华南理工发电厂电气部分作业.docx

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华南理工发电厂电气部分作业

2016年华南理工发电厂电气部分作业

作业

一．单项选择题

1.下面所述的电压等级，是指特高压交流输电线路的电压等级（D）

A）330kV；B）±500kV；C）±800kV；D）1000kV；E）220kV

2.下面所述的电压等级，是指特高压直流输电线路的电压等级（C）

A）330kV；B）±500kV；C）±800kV；D）1000kV；E）220kV

3.能源按被利用的程度，可以分为（B）

B）常规能源、新能源

4.能源按获得的方法分，可以分为（A）

A）一次能源、二次能源

5.隔离开关的控制可分为（A）

A）就地控制与远方控制

6.载流导体三相短路时，电动力计算主要考虑工作条件最恶劣的一相，即（D）

D）中间相

7.对线路停电的操作顺序是（D）

D．先分断路器，再分线路隔离开关，最后分母线隔离开关

1.

2.当断路器的绝缘和截流部分不超过其长期工作的最高允许温度时，断路器允许通过的最大电流值。

（错）

3.SF6全封闭组合电器是以绝缘油作为绝缘和来弧介质，以优质环氧树脂绝缘子作支撑元件的成套高压组合电器。

（　错　）

4.高型配电装置是将一组母线及隔离开关与一组母线及隔离开关安装在上下重叠保持大约3米的高度两个上下水平面，以便工作人员能够在地面上安全活动。

（　错）

5.厂用电接线的全厂公用负荷，不需要设置公用段，分布在不同分段上即可；（错）

6.电气设备的额定电流IN是指在额定环境温度0°条件下，电气设备的长期允许电流；（错）

6.输电线路送电的正确操作顺序是：

先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器。

（对）

7.电流互感器的准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，二次电流为额定值时的最大电流误差。

（错）

8.电抗百分数实质为以电抗器额定参数（UN、IN）为基准的标么值。

（对）

9.弧隙间最初产生电子的主要原因是强电场发射，但维持电弧燃烧则是由碰撞游离所致。

（对）

10.电抗器采用品字形布置时，不应将A、C相重叠在一起。

（错）

三、．简答题

1.输电线路送电的正确操作顺序？

答：

输电线路送电的正确操作顺序：

先合母线侧隔离开关，再合出线侧隔离开关，最后合断路器。

2.什么是电气主接线？

答：

电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。

3.厂用电率的定义？

答：

厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率.

4.电流互感器的准确级的定义？

答：

电流互感器的准确级：

电流互感器在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。

5.电压互感器的准确级定义？

答：

电压互感器的准确级：

电压互感器在规定的一次电压合二次负荷变化范围内，符合功率因数为额定值时，电压误差的最大值。

6.电弧燃烧的物理过程有哪些？

答：

电弧的产生维持是触头绝缘介质的中性质点（分子和原子）被游离的结果，游离就是中性质点转化为带电质点。

电弧的形成主要是碰撞游离所致。

动、静触头分离瞬间，阴极表面主要是热电子发射和强电场电子发射。

维持电弧燃烧的是热游离。

游离和去游离是电弧燃烧中的两个相反过程。

若游离过程大于去游离过程，则电弧继续燃烧；若去游离过程大于游离过程，则电弧逐渐熄灭。

随着交流电流的周期性变化，电弧电流也将每隔半周过零一次。

在电弧电流自然过零前后，电源向弧隙输送的能量较少，电弧温度和热游离下降，而去游离作用继续进行，电弧将自然熄灭。

电弧电流数值随时间变动，电弧的功率也随电弧电流变动。

电弧功率增大时，电弧的温度增加；反过来，当电弧功率减小时，电弧的温度降低。

在交流电弧自动熄灭后，弧隙中存在着两个恢复过程：

弧隙介质强度恢复过程；弧隙电压恢复过程。

如果弧隙电压高于介质强度耐受电压，则弧隙就被击穿，电弧重燃。

如果弧隙电压低于介质强度耐受电压，则电弧不再重燃，即最终熄灭。

7.限制短路电流的方法有哪些？

答：

限制短路电流的方法如下：

一、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； 

二、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。

三、采用不同主接线形式和运行方式。

8.电压母线均采用按锅炉分段接线方式的优缺点？

答：

电压母线均采用按锅炉分段接线方式的特点①若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的运行，使事故影响的范围局限在一机一炉；②厂用电系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气设备的选择；③将同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上，便于运行管理和安排检修。

