A
装设分段电抗器的作用是（）。
A.限制母线回路中的短路电流
B.改善母线的电压质量
C.吸收多余的无功功率
D.改进用户的功率因数
A
装设母线电抗器的作用是（）。
A.限制母线回路中的短路电流
B.改善母线的电压质量
C.吸收多余的无功功率
D.改进用户的功率因数
A
二、判断题
判断题
答案
35kV及以下电压等级的配电装置，一般采用管形母线。
（ ）
×
35kV及以下电压等级的配电装置，一般采用管型导体。
（ ）
×
35kV及以下电压等级的配电装置，一般采用矩形母线。
（ ）
√
35kV及以下电压等级的配电装置，一般采用软导体。
（ ）
×
厂用变压器的容量一般按（n-1）原则选择。
（）
×
当同相中相邻绝缘子之间的距离小于最大允许跨距时，母线动稳定必然合格。
（）
√
电流互感器的选择除按正常条件选择外，还需进行二次负荷的校验。
（）
√
断路器的固有分闸时间是从断路器接到分闸命令瞬间起，到断路器各极触头间的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。
（ ）
×
断路器的全分闸时间是从断路器接到分闸命令瞬间起，到断路器各极触头间的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。
（ ）
√
发电机与变压器组成单元接线的主要优点是运行灵活。
（ ）
×
内桥接线适用于线路较长、容量较小和变压器不需经常切换运行方式的装置中。
（ ）
√
内桥接线适用于线路较长、容量较小和变压器需经常切换运行方式的装置中。
（ ）
×
热电厂的厂用电率一般为8%～10%。
（ ）
√
设计配电装置的带电部分之间、带电部分与地或者通道路面之间的距离，均应大于规范中所规定的安全净距。
（ ）
√
设计配电装置的带电部分之间、带电部分与地或者通道路面之间的距离，均应小于等于规范中所规定的安全净距。
（ ）
×
水电厂的厂用电率一般为8%～10%。
（ ）
×
外桥接线适用于线路较长、容量较小和变压器需经常切换运行方式的装置中。
（ ）
×
屋外配电装置是由制造厂成套供应的设备。
（）
×
限流电抗器可以限制系统短路电流，以维持母线电压水平。
（ ）
√
选择电压互感器时不需校验热稳定。
（ ）
√
验算热稳定的短路计算时间为继电保护动作时间与断路器固有分闸时间之和。
（ ）
×
三、名词解释
名词解释
答案
3/2断路器接线
有两组母线，每一回路经一台断路器接至一组母线，两个回路间有一台断路器联络，组成一个“串”电路。
这种每回进出线都与两台断路器相连，而同一“串”支路的两条进出线共用三台断路器的接线方式，称为3/2断路器接线。
SF6断路器
指利用具有优质的绝缘性能和灭弧性能的SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质的断路器。
SF6全封闭组合电器
SF6全封闭组合电器（GIS）是二十世纪六十年代发展起来的新一代成套封闭高压电器设备，它把QF、QS、TA、TV、母线等元件，按照电气主接线的要求，依次连接，组合成一整体，并且全部封闭于接地的金属（钢或铝）外壳中，壳体内充以SF6气体，作为绝缘及灭弧介质，以优质环氧树脂绝缘子作支撑。
半高型布置
将断路器、电流互感器布置在相邻的一组母线下方，该组母线布置升高的布置方式。
地区变电站
是一个地区和一个中、小城市的主要变电站，电压等级一般为110～220kV。
全站停电后将造成该地区或城市供电的紊乱。
电磁式电压互感器的准确级
是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值时，电压误差的最大值。
电力系统
由发电厂、变电所、输电线路及电力用户组成的统一整体，称为电力系统。
电流互感器的准确级
电流互感器根据测量时误差的大小，划分为不同的准确级。
准确级是指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。
电气设备的额定电压
是按长期正常工作时具有最大经济效果所规定的电压。
为使电气设备实现标准化和系列化生产，国家规定了标准电压系列。
电气主接线
用标准的图形和符号把发电机、变压器、断路器等设备按预期的生产流程连成的电路，称为电气主接线。
它表明电能送入与分配的关系。
发电厂的自用电
发电厂的自用电是指发电厂在电能生产过程中，自身所使用的电能，也称厂用电。
自用电供电安全与否，直接影响发电厂的安全、经济运行。
高型布置
将断路器、电流互感器布置在旁路母线下方，同时两组工作母线重叠布置的布置方式。
