大容量发电.docx

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大容量发电

电气基础理论知识

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1.  涡流是怎样产生的？

有何利弊？

答：

置于变化磁场中的导电物体内部将产生感应电流，以反抗磁通的变化，这种电流以磁通的轴线为中心呈涡旋形态，故称涡流。

在电机中和变压器中，由于涡流存在，将使铁芯产生热损耗，同时，使磁场减弱，造成电气设备效率降低，容量不能充分利用，所以，多数交流电气设备的铁芯，都是用0.35或0.5毫米厚的硅钢片迭成，涡流在硅钢片间不能穿过，从而减少涡流的损耗。

。

涡流的热效应也有有利一面，如可以利用它制成感应炉冶炼金属，可制成磁电式、感应式电工仪表，还有电度表中的阻尼器，也是利用磁场对涡流的力效应制成的。

2.  什么是趋表效应？

趋表效应可否利用？

答：

当直流电流通过导线时，电流在导线截面分布是均匀的，导线通过交流电流时，电流在导线截面的分布是不均匀的，中心处电流密度小，而靠近表面电流密度大，这种交流电流通过导线时趋于表面的现象叫趋表效应，也叫集肤效应。

考虑到交流电的趋表效应，为了有效地节约有色金属和便于散热，发电厂的大电流母线常用空心的槽形或菱形截面母线。

高压输配电线路中，利用钢芯铝线代替铝绞线，这样既节约了铝导线，又增加了导线的机械强度。

趋表效应可以利用，如对金属进行表面淬火，对待处理的金属放在空心导线绕成的线圈中，线圈中通过高频电流，金属中就产生趋于表面的涡流，使金属表面温度急剧升高，达到表面淬火的目的。

3.  什么是正弦交流电？

为什么普遍采用正弦交流电？

答：

正弦交流电是指电路中的电流、电压及电势的大小都随着时间按正弦函数规律变化，这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流称交变电流，简称交流。

