大学发电厂变电所电气部分重点.docx

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大学发电厂变电所电气部分重点

习题一

1.什么是一次设备?

什么是二次设备?

举例说明。

答：

直接生产、转换和输配电能的设备称为一次设备。

如发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电容器等。

对一次设备进行监察、测量、控制、保护、调节的设备,称为二次设备。

如互感器计量表计、保护装置、绝缘监测装置、直流电源设备等。

2.什么是电气主接线?

什么是配电装置?

答：

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称为电气主接线。

主接线表明电能的生产、汇集、转换、分配关系和运行方式是运行操作、切换电路的依据。

按主接线图由母线、开关设备、保护电器、测量电器及必要的辅助设备组建成接受和分配电能的装置称为配电装置。

配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。

习题二

2.1填空题

1．电弧由阴极区弧柱区和阳极区3部分组成。

2．交流电弧的电压波形成马鞍形变化。

3．多油断路器中的油起灭弧和绝缘作用。

4．高压断路器主要由导流部分、绝缘部分、灭弧部分和操动机构4部分组成。

5．分裂电抗器在正常时电抗值较小，当其任何一条支路发生短路时电抗值较大，因而能有效地限制短路电流。

6．断路器分闸时间为固有分闸时间和燃弧时间之和。

7．装设隔离开关后可以在设备检修时造成明显断开点，使检修设备与带电设备隔离。

8．隔离开关的型号GW5-110D/600中字母G表示隔离开关，W表示屋外，600表示额定电流。

9．电压互感器的二次侧不得短路，其外壳及二次侧必须可靠接地。

10．常用的母线材料有铜、铝和铝合金。

2.2选择题

1.少油断路器的对地绝缘主要靠（瓷介质）。

2.装设分段电抗器的作用是（限制母线回路中的短路电流）

3.槽形母线与多条矩形母线相比,其冷却条件好,集肤效应（小）

4.隔离开关用于隔离电压或切换电路,（隔离开关用于隔离电压或切换电路）

5.在交流电路中,弧电流过零值之后,当弧隙的恢复电压（小于）弧隙击穿电压时将会使电弧熄灭。

6.高压断路器多采用液压操动机构,其传递能量的媒介是（液压油）

7.高压断路器型号LW6-220中，L表示（SF6）

8.高压熔断器的熔体往往采用铜、银等材料,这些材料有（熔点高、电阻率小）特点。

9.电压互感器0.5级准确度级以在规定条件下的（电压误差士0.5%）来标称。

10.下列哪种电力电缆主要用于110kv及以上电压等级（高压充油电缆）。

2.3判断题

1.隔离开关与断路器配合的操作原则是：

“先断开断路器，后拉开隔离开关”或“先接通隔离开关，后合上断路器”。

对

2．断路器的开断时问是指从接受分闸命令瞬间起到主触头分离瞬间为止。

错

3．电流互感器的一次侧电流不随二次侧阻抗改变而改变。

对

4.为保证设备及人身安全、减少一次设备故障时对继电保护及安全自动装置的干犹，所有电压互感器的中性线必须载开关就地接地。

错

5．电压互感器的误差就是变比误差和角误差。

对

6.隔离开关可以用来接通和切断正常负荷电流。

错

7.运行中的电流互感器二次短路后也不得去掉接地点。

对

8.管型母线的集肤效应比矩形母线大。

错

9、电流互感器本身造成的测量误差是由于有励磁电流的存在。

对

10.电流互感器二次侧不装设熔断器是为了防止二次侧开路以免引起过电压。

对

2.4问答题

1.为什么有些场合将两组电流互感器串联使用？

答：

如果验算的结果电流互感器不能满足10%的误差要求，则要采用将两个型号及变比相同的电流互感器串联使用，这样可使允许二次阻抗增大。

因为在相同的二次负载阻抗合二次电流的前提下，二次端电压是不变的（端电压等于电流乘阻抗），让一个电流互感器来负担，端电压就是二个互感器的端电压，若让两个电流互感器来负担，这端电压是两个互感器串联后总的端电压，此时，每个互感器只分到1/2的端电压。

