发电厂电气主系统复习.docx

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发电厂电气主系统复习

第一章

1、发电厂的类型

火电厂：

凝汽式火电厂、热电厂

水电厂：

堤坝式水电厂、引水式水电厂、抽水蓄能电站

核电厂：

最多是轻水堆核电厂，即压水堆、沸水堆核电厂

新能源发电：

风力发电、海洋能发电、地热发电、太阳能发电、磁流体发电

2、火电厂的分类

按燃料分：

燃煤、燃油、燃气、余热、垃圾

按蒸汽压力和温度分：

中低压发电厂、高压发电厂、超高压发电厂、亚临界压力发电厂、超临界压力发电厂、超超临界压力发电厂

按原动机分：

凝气式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂和蒸汽-燃气轮机发电厂

按输出能源分：

凝汽式火力发电厂、热电厂

按发电厂总装机容量分：

小容量、中容量、大中容量、大容量发电厂

第二章

1、电气设备的分类：

满足电能生产、转换、输送、分配，并保证电力系统运行的安全稳定性和经济性，在发电厂和变电站中安装有各种电气设备。

按作用不同，分为一次设备和二次设备。

2、一次设备：

生产、变换、输送、分配和使用电能的设备。

包括：

（1）生产和转换电能的设备

（2）接通或断开电路的开关电器（3）限流电器（4）载流导体（5）补偿设备（6）防御过电压的设备（7）接地装置

3、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。

包括：

（1）仪用互感器

（2）测量表计（3）继电保护及自动装置（4）直流电源设备（5）操作电器、信号设备及控制电缆

4、电气主接线（一次主接线）：

在发电厂和变电站中，根据各种电气设备的作用及要求，按一定的方式用导线连接起来所形成的电路称为电气接线。

其中，由一次设备，如发电机、变压器、断路器等，按预期生产流程所连接的电路，称为一次电路，或称电气主接线；由二次设备所连成的电路称为二次电路，或称二次接线。

第三章

1、计算长期发热和短时发热的目的：

计算长期发热的目的：

计算导体的载流量。

计算短时发热的目的：

确定导体的最高温度。

2、导体发热的形式：

（长期发热，由正常工作电流产生；短时发热，由故障时的短路电流产生。

）日照和电阻发热。

3、导体散热的形式：

对流，由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程；辐射，热量从高温物体以热射线的方式传给低温物体的传播过程；导热，由于物体内部分子、原子和电子等微观粒子的热运动，而组成物体的物质并不发生宏观的位移，将热量从高温区传到低温区的过程。