交流电可以通过变压器变换电压，在远距离输电时，通过升高电压可以减少线路损耗。

而当使用时又可以通过降压变压器把高压变为低压，这既有利安全，又能降低对设备的绝缘要求。

此外，交流电动机与直流电动机比较，则具有构造简单，造价低廉，维护简便等优点。

在有些地方需要使用直流电，交流电又可通过整流设备将交流电变换为直流电，所以交流电目前获得了广泛地应用。

4.  什么是交流电的周期、频率和角频率？

答：

交流电在变化过程中，它的瞬时值经过一次循环又变化到原来瞬时值所需要的时间，即交流电变化一个循环所需的时间，称为交流电的周期。

周期用符号T表示，单位为秒。

周期越长交流电变化越慢，周期愈短，表明愈快。

交流电每秒种周期性变化的次数叫频率。

用字母F表示，它的单位是周/秒，或者赫兹，用符号Hz表示。

它的单位有赫兹，千赫、兆赫。

角频率与频率的区别在于它不用每秒钟变化的周数来表示交流电变化的快慢，而是用每秒种所变化的电气角度来表示。

交流电变化一周其电角变化为360，360等于2π弧度，所以角频率与同期及频率的关系为：

5.  什么是交流电的相位，初相角和相位差？

答：

交流电动势的波形是按正弦曲线变化的，其数学表达式为：

e=EmSinωt。

上式表明在计时开始瞬间导体位于水平面时的情况。

如果计时开始时导体不在水平面上，而是与中性面相差一个角，那么在t=0时，线圈中产生的感应电势为E=Emsinψ。

若转子以ω角度旋转，经过时间t后，转过ωt角度，此时线圈与中性面的夹角为：

（ωt+ψ）

上式为正弦电势的一般表达式，也称作瞬时值表达式。

式中：

ωT+ψ-----------------相位角，即相位；

  ψ---------------初相角，即初相。

表示t=0时的相位。

在一台发电机中，常有几个线圈，由于线圈在磁场中的位置不同，因此它们的初相就不同，但是它们的频率是相同的。

另外，在同一电路中，电压与电流的频率相同，但往往初相也是不同的，通常将两个同频率正弦量相位之差叫相位差。

6.  简述感抗、容抗、电抗和阻抗的意义。

答：

交流电路的感抗，表示电感对正弦电流的限制作用。

在纯电感交流电路中，电压有效值与电流有效值的比值称作感抗。

用符号X表示。

XL=U/I=ωL=2πfL。

上式表明，感抗的大小与交流电的频率有关，与线圈的电感有关。

当f一定时，感抗XL与电感L成正比，当电感一定时，感抗与频率成正比。

感抗的单位是欧姆。

纯电容交流电路中，电压与电流有效值的比值称做容抗，用符号XC表示。

即：

XC=U/I=1/2πfC。

在同样的电压作用下，容抗XC越大，则电流越小，说明容抗对电流有限制作用。

容抗和电压频率、电容器的电容量均成反比。

因频率越高，电压变化越快，电容器极板上的电荷变化速度越大，所以电流就越大；而电容越大，极板上储存的电荷就越多，当电压变化时，电路中移动的电荷就越多，故电流越大。

容抗的单位是欧姆。

应当注意，容抗只有在正弦交流电路中才有意义。

另外需要指出，容抗不等于电压与电流的瞬时值之比。

7.  交流电的有功功率、无功功率和视在功率的意义是什么？

答：

电流在电阻电路中，一个周期内所消耗的平均功率叫有功功率，用P表示，单位为瓦。

储能元件线圈或电容器与电源之间的能量交换，时而大，时而小，为了衡量它们能量交换的大小，用瞬时功率的最大值来表示，也就是交换能量的最大速率，称作无功功率，用Q表示，电感性无功功率用QL表示，电容性无功功率用QC表示，单位为乏。

在电感、电容同时存在的电路中，感性和容性无功互相补偿，电源供给的无功功率为二者之差，即电路的无功功率为：

Q=QL-QC=UISinφ。

8.  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、磁形式的那部分能量叫有功。

用于电路内电、磁场交换的那部分能量叫无功。

9.  什么是功率因数？

提高功率因数的意义是什么？

提高功率因数的措施有哪些？

答：

功率因数COSφ，也叫力率，是有功功率和视在功率的比值，即COS=P/S。

在一定的额定电压和额定电流下，功率因数越高，有功所占的比重越大，反之越低。

发电机的额定电压，电流是一定的，发电机的容量即为它的视在功率，如果发电机在额定容量下运行，其输出的有功功率的大小取决于负载的功率因数，功率因数低时，发电机的输出功率低，其容量得不到充分利用。

功率因数低，在输电线路上将引起较大的电压降和功率损耗。

因当输电线输送功率一定时，线路中电流与功率因数成反比即I=P/COSφ，当功率因数降低时，电流增大，在输电线电阻电抗上压降增大，使负载端电压过低，严重时，影响设备正常运行，用户无法用电。

此外，电阻上消耗的功率与电流平方成反比，电流增大要引起线损增加。

提高功率因数的措施有：

合理地选择和使用电气设备，用户的同步电动机可以提高功率因数，甚至可以使功率因数为负值，即进相运行。

而感应电动机功率因数很低，尢其是空载和轻载运行时，所以应该避免感应电动机空载或轻载运行。

安装并联补偿电容器或静止补偿等设备，使电路中总的无功功率减少。

10.  什么是三相交流电源？

它和单相交流电比有何优点？

答：

由三个频率相同，振幅相等，相位依次互差120度电角度的交流电势组成的电源称为三相交流电源。

它是由三相交流发电机产生的。

日常生活中所用的单相交流电，实际上是由三相交流电的一相提供的，由单相发电机发出的单相交流电源现在已经很少采用。

三相交流电较单相交流电有很多优点，它在发电、输配电以及电能转换成机械能等方面都有明显的优越性。

例如：

制造三相发电机、变压器都较制造容量相同的单相发电机、变压器节省材料，而且构造简单，性能优良，又如，由同样材料所制造的三相电机，其容量比单相电机大50%，在输送同样功率的情况下，三相输电线较单相输电线可节省有色金属25%，而且电能损耗较单相输电时少。

