發(fā)電廠題庫-李梓帆-0.5h

一、填空題第一章1.電氣設備中把發(fā)、送、供、用電直接有關(guān)的主要電氣設備稱一次設備。2．電氣設備分為兩大類，通常將生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設備稱為一次設備，把對一次設備進行測量、控制、監(jiān)視和保護的設備稱為二次設備。3．電氣一次設備有發(fā)電機、斷路器、電抗器等。電氣二次設備有自動裝置及遠動裝置、測量表計、保護裝置、操作電器等。4.根據(jù)變電所（站）在系統(tǒng)中的地位可將其分為樞紐變電所、中間變電所、地區(qū)變電所和終端變電所。5．樞紐變電所的特點有電壓等級高、傳輸容量大和停電影響范圍大等。6.電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。7.電是一種二次能源，是在各種發(fā)電廠內(nèi)由其它能源（比如煤、水等天然能源）轉(zhuǎn)換而來的。8.火力發(fā)電廠的三大核心設備是：鍋爐、汽輪機和發(fā)電機。9.三峽水電廠的類型是壩后式水電廠，葛洲壩水電廠的類型是河床式水電廠。10.抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用主要有調(diào)峰、填谷、事故備用、調(diào)頻、調(diào)相、黑啟動、蓄能。11.抽水蓄能電廠的效益主要有容量效益、節(jié)能效益、環(huán)保效益、動態(tài)效益、提高火電設備利用率、對環(huán)境沒有污染且可美化環(huán)境。12.水光互補”系水能、光能互補，主要依托水輪發(fā)電機組的快速調(diào)節(jié)能力和水電站水庫的調(diào)節(jié)能力，進行“水光互補”發(fā)電，達到平滑、穩(wěn)定的發(fā)電曲線。13.四川水電的外送通道之一“向上直流”，其中位于四川側(cè)的復龍換流站在運行時執(zhí)行的功能是整流。，位于上海側(cè)的奉賢換流站在運行時執(zhí)行的功能是逆變。14.數(shù)字化變電站的基本特征是一次設備的智能化，二次設備的網(wǎng)絡化。15．火力發(fā)電廠的類型可分為熱電廠和凝汽式火電廠，其中凝汽式火電廠的發(fā)電效率較低。16．凝汽式火電廠的效率比熱電廠低，主要原因是熱量被循環(huán)水帶走造成熱量損失。17.300MW發(fā)電機組發(fā)電機中性點采用高電阻接地系統(tǒng)，其目的是限制發(fā)電機電壓系統(tǒng)發(fā)生弧光接地時所產(chǎn)生的過電壓，使之不超過額定電壓的2.6倍，以保證發(fā)電機及其他設備的絕緣不被擊穿。18.500kV自耦變壓器的繞組接線形式為Y-Y接法，具有公共繞組、串聯(lián)繞組及第三繞組，第三繞組的接線形式為角形接法，第三繞組主要用于消除三次諧波及減小自耦變壓器的零序阻抗，還可用于就近供電或接入無功補償裝置。19.通常來講，換流站特有的主要一次電氣設備有換流器、換流變壓器、平波電抗器和濾波器等。第二章1．發(fā)熱對電器的不利影響有機械強度下降、接觸電阻增加和絕緣性能降低等。2．導體的長期發(fā)熱是由正常運行時的工作電流引起的；短時發(fā)熱是由故障時的短路電流引起的。3.研究長期發(fā)熱的目的是根據(jù)導體長期發(fā)熱允許溫度確定導體載流量（即導體長期允許通過電流），研究提高導體允許電流或降低導體溫度的各種措施。4.導體短時發(fā)熱時的熱平衡方程式為，導體長期發(fā)熱的熱量平衡關(guān)系式為QR=QC+Q1+Qf。5．導體通過正常工作電流時，由于其溫度變化范圍不大，因此認為R、c、α為常數(shù)。6、圖中所示為導體的溫升變化曲線，其中τw表示導體的穩(wěn)定溫升，其與電流平方成正比，與導體散熱能力成反比，而與導體起始溫度無關(guān)。當導體達到穩(wěn)定溫升運行時，導體中產(chǎn)生的全部熱量都散失到周圍環(huán)境中。τk表示導體的初始溫升。圖中的Tr表示導體的發(fā)熱時間常數(shù)，其與導體的熱容量成正比，與導體散熱能力成反比，而與電流無關(guān)。7．導體短時發(fā)熱基本上是一個絕熱過程，計算短時發(fā)熱的目的是確定導體通過短路電流時的最高溫度θh。如果θh沒有超過所規(guī)定的導體短時發(fā)熱允許溫度，則稱該導體在短路時是熱穩(wěn)定的。8．布置在同一平面的三相母線（每相為3條矩形導體），最大電動力出現(xiàn)在B（中間）相邊條導體中。9．載流導體之間電動力的大小和方向，取決于電流的大小和方向，導體的尺寸、形狀和相互之間的位置以及周圍介質(zhì)的特性。10．如果短路電流切除時間tk>ls，導體的發(fā)熱主要由周期分量來決定。11．提高導體載流量的措施有采用電阻率小的材料和增大導體散熱面積等。就矩形硬母線而言，具有相同截面積的導體中采用垂直豎放布置方式的散熱效果好。12．在計算短路時的電動力時，凡是連接發(fā)電機、變壓器及其配電裝置的導體均屬重要回路，需要考慮導體振動的動態(tài)應力影響。13．若因為導體振動動態(tài)應力的原因造成動穩(wěn)定校核不合格，可采取改變母線的截面大小、形狀及布置或改變支撐絕緣子的跨距，來改變母線的固有振動頻率以滿足動穩(wěn)定的要求。14.為了避免在母線及其構(gòu)架中引起危險的共振，設計時，對于重要回路的導體，應盡量使母線的固有頻率在30～160Hz范圍之外。15.電氣設備中流過電流將會產(chǎn)生損耗，其中通常我們將由電阻帶來的損耗叫做銅損，由磁滯和渦流帶來的損耗叫做鐵損，由介質(zhì)帶來的損耗叫做介損。16.為保證導體可靠的工作，鋁導體長期運行時的正常最高允許溫度為70℃，短時發(fā)熱的最高溫度為200℃；銅導體長期運行時的正常最高允許溫度為90℃，短時發(fā)熱的最高溫度為300℃。第三章1.電弧的形成與維持的三個階段過程為：電子發(fā)射，碰撞游離和熱游離。其中電弧的形成主要是碰撞游離所致，維持電弧燃燒的是熱游離。2.在觸頭分離的最初瞬間，觸頭電極的陰極區(qū)發(fā)射電子對電弧過程起決定性作用，其中強電場電子發(fā)射是在弧隙間最初產(chǎn)生電子的主要原因。3.在開斷短路電流時，由于開關(guān)電器中的介質(zhì)氣體中混有金屬蒸氣，此時弧心溫度在一個相對較低的溫度下，就足以維持電弧的燃燒。4.交流電弧的電擊穿理論指出，交流電弧在電流過零點自然熄滅，是否重燃，取決于弧隙介質(zhì)強度恢復過程和弧隙電源電壓恢復過程的對比。5.交流電弧的具有動態(tài)的伏安特性，其燃弧電壓必然大于熄弧電壓是因為介質(zhì)的熱慣性。6.弧隙介質(zhì)強度Ud(t)主要由斷路器滅弧裝置的結(jié)構(gòu)和滅弧介質(zhì)的性質(zhì)所決定，隨斷路器型式而異。而恢復電壓Ur(t)的上升過程主要取決于系統(tǒng)電路的參數(shù)。7.目前電力系統(tǒng)中常用的滅弧介質(zhì)有變壓器油或斷路器油、空氣、真空、SF6等。8.弧隙電流過零后，介質(zhì)強度的增長速度和恢復過程與電弧電流的大小、介質(zhì)特性、觸頭分離速度和冷卻條件等因素有關(guān)。9.圖中所示介質(zhì)強度恢復過程的曲線中，0a（0a′、0a″）不為零是因為近陰極效應造成的，這也是380V/220V及以下低壓開關(guān)電器中交流電弧容易熄滅的原因。10.弧隙電壓恢復過程可能是周期性或非周期性的變化過程，這主要取決于系統(tǒng)電路的參數(shù)，因此在斷路器的結(jié)構(gòu)中，采取在觸頭間并聯(lián)一定阻值的電阻，來達到弧隙恢復電壓不會發(fā)生過電壓的效果。11.把具有周期性振蕩特性的恢復電壓過程轉(zhuǎn)變?yōu)榉侵芷谛曰謴瓦^程，可以大大降低恢復電壓的幅值和恢復速度，從而增加斷路器的開斷能力。12.在斷路器觸頭間通過輔助觸頭接入一定數(shù)值的并聯(lián)電阻，可以使恢復電壓的幅值及上升速度都降低，從而有利于電弧的熄滅。13.斷路器在開斷中性點直接接地系統(tǒng)中的單相短路時，斷路器的弧隙恢復電壓最大值將不會大于電源電壓的最大值。14.斷路器在開斷中性點不接地系統(tǒng)的三相短路時，其恢復電壓是首先開斷相為最大，后續(xù)斷開相的燃弧時間將比首先開斷相延長0.005s，后續(xù)開斷相的電弧能量較大。