內(nèi)會在電弧的陰極區(qū)聚集正電荷離子層它的初始介質(zhì)度可達(dá)150-250V，對電弧的熄滅很有利。這種現(xiàn)象稱效應(yīng)。交流電流形成的電弧在電流過零點(diǎn)時(shí)，電弧瞬。此時(shí)采取有效措施可以進(jìn)行有效滅弧。交流電弧能否熄滅取決于電弧電流過零時(shí)和 之間的競爭。三.判斷題設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)，當(dāng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性發(fā)生矛盾時(shí)，首先滿足可靠性。電纜的動穩(wěn)定由廠家保證，選擇電纜時(shí)可以不必考慮。導(dǎo)體短路時(shí)，產(chǎn)熱全部用來使導(dǎo)體自身溫度升高，可認(rèn)為是一個(gè)絕熱過程， 此時(shí)導(dǎo)體比熱容和電阻率不是常數(shù)。無限大容量系統(tǒng)短路時(shí)，短路電流周期分量幅值不變。容量系統(tǒng)。高壓系統(tǒng)短路電流非周期分量衰減得慢，低壓系統(tǒng)短路電流非周期分量衰減得快。同而不同。短路沖擊電流發(fā)生在最嚴(yán)重短路發(fā)生后的0.01按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面，可使導(dǎo)體的年計(jì)算費(fèi)用最低，但在導(dǎo)體運(yùn)行時(shí)可能超溫。面考慮的，因此滿足經(jīng)濟(jì)電流密度條件不一定滿足長期發(fā)熱條件。當(dāng)海拔升高，電器的絕緣水平降低；當(dāng)環(huán)境溫度升高，電器的允許電流減小。校驗(yàn)電器熱穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)該考慮電器在最嚴(yán)重發(fā)熱情況下開斷短路電流，驗(yàn)算熱穩(wěn)定的計(jì)算時(shí)間t應(yīng)包括后備保護(hù)動作時(shí)間t和斷路器固有分閘時(shí)間t之和。校驗(yàn)電器動穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)該考慮電器k pr in在最嚴(yán)重的情況下開斷短路電流，故電器的開斷時(shí)間t應(yīng)為主保護(hù)動作時(shí)間t和斷路器的全開斷br pr1時(shí)間t之和。由此看來，校驗(yàn)熱穩(wěn)定時(shí)計(jì)算時(shí)間長，檢驗(yàn)動穩(wěn)定時(shí)計(jì)算時(shí)間短。ab最高允許溫度。電器的最大允許應(yīng)力。選擇高壓隔離開關(guān)時(shí)，校驗(yàn)項(xiàng)目和斷路器相同，但無需進(jìn)行開斷電流和短路關(guān)合電流校驗(yàn)。2A5A雙母線接線中的隔離開關(guān)不僅僅作為隔離電壓作用，也作為倒閘操作的操作電器。跌落式高壓熔斷器具有短路、過負(fù)荷保護(hù)能力，屬于自產(chǎn)氣滅弧電器。開關(guān)具有短路保護(hù)功能。負(fù)荷開關(guān)具有短路保護(hù)功能。重合閘的作用是檢驗(yàn)是否存在永久性斷路故障，盡快恢復(fù)供電。石英砂填料式熔斷器具有限流作用，與之相連的電器可以不進(jìn)行動穩(wěn)定校驗(yàn)。選擇電壓互感器和電流互感器都需要進(jìn)行容量計(jì)算。加速開關(guān)的開斷速度，有利于快速拉長電弧，促進(jìn)電弧熄滅。小無關(guān)。變電所中主變壓器一般采用三相式變壓器，其容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。選擇熔斷器時(shí)，熔斷器額定電壓不能高于電網(wǎng)電壓太多，以免引起熔斷時(shí)過電壓和熄弧困難。3四.簡答題短路電流有什么危害？電氣主接線的設(shè)計(jì)及運(yùn)行過程中，通常采取哪些措施減小短路電流？說出短路發(fā)生時(shí)，最大短路電流形成的特點(diǎn)和條件。導(dǎo)體長期發(fā)熱和短時(shí)發(fā)熱的特點(diǎn)有哪些？開關(guān)電器中，交流電弧是怎樣產(chǎn)生的和熄滅的？（參看課本）采用哪些措施？結(jié)合自己的工作實(shí)踐，說說變電所（或發(fā)電廠）如何選擇主變壓器？電流互感器的副邊繞組不能開路，為什么？為了兼顧絕緣材料成本和接地保護(hù)裝置動作的可靠性，一般規(guī)定，對于35Kv用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)（中性電不接地或經(jīng)消弧線圈接地，又稱小電流接地系統(tǒng)。對于110Kv以上高壓電力系統(tǒng)，皆采用中性點(diǎn)直接接線系統(tǒng)。請具體說明其中的原因。什么是沖擊短路電流？在設(shè)備選擇時(shí)有什么意義？為什么要用互感器？簡述其工作原理和使用注意事項(xiàng)。簡要說明校驗(yàn)電器的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的方法。五.計(jì)算題某水電廠主接線設(shè)計(jì)中，初步選出以下兩種方案。其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下，如果以5回收年限，請用抵償年限法，決定哪個(gè)方案可行（0.2/Kwh）方案比較的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：投資（萬電能損耗（萬折舊費(fèi)（萬元）（萬元）元）Kwh）方案26003502520LWY-100*8mm2,正常工作電壓為UI=2000A。n Wθ=50℃。繼電保護(hù)動作時(shí)間為t=1s,斷路器全開斷時(shí)間為t。i pr ab短路電流I”=32KA,I=25KA,I