由于三相交流电有上述优点所以获得了广泛的应用。

11.高压厂用系统发生单相接地时有没有什么危害？

为什么规定接时间不允许超过两个小时？

答：

当发生单相接地时，接地点的接电流是两个非故障相对地电容电流的向量和，而且这个接地电流在设计时是不准超过规定的。

因此，发生单相接地时的接地电流对系统的正常运行基本上不受任何影响。

当发生单相接地时，系统线电压的大小和相位差仍维持不变，从而接在线电压上的电气设备的工作，并不因为某一相接地而受到破坏，同时，这种系统中相对地的绝缘水平是根据线电压设计的，虽然无故障相对地电压升高到线电压，对设备的绝缘并不构成危险。

为什么规定接地时间不允许超过两个小时，应从以下两点考虑：

（1）电压互感器不符合制造标准不允许长期接地运行。

（2）同时发生两相接地将造成相间短路。

鉴于以上两种原因，必须对单相接地运行时间有个限制，规定不超过2小时。

12.6KV厂用电源备用分支联锁开关BK作用？

答：

在BK投入时：

（1）工作电源断开，备用分支联投；

（2）保证工作电源在低电压时跳闸；

（3）保证工作电源跳开后，备用分支电源联投到故障母线时将过电流保护时限短接，实现零秒跳闸起到后加速的作用；

（4）能够保证6KV厂用电机低电压跳闸。

13.断路器的灭弧方法有那几种？

答：

断路器的灭弧方式大体分为：

（1）横吹灭弧式。

（2）纵吹灭弧式。

（3）纵横吹灭弧式。

（4）去离子栅灭弧式。

14.禁止用刀闸进行那些操作？

答：

（1）带负荷拉合刀闸。

（2）拉合320KVA及以上的变压器充电电流。

（3）拉合6KV以下系统解列后两端电压差大于3℅的环流。

（4）雷雨天气拉合避雷器。

15.过电压按产生原因可分几类，有何危害？

答：

（1）外过电压（又称大气过电压）：

直击雷过电压、感应雷过电压。

（2）内过电压：

工频过电压、操作过电压、谐振过电压。

数值较高的过电压，可以使设备绝缘弱点处发生击穿和闪络从而破坏系统的正常运行。

16.高压厂用母线低电压保护基本要求是什么？

答：

（1）当电压互感器一次侧或二次侧断线时，保护装置不应误动，只发信号，但在电压回路断线期间，若母线真正失去电压（或电压下降至规定值）。

保护装置应能正确动作。

（2）当电压互感器一次侧隔离开关因操作被断开时，保护装置不应误动。

（3）0.5秒和9秒的低电压保护的动作电压应分别整定。

（4）接线中应采用能长期承受电压的时间继电器。

17.断路器的拒动的原因有哪些?

答：

（1）直流回路断线。

（2）操作电压过低。

（3）转换接点接触不良。

（4）跳、合闸部分机械连杆有缺陷。

（5）220KV开关液压异常。

（6）220KVSF6开关气体压力低闭锁。

（7）同期或同期闭锁回路故障。

（8）保护投入不正确。

18.倒闸操作中应重点防止哪些误操作事故？

答：

（1）误拉、误合断路器或隔离开关。

2、带负荷拉、合隔离开关。

3、带电挂接地线或带电合接地刀闸。

4、带接地线或接地刀闸合闸。

5非同期并列。

除以上5点外，防止操作人员高空坠落、误入带电间隔、误登带电架构、避免人身触电，也是倒闸操作中须注意的重点。

19.高压厂用系统接地有何现象？

怎样选择？

答：

（1）现象：

a.警铃响,“母线接地”光字牌亮。

b.母线绝缘监视电压表一相降低或为零，其它两相升高或为线电压。

（2）处理：

a.如接地同时有设备跳闸，应禁止强送。

b.询问机、炉、燃等专业有无新启动设备或电机有无异常，如有，应瞬停一次进行选择。

c.有备用设备的可切换为备用设备运行。

d.按负荷由次要到主要的次序瞬停选择。

e.切换为备用变运行，判断是否工作电源接地。

f.经上述选择未找到故障点，应对厂用母线和开关等部位进行检查，但应严格遵守《电业安全工作规程》有关规定。

g.如系母线电压互感器接地，可利用备用小车开关做人工接地，将电压互感器停电，小车拉出或一次刀闸拉开，通知检修处理。

h.经选择未查出接地点，则证明母线接地，应停电处理。

i.故障点消除后，恢复故障前运行方式。

j.厂用单相接地运行时间不得超过两小时。

20.快速熔断器熔断后怎样处理?

