热电厂电气基础知识

1、电气设备基础知识目录一 发电机基础知识1 同步发电机的“同步”是什么意思？2 同步发电机的转速、频率、磁极对数之间的关系是怎样的？3 发电机铭牌上标示的型号、容量、电压、电流、温升、功率因数是什么意思？4 同步发电机是如何发出三相正弦交流电的？5 发电机一般为什么都接成星形接线？6 什么叫有功？什么叫无功？7 有功功率、无功功率、视在功率之间的关系是什么？8 什么叫同步发电机的迟相运行？什么叫同步发电机的进相运行？9 汽轮发电机定子、转子分别由哪几部分构成？二 变压器基础知识1 变压器如何分类？2 变压器的基本原理是什么？3 变压器在电力系统中起什么作用？4 什么是变压器的空载运行？5 什么是

2、变压器的正常过负荷？6 表示变压器油电气性能好坏的主要参数是什么？7 为什么要规定变压器的允许温度？8 为什么要规定变压器的允许温升？9 运行电压超过或低于额定电压值时，对变压器有什么影响？10有载分接开关的基本原理是什么？11气体保护的动作原理是怎样的？12什么是压力式温度计？三 电动机基础知识1 电动机的铭牌上有哪些主要数据？2 异步电动机由哪几部分组成？3 异步电动机按结构的不同主要分为哪两大类？它们有何不同？4 感应电动机是怎样转起来的？5 感应电动机运行时，有几种损耗？6 什么是控制电机？它有什么用途？7 为什么处于备用中的电动机应定期测量绝缘电阻？8 异步电动机发生振动和噪声是由什

3、么原因引起的？9 电动机在什么情况下应测定绝缘？10启动电动机时应注意什么？11运行中的电动机遇到哪些情况时应立即停用？12电动机允许联系处理的异常有哪些？13规程规定电动机的运行电压可以偏离额定值5或10而不改变其额14什么叫电动机的自启动？15电动机启动前应做哪些准备工作？检查哪些项目？16单相异步电动机是怎样转起来的？17感应电动机在什么情况下会出现过电压？18电磁调速异步电动机是由哪几部分组成的？四 配电装置基础知识1 什么是配电装置？2 配电装置如何分类？3 屋内配电装置的特点是什么？4 屋外配电装置的特点是什么？5 成套配电装置的特点是什么？6 配电装置应满足哪些要求？7 配电装置

4、的最小安全净距是如何确定的？8 发电厂和变电所610kV屋内配电装置布置型式有几种？有何优缺点？9 屋内配电装置中的母线是如何布置的？10屋内配电装置中的隔离开关是如何布置的？11屋内配电装置中的断路器及其操动机构是如何布置的？12屋内配电装置中的互感器和避雷器是如何布置的？13屋内配电装置中的电抗器是如何布置的？14配电室的通道、出口及采光通风是如何布置的？15电缆隧道及电缆沟是如何布置的？16屋外配电装置分为哪几种类型？17屋外配电装置的母线及构架是如何布置的？18屋外配电装置的电力变压器是如何布置的？19屋外配电装置的电气设备是如何布置的？20屋外配电装置中的电缆沟和通道如何布置？21成

5、套配电装置是如何分类的？22低压配电屏（柜）的结构和特点是怎样的？23高压开关柜的结构分为哪两种形式？由哪几部分组成？有何特点？24SF6全封闭式组合电器由哪些元件组成？有何优缺点？25发电机与配电装置（或变压器）的连接方式有几种？各有何特点？电气设备基础知识一 发电机基础知识1 同步发电机的“同步”是什么意思？答：发电机带负荷后，定子电流产生的磁场与转子以同方向、同速度旋转，称“同步”。2 同步发电机的转速、频率、磁极对数之间的关系是怎样的？答：转速、频率、磁极对数之间的关系表达式为n=60f/p，其中n为转速，f为频率，p为磁极对数。3 发电机铭牌上标示的型号、容量、电压、电流、温升、功率

6、因数是什么意思？答： 型号：表示该台发电机的类型和特点，一般用拼音头一个字母来表示。国产机主要有空冷汽轮发电机、氢外冷汽轮发电机、氢内冷汽轮发电机、双水内冷汽轮发电机、水氢氢汽轮发电机。如：空冷汽轮发电机QF系列，QF62，其型号意义为，Q汽轮，F发电机，6功率（MW），2磁极对数。 额定容量：指该台发电机长期安全运行的最大允许输出功率。 额定电压：指该台发电机长期安全工作的最高电压。发电机的额定电压指的是线电压。 额定电流：指该台发电机正常连续运行的最大工作电流。 额定温升：指该台发电机某部分的允许最高温度与冷却介质额定入口温度的差值。 额定功率因数：指额定有功功率和额定视在功率的比值。4

7、同步发电机是如何发出三相正弦交流电的？答：发电机的转子由原动机带动旋转，当转子绕组通入励磁电流后，转子就会产生一个旋转磁场，它和静止的定子绕组间形成相对运动，相当于定子绕组在不断地切割磁力线，于是在定子绕组中就会感应出电动势来。由于在制造时已使转子磁场磁通密度的大小沿磁极极面的周向分布为接近正弦波形，转子不停的旋转，故定子三相绕组每一相的感应电动势随时间变化的波形就和磁通密度在气隙中沿圆周分布的空间波形相似，而定子三相绕组又是沿铁芯内圆各相隔120°电角度布置的，所以定子三相绕组感应电动势的波形就形成为相差各为120°的正弦波形。5 发电机一般为什么都接成星形接线？答：发电

