发电厂电气部分复习课后习题

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第三章 常用计算的基本理论和方法

3-1 研究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：电气设备有有电流通过时将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电器设备的温度升高。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，发热量仍然很多。这些热量在适时间内不容易散出， 于是导体的温度迅速升高。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须注意的问题。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)；周围金属部分产生磁场,形成涡流和 磁滞损耗；绝缘材料在电场作用下产生损耗，如tan?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逐渐变化，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 ↑ → I R ↑→ 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：Cu长期发热70 C短期发热300 C， Al长期发热 70 C 短期发热 200。 3-6 电动力对导体和电气设备的运行有何影响？

答：电气设备在正常状态下，由于流过导体的工作电流相对较小，相应的电动力较小，因而不易为人们所察觉。而在短路时，特别是短路冲击电流流过时，电动力可达到很大的数值， 当载流导体和电气设备的机械强度不够时，将会产生变形或损坏。为了防止这种现象发生，必 须研究短路冲击电流产生的电动力的大小和特征，以便选用适当强度的导体和电气设备，保证 足够的动稳定性。必要时也可采用限制短路电流的措施。 3-10 可靠性的定义是什么？电力设备常用的可靠性指标有哪些？

答：可靠性定义为元件、设备和系统在规定的条件和预定时间内，完成规定功能的概率。 电气设备分可修复元件和不可修复元件；

不可修复元件的可靠性指标：可靠度R(t)、不可靠度F(t)、故障率?(t)和平均无故障工作时间MTTF,TU;可修复元件的可靠性指标：可靠度R(t)、不可靠度或失效度F(t)、故障率

?(t)和平均修复时间MTTR,TD

3-12 电气主接线的可靠性指标有哪些？

答：主接线的可靠性指标有某种供电方式下的可用度、平均无故障工作时间、每年平均停用时间和故障频率。

第四章 电气主接线及设计

4-2 隔离开关与断路器的主要区别何在？在运行中，对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？

答：断路器有开合电路的专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通或切断电路的控制电器。隔离开关没有灭弧装置，其开合电流作用极低只能用做设备停用后退出工作时断开电路。

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操作顺序：送电时先合隔离开关，且先合母线侧隔离开关，再合出线侧隔离开关，最后合断路器；断电时先断断路器，再断出线侧隔离开关，最后断母线侧隔离开关。 4-3主母线和旁路母线各起什么作用？ 答：主母线主要那个用来汇集电能和分配电能，旁路母线主要用于配电装置检修断路器时不致导致中断回路而设计。

4-6 选择主变压器时应考虑哪些因素？

答：容量、台数、型式、绕组数、接线方式

4-8 电气主接线中通常采用哪些方法限制短路电流？ 答：短路电流比额定电流大的多，有可能超过电气设备的承载能力，将电气设备烧毁，因此，必须限制短路电流，限制方法有：（1）在发电厂和变电站的6-10kv配电装置中，加装限流电抗器限制短路电流（a）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使容量升级。（b）线路电抗器：主要用来限制电流馈线回路短路电流；（c）分裂电抗器

（2）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。

（3）采用不同的主接线形式和运行方式。 4-10 答案：

另外第四章掌握电气主接线的基本要求和主接线的基本接线形式、每种接线方式的适用范围和特点，见课本P100-P116 第五章 厂用电接线及设计

5-1 什么叫厂用电和厂用电率？

答：发电机在启动，运转、停止，检修过程中，有大量电动机手动机械设备，用以保证机 组

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的主要设备和输煤，碎煤，除尘及水处理的正常运行。这些电动机及全厂的运行，操作，实 验，检修，照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。厂用电耗量占发电 厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。 5-2 厂用电的作用和意义是什么？

答：发电机在启动、运转、停机，检修过程中，有大量电动机手动机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤，碎煤，除尘及水处理等的正常运行。降低厂用电率可以降低电能成本， 同时也相应地增大了对电力系统的供电量。 5-4 对厂用电接线有哪些基本要求？