答：

快速熔断器熔断后应作以下处理：

（1）快速熔断器熔断后，首先检查有关的直流回路有无短路现象。

无故障或排除故障后，更换熔断器试投硅整流器。

（2）若熔断器熔断同时硅元件亦有击穿，应检查熔丝的电流规格是否符合规定，装配合适的熔断器后试投硅整流器。

（3）设备与回路均正常时，熔断器的熔断一般是因为多次的合闸电流冲击而造成的，此时，只要更换同容量的熔断器即可。

21.熔断器选用的原则是什么？

答：

（1）熔断器的保护特性必须与被保护对象的过载特性有良好的配合，使其在整个曲线范围内获得可靠的保护。

（2）熔断器的极限分断电流应大于或等于所保护回路可能出现的短路冲击电流的有效值，否则就不能获得可靠的保护。

（3）在配电系统中，各级熔断器必须相互配合以实现选择性，一般要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大2-3倍，这样才能避免因发生越级动作而扩大停电范围。

（4）有要求不高的电动机才采用熔断器作过载和短路保护，一般过载保护最宜用热继电器，而熔断器只作短路保护。

22.厂用电系统操作一般有什么规定?

答：

厂用电系统操作的规定如下：

（1）厂用系统的倒闸操作和运行方式的改变，应按值长、值班长的命令，并通知有关人员。

（2）除紧急操作与事故外，一切正常操作均应按规定填写操作票及复诵制度。

（3）厂用系统的倒闸，一般应避免在高峰负荷或交接班时进行。

操作当中不应交接班，只有当全部结束或告一段落时，方可进行交接班。

（4）新安装或进行过有可能变更相位作业的厂用系统，在受电与并列切换前，应检查相序，相位正确。

（5）厂用系统电源切换前，必须了解两侧电源系统的联结方式，若环网运行，应并列切换。

若开环运行及事故情况下系统不清时，不得并列切换。

（6）倒闸操作考虑环并回路与变压器有无过载的可能，运行系统是否可靠及事故是否方便等。

（7）开关拉、合操作中，应检查仪表变化，指示灯及有关信号，以验证开关动作的正确性。

23.发电厂全厂停电事故处理的基本原则是什么?

答：

全厂停电事故发生后,运行人员应该立即进行事故处理,并遵循下列基本原则：

（1）从速限制发电厂内部的事故发展，消除事故根源并解除对人身和设备的威胁。

（2）优先恢复厂用电系统的供电。

（3）尽量使失去电源的重要辅机首先恢复供电。

（4）应迅速积极与调度员联系，尽快恢复电源，安排机组重新启动。

24.高压厂用工作电源跳闸有何现象？

怎样处理？

答：

（1）现象：

a.警报响，工作电源开关跳闸。

b.工作电源电流和电力表指示可能有冲击，开关跳闸后降为零。

c.0.5秒和9秒低压保护可能动作。

d.低压厂用工作电源和保安电源可能跳闸。

（2）处理：

a.如备用电源没联动，应立即手动投入。

b.若低压厂用工作电源跳闸，备用电源未联动，应立即手动投入备用电源开关。

c.若保安电源已跳闸，不论联动与否，均应迅速恢复正常运行，确保主机润滑油泵、密封油泵工作正常，如直流泵不联动，应强行启动直流油泵。

d.检查保护动作情况，作好记录，复归信号掉牌。

e.如高压厂用备用电源联动（或手投）后又跳闸，应查明原因并消除故障后，可再投一次备用电源开关。

f.高压厂用母线电压不能恢复时，拉开本段各变压器和电动机开关，调整各负荷运行方式，保障供电。

g.将本段全部小车拉出，进行检查和测定母线绝缘电阻，消除故障点后恢复送电。

h.恢复低压厂用电源的正常运行方式。

25.厂用电源事故处理有何原则?