端电压和二次电势有直接关系。

它们间只差一个内阻抗压降，显然，端电压大，电势大，需要的激磁电流也大。

而激磁电流大，互感器误差就大。

所以，两个电流互感器串联使时，每个互感器的端电压小，电势小，因而激磁电流占的比例小，电流互感器的误差也小。

因此两个电流互感器串联使用，可以承担更大的二次负载阻抗。

2.为什么电压互感器名牌上标示有多个容量？

说明其含义。

答：

用电压互感器辅助测量电压，实际上是用它的二次侧量代替所测的

一次侧量，因为仪表接在二次侧，被测设却是在一次侧，而这中间必有误差。

由于交流量都是向量表示，一个量既有数值又有相位问题，所以，从电压互感器二次所测的量折算到一次去代替一次测量，就有电压数值上的误差（称电压误差）和角度即相位误差（称角误差）问题。

这些误差与激磁电流的大小、负荷值的大小及负荷的功率因数等有关。

由于电压互感器的误差随它的负荷值改变而变化所以其容量（实际上即供给负荷的功率）是和一定的准确度相适应。

一般说的电压互感器的额定容量指的是对应于最高准确度的容量。

容量增大，准确度会降低，铭牌上也标出其他准确度时的对应容量。

电压互感器的准确度分为0.2、0.5、1和3.0。

0.2级用于实验室精密测量,一般发电厂和变电所的测量和保护常用0.5级和1级即可。

铭牌上还标着一个“最大容量”这是由热稳定（长期工作时允许发热条件）确定的极限容量。

但一般都不会使负荷达到这个容量。

3.为什么三相三柱式电压互感器不能用来监察交流系统各相对地绝缘？

答：

要监察交流系统各相对地绝缘，实际上是测各相对地电压，这就需要电压互感器的一次侧中性点接地。

但一般三相三柱式电压互感器只能有Y/Y。

接线，不能将一次侧中性点抽出接地所以不能用来监察交流系统对地绝缘。

一侧中性点为什么不能抽出接地，原因是如果把三相三柱式电压互感器用于中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，而其接线又Y0/Y0的话，则当系统发生单相接地故障时，将使电压互感器线圈过热，有损坏的可能。

如对中性点不接地系统，当C相发生单相接地时，C相对地电压为零，A相和巴相对地电压升高根号三倍。

这时出现零序电压。

在零序电压作用下,中性点接地的一次侧零序电流是可以流通的。

由于三相的零序磁通是同相位的，在三柱铁芯中互相“顶牛”，只能以空气、油和箱壁为其回路因为空气磁阻很大故零序磁铁将引起根大的零序空载电流这就好像一个铁芯线圈抽掉铁芯时线圈中电流增大一样。