8、机的电动势随时间变化的波形决定于气隙中磁通密度沿空间分布的形状，在实际的电机结构中，不可能使磁通密度沿空间的分布完全做到正弦分布，只能说是接近于正弦分布，所以磁通势中就有高次谐波，电动势中也就有高次谐波。在高次谐波中，三次谐波占主要成分，其特点是A、B、C三相电动势中三个三次谐波电动势是同相的，如果将发电机接成三角形接线的话，那么在三角形接线中的三个三次谐波电动势则可相加，三次谐波的电流就能流通，这个电流就会产生额外损耗并使发电机的绕组发热，而在星形接线中，因为三次谐波电动势都同时指向中性点或背向中性点，三次谐波电流构不成回路，不能流通，而三次谐波电动势虽然在相电势中存在，但在线电势中并不存在

9、，因为它们相互抵消了，所以发电机一般都接成星形接线。6 什么叫有功？什么叫无功？答：在交流电能的发、输、用过程中，用于转换成非电、磁形式（如光、热、机械能等）的那部分能量叫有功；转换的平均功率叫有功功率。用于电路内电、磁场交换的那部分能量叫无功；交换的最大功率叫无功功率。7 有功功率、无功功率、视在功率之间的关系是什么？答：有功功率P、无功功率Q、视在功率S各自的公式如下： PScosUIcos QSsinUIsin SUI（U、I指电压、电流有效值）有功功率P、无功功率Q、视在功率S三者之间的关系：S同步发电机都是三相的，在计算三相功率时应注意所用的是相电压、相电流还是线电压、线电流。用相电

10、压、相电流表示时，表达式如下: S3UphIph P3UphIphcos Q3UphIphsin用线电压、线电流表示时，表达式如下： SUlIl PUlIlcos QUlIlsin8 什么叫同步发电机的迟相运行？什么叫同步发电机的进相运行？答：同步发电机既发有功功率又发无功功率的运行状态叫同步发电机的迟相运行；同步发电机发出有功功率吸收无功功率的运行状态叫同步发电机的进相运行。9 汽轮发电机定子、转子分别由哪几部分构成？答：汽轮发电机定子结构主要包括机座、定子铁芯、端盖、定子绕组、冷却器等。汽轮发电机转子主要由转子铁芯、转子绕组、护环以及滑环、风扇等部件组成。二 变压器基础知识1 变压器如何分

11、类？答：变压器可按下列方法分类：（1） 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 （2） 按结构分：双绕组变压器、三绕组变压器及自耦变压器。 （3） 按冷却条件分：油浸变压器（包括油浸自然风冷、强油循环风冷、强油循环水冷）、干式变压器、充气式变压器。 （4） 按调压方式分：有载调压变压器、无励磁（无载）调压变压器。 （5） 按中性点绝缘水平分：全绝缘变压器、分级绝缘变压器。 （6） 按铁芯型式分：壳式变压器、芯式变压器。 （7） 按导线材料分：铜线变压器、铝线变压器。 （8） 按用途和功能分：电力变压器（包括升压变压器、降压变压器、联络变压器）、试验变压器、测量变压器（电压互感器、电流互

12、感器）、调压器、其他用途变压器（包括整流变压器、电炉变压器、电焊变压器、控制用变压器、冲击变压器）。2 变压器的基本原理是什么？答:变压器由一次绕组、二次绕组和铁芯组成。当一次绕组加上交流电压时，则一次绕组中产生电流，铁芯中产生交变磁通。交变磁通在一次、二次绕组中感应电动势，一次、二次侧的感应电动势之比等于一次、二次侧匝数之比。当二次侧接上负载时，二次侧电流也产生磁通势，而主磁通由于外加电压不变而趋于不变，随之在一次侧增加电流，使磁势达到平衡，这样，一次侧和二次侧通过电磁感应而实现了能量的传递。接负载后，若忽略内阻抗压降，则绕组端电压与感应电动势相等，一次、二次侧的电压之比也等于一次、二次侧绕

13、组匝数之比。一次、二次侧绕组匝数不同时，一次、二次侧电压也不同，这就是变压器的基本原理。3 变压器在电力系统中起什么作用？答：变压器是电力系统中重要的电气设备之一，起到传递电能的作用。在从发电厂到用户传输电能的过程中，变压器起着升高或降低电压的作用。4 什么是变压器的空载运行？答：变压器的空载运行是指变压器的一次绕组接电源，二次绕组开路的工作状况。当一次绕组接上交流电压时，一次绕组中便有电流流过，这个电流称为变压器的空载电流。空载电流流过一次绕组，便产生空载时的磁场。在这个磁场（主磁场，即同时交链一、二次绕组的磁场）的作用下，一、二次绕组中便感应出电动势。变压器空载运行时，虽然二次侧没有功率输