=15KA。0.6 1.2①校驗(yàn)導(dǎo)體的熱穩(wěn)定。②求導(dǎo)體的單位長度受力最大值。T(s)T(s)短路點(diǎn)t≤0.1skt＞0.1sk發(fā)電機(jī)出口及母線0.15s0.2s附表二：f曲線公式提示：t t tK pr abtQ k(I210I2I2)p 12 tk tk2Q TI2npQ Q Qk p np1A Q A1f S2 k ii 2.55I//shFmax

1.73107ish

1(N/m)a六.分析題如下圖所示，當(dāng)檢修饋線回路L3說出下圖最可能為哪一類型發(fā)電廠的電氣主接線，并分析其主要特點(diǎn)：說出下列主接線形式，分析主要特點(diǎn)。說出下列主接線形式，分析主要特點(diǎn)。七.設(shè)計(jì)題1.220KV120MVA220/110KV2回饋出線；低壓側(cè)有10修斷路器。設(shè)計(jì)電氣主接線方式并簡要分析。一.選擇題1.B2.A3.B4.A5.B6.C7.A8.B9.B10.B11.A12.A13.A14.D15.A16.A17.C18.D19.D20.A21.C22.C23.C24.A25.A26.D27.A28.B29.A二.填空題煤炭電力、水電核電、熱電 滅弧事故短路 中間變電所 單母線分段單母線加旁路一次、二次、一次二次兩三電氣主接線可靠靈活經(jīng)濟(jì)、可靠性單母線分段、2、70單元按長期允許發(fā)熱電流經(jīng)濟(jì)電流密度電壓損失短路阻抗電阻14.5%對流輻射大正常發(fā)熱條件（額定條件、短路超瞬態(tài)瞬態(tài)穩(wěn)態(tài)19.8-100mA、10-20V、電弧、3*10620.強(qiáng)電子熱電子、碰撞21.去游離、復(fù)合擴(kuò)散22.023.氫氣內(nèi)冷24.（變壓器正常、預(yù)期）壽命25.近陰極熄滅、系統(tǒng)電壓的上升速度三.判斷題）10.（√）11.（√）12.（√）13.（√）14.（√）15.（√）16.（√）17.（√）18.（√）19.（Χ）20.（Χ）21.（√）22.（√）23.（√）24.（√）25.（Χ）26.（√）27.（√）28.（√）四.簡答題絕緣性能降低。電動力也會使點(diǎn)七屆鞋就夠發(fā)生變性扭曲而損壞。另外短路還會引起停電，影響系統(tǒng)穩(wěn)定，產(chǎn)生電磁干擾等危害。短路電流使得電路的電器選擇規(guī)格加大，增加投資。減少短路電流的措施（）（（3）采用低壓分列繞組變壓器。答：①短路阻抗角接近90O0o。略略答：接地方式的選擇，兼顧絕緣成本和供電可靠性。當(dāng)電壓很高時(shí)，例如對于110-220KV快動作，從而一定程度上降低了供電可靠性。對于6-35KV供電系統(tǒng)，電壓不是很高，因此電器絕緣容易滿足，可靠性變成主要問題。采用小電流接地系統(tǒng)，可以增加供電可靠性。這是因?yàn)?