这个零序电流比正序空载电流大好几倍。

电压互感器一次线圈导线较细，在发生单相接地的情况下长久使用时，由于线圈过度发热，将会烧毁。

在这种情况下，电压互感器的高压熔断器不一定能断，因熔断器熔件的熔断电流往往比这时的电流值大。

因此三柱式电压互感器的中性点一般不引到箱外，以免出错。

4.零序电流互感器有何特点？

答：

零序电流互感器是一种零序电流滤过器，它的二次侧反应一次系统的零序电流。

这种电流互感器的一次线圈就是被保护元件的3个相，用一个铁芯包围住3个相的导线（母线或电缆）二次线圈就绕在这3个相的铁芯上。

正常情况下由于零序电流互感器一次侧三相电流对称，其向景和为零，铁芯中不会产生磁铁，二次线圈中没有电流。

当系统中发生单相接地故障时，三相电流之和不为零（等于3倍的零序电流）因此，在铁芯中出现零序磁通，该磁通在二次线圈感应出电势，二次电流流过继电器，使之动作。

实际上由于三相导体排列不对称，它们与二次线圈间的互感彼此不相等，零序电流互感器的二次线圈中有不平衡电流流过。

零序电流互感器一般有母线式和电缆两种。

习题三

3.1填空题

1.对主接线的基本要求是可靠性、灵活性和经济性。

2.母线起汇集和分配电能的作用。

3.单母线分段的作用是提高供电的可靠性、灵活性。

4.桥式接线分为内桥接线和外桥接线两种。

5.主接线中变压器按用途分为主变压器、联络变压器和自用变压器。

6.厂用电一般采用单母线分段接线,母线一般按锅炉台数分段

7.三绕组变压器在结构上有两种基本形式,分别是升压型和降压型。

8.分裂电抗器具有正常时电抗大,短路时电抗小的特点

9.火力发电厂中,厂用电般一采用高升和低压两种电压等级供电

10.变压器绕组连接方式有Y和D两种

3.2选择题

1.内桥接线一般适用于（C）场合

A有穿越功率通过

B.线路较短变压器需经常切换

C.线路较长变压器不经常切换

D.不致使电网运行开环

2.330-5ookv配电装置,宜采用（D）接线。

A.单母线分段

B.双母线分段

C.双母带旁母

D.一台半断路器（3/2）

3.在单母线分段接线中,当分段断路器闭合运行时,对分段断路器的要求是（C）

A.能实现自动重合闸

B.应具有过电压保护功能

C.能在任一段母线故障时自动跳闸

D.应具有低电压保护功能

4.厂用电率是发电厂的主要运行经济指标,它与发电厂的类型等因素有关。

热电厂的厂用电率为（B）

A.5%~8%

B.8%~10%

C.0.3%~2%

D.10%~15%

5.我国电力变压器三相绕组110kv及以上电压侧采用的连接方式均为（A）

A.YN

B.Y

C.D

D.Y或D

6.线路电抗器的百分电抗值一般为（C）

A.5%~8%

B.8%~12%

C.3%~6%

D.10%~15%

7.4/3台断路器接线中4/3是指（B）

A.4条回路共用3台断路器

B.3条回路共用4台断路器

C.3条回路共用3台断路器

D.4条回路共用4台断路器

8.分裂电抗器的偶合系数f值取决于电抗器的结构一般为（C）。

A.1

B.0.1~0.3

C.0.4~0.6

D.0

9.单元接线中主变压器容量SN按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后一般留有（B）的裕度。