14、出，但一次侧仍要从电网吸取一部分有功功率来补偿由于磁通饱和在铁芯内引起的铁耗即磁滞损耗和涡流损耗。磁滞损耗的大小取决于电源的频率和铁芯材料磁滞回线的面积，涡流损耗与最大磁通密度和频率的平方成正比。另外还有铜耗，由一次绕组流过空载电流引起。对于不同容量的变压器，空载电流和空载损耗的大小是不同的。5 什么是变压器的正常过负荷？答：变压器在运行中的负荷是经常变化的，即负荷曲线有高峰和低谷。当它过负荷运行时，绝缘寿命损失降增加；而轻负荷运行时绝缘寿命损失降减少，因此可以互相补偿。变压器在运行中冷却介质的温度也是变化的。在夏季由于油温升高，变压器带额定负荷时的绝缘寿命损失将增加；而在冬季油温降低，变压器

15、带额定负荷时的绝缘寿命损失将减少，因此也可以互相补偿。变压器的正常过负荷能力，是指在上述的两种补偿后，不以牺牲变压器的正常使用寿命为前提的过负荷。6 表示变压器油电气性能好坏的主要参数是什么？答：表示变压器油电气性能好坏的主要参数有绝缘强度、介质损失和体积电阻率。7 为什么要规定变压器的允许温度？答：因为变压器运行温度越高，绝缘老化越快，这不仅影响使用寿命，而且还因绝缘变脆而碎裂，使绕组失去绝缘层的保护。另外温度越高绝缘材料的绝缘强度就越低，很容易被高电压击穿造成故障。因此，变压器运行时，不能超过允许温度。8 为什么要规定变压器的允许温升？答：当周围空气温度下降很多时，变压器的外壳散热能力将大

16、大增加，而变压器内部的散热能力却提高很少。因此当变压器带大负荷或超负荷运行时，尽管变压器上层油温尚未超过规定值，但温升却很高，绕组会有过热现象。因此，变压器运行要规定允许温升。9 运行电压超过或低于额定电压值时，对变压器有什么影响？答：当运行电压超过额定电压值时，变压器铁芯饱和程度增加，空载电流增大，电压波形中高次谐波成分增大。超过额定电压过高会引起电压和磁通的波形发生严重畸变。当运行电压低于额定电压值时，对变压器本身没有影响，但低于额定电压值过多时，将影响供电质量。10有载分接开关的基本原理是什么？答：有载分接开关是在不切断负荷电流的条件下，切换分接头来实现调压的装置。因此，在切换瞬间需同时

17、连接两个分接头。分接头间有一个级电压被短路后，将有一个很大的环流，在切换时必须接入一个过渡电路，通常是接入电阻。其阻值应能把环流限制在允许的范围内。因此，有载分接开关的基本原理概括起来就是采用过渡电阻限制环流，达到切换分接头而不切断负荷电流的目的。11气体保护的动作原理是怎样的？答：变压器正常运行时，气体继电器充满油，轻瓦斯的浮筒（或开口杯）浮起，重瓦斯的档板由于弹簧的反作用力处在非动作状态。轻瓦斯和重瓦斯触点均处在断开位置。当变压器内部发生故障或油面下降时，由于气体的排挤使浮筒（或开口杯）下沉，带动轻瓦斯触点接通发出信号。当变压器内部发生严重故障时，被分解的绝缘油及其它有机物固体产生大量的气

18、体，加之热油膨胀，变压器内部压力突增，迫使油向油枕方向流动，以很大的流速冲击档板，档板带动触点接通，使重瓦斯动作，将电源断开。12什么是压力式温度计？答：压力式温度计是测量变压器顶层油温的仪表。它具有两对触点，可用来启停风机，或发出温度过高的信号。其结构是由测温包、测量机构以及连接它们的毛细管所组成。三 电动机基础知识1 电动机的铭牌上有哪些主要数据？答：电动机铭牌上主要有：额定功率、额定电压、额定电流、额定转数、相数、型号、绝缘等级、工作方式、允许温升、功率因数、质量、出厂日期等。2 异步电动机由哪几部分组成？答：异步电动机由以下几部分组成： （1）定子部分：机座、定子绕组、定子铁芯。 （2

19、）转子部分：转子铁芯、转子绕组、风扇、轴承。 （3）其他部分：端盖、接线盒等。3 异步电动机按结构的不同主要分为哪两大类？它们有何不同？答：异步电动机按结构的不同主要分为鼠笼式电动机和绕线式电动机两大类。 二者定子结构相同，但转子结构不同。绕线式电动机的转子绕组是三相对称绕组；鼠笼式电动机的转子绕组则是多相对称绕组，这种绕组的相数等于每对极下的槽数，极数和定子绕组的极数相同。4 感应电动机是怎样转起来的？答：感应电动机的转动原理：当三相定子绕组通入三相对称交流电时，产生一个旋转磁场。这个旋转磁场在定子内膛转动，其磁力线切割转子上的导线，在转子导线中感应出电流。由于定子磁场与转子电流相互作用产生

