成套电器基础知识详解Word文件下载.docx

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（2）中性点直接接地系统发生单相接地时，继电保护装置应立即动作，使断路器断开、迅速切除故障部分。

2-7试比较各种不同中性点运行方式的优缺点，并说明应用范围.

（1）中性点非有效接地系统运行方式的a优点：

供电的可靠性高。

b缺点：

绝缘由线电压决定投资大。

c应用于35KV及以下的系统。

（2）中性点有效接地的运行方式的a优点：

绝缘由相电压决定投资少。

供电可靠性差。

c应用于110KV及以上系统和

以电缆为主体的35KV，10KV城市电网。

2-8一般情况下35KV系统的架空线路总长应为多少时才允许装消弧线圈？

10KV电缆总长度为多少时应装消弧线圈？

解：

（1）根据对架空线路Ic=UL／350及20~60KV系统Ic≤10A

L=350Ic／U得L=100Km。

（2）根据对电缆线路Ic=UL／10及3~10KV系统Ic≤30A

L=10Ic／U得L=30Km

3-1什么是电力系统的短路？

一般有哪些类型？

哪些是对称短路？

哪些是不对称短路？

（1）所谓短路时指电力系统中带电部分与大地之间，以及不同相之间的短接。

（2）短路的基本类型有a、三相短路。

b、两相短路。

c、单相短路。

d、两相接地短路。

（3）三相短路是对称短路。

（4）两相短路、单相短路、两相接地短路都是不对称短路。

3-2系统短路有哪些危害？

应如何防止和减少其危害。

（1）系统短路的危害：

a、短路电流产生的热损坏设备绝缘，短路电流产生的电动力使导体变形和损坏。

b、短路电流产生的电弧能烧坏故障元件及周围设备危及人身安全。

c、过大的感性短路电流，使电压大幅度下降，严重时可能造成系统电压崩溃，出现大面积停电。

d、电力系统发生短路使系统的功率分配突变，破坏了整个系统的稳定运行。

e、不对称短路产生的负序电压和负序电流将影响汽轮发电机和异步电动机安全运行和运行寿命。

f、不对称短路产生的零序电流会造成对通讯线路和信号系统的干扰。

g、在某些不对称短路情况下，飞故障相电压超过额定值，引起过电压，加大了系统的过电压水平。

（2）防止和减少其危害的措施：

a、认真执行运行规程，提高电业人员素质。

b、作好设备的维护、巡视、检查，作好事故的预想和预防。

c、采用快速动作的继电保护和断路器，使系统电压在较短时间内恢复正常。

d、发电机装设自动励磁调整装置，维持发电机端电压在规定范围内。

e、在电路中装设限电抗器。

f、合理选择电气主接线和限流设备。

3-3短路电流计算的目的是什么？

（1）确定电气主接线的设计。

（2）选择电气设备和载流导。

（3）作为继电保护整定计算的依据

（4）设计室外配电装置时要按短路条件确定相间及对地安全距离。

（5）接地装置的设计

（6）系统运行故障情况的分析.

3-4什么是短路电流计算的有名值法？

什么是标么值法？

各有什么特点？

（1）有名值法及特点：

有名值法，是在短路计算中的各物理量均采用有名值（各阻抗单位都用欧姆）其特点是直接利用各量计算，在小型系统短路电流计算中比较直接方便。

（2）标么值法及特点：

是指在短路计算中的阻抗、电压、电流均采用标么值，即用实际值与选定基准值的比值来运算。

其特点

是，在多电压等级系统中计算比较方便。

3-5短路电流计算的一般步骤是什么？

（1）绘制计算电路图。

（2）将元件依次编号，注上额定参数。

（3）确定短路计算点绘出等效电路，并计算各元件电抗。

（4）将电路简化，求出等效总阻抗即可算出短路电流和电流容量。

3-6如何理解无限大容量电源供电系统？

所谓无限大容量系统（或称无限大容量电源）是指在这种电源供电的电路内发生短路时，电源端电压在短路时恒定不变，即电压的幅值和频率都恒定不变。

认为无限大容量系统的容量为“无限大”，记做S=∞，电源内阻抗Z=0.