15.自能式斷路器在開斷空載變壓器、并聯(lián)電抗器及空載高壓電動機時，有可能導致系統(tǒng)恢復電壓產(chǎn)生高頻振蕩。而外能式斷路器在開斷空載變壓器、并聯(lián)電抗器及空載高壓電動機時，有可能產(chǎn)生截留過電壓，從而影響系統(tǒng)安全。16.斷路器在開斷容性電流產(chǎn)生的過電壓的實質(zhì)是因電弧電流過零后電容上存在殘余高幅值電壓，以及斷路器弧隙介質(zhì)強度恢復較慢而發(fā)生的“電擊穿”。17.多油式斷路器中的油具有滅弧和絕緣兩大功能，少油斷路器中的油僅作為滅弧介質(zhì)使用。油斷路器中的滅弧室是典型的自能式滅弧室。18.油斷路器是利用電弧本身能量來熄滅電弧的斷路器，其開斷性能與被開斷電流的大小有關(guān)。19.高壓斷路器按其滅弧介質(zhì)不同，可分為空氣斷路器、油斷路器、SF6斷路器和真空斷路器等。20.熄滅交流電弧的條件是弧隙介質(zhì)強度Ud(t)>電源恢復電壓Ur(t)。加強熄弧的基本方法有利用滅弧介質(zhì)、利用氣體或油吹弧和采用多斷口熄弧等。21.電弧是斷路器開斷過程中不可避免的現(xiàn)象，起因是間隙出現(xiàn)自由電子，其產(chǎn)生原因有強電場電子發(fā)射和熱電子發(fā)射，熱游離是維持電弧燃燒的主要原因，當去游離過程大于游離過程時，則帶電質(zhì)點越來越少，最后電弧熄滅。第四章1．電氣主接線中，母線的作用是匯集和分配電能，加裝旁路母線的作用是檢修出線或電源回路斷路器時，不中斷該回路供電。2.電氣主接線中，將母線分段的目的是提高供電可靠性。3．在電氣主接線中，斷路器的作用是正常時控制作用，故障時保護作用；隔離開關(guān)的主要作用是隔離電壓，同一回路中串接的斷路器和隔離開關(guān)操作時必須遵循以下原則，即送電時先合隔離開關(guān)，再合斷路器，斷電時先分斷路器，再分隔離開關(guān)。4．電氣主接線中，無匯流母線的接線方式除了單元接線以外，還有橋形和角形接線。5．內(nèi)橋接線適用于線路較長和變壓器不需要經(jīng)常切換的情況；外橋接線適用于線路較短和變壓器需要經(jīng)常切換的情況。6.單母接線的可靠性比雙母接線的低。7、兩個回路通過三臺斷路器與兩組母線相連的主接線基本接線形式是一臺半斷路器接線。8.變壓器調(diào)壓方式有有載和無載兩種，前者較后者調(diào)壓范圍大。9.當有2臺變壓器和2條線路時，最簡單、經(jīng)濟的主接線形式是橋形接線。10.發(fā)電廠和變電所電氣設備有運行、備用和檢修三種工作狀態(tài)。由于正常供電的需要或故障的發(fā)生，而轉(zhuǎn)換設備工作狀態(tài)的操作稱為“倒閘操作”。11.每一個電源回路和出線回路均通過一臺斷路器和兩臺隔離開關(guān)分別接到兩組母線上的接線形式應當是雙母線接線。12.今年生產(chǎn)實習參觀的譚家灣500kV變電站的500kV側(cè)采用的主接線形式是一臺半斷路器接線，220kV側(cè)采用的主接線形式是雙母線雙分段接線，其主變的形式是三相組式自耦變壓器。13.變電站的低壓側(cè)常采用單母線分段接線或雙母線接線，以便于擴建。14.在變電站中最簡單的限制短路電流方法，是使變壓器低壓側(cè)分列運行。15.在主變?nèi)萘吭O計中，對重要變電站，應考慮當1臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內(nèi)，應滿足Ⅰ類及Ⅱ類負荷的供電；對一般性變電站，當1臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能滿足全部負荷的70％～80％。16.最大機組容量為125MW及以下的發(fā)電廠多采用三繞組變壓器，但三繞組變壓器的每個繞組的通過容量應達到該變壓器額定容量的15％及以上。17.變壓器阻抗實質(zhì)是繞組之間的漏抗，變壓器的阻抗大小一般和變壓器容量關(guān)系不大。18.為了能合理地選擇輕型電氣設備，在主接線設計時，應考慮采取限制短路電流的措施。19.當電流從額定電流到超過額定值10～20倍的短路電流的很大范圍變化時，普通電抗器的伏安特性都是線性的。20.普通電抗器最大的問題在于其限流效果和正常運行時電壓降之間的矛盾。21.在進行電抗器的百分電抗值選擇時，線路電抗器的電抗百分值一般取3％～6％，而母線電抗器的電抗百分值一般取8％～12％。22.若分裂電抗器的互感系數(shù)取為0.5，兩臂接入對稱負荷，則正常運行電抗和某臂短路時的短路電抗比值為：1:2。23.當分裂繞組變壓器用作擴大單元的主變時，當某一臂發(fā)生短路，系統(tǒng)側(cè)電源的轉(zhuǎn)移阻抗約為正常運行時阻抗的2倍，另一臺發(fā)電機的轉(zhuǎn)移阻抗約為正常運行時阻抗的4倍。24.限制短路電流的方法有多種，例如采用限流電抗器、低壓分裂繞組變壓器和選擇適當?shù)闹鹘泳€形式和運行方式。第五章1.廠用電耗電量與發(fā)電廠類型、燃料的種類及其燃燒方式、蒸汽參數(shù)以及機械化程度有關(guān)。2.對凝汽式火電廠、熱電廠、水電廠的廠用電率，按從大到小的順序排列為熱電廠、凝汽式火電廠和水電廠。3．廠用負荷分類的原則包括用電設備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電造成的危害程度。其中保證機組安全停機的負荷稱為事故保安負荷。4．廠用電備用電源的備用方式有明備用和暗備用兩種。當單機容量≥200MW時，需設置廠用啟動電源。5．廠用電源按其用途可分為四種，即工作電源、備用電源、啟動電源和事故保安電源。6．根據(jù)運行狀態(tài)，電動機自啟動可分為三類，即失壓自啟動、空載自啟動和帶負荷自啟動。7.廠用電一般都由主發(fā)電機通過廠用變壓器或廠用電抗器由電纜線路供電。8.目前我國發(fā)電廠的廠用電在廠高壓側(cè)有3kV、6kV和10kV等幾個電壓等級。9.發(fā)電廠的廠用電電壓等級應根據(jù)發(fā)電機額定電壓、廠用電動機的電壓和廠用電網(wǎng)絡來確定。10.高壓廠用電系統(tǒng)中性點接地方式的選擇，與接地電容電流的大小有關(guān)。11.高壓廠用電系統(tǒng)的中性點經(jīng)過適當?shù)碾娮杞拥?，可以抑制單相接地故障時健全相的過電壓倍數(shù)不超過額定相電壓的2.6倍，避免故障擴大。12.當有發(fā)電機電壓母線時，高壓廠用工作電源由各母線段引接，供接在該段母線上的機組的廠用電負荷。13.當采用發(fā)電機－變壓器單元接線時，廠用高壓工作電源一般由主變低壓側(cè)或發(fā)電機出口引接，供本機組的廠用負荷。14.低壓廠用工作電源采用380/220V電壓，一般由高壓廠用母線上通過低壓廠用變壓器取得。15.備用電源的引接應保證其獨立性，并且有足夠的容量，無發(fā)電機電壓母線時，由供電可靠的有兩個電源的最低一級電壓母線引接。16.大型火電廠的廠用電源備用方式常采用明備用方式，此時廠用工作變壓器容量較小，有利于經(jīng)濟運行，投資少，但需裝設備用電源自動投入裝置。17.大型火電廠的廠用電源備用方式常采用暗備用方式，此時廠用工作變壓器容量較大，此時不應裝設備用電源自動投入裝置。18.發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線，并以成套配電裝置接受和分配電能。19.變電站的站用電電壓一般只采用380/220V一級電壓，采取動力與照明混合供電方式。20.廠用變壓器的選擇項目包括：額定電壓、廠用變壓器的臺數(shù)和型式、廠用變壓器的容量、廠用變壓器的阻抗等。21.高壓廠用工作變壓器的容量應按高壓廠用電計算負荷的110％與低壓廠用電計算負荷之和進行選擇。22.廠用工作變壓器的阻抗要求比一般電力變壓器的阻抗大，是因為要限制變壓器低壓側(cè)的短路容量，否則將影響到開關(guān)設備的選擇，一般要求阻抗應大于10%；但是，阻抗過大又將影響廠用電動機的自啟動。23.廠用工作電源在進行自啟動校驗時一般僅考慮失壓自啟動，而廠用備用電源或啟動電源則需要考慮失壓自啟動、空載自啟動和帶負荷自啟動等三種自啟動方式。24.