1、發電廠電氣部分-學習指南一、填空題1.導體正常最高允許溫度一般不超過 :C,提高導體長期允許電流的方法有導體電阻，導體換散面積，以及導體的換熱系數。2.線路電抗器主要用來限制支路的短路電流，加裝出線電抗器不僅能夠，而且可以維持03.發電廠廠用電源包括和，對單機容量在200MW以上的發電廠，還應考慮設置和04.選擇電器設備的一般條件是按，并按5. 當驗算裸導體及110KV以下電纜短路熱穩定時，一般采用 保護動作時間；驗算電器和110KV以上充油電纜熱穩定時，一般采用保護動作時間。6. 電流互感器的電流誤差為 ，相位誤差為 ，并規定當-I 2Il時，相位差為正值，影 響電流互感器誤 差的運行參數

2、有、 、 07. 擴散去游離的三種形式是由 、8. 斷路器開斷電路時，熄弧條件為，恢復電壓大于恢復電壓。9. 決定發電機容許運行范圍的四個條件是；010. 發電機額定工作狀態的特征是 、及 E是額定值。11. 判斷變壓器絕緣老化程度的兩個指標是 和012. 斷路器開斷電容電流產生過電壓，主要由于電弧電流過零后，電容上存在及斷路器介質強度恢復較慢而發生它兩種因素結合所致。13. 斷路器手動跳閘的標志是 、;自動跳閘的標志是14. 電壓互感器的誤差和運行參數、和 關。15. 導體短時發熱的特點是：發熱時間 ，發出的熱量，因此基本上是一個。即導體產生的熱量全部用于。、簡答題1什么是廠用電動機的自起動

3、？為什么要進行自起動校驗？2. 三相三柱式TV為何不能測相對地電壓？3. 什么是配電裝置的空間最小安全凈距 ？影響它的因素有哪些？4. 試簡述交流電弧產生和發展的物理過程。5. 什么是變壓器的等值老化原則？6什么是電流互感器的準確級和額定容量？7. 什么是弱電“一對一”選控？8. 什么是近陽極效應？9. 運行頻率不同于額定值時，對發電機有哪些不良影響？10. 變壓器的正常過負荷能力和事故過負荷能力確定的原則各是什么？11. 自耦變壓器典型的聯合運行方式有哪兩種？其最大傳輸功率分雖受到什么限制？三、畫圖說明題畫P-Q圖，并說明發電機安全運行極限如何確定 ？四、操作題 圖示接線，按單母分段運行，現

4、欲不停電檢修 QF，應如何操作？五、論述題什么是熱穩定？如何進行母線熱穩定校驗？六、說明題簡述對斷路器控制回路的一般要求，并說明在燈光監視的控制回路是還過 哪些元件來實現的。七、論述題什么是電動力穩定？寫出進行單條矩形母線動穩定校驗的步驟。八、畫圖說明題做相量圖，并根據相量圖說明發電機在調節無功時， 各個參數如何變化，以及在 調節中應注意的問題。參考答案一、填空題1. 導體正常最高允許溫度一般不超過70C,提高導體長期允許電流的方法有 減小 導體電阻，增大 導體換散面積，以及 提高 導體的換熱系數。2. 線路電抗器主要用來限制饋線 支路的短路電流,加裝出線電抗器不僅能夠限制短路電流，而且可以維

5、持 母線上較高的剩余電壓3. 發電廠廠用電源包括工作電源和 備用電源，對單機容量在200MV以上的發電廠，還應考慮設置啟動電源 和 事故保安電源 。4. 選擇電器設備的一般條件是按正常工作，并按短路狀態校驗。5. 當驗算裸導體及110KV以下電纜短路熱穩定時，一般采用 主 保護動作 時間；驗算電器和110KV以上充油電纜熱穩定時，一般采用 后備 保護動作時 間。K I _ I6. 電流互感器的電流誤差為' 2 一 1 100(%)，相位誤差為i旋轉180。的二次電流相位-12'與一次電流向量h之間的夾角:.i，并規定當-I 2 超前 Il時，相位差為正值，影響電流互感器誤差的運

