发电厂变电站电气部分期末复习题上课讲义.docx

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发电厂变电站电气部分期末复习题上课讲义

第一章

1何谓电力系统？

发电厂和变电站的类型有哪些？

答：

由发电机，升压和降压变电站及用电设备通过输配电线路连接起来的整体叫电力系统。

 发电厂类型：

①按能源利用方式：

火力，水力，核电厂，风电厂，太阳能电厂。

②按在系统中的地位和作用：

主力电厂，地区电厂，和企业自备电厂。

③按设备利用率的不同：

基荷电厂，腰荷电厂，和峰荷电厂。

变电站类型：

中间变电站，地区变电站，企业变电站，终端变电站。

2 哪些设备属于一次设备？

哪些设备属于二次设备？

试举例

答：

直接参与生产、转换和分配电能的设备称为一次设备。

例如：

电机，开关电器，互感器 对一次设备进行监察，测量，控制和保护的辅助设备叫作二次设备。

例如：

测量仪表。

3配电装置

答：

配电装置按电气设备的安装地点分为屋内配电装置和屋外配电装置。

按配电装置的安装方法分为装配式配电装置和成套式配电装置。

第二章

2--5导体长期允许电流如何确定？

提高长期允许电流的措施有哪些？

试举例说明

答：

是根据导体的稳定温升确定的。

措施：

 ①增大导体的截面积。

在相同截面下，矩形、槽型比圆形导体的表面积大。

 ②选择不同材料的导体。

可用铜导体或铝合金材料，以减小导体电阻。

 ③提高散热系数α。

导体表面涂漆。

④提高长期发热最高允许温度。

在导体接触面镀锡。

2--13绝缘子的作用是什么？

为什么选择普通绝缘子时不校验热稳定和动稳定而选择穿墙套管时却要校验？

答：

用来支撑和固定裸载流导体与地绝缘，或使装置中处于不同电位的载流导体之间绝缘。

第三章

3.5 高压断路器的作用是什么？

答：

①控制作用：

在正常运行时，将一部分电气设备及线路接入电路或退出运行；②保护作用：

在电气设备或线路发生短路时，将短路部分从电网中迅速切除，防止事故扩大，保证电网的无故障部分得以正常运行；③导电作用：

在实际工作中，高压断路器闭合时应能良好地导电，对负荷电流和规定短路电流应能承受其发热和电动力，保持可靠的接通状态。

3.6 隔离开关的作用是什么？

答：

①隔离电源：

检修时，用隔离开关将需要检修的电气设备与带点电源隔离，形成断开点，确保检修安全；②倒闸操作：

在进行母线的切换时，可用隔离开关配合断路器来完成工作；③关和小电流：

分合电压互感器、避雷器电路和空负荷母线；分合励磁电流不超过2A的空负荷变压器；分合电容电流不超过5A的空负荷线路。

第四章

4--1什么是电气主接线图？

对主接线图的基本要求是什么？

答：

电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。

要求：

（1）可靠性：

保证系统和用户输供电的可靠性及电能质量。

（2）灵活性：

适用各种运行方式，又便于检修。

（3）、操作方便：

主接线应简单清晰、布置对称合理、运行方便，使设备切换所需的操作步骤最小。

（4）、经济性：

在满足以上三个条件下，应力求投资省，维护费用最少。

（5）、便于扩建：

主接线除满足当前地需要外，还应考虑将来有发展地可能性。

4--2在确定电气主接线时应满足哪些基本要求？

答：

1）具有供电的可靠性。

（2）具有运行上的安全性和灵活性。

（3）简单、操作方便。

（4）具有建设及运行的经济性。

（5）应考虑将来扩建的可能性。

4--3隔离开关与断路器的主要区别是什么？

它们的操作程序应如何正确配合？

为防止误操作通常采用哪些措施？

答：

隔离开关与断路器的主要区别是隔离开关是一种没有灭弧装置的开关设备，它一般只用来关和断开有点无负荷的线路，而不能用以开断负荷电流和短路电流，需要与断路器配合使用。

配合程序：

接通时先合上隔离开关，再和断路器；断开时先断开断路器，再打开隔离开关。

为防止误操作，隔离开关在结构上应满足以下要求：

a.隔离开关在分闸状态时应有明显可见的断口，使运行人员能明确区分电器是否与电网断开，但在全封闭式配电装置中除外；b.隔离开关断点之间应有足够的距离、可靠的绝缘，在任何状态下都不能被击穿而引起过电压危及工作人员的安全；c.具有足够的短路稳定性，包括动稳定和热稳定；d.隔离开关应结构简单、动作可靠；e.带有接地闸刀的隔离开关应有保证操作顺序的闭锁装置，以供安全检查和检修完成后恢复正常运行。