20、电磁力矩，于是，定子旋转磁场就拖着具有载流导线的转子转动起来。5 感应电动机运行时，有几种损耗？答：感应电动机运行时，有三种损耗： （1）定子和转子绕组中的铜损。 （2）定子和转子绕组中的铁损。 （3）摩擦和通风阻力损耗。6 什么是控制电机？它有什么用途？答：在自动控制系统中，作为测量和检测放大元件、执行元件及计算元件的旋转电机统称为控制电机。控制电机主要用于发电厂中自动控制、自动调节系统、遥控遥测系统、自动监视系统、自动仪表和自动记录装置等。7 为什么处于备用中的电动机应定期测量绝缘电阻？答：绝缘的好坏可以用绝缘电阻的大小来表明。测量绝缘电阻能发现绝缘是否严重受潮和脏污，以及是否存在贯穿性导

21、电通路。备用电动机经常处于停运状态，温度较运转的电动机为低，容易吸收空气中的水汽而受潮。为了在紧急情况下能投入正常运转，监视备用电动机的绝缘情况很有必要，因此要求定期测量绝缘电阻。8 异步电动机发生振动和噪声是由什么原因引起的？答：异步电动机发生振动和噪声有电磁和机械两方面的原因。 （1）在电磁方面的原因有： 接线错误，如一相接反或各并联电路的绕组有匝数不等的情况等。 绕组短路。 多路绕组中，个别支路断路。 转子断条，铁芯硅钢片松动。 三相电压不对称，磁路不对称等。 （2）在机械方面的原因有： 电动机与带动机械的轴心不在一条直线上（中心找的不正或靠背轮垫圈松动等）。 转子偏心或定子槽楔凸出，使

22、之扫膛。 轴承缺油、滚珠损坏、轴承和轴承套摩擦、轴瓦位移。 基础固定不牢。 转子风扇叶损坏或平衡破坏。 所带的机械振动引起等。9 电动机在什么情况下应测定绝缘？答：电动机在下列情况下应测绝缘： （1）安装、检修后，送电前。 （2）停运15天以上者，环境条件较差（如潮湿、多尘等）者停运10天及以上，备用状态电机进入蒸汽或漏水者。 （3）发生故障之后。 （4）浇水进汽受潮之后。10启动电动机时应注意什么？答：应注意下列各项：（1）如果接通电源开关，电动机转子不动，应立即拉闸，查明原因并消除故障后，才允许重新启动。（2）接通电源开关后，电动机发出异常响声，应立即拉闸，检查电动机的传动装置及熔断器等。

23、（3）接通电源开关后，应监视电动机的启动时间和电流表的变化。如启动时间过长或电流表迟迟不返回，应立即拉闸，进行检查。（4）启动时发现电动机冒火或启动后振动过大，应立即拉闸，进行检查。（5）在正常情况下，厂用电动机允许在冷态下启动两次，每次间隔时间不得少于5min；在热态下启动一次。只有在处理故障时，以及启动时间不超过23s的电动机，可以多启动一次。11运行中的电动机遇到哪些情况时应立即停用？答：遇有下列情况时，应立即停用：（1）遇有危及人身安全的机械、电气故障时。（2）电动机所带动的机械损坏至危险程度时。（3）电动机或其启动、调节装置起火并燃烧时。（4）电动机发生强烈振动和轴向窜动或定子、转子

24、摩擦。（5）电动机的电源电缆、接线盒内有明显的短路或损坏的危险时。（6）电动机外壳温度急剧上升，超过规定值，并继续上升时。12电动机允许联系处理的异常有哪些？答：电动机允许联系处理的异常有：（1）电动机有不正常的声音或焦味。（2）电动机内或启动调节装置内出现火花。（3）电动机定子电流不正常的升高、过负荷时。（4）电动机出现振动，比正常振动时有增大，但未超过规定值。（5）轴承、铁芯线圈温度比往常有升高，但未超过规定值。13规程规定电动机的运行电压可以偏离额定值5或10而不改变其额定出力，为什么电压偏高的允许范围较大？答：原因有以下两点：（1）电压偏高运行对电动机来说比电压偏低所处条件要好，造成不

25、利的影响少。下面以具体数据作简单比较：电压偏低时，电压降低10，力矩下降19，转差增大27.5，转子电流增加14，定子电流增大10左右。因此，定子、转子电流都增加而使损耗增加，同时转速降低又使冷却条件变坏，这样会使电动机温升增高，此外，由于力矩减小，又使启动和自启动条件变坏。电压偏高时，电压增高10%,力矩增加21，转差减少20，转子电流降低18，定子电流也降低10左右。虽然电压增高使磁通增多从而铁损增加，温度升高，对定子绕组温度是有影响的，可是由于定子电流降低又使定子绕组温度降低，根据分析，铁芯温度升高对定子绕组温度升高的影响要比定子电流减小引起的温降要小一些，因此，总的趋势是使温度降低一些

26、。至于铁芯本身温度升高一点，对电动机并没有什么危害。电压升高引起力矩的增加，则极大的改善了启动和自启动的条件。从绝缘的角度来说，提高10的电压，不会又什么危害，因为绝缘的电气强度都有一定的裕度。（2）采用电压偏离范围较大的规定，对于运行来说，比较易于满足要求，可能因此就可避免采用有载调压的厂用变压器。不然，范围规定的小，即使设计上不采用有载调压厂用变压器，也要要求运行人员频繁地调整发电机电压或主变压器的分接头，使工作量大，出现故障的机会增加。14什么叫电动机的自启动？答：感应电动机因某些原因，如所在系统短路、切换到备用电源等，造成外加电压短时消失或降低，致使转速降低，而当电压恢复后转速又恢复正

