10级清考复习提纲《发电厂电气部分》含答案版复习题315副本解析文档格式.docx
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整个过程可以分为三个系统：
1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；
2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；
3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
能量的转换过程是：
燃料的化学能－热能－机械能－电能。
5、水力发电厂的基本生产过程
答：
基本生产过程是：
从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。
6、轻水堆核电厂的分类
轻水堆核电站可以分为压水堆核电站和沸水堆核电站。
1、一次设备、二次设备的概念
一次设备：
通常把生产、变换、输送、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
二次设备：
对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称二次设备
2、断路器、隔离开关的区别
断路器具有灭弧装置，正常运行时可接通或断开电路，在故障情况下，受继电保护的作用，能将电路自动切断。
隔离开关由于没有灭弧装置，不能开断负荷电流或短路电流。
安装隔离开关的目的是，在设备停运后，用隔离开关使停运的设备与带电部分可靠地隔离，或起辅助切换操作。
3、母线的作用
母线的作用：
起汇集和分配电能的作用
4、分相封闭母线的优缺点
分相封闭母线的优缺点：
优点：
（1）供电可靠性高
（2）运行安全（3）由于外壳的屏蔽作用，母线电动力大大减少，而且基本消除了母线周围钢构件的发热（4）运行维护工作量少
缺点：
（1）母线散热条件差
（2）外壳上产生损耗（3）金属消耗量增加
5、发电机中性点接地方式及作用
发电机中性点接地方式及作用：
发电机中性点为高电阻接地方式，用来限制电容电流。
发电机中性点为高电阻接地系统，目的是限制发电机电压系统发生弧光接地时长生的过电压，使之不超过额定电压的2.6倍，以保证发电机及其其他设备的绝缘不被击穿。
1、发热对电气设备的影响
使绝缘材料的绝缘性能降低；
使金属材料的机械强度下降；
使导体接触部分的接触电阻增加
2、导体发热和散热的主要形式
导体发热的主要形式有对流、辐射和导热三种。
散热的主要形式是辐射和对流形式。
3、热稳定概念
当短路时导体的最高温度不超过所规定的导体短时发热允许温度时，认为导体在流过短路电流时具有热稳定性。
4、动稳定校验的概念
通过研究短路冲击电流产生电动力的大小和特征，选择适当强度的导体和电气设备，保证足够的动稳定性。
5、载流导体长期发热和短期发热的特点、载流导体短期发热的计算
长期发热的特点：
其温度变化范围不大，因此电阻R、比热容c及散热系数a均可视为常数。
短期发热的特点：
（1）发热时间短，产生的热量来不及向周围介质散布，可认为在短路电流持续时间内所产生的全部热量都用来升高导体自身的温度，即认为是一个绝热过程。
（2）短路时导体温度变化范围很大，它的电阻和比热容不能再视为常数，而应为温度的函数。
6、导体的正常最高允许温度、短时最高允许温度
为了保证导体可靠地工作，须使其发热温度不得超过一定限值。
这个限值叫做最高允许温度。
按照有关规定：
导体的正常最高允许温度，一般不超过＋70℃。
导体通过短路电流时，短时最高允许温度可高于正常最高允许温度，对硬铝及铝锰合金可取200℃，硬铜可取300℃。
第四章电气主接线以及设计
1、电气主接线定义、主接线基本要求及设计程序
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。
基本要求：
可靠性，灵活性，经济性。
设计程序：
1.对原始资料分析。
2.主接线方案的拟定与选择。
3.短路电流计算和主要电气选择。
4.绘制电气主接线图。
5.编制工程概算。
2、主接线型式及分类
分为有汇流母线和无汇流母线，有汇流母线可概括分为单母线接线和双母线接线，无汇流母线接线主要有桥形接线、角形接线和单元接线
3、单母（分段）、双母（分段）及其带旁路接线、一台半断路器接线的主接线图、运行方式及其典型的倒闸操作步骤
4、限制短路电流的措施
1.装设限流电抗器2.低压侧分裂绕组变压器3采用不同的主接线方式和运行方式5、分裂电抗器限制短路电流的原理