9．轻水堆核电站可分为哪两类？

这两类核电站在工作原理上主要有何区别？

答：

①轻水堆又分为压水堆和沸水堆。

②主要区别：

压水堆核电站的整个系统分为两个部分，一回路系统与二回路系统，两个系统完全隔开，各自是一个密闭的循环系统，二回路的水不会被放射性污染。

一回路中高压冷却水带走反应堆产生的热量再通过蒸汽发生器和二回路交换热量，结构复杂，一回路冷却水压力为15MPa，该回路设有稳压器，确保系统压力稳定不使一系统沸腾。

二回路压力为7MPA，产生的蒸汽供汽轮发动机。

反应堆包壳破裂只会使一回路放射性增加，而不会污染二回路。

压水堆以轻水作慢化剂和冷却剂，反应堆体积小，建设周期短，造价低，运行维护方便，需处理的放射性废气、废液、废物少。

沸水堆只有一个回路，没有蒸汽发生器和稳压器。

反应堆产生的饱和蒸汽经分离器和干燥器除湿后直接进入汽轮机做功，汽轮机会受到放射性的沾污。

由于沸水堆芯下部含汽量低，堆芯上部含汽量高，因此下部核裂变的反应性高于上部。

为使堆芯功率沿轴向分布均匀，沸水堆的控制棒是从堆芯下部插入的，而压水堆堆芯从上部插入。

沸水堆系统中水会产生沸腾，燃料元件可能因传热恶化而烧毁。

10.电流互感器在运行时二次绕组严禁开路的原因 ？

答：

电流互感器在运行时二次绕组严禁开路的原因：

二次绕组开路时，电流互感器由正常工作状态变为开路状态，I2=0，励磁磁动势由正常为数甚小的10N1骤增为11N1，铁心中的磁通波形呈现严重饱和和平顶波，因此，二次绕组将在磁能过零时，感应产生很高的尖顶电动势，其值可达数千伏甚至上万伏（与Ki及Ii大小有关），危及工作人员的安全和仪表、继电器的绝缘。

由于磁感应强度剧增，会引起铁心和绕组过热。

此外，在铁心中还会产生剩磁，使互感器准确级下降。

11.防电气误操作事故的“五防”是指什么？

答：

防电气误操作事故的“五防”是：

防止误拉（合）断路器；防止带负荷拉（合）隔离开关；防止带地线（接地闸刀）合闸；防止带电合接地闸刀（挂地线）；防止误入带电间隔。

12.抽水蓄能电厂在电力系统中的作用。

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.

13.高压开关电气设备主要采用哪些方法进行灭弧？

答：

（1）利用灭弧介质

（2）采用特殊金属材料作灭弧触头（3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈的冷却而复合（4）采用多断口灭弧（5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧.

14.试述电抗器品字形布置时，各相电抗器的摆放位置？

并解释采用该种摆放方式的原因。

答：

电抗器品字形布置时A相、B相重叠，C相摆在一边，品字形布置时不能把AC相重叠，因为B相与A、C相线圈的绕向相反。

15．简述近阴极效应的原理？

答：

在t＝0电流过零瞬间，介质强度突然出现0a（0a’、0a”）升高的现象，称为近阴极效应。

16.试解释GIS（GasInsultedSwitchgear）？

答：

GIS即气体全封闭组合电器；由断路器、隔离开关、快速或慢速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线和出线套管等元件，按电气主接线的要求依次连接，组合成一个整体，并且全部封闭于接地的金属外壳中，壳体内充一定压力的SF6气体，作为绝缘和灭弧介质。

通称为SF6全封闭组合电器。

17.试画出两台变压器、两条出线时，内桥形接线的电气主接线图，并简述该接线的适用场合。

答：

两台变压器、两条出线时，内桥形接线的电气主接线图如上图。

内桥接线在线路故障或切除、投人时，不影响其余回路工作，并且操作简单：

而在变压器故障或切除、投入时，要使相应线路短时停电且操作复杂。

因而该接线一般适用于线路较长（相对来说线路的故障几率较大）和变压器不需要经常切换（如火电厂）的情况。

18.什么是厂用电动机的自启动？

根据运行状态，自启动方式有哪些？

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。

根据运行状态，自启动方式分为：

⑴失压自启动；⑵空载自启动；⑶带负荷自启动。

 进行电动机自启动校验的原因：

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。

20.掌握分段断路器兼作旁路断路器的接线的倒闸操作步骤？

答：

21.学习灯光监视的电磁操动机构断路器的控制回路何信号回路展开图。

试述该断路器的“手动合闸”原理 ?