27、常，这就叫电动机的自启动。15电动机启动前应做哪些准备工作？检查哪些项目？答：电动机启动前，值班人员应做如下准备工作：（1）工作票已全部终结，拆除全部安全措施。（2）做好电动机断路器的拉、合闸试验以及继电器保护和联动试验。（3）测量电动机绝缘电阻应合格。（4）做好各方面的检查：电动机外壳接地线应完整，定子、转子、启动装置、引出线等设备应正常，绕线式电动机滑环、电刷等均完好，各保护装置完好且投入，滑动轴承润滑油的油位、油色正常，配有油泵的电动机油泵电源送上，冷却器投入。16单相异步电动机是怎样转起来的？答：由于单相异步电动机的定子绕组仅有一相，接通单相交流电源后，将产生一个脉振磁场，转子静止时，

28、转子上合成转矩为零，不能产生启动转矩，电动机便不能自行启动。为此，在定子铁芯上再安放一个启动绕组，它和工作绕组在空间相距90°电角度，启动绕组与电容串联后和工作绕组一起并联在电网上，选择合适的电容使启动绕组中的电流超前工作绕组中的电流90°，并且产生的磁势相等，就会在电动机气隙中形成一个旋转的磁场而产生启动转矩，于是电动机就转动起来。17感应电动机在什么情况下会出现过电压？答：感应电动机出现过电压一般有以下两种情况：第一种是电感性负载的拉闸过电压，发生在电动机断路器拉闸的瞬间。产生这种过电压的原因是电感线圈中的电流在自然通过零点之前被强迫截断，使其产生的磁通突变，因而产生过

29、电压。如在电动机启动过程还没结束的情况下拉闸，产生的过电压幅值更大。第二种过电压是电动机启动时产生的过电压。对于高压电机，如果其转子开路，则在启动合闸瞬间，由于磁通突变，也可能产生过电压。为了避免这种过电压，必须注意在合闸时转子应处于闭路状态。18电磁调速异步电动机是由哪几部分组成的？答：电磁调速异步电动机又叫滑差电动机，是一种交流无级调速电动机，可进行较广范围的平滑调速。它是由三相鼠笼式异步电动机、电磁转差离合器和测速发电机组成。四 配电装置基础知识1 什么是配电装置？答：发电厂或变电所的电气主接线中的所有开关电器、载流导体和辅助设备，按照一定要求建造而成的用来接受和分配电能的电工建筑物，成

30、为配电装置。2 配电装置如何分类？答：配电装置按电气设备装置地点不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装置。按其组装方式，又可分为两类：由电气设备在现场组装的配电装置，称为装配式配电装置；若在制造厂预先将开关电器、互感器等安装成套，然后运至安装地点，称为成套配电装置。3 屋内配电装置的特点是什么？答：屋内配电装置的特点如下：由于允许安全净距小和可以分层布置，故占地面积小。维修、巡检和操作在室内进行，不受气候影响。外界污秽空气对电气设备的影响较小，可减少维护工作量。房屋建筑投资较大。4 屋外配电装置的特点是什么？答：屋外配电装置的特点如下：土建工程量和费用较小，建设周期短。扩建比较方便。相邻设备之间

31、距离较大，便于带电作业。占地面积大。受外界空气影响较大，设备运行条件较差，需要加强绝缘。外界气象变化对设备维修和操作有影响。5 成套配电装置的特点是什么？答：成套配电装置的特点如下：电气设备布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小。所有电器元件已在工厂组装成一体，大大减小现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬迁。运行可靠性高，维护方便。耗用钢材较多，造价较高。6 配电装置应满足哪些要求？答：配电装置应满足以下基本要求：配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策。保证运行可靠，按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，

32、保证具有足够的安全距离。便于检修、巡视和操作。安装和扩建方便。7 配电装置的最小安全净距是如何确定的？答：配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑设备外型尺寸，检修和运输的安全距离以及电气绝缘距离等因素而决定的，对于敞露在空气中的配电装置，在各种间隔距离中，最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空气最小安全净距，它是各种空气间隙能承受各种内外过电压作用的最小距离。最小安全净距的数值与电极的形状、冲击电压波形、过电压及其保护水平和环境条件等因素有关。最小安全净距的数值确定有两种方法：惯用法和统计法。惯用法是把加在绝缘上的最大过电压和最小绝缘强度进行配合，在两者间选取一个适当的裕度作为

33、安全系数，借以考虑各种不确定的因素。统计法是过电压和绝缘强度都视为随机变量，并以其故障率的统计为基础作为绝缘设计的安全指标。统计法按故障后果来选取不同系统和不同设备的安全水平，因此比较经济合理。8 发电厂和变电所610kV屋内配电装置布置型式有几种？有何优缺点？答：发电厂和变电所610kV屋内配电装置按其布置型式的不同，一般可以分为三层、二层和单层式。三层式是将所有电气设备依其轻重分别布置在三层中，它具有安全、可靠、占地面积小等优点，但结构复杂，施工时间长，造价较高，检修和运行不大方便。二层式布置是将所有电气设备布置在二层中，与三层式相比，它的造价较低，运行和检修方便，但占地面积有所增加。三层