在進行自啟動校驗時，U*0為電源母線電壓標幺值，一般在采用經(jīng)電抗器供廠用電時取1，在采用無勵磁調(diào)壓變壓器時取1.05，在采用有勵磁調(diào)壓變壓器時取1.1。25.電動機自啟動時廠用母線上的電壓不僅與變壓器的電抗和容量有關(guān)，而且與總啟動電流倍數(shù)和參加自啟動的電動機容量有關(guān)。第六章1．電氣設備選擇的一般條件是：按正常工作條件進行選擇，并且按短路情況進行各種校驗。2．通常，電氣設備最高工作電壓Ualm＝（110%～115%）UN，而電網(wǎng)最高運行電壓Usm＜（110%）UNS。3．按短路條件校驗電氣設備時，短路計算點的選擇原則為：選擇通過電氣設備的短路電流為最大的點為短路計算點。4．在進行電氣設備熱穩(wěn)定校驗時，短路計算時間tk為繼電保護動作時間tpr和相應斷路器的全開斷時間tab之和。5.斷路器全開斷時間等于斷路器固有分閘時間tin和斷路器燃弧時間ta之和。6.在進行電氣設備熱穩(wěn)定校驗時，繼電保護動作時間tpr應為后備繼電保護動作時間。7.在進行電氣設備開斷能力校驗時，短路計算時間tk為主保護動作時間tpr1和相應斷路器的斷路器固有分閘時間tin之和。8．對斷路器的基本要求是：在各種情況下應具有足夠的開斷能力，盡可能短的動作時間和高度的工作可靠性。9.高壓斷路器的額定開斷電流INbr是指在額定電壓下能保證正常開斷的最大短路電流，它是表征高壓斷路器開斷能力的重要參數(shù)。10.一般中小型發(fā)電廠和變電站采用中、慢速斷路器，開斷時間較長（≥0.1s），可采用起始次暫態(tài)電流I"校驗其開斷能力。11.在中大型發(fā)電廠（125MW及以上機組）和樞紐變電站使用快速保護和高速斷路器，其開斷時間小于0.1s，需要采用短路開斷計算時間對應的短路全電流校驗其開斷能力。12.在電氣設備選擇中，斷路器與隔離開關(guān)相比，其特殊選擇項目是開斷電流和短路關(guān)合電流。13.隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能開斷或閉合負荷電流和短路電流，但具有一定的分、合小電感電流和電容電流的能力。14.隔離開關(guān)的主要作用是隔離電壓，輔助作用是倒閘操作和分、合小電流。15.為了保證測量儀表的準確度，互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級。16．電流互感器一次繞組串聯(lián)接在一次電路中，二次側(cè)正常時接近短路狀態(tài)運行；電壓互感器一次繞組并聯(lián)接在一次電路中，二次側(cè)正常時接近空載狀態(tài)運行，嚴禁短路運行。17．電流互感器和電壓互感器的準確級數(shù)值越大，表明測量精度越低。18．電流互感器和電壓互感器的準確級越小，表明測量的誤差值高。19．電壓互感器的二次側(cè)額定電壓不超過100V，當一次側(cè)電壓等級為330kV及以上時，一般采用電容分壓式電壓互感器。20．電流互感器的二次側(cè)額定電流為5A與1A。21．為保證電流互感器的精確度，實際二次負荷必須小于等于相應精確度的額定二次負荷。22．在每段工作母線、對側(cè)有電源的線路出口和發(fā)電機出口等地點應當配置電壓互感器。23．出線限流電抗器的電抗百分值應適當選擇，電抗百分值選得過大好處是限制短路電流的效果好和母線殘壓較高，但缺點是正常運行時電壓損失大。24.對測量精度要求較高的大容量發(fā)電機和變壓器、系統(tǒng)干線、發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量、電網(wǎng)或供電企業(yè)之間的電量交換的關(guān)口計量點宜用0.2級。25.對供運行監(jiān)視、100MW及以下發(fā)電機組的廠用電、較小用電負荷以及供電企業(yè)內(nèi)部考核經(jīng)濟指標分析的電能表和控制盤上儀表的電流互感器應為0.5～1級。26.電流互感器的額定容量S2N是指電流互感器在額定二次電流I2N和額定二次阻抗Z2N下運行時，二次繞組輸出的容量。27.在下圖所示電流互感器常用接線方式中，圖a的計算長度為LC=2L，圖b的計算長度為LC=L，圖a的計算長度為LC=L。28.選擇電抗百分數(shù)的原則是：將電抗器所在回路的短路電流(電抗器后發(fā)生短路)限制到不大于所要選用的輕型斷路器的額定開斷電流INbr。29.分裂電抗器在運行中兩臂的負荷應盡量接近，否則將引起很大的電壓偏差和電壓波動。30.用限流型熔斷器保護的設備，可以不校驗短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。31.對于各等級電壓配電裝置中的主母線和引下線以及臨時裝設的母線，按長期發(fā)熱允許電流來選擇截面。32.對于年負荷利用小時數(shù)大(Tmax≥5000小時)，傳輸容量大，較長(L≥20m)的導體，應按經(jīng)濟電流密度來選擇截面。33.當同相由三條導體組成時，可認為中間條通過約為20％的相電流，兩個邊條各通過約為40％相電流。

二、問答題第一章1、發(fā)展聯(lián)合電力系統(tǒng)，主要有哪些效益？答：各系統(tǒng)間用電負荷的錯峰效益：減少總裝機容量、節(jié)約電力建設投資。提高供電可靠性、減少系統(tǒng)備用容量。有利于安裝單機容量較大的機組?？蛇M行電力系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度：宏觀上是水、火電的經(jīng)濟調(diào)度，微觀上是機組之間的經(jīng)濟調(diào)度。調(diào)峰能力互相支援：可減少系統(tǒng)調(diào)峰機組容量。還具有提高高效率機組利用率和使用廉價燃料，能承受較大的沖擊負荷，有利于改善電能質(zhì)量等作用。2、發(fā)展聯(lián)合電力系統(tǒng)，主要有哪些問題？答：增加聯(lián)絡線和電力系統(tǒng)內(nèi)部加強所需的投資及聯(lián)絡線的運行費用。系統(tǒng)的弱聯(lián)系可能引起調(diào)度的復雜性和出現(xiàn)低頻振蕩。增加了系統(tǒng)的短路容量，可能導致增加或更換已有設備。增加了聯(lián)合電力系統(tǒng)的通信和高度自動化的復雜性。3.與其它形式的能源相比，電能的特點有哪些？答：電能可以大規(guī)模生產(chǎn)和遠距離輸送。電能方便轉(zhuǎn)換和易于控制。損耗小，輸送時損耗比機械能和熱能輸送小得多。效率高，電能代替其他能源可以提高能源利用效率。電能在使用時沒有污染，噪聲小。4、與水電廠和其它類型的發(fā)電廠相比，火電廠具有哪些特點？答：火電廠布局靈活，裝機容量的大小可以按需決定；火電廠的一次性建設投資少，建造工期短，發(fā)電設備年利用小時數(shù)較高；火電廠耗煤量高，生產(chǎn)成本較高；火電廠動力設備繁多，控制操作復雜，廠用電率高，運行成本高；火電廠開停機耗時長，還需要付出附加燃料消耗的代價；從經(jīng)濟性和可靠性考慮，火電廠應當盡可能擔負較均勻的負荷；火電廠的各種排放物（如煙氣、灰渣和廢水）對環(huán)境污染較大。5.與火電廠和其它類型的發(fā)電廠相比，水電廠具有哪些特點？答：可綜合利用水能資源：梯級開發(fā)；發(fā)電成本低、效率高：廠用電率低；運行靈活；水能可儲蓄和調(diào)節(jié)；水力發(fā)電不污染環(huán)境；水電廠投資較大，工期較長；水電廠的建設、生產(chǎn)受河流地形、水量及季節(jié)氣象條件限制，發(fā)電不均衡；對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利，在一定程度上破壞自然界的生態(tài)平衡。6.直流換流站中采用直流平波電抗器的作用是什么？答：其作用有：當系統(tǒng)發(fā)生擾動時，抑制直流過電流的上升速度；減小直流側(cè)的交流脈動部分；小電流時保持電流連續(xù)；防止逆變器換相失敗。第二章1．如何提高導體的長期工作允許電流？答：1、減小導體交流電阻：比如采用電阻率ρ小的導體；增大導體截面積S；采用槽形、管形導體減小集膚效應Kf等。2、增大散熱面積F和換熱系數(shù)α：比如導體表面涂油漆；合理布置導體；強迫冷卻等。2．