3-7无限大容量电源供电系统中发生短路时，短路电流如何变化？

无限大容量系统发生三相短路时整个电路被短路点分割成为两个单独的回路：

（1）短路点后无电源，通过短路点构成短路回路，相当于RL串联电路换路时的零输入响应情况，此回路中电流将逐渐衰减到零。

（2）短路点前与电源连接构成短路回路，相当于RL串联电路换路时的全响应情况，电源向短路点供给短路电流。

由于短路回路的阻抗Z∑小于（Z∑+Zfh），电路中又有电感存在，短路回路中的电流将由正常运行中的工作电流，经过一暂态过程，逐步过渡到短路电流的稳态值。

3-8什么是短路电流的周期分量、非周期分量、冲击短路电流、母线残压？

答：

在t=0时发生短路，正弦交流激励下RL串联电路换路时全响应，可分解为两个分量。

a、稳态分量为周期分量。

b、暂态分量为非周期分量。

C,短路全电流是稳态分量和暂态分量之和全电流的最大瞬时值称为短路冲击电流。

d、当短路达稳态时短路点前某一母线的剩余电压为母线残压。

3-9什么是短路电流的电动力效应和热效应？

什么叫动稳定和热稳定？

（1）电动力效应：

是指短路电流通过三相导体时，因为各相导体都处在相邻电流所产生的磁场中，导体将受到具大的电动力作用。

（2）热效应：

是指电流通过电气设备和载流导体时，由于电阻损耗、涡流和磁滞损耗等转变成热能，使电气设备和载流导体的温度升高。

（3）动稳定：

是电气设备和载流导体能够承受电动力作用的能力。

（4）热稳定：

是电气设备和载流导体在短路时能够承受短路电流发热的能力。

3-10地区变电站通过一条5Km的35KV架空线路供电给某厂专用变电站，该站装有两台并列运行的SJL1-400/35型变压器（UK%=7），出口断路器的短路容量为200MVA，如图所示。

试求该厂专用变压器35KV侧和10KV侧短路电流周期分量、t=0时的非周期分量和冲击电流。

4-1电弧的特点是什么？

它对开关电器有什么危害？

（1）电弧的特点：

电弧是一种气体放电现象。

电弧形成后，由电源不断输送能量，维持它燃烧，并产生很高的温度。

电弧燃烧时，中心区温度可达10000K以上，表面温度也有3000-4000K。

同时发出强烈的白光。

（2）它对开关电器的危害：

a、可能烧坏电器触头和触头周围的其它部件。

b、在开关电器开断电路时由于电弧的存在使开关电器在电弧熄灭前失去了开断电路的作用。

4-2电弧是如何产生的？

电弧熄灭的条件是什么？

答:

