发电厂电气部分·基本定义及概念 作业.doc

1.输电线路送电的正确操作顺序？答：先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器。2.电流互感器的准确级的定义？答：电流互感器：在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。3.导体的正常最高允许温度和短时最高允许温度的区别在哪里？答：正常最高允许温度：为了保证导体可靠地工作，须使其发热温度不得超过一定限值。这个限值叫做最高允许温度。按照有关规定：导体的正常最高允许温度，一般不超过70。计及太阳辐射（日照）影响时，钢芯铝绞线及管形导体，可按80。通过短路电流时的允许温度：导体通过短路电流时，短时最高允许温度可高于正常最高允许温度，对硬铝及铝锰合金可取200，硬铜可取300。长期发热：正常运行时工作电流产生；短时发热：故障时短路电流产生。4.电弧燃烧的物理过程有哪些？答：1、电弧的形成（绝缘介质中中性质点转换为带点质点）：阴极表面发射电子（热电子发射、强电场电子发射）碰撞游离热游离； 2、电弧的熄灭：复合+扩散游离； 3、交流电弧的熄灭条件：电弧电流过零时，弧隙介质强度恢复速度弧隙电压上升速度。5. 限制短路电流的方法有哪些？答：在发电厂和变电站的610kv派点配电装置中，限制短路电流的方法有：一、加装限流电抗器限制短路电流：在母线分段处设置母线电抗器，目的是发电机出口断路器，变压器低压侧断路器，母联断路器等能按各回路额定电流来选择，不因短路电流过大而事容量升级；线路电抗器：主要用来限制电缆馈线回路短路电流；分裂电抗器：电抗器中间抽头接电源，两臂接大致相等的两个负荷，负荷不等时会引起较大的电压波动, 正常运行时：总电抗为每一臂1/4; 发生短路时：总电抗为每一臂3倍;二、采用低压分裂绕组变压器。当发电机容量越大时，采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线以限制短路电流。三、采用不同的主接线形式和运行方式：远离负荷的发电厂推荐采用，发电机变压器线路单元接线，双母线双断路器接线，发生事故后能够提供足够的电压支持，避免负荷转移带来的波动。6.电压母线均采用按锅炉分段接线方式的优缺点？答：1、某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的运行，使事故影响范围局限在一机一炉；2、厂用点系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气设备的选择；3、将同一机炉的厂用点负荷接在同一段母线上，便于运行管理和安排检修。7轻水堆核电站可分为哪两类？这两类核电站在工作原理上主要有何区别？答：1、轻水堆核电站可以分为压水堆核电站和沸水堆核电站。2、压水堆核电站和沸水堆核电站的区别是：a、压水堆核电厂最大的特点是整个系统分成两大部分，即一回路系统和二回路系统。一回路和二回路通过蒸汽发生器连接，彼此隔离，保证万一燃料元件的包壳破损，只会使一回路水的放射性增加而不致影响二回路水的品质。这样就大大增加了核电站的安全性。 b沸水堆只有一个回路。水通过反应堆堆芯转化为蒸汽后直接到汽轮机厂房做功。因此沸水堆具有直接循环、工作压力低、堆型出现空泡安全系数高等特点。由于减少了一个回路，虽然与压水堆相比减少了大量的设备降低了成本，但也带来不足，如导致汽轮机带有放射性、辐射防护和废物处理复杂。8.电流互感器在运行时二次绕组严禁开路的原因？答：由磁势平衡方程式：，可知当二次开路时，0，一次磁势完全用于励磁，使得铁芯严重饱和，且磁通为平顶波（由磁化曲线得）1）二次电势：，对于平顶波，在过零时，会出现成千上万伏的尖顶电势，使得互感器本身、表计、继保、自动装置以及连接导线的绝缘有被击穿的危险，也会危急人身安全。2）（由于铁芯严重饱和），铁芯严重发热，铁片中间、铁芯与一次、二次绕组间的绝缘受热有被破坏的危险3）剩磁使得误差增大，使得设备磁化。所以电流互感器在运行时二次绕组严禁开路。9.学习灯光监视的电磁操动机构断路器的控制回路何信号回路展开图。试述该断路器的“手动合闸”原理?