4--4主母线和旁路母线各起什么作用？

设置专用旁路断路器和以母联断路器或者用分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？

检修出线断路器时，如何操作？

答：

主母线的作用是汇集、分配和传送电能。

旁路母线的作用是当变电所有断路器需检修时,由旁路母线和旁路断路器供电,使得需检修的断路器可以两端隔离开关拉开停电。

设置专用旁路断路器的特点：

设有专用旁路断路器，进出线断路器检修时，可由专用旁路断路器代替，通过旁路母线供电，从而对母线的运行没有影响。

但设置了专用旁路断路器，设备投资和配电装置的占地面积有所增加。

母联断路器或分段断路器兼作旁路断路器的特点：

以母联断路器或者分段断路器兼作旁路断路器兼作旁路断路器,当检修进出线断路器就要将母联断路器或者分段断路器用作旁路断路器。

这样做的结果，一是每次倒闸操作时需要更改母线保护的定值，使工作量增加；二是使双母线变成单母线运行或者单母线分裂运行，降低了供电可靠性，并且增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作。

首先将这个断路器的出线引到别的线路上，保证这个出线的正常运作。

断开这个断路器，断开出线侧隔离开关，在断开电源侧隔离开关。

这时就可以对这个断路器进行检修了。

4--10 电气主接线中为什么要限制短路电流？

通常采用哪些方法？

答：

限制短路电流可使电气设备轻型化，选择截面较小的电力电缆，以节约投资，维持母线电压在较高水平，提高供电可靠性。

 方法：

（1）采用合适的电气主接线形式和运行方式：

母线分段运行、采用单元接线和一厂两站式接线、环网开环运行、城市电网分片运行；

（2）装设限流电抗器：

装设母线电抗器、装设线路电抗器、装设分裂电抗器、采用分裂绕组变压器。

第五章

5.1 厂用电的接线方式？

厂用电系统采用有母线的接线方式，一般是单母线接线或单母线分段的接线方式，并且多使用成套配电装置。

厂用电接线应满足正常运行安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等一般要求。

5--2厂用电负荷分为那几大类？

答：

（1）Ⅰ类厂用负荷。

凡是属于短时（手动切换恢复供电所需要的时间）停电会造成主辅设备损坏、危急人身安全、主机停运以及出力下降的厂用负荷，都属于Ⅰ类负荷。

（2）Ⅱ类厂用负荷。

允许短时停电（几秒钟或者几分钟），不致造成生产紊乱，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运转的厂用负荷，均属于Ⅱ类厂用负荷。

（3）Ⅲ类厂用负荷。

较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上的不方便的厂用负荷，都属于Ⅲ类厂用负荷。

 （4）不停电负荷（0I类负荷）。

这类负荷通过一般的电源自动切换系统已无法满足要求，所以专门采用不停电电源供电。

（5）事故保安负荷。

a直流保安负荷（0II类负荷）;b交流保安负荷（0III类负荷）。

5--3厂用电动机自启动概念、分类及其自启动校验的原因 

答：

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--7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。

5--9什么是电动机的自启动，能够成功自启动的标准是什么？

答：

厂用电系统中运行的电动机，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。

若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间内（0.5~1.5s）内，厂用电压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运行状态运行，这一过程称为电动机的自启动。

5--10为什么要进行电动机的自启动校验，怎么校验？

第六章

6.1 配电装置的形式有哪些？

按安装地点的不同，配电装置可分为屋内式和屋外式；按安装方法的不同，配电装置又可分为装配式和成套式。

6.2什么是配电装置的最小安全净距？

决定最小安全净距的依据是什么？

在此距离下，无论是处于最高工作电压之下，还是处于内、外过电压之下，空气间隙均不致被击穿。

6.3怎样区别屋外中型、半高型和高型三种配电装置?

 屋外中型、半高型、高型配电装置的区别主要是指电气设备与母线及母线与母线之间在空间布置上是否有重叠。

当电气设备布置在同一个水平面上，与母线在空间上无重叠布置为屋外中型配电装置；当母线及母线隔离开关高层抬高，把断路器等电气设备布置在其下方，母线与电气设备具有重叠布置为屋外半高型配电装置；当母线与母线具有重叠布置，使配电装置占地面积进一步减小，空间进一步提高，为屋外高型配电装置。

中型布置占地面积最大，但运行维护最方便，有色金属耗量少，高型布置占地面积最小，但运行维护最不方便，有色金属耗量最大，半高型布置居于两者之中。

6.4 高压成套配电装置的基本形式有哪几种？

答：

按柜体结构特点可分为开启式和封闭式；按断路器的可移动性可分为固定式和手车式；按母线条数不同可分为单母线和双母线；按电压等级的不同可分为高压开关柜、低压开关柜；按照封闭程度可分为开关柜、SF6全封闭组合电器和箱式变电站等。