，發(fā)生單相接地時(shí)，雖然另兩相對地電壓升高3倍，間，增加了供電可靠性。對于低壓1KV以下電壓供電系統(tǒng)，采用中性點(diǎn)接地運(yùn)行，可以保證用電安全。此時(shí)絕緣不是問題，中性點(diǎn)接地運(yùn)行，可以平衡大地電位，保護(hù)設(shè)備和人員安全。答：最嚴(yán)重短路發(fā)生后半個(gè)周期（0.01秒）值最大。該電流常用來校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定性。略答校驗(yàn)動穩(wěn)定就是校驗(yàn)電器的能通過的最大電流是否大于安裝地點(diǎn)的最大短路電流校驗(yàn)熱定時(shí)，校驗(yàn)電器的I2t是否大安裝地點(diǎn)的熱效Q 。t K五.計(jì)算題1．解：QQ 800600t 1 2 2.7(年)U U2

395322由此可見，方案1雖然投資高，但多投的資金可以在2.7年以后通過節(jié)約損耗（包括電能損耗、折舊費(fèi)、維修費(fèi)）得以補(bǔ)償。所以t小于5年，應(yīng)該用方案1。2（該題答案參看課本解：①1、校驗(yàn)導(dǎo)體的熱穩(wěn)定求短路電流的熱效應(yīng)Qk短路電流通過的時(shí)間t t tK pr

10.21.2s短路電流周期分量熱效應(yīng)t 1.2Q k(I210I2I2) (32210252152)749.9(kA)2sp 12

tk tk 122短路電流非周期分量熱效應(yīng)根據(jù)短路點(diǎn)可知，非周期分量等效時(shí)間等于0.2sQ TI20.2322204.8(kA)2snp短路電流熱效應(yīng)Q Q Qk p

749.9204.8754.7(kA2)s求導(dǎo)體最高發(fā)熱溫度引導(dǎo)體的初始溫度等θ =50oC，查鋁導(dǎo)體的在此溫度下的加熱系數(shù)iA0.41016J/(m4)i1 A QA 754.71060.410160.5181016J/(m41 f S2 k

100 8( )21000 1000再由圖查得此時(shí)鋁導(dǎo)體對應(yīng)的最終發(fā)熱溫度θ =70oC，小于鋁導(dǎo)體的最高允許溫度200oCf可知鋁導(dǎo)體的最高溫度未超過允許值，導(dǎo)體能滿足熱穩(wěn)定要求。②求導(dǎo)體的最大電動力導(dǎo)體的短路電流沖擊值i //2.5532sh導(dǎo)體短路時(shí)的電動力（設(shè)導(dǎo)體的間距a）1 1 1151.9Fmax

1.73107i2sh

1.73107(81.6103)2 (N/m)a a a③若只考慮導(dǎo)體的熱穩(wěn)定要求，求導(dǎo)體的最小截面由于鋁導(dǎo)體最高允許溫θ =200oC，查鋁導(dǎo)體對應(yīng)的加熱系,可得下式f1 1A 1.41016J/(m4)= Q A 754.71060.41016f S2 k i S