发电厂课后题答案

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1、发电厂课后题答案发电厂课后题答案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、分配和使用电能的设备，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、监视和保护的设备称为二次设备。如仪用互感器、测量表计，继电保护及自动装置等。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用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，供给厂用电；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

2、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：进行短路保护；中性点接地变压器：用来限制电容电流。2-4影响输电电压等级发展因素有哪些？答：1）长距离输送电能；2）大容量输送电能；3）节省基建投资和运行费用；4）电力系统互联。2-5简述交流 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用双母线四分段带专用旁路母

3、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，功率均能继续输送。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。这种接线运行方便，操作简单，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）调节快速，运行可靠；5）没有电容充电电流。6）节省线路走廊。缺点：1）换流装置较昂贵

4、；2）消耗无功功率多；3）产生谐波影响；4）缺乏直流开关；5）不能用变压器来改变电压等级.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

5、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：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,机械强度下降，设备变形3-3导体长期发热允许电流是根据什么确定的？提高允许电流应采取哪些措

6、施？答：是根据导体的稳定温升确定的。为了载流量，宜采用电阻率小的材料，如铝和铝合金等；导体的形状，在同样截面积的条件下，圆形导体的表面积较小，而矩形和槽形的表面积则较大。导体的布置应采用散热效果最最佳的方式。3-4为什么要计算导体短时发热最高温度？如何计算？答：载流导体短路时发热计算的目的在于确定短路时导体的最高温度不应超过所规定导体短路时发热允许温度。当满足这个条件时，则认为导体在短路时，是具有热稳定性的。计算方法如下：1）有已知的导体初始温度 w；从相应的导体材料的曲线上查出 Aw；2）将 Aw 和 Qk 值代入式：1/S2Qk=Ah-Aw 求出 Ah；3）由 Ah 再从曲线上查得 h 值

7、。3-5等值时间的意义是什么等值时间法适用于什么情况？答：等值时间法由于计算简单，并有一定精度，目前仍得到广泛应用。但是曲线所示是根据容量为 500MW 以下的发电机，按短路电流周期分量衰减曲线的平均值制作的，用于更大容量的发电机，势必产生误差。这时，最好采用其它方法。3-6用实用计算法和等值时间法计算短路电流周期分量热效应，各有何特点？答：用实用计算法中的电流是短路稳态电流，而等值时间法计算的电流是次暂态电流。3-7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

8、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。3-8三相平行导体发生三相短路时最大电动力出现在哪一相上，试加以解释。答：三相平等导体发生三相短路时最大电动力出现在中间相 B 相上，因为三相短路时，B 相冲击电流最大。3-9导体的动态应力系数的含义是什么，在什么情况下，才考虑动态应力？答：动态应力系数 为动态应力与静态应力的比值，导体发生振动时，在导体内部会产生动态应力，对于动态应力的考虑，一般是采用修正静态计

9、算法，即在最大电动力 Fmax 上乘以动态应力系统数 ，以求得实际动态过程中的动态应力的最大值。3-10大电流母线为什么常采用分相封闭母线？分相封闭母线的外壳有何作用？答：大电流母线采用分相封闭母线是由于：1）运行可靠性高，因母线置于外壳内，能防止相间短路，且外壳多点接地，可保障人体接人体接触时的安全。2）短路时母线相间电动力大大降低，由于外壳涡流的屏蔽作用，使壳内的磁场减弱，对减小短路时的电动力有明显的效果；3）壳外磁场也因外壳电流的屏蔽作用而减弱，可较好改善母线附近的钢构发热；4）安装的维护工作量小。3-11怎样才能减少大电流母线附近钢构的发热？答：减小大电流母线附近的钢构发热的措施：1）

10、加大钢构和导体间的距离，使布磁场强度减弱，因而可降低涡流和磁滞损耗；2）断开钢构回路，并加装绝缘垫，消除环流；3）采用电磁屏蔽；4）采用分相封闭母线。4-1 对电气主接线的基本要求是什么？答：对电气主接线的基本要求是：可靠性、灵活性和经济性。其中保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。灵活性包括：操作、调度、扩建的方便性。经济性包括：节省一次投资，占地面积小，电能损耗少。4-2隔离开关与断路器的区别何在？对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？答：断路器具有专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通和切断电路的控制电器。而隔离开关没有灭弧装置，其开合电流极小，只能用来做设备停