A.5%

B.10%

C.15%

D.20%

10.变电站中主变压器容量SN按其中一台停用时其余变压器能满足变电站最大负荷的（C）选择。

A.85%~95%

B.100%

C.60%~70%

D.20%~50%

3.3判断题

1.所有Ⅰ/Ⅱ类负荷绝对不允许停电。

错

2.在发电机-三绕组变压器单元接线中,在发电机出口处可不装设断路器。

错

3.角形接线中,其角数等于断路器台数。

对

4.角形接线在开、闭环两种状态下的电流差别不大。

错

5.外桥接线省去了变压器侧的断路器。

错

6.在单元接线中,发电机出口短路电流比较大。

错

7.在选择主变压器容量时,可只考虑当前负荷的需要。

错

8.变压器的绕组连接方式必须使其线电压与系统线电压相位一致。

对

9.联络变压器一般只装设一台。

对

10.线路电抗器装设于架空馈线上。

错

3.4问答题

1.何为电气主接线？

电气主接线的基本形式有哪些？

答：

电气主接线是由多种电气设备通过连接线，按其功能要求组成的接受和分配电能的电路，也称电气一次接线或电气主系统。

主接线的基本形式可概括分为两大类。

其一，是有母线式接线，包括单母线接线、双母线接线、一台半断路器接线4/3台断路器接线以及变压器母线组接线等。

其二、是无母线式接线，包括单元接线、桥形接线及角形接线等。

2.断路器和隔离开关的操作顺序是如何规定的？

为什么要这样规定？

答：

断路器和隔离开关的操作顺序为：

接通电路时，先合上断路器两侧的隔离开关，再合断路器，切断电路时，先断开断路器，再拉开两侧的隔离开关。

严禁在未断开断路器的情况下，拉合隔离开关。

这样规定的原因是，断路器具有完善的灭弧装置，而隔离开关没有灭弧装置，所以隔离开关不能带负荷操作。

3.旁路母线起什么作用？

以单母线带旁路接线为例，说明检修出线断路器时如何操作。

答：

旁路母线是在检修出线断路器时，不中断该回路供电，正常时旁路母线不带电。

如答案图3.1为单母线带旁路接线，WP为旁路母线，QFP为旁路断路器QSp为旁路隔离开关。

当需检修某线路断路器时,首先合上旁路断路器两侧的隔离开关，然后合上旁路断路器向旁路母线空载升压，检查旁路母线无故障后，再合上该线路的旁路隔离开关（等电位操作）。

此后，断开该出线断路器及其两侧的隔离开关，这样就由旁路断路器代替了该出线断路器工作。

4.何为一台半断路器接线？

它有哪些优缺点？

一台半断路器接线中的交叉布置有何意义？

答：

两组母线之间接有若干串断路器，每一串有3台断路器，中间一台称作联络断路器，每两台之间接人一条回路，每串共有两条回路。

平均每条回路装设台半（3/2）断路器，故称一台半断路器接线，又称二分之三接线。

一台半断路器接线的主要优点：

1.可靠性高2.运行灵活性好3.操作检修方便。

主要缺点：

投资大、继电保护装置复杂。

在一台半断路器接线中，一般应采用交叉配置的原则，即同名回路应接在不同串内，电源回路宜与出线回路配合成串。

这样交叉配置可保证供电的可靠性。

6.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：

短路是电力系统中常发生的故障，当短路电流通过电气设备时，将引起设备短时发热，产生巨大的电动力，因此它直接影响电气设备的选择和安全运行。

为此，在设计主接线时，应根据具体情况采取限制短路电流的措施，以便在发电厂和用户侧均能合理地选择轻型电器和截面较小的母线及电缆。

通常采用限制短路电流的方法：

1.加装限流电抗器；2.采用分裂绕组变压器；3.采用适当的主接线方式及运行方式。

9.自用电的作用和意义是什么？

答：

自用电是指发电厂或变电所在生产过程中自身所使用的电能。

尤其是发电厂，为了保证电厂的正常生产，需要许多由电动机拖动的机械为发电厂的主要设备和辅助设备服务，此外还要为运行、检修和试验提供用电负荷。

自用电是发电厂或变电所的最重要的负荷，其供电电源、接线和设备必须可靠，以保证发电厂或变电所的安全可靠、经济合理地运行。

习题四

4.1填空题

1.发热对电气设备产生的不良影响有机械强度下降、接触电阻增加、绝缘性能下降。

2.电气设备选择的原则是:

按正常工作条件、选择按短路条件校验。

3.短路电流热效应的计算方法：

有辛卜生公式法（实用计算法）、等值时间法。

4.导体散热的形式有：

导热、对流、辐射3种。

5.变电站硬母线常采用的形状有矩形、管形、槽形。

6常用的导体材料有铜、铝、钢。

7.矩形母线的布置方式分：

水平布置、垂直布置。

8.母线截面的选择方法有：

按最大工作电流选择、按经济电流密度选择。

9.绝缘子按结构用途分为：

支柱绝缘子、穿瑞套管。

10.电流互感器二次额定电流分5A、1A两种。

4.2选择题

1.短路热稳定的计算时间是指（C）

A.继电保护时间加上断路器固有分闸时间

B.熄弧时间加上燃弧时间

C.继电保护时间加上断路器全开断时间

D固有分闸时间加上燃弧时间

2.三相平行导体中最大电动力发生在（B）。

A.A相

B.B相

C.C相

D.任何一相

3.为了识别相序及增强导体散热能力，A、B、C三相硬母线一般涂成（C）

A.红、黄、绿

B.红、绿、黄

C.黄、绿、红

D.黄、红、绿

4.在电气设备器选择校验中,短路种类一般应按（A）验算。

A.三相短路

B.两相短路

C.单相短路

D.两相接地短路

5.互感器的准确级应该（B）所供测量仪表的准确级。

A.等于

B.高于

C.低于

D.等于或低于

6.35kv及以下硬母线常采用（A）母线。

A.矩形

B.槽形

C.管形

D.圆形

7.正常运行时,电缆的电压损失不应大于额定电压的（B）。

A.10%

B.5%

C.3%

D.8%

8.熔断器熔管额定电流INft和熔体额定电流INfs的关系为（C）。

A.INft>INfs

B.INft

C.INft>=INfs

D.不确定

9.导体和电器的最高工作电压一般为额定电压Un的（B）倍

A.0.9~1.0

B.1.1~1.15

C.1.0~1.3

D.1.3~1.5

10.330~500kv电网一般采用（c）断路器。

A.少油

B.真空

C.SF6

D.空气

4.3判断题

1.按正常电流及经济电流密度选出母线截面后，可不校验热稳定。

错

2.在选择导线截面时不允许选用小于经济截面的导体。

错

3.单条矩形母线面积最大不超过1250mm2.对

4.增大导体的电阻，可提高导体的载流量。

错

5.矩形母线导体竖放可增大有效散热面积。

对

6.不论温度如何变化，导体材料的电阻和比热都不变。

错

7.前后两级熔断器之间必须进行选择性校验。

对

8.电流互感器的二次负荷可超过相应准确级下的额定容量。

错

9.短路计算点应选择在正常接线方式下，通过导体的短路电流为最大的地点。

对

10.隔离开关和断路器一样，应按额定开断电流进行选择。

错

4.4问答题

1.研究导体和电器的发热的意义是什么?