正常运行时，两个分支上的电流大小相等，方向相反。
产生相反的磁通。
每臂上的运行电抗X＝XL-Xu=（1-f）.可见正常时每个臂的工作电抗减少；
当分支发生短路时，两臂的总电抗为：
X12＝2（1+f）XL..可见有效地抑制短路电流。
6、变压器类型和容量的选择依据
1、单元接线的主变压器
单元接线的主变压器容量应按照发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。
采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应按单元接线的计算原则计算出的两台机容量之和来确定。
2、具有发电机电压母线接线的主变压器
（1）当发电机电压母线上的负荷最小时，应能将发电机剩余的功率送入系统。
（2）当接入发电机电压母线上的最大一台发电机停用时，能由系统倒送功率供给机压母线的最大负荷。
（3）对于装有2台及以上的主变压器时，当其中1台故障或检修时，其他主变压器应能输送母线剩余功率传输功率的70%。
（4）当丰水季节为充分利用水能发电而对本厂发电机出力进行限制时，应能从系统返送电能满足发电机电压母线的最大负荷
3、连接两种升高电压母线的联络变压器
联络变压器一般只设一台，最多不超过两台，否则会造成布置和引接线的困难。
（1）容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下有功功率和无功功率交换；
（2）容量一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器满足本侧负荷的要求；
同时也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。
4、变电站主变压器
一般应按5~10年规划负荷来选择。
根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。
第五章厂用电
1、厂用电源的类型、厂用电率概念
发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，有大量由电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备的正常运行。
这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、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。
厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。
2、厂用负荷的分类、厂用电负荷的计算方法
Ⅰ类厂用负荷、Ⅱ类厂用负荷、Ⅲ类厂用负荷、事故保安负荷、不间断供电负荷
3、明备用、暗备用概念
备用电源有明备用和暗备用两种方式。
明备用方式，设置专用的备用变压器（或线路），经常处于备用状态（停运），当工作电源因故断开时，由备用电源自动投入装置进行切换接通，代替工作电源，承担全部厂用负荷。
按备用方式，不设专用的备用变压器（或线路），而将每台工作变压器容量增大，相互备用，当其中任一台厂用工作变压器退出运行时，该台工作变压器所承担负荷由另一台厂用工作变压器供电。
4、厂用电动机自启动概念、分类及其自启动校验的原因
若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间内，厂用又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程成为电动机的自启动。
三类：
失压自启动，空载自启动，带负荷自启动。
校验原因：
若参加自启动的电动机数量多、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，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。
5、厂用电各级电压母线按锅炉分段的接线方式有何特点
（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。
第六章导体和电气设备的原理与选择
1、最大持续工作电流的选取，环境条件对设备选择的影响及修正，哪些情况下可不校验热稳定或动稳定。
最大持续电流的选取：
环境条件对设备选择的影响及修正：
下列情况下可不校验热稳定或动稳定：