（1）电弧的产生：

触头刚分离时，由于触头间的间隙小，在电压作用下其间形成很高的电场强度，当电场强度超过3×

106V/m时，阴极触头表面的自由电子在强电场力作用下，被拉出金属表面，强电场发射电子；

同时，触头刚刚分离时，触头间的接触压力和接触面减小、接触电阻增大，使接触表面剧烈发热，局部高温，使此处电子获得动能发射出来。

这些自由电子存在于触头间隙间。

该自由电子在触头间电场的作用下加速运动，撞击间隙间的中性气体质点，使中性质点游离，产生自由电子和正离子，这种游离过程称为碰撞游离。

碰撞游离不断进行、不断加剧，带电质点成倍增加，发展成为“雪崩”。

大量带点质点充满间隙，气体导通，强烈放电，形成电弧。

（2）电弧熄灭的条件：

去游离强度大于游离强度，使弧隙中导电质点数目减小，电导下降，电弧越来越弱，弧温下降，使热游离下降或停止，最终导致电弧熄灭。

4-3开关电器中熄灭电弧的方法有哪些？

（1）吹弧

（2）采用多断口（3）近阴极效应的应用（4）利用固体介质的狭缝灭弧

4-4高压断路器的作用是什么？

对其有哪些基本要求？

（1）高压断路器的作用：

a、控制作用：

根据电网运行的需要，将部分电器设备或线路投入或退出运行。

b、保护作用：

在电气设备或电力线路发生故障时，继电保护自动装置发出跳闸信号、起动断路器，将故障部分设备从电网中迅速切除，确保电网中无故障部分的正常运行。

（2）对高压断路器的基本要求：

a、工作可靠。

b、具有足够的断路能力。

c、具有尽可能短的切断时间。

d、实现自动重合闸。

e、结构简单，价格低廉。

4-5高压断路器有哪几类？

其技术参数有哪些？

（1）高压断路器按灭弧介子的不同进行分类：

a、油断路器。

b、压缩空气断路器。

c、真空断路器。

d、六氟化硫断路器。

（2）高压断路器的技术参数：

a、额定电压。

b、最高工作电压。

c、额定电流。

d、额定开断电流。

e、额定关合电流。

f、动稳定电流。

g、热稳定电流。

h、合闸时间。

j、分闸时间。

4-6对高压断路器操作机构的要求有哪些？

操动机构有哪些类型？

（1）对高压断路器操动机构的要求：

a、应具有足够的操作功率。

b、要求动作迅速。

c、要求操动机构工作可靠。

（2）高压操动机构的类型：

a、手动操动机构。

b、电磁式操动机构。

c、弹簧式操动机构。

d、液压式操动机构。

e、气动式操动机构。

4-7隔离开关的用途是什么？

对它是如何分类的？

（1）隔离开关的用途：

a、一千伏以上高压装置中检修时设置明显的断开点。

b、进行电力系统运行方式改变时的倒闸操作。

c、接通或切断小电流。

（2）隔离开关的分类：

a、根据极数分为单极和三极。

b、根据安装地点分为室内型和室外型。

c、根据结构又可分为转动式和插入式。

d、隔离开关还分为带接地刀闸的和不带接地刀闸的。

4-8断路器的型号含义是什么？

隔离开关的型号含义是什么？

（1）断路器型号含义：

断路器型号主要由以下七个单元主成：

口口口—口口/口—口

1、产品名称S-少油断路器;

D-多油断路器;

K-空气断路器；

L-六氟化硫断路器；

Z-真空断路器；

Q-产气断路器；

C-磁吹断路器；

2、N-户内式；

W-户外式；

3、设计序号；

4、额定电压（KV）；

5、G-改进型；

F-分相操作；

6、额定电流（A）

7、额定断流容量（MVA）

（2）隔离开关的型号含义：

隔离开关的型号主要由六部分组成：

G口口-口口/口

1、G-隔离开关；

2、N-户内型；

W-户外型；

4、额定电压（KV）

5、T-统一设计；

G-改进型；

D-带接地开关；

K-快分型；

C-磁套管出线；

4-9当发生带负荷拉合开关的误操作时，应如何做？

如果发生带负荷分或合隔离开关的误操作时，应冷静地避免可能发生的另一种反方向的误操作。

即当发现带负荷误合闸后，不得再立即拉开；

当发现带负荷分闸时，不得再合（若刚拉开一点，发现有火花时，应立即合上）。

4-10熔断器的基本结构是什么？

简述熔断器的熔断过程。

（1）熔断器的基本结构：

熔断器主要由金属熔件（也叫熔体）、支持熔件的载流部分（触头）和外壳构成。

（2）熔断器的熔断过程：

熔断器的熔断过程大致可分为四个阶段；

a、熔断器的熔件因过载或短路而加热到熔化温度。

b、熔件的熔化和气化。

c、触头之间的间隙击穿和产生电弧。

d、电弧熄灭，电路被断开。

（熔断器动作时间为上述四个过程之总和。

熔断器开断能力决定于熄灭电弧能力的大小。

）

4-11熔断器有哪些技术参数？

其型号含义是什么？

（1）熔断器的技术参数：

额定电压（KV）；

额定电流（A）；

熔件的额定电流；

极限断路电流。

（2）熔断器型号含义：

熔断器的型号主要由五部分组成：

R口口-口口

1、R-表示熔断器；

5、Z-带自动重合闸；

T-带热脱扣器；

4-12熔断器与熔体的额定电流有何区别？

能否装入大于熔断器额定电流的熔体？

熔断器的额定电流是指壳体部分和载流部分允许长期通过的最大工作电流。

长期通过此电流时，熔断器不会损坏。

而熔体的额定电流是指熔件的额定电流即熔件允许长期通过而不熔断的最大电流。

熔体的额定电流可以和熔断器的额定电流不同，但熔体的额定电流不应超过熔断器的额定电流。

这样才能保证在熔体断开最大电流时熔断器不被损坏。

4-13高压负荷开关的作用是什么？

（1）高压负荷开关的作用：

切断与关合负荷电流：

切断与关合空载线路、空载变压器以及电容器等。

（2）型号含义：

高压负荷开关的型号有六部分组成：

F口口–口口口

1、F-负荷开关；

5、熔断器代号R;