6、行參數有一次電流 、二次負荷阻抗及功率因數、二次繞組開路 。7. 擴散去游離的三種形式是由濃度擴散、溫度擴散、高速冷氣吹弧。8. 斷路器開斷電路時，熄弧條件為Ud(t) Ur(t)，介質強度 恢復電壓大于 系統電源恢復電壓。9. 決定發電機容許運行范圍的四個條件是 原動機輸出功率極限； 發 電機的額定兆伏安數 ； 發電機的磁場和勵磁機的最大勵磁電流； 進相運行時的穩定度 。10. 發電機額定工作狀態的特征是有功負荷、電壓、功率因數、頻率及冷卻介質 溫度都是額定值。11. 判斷變壓器絕緣老化程度的兩個指標是電氣強度和機械強度。12. 斷路器開斷電容電流產生過電壓，主要由于電弧電流過零后，電容上存

7、在系 統電源恢復電壓以及斷路器介質強度恢復較慢而發生重燃，它兩種因素結合所 致。13. 斷路器手動跳閘的標志是 就地跳閘操作時綠燈 GN1變亮、遠方跳閘操作時 綠燈GN2變亮；自動跳閘的標志是 _綠燈GN1變亮、綠燈 GN2變亮14. 電壓互感器的誤差和運行參數二次負載、功率因數和一次電壓有關。15. 導體短時發熱的特點是：發熱時間很短，發出的熱量來不及向周圍介質散布, 因此基本上是一個絕熱過程。即導體產生的熱量全部用于使導體溫度升高。二、簡答題1什么是廠用電動機的自起動？為什么要進行自起動校驗？廠用電系統中運行的電動機，當斷開電源或廠用電壓降低時，電動機轉速就 會下降，甚至會停止運行，這一轉

8、速下降的過程稱為惰性。 若電動機失去電壓以 后，不和電源斷開，在很短時間（一般在 0.5-1.5S ）內，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，電動機惰性尚未結束，又自動啟動恢復 到穩定運行狀態，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 母線及廠用電系統電壓下降，甚至引起電動機本身發熱，這些數值如果超過允許 指標，將危及廠用系統的穩定運行和電動機的安全和壽命， 因此必須進行電動機 自啟動校驗。2. 三相三柱式TV為何不能測相對地電壓？當系統發生單項接地時，在互感器的三相中將有零序電流通過， 所產生零 序磁通外a。、我8

9、，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。3. 什么是配電裝置的空間最小安全凈距 ？影響它的因素有哪些？對于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間隔距離中，最基本的是帶電部分對 接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，在這一距離下，無論在正常最高工作電壓或出現內、外部過電壓時，都不致使空氣間隙擊穿。影響因素有：電極的形狀、沖擊電壓波形、過電壓及其保護水平、環境條件 以及絕緣配合。4. 試簡述交流電弧產生和發展的物理過程。電弧的產生和維持是觸頭間中性質點（分子和原子）被游離的結果，游離就 是

10、中性質點轉化為帶電質點，從電弧形成過程來看，游離過程主要有以下四種形 式：（1）強電場發射。陰極表面的電子被電場力拉出而形成觸頭空間的自由電子。（2）熱電子發射。隨著溫度的升高，金屬內部的電子會跑出金屬表面，形成熱 電子發射。（3）碰撞游離。弧隙中的電子在電場作用下，向陽極方向運動，不斷 地和其它粒子碰撞，使束縛在原子核周圍的電子釋放出來， 形成自由電子和正離 子。（4）熱游離。電弧產生之后，弧隙的溫度很高，氣體的不規則熱運動速度增 加，具有足夠動能的中性質點互相碰撞時，游離出電子和正離子。電弧中發生游離的同時，還進行著使帶電質點減少的去游離過程， 去游離主 要形式為復合和擴散。（1）復合去游