載流導體發(fā)熱的原因是什么？發(fā)熱對電氣設備有何影響？答：載流導體發(fā)熱的原因：正常工作電流或短路電流通過導體，將產(chǎn)生各種損耗：1）電阻損耗；2）絕緣材料中出現(xiàn)的介質(zhì)損耗；3）導體周圍的金屬構(gòu)件，在電磁場作用下，引起渦流和磁滯損耗。這些損耗變成熱能使導體的溫度升高。發(fā)熱對電氣設備的影響：1）機械強度下降；2）接觸電阻增加；3）絕緣性能降低。3．導體在短路時的發(fā)熱過程具有哪些特點？答：絕熱過程：短路電流大而且持續(xù)時間短，導體內(nèi)產(chǎn)生很大的熱量來不及向周圍環(huán)境散熱，因此全部熱量都用來使導體溫度升高；短路時導體溫度變化范圍很大，它的電阻R和比熱c不能再視為常數(shù)，而應為溫度的函數(shù)。4.分相封閉母線有哪些特點？答：分相封閉母線的特點是：（1）封閉母線有效的防止了絕緣遭受灰塵、潮氣等污穢和外物造成的短路故障，供電可靠。（2）母線及其配套設備均封閉在金屬外殼中，且外科接地，使工作人員不會觸及帶電導體，運行安全。（3）由于金屬外殼的屏蔽作用，母線電動力大大減少，而且基本消除了母線周圍鋼構(gòu)件的發(fā)熱。（4）運行維護工作量小。5.如果短路電流切除時間tk>ls時，非周期分量的等效時間T應當如何選取？答：根據(jù)短路點位置的不同，非周期分量的等效時間T選取如下表所示：短路點T(s)≤0.1s＞0.1s發(fā)電機出口及母線0.150.20發(fā)電機升高電壓母線及出線、發(fā)電機電壓電抗器后0.080.10變電站各級電壓母線及出線0.050.05第三章1.斷路器的作用是什么？在斷開過程中，間隙的自由電子是如何產(chǎn)生的？答：斷路器主要功能是：正常運行倒換運行方式，把設備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起著控制作用；當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起著保護作用。在觸頭分離的最初瞬間，觸頭電極的陰極區(qū)發(fā)射電子對電弧過程起決定性作用。陰極表面發(fā)射電子的方式有兩種：一種是熱電子發(fā)射，一種是強電場電子發(fā)射。強電場發(fā)射是在弧隙最初產(chǎn)生電子的原因。電弧的形成主要是碰撞游離所致。電弧形成之后維持電弧燃燒所需的過程是熱游離。2.熄滅電弧有哪些基本的方法？答：熄滅電弧的基本方法：1）利用滅弧介質(zhì)；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；4）采用多斷口熄弧；5）拉長電弧并增大斷路器觸頭的分離速度；6）斷路器加裝并聯(lián)電阻。3.為什么真空和壓縮空氣對滅弧有利？答：真空作為滅弧介質(zhì)時，在弧隙間自由電子很少，碰撞游離可能性大大減少，況且弧柱對真空的帶電質(zhì)點的濃度差和溫度差很大，有利于擴散。真空的介質(zhì)強度比空氣約大15倍。壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)，1）在弧隙間自由電子很多，自由電子無法積聚起足夠的動能產(chǎn)生碰撞游離；2）強大氣流能夠吹弧而迅速冷卻電弧。4.SF6斷路器的基本熄弧原理是什么？答：SF6熄滅電弧的基本原理：1）SF6是良好的負電性氣體，氟原子具有很強的吸附電子的能力，能迅速捕獲自由電子而成為穩(wěn)定的負離子，為復合創(chuàng)造了有利條件；2）利用SF6氣體進行吹弧。5.為什么電弧的伏安特性是非線性的，且燃弧電壓大于熄弧電壓？答：電弧上的電壓是弧電流與電弧電阻的乘積，而電弧介質(zhì)的電阻大小是由介質(zhì)中弧電流消耗的熱能所致的游離程度決定，顯然介質(zhì)電阻不僅與弧電流的平方成比例，而且受熱慣性因素影響，因此電弧的伏安特性是非線性的。由于介質(zhì)具有熱慣性，因此燃弧電壓必然大于熄弧電壓。6.請說明什么是弧隙介質(zhì)強度恢復過程和弧隙電壓恢復過程？答：弧隙介質(zhì)強度恢復過程：在電弧電流過零后，弧隙的絕緣能力在經(jīng)過一定的時間恢復到絕緣的正常狀態(tài)的過程。弧隙介質(zhì)強度以耐受電壓Ud(t)表示?；∠督橘|(zhì)強度Ud(t)主要由斷路器滅弧裝置的結(jié)構(gòu)和滅弧介質(zhì)的性質(zhì)所決定，隨斷路器型式而異?；∠峨妷夯謴瓦^程：電弧電流自然過零后，電源施加于弧隙的電壓將從不大的熄弧電壓逐漸恢復到電源電壓的過程，以恢復電壓Ur(t)表示。該電壓恢復過程可能是周期性或非周期性的變化過程，這主要取決于系統(tǒng)電路的參數(shù)。第四章1.請說明單母線接線的優(yōu)缺點。答：單母線接線具有接線簡單、清晰，所用電氣設備少，操作方便，投資小，便于擴建，QS隔離開關(guān)不作為操作電器，僅用作隔離電壓等優(yōu)點；單母線接線的缺點有：可靠性、靈活性較差。2.請說明雙母線接線的優(yōu)缺點。答：雙母線接線的優(yōu)點有：可靠性高，運行靈活，擴建方便；其缺點有：增加了母線長度，每回路多了一組母線QS，使投資增多；由于母線故障或檢修而進行倒閘操作時，QS作為倒換操作電器，極為容易導致誤操作；當工作母線故障時，將造成整個配電裝置在倒母線期間停電；檢修任一回路QF時，該回路必須停電。3.某變電站110kV主接線如下圖所示，請寫出不停電檢修QF1的步驟（正常運行時，QFD，QS1，QS2閉合，QSD斷開）答：退出QF1的操作步驟如下：合QSD；分QFD，QS2;合QS4，QFD，給旁路母線WP充電；若旁路母線WP完好，斷開QFD；合旁路隔離開關(guān)QSP1；合旁路斷路器QFD；分QF1，QS12，QS11；8）給QF1兩端跨接地線（或合上接地隔離開關(guān)）即可對它進行檢修。檢修完成，投入QF1的操作步驟如下：撤除QF1兩端跨接地線（或斷開接地隔離開關(guān)）合QS11，QS12；合斷路器QF1;分QFD，QSP1，QS4；合QS2，QFD；分QSD，此時該變電站的110kV恢復正常運行。4.某變電站110kV主接線如下圖所示，請寫出不停電檢修QF3的步驟（正常運行時該110kV母線為并聯(lián)運行方式），另正常運行時的旁路母線是否帶電？答：正常運行時的旁路母線WP帶電。退出QF3的操作步驟如下：分QFP，QS3；合QFP，QSP3;分QF3，QS32，QS31；給QF3兩端跨接地線（或合上接地隔離開關(guān)）即可對它進行檢修。檢修完成，投入QF3的操作步驟如下：撤除QF3兩端跨接地線（或分開接地隔離開關(guān)）合QS31，QS32；合斷路器QF3;分QFP，QSP3；合QS3，QFP；此時該變電站的110kV恢復正常運行。5.某變電站220kV主接線如下圖所示，請寫出不停電檢修QF3的步驟（正常運行時該220kV母線為并聯(lián)運行方式，WL1運行于W1，WL2運行于W2），另此時的旁路母線是否帶電？答：正常運行時的旁路母線WP帶電。退出QF1的操作步驟如下：倒母線：合線路WL2母線W1側(cè)隔離開關(guān)，分線路WL2母線W2側(cè)隔離開關(guān)，使線路WL2運行于母線W1；若還有運行于母線W2的線路按上述類似的操作步驟進行；分QFP，QSP；合QFP，QSP1;分QF1，QS13，QS11；給QF1兩端跨接地線（或合上接地隔離開關(guān)）即可對它進行檢修。檢修完成，投入QF1的操作步驟如下：撤除QF1兩端跨接地線（或分開接地隔離開關(guān)）合QS11，QS13；合斷路器QF1;分QFP，QSP1；合QSP，QFP；合線路WL2母線W2側(cè)隔離開關(guān)，分線路WL2母線W1側(cè)隔離開關(guān)，使線路WL2恢復運行于母線W2；若還有運行于母線W1的線路按上述類似的操作步驟進行；此時該變電站的220kV恢復正常運行。6.某變電站220kV主接線如下圖所示，請說出圖中QSP開關(guān)的作用，并寫出檢修QF3的步驟（正常運行時該110kV母線為并聯(lián)運行方式，WL1、WL3、WL5運行于W1，WL2、WL4、WL6運行于W2）。答：QSP的作用是不停電檢修線路WL6的出線斷路器，此時的QFC代替線路WL6的出線斷路器工作。