答：

发电厂厂用电源中断，将会引起停机、停炉甚至全厂停电事故。

因此，厂用电源发生事故一般应按下列原则进行处理：

（1）当厂用工作电源因故跳闸，备用电源自动投入时，值班人员应检查厂用母线的电压是否已恢复正常，并应将断路器的操作开关闪光复归至相对应位置，检查继电保护的动作情况，判明并找出故障原因。

（2）当工作电源跳闸，备用电源未自动投入时，值班人员可不经任何检查，立即强送备用电源一次。

（3）备用电源自动投入装置因故停用中，备用电源仍处于热备用状态，当厂用工作电源因故跳闸，值班人员可不经任何检查，立即强送备用电源一次。

（4）厂用电无备用电源时，当厂用电源因故跳闸而由继电保护装置动作情况判明并非是厂用电源内部故障，则应立即强送此电源一次。

（5）当备用电源投入又跳闸或无备用电源强投工作电源后又跳闸，不能再次强送电。

这证明故障可能在母线上或因用电设备故障而越级跳闸。

6）询问机、炉有无拉不开或故障没跳闸的设备，

（7）将母线上的负荷全部停用,对母线进行外观检查。

（8）母线短时间内不能恢复送电时，应通知机、炉、燃专业启动备用设备，转移负荷。

（9）检查发现厂用母线有明显故障，对于具有两段母线的系统应停用故障段母线，加强对正常段母线的监视防止过负荷;对于单母线两半段用刀闸双跨的低压系统，应拉开双跨刀闸其中的一组，停用故障的半段母线，恢复正常半段母线的运行。

（10）有些母线故障可能影响某些厂用重要负荷造成被迫将发电机与系统解列事故，此时发电机按紧急事故停机处理，待母线故障消除后重新将发电机并列。

（11）母线故障造成被迫停机时，应设法保证安全停机电源的供电，以保证发电机及汽轮机大轴和轴瓦的安全。

26.电气事故处理的一般程序是什么?

答：

（1）根据信号、表计指示、继电保护动作情况及现场的外部象征，正确判断事故的性质。

（2）当事故对人身和设备造成严重威胁时，迅速解除；当发生火灾事故时，应通知消防人员，并进行必要的现场配合。

（3）迅速切除故障点（包括继电保护未动作者应手动执行）。

（4）优先调整和处理厂用电源的正常供电，同时对未直接受到事故影响的系统和机组及时调节，例如锅炉气压的调节，保护的切换，小系统频率及电压的调整等。

（5）对继电保护的动作情况和其它信号进行详细检查和分析，并对事故现场进行检查，以便进一步判断故障的性质和确定处理程序。

（6）进行针对性处理，逐步恢复设备运行。

但应优先考虑重要用户供电的恢复，对故障设备应进行隔绝操作，并通知检修人员。

（7）恢复正常运行方式和设备的正常运行工况。

（8）进行妥善处理：

包括事故情况及处理过程的记录，断路器故障跳闸的记录，继电保护动作情况的记录，低电压释放，设备的复置及直流系统电压的调节等。

27.处理电气事故时哪些情况可自行处理?

答：

下列情况可以自行处理：

（1）将直接对人员生命有威胁的设备停电。

（2）将已损坏的设备隔离。

（3）母线停电事故时，将该母线上的断路器拉开。

（4）当发电厂的厂用电系统部分或全部停电时，恢复其电源。

（5）整个发电厂或部分机组与系统解列，在具备同期并列条件时与系统同期并列。

（6）低频率或低电压事故时解列厂用电，紧急拉路等，处理后应将采取的措施和处理结果向调度详细汇报。

28.全连式分相封闭母线有哪些优缺点?