6、S-熔断器装在开关上端；

（熔断器装在开关下端的无说明）。

4-14什么是自动重合器与自动分段器？

其作用是什么？

（1）自动重合器是一种智能化的开关，它本身具备控制和保护的功能。

其作用是当线路发生短路故障时，它能按事先所整定的操作顺序及时间间隔进行开断及重合的操作。

（2）自动分段器是配电网中用来隔离线路区段的自动开关。

其作用是与重合器或断路器或熔断器相配合，串联于重合器与断路器的负荷侧。

当发生永久性故障时，其在预定的“记忆”次数或分合闸操作后闭锁于合闸状态而将故障区段隔离，由重合器或断路器恢复对电网其它部分的供电，使故障停电范围限制在最小。

当发生瞬时性故障或故障已被其它设备切除而没有达到分段器预期记忆次数或分合操作时，分段器将保持在合闸状态，保证线路的正常供电。

5-1什么是互感器？

互感器与一、二次系统如何连接？

（1）互感器是一种特殊的变压器，互感器包括电流互感器和电压互感器，是一次系统二次系统之间的联络元件，将一次侧的高电压、大电流变成二次侧标准低电压（100V或100／

V）。

和小电流（5A或1A）使二次电路正确反映一次系统的正常运行和故障情况。

（2）互感器与一、二次系统的连接：

a、电流互感器TA用于各种电压等级的交流装置中，其一次绕组串接于被测电路内，二次绕组与二次测量仪表和继电器的电流线圈串联相连。

b、电压互感器TV用于380V及以上的交流装置中，其一次绕组与一次被测电网相并联，二次绕组与二次侧仪表和继电器电压线圈并联连接。

5-2电流互感器的作用有哪些？

（1）把一次侧的大电流转换成二次侧的小电流，实现对一次系统的测量和保护。

易实现自动化和远动化。

（2）便于二次仪表和继电器的标准化和小型化。

可以采用、小截面的二次线、屏内布线简单、安装调试方便，提高了经济性。

（3）使测量仪表和继电器与高压一次系统隔离，且互感器的二次侧接地，保证了人身和设备的安全。

5-3运行中电流互感器二次侧为什么不允许开路？

电流互感器二次侧接地可以防止开路所造成的危害吗？

答；

（1）当二次侧开路时二次电流为零，失去了去磁作用的一次磁动势全部用于励磁，合成磁通突然增大很多倍，使铁芯的磁路高度饱和，此时的磁通由原来的低幅正弦波变成高幅值的平顶方波，而二次电动势决定于磁通的变化率，磁通过零时变化率最大，将在开路的两端出现交流高幅值的尖顶脉冲波电压，达到几千甚至上万伏，危及人身安全；

另外，由于磁路的高度饱和，使磁感应强度聚增，铁芯中的磁滞和涡流损耗急聚上升，会引起铁芯过热甚至烧毁电流互感器。

（2）电流互感器二次侧接地不能防止开路造成的危害。

5-4如何防止运行中电流互感器二次侧开路？

（1）为了防止电流互感器二次侧开路，二次侧不允许装设熔断器，且二次连接导线应采用截面积不小于2、5m㎡的铜芯导线。

（2）运行中当需要检修二次仪表时，必须先将电流互感器二次绕组或回路短接再进行拆卸操作。

5-5电压互感器的作用有哪些？

（1）把一次侧的高电压转换成二次侧的低电压，实现对一次系统的测量和保护。

可以采用、低电压的二次线、屏内布线简单、安装调试方便，提高了经济性。

5-6运行中的电压互感器二次侧为什么不允许短路？

电压互感器二次侧接地为什么不会造成短路？

（1）运行中的电压互感器二次侧不允许短路是因为电压互感器二次负载是高阻元件，正常运行时二次绕组接近于空载运行。

而电压互感器一次绕组匝数多，二次绕组匝数少，故二次电流远远大于一次电流若二次侧短路将产生很大的短路电流损坏电压互感器。

（2）电压互感器二次侧接地将避免短路造成的危害：

因为在电压互感器二次出口处安装了熔断器或快速自动空气开关，当电压互感器二次侧接地后，即为接地短路，此时熔断器或快速自动空气开关将立即动作切除短路点，从而避免了短路造成的危害。

5-7什么是互感器的误差、准确度级和额定容量？

它们之间的关系如何？

（1）互感器的误差；

a、电流互感器的误差是由于电流互感器本身的励磁损耗和磁饱和（励磁电流的影响）使测量出的二次电流与电流互感器倍率的乘积和实际一次电流在大小和相位上都不可能完全相等，即测量结果存在误差（比误差和角误差）。

b、电压互感器的误差是由于电压互感器本身存在励磁电流和内阻抗，使测出的二次电压与实际的一次电压大小之比不等于额定比，相位上产生偏差，即测量结果存在着误差（比误差和角误差）。

（2）准确度等级：

a电流互感器的准确度等级是指在规定的二次负载范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。

我国GB1208-1997《电流互感器》规定：

测量用电流互感器有0、1；

0、2；

0、5；

1；

3；

5六个准确度级。

b、电压互感器的准确度级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负载的功率因数为额定时电压误差的最大值。