4、分相封闭母线及其优缺点：

优点：

①运行可靠性高②短路时母线相间的点动力大大降低③壳外磁场也因外壳电流的屏蔽作用而减弱，可较好改善母线附近钢构的发热④安装和维护工作量均小。

缺点：

①母线散热条件较差②外壳上产生损耗③金属消耗量增加。

第四章

1、主接线的基本要求：

1、可靠性

（1）发电厂、变电站在电力系统中的作用和地位

（2）负荷性质和类别（3）设备制造水平（4）长期实践运行经验。

2、灵活性

（1）调度灵活、操作方便

（2）适应发展、扩建方便。

3、经济性

（1）投资省

（2）占地少（3）电能损耗少

2、母线的作用：

汇集、分配和传送电能

3、主接线的基本接线形式

有汇流母线

1、单母线：

优点：

接线简单、操作方便、设备少、经济性好，母线便于向两端延伸，扩建方便。

缺点：

可靠性差，调度不方便。

特点：

1、只有一组母线，所有电源（进线）和出线都经过一台断路器和隔离开关连接在母线上。

2、供电电源：

在发电厂是发电机或变压器，在变电站是变压器或高压进线。

3、电源可以在母线上并列运行，任一出线可以从任一电源获得电能，各出线在母线的布置尽可能使负荷均衡分配于母线上，以减小母线中的功率传输。

2、单母分段

优点：

1、具有单母线接线简单、经济、方便、易于扩建的优点。

2、相比单母线接线，可靠性更高，运行方式更灵活。

缺点：

（1）增了分段设备的投资和占地面积；

（2）某段母线故障或检修仍有停电问题；（3）某回路的断路器检修，该回路停电；（4）扩建时，需向两端均衡扩建。

特点：

1）正常运行时，分段断路器QFd断开

（1）这种运行方式可以限制母线短路电流水平，简化继电保护。

（2）应装设备自投装置，提高供电可靠性。

当任一电源断开时QFd应能自动投入，保证全部引出线继续供电。

2）正常运行时，分段断路器QFd闭合。

当任一母线发生短路故障时，在母线继电保护的作用下，QFd和连接故障母线的电源QF断开，则非故障母线段可以继续供电。

3、单母线带旁路

特点：

专设旁路断路器QFP和旁路母线WP。

QFP连接旁路母线WP和工作母线W每一出线回路在线路隔离开关的线路侧再用一台旁路隔离开关QSp连接至旁路母线WP上

4、单母分段带旁路

特点：

正常运行时，旁路断路器QFP及两侧隔离开关和每条出线QSP均断开，为单母分段运行。

不停电检修QF1倒闸操作，合QSPI，合QFP，合QSP1，断开QF1，断开QS12、QS11

5、双母线

特点（优点）：

（1）供电可靠

（2）调度灵活（3）扩建方便

6、双母分段

优点：

可靠性、灵活性高。

一段母线检修或故障时，可将该分段上的所有回路转至备用母线，则备用母线与完好分段通过母联并列运行；6~10kV发电机电压母线中，加装分段电抗器可限制短路电流。

缺点：

增加了母联断路器和分段断路器的数量，配电装置投资增大。

7、双母带旁路

8、一台半断路器接线

优点：

（1）可靠性高

（2）调度灵活（3）操作方便（4）检修方便

缺点：

（1）用断路器、电流互感器多，投资大，二次控制线和继电保护复杂。

（2）断路器动作频繁，检修次数多。

（3）接线至少配成3串才能形成多环状供电

无汇流母线

1、单元接线

优点：

（1）接线简单，开关设备少，操作简便

（2）故障可能性小，可靠性高（3）由于没有发电机电压母线，无多台机并列，发电机出口短路电流相对减小（4）配电装置简单，占地少，投资省

缺点：

单元中任一元件故障或检修都会影响整个单元的工作。

2、桥形接线

优点：

高压电器少，没有母线，布置简单，造价低；经适当布置可较容易的过渡到单母分段或双母线接线。

缺点：

可靠性不是太高，切换操作比较麻烦。

4、断路器两侧为何配隔离开关:

以便检修断路器时隔离电源。

5、断路器和隔离开关的配合操作：

先合隔离开关，后合断路器；先断开断路器，后断开隔离开关。

6、限制短路电流的方法：

（1）装设限流电抗器

（2）采用低压分裂绕组变压器（3）采用不同的主接线形式和运行方式。

7、分裂电抗器的优点：

（1）正常运行情况：

当分裂电抗器的分支电抗值与普通的电抗值相等时，电压损失约为普通电抗器的一半。

（2）短路时：

限流作用与普通电抗器相同。

（对短路电流呈现的运行电抗为）（3）比普通电抗器多供一倍的出线，可减少电抗器数目。

第五章

1、发电厂厂用电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。

2、厂用电率：

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。

3、厂用电源的种类及引接：

1、工作电源，高压工作电源当主接线具有发电机电压母线时，则厂用工作电源（厂用变压器或厂用电抗器）一般直接从母线上引接，当发电机和主变压器为单元接线时，则厂用高压工作电源从主变压器的低压侧引接；低压厂用工作电源由高压厂用母线通过厂用低压变压器引接2、备用电源和启动电源，

（1）从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器（或电抗器）引接；

（2）从发电厂联络变压器的低压绕组引接；（3）从与电力系统联系紧密、供电可靠的最低一级电压母线引接；（4）当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路，经过变压器取得独立的备用电源或启动电源。

3、事故保安电源。

4、厂用电接线形式：

（1）高、低压厂用母线通常都采用单母线分段的接线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能。

（2）火电厂的高压厂用母线一般都采用“按炉分段”，将厂用电母线按锅炉的台数分成若干独立段。

当锅炉的容量较大时，一台锅炉可设两段母线。

（3）公用负荷分别接到各段母线上，并尽可能均匀分配，当公用负荷较大时，可设公用母线段。

（4）低压400V厂用母线，在大型火电厂及水电厂中一般亦按炉分段或按水轮机分段；在中、小型电厂中，全厂只分为两段或三段。

5、厂用电动机自启动：

当突然断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至停止运行，这一转速下降的过程称为惰行。

电动机惰行尚未结束，又自启动恢复到稳定状态运行的过程成为电动机的自启动。

6、为什么进行电动机自启动校验：

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，甚至引起电动机过热，危及电动机的安全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。

7、自启动电动机允许容量确定原则

（1）电动机启动电流倍数K大，厂用变压器的Uk%大，机端残压要求高时，则允许自启动的功率就小。

（2）厂用变的容量小，电动机的效率和功率因数低，则允许自启动的功率就小。

第六章

1、电气设备选择的一般条件

按正常工作条件进行选择，按短路状态来校验热稳定和动稳定，对某些设备还要进行特殊项目的校验，如断路器和熔断器还要校验开断电流的能力，限流电抗器还要校验电压损失和母线残压。

2、高压断路器的作用：

（1）正常运行时，倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用；

（2）当线路或设备发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部分正常运行，起着保护作用。

3、游离和去游离的类型：

游离：

中性质点变成自由电子和正离子的过程，包括碰撞游离，热游离。

去游离,包括复合去游离和扩散去游离。

4、交流电弧的熄灭条件：

电弧电流过零，电弧熄灭，此时存在两个过程，介质强度恢复过程和弧隙电压恢复过程，熄灭电弧的条件应为耐受电压大于恢复电压。

如果电源恢复电压高于介质强度耐受电压，弧隙就被电击穿，电弧重燃；反之电弧熄灭。

5、高压断路器的灭弧方法：

（1）利用灭弧介质；

（2）采用特殊金属材料作灭弧头；（3）利用气体或油吹动灭弧；（4）采用多断口灭弧；（5）提高断路器触头的分离速度；（6）断路器加装并联电阻。

6、加装均压电容和合闸电阻的作用：

每个断口加装均压电容C，使每个断口工作条件基本一致。

加装合闸电阻，使主触头间产生的电弧电流被分流或限制，使电容易熄灭，而且使恢复电压的数值及上升速度都降低，同时使可能的振荡过程变为非周期振荡，从而抑制了过电压的产生。