退出QF3的操作步驟如下：倒母線：合線路WL1母線W2側(cè)隔離開關(guān)，分線路WL1母線W1側(cè)隔離開關(guān)，使線路WL1運行于母線W2；合線路WL5母線W2側(cè)隔離開關(guān)，分線路WL5母線W1側(cè)隔離開關(guān)，使線路WL5運行于母線W2；分QFC，QSC2，QSC1；分QS33，QS31;撤除QF3斷路器送檢，用跨接線連接QF3兩端；合QS31，QS33，QSC1，QSC2；合QFC，此時QFC替代QF3工作。檢修完成，投入QF1的操作步驟如下：分QFC，QSC2，QSC1；分QS33，QS31；撤除QF3兩側(cè)的跨接線，裝上檢修完成的斷路器QF3；合QS31，QS33，QSC1，QSC2；合QFC；倒母線：合線路WL1母線W1側(cè)隔離開關(guān)，分線路WL1母線W2側(cè)隔離開關(guān)，使線路WL1恢復運行于母線W1；合線路WL5母線W1側(cè)隔離開關(guān)，分線路WL5母線W2側(cè)隔離開關(guān)，使線路WL5運行于母線W1。7．單元接線的內(nèi)橋和外橋怎樣區(qū)別，各適用什么場合？畫出內(nèi)橋和外橋的接線形式。答：內(nèi)橋的橋連斷路器設置在變壓器側(cè)；外橋接線的橋連斷路器則設置在線路側(cè)。內(nèi)橋接線適用于輸電線路較長，故障幾率較多，而變壓器又不需要經(jīng)常切換的場合。外橋式接線則在出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟運行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)本廠時就更為適宜。內(nèi)橋外橋8.在一臺半斷路器接線中，通常應當遵循哪兩條原則？答：電源線宜與負荷線配對成串，即要求采用在同一個“斷路器串”上配置一條電源回路和一條出線回路，以避免在聯(lián)絡斷路器發(fā)生故障時，使兩條電源回路或兩條出線回路同時被切除；配電裝置建設初期僅兩串時，同名回路宜分別接入不同側(cè)的母線，進出線應裝設隔離開關(guān)。當一臺半斷路器接線達三串及以上時，同名回路可接于同一側(cè)母線，進出線不宜裝設隔離開關(guān)。9.一臺半斷路器接線的主要特點有哪些？答：任一母線故障或檢修，均不致停電；任一斷路器檢修也不引起停電；甚至于在兩組母線同時故障(或一組母線檢修另一組母線故障)的極端情況下，功率仍能繼續(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；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備使用。第五章廠用電接線的基本要求有哪些？答：廠用電接線應滿足正常運行安全、可靠、靈活、經(jīng)濟和檢修、維護方便等一般要求。另外，廠用電接線還須：充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、起停等運行方式下的供電要求，盡可能的使切換操作簡便，啟動備用電源能在短時間內(nèi)投入。盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應盡量避免引起全廠停電事故。便于分期擴建和連續(xù)施工，不致中斷廠用電的供電。2．何謂廠用電動機自啟動？為什么要進行自啟動效驗？答：電動機的自啟動：廠用電系統(tǒng)中運行的電動機，當突然斷開電源或廠用電系統(tǒng)電壓降低時，電動機轉(zhuǎn)速就會下降，甚至會停止運行，這一轉(zhuǎn)速下降的過程稱為惰行。若電動機是去電壓以后，不與電源斷開，在很短的時間（一般在0.5~1.5s）內(nèi)，廠用電壓又恢復或通過自動切換裝置將備用電源投入，此時電動機惰性尚未結(jié)束，又自動啟動恢復到穩(wěn)定狀態(tài)運行，這一過程稱為電動機的自啟動。若參加自啟動的電動機的數(shù)量多，容量大時，啟動電流過大，可能會使廠用母線及廠用電系統(tǒng)電壓下降，甚至會引起電動機本身發(fā)熱，這些數(shù)值如果超過允許指標，將危及廠用電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和電動機的安全與壽命，因此必須進行電動機自啟動校驗。3.廠用電接線的設計原則有哪些？答：廠用電接線應保證對廠用負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉(zhuǎn)；接線應能靈活地適應正常、事故、檢修等各種運行方式的要求；廠用電源的對應供電性，本機、爐的廠用負荷由本機組供電，這樣，當廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時，只影響一臺發(fā)電機組的運行，縮小故障范圍，接線也簡單；設計時還應適當注意其經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設備，使廠用電接線具有可行性和先進性；在設計廠用電系統(tǒng)接線時，還應對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進行分析和論證。4.火電廠的廠用廠用電接線一般采用“按爐（機）分段”的接線原則，這種方式有何好處？答：便于管理，檢修；縮小故障影響范圍。一段母線故障，僅影響一臺鍋爐；母線分段運行，可限制短路電流水平，從而選用輕型電器設備。5.300MW汽輪發(fā)電機組高壓廠用電接線可采用下圖所示的兩種接線方式，試比較分析這兩種接線方式的優(yōu)劣。答：（a）圖所示方案1的優(yōu)點是公用負荷分接于不同機組變壓器上，供電可靠性高、投資省，但也由于公用負荷分接于各機組工作母線上，機組工作母線清掃時，將影響公用負荷的備用；另外，由于公用負荷分接于兩臺機組的工作母線上，因此，在機組G1發(fā)電時，必須也安裝好機組G2的6kV廠用配電裝置，并由啟動/備用變壓器供電。（b)圖所示方案2的優(yōu)點：公用負荷集中，無過渡問題，各單元機組獨立性強，便于各機組廠用母線清掃；其缺點：由于公用負荷集中，并因啟動/備用變壓器要用工作變壓器作備用（若無第二臺啟動/備用變壓器作備用時），故工作變壓器也要考慮在啟動/備用變壓器檢修或故障時帶公用負荷母線段運行；因此，啟動/備用變壓器和工作變壓器均較方案1變壓器分支的容量大，配電裝置也增多，投資較大。6.請說明在自啟動時，為了保證廠用Ⅰ類負荷自啟動并同時考慮到機械慣性因素，規(guī)定廠用母線電壓在自啟動時應不低于的數(shù)值范圍。答：廠用母線電壓在自啟動時應不低于的數(shù)值范圍如下表所示：名稱類型自啟動電壓為額定電壓的百分值(%)高壓廠用母線高溫高壓電廠65～70中壓電廠60～65低壓廠用母線由低壓母線單獨供電電動機自啟動60由低壓母線與高壓母線串接供電電動機自啟動55注：其中失壓或空載自啟動電壓取上限值，帶負載自啟動電壓取下限值。7.下圖是某水電廠的廠用電接線圖，試通過廠用電壓等級、廠用電源的引接對該廠的廠用電系統(tǒng)進行分析。答：圖中所示水電廠的廠用電電壓等級分為6kV和380/220V兩級，其中廠高壓6kV通過T9和T10兩臺廠用備用電源供電，T9和T10分別從主變T1、T4的低壓側(cè)引接，互為備用（暗備用方式）為公用廠用電負荷供電。T5、T6、T7、T8為廠用工作電源，從各自的發(fā)電機出口處引接，為各自的發(fā)電機機組自用電負荷供電，T5、T6的備用電源為T12，從廠高壓6kV母線段上引接，為明備用方式；T7、T8的備用電源為T13，從廠高壓6kV母線段上引接，為明備用方式。8.進行自啟動校驗時，當同時自啟動容量超過允許值時，為保證重要廠用機械電動機能自啟動，通常可采取哪些措施？答：限制同時參加自啟動的電動機數(shù)量；對于負載轉(zhuǎn)矩為定值的重要設備電動機，因其只能在額定電壓下啟動，因此可不參加自啟動，可采用低電壓保護和自動重合閘裝置；對重要的機械設備，應選用具有高啟動轉(zhuǎn)矩和允許過載倍數(shù)較大的電動機；在不得已的情況下，增大廠用變壓器的容量。第六章1．試述電氣設備選擇的一般條件。