（1）用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定
（2）采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定
（3）装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不验算动、热稳定
2、电弧的形成与熄灭的基本原理、近阴极效应
电弧的形成主要是碰撞游离所致。
决定熄弧的基本因素是弧隙的介质强度恢复过程和加在弧隙上的弧隙电压恢复过程。
耐受电压大于恢复电压。
3、现代高压开关电器的常用灭弧方法
1、利用灭弧介质。
2、利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地冷却而复合。
4、采用多断口熄弧。
5、提高断路器触头的分离速度。
（迅速拉长电弧，降低弧隙电场强度；
并使电弧的表面加大，利于冷却电弧和带电质点的在周围介质中的扩散和离子复合。
）
4、断路器开断三相电路、首先开断相、后续开断相
当三相发生短路时，断路器就开断三相电路，但是，各相电流过零时间不同，因此，电弧电流过零就有先后。
先过零的一相电弧熄灭，此相称为首先开断相。
其后开断的相，称为后续开断相。
断路器开断三相电流包括开断中性点不直接接地与直接接地系统的三相接地短路电路，断路器在开断短路电路时，首先开断相的恢复电压最大，所以，断口电弧的熄灭，关键所在于首先开断相。
但是，后续开断相，燃弧时间将比首先开断相延长0.005s，相对来讲，电弧能量又较大，因而可能使触头烧坏、喷油、喷气等现象比首先开断相更为严重。
5、隔离开关的作用
1.隔离电压2.倒闸操作3.分、合小电流
6、为何电流互感器二次绕组严禁开路
因为二次绕组开路时，电流互感器由正常短路工作状态变为开路工作状态，
=0,励磁磁动势由正常为数甚小的
骤增为
，铁心中的磁通波形呈现严重饱和的平顶波，因此，二次绕组将在磁通过零时，感应产生很高的尖顶波电动势，其值可达数千伏甚至上万伏，危及工作人员安全和仪表、继电器的绝缘，由于磁感应强度骤增，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。
（结合图6－8a将有助于你的理解）
7、电压互感器、电流互感器的准确级定义
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。
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。
8、电流互感器常用的接线方式。
单相接线、星形接线、不完全星形接线。
9、3－35kV、100kV及以上不同电压等级时，电压互感器与电网的连接方式
3－35KV电压互感器：
经隔离开关和熔断器接入高压电网。
110KV及以上：
只经过隔离开关与电网连接。
10、电压互感器、电流互感器的配置原则
电压互感器的配置：
（1）母线：
工作母线和备用母线都应装一组三绕组电压互感器，而旁路母线可不装。
母线如分段应在各分段上各装一组三绕组电压互感器。
（2）线路：
35kV及以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压、进行同步和设置重合闸，装有一台单相电压互感器。
（3）发电机：
一般在发电机出口装设2~3组TV。
（4）变压器：
变压器低压侧有时为了满足同期或保护要求，需要设置一组TV。
电流互感器的配置:
P197
（1）所有支路均应按测量及继电保护要求装设电流互感器。
（发电机、变压器、出线、
母线分段、母联、旁路等回路）
（2）保护用电流互感器装设地点应按尽量消除主保护装置的死区设置。
（3）为防止互感器套管闪络造成母线故障，其互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。
（4）为减轻内部故障对发电机损伤，励磁调节用TA应布置在发电机定子出线侧，为便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量TA布置在发电机中性点侧。
11、如何选择普通电抗器的电抗百分数、（半）穿越电抗、分裂电抗定义及大小关系
普通电抗百分比：
a.按将短路电流限制到一定数值的要求来选择。
b.正常运行时电压损失校验。
c.母线残压校验。
（半）穿越电抗：
分裂电抗：
a.按将短路电流限制到要求值来选择
b.电压波动检验
c.短路时残压及电压偏移校验
12、导体截面选择方法
