《发电厂电气部分》课后习题答案

《发电厂电气部分》课后习题答案第一章能源和发电

1-2电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；便利转换易于掌握；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。

随着科学技术的进展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。电气化在某种程度上成为现代化的同义词。电气化程度也成为衡量社会文明进展水平的重要标志。

1-3火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。

按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。

按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。按输出能源分：凝气式

发电厂；热电厂。

按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂；大中容量发电厂；大容量发电厂。火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个生产过程分三个系统：燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。

1-4水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。

按径流调整的程度分为：无调整水电厂；有调整水电厂；日调整水电厂；年调整水电厂；多年调整水电厂。

水电厂具有以下特点：可综合利用水能资源；发电成本低，效率高；运行敏捷；水能可储蓄和调整；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建，沉没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在肯定和程度破坏自然的生态平衡。

1-5抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能？答：抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰；填谷；备用；调频；调相。

功能：降低电力系统燃料消耗；提高火电设备利用率；可作为发电成本低的峰荷电源；对环境没有污染且可美化环境；抽水蓄能电厂可用于蓄能。

其次章发电、变电和输电的电气部分

2-1哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？其功能是什么？答：通常把生产、变换、安排和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。其中对一次设备和系统运行状态进行测量、监视和爱护的设备称为二次设备。如仪用互感器、测量表计，继电爱护及自动装置等。其主要功能是起停机组，调整负荷和，切换设备和线路，监视主要设备的运行状态。

2-2简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。

答：1）发电机与变压器的连接采纳发电机—变压器单元接线；

2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供应厂用电；

3）在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器；

4）在发电机出口侧和中性点侧，每组装有电流互感器4个；

5）发电机中性点接有中性点接地变压器；

6）高压厂用变压器高压侧，每组装有电流互感器4个。

其主要设备如下：电抗器：限制短路电流；电流互感器：用来变换电流的特种变压器；电压互感器：将高压转换成低压，供各种设备和仪表用，高压熔断器：进行短路爱护；中性点接地变压器：用来限制电容电流。

2-3简述600MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。

2-4影响输电电压等级进展因素有哪些？

答：1）长距离输送电能；

2）大容量输送电能；

3）节约基建投资和运行费用；

4）电力系统互联。

2-5简述沟通500kV变电站主接线形式及其特点。

答：目前，我国500kV变电所的主接线一般采纳双母线四分段带专用旁路母线和3/2台断路器两种接线方式。其中3/2台断路器接线具有以下特点：任一母线检修或故障，均不致停电；任一断路器检修也不引起停电；甚至在两组母线同时故障（或一组母线检修另一组母线故障）的极端条件下，功率均能连续输送。一串中任何一台断路器退出或检修时，这种运行方式称为不完整串运行，此时仍不影响任何一个元件的运行。这种接线运行便利，操作简洁，隔离开关只在检修时作为隔离带电设备用。

2-11简述高压直流输电的优点和缺点各有哪些？

答：优点：

1）线路造价低，年电能损失小；2）不存在系统稳定问题；

3）限制短路电流。4）调整快速，运行牢靠；

5）没有电容充电电流。6）节约线路走廊。

缺点：

1）换流装置较昂贵；2）消耗无功功率多；3）产生谐波影响；

4）缺乏直流开关；5）不能用变压器来转变电压等级。

第三章导体的发热和电动力

3-1讨论导体和电气设备的发热有何意义？长期发热和短时发热各有何特点？答：电流将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电器设备的温度上升。发热对电气设备的影响：使绝缘材料性能降低；使金属材料的机械强度下降；使导体接触电阻增加。导体短路时，虽然持续时间不长，但短路电流很大，发热量仍旧许多。这些热量在适时间内不简单散出，于是导体的温度快速上升。同时，导体还受到电动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必需留意的问题。长期发热是由正常工作电流产生的；短时发热是由故障时的短路电流产生的。

3-2为什么要规定导体和电气设备的发热允许温度？短时发热允许温度和长期发热允许温度是否相同，为什么？答：导体连接部分和导体本身都存在电阻（产生功率损耗）；四周金属部分产生磁场,形成涡流和磁滞损耗；绝缘

材料在电场作用下产生损耗，如：tg值的测量载流导体的发热：长期发热：指正常工作电流引起的发热

短时发热：指短路电流引起的发热

一发热对绝缘的影响

绝缘材料在温度和电场的作用下渐渐变化，变化的速度于使用的温度有关；二发热对导体接触部分的影响

温度过高表面氧化电阻增大I2R恶性循环

三发热对机械强度的影响

温度达到某一值退火机械强度设备变形

如：

3-3导体长期发热允许