11、離。復合是指正離子和負離子互相吸引，結 合在一起，電荷互相中和的過程。（2）擴散去游離。擴散是指帶電質點從電弧內 部逸出而進入周圍介質中的現象。游離和去游離是電弧燃燒中的兩個相反過程， 游離過程使弧道中帶電離子增 加，有助于電弧燃燒；去游離過程能使弧道中帶電離子減少，有利于電弧熄滅。5. 什么是變壓器的等值老化原則？等值老化原則就是使變壓器在一定時間間隔T內絕緣老化或所損耗的壽命等于一常數。6什么是電流互感器的準確級和額定容量？電流互感器準確級是指在規定的二次負荷變化范圍內，一次電流為額定值時 的最大電流誤差。電流互感器的額定容量SN2系指電流互感器在額定二次電流I N2和額定二次電 阻ZN2

12、下運行時，二次繞組輸出的容量， Sn2= I 2NZN2。7.什么是弱電“一對一”選控？每一條線路用一個選擇按鈕（或選擇開關）來代替常用的控制開關，僅在全 廠（或一組）中，設置一個公用的控制開關。進行選控時，先操作選擇按鈕（或 選擇開關），使被控對象的控制回路接通，再轉動公用的控制開關，即可發出“分”、“合”命令。選擇按鈕（或選擇開關）可布置在控制屏臺上的主接線模擬圖上。這樣的控制方式，只用一個控制開關去控制若干對象，可達到減少設備的目的8.什么是近陽極效應？在t=0電流過零瞬間，介質強度突然出現升高的現象，稱為近陰極效應。這 是因為在電弧過零之前，弧隙充滿著電子和正離子，當電流過零后，弧隙的

13、電極 極性發生改變，弧隙中的電子立即向新陽極運動， 而比電子質量大一千多倍的正 離子則基本未動，從而形成弧隙間電子和正離子運動不平衡， 便在新陰極附近呈 現正電荷離子層。9. 運行頻率不同于額定值時，對發電機有哪些不良影響 ？運行頻率比額定值高時，發電機的轉速升高，轉子承受的離心力增大，可能 使轉子某些部件損壞，因此頻率增高主要是受轉子機械強度的限制。 同時，頻率 增高，轉速增加，通風摩擦損耗也要增大，雖然在一定電壓下，磁通可以小些， 鐵耗也有可能有所降低，但總的來說，此時發電機的效率是下降的。運行頻率比額定值低時，也有很多不同不利影響。例如頻率降低，轉速下降， 使兩端風扇鼓進的風量降低，其后

14、果使發電機的冷卻條件變壞，各部分溫度升高。 頻率降低，為了維持額定電壓不變，就得增加磁通，如同電壓增高時的情況一樣， 由于漏磁增加會產生局部過熱。頻率降低還可能使汽輪機葉片損壞， 廠用電動機 也可能由于頻率下降，使廠用機械出力受到嚴重影響。10. 變壓器的正常過負荷能力和事故過負荷能力確定的原則各是什么？變壓器的正常過負荷能力，就是不以犧牲變壓器正常預期壽命為原則而制定 的。當系統發生事故時，保證不間斷供電是首要任務，變壓器絕緣老化加速是次要的， 所有事故過負荷和正常過負荷不同，它是以犧牲變壓器壽命為代價的。11. 自耦變壓器典型的聯合運行方式有哪兩種 ？其最大傳輸功率分雖受到什么限 制？自耦