答：

有下列优点：

（1）封闭外壳消除了外界因素造成的母线短路的可能性，提高了运行的可靠性，减少了维护量。

（2）主母线产生的强磁场几乎全被封闭外壳所屏蔽，消除了母线附近钢构架的发热问题。

（3）由于外壳的屏蔽作用，短路电流通过时母线所承受的电动力只有裸露母线的20--30%，改善了母线及其支持绝缘子等设备的动稳定性。

（4）由于各相外壳等电位且与地相接，故对人身无影响。

有下列缺点：

（1）封闭母线结构庞大，材料消耗量大而且外壳环流的电能损耗也很大。

（2）经济性较差。

29.跳闸压板安装使用有哪些要求？

答：

（1）使用压板时开口端必须向上，防止压板解除使用时固定螺丝压不紧自动投入造成保护误动作。

（2）如果使用YY1—D型压板把“+”电源或跳闸回路的来线接在开口侧，也就是上部，以防压板碰连。

（3）禁止使用一个压板控制两个回路，严防混用。

（4）压板安装时相互距离应保证在打开，投入压板时不会相互碰连。

（5）在压板投入前检查继电器接点位置是否正确，对于晶体管保护回路应用万用表测量

确无电压再投。

（6）压板应注明用途和名称。

（7）长期不用的压板应取下，短期不用的压板应拧紧。

30.高压厂用系统一般采用何种接地方式？

有何特点？

答：

高压厂用系统一般采用中性点不接地方式，其主要特点是：

（1）发生单相接地故障时，流过故障点的电流为电容性电流。

（2）当厂用电（具有电气连系的）系统的单相接地电容电流小于10A时，允许继续运行2小时，为处理故障赢得了时间。

（3）当厂用电系统单相接地电容电流大于10A时，接地电弧不能自动消除，将产生较高的电弧接地过电压（可达额定相电压的3.5~3倍），并易发展为多相短路。

接地保护应动作于跳闸，中断对厂用设备的供电。

（4）实现有选择性的接地保护比较困难，需要采用灵敏的零序方向保护。

（5）无须中性接地装置。

31.低压厂用系统一般采用何种接地方式？

有何特点？

答：

低压厂用系统一般直接接地方式，其主要特点是单相接地时：

（1）中性点不发生位移，防止相电压出现不对称和超过380V。

（2）保护装置应立即动作于跳闸。

（3）对于采用熔断器保护的电动机，由于熔断器一相熔断，电动机会因两相运行而烧毁。

（4）为了获得足够的灵敏度，又要躲开电动机的启动电流，往往不能利用自动开关的过流瞬动脱扣器，必须加装零序电流互感器组成的单相接地保护。

（5）对于熔断器保护的电动机，为了满足馈线电缆末端单相接地短路电流大于熔断器额定电流的4倍，常需要加大电缆截面或改用四芯电缆，甚至采用自动开关作保护电器。

（6）正常运行时动力、照明、检修网络可以共用。

32.在中性点不接地系统中为何要安装绝缘监察装置？

答：

在中性点不接地系统中，当发生单相接地时由于非接地相对地电压升高，极有可能有发生第二点接地，即形成两点接地短路，尤其是发生电弧性间歇接地而引起网络过电压。

因此要及时发现单相接地情况，既必须装设绝缘监察装置检查判别接地情况，并及时处理。

33.熔断器的作用及有何特点？

答：

熔断器是最简单的一种保护电器，它串联于电路中，是借容体电流超过限定值而融化、分断电路的一种用于过载和短路保护的电器熔断器最大特点是结构简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低廉。

由于可靠性高，故广泛使用在低压（1000V）系统中。

在35KV及以下的高压系统中，则广泛用于保护电压互感器和小容量电器设备，在短路容量较小的电路中，熔断器配合负荷开关可以代替昂贵的高压熔断器。

34.为什么运行人员要清楚了解本厂的电气一次接线与电力系统的连接？

答：

电气设备运行方式的变化都是和电气一次主接线分不开的，而运行方式又是运行人员在正常巡视检查设备、监盘调整、倒闸操作以及事故处理过程中用来分析、判断异常和事故的根据。

35.在什么情况下容易发生操作过电压？

答：

（1）切、合电容器组或空载长线路。

。

（2）断开空载变压器、电抗器、消弧线圈及同步电动机等

（3）在中性点不接地系统中，一相接地后，产生间歇性电弧等。

36.隔离开关不允许进行哪些操作？

答：

隔离开关没有灭弧装置，严禁带负荷拉闸或合闸操作。

37.什么叫做断路器的额定电流、额定电压？

答：

断路器的额定电压系指铭牌上所标注的电压，断路器应能长期在超过此电压10～15％的电压下工作，但不得超过断路器的最高允许电压。

断路器的额定电流系指正常运行时，断路器允许的最大工作电流。

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