我国电压互感器的准确度级有0、2；

3P;

6P;

六个准确度级。

（3）额定容量：

a、电流互感器的额定容量：

是指在二次额定电流和在某一准确度级的额定二次阻抗下，二次绕组的输出容量。

b、电压互感器的额定容量：

对应每一个准确度级，都对应着一个额定容量，但一般说电压互感器的额定容量是指最高准确度级下的额定容量。

（例JDZ-10电压互感器，各准确度级下的额定容量为0、5级-80VA；

1级-120VA;

3级-300VA则该电压互感器的额定容量为80VA）。

（4）它们之间的关系：

误差用准确度级来表示，由准确度级来确定其容量。

5-8为什么要分析互感器的误差？

运行中如何减小互感器的误差？

（1）为了选择互感器及确定互感器的二次负载。

（2）运行中的互感器要控制在该互感器最高准确度级容量下运行。

5-9互感器的工作原理与变压器相同，但作为测量变压器，其运行特点有哪些？

（1）电流互感器的工作特点：

a、一次电流的大小决定于一次负载电流，与二次电流无关。

b、正常运行时，二次绕组近似于短路状态。

c、运行中电流互感器二次回路不允许开路d、电流互感器二次侧必须可靠接地。

（2）、电压互感器的工作特点：

a、电压互感器一次侧电压决定于电网电压，不受二次负载影响。

b、正常运行时电压互感器工作在开路状态。

c、运行中的电压互感器二次侧不允许短路。

d、电压互感器二次侧应可靠接地。

5-10说出互感器常见的接线图，并试述其适用范围？

（1）电流互感器a、单相式接线-用于三相对称电路。

b、星型接线-用于可能出现三相不对称的电路中。

c、不完全星型连接-用于发电厂变电站6~10KV馈线回路中。

（2）电压互感器a、单相接线-可测某一相间电压应用于35KV及以下的中性点非直接接地电网；

或相对地电压110KV及以上中性点直接接地电网，测量线电压；

相电压。

b、VV接线-应用于20KV及以下中性点不接地或经消弧线圈接地电网，测量线电压。

c、三相三柱式接线-用来测量线电压。

d、三相五柱式接线-用于测量线电压、相电压、还可用作绝缘监察。

广泛用于小接地电流系统中。

e、三台单相式电压互感器接线-广泛应用于35KV及以上电网中，可测量线电压、相电压和零序电压。

5-11带有辅助绕组的电压互感器，开口三角的作用如何？

试分析.

带有辅助绕组的电压互感器，开口三角的作用是用于绝缘监察。

正常运行时系统无零序电压，开口三角处电压为零故接于该处的电压继电器不动作。

而当系统出现接地故障时，开口三角处的电压为3U0接于该处的电压继电器起动信号回路，发出灯光和音响信号。

5-12试述串级式电压互感器和电容式电压互感器的工作原理？

（1）串级式电压互感器的工作原理：

一次侧绕组分成匝数相等的Ⅰ；

Ⅱ两段，绕成圆筒式套装在上、下铁芯柱上并相互串接，中间连接点与铁芯相连。

基本二次侧绕组和辅助二次侧绕组在铁芯的上下柱上。

当二次绕组开路时，铁芯上、下柱中磁通相等，Ⅰ；

Ⅱ两段的电压相等，为一次绕组电压的1／2.由于Ⅰ；

Ⅱ两段绕组的连接点与铁芯相连，因此绕组两端线匝对铁芯的绝缘只需按1／2U的电压设计。

当二次绕组与测量仪表等负载接通后，二次绕组中的电流将产生去磁作用，由于二次绕组只装在下铁芯柱上，因漏磁不同，使上下铁芯柱内的合成磁通不一样，从而造成电压分布不均匀，测量准确度降低，为此在上下铁芯柱上加装了匝数相等、绕向相反的平衡绕组，并接成环路。

当上下铁芯柱内的磁通不等时，将在平衡线圈中感应出电动势e1,e2在电动势差作用下，在平衡绕组中产生电流，在磁通较少铁芯柱中分别起到助磁作用反之在磁通较多的铁芯中起到去磁的作用，使得一次绕组Ⅰ；

Ⅱ两段电压分布趋于均匀，使测量准确度提高。

（2）电容式电压互感器工作原理：

电容式电压互感器实质是一个电容分压器，在被测量装置和地之间有若干相同的电容器串联。

将电容器分为主电容C1和分压电容C2两部分。

设一次侧相对地电压为U1，则C2上的电压为：

UC2=（