15、變壓器有兩種運行方式：即自耦運行方式（只有高-中壓側有交換功率） 和聯合運行方式（除高-中壓側有交換功率外，高-低壓側或中-低壓側也有交換 功率）。自耦運行方式比較簡單，只要高-中壓側之間的交換功率不超過自耦變壓 器的額定容量即可滿足運行要求。 聯合運行方式則比較復雜，因為自耦變壓器中 串聯繞組、公共繞組和第三繞組的容量都不相同， 各繞組上的電流又隨運行方式 而改變，所以在設計選擇自耦變壓器容量時， 必須知道各個繞組的負荷，尤其要 知道繞組上的最大負荷。在運行時也必須知道繞組間的負荷分布， 以便確定該種 運行方式是否容許，同時也可計算在各種運行方式下繞組上的功率損耗和能量損三、畫圖說明題畫P-

16、Q圖，并說明發電機安全運行極限如何確定？IPP-Q圖以A為圓心，AC長度為半徑和以0為圓心，0C長度為半徑分別畫圓弧。根據上 述容許運行范圍的條件，在兩個圓弧范圍以內才容許運行。 由圖可知，在兩個圓 弧交點運行時，定子和轉子電流同時達到容許值。©角增大，由于轉子電流的限 制，相量端點只能在CB弧線上移動，此時定子電流未得到充分利用；©角減小， 由于定子容許電流的限制，相量端點只能在 CD弧線上移動，轉子繞組未能充分 利用。過D點后，cos ©繼續增高，由于原動機額定出力的限制，運行范圍不能 超過RD直線（圖中AE長度代表額定輸出功率FN）。當功率因數cos

17、69; <0,轉入 進相運行時，Eq和U之間的夾角©不斷增大，此時，發電機有功功率的輸出受到 靜態穩定的限制，垂直線 OR是理論上靜態穩定運行邊界，此時，S =90。四、操作題圖示接線，按單母分段運行，現欲不停電檢修 QF，應如何操作？合上 QFC QS4 QS8斷開QS3 QS7斷開QFC合上QSP3 QFC若QFC不跳閘，則說明旁路母線 PM是完好的。斷開QFC合上QSP 1 QFC(避免在萬一在倒閘的過程中，QF1事故跳閘，QSP1帶負荷 合閘的危險)斷開QF1 QS2合上QS3 QS7斷開 QS4 QS8 QFC論述題什么是熱穩定？如何進行母線熱穩定校驗？所謂熱穩定就是

18、導體中通過電流產生熱量后其溫升不超過允許值。在校驗導體熱穩定時，若計及集膚效應系數Ks的影響，可得由熱穩定決定的導體最小截面為：Smi廣 jQkks/(Af - A)=何E/C式中，C -熱穩定系數，C = ； Af - A ， C值和導體材料及工作溫度有關。所選 截面應大于等于Smin六、說明題簡述對斷路器控制回路的一般要求，并說明在燈光監視的控制回路是通過 哪些元件來實現的。斷路器控制回路的一般要求：（1）斷路器的合閘和跳閘回路是按短時通電來設計的，操作完成后，應迅 速自動斷開合閘或跳閘回路以免燒壞線圈。（2）斷路器既能在遠方由控制開關進行手動合閘或跳閘，又能在自動裝置 和繼電保護作用下自

19、動合閘或跳閘。（3）控制回路應具有反映斷路器位置狀態的信號。（4）具有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”裝置。（5）對控制回路及其電源是否完好，應能進行監視。（6）對于采用氣壓、液壓和彈簧操作的斷路器，應有對壓力是否正常、彈 簧是否拉緊到位的監視回路和動作閉鎖回路。燈光監視的控制回路有三大部件：控制元件、中間放大元件和操動機構。七、論述題什么是電動力穩定？寫出進行單條矩形母線動穩定校驗的步驟。電動力穩定：在短路時，導體中通過很大的短路電流，導體會遭受巨大的電 動力作用，導體的機械強度足以使其不發生變形。單條矩形母線動穩定校驗的步驟：在電動力的作用下，導體所受的最大彎矩 M為M = fphl2/io（Nm）式中，fph-單位長度導體上所受相間電動力（N/m）I