34、式和二层式均用于出线有电抗器的情况。单层式是把所有电气设备布置在一层，适用于出线无电抗器的情况。单层式占地面积较大，如容量不太大，通常采用成套开关柜，以减少占地面积。9 屋内配电装置中的母线是如何布置的？答：母线通常装在配电装置的上部，一般呈水平、垂直和直角形布置，水平布置不如垂直布置便于观察，但建筑部分简单，可降低建筑物的高度，安装比较容易，因此在中、小容量发电厂和变电所的配电装置中采用较多。垂直布置时，相间距离可以取得较大，无须增加间隔深度；支持绝缘子装在水平隔板上，绝缘子间的距离可以取得较小值，因此，母线结构可获得较高的机械强度。但垂直布置的结构复杂，并增加建筑高度。垂直布置可用于20k

35、V以下、短路电流很大的装置中。直角三角形布置方式，其结构紧凑，可充分利用间隔的高度和深度，但三相为非对称布置，外部短路时，各相母线和绝缘子机械强度均不相同，这种布置方式常用于610kV大、中容量的配电装置中。母线相间距离决定于相间电压，并考虑短路时母线和绝缘子的机械强度与安装条件。在610kV小容量装置中，母线水平布置时，相间距离约为250350mm；垂直布置时，约为700800mm；35kV水平布置时，相间距离约为500mm。双母线（或分段母线）布置中的两组母线应以垂直的隔墙（或板）分开，这样，在一组母线故障时，不会影响另一组母线，并可以安全地检修。在负荷变动或温度变化时，硬母线将会胀缩。普

36、通支柱绝缘子在装配时允许其上的母线蠕动，但如母线很长，又是固定连接，则在母线、绝缘子和套管中可能产生危险地应力。为了消除应力，必须按规定加装母线补偿器。不同材料地导体相互连接时，应采取措施防止产生电化腐蚀。10屋内配电装置中的隔离开关是如何布置的？答：隔离开关通常设在母线的下方。为了防止带负荷误拉隔离开关引起的电弧造成母线短路，在335kV双母线布置的屋内配电装置中，母线与母线隔离开关之间宜装设耐火隔板。两层以上的配电装置中，母线隔离开关宜单独布置在一个小室内。为了确保设备和工作人员的安全，屋内配电装置均应设置闭锁装置，以防止带负荷误拉隔离开关、带接地线合闸，误入带电间隔等电气误操作事故。11

37、屋内配电装置中的断路器及其操动机构是如何布置的？答：断路器通常设在单独的小室内。断路器（或含油设备）小室的形式，按照油量多少及防爆结构的要求，可分为敞开式、封闭式和防爆式。四壁用实体墙壁、顶盖和无网眼的门完全封闭起来的小室称为封闭式小室；如果小室完全或部分使用非实体的隔板或遮拦，则称为敞开小室；当封闭小室的出口直接通向屋外或专设的防爆通道，则称为防爆小室。为了防火安全，屋内35kV以下的断路器和油浸互感器一般安装在两侧有隔墙（板）的间隔内，35kV及以上的短路器和油浸互感器，则应安装在有防爆隔墙（板）的间隔内。总油量超过100kg的油浸电力变压器，应安装在单独的防爆间隔内。当间隔内单台电气设备

38、总油量在100kg以上时，应设置储油或挡油设施。断路器的操动结构设在操作通道内，手动操动机构和轻型远距离控制操动机构均装在墙壁上，重型远距离控制操动结构则落地装在混凝土基础上。12屋内配电装置中的互感器和避雷器是如何布置的？答：电流互感器无论是干式或油浸式，都可以和断路器放在同一小室内。穿墙式电流互感器应尽可能作为穿墙套管使用。电压互感器经隔离开关和熔断器（110kV及以上只用隔离开关）接到母线上，它需占用专门的间隔，但同一间隔内，可以装设几个不同用途的电压互感器。当母线接有架空线路时，母线上应装阀型避雷器，由于其体积不大，也可以和电压互感器共用一个间隔，但应以隔层隔开。13屋内配电装置中的电

39、抗器是如何布置的？答：因为电抗器较重，所以多装在第一层的小室内。电抗器按其容量不同有三种不同的布置方式：三相垂直、品字形和三相水平布置。通常线路电抗器采用垂直或品字形布置。当电抗器的额定电流超过1000A、电抗值超过56时，由于质量及尺寸过大，垂直布置会有困难，且使小室高度增加较多，故宜采用品字形布置；额定电流超过1500A的母线分段电抗器或变压器低压侧的电抗器（或分裂电抗器）则采取水平装设。安装电抗器必须注意：垂直布置时，B相应放在上下两相之间；品字形布置时不应将A、C相重叠在一起。其原因是B相电抗器线圈的缠绕方向与A、C相并不相同，这样在外部短路时，电抗器相间的最大作用力是吸力，而不是排斥