第七章

7.1 接地有哪几种类型？

（1）工作（系统）接地，在电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地（如中性点接地等）。

（2）保护接地，电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。

（3）防雷接地，为雷电保护装置（避雷针、避雷线和避雷器等）向大地泄放雷电流而设的接地。

（4）防静电接地，为防止静电对易燃油、天然气贮罐和管道等的危险作用而设的接地。

7--2什么是发电厂变电站的地？

什么是接地？

7--3什么是电力系统中性点？

我国电力系统常用的中性点运行方式有哪几种？

答：

电力系统地中性点实际上是指电力系统中的发电机及变压器的中性点。

三种：

中性点不接地运行方式、中性点经消弧或限流装置接地运行方式和中性点直接接地运行方式。

前两种接地系统统称为小接地电流系统，后一种接地系统又称为大接地电流系统。

7--5消弧线圈的工作原理？

消弧线线圈的补偿方式有几种？

常采用哪种方式？

为什么？

正常运行时中性点电位为零，没有电流经过消弧线圈，当某相如A相发生单相接地，则作用在消弧线圈两端的电压为相电压，此时就有电感电流I 通过消弧线圈和接地点，I 滞后电压90度，与接地点电容电流I 方向相反，互相补偿抵消。

接地点电流是I 和I 的相量和，因此，如果适当选择消弧线圈电感，可使接地点的电流变得很小，甚至等于零，这样，接地点电弧就会很快熄灭。

一共有三种补偿方式：

全补偿I =I ，易导致谐振；欠补偿I ＜I ，易导致全补偿；过补偿I ＞I ，能避免谐振和过电压。

7--9何谓保护接零？

什么情况下应用？

将一部分低压设备的外壳采用接零保护，而另一部分只作接地保护，有何不妥/

7--10何谓接触电压和跨步电压？

如何降低这些这些电压？

答：

在配电变压器低压倒中性点不接地的系统中，发生单相接地故障时，接地电流通过接地装置和大地是以接地点为中心向周围的大地扩散，此时，大地表面便形成了一个电位分布区。

显而易见，该分布区内的不同地点便具有不同的电位。

电气设备如开关等若发生接地故障，这时人手接触接地故障的设备外壳（或构架等）时，人体的手与两脚之间便产生一个电位差，这个电位差便称为接触电压。

若架空导线断线落地，发生单相接地故障时，人若在接地点周围（电位分布区内）行走，两脚便处于不同电位的地面上，这时两脚之间的电位差称跨步电压。

接触电压的大小与发生接地故障设备离开地下接地体的远近有关；若离开接地体愈近，接触电压就愈小；反之，接触电压则愈大。

跨步电压的大小与人离接地体（点）的远近也有关；人站立处离接地体（点）愈近，跨步电压就愈大缺；反之便愈小。

第八章

8.1气体绝缘全封闭组合电器是由哪些元件组成的？

（1） 气体绝缘开关设备GIS由断路器，母线，隔离开关，电流互感器，电压互感器，避雷器，套管七种电器元件组合而成。

（2） 气体绝缘管道输电线GIC（气体绝缘电缆）。

（3） 气体绝缘变压器GIT  

]

8.2 GIS【气体绝缘开关设备】有哪些主要的主接线形式？

（1）桥形接线 

（2）单母线分段接线 （3）双母线分段接线 （4）3∕2断路器的主接线  （5）多角形接线 

第九章

9.1电能质量有哪些衡量指标？

每项指标的允许偏差是多少？

（1）恒定的工作频率 

国家规定50hz为工作频率，并规定电力系统正常频率标准为（50+-0.2）hz。

当系统容量较小时，可放宽到（50+-0.5）HZ。

供电频率允许偏差：

电网容量在3000MW及以上者为0.2hz；电网容量在3000mw以下为0.5hz。

（2）稳定的供电电压  电压偏差：

电力系统各处电压偏离其额定之百分比 允许偏差为：

 1）35kV及以上供电电压正负偏差绝对值之和不超过为额定电压的10％； 2）10kV及以下三相供电电压为额定电压的标称系统电压的+-10％； 3）220V单相供电电压的允许偏差为标称系统电压的+7％～-10％。

（3）标准的正弦波形 标准的正弦波指的是电压，电流同相位，无其他频率成分，电网电压正弦波形畸变极限值表：

（4）三相电压平衡 

理想情况下三相系统是平衡的，三相的幅度相同，相位互差120度。

电力系统公共连接点正常三相电压不平衡度允许值为2%，同时规定了短时的三相电压不平衡度不超过4%，对接入公共连接点的每个用户引起该点三相电压不平衡度的允许值一般为1.3%，短时不超过2.6%。

9.2电能质量有哪些问题?