答：手动合闸是将控制开关SA打至“合闸”位置，此时其58触点瞬时接通；而断路器在跳闸位置时其动断触点QF1是接通的，所以合闸接触器KM线圈通电起动，其动合触点接通，断路器合闸线圈YC通电启动，断路器合闸。当合闸操作完成后，断路器的动断辅助触点QF1断开，合闸接触器KM线圈断电，在合闸回路中的两个动合触点断开，切断断路器合闸线圈YC的电路；同时，断路器动合触点QF2接通，准备好跳闸回路。10掌握分裂电抗器的计算方法和工作原理，并能够完成如下计算(1)计算正常工作时的穿越型电抗；（2）计算臂1短路时的分裂型电抗；（3）基于上述计算结果，说明分裂电抗器相对普通电抗器有何特点。答：分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，只是绕组中心有一个抽头，将电抗器分为两个分支，即两个臂1和2，一般中心抽头用来连接电源，1和2用来连接大致相等的两组负荷，如下图所示。正常工作时，两个分支负荷的电流相等，在两臂中通过大小相等、方向相反的电流，产生方向相反的磁通，如上图，每臂的磁通在另一臂中产生互感电抗，则每臂的运行电抗（称穿越型电抗）为X=KL-XM=XL-fXL=(1-f)XL式中：XL为每臂的自感电抗；XM为每臂的互感电抗；f为互感系数，f=XM/XL当分支1出线短路时，若忽略分支2的负荷电流，显然分裂电抗器臂1对经变压器T提供的短路电流呈现的运行电抗值为XL（称为单臂型电抗）。而对臂2可能送来的短路电流IKG（负荷中的大型电动机在短路瞬间的反馈电流）和系统送来的短路电流IKS在分裂电抗器中的流向是相同的，磁通也是相同的，如上图b，每一臂由IKQ=IKS+IKG产生的磁通在另一臂中产生正的互感电抗，则两臂的总电抗（称为分裂电抗）为X12=2(XL+XM)=2XL(1+f)可见当f=0.5时，X12=3XL，分裂电抗能有效的限制另一臂送来的短路电流。11.发展联合电力系统的主要效益主要体现在哪里？答：可解决能源资源和负荷在地理分布上不均衡的矛盾，能够更合理地利用远离负荷中心的动力资源。大电网可使水电、火电和核电等不同电厂组合运行，充分发挥各自的优点，取得更大经济效益；大电网可以错开高峰，利用负荷特性互补减少总装机容量，有利于采用高效率大容量发电机组，加快电源建设进度，并节约建设和运行费用。12.抽水蓄能电厂在电力系统中的作用。答：抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：电力低谷时用多余电力把水从下游抽到上游，蓄能发电。其作用：调峰、填谷、备用、调频、调相。13.高压开关电气设备主要采用哪些方法进行灭弧？答：（1）利用灭弧介质。（2）利用特殊金属材料作灭弧触头。（3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却而复合。（4）采用多断口熄弧。（5）提高断路器触头的分离速度。（迅速拉长电弧，降低弧隙电场强度；并使电弧的表面加大利于冷却电弧和带电质点的在周围介质中的扩散和离子复合。）触头两端的并联电阻可以改变恢复电压的特性，当并联电阻的数值低于临界电阻时，可将具有周期振荡特性的恢复电压过程转变为非周期性恢复过程，从而大大降低恢复电压的幅值和恢复速度，相应地可增加断路器的开断能力14.试述电抗器品字形布置时，各相电抗器的摆放位置？并解释采用该种摆放方式的原因。答：电抗器品字形布置时A相、B相重叠，C相摆在一边，品字形布置时不能把AC相重叠，因为B相与A、C相线圈的绕向相反。15试解释什么是电动机的自启动？答：若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间内，厂用又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程成为电动机的自启动。16.试解释GIS（Gas Insulted Switchgear）？答：GIS：由断路器、隔离开关、快速或慢速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线和出线套管等元件，按电气主接线的要求依次连接，组合成一个整体，并且全部封闭于接地的金属外壳中，壳体内充一定压力的SF6气体，作为绝缘和灭弧介质。17.