答：電氣設備選擇的一般條件如下：1）按正常工作條件選擇電器：a)一般按照電氣設備的額定電壓UN不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓UNS的條件選擇，即：；b)使所選電氣設備額定電流IN不低于所工作回路在各種可能運行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即：；c)按當?shù)丨h(huán)境條件進行修正，包括海拔修正（針對電壓）和溫度修正（針對電流）；2）按短路情況校驗；a)按電氣設備應滿足短路熱穩(wěn)定的條件：；b)按電氣設備應滿足短路動穩(wěn)定的條件：或進行動穩(wěn)定校驗。2.為什么SF6斷路器在35kV及以下屋內(nèi)配電裝置中使用較少？答：因為SF6氣體雖無毒，但分解物有毒性，而且比重較空氣大5.1倍，所以將斷路器布置在屋內(nèi)，需良好的通風、排風和可靠的檢漏與檢測設備，以防人員（特別是電纜溝內(nèi)工作人員）中毒及窒息。3．請寫出斷路器和電流互感器的特殊選擇項目。答：斷路器選擇的特殊條件：1)額定開斷能力：；2)短路關(guān)合能力：。電流互感器的特殊選擇項目：1)準確度級和額定容量；2)對于磁絕緣型電流互感器應校驗磁套管的機械強度。4．電流互感器二次側(cè)運行中不允許出現(xiàn)什么情況？為什么？答：電流互感器在運行時二次繞組嚴禁開路。二次繞組開路時，電流互感器由正常短路工作狀態(tài)變?yōu)殚_路狀態(tài)，I2=0,勵磁磁動勢由正常為數(shù)甚小的I0N1驟增為I1N1，鐵心中的磁通波形呈現(xiàn)嚴重飽和的平頂波，因此二次繞組將在磁通過零時，感應出很高的尖頂波電動勢，其值可達數(shù)千伏甚至上萬伏，危及工作人員的安全和儀表、繼電器的絕緣。由于磁感應強度驟增，使互感器準確級下降。5.試述電流互感器的作用和工作特點。答：電流互感器的作用：供電給測量儀表和繼電器等，正確反映一次電氣系統(tǒng)的各種運行情況；對二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)實施電氣隔離，保證工作人員和設備的安全；)將一次回路的高電流變換成統(tǒng)一標準的低電流值（1A或5A）,使測量儀將一次回路的高電流變換成統(tǒng)一標準的低電流值（1A或5A）,使測量儀表和繼電器小型化、標準化。電流互感器的工作特性：正常工作時電流互感器二次側(cè)接近于短路狀態(tài)，運行中一旦二次側(cè)發(fā)生開路，將出現(xiàn)尖頂波電勢，出現(xiàn)高達幾萬伏的高壓，造成危險。5.試述電壓互感器的作用和工作特點。答：電壓互感器的作用：供電給測量儀表和繼電器等，正確反映一次電氣系統(tǒng)的各種運行情況；對低電壓的二次系統(tǒng)與高電壓的一次系統(tǒng)實施電氣隔離，保證工作人員和設備的安全；將一次回路的高電壓變換成統(tǒng)一標準的低電壓值（100V、V、V）,使測量儀表和繼電器小型化、標準化。取得零序電壓以反映小接地短路電流系統(tǒng)的單相接地故障。電壓互感器的工作特性：正常工作時電壓互感器二次側(cè)接近于空載狀態(tài)，一次電氣系統(tǒng)電壓不受二次側(cè)負荷的影響；運行中一旦二次側(cè)發(fā)生短路，短路電流將使繞組過熱而燒毀，因此電壓互感器二次要裝設熔斷器進行保護，不能短路運行。6.請糾正下圖中的錯誤。答：錯誤如下圖所示：沒有熔斷器沒有熔斷器電流表有熔斷器電壓表7.電流互感器二次側(cè)能否裝設熔斷器？為什么？答：電流互感器二次側(cè)不能裝設熔斷器。假設裝設熔斷器，一旦超過熔斷器的設定值會熔斷。電流互感器二次側(cè)會開路。電流互感器在運行時二次繞組嚴禁開路。二次繞組開路時，電流互感器由正常短路工作狀態(tài)變?yōu)殚_路狀態(tài)，I2=0,勵磁磁動勢由正常為數(shù)甚小的I0N1驟增為I1N1，鐵心中的磁通波形呈現(xiàn)嚴重飽和的平頂波，因此二次繞組將在磁通過零時，感應出很高的尖頂波電動勢，其值可達數(shù)千伏甚至上萬伏，危及工作人員的安全和儀表、繼電器的絕緣。由于磁感應強度驟增，使互感器準確級下降。8.三相三柱式電壓互感器能否測量相電壓？為什么？答：三相三柱式電壓互感器一次側(cè)中性點絕對不允許接地。不能測相電壓。假設三相三柱式電壓互感器一次側(cè)中性點接地，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，在互感器的三相中將有零序電流通過，所產(chǎn)生的零序磁通因大小相等，相位相同，只能通過氣隙和鐵外殼形成閉合磁路，由于磁阻很大，故零序電流比正常電流大很多倍，致使互感器繞組過熱甚至損壞。9.為什么三相五柱式電壓互感器可測各相電壓？而三相三柱式電壓互感器不能？答：當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，在互感器的三相中將有零序電流通過，所產(chǎn)生零序磁通，因大小相等，相位相同，只能通過氣隙和鐵外殼形成閉合磁路，由于磁阻很大，故零序電流比正常勵磁電流大許多倍，致使互感器繞組過熱甚至損壞。而三相五柱式電壓互感器，由于兩側(cè)多設了兩柱鐵芯，在上述情況下，零序磁通可經(jīng)過磁阻很小的外側(cè)鐵芯形成閉合回路，故零序電流值不大，對互感器并無損害。10.下圖為何種電壓互感器的接線？能否測量相電壓？為什么？答：圖中所示為三相三柱式電壓互感器接線，該接線不能測量相電壓。原因：當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，在互感器的三相中將有零序電流通過，所產(chǎn)生零序磁通，因大小相等，相位相同，只能通過氣隙和鐵外殼形成閉合磁路，由于磁阻很大，故零序電流比正常勵磁電流大許多倍，致使互感器繞組過熱甚至損壞。11．畫出三相五柱式電壓互感器接成Y0/Y0/接線的示意圖，若一次側(cè)系統(tǒng)額定電壓為10kV，寫出電壓互感器的額定電壓比，并說明“”接線的作用。答：電壓互感器額定電壓比：10/0.1/0.1/3kV電壓互感器額定電壓比：10/0.1/0.1/3kV開口三角形的作用：供接入交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)測儀表和繼電器用，實現(xiàn)交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)察（接地故障的判別）。1010kVKV12．下圖（a）、（b）均為電壓互感器接線圖，試回答下列問題。電壓互感器結(jié)構(gòu)型式；電壓互感器額定電壓比；電壓互感器一次側(cè)中性點接地對系統(tǒng)中性點接地性質(zhì)有無影響，為什么？500k500kV10kV（a）（b）答：（1）a為三相五柱式電壓互感器；b為電容式三臺單相三繞組電壓互感器（2）電壓互感器額定電壓比：a：10/0.1/0.1/3kVb：500//0.1//0.1kV（3）在中性點直接接地系統(tǒng)中，電壓互感器一次側(cè)中性點接地不會改變系統(tǒng)的接地性質(zhì)。因為電壓互感器的二次側(cè)儀表和繼電器的電壓線圈阻抗大，互感器在近于空載狀態(tài)下運行，電壓互感器是一個小型降壓變壓器，二次側(cè)阻抗折算到一次側(cè)為Z1=n2*Z2,阻抗更大，流過中性點的電流會很小，所以不會影響中性點的運行方式。13.試問電流互感器與電壓互感器的選擇項目有哪些？答：電流互感器的選擇項目如下：1）種類和型式選擇：應根據(jù)安裝地點和安裝方式進行選擇；2）一次側(cè)額定電壓和電流的選擇：額定電壓U1N≥USN，電流I1N≥Imax，若為測量用，則電流I1N應當比正常工作電流大1/3；3）準確等級和額定容量的選擇：準確等級不得低于所供測量儀表的準確等級，并按所供儀表的最高級別來確定其準確度；選擇電流互感器的額定容量，且；4）選擇二次導線的允許最小截面：；5）校驗熱穩(wěn)定：或；6）校驗動穩(wěn)定：多匝式需要校驗內(nèi)部和外部動穩(wěn)定，單匝式只需要校驗外部動穩(wěn)定。內(nèi)部動穩(wěn)定校驗式為：或外部動穩(wěn)定校驗式為：電壓互感器的選擇項目如下：1）種類和型式選擇：應根據(jù)安裝地點和使用條件進行選擇；2）一次側(cè)額定電壓和二次額定電壓的選擇：額定電壓U1N≥USN，注意一次側(cè)連接線電壓取USN，連接相電壓時?。欢蝹?cè)電壓出口為相電壓時取100V，出口為線電壓時取V；剩余繞組在中性點不接地（小電流接地）系統(tǒng)中取100/3V，在中性點直接接地（大電流接地）系統(tǒng)中取100V。3）接線方式的選擇；4）容量和準確度等級的選擇：容量按進行選擇，其中S2L按最大相負載考慮；準確等級不得低于所供測量儀表的準確等級，并按所供儀表的最高級別來確定其準確度。14.限流型高壓熔斷器選擇額定電壓時必須采用UN≡UNS的原因是什么？答：當限流型高壓熔斷器用在UN＝UNS的系統(tǒng)中，過電壓倍數(shù)約2～2.5倍，不會超過這個電壓等級電網(wǎng)中電氣設備的絕緣水平；但如果把限流型熔斷器用在UN＞UNS的系統(tǒng)中，過電壓倍數(shù)將可達到3.5～4倍，從而損壞電氣設備的絕緣；若把限流型熔斷器用在UN＜UNS的系統(tǒng)中，則過電壓會使電弧重燃，并且難以熄滅。