导体截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。
第七章配电装置
1、最小安全净距的定义及分类
最小安全净距是指再这一距离下，无论再正常最高工作电压或出现内、外部过电压时，都不致使空气间隙被击穿。
对于敞露再空气中的屋内、外配电装置中各有关部分之间的最小安全净距分为A、B、C、D、E五类。
A值：
A1－带电部分至接地部分之间的最小电气净距A2－不同相的带电导体之间的最小电气净距B值：
B1－带电部分至栅状遮拦间的距离和可移动设备在移动中至带电裸导体间的距离B2－带电部分至网状遮拦间的电气净距C值：
无遮拦裸导体至地面的垂直净距。
保证人举手后，手与带电裸体间的距离不小于A1值。
D值：
不同时停电检修的平行无遮拦裸导体之间的水平净距。
E值：
屋内配电装置通向屋外的出线套管中心线至屋外通道路面的距离。
2、屋内、屋外配电装置的分类
发电厂和变电站的屋内配电装置，按其布置型式，一般可以分成三层式，二层式和单层式。
根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装置。
3、GIS的定义、成套配电装置的特点
GIS：
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。
成套配电装置的特点：
a.电气设备布置在封闭或半封闭的金属中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；
b.所有电气设备已在工厂组装成一体，大大减少现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬迁；
c.运行可靠性高，维护方便；
d.耗用钢材较多，造价较高。
4、电气五防
防止误拉合隔离开关、带接地线合闸、带电合接地开关、误拉合断路器、误入带电间隔
5、电抗器的安装布置方式
垂直布置、品字形布置、水平布置。
垂直布置时B相应放在上下两项之间：
品字形布置时不应将A、C相重叠在一起，其原因是B相电抗器线圈的缠绕方向与A、C相线圈相反，这样在外部短路时，电抗器相间的最大作用力是吸引力，而不是排斥力，以便利用瓷绝缘子抗压强度比抗拉强度大得多的特点。
第八、九、十章发电厂和变电站的控制与信号、电气设备选择及热、动稳定校验
1、发电厂的控制方式，及各种控制方式的区别
宏观：
主控制室控制方式：
机炉电相关设备的控制采用分离控制，即设电气主控制室、锅炉分控制室和汽机分控制室。
主控制室为全厂控制中心，负责起停机和事故处理方面的协调和指挥。
机炉电集中控制方式：
一般将机、炉、电设备集中在一个单元控制室（简称集控室控制）。
微观：
分为模拟信号测控方式和数字信号测控方式。
2、变电站的控制方式
变电站的控制方式：
按有无值班员分为值班员控制方式、调度中心或综合自动化站控制中心远方遥控方式。
即使对于值班员控制方式，还可按断路器的控制手段分为控制开关控制和计算机键盘控制；
控制开关控制方式还可分为在主控室内的集中控制和在设备附近的就地控制。
按控制电源电压的高低变电站的控制方式还可分为强电控制和弱电控制。
5、断路器“跳跃”现象的概念
因断路器合闸时，如遇永久性故障，继电保护使其跳闸，此时，如果控制开关未复归或自动装置触点被卡住，将引起断路器再次合闸继又跳闸，即出现“跳跃”现象，容易损坏断路器。
题号
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14
15
答案
×
√
1.目前世界上使用最多的是核电厂是重水堆核电厂，即压水堆核电厂和沸水堆核电厂。
2.防电气误操作事故的“五防”是指防止误拉合隔离开关、防止带接地线合闸、防止误拉合断路器、防止带电合接地开关和防止误入带电间隔。
3.衡量电气主接线完成功能和丧失功能的判据可能是保证某回路或某若干回路供电连续性的概率、保证发电出力的概率、保证母线电能质量的概率等。
4．设计电气主接线方案比较常用的方法有：
最小费用法、净现值法、内部收益率法，抵偿年限法等。
5.电气主接线设计技术经济分析的基本原则中，可靠性原则是指：
（1）满足需要上可比；
（2）价格指标上可比；
（3）时间上可比。
6.最小安全净距就是在这一距离内出现内部、外部过电压时，避免使得空气间隙被击穿。
7.电气主接线又称为电气一次接线图，它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。
8.火力发电厂的锅炉和汽轮机都受最小技术负荷的限制。