这些问题对电力用户和电力系统本身都有什么危害?

9.4无功功率补偿有哪几种？

①并联电容补偿装置；②并联电抗补偿装置；③静止无功补偿器

9.5串联电容的补偿的作用是什么？

答;串联电容器也是一种无功补偿设备通常串联在330kV及以上的超高压线路中，其主要作用是从补偿（减少）电抗的角度来改善系统电压，以减少电能损耗，提高系统的稳定性。

第十章

10.1 电压互感器和电流互感器二次侧为什么要接地?

互感器一次绕组接在高压系统的一次回路中。

当互感器一二次绕组之间绝缘损坏被击穿时，高电压将侵入二次回路，危及人身和二次设备的安全。

一次在互感器二次侧必须有一个可靠的接地点，通常称为安全接地或保护接地。

10.2 二次接线原理展开图的绘制方法 

原理展开图是根据原理图绘制的。

展开图是将二次设备按其线圈和触点的接线回路展开分别画出，组成多个独立回路，线圈和触点用不同的图形符号表示，但属于同一元件的线圈和出点按同一文字符号标注。

展开图中电源，按钮，触点，线圈等元件的图形符号，依电流流通的方向自上而下、自左至右排列起来。

在图形的上方要 有对应的文字说明（回路名称、用途等），便于读图和分析。

10.3 断路器的基本控制电路工作原理？

手动合闸操作时将控制开关SA至于合闸位置，触点5，8接通，经过断路辅助动断点QF1接通合闸接触器的线圈，KM动作，其动合触点闭合，接通断路器合闸线圈，断路器合闸。

合闸外城后，断路器辅助动断点QF1断开，切断合闸回路，KCT失电，绿灯HG熄灭；同时QF1的辅助动合触点闭合，接通KCC，KCF，YT回路，KCC启动，动合接点闭合，点亮红灯HR。

手动跳闸时，将控制开关置于跳闸位置，触点6,7闭合，经断路器辅助动合触点QF1接通跳闸线圈YT，断路器即跳闸，跳闸后，动合触点QF1断开，切除跳闸回路。

11.1 什么是智能变电站？

智能变电站指用先进，可靠，集成，低碳，环保的智能设备，以全站信息数字化，通信平台网络化，信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集，测量，控制，保护，计量和检测等基本功能，并可能根据需要支持电网实时自动控制，智能调节，在线分析决策，协同互动等高级功能，实现与相邻变电站，电网调度等互动的变电站。

11.2 什么是智能设备？

什么是智能组件？

智能设备：

是一次设备和智能智能组件的有机结合体，具有测量数字化，控制网络化，状态可视化，功能一体化，信息互动化等特征的高压设备，简单说就是结合了智能组件的一次设备。

智能组件：

服务于一次设备的测量，控制，状态监测，计量，保护等各种附属装置的集合，它包括各种一次设备控制器，及就地布置的测控，状态监测，计量，保护装置等，简单说就是对一次设备进行测量，控制，保护计量检测等一个或多个二次设备的集合。

12.1 变压器经常性过负荷的技术条件是什么?

经常性过负荷是主动实施的在运行计划之内的过负荷。

变压器的正常过负荷能力就是以不牺牲其正常寿命为原则制定的：

1在整个时间间隔内，变压器绝缘的磨损等于额定磨损；2过负荷期间，绕组最热点的温度不得超过140℃，上层油温不得超过95℃；3变压器的最大过负荷不得超过额定负荷的50%。

满足上述条件时，变压器可长期运行。

12.2 电压过高或过低对发电机有何危害?

答：

电压过高对发电机的危害：

1发电机机端电压上升导致Q

2电压高时，定子铁芯的磁通密度大，铁损增加，致使铁芯温度升高，尽管相应降低定子电流减小了铜损也仍然不能弥补。

3由于发电机正常运行时，定子铁芯工作于较高饱和程度下，所以电压升高不多的情况下也会使铁芯过饱和而大大增加发电机端部结构的漏磁，导致定子结构部件出现局部危险过热。

4对定子绕组绝缘产生威胁。

电压过低对发电机的危害：

1降低电压调节的稳定性和电机并列运行的稳定性。

2在电压较低的情况下，若要保证额定出力，就必须增加定子电流，定子电流大，会使定子绕组温度升高，为防止定子温度升高，只有降低发电机出力。

3改编励磁是调节发电机电压的主要手段。