答：对于厂用电接线的要求主要有： 1）各机组的厂用电系统是独立的； 2）全厂新公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线； 3）充分考虑发电厂正常，事故，检修启动等运行方式下的供电要求，尽可能的使切换操作 简便，启动电源能在短时间内投入； 4）充分考虑电厂分期建设，连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别是要注意对公用 负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变和更换装置。 5）200MW 及以上的机组应设置足够容量的交流事故保安电源。

5-9 何谓厂用电动机的自启动？为什么要进行电动机自启动校验？

答：厂用电系统运行的电动机，当突然断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降， 甚至会停止运行，这一转速下降的过程称为惰行。若电动机失去电压后，不与电源断开，在很 短时间内，厂用电源恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行还未结束， 又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机自启动。分为：⑴失压自启动；⑵空载自启动；⑶带负荷自启动。若参加自启动的电动机数目多，容量大时，启动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电网络电压下降，甚至引起电动机过热，将危及电动机的安全以及厂用电网 络的稳定运行，因此，必须进行电动机自启动校验。 第六章 导体和电气设备的原理与选择

1、要求掌握各种电气设备选择方法、校验内容，重点是断路器、隔离开关、电抗器、母线。 2、电弧形成原理与熄灭条件？见课本P173-P175 3、计算题：

一般电气设备：断路器、隔离开关、电抗器 热稳定校验：It2t≥Qk 动稳定校验：ies≥ish

导体（即母线）：动稳定校验：?ph??al 热稳定校验：Smin?QkKfC

第七章 配电装置

7-1 对配电装置的基本要求是什么？

答：对配电装置的基本要求是：1）保证运行可靠；2)便于操作、巡视和检修；3）保证工作人员的安全；4）力求提高经济性；5）具有扩建的可能。 7-2 试述最小安全净距的定义及其分类。 答：最小安全净距是指在这一距离下，无论在正常最高工作电压或出现内、外过电压时， 都不使空气气隙被击穿，对于敞露在空气中的屋内、外配电装置中有关部分之间的最小安全净距分为 A、B、C、D、E 五类。 7-3 试述配电装置的类型及其特点。

答：配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装置；按其组装方式，可分为装配式和成套式。 屋内配电装置的特点：1）由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小；2）维修、巡视和操作在室内进行，可减少维护工作量，不受气候影响；3）外界污秽空气对电气设备 影

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响较小，可减少维护工作量；房屋建设投资较大，建设周期长，但可采用价格较低的户内设 备。

屋外配电装置的特点：1）土建工作量和费用较小，建设周期短；2）与屋内配电装置相比， 扩建比较方便；3）想念设备之间距离较大，便于带电作业；4）与屋内配电装置相比，占地面积大；5）受外界环境影响，设备运行条件较差，需加强绝缘；6）不良气候对设备维修和操作影响大

成套配电装置的特点：1）电气设备封闭可半封闭的金属中，相间和对地距离可缩小，结构 紧凑，上地面积小；2）所有设备已在工厂组装成一体；3）运行可靠性高，维护方便；4）耗用 钢材较多，造价较高。

第八章发电厂和变电站的控制与信号

1、发电厂的控制方式：主控制室的控制方式 、单元控制室的控制方式

变电站的的控制方式

2、二次回路接线图：用二次设备特定的图形符号和文字符号来表示二次设备相互连接情况的电气接线图。

3、发电厂中有哪些信号装置？各有什么作用？ 答：发电机的设备装置主要有：

（1）事故信号。如断路器发生事故跳闸时，立即用蜂鸣器发出较强的音响，通知运行人员进行处理。同时，断路器的位置指示灯发出闪光。

（2）预告信号。当运行设备出现危及安全运行的异常情况时，例如：发电机过负荷，变压器过负荷，二次回路断线等，便发出另一种有别于事故信号的音响—铃响。此外，标有故障内容的光字牌也变亮。

（3）位置信号。包括短路位置信号和隔离开关位置信号，前者使用灯光来表示集合、跳闸位置；而后者则是一种位置指示灯来表示其位置状况。

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（4）其他信号。如指挥信号、联系信号和全厂信号等。这些信号是全厂公用的，可根据实际的需求装设。

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