答：

控制回路和信号回路的工作过程如下。

手动合闸。

合闸前断路器处于跳闸状态，其动断辅助触点QFl—2在合位；同时，控制开关处于“跳闸后"位置，由表可知，触点SA1l一10现处于接通状态。

这样，正电源经SA11—10到绿灯HG-QF1—2一合闸接触器KM至负电源形成通路，绿灯HG发平光，因HG及其右侧电阻的限流作用，回路电流不足以使KM动作。

绿灯发平光既可表示断路器正处于跳闸位置、控制开关手柄位置与断路器实际位置相对应，还表明控制电源与合闸回路均属完好。

此时，将控制开关手柄顺时针方向转90。

，即进入“预备合闸，，位置，使触点SA9—10、SA14—13接通，而SA11—10断开，让绿灯回路改接到闪光母线M100（+）上，使绿灯发闪光，提醒操作人员核对是否选择了正确的操作对象。

此时，因断路器仍在开位，故其动合辅助触点QF3—4处于断开位置，这样红灯回路处于断开状态。

接下来可将控制开关再顺时针转45。

至“合闸’’位置。

此时，触点SA5—8接通，且断路器动断辅助触点QF1—2仍在合位、动合辅助触点QF3—4仍在开位，故跳闸回路是断开的，防跳继电器电流线圈KCFv中无电流通过；控制开关SA在转至“合闸"位置之前跳闸回路是断开的，SA5—8处在未连通状态，且防跳继电器触点KCF1—2是断开的，故防跳继电器的电压线圈KCFV上无电压。

这样，当控制开关SA转至“合闸’’位置时，防跳继电器触点KCF3—4在合位．KCF1—2和KCF5—6在开位，正电源经SA5—8一KCF3—4一断路器动断辅助触点QF1—2一合闸接触器KM至负电源，KM动作，使图中下方合闸线圈回路的两个KM动合触点闭合．断路器合闸线圈YC通电，致使断路器电磁式操动机构动作合闸。

合闸完毕后，图中断路器的辅助触点QF1一2和QF3—4的状态也相继发生变化，合闸回路中辅助触点QF1—2断开．跳闸回路中辅助触点QF3—4接通，同时事故跳闸音响中辅助触点QF5—6断开。

最后操作人员放开操作手柄，手柄会在内部弹簧的作用下返回到垂直位置，即“合闸"后位置。

于是，触点SAl6一13闭合，红灯回路接通，红灯HR发平光，表示断路器已处于合闸状态。

22．说明分裂电抗器的计算方法和工作原理，并说明如何完成如下计算

（1）计算正常工作时的穿越型电抗；

（2）计算臂1短路时的分裂型电抗；（3）基于上述计算结果，说明分裂电抗器相对普通电抗器有何特点。

答：

分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，只是绕组中心有一个抽头，将电抗器分为两个分支，即两个臂1和2，一般中心抽头用来连接电源，1和2用来连接大致相等的两组负荷，如图所示。

正常工作时，两个分支负荷的电流相等，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，如上图，每臂的磁通在另一臂中产生互感电抗，则每臂的运行电抗（称穿越型电抗）为X=KL-XM=XL-fXL=（1-f）XL 

式中：

XL为每臂的自感电抗；XM为每臂的互感电抗；f为互感系数，f=XM/XL 

当分支1出线短路时，若忽略分支2的负荷电流，显然分裂电抗器臂1对经变压器T提供的短路电流呈现的运行电抗值为XL（称为单臂型电抗）。

而对臂2可能送来的短路电流IKG（负荷中的大型电动机在短路瞬间的反馈电流）和系统送来的短路电流IKS在分裂电抗器中的流向是相同的，磁通也是相同的，如上图b，每一臂由IKQ=IKS+IKG产生的磁通在另一臂中产生正的互感电抗，则两臂的总电抗（称为分裂电抗）为X12=2（XL+XM）=2XL（1+f） 可见当f=0.5时，X12=3XL，分裂电抗能有效的限制另一臂送来的短路电流。