40、力，便于利用瓷绝缘子抗压强度比抗拉强度大的特点，从而减少外部短路时的危害。14配电室的通道、出口及采光通风是如何布置的？答：配电装置的布置应便于操作、检修和搬运，故需设置必要的通道。凡用来维护和搬运各种电气设备的通道，称为维护通道；如通道内设有断路器（或隔离开关）的操动机构、就地控制屏等，称为操作通道；仅和防爆小室相通的通道，称为防爆通道。配电室内各种通道的最小宽度不应小于下表所示的数值。配电室内各种通道的最小宽度通道分类布置方式维护通道操作通道防爆通道固定式手车式一面有开关设备0815单车长0.912二面有开关设备1020双车长0.613为了保证工作人员的安全及工作便利，不同长度的屋内配电室

41、，应有一定数目的出口。屋内配电室长度大于7m时，应有两个出口（最好设在两端）；当长度大于60m时，在中部适当的地方宜再增加一个出口。配电室的门应向外开，相邻配电室之间如有门时，应能向两个方向开。配电室可开窗采光和通风，但应采取防止风雪和小动物进入室内的措施，如设置方小动物板等。配电室应按事故排烟的要求，装设足够的事故通风装置。15电缆隧道及电缆沟是如何布置的？答：电缆隧道及电缆沟是用来放置电缆的。电缆隧道为封闭狭长的构筑物，高1.8m以上，两侧设有数层敷设电缆的支架，可放置较多的电缆，人在隧道内能方便地进行电缆的敷设和维修工作，但其造价较高，一般用于大型电厂。电缆沟则为有盖板的沟道，沟宽与深度

42、不足1m，敷设和维修电缆必须揭开水泥盖板，很不方便。沟内容易积水和积灰，但土建施工简单，造价较低，常被变电所和中、小型电厂所采用。电缆隧道（沟）在进入建筑物（包括控制室和开关室）处，应设带门的耐火隔墙（电缆沟只设隔墙），以防电缆发生火灾，烟火向室内蔓延扩大事故，且可以防止小动物进入室内。16屋外配电装置分为哪几种类型？答：根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型、半高型和高型等。中型配电装置的所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基层上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作人员能在地面上安全地活动。中型配电装置母线所在的水平面稍高于电器所在的水平面。高型和半高型配电装置的

43、母线和电器分别装在几个不同高度的水平面上，并重叠布置。凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的，称为高型配电装置。如果仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置，则称为半高型配电装置。高型与半高型配电装置可大量节省占地面积。17屋外配电装置的母线及构架是如何布置的？答：屋外配电装置的母线有软母线和硬母线两种。软母线为铜芯铝绞线、软管母线和分裂导线，三相呈水平布置，用悬式绝缘子悬挂在母线构架上。软母线可选用较大的档距，但档距愈大，导线弧垂也愈大。硬母线常用的有矩形、管形、和分裂管形。矩形用于35kV及以下的配电装置中，管形则用于60kV及以上的配电装置中。管形硬母线一般采用柱式绝缘子，安装在支柱上，由于

44、硬母线弧垂小没有应力，故不需另设高大的构架。管形母线不会摇摆，相间距离可减小，与剪刀式隔离开关配合可以节省占地面积。管形母线直径大、表面光滑，可提高电晕起始电压。但管形母线易产生微风共振并存在端部效应，对基础不均匀下沉比较敏感，支柱绝缘子抗振能力较差。如果采用倾斜的V形绝缘子串将管形母线挂在构架上，可提高抗振能力。屋外配电装置的构架，可由型钢或钢筋混凝土制成。钢构架经久耐用，机械强度大，可以按任何负荷和尺寸制造，便于固定设备，抗振能力强，运输方便，但钢结构金属消耗量大，需要经常维护。钢筋混凝土构架可以节省大量钢材，也可以满足各种强度和尺寸的要求，经久耐用，维护简单。钢筋混凝土环形杆可成批生产，

45、分段制造，运输和安装比较方便，但不利于固定设备。以钢筋混凝土环形杆和镀锌钢梁组成的构架，兼顾了二者的优点。布置330500kV超高压配电装置时，应注意静电感应问题。为了保证工作人员安全，装置内静电感应场强不应超过标准（离地1.5米处，静电感应场强一般不超过1.0kV/m）。为了不使场强直接相加，应避免同相的母线和引线重叠、并行、交叉和同向转角的布置形式，若无法避免，必要时应采用屏蔽措施。电气设备的控制箱和操动机构应设在场强较低的地方。18屋外配电装置的电力变压器是如何布置的？。答：变压器基础一般做成双梁形并辅以铁轨，轨距等于变压器的滚轮中心距。为了防止变压器发生事故时，变压器油流失使事故扩大，

46、单个油箱量超过1000kg以上的变压器，按照防火要求，在设备下面设置贮油池和挡油墙，其尺寸应比设备外廓大1m，贮油池内一般铺设厚度不小于0.25m的卵石层。主变压器与建筑物的距离不应小于1.25m，宜距变压器5m以内的建筑物，在变压器总高度以下及外廓两侧各3m的范围内，不应有门窗和通风孔。当变压器油重超过2500kg以上时，两台变压器之间的防火净距不应小于510m，如布置有困难，应设防火墙。19屋外配电装置的电气设备是如何布置的？答：按照断路器在配电装置中所占的位置，可分为单列、双列和三列布置。断路器的各种排列方式，必须根据主接线、场地地形条件、总体布置和出线方向等多种因素合理选择。少油（或空