7、各种断路器的灭弧介质和绝缘介质：

（1）油断路器：

多油断路器的油作为灭弧和绝缘介质，少油断路器的油仅作灭弧介质，对地绝缘依靠固体介质　

（2）真空断路器：

真空（3）SF6断路器：

SF6；（4）压缩空气断路器：

压缩空气。

8、断路器的型号含义：

9、断路器的全开断时间：

tbr=tin+ta

tbr－断路器全开断时间

tin－断路器固有分闸时间，可查手册

ta－断路器开断时电弧持续时间

10、隔离开关的作用及型号含义

造成明显的开断点，起隔离电压用，保证高压电器及装置在检修时的安全。

不能用于切断、投入负荷电流和开断短路电流。

11、互感器的作用

（1）变换。

将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装；并可采用小截面电缆进行远距离测量。

（2）隔离。

使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，防止当一、二次绝缘损坏时，在二次设备上发生高压危险，保证设备和人身安全

12、电流互感器的工作原理：

与变压器类似。

（1）特点：

1、一次绕组串联在所测量的一次回路中，并且匝数很少。

故一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。

2、二次绕组匝数N2很多，是一次绕组匝数的若干倍。

二次绕组中的电流I2完全取决于一次电流I1。

（2）工作状态：

电流互感器二次回路所串接的负载，是测量仪表和继电器的电流线圈。

它们的阻抗都很小，因此电流互感器在正常工作时，二次侧接近于短路状态，这是与普通变压器的主要区别。

13、电流互感器二次绕组运行应注意什么（不能开路，及原因）

电流互感器二次绕组运行不能开路。

若二次绕组开路，则二次磁势F2等于零。

而一次磁势F1不变，且全部用于激磁。

此时合成磁势F0等于F1，比正常状态的合成磁势增大了许多倍，使铁芯中的磁通急剧增加而达到饱和状态。

铁芯饱和致使随时间变化的磁通波形变为平顶波。

在波形的上升沿和下降沿，因磁通急剧变化而在二次绕组内产生的感应电势E2可达数千伏甚至上万伏，危及工作人员的安全和仪表、继电器的绝缘。

由于磁感应强度骤增，会引起铁心和绕组过热，使互感器损坏。

铁心中会产生剩磁，使互感器特性变坏，误差增大。

14、TA的二次额定电流：

1A或者5A

15、电流互感器的准确级概念：

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。

16、保护用电流互感器准确级表示方法：

分为稳态保护用（P）和暂态保护用（TP）两类。

稳态保护用电流互感器的准确级常用的有5P和10P。

暂态保护用电流互感器的准确级分为TPX、TPY、TPZ三个级别，我国采用较多的是TPY级。

17、电压互感器的工作原理和工作状态：

按工作原理分为：

电磁式电压互感器和电容式电压互感器。

工作原理、构造及连接方法都和普通电力变压器相同。

其主要区别在于电压互感器容量很小，通常只有几十到几百伏安。

工作状态：

A.一次绕组并联在所测量的一次回路中。

一次绕组电压等于电网电压，不受二次回路负荷的影响；B.接在二次绕组的负荷是仪表和继电器的电压线圈，它们的阻抗很大，通过的电流很小，因此电压互感器正常工作时二次绕组接近于开路（空载）状态运行。

18、电压互感器二次绕组运行中应注意什么（不能短路，及原因）

电压互感器二次绕组运行中不能短路。

因为电压互感器二次侧线圈匝数比一次侧线圈匝数要少，但线径较大，根据变压器原理，一旦二次侧短路，势必在二次侧引起很大的短路电流，会造成互感器烧毁

19、电压互感器的准确级：

准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，二次负荷功率因数为额定值时，电压误差的最大值。

（3P和6P为保护级TV准确级）

20、电压互感器的二次额定电压:

100VV

21、高压熔断器作用:

保护电路中的电气设备，使其免受过载和短路电流的危害。

22、裸导体截面积的选择:

按导体长期发热允许电流选择和按经济电流密度选择。

对于各电压等级配电装置中的主母线：

按长期发热允许电流（该回路最大持续工作电流）选择。

对于年负荷利用小时数大（Tmax>5000h）、传输容量大、长度在20m以上的导体，如发电机、变压器的连接导体，按经济电流密度选择。

第七章

1、最小安全净距：

是指在这一距离下，无论在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。

A值与电极的形状、冲击电压的波形、过电压及其保护水平、环境条件以及绝缘配合等因素有关。

2、屋外配电装置的型式：

中型配电装置，高型配电装置，半高型配电装置。