11、用后退出工作时断开电路。4-3防止隔离开关误操作通常采用哪些措施？答：为了防止隔离开关误操作，除严格按照规章实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间加装电磁闭锁和机械闭锁装置或电脑钥匙。4-4主母线和旁路母线各起什么作用？设置专用旁路断路器和以母联断路器或者分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修出线断路器时，如何操作？ 答：主母线主要用来汇集电能和分配电能。旁路母线主要用与配电装置检修短路器时不致中断回路而设计的。设置旁路短路器极大的提高了可靠性。而分段短路器兼旁路短路器的连接和母联短路器兼旁路断路器的接线，可以减少设备，节省投资。当出线和短路器需要检修时，先合上旁路短路器，检

12、查旁路母线是否完好，如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上后会自动断开，就不能使用旁路母线。如果旁路母线完好，旁路断路器在合上就不会断开，先合上出线的旁路隔离开关，然后断开出线的断路器，再断开两侧的隔离开关，有旁路短路器代替断路器工作，便可对短路器进行检修。4-5发电机-变压器单元接线中，在发电机和双绕作变压器之间通常不装设断路器，有何利弊？答：发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得在选择出口断路器时，受到制造条件或价格等原因造成的困难。但是，变压器或者厂用变压器发生故障时，除了跳主变压器高压侧出口断路器外，还需跳发电机磁场开关，若磁场开关拒跳，则会出现

13、严重的后果，而当发电机定子绕组本身发生故障时，若变压吕高压侧失灵跳闸，则造成发电机和主变压器严重损坏。并且发电机一旦故障跳闸，机组将面临厂用电中断的威胁。4-6发电机与三绕组变压器或自耦变压器组成的单元接线中，为什么机端必须装设断路器？答：为了在发电机停止工作时，还能保持和中压电网之间的联系，在变压器的三侧均应装断路器。4-7一台半断路器接线与双母线带旁路接线相比，各有何利弊？一台半断路器接线中的交叉布置有何意义？答：一台半断路器接线，运行的可靠性和灵活性很高，在检修母线时不必用隔离开关进行大量的倒闸操作，并且调试和扩建也方便。但是其接线费用太高，只适用与超高电压线路中。双母线带旁路母线中，用

14、旁路母线替代检修中的回路断路器工作，使该回路不停电，适用于有多回出线又经常需要检修的中小型电厂中，但因其备用容量太大，耗资多，所以旁路设备在逐渐取消。一台半断路器接线中的交叉布置比非交叉接线具有更高的运行可靠性，可减少特殊运行方式下事故扩大。4-8选择主变压器时应考虑哪些因素？其容量、台数、型式应根据哪些原则来选择？答：影响主变压器选择的因素主要有：容量、台数、型式。其中单元接线时变压器应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后=（发电机的额定容量厂用容量支配负荷的最小容量）70%。为了确保发电机电压上的负荷供电可靠性，所接主变压器一般不应小于两台，对于工业生产的余热发电厂的中、小型电厂，可装一

15、台主变压器与电力系统构成弱连接。除此之外，变电所主变压器容量，一般应按 510 年规划负荷来选择。主变压器型式可根据：1）相数决定，容量为 300MW 及以下机组单元连接的变压器和 330kV 及以下电力系统中，一般选择三相变压器，容量为 60MW 的机组单元连接的主变压器和 500kV 电力系统中的主变压器经综合考虑后，可采用单要组成三相变压器组。2）绕组数与结构：最大机组容量为 125MW 及以下的发电厂多采用三绕组变压器，机组容量为 200MW 以上的发电厂采用发电机双绕组变压器单元接线，在 110kV 以上的发电厂采用直接接接系统中，凡需选用三绕组变压器的场合，均可采用自耦变压器。4-

16、9电气主接线中为什么要限制断路电流？通常采用哪些方法？答：短路电流要比额定电流大的多，有可能超过电器设备的承载能力，将电气设备烧毁，因此，必须限制短路电流，其中限制短路电流的方法有：1）在发电厂和变电所的 610kV 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自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：主要用来限制电缆馈线回路短路电流；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为什么分裂电抗器具有正常运行时电抗小，而断路时电抗大的特点？答：分裂电抗器在正常运行时两分支负荷电流相等，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，其中有X=X1-Xm=（1-f）X1 且 f=0.5 得 X=0.5X1，可见，在正常情况下，分裂电抗器每个臂的电抗仅为每臂自感电抗的 1/4。而当某一分支短路时，12=2(X1+Xm)=2X1(