锅炉的最小技术负荷取决于燃烧的稳定性，因锅炉类型及燃料种类不同，其值约为额定负荷的25%～70%。
9.限制短路电流的方法主要有：
装设限流电抗器（普通电抗器、分裂电抗器）、采用三绕组变压器或自耦变压器、采用不同的主接线形式和运行方式。
10.在发电厂和变电站中，保证安全的技术措施有：
a.停电；
b.验电；
c.装设接地线；
d.悬挂标示牌和装设遮栏。
11.在发电厂和变电站中，保证安全的组织措施有：
a.操作票制度；
b.工作许可制度；
c.工作监护制度；
d.约时间送电制度。
12.在全部停电或部分停电的电气设备上工作时，应做好相关安全措施，倒闸操作应尽量安排在交接班时进行。
13.火电厂的能量转换过程是：
燃料的化学能->
热能->
机械能->
电能。
14.抽水蓄能电厂在电力系统中的作用主要有：
调峰、填谷、事故备用、调频、调相、黑启动、蓄能。
15.发电厂按使用能源划分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、风力发电厂和其他如地热发电厂、太阳能发电厂等。
1、断路器的开断时间是指从接受分闸命令瞬间起到什么时候止？
（B）
A．所有电弧触头均分离的瞬间为止B．各相触头分离后电弧完全熄灭为止
C．首相触头电弧熄灭为止D．主触头分离瞬间为止
2、电流互感器采用匝数补偿法可以减少（C）
A电流误差B角误差C电流误差和角误差D读数误差
3、三相电动力计算公式中的形状系数Kf决定于什么？
（D）
A．导体的机械强度B．导体的形状
C．导体的布置位置D．导体的形状及相对位置
4、灯光监视的断路器控制回路发生自动合闸的灯光信号是（A）
A红灯闪光B绿灯平光C红灯、绿灯都闪光D红灯平光
5、断路器的主触头在断开状态，断路器的常闭辅助接点处于（A）
A闭合B断开C要有具体的电路才能够确定D均有可能
6、如果要求任一组母线发生短路故障或检修均不会影响各支路供电，则应选用哪一种主接线方式？
（C）
A.双母线接线B.双母线分段带旁路接线
C.二分之三接线D.单母线分段接线
7、一般情况下，电力网中的有功功率损耗约占发电厂输出功率的7%～8%;
火电厂厂用电约占发电厂出力的5%～10%，水电厂厂用电一般只占（C）。
A．7%～8%B．5%～10%C．1%左右D．15%～20%
8、断路器“防跳”装置的作用是什么？
（D）。
A.防止断路器拒动B.保证断路器可靠地熄弧
C.正确表示断路器的位置状态D.避免断路器发生多次“合一跳”
9、铝母线短路时的发热允许温度是什么？
（C）。
A．70℃B．98℃C．200℃D．300℃
10、经技术经济比较,我国有关设计技术规程中规定,对于容量为（B）的机组,其高压厂用电电压宜采用6KV。
A.600MW及以上B.100～300MW
C..60MW及以下D25MW以下
11、输电线路停电的正确操作顺序为（D）
A．先合母线隔离开关，再合断路器，最后合线路隔离开关
B．先断开线路断路器，再断开母线侧隔离开关，最后断开线路侧隔离开关
C．先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器
D．先断开线路断路器，再断开线路侧隔离开关，最后断开母线侧隔离开关
12、各类安全距离在国家颁布的有关规程中均有规定。
当实际距离大于安全距离时，人体及设备才安全。
220kV和500kV设备的安全距离分别是（D）
A．3米和1.5米B．6米和3米C．1米和1.5米D．3米和5米
13、在电流互感器的选择与检验中，不需选择或校验（C）
A．额定电压B．二次负荷
C．机械负荷D．动稳定
14、维持电弧稳定燃烧的因素是（A）
A．热游离B．高电场发射C．碰撞游离D游离和去游离
15、交流电弧过零后不再燃烧的条件是（B）
A工频电源电压小于燃弧电压B恢复电压小于介质强度
C电弧电压小于熄弧电压C电弧电压等于熄弧电压
1．某高温高压火电厂厂用电系统为6KV及0.38KV，厂用高压备用变压器为分裂绕组变压器，其高压绕组额定容量为50000KVA，低压绕组额定容量为25000KVA，以高压绕组电抗为基准的半穿越电抗标么值为19%，高压厂用变压器电源侧母线电压
。
厂用低压变压器的额定容量为1000KVA，阻抗电压标么值为10%，厂用高压备用变压器已带负荷6280KW，如果参加自启动的高压电动机总容量为13268KW，低压母线上参加自启动电动机总容量为498KW。
高、低压电动机启动电流平均倍数K1=K2=5（备用电源为慢速切换）。
画
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