三、計算題1．某電廠的高、低廠用母線電壓分別為6kV和0.38kV，廠用高壓備用變壓器為分裂繞組有載調(diào)壓型,其參數(shù)如下：SNh=40MVA，SNl=20MVA，Ukh%=9.5,低壓廠用變壓器參數(shù)為：SNL=1000kVA，UKL%=10，高壓廠用母線已帶負荷5200kVA，自啟動電動機總功率為10360kW；低壓廠用母線自啟動電動機總功率為500kW，試問高、低壓串接自啟動時，低壓電動機能否成功自啟動？（高、低壓電動機平均啟動電流倍數(shù)為5，ηcosφ=0.8）解：1）廠用高壓母線電壓校驗高壓廠用母線的合成負荷標幺值為：高壓廠用變壓器電抗標幺值為：高壓母線電壓標幺值：2）低壓廠用母線電壓校驗低壓廠用母線的合成負荷標幺值為：低壓廠用變壓器電抗標幺值為：低壓母線電壓標幺值：高、低壓串接自啟動時，低壓電動機能成功自啟動。滿足要求。2．某電廠的高、低廠用母線電壓分別為6kV和380kV，高壓廠用備用變壓器為雙繞組有載調(diào)壓型,其參數(shù)如下：SNh=20MVA，Ukh%=9.5,低壓廠用變壓器參數(shù)為：SNL=1000kVA，UKL%=10，高壓廠用母線已帶負荷5200kVA，自啟動電動機總功率為10360kW；低壓廠用母線自啟動電動機總功率為500kW，試問高、低壓串接自啟動時，低壓電動機能否成功自啟動？（高、低壓電動機平均啟動電流倍數(shù)為5，ηcosφ=0.8）（解：1）廠用高壓母線電壓校驗高壓廠用母線的合成負荷標幺值為：高壓廠用變壓器電抗標幺值為：高壓母線電壓標幺值：2）低壓廠用母線電壓校驗低壓廠用母線的合成負荷標幺值為：低壓廠用變壓器電抗標幺值為：低壓母線電壓標幺值：高、低壓串接自啟動時，低壓電動機能成功自啟動。滿足要求。3．設發(fā)電機參數(shù)為：PN=25MW，UN=10.5kV，cosφ=0.8，環(huán)境溫度θ0=+40℃，按經(jīng)濟電流密度選擇發(fā)電機出線導體為2×（125×10）鋁導體（平放），該鋁導體的Ial=3125A（+25℃時），Kf=1.45，已知短路電流持續(xù)時間t=1.2秒，短路電流值I″=I∞=28kA，試校驗所選導體能否滿足長期發(fā)熱允許電流和熱穩(wěn)定要求？（熱穩(wěn)定系數(shù)C=87）。解：（1）按經(jīng)濟電流密度選擇的導體需要進行長期最大電流校驗發(fā)電機最大持續(xù)工作電流為：溫度修正系數(shù)：預選鋁導體在40℃時的實際載流量為：3125×0.81=2531A>1803.9A校驗后合格，因此導體能滿足長期發(fā)熱允許電流的要求。（2）預選導體熱穩(wěn)定校驗由于短路持續(xù)時間t=1.2>1S，不考慮非周期分量熱效應由于短路電流無衰減，短路電流的熱效應為：（kA2s）集膚效應系數(shù)：Kf=1.45滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面積為：預選導體的截面積為2×（125×10）=2500>420mm2滿足熱穩(wěn)定要求，因此預選導體可用。35kVKQF4．如圖所示，某35kV出線回路I.max=630A，K點短路時，I”=I∞=18.72kA，繼電保護主保護和后備保護的動作時間分別為0.05秒和2秒；該回路斷路器需更換，現(xiàn)有一臺SW2—35C/1000型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下：UN=35kV，IN=1000A，INbr=24.8kA，iNcl=63.24kA，It=24.8kA(t=4秒)，ies=63.24kA，全開斷時間tab=0.35kVKQF解：短路熱穩(wěn)定計算時間為：=2+0.11=2.11s>1S不考慮非周期分量熱效應。由于短路電流無衰減，所以短路電流的熱效應為：（kA2s）考慮變電站35kV電壓等級采用中、慢速斷路器，開斷時間較長（≥0.1s），故用I"校驗INbr。沖擊電流為：=48（kA）斷路器選擇結(jié)果表如下：應該滿足的條件系統(tǒng)條件斷路器本身參數(shù)是否滿足135kV35kV是2630A1000A是3(18.72)2×2.11kA2s(24.8)2×4kA2s是448kA63.2kA是518.72kA24.8kA是648kA63.24kA是結(jié)論選擇的斷路器可以適用5．某變電所10kV配電裝置中一回出線：Pmax=3500kW，=0.85，I’’=I∞=12kA，繼電保護后備時間為2秒，此回路斷路器因故障需更換，現(xiàn)有一臺ZN5-10型斷路器，參數(shù)如下：INbr=20kA，iNcl=50kA，ies=50kA，It=20kA（t=4s），全開斷時間tab=0.08秒，試判斷能否適用。解：該10kV出線最大持續(xù)工作電流為：=237.7A短路熱穩(wěn)定計算時間為：=2+0.08=2.08s>1S不考慮非周期分量熱效應。由于短路電流無衰減，所以短路電流的熱效應為：（kA2s）考慮變電所10kV出線采用中、慢速斷路器，開斷時間較長（≥0.1s），故用I"校驗INbr。沖擊電流為：=30.5（kA）斷路器選擇結(jié)果表如下：應該滿足的條件斷路器本身參數(shù)系統(tǒng)參數(shù)是否滿足110kV10kV是2630A237.7A是3(20)2×4kA2s(12)2×2.08kA2s是450kA30.5kA是520kA12kA是650kA30.5kA是結(jié)論選擇的斷路器可以適用6．某10kV出線由無限大電源供電，已知該回路I.max=400A，短路時，I”=18kA，繼電保護主保護和后備保護的動作時間分別為0.1秒和2秒；現(xiàn)有一臺SN—10I型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下：UN=10kV，IN=600A，INbr=26kA，iNcl=52kA，It=20.2kA(t=4秒)，ies=52kA，全開斷時間tab=0.1秒，試判斷此斷路器能否適用于該10kV回路？解：已知該10kV出線的最大運行電流400A短路熱穩(wěn)定計算時間為：=2+0.1=2.1>1S不考慮短路電流非周期分量所發(fā)出的熱量由于接入無限大系統(tǒng)，因此短路電流無衰減，所以短路電流的熱效應為：（kA2s）考慮變電站10kV出線采用中、慢速斷路器，開斷時間較長（≥0.1s），故用I"校驗INbr。沖擊電流為：=46（kA）斷路器選擇結(jié)果表如下：應該滿足的條件斷路器本身參數(shù)系統(tǒng)條件是否滿足110kV10kV是2600A400A是3(20.2)2×4kA2s2.1×182kA2s是452kA46kA是526kA18kA是652kA46kA是結(jié)論選擇的斷路器可以適用7．已知：某10kV饋線，最大額定電流為180A，系統(tǒng)短路電流為(不衰減)10kA，短路存在時間為1.1秒，電流互感器至最近一個絕緣子的距離為1米，相間的距離為400毫米。電流互感器回路接線采用不完全星形接法。電流互感器于測量儀表相距30m。電流互感器二次負荷見下表。