《發(fā)電廠電氣部分》課后習題答案

《發(fā)電廠電氣部分》課后習題答案第一章能源和發(fā)電

1-2電能的特點：便于大規(guī)模生產和遠距離輸送；便利轉換易于掌握；損耗?。恍矢?；無氣體和噪聲污染。

隨著科學技術的進展，電能的應用不僅影響到社會物質生產的各個側面，也越來越廣泛的滲透到人類生活的每個層面。電氣化在某種程度上成為現(xiàn)代化的同義詞。電氣化程度也成為衡量社會文明進展水平的重要標志。

1-3火力發(fā)電廠的分類，其電能生產過程及其特點？答：按燃料分：燃煤發(fā)電廠；燃油發(fā)電廠；燃氣發(fā)電廠；余熱發(fā)電廠。

按蒸氣壓力和溫度分：中低壓發(fā)電廠；高壓發(fā)電廠；超高壓發(fā)電廠；亞臨界壓力發(fā)電廠；超臨界壓力發(fā)電廠。

按原動機分：凝所式氣輪機發(fā)電廠；燃氣輪機發(fā)電廠；內燃機發(fā)電廠和蒸汽—燃氣輪機發(fā)電廠。按輸出能源分：凝氣式

發(fā)電廠；熱電廠。

按發(fā)電廠總裝機容量分：小容量發(fā)電廠；中容量發(fā)電廠；大中容量發(fā)電廠；大容量發(fā)電廠?；痣姀S的生產過程概括起來說是把煤中含有的化學能轉變?yōu)殡娔艿倪^程。整個生產過程分三個系統(tǒng)：燃料的化學能在鍋爐燃燒變?yōu)闊崮埽訜徨仩t中的水使之變?yōu)檎羝?，稱為燃燒系統(tǒng)；鍋爐產生的蒸汽進入氣輪機，沖動氣輪機的轉子旋轉，將熱能轉變?yōu)闄C械能，稱不汽水系統(tǒng)；由氣輪機轉子的機械能帶動發(fā)電機旋轉，把機械能變?yōu)殡娔埽Q為電氣系統(tǒng)。

1-4水力發(fā)電廠的分類，其電能生產過程及其特點？答：按集中落差的方式分為：堤壩式水電廠；壩后式水電廠；河床式水電廠；引水式水電廠；混合式水電廠。

按徑流調整的程度分為：無調整水電廠；有調整水電廠；日調整水電廠；年調整水電廠；多年調整水電廠。

水電廠具有以下特點：可綜合利用水能資源；發(fā)電成本低，效率高；運行敏捷；水能可儲蓄和調整；水力發(fā)電不污染環(huán)境；水電廠建設投資較大工期長；水電廠建設和生產都受到河流的地形，水量及季節(jié)氣象條件限制，因此發(fā)電量也受到水文氣象條件的制約，有豐水期和枯水期之分，因而發(fā)電量不均衡；由于水庫的興建，沉沒土地，移民搬遷，農業(yè)生產帶來一些不利，還可能在肯定和程度破壞自然的生態(tài)平衡。

1-5抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用及其功能？答：抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用：調峰；填谷；備用；調頻；調相。

功能：降低電力系統(tǒng)燃料消耗；提高火電設備利用率；可作為發(fā)電成本低的峰荷電源；對環(huán)境沒有污染且可美化環(huán)境；抽水蓄能電廠可用于蓄能。

其次章發(fā)電、變電和輸電的電氣部分

2-1哪些設備屬于一次設備？哪些設備屬于二次設備？其功能是什么？答：通常把生產、變換、安排和使用電能的設備，如發(fā)電機、變壓器和斷路器等稱為一次設備。其中對一次設備和系統(tǒng)運行狀態(tài)進行測量、監(jiān)視和愛護的設備稱為二次設備。如儀用互感器、測量表計，繼電愛護及自動裝置等。其主要功能是起停機組，調整負荷和，切換設備和線路，監(jiān)視主要設備的運行狀態(tài)。

2-2簡述300MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設備功能。

答：1）發(fā)電機與變壓器的連接采納發(fā)電機—變壓器單元接線；

2）在主變壓器低壓側引接一臺高壓廠用變壓器，供應廠用電；

3）在發(fā)電機出口側，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)電機出口側和中性點側，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，每組裝有電流互感器4個。

其主要設備如下：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：將高壓轉換成低壓，供各種設備和儀表用，高壓熔斷器：進行短路愛護；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備功能。

2-4影響輸電電壓等級進展因素有哪些？

答：1）長距離輸送電能；

2）大容量輸送電能；

3）節(jié)約基建投資和運行費用；

4）電力系統(tǒng)互聯(lián)。

2-5簡述溝通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納雙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，功率均能連續(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。這種接線運行便利，操作簡潔，隔離開關只在檢修時作為隔離帶電設備用。

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）調整快速，運行牢靠；

5）沒有電容充電電流。6）節(jié)約線路走廊。

缺點：

1）換流裝置較昂貴；2）消耗無功功率多；3）產生諧波影響；

4）缺乏直流開關；5）不能用變壓器來轉變電壓等級。

第三章導體的發(fā)熱和電動力

3-1討論導體和電氣設備的發(fā)熱有何意義？長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？答：電流將產生損耗，這些損耗都將轉變成熱量使電器設備的溫度上升。發(fā)熱對電氣設備的影響：使絕緣材料性能降低；使金屬材料的機械強度下降；使導體接觸電阻增加。導體短路時，雖然持續(xù)時間不長，但短路電流很大，發(fā)熱量仍舊許多。這些熱量在適時間內不簡單散出，于是導體的溫度快速上升。同時，導體還受到電動力超過允許值，將使導體變形或損壞。由此可見，發(fā)熱和電動力是電氣設備運行中必需留意的問題。長期發(fā)熱是由正常工作電流產生的；短時發(fā)熱是由故障時的短路電流產生的。

3-2為什么要規(guī)定導體和電氣設備的發(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：導體連接部分和導體本身都存在電阻（產生功率損耗）；四周金屬部分產生磁場,形成渦流和磁滯損耗；絕緣

材料在電場作用下產生損耗，如：tg值的測量載流導體的發(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漸漸變化，變化的速度于使用的溫度有關；二發(fā)熱對導體接觸部分的影響

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

溫度達到某一值退火機械強度設備變形

如：

3-3導體長期發(fā)熱允許