高压断路器的额定电流
是断路器的触头结构和导电部分在规定环境温度下允许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标准。
它决定了断路器触头及导电部分的截面，并且在某种程度上决定了断路器的结构。
高压断路器的额定开断电流
指断路器在额定电压下，能可靠断开的最大短路电流的有效值。
它表征断路器的开断能力。
经济电流密度
对应不同种类的导体和不同的最大负荷利用小时数，有一个年计算费用最低的电流密度，称为经济电流密度。
碰撞游离
从阴极表面发射出来的自由电子，在奔向阳极的途中与介质的中性质点（原子或分子）碰撞，原中性质点游离为自由电子和正离子。
热游离
电弧产生后，弧隙的温度很高，在高温作用下，气体的不规则热运动速度增加。
具有足够动能的中性质点相互碰撞时，可能游离出电子和离子，这种现象称为热游离。
熔断器的保护特性曲线
熔体熔断时间与通过电流的关系曲线，称为熔断器的安秒特性曲线，又称保护特性曲线。
枢纽变电站
位于电力系统的枢纽点，电压等级一般为330kV及以上，联系多个电源，出线回路多，变电容量大。
全站停电后将造成大面积停电或系统瓦解，对电力系统运行的稳定性和可靠性起重要作用。
一次设备
直接参与电能生产、输送和分配的电气设备。
四、绘图题
绘图题
答案
试画出两个电源，四条引出线的单母线分段接线的电气主接线图，并总结这种接线形式的特点。
图见P.92，图5-2
特点：
（1）当母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，另一段母线仍继续工作。
（2）两段母线可以看成两个独立电源，提高了供电可靠性。
（3）当一段母线故障或检修时，必须断开接在该段母线上的所有支路。
（4）任一支路断路器检修时，该支路必须停止工作。
试画出有两个电源、四条引出线的单母线带旁路母线接线的电气主接线图，并写出线路断路器1QF检修后，恢复线路L1送电的基本操作步骤。
（1）投入旁路断路器向旁路母线充电。
（2）若旁路母线充电良好，则投入该回路的旁路隔离开关，实现旁路与正常工作回路并联运行。
（3）跳开需检修断路器及其两侧隔离开关，便可检修。
试画出两个电源、6条引出线的3/2断路器接线的电气主接线图
五、设计题
试画出内桥及外桥接线的接线图，并分别说明它们的特点和适用范围。
答案：
内桥：
线路操作方便；正常运行时变压器操作复杂；桥回路故障或检修时，全厂分裂为两部分，使两个单元之间失去联系。
适用于两回线路且线路较长、故障可能性较大，而变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。
外桥：
变压器操作方便；线路投入与切除时操作复杂；桥回路故障或检修时，全厂分裂为两部分，使两个单元之间失去联系。
适用于两回线路且线路较短、故障可能性较小和变压器需要经常切换运行方式，并且线路有穿越功率通过的发电厂和变电站中。
试选择10.5kV配电装置汇流母线。
已知参数如下：
变压器容量为60MVA，10.5kV母线短路电流I"z=40kA，I（3）∞=25kA，发电机及变压器后备保护的tb=5s，断路器全开断时间tkd=0.2s，配电装置室最高温度为30℃。
三相母线水平布置，导体平放，相间距离为0.7m，绝缘子跨距为1.5m。
答案：
解：
（1）按长期发热允许电流选择截面。
母线最大持续工作电流为，
查表选用3条125×10mm2矩形母线，其集肤效应系数Kf=1.47，Iy25℃=3903A。
查表当周围环境温度为30℃时，温度修正系数为0.94。
Iy30℃=0.94×3903=3669>3464（A）
（2）热稳定校验：
tr=tkd+tb=0.2+5=5.2（s）
因tr>1s，故不计非周期分量影响。
由图9—4中，t=5s，查等值时间曲线，得
tz=5s。
tdz=（tr-5）+tz=5.2-5+5=5.2（s）
正常运行时导体最高温度：
（℃）
查表9—7，C=88.6；满足短路时发热的最小导体截面为：
小于所选导体截面（3750mm2），故满足热稳定要求。
（3）动稳定校验：
m=hb
m=0.125×0.01×2700=3.375（kg/m）
Wx=bh2/6=0.01×0.1252/6=26×10-6（m3）
Ix=bh3/12=0.01×0.1253/12=1.63×10-6（m4）
母线自振频率为：
故β=1。
ich=2.25×40=102（kA）
母线相间应力为：
母线截面系数W=3Wx=3×26×10-6=78×10-6（m3）。
同相各条间作用应力：