儀表電流線圈名稱A相（VA）B相（VA）電流表（46L1-A型）0.35功率表（46D1-W型）0.60.6電能表（DS1型）0.50.5總計1.451.1現(xiàn)初選LFC—10屋內(nèi)型電流互感器，互感比200/5，準確級0.5級，其二次負荷額定阻抗為0.6，動穩(wěn)定倍數(shù)KP為250，1秒熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=80。出線端部允許受力FP=736N，試（1）選擇連接導線截面（接觸電阻rc=0.1Ω，導線為銅芯，其電阻率為1.75×10-8Ω.m2/m，截面標準規(guī)格有1.5，2.5，4，6mm2等），（2）進行動、熱穩(wěn)定校驗。解：電流互感器選擇的項目：初選電流互感器變比為200/5A，準確度為0.5級，二次負載為0.6歐姆（1）連接導線截面選擇：由電流互感器二次負荷數(shù)值可得：A相導體的負載最大，負荷阻抗為ra=1.45/（5×5）=0.058（Ω）采用不完全星型接法，計算長度Lc=×30=51.96（m）由，可得滿足準確級額定容量要求的連接線允許最小截面積為：，因此選用標準截面為2.5mm2的銅線，其接線電阻為：，此時二次側(cè)負荷為：Z2L=0.058+0.1+0.364=0.522（Ω）滿足初選互感器最大允許負荷0.6Ω的要求。（2）1s熱穩(wěn)定校驗：熱穩(wěn)定電流：=Kt×I1N=80×200=16（kA）電流互感器熱穩(wěn)定能力：256(kA2.S)已知短路存在時間為1.1s>1s，不考慮非周期分量熱效應，短路電流的熱效應為：=110(kA2.S)＜256(kA2.S)初選電流互感器滿足熱穩(wěn)定要求。（3）動穩(wěn)定校驗，初選電流互感器I1N=200A<400A，應為多匝式，需進行內(nèi)部和外部動穩(wěn)定校驗：沖擊電流為：=25（kA）內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：=250×1.4142×200=70.7kA＞25kA初選電流互感器滿足內(nèi)部動穩(wěn)定要求。外部動穩(wěn)定校驗：135.1N＜736N初選電流互感器滿足外部動穩(wěn)定要求。初選電流互感器滿足要求。8.已知：某10kV出線回路I.max=280A，短路時：ish=22.6kA，Qk=78.8(kA2.S)，該出線上測量用電流互感器二次最大負荷電阻ra=0.02Ω，接觸電阻rc=0.1Ω，儀表距電流互感器L=20m,接成不完全星形接線，準確級要求1級。試選擇電流互感器和二次連接導線截面積。（銅電阻率為：1.75×10-8Ω.m2/m，電流互感器參數(shù)見下表，導線截面標準規(guī)格有1.5、2.5、4、6mm2）型號額定電流比（A）級次組合準確度等級二次負荷（Ω）10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)準確度等級二次負荷（Ω）倍數(shù)0.513LA-10300~400/5600~1000/50.5/3及1/30.5130.40.40.6<10<10>10807550155135903LFZJ1-61020~200/5300/5400/50.5/3及1/30.5130.81.20.811208075210140130LMC-102000/5，3000/54000/5，5000/50.5/0.5及0.5/30.531.23275解：電流互感器選擇的項目：根據(jù)出線回路的額定電壓和最大工作電流I.max=280A：初選型號為LA-10的電流互感器，額定電流比為300~400/5A，準確度為1級，二次負載為0.4Ω，1s熱穩(wěn)定電流為75倍，動穩(wěn)定電流為135倍。（1）1s熱穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定電流：=Kt×I1N=75×300=22.5（kA）電流互感器熱穩(wěn)定能力：506.25(kA2.S)>78.8(kA2.S)滿足熱穩(wěn)定要求。（2）初選電流互感器I1N=300A<400A，應為多匝式，需進行內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：已知沖擊電流為：ish=22.6kA內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：=135×1.4142×300=57.3（kA）>22.6kA滿足動穩(wěn)定要求。（3）連接導線截面選擇采用不完全星形接法接線時，導線的計算長度為實際長度的倍；由，可得滿足準確級額定容量要求的連接線允許最小截面積為：，選用標準截面為2.5mm2的銅線，其接線電阻為：，此時二次側(cè)負荷為：Z2L=0.02+0.1+0.242=0.362（Ω），滿足最大允許二次負荷0.4Ω的要求。9．有一條35kV線路，Ixmax=600A，三相短路電流為最大，短路電流值視為不變，I”=I∞=20kA，ish=50kA，主保護時間為0.05秒，后備保護時間為1.1秒，今選用斷路器SW2-35和隔離開關(guān)GW5-35型，試校驗能否適用。斷路器SW2-35和隔離開關(guān)GW5-35的參數(shù)如下表所示：項目SW2-35GW5-35額定電壓UN35kV35kV額定電流IN1000A1000A開斷電流INbr24.8kA短路關(guān)合電流INcl63.8kA熱穩(wěn)定電流It24.8kA(t=4s)25kA(t=4s)動穩(wěn)定電流ies63.8kA83kA固有分閘時間tin0.06s燃弧時間ta0.04s解：系統(tǒng)側(cè)額定電壓：USN=35kV出線最大工作電流：Imax=600A短路熱穩(wěn)定計算時間為：=1.1+0.06+0.04=1.2（s）>1S不考慮非周期分量熱效應，且短路電流無衰減，短路電流的熱效應為：（kA2s）短路開斷計算時間為：=0.05+0.06=0.11（s）>0.1s，可不計非周期分量的影響，采用次暫態(tài)電流I"校驗開斷電流。斷路器、隔離開關(guān)選擇結(jié)果表如下：應滿足的要求斷路器參數(shù)系統(tǒng)條件是否滿足隔離開關(guān)參數(shù)是否滿足135kV35kV是35kV是21000A600A是1000A是3(24.8)2×4kA2s1.2×202kA2s是(25k)2×4kA2s是463.8kA50kA是83kA是524.8kA20kA是663.8kA50kA是所選用斷路器SW2-35和隔離開關(guān)GW5-35滿足要求，可以適用。

四、畫圖與說明1．畫出一種母聯(lián)兼旁路的主接線示意圖，并寫出不停電檢修一條出線斷路器的操作步驟（正常時工作母線按并聯(lián)方式運行，負荷分別均勻接在兩條母線上）。解：主接線示意圖如下所示：出線斷路器檢修步驟略。2．某電廠有4臺發(fā)電機，兩臺100MW分別與雙繞組變壓器構(gòu)成發(fā)-變單元接線，以110kV接入系統(tǒng)，110kV接線采用雙母線；兩臺300MW也分別與雙繞組變壓器構(gòu)成發(fā)-變單元接線，以220kV接入系統(tǒng)，220kV接線采用雙母線帶旁路（設有專用旁路斷路器），220kV系統(tǒng)與110kV系統(tǒng)通過一臺自耦變壓器聯(lián)絡。試畫出完整的電氣主接線圖（出線可用L1,…,Ln示意）并說明：（1）不停電檢修220kV出線L1中斷路器的操作步驟（正常按母線并聯(lián)方式運行，設L1工作在母線W1上，負荷分別均勻接在兩條母線上）。（2）廠用電源的引接方式。（在圖上標出）解：主接線示意圖如下所示：（1）不停電檢修220kV出線L1中斷路器的操作步驟（略）。（2）廠用電源的引接方式如圖所示，廠用工作電源由主變低壓側(cè)引接，廠用啟動備用電源由聯(lián)絡變壓器的第三繞組引接。3.（1）畫出3/2斷路器接線圖（兩回線路，兩臺變壓器構(gòu)成2串）（2）畫出雙母線帶旁路接線圖（設有專用旁路斷路器，變壓器進線2回，出線用2回示意L1~Ln），并寫出不停電檢修L1回路斷路器的操作步驟。(正常按母線并聯(lián)方式運行，設L1工作在母線W1上，負荷分別均勻接在兩條母線上)解：主接線示意圖如下所示：不停電檢修220kV出線L1中斷路器的操