试画出两台变压器、两条出线时，内桥形接线的电气主接线图，并简述该接线的适用场合。答： 当只有两台变压器和两条线路时，宜采用桥形接线。桥形接线根据桥断路器QF3的安装位置，可分为内桥接线和外桥接线两种，如上图内桥型。 内桥接线在线路故障或切除、投人时，不影响其余回路工作，并且操作简单：而在变压器故障或切除、投入时，要使相应线路短时停电且操作复杂。因而该接线一般适用于线路较长(相对来说线路的故障几率较大)和变压器不需要经常切换(如火电厂)的情况。18.掌握分段断路器兼作旁路断路器的接线的倒闸操作步骤？答：同一回路中串接的隔离开关和断路器，在运行操作时，必须严格遵守下列操作顺序：如对馈线L1送电时，须先合上隔离开关QS1和QS2，再投入断路器QF2；如欲停止对其供电，须先断开QF2，然后再断开QS3和QS2。为了防止误操作，除严格按照操作规程实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间，加装电磁闭锁、机械闭锁。接地开关（又称接地刀闸）QS4是在检修电路和设备时合上，取代安全接地线的作用。当电压在110kV及以上时，断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧均应配置接地开关。对35kV及以上的母线，在每段母线上亦应设置12组接地开关或接地器，以保证电器和母线检修时的安全。图41单母线接线QF断路器；QS隔离开关为了克服一般单母线接线存在的缺点，提高它的供电可靠性和灵活性，把单母线分成几段，在每段母线之间装设一个分段断路器和两个隔离开关。每段母线上均接有电源和出线回路，便成为单母线分段接线。图42单母线分段接线 有了旁路母线，检修与它相连的任意回路的断路器时，该回路便可以不停电，从而提高了供电的可靠性。它广泛地用于出线数较多的110kV及以上的高压配电装置中。而35kV及以下的配电装置一般不设旁路母线，因为负荷小，供电距离短，容易取得备用电源，有可能停电检修断路器，并且断路器的检修、安装或更换均较方便。一般35kV以下配电装置多为屋内型，为节省建筑面积，降低造价都不设旁路母线。只有在向特殊重要的、类用户负荷供电，不允许停电检修断路器时，才设置旁路母线。带有专用旁路断路器的接线，加装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资。供电可靠性有特殊需要或接入旁路母线的线路过多、难于操作时采用。为节约建设投资，可以不采用专用旁路断路器。对于单母线分段接线，常采用以分段断路器兼作旁路断路器的接线。两段母线均可带旁路母线，正常时旁路母线不带电。图43单母线分段断路器兼做旁路断路器接线以此图为例，说明不停电检修任一出线路断路器的倒闸操作步骤。例如检修QF1，第一步检查旁母有无故障，此时分段断路器QFf及隔离开关QS2、QS3在闭合状态，QS1、QS4、QS5均断开，以单母线分段方式运行。当QFf作为旁路断路器运行时，闭合隔离开关QS1，后断开QFf和QS3，,再合上QS4，最后合QFf。如果旁母无故障，QFf不跳闸。第二步合上QSp，断开QF1及两侧的隔离开关。这时，该出线路L1经QSp、旁母、QS4、QFf和QS2仍然联在第一段母线上。该出线路这种接线方式，对于进出线不多，电压为35110kV的变电所较为适用，具有足够的可靠性和灵活性。19.防电气误操作事故的“五防”是指什么？答：防电气误操作事故的“五防”是指防止误拉合隔离开关、防止带接地线合闸、防止误拉合断路器、防止带电合接地开关和防止误入带电间隔。20.简述近阴极效应的原理？答：在电流过零瞬间(t=0),介质强度突然出现升高的现象,称为近阴极效应。其原理是将整个电弧分割为若干个短弧，每个短弧在阴极附近皆产生150250V的起始介质强度，如果他们的起始介质强度之和足够大，那么电弧就不再重燃而熄灭。21.什么是厂用电动机的自启动？根据运行状态，自启动方式有哪些？为什么要进行电动机自启动校验？答：厂用电动机的自启动：若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间内，厂用又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程