由于
，可查得母线形状系数K12=0.37，K13=0.57
条间允许应力：
ty=y-xj=（69-7.4）×106=61.6×106（Pa）
条间衬垫允许最大跨距：
为了便于安装，每段绝缘子跨距中设三个衬垫，
。
试选择100MW发电机-变压器组的连接母线。
已知：
发电机额定电压为10.5kV，额定电流6468A，最大负荷利用小时数为5200h；发电机连接母线上短路电流I"z=35.4kA，I（3）∞=17.5kA，I
（2）∞=22.8kA。
发电机后备保护的tb=4s，断路器全开断时间tkb=0.2s，地区最热月平均温度为+35℃。
发电机连接母线三相水平布置，相间距离a=0.7m。
答案：
解：
（1）母线截面和形状选择。
由于发电机连接母线负荷电流很大，且属于重要回路，故应按经济电流密度选择其截面。
采用铝母线，当Tmax=5200h时，J=0.9A/mm2，母线经济截面为：
由于母线电流大，矩形母线已不能满足要求，故选用2条较计算截面稍大的标准槽形母线200×90×12（h×b×c），S=8080mm2，Kf=1.237，Wy=46.5×10-6m3，Iy=294×18-8m4，母线允许电流Iy25℃=8800A。
考虑到环境温度的修正，修正系数：
Iy35℃=8800×0.88=7744A>Igmax
（2）校验热稳定。
短路热稳定计算时间：
tr=tkd+tb=0.2+4=4.2（s）
因为I
（2）∞>I（3）∞，故应按I
（2）∞进行热稳定校验：
查等值时间曲线tz=3.95s。
因tr>1s，可不计非周期分量的影响，故tdz=tz=3.95s。
正常运行时导体最高温度：
℃
查表得C=91。
满足短路时发热的最小导体截面：
小于所选截面，故满足热稳定要求。
（3）校验动稳定。
计算条间应力：
ich=2.55I"z=2.55×35.4=90.3（kA）
取lt=0.5m，条间应力：
相间允许应力：
xy=
y-
tj=（69-0.91）×106=68.09×106（Pa）
单位长度上相间电动力（β暂取1）：
对于双槽形母线三相水平布置，W=2Wy，绝缘子间最大允许跨距：
母线共振校验：
m=S
m=4040×10-6×2700=10.9（kg/m）
f1=200Hz
可得：
上述结果说明，为使母线自振频率≥200Hz时，绝缘子最大跨距不允许超过1.56m，故绝缘子距取为1.5m。
某电厂主接线如图所示。
已知：
发电机G1、G2容量均为25MW，G3容量为50MW，发电机额定电压为10.5kV，高压侧为110kV；10kV母线上最大综合负荷32MW,最小负荷23MW,发电机及负荷的功率因数均为0.8；厂用电率10%。
选择变压器T1～T3的容量。
答案：
1.T1、T2容量的选择
（1）当10kV母线上的负荷最小时，应有
（2）当10kV母线上的负荷最小且T1、T2之一退出时，应有
（3）当10kV母线上的负荷最大且G1、G2之一退出时，应有
可见，应按第二种的计算结果选择容量，查设备手册，选择型号为SZ9-20000/110的变压器
。
2.T3容量的选择，有
查设备手册，可选择型号为SZ9-63000/110的变压器。
试选择图中发电机Gl的断路器和隔离开关，发电机参数和系统阻抗如图所示。
主保护tb1=0.05s，后备保护tb2=4s。
答案：
解：
最大持续工作电流：
因为发电机断路器设在10.5kV屋内配电装置中，故选用VBl2-20-40G真空断路器，其主要参数见下表。
VBl2-20-40G固有分闸时间为0.06s，全开断时间为0.1s。
开断计算时间：
查运算曲线得短路电流并换算为有名值：
短路热稳定计算时间：
因
，故应按二相短路校验热稳定。
查周期分量等值时间曲线得
，由于tr>1s，故非周期分量发热可忽略不计，tdz=3.8s。
隔离开关按额定电压和额定电流选用GN2-10/2000。
断路器和隔离开关选择结果，如下表所示。
表：
断路器和隔离开关选择结果
计算数据
VB12-20-40G
GN2-10/2000
U
10（kV）
Ue
12（kV）
10（kV）
Igmax
1804（A）
Ie
2000（A）
2000（A）
Iz
20.8（kA）
Iekd
40（kA）
—
ich
78.5（kA）
ieg
100（kA）
—
19.12×3.8（kA2·s）
402×3（kA2·s）
362×5（kA2·s）
ich
78.5（kA）
idw
100（kA）
85（Ka）
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