47、气、SF6）断路器有低式和高式两种布置。低式布置的断路器放在0.51米的混凝土基础上，其优点是检修比较方便，抗振性能好，但低式布置必须设置围栏，因而影响通道的畅通。一般在中型配电装置中，断路器多采用高式布置，即把断路器安装在约2米高的混凝土基础上，基础高度应满足： 断路器支柱绝缘子最低裙边的对地距离为2.5米。 断路器和其他设备的连线对地面距离应负荷要求。隔离开关和电流互感器、电压互感器等均采用高式布置，其支架高度的要求与断路器相同。避雷器也有高式和低式两种布置。110kV及以上的阀型避雷器由于器身细长，如安装在2.5米高的支架上，其顶部引线离地面高达5.9米，稳定度很差，因此多落地安装在0.

48、4米的基础上。磁吹式避雷器及35kV阀型避雷器形体矮小，稳定度较好，一般可采用高式布置。20屋外配电装置中的电缆沟和通道如何布置？答：屋外配电装置中电缆沟的布置，应使电缆所走的路径最短。电缆沟按其布置方向，分为纵向和横向电缆沟。一般横向电缆沟布置在断路器和隔离开关之间，大型变电所的纵向（即主干）电缆沟，因电缆数量较多，一般分为两路。采用弱点控制和晶体管继电保护时，为了抗干扰，要求电缆沟采用辐射形布置，并应减少控制电缆与高压母线平行的长度，增大两者间的距离，使电磁和静电耦合减为最小。此外，还应采用其他屏蔽措施。为了运输设备和消防的需要，应在主要设备近旁铺设行车道路。大、中型变电所一般均应铺设宽3

49、米的环行道路。对于超高压配电装置，由于设备比较笨重，应能满足检修机械行驶到设备旁边的要求，必要时应增加纵向通道或升高构架和设备基础。车道上空及两侧带电裸导体应与运输设备保持足够的安全净距。屋外配电装置内应设置0.81米的巡视小道，以便于人员巡视电气设备，电缆沟盖板可作为部分巡视小道。21成套配电装置是如何分类的？答：成套配电装置分为低压配电屏（或开关柜）、高压开关柜SF6全封闭组合电器三类。按装设地点不同，又分为屋内和屋外式。低压配电屏只做成屋内式；高压开关柜有屋内和屋外两种，由于屋外有防水、锈蚀问题，故目前大量使用的是屋内式；SF6全封闭电器也因屋外条件差，电压在330kV以下时大都布置在屋

50、内。22低压配电屏（柜）的结构和特点是怎样的？答：低压配电屏是一种简单的成套配电装置，它的钢架用角钢焊成，正面用薄钢板做面板。在面板上部装设有测量仪表，中部设有闸刀开关的操作手柄，屏面下部有向外开启的门，内有继电器、二次端子和电能表，母线布置在屏顶，闸刀开关、熔断器、自动开关和电流互感器装在屏后。低压配电屏结构简单、价廉，并可以从双面进行维护，检修方便，在发电厂（或变电所）中作低压厂（所）用配电装置。抽屉式开关柜为封闭式结构，它的特点是密封性能好，可靠性高，主要设备均装在抽屉内或手车上。回路故障时，可拉出检修或换上备用抽屉以迅速恢复供电。抽屉开关柜还具有布置紧凑，占地面积小的优点，但结构比较复

51、杂，钢材消耗较多，价格较贵。23高压开关柜的结构分为哪两种形式？由哪几部分组成？有何特点？答：335kV的高压开关柜，按照开关柜的结构形式可分为手车式和固定式两种。手车式高压开关柜，为单母线结构，一般由下列几个部分组成： 手车室。柜前正中部分为手车室，断路器及操动机构均装在小车上，断路器手车正面上部为推进机构，用脚踩手车下部连锁脚踏板，插入手柄，转动蜗杆，母线室档板提起，可使手车平稳前进或后移。当手车在工作位置时，断路器通过隔板插头与母线及出线相通。检修时，将小车拉出间隔，一次动静插头分离，手车室档板自动关闭，起安全隔离作用。如急需恢复送电，可换上备用小车，既方便检修，又可减少停电时间。手车与

52、柜相连的二次线采用二次插头连接。当断路器离开工作位置后，其一次插头虽然断开，而二次线仍可接通，以便调试断路器。手车推进机构与断路器操动机构之间有防止带负荷推拉小车的安全连锁装置。手车两侧及底部设有接地滑到、定位销和位置指示等附件。柜门外设有观察窗，运行时可观察内部情况。 仪表继电器室。测量仪表、信号继电器和继电保护用的连接片装在小室的仪表门上，小室内有继电器、端子排、熔断器和电能表。 主母线室。位于开关柜的后上部，室内装有母线和隔离静触头。母线为封闭式，不易积灰和短路，可靠性高。 出线室。位于柜后部下方，室内装有出线侧静隔离触头、电流互感器、引出电缆（或硬母线）等。 小母线室。在柜顶的前部设有小母线室，室内装有小母线和接