长期发热和短时发热各有何特点?

答：

电流通过导体和电气设备时，将引起发热。

发热不仅消耗能量，而且导致电气设备的温度升高，从而产生不良的影响。

使导体机械强度下降、接触电阻增加及绝缘性能下降。

为了保证电气设备可靠地工作，必须对导体的发热加以研究。

由正常工作电流引起的发热称为长期发热，由短路电流引起的发热称为短时发热。

导体长期发热时，由正常工作电流产生的热量一部分使导体升温，另一部分散失到周围空气中，最后达到稳定温升一般温度较低。

导体短路时发热的特点是短路电流大，发热时间短，可以认为这是一个绝热过程，即导体产生的热量，全部用以使温度升高，最后温度较高。

2.导体长期允许电流是根据什么确定的?

提高导体载流量的措施有哪些?

答：

导体长期允许电流是根据长期发热确定的，导体长期通过电流I时，稳定温升为tw=i2R/aF。

由此可知，导体的稳定温升，与电流的平方和导体材料的电阻成正比，而与总换热系数及换热面积成反比。

根据上式，可计算出导体的载流量。

提高导体载流量的措施，减小导体的电阻、增大散热面积、提高散热系数。

习题五

5.1填空题

1.配电装置长英组装方式、又可分为装配式和成套式。

2.在定电厂和变电站中，35kv及以下的配电装置多采用屋内配电装置。

其中3~10kv的大多采用成套配电装置。

3.配电装置各部分之间，为确保人身和设备的安全所必须的最小电气距离，称为最小安全净距。

4.根据电气设备和母线布置持点，层外配电装置通常分为中型、半中型和高型3种类型。

5.母线通常装在配电装置的上部，一般呈水平布置、垂直布置和直角三角形布置。

6.电抗器按其容量不同有3种不同的布置方式：

垂直布置、品字形布置和水平布置。

7.成套配电装置分为低压配电屏、高压开关柜、Sf6全封闭组合电器和成套变电站4类。

8.成套变电站分为组合式、箱式和可移动式变电站3种。

9.接地按用途可分为工作接地、保护接地、防雷接地和防静电接地4种

10.接地装置由接地体和接地线两部分组成。

选择题5.2

1.110kv中性点直接接地系统中,其屋外配电装置带电部分到接地部分之间的安净距A1是（A）m。

A.0.85

B.0.9

C.1.0

D.1.2

2.半高型配电装置是将（B）。

A.母线与母线重叠布置

B.母线与断路器等设备重叠布置

C.电气设备与电气设备重叠布置

D.母线与避雷器重叠布置

3.母线三角形布置适用于（A）电压等级的大、中容量的配电装置中。

A.6~35kv

B.35~110kv

C.110~220kv

D.330~550kv

4.分相中型配电装置与普通中型配电装置相比，主要区别是将母线隔离开关分为单相分开布置，每相的隔离开关直接布置在各自母线的（D）。

A.左侧

B.右侧

C.上方

D.下方

5.某变电所220kv配电装置的布置形式为两组母线上下布置,两组母线隔离开关亦上下重叠布置而断路器为双列布置，两个回路合用一个间隔。

这种布置方式称为（D）。

A.半高型布置

B.普通中型布置

C.分相中型布置

D.高型布置

6.绘制（A）不需要按比例绘制。

A.配电装置图

B.配电装置平面图

C.配电装置展开图

D.配电装置断面图

7.屋内配电装置中，电气设备的栅状遮栏高度不应低于（C）mm。

A.1000

B.1100

C.1200

D.1300

8.由跨步电压的定义可知，其大小（C）

A.不仅与接地装置的接地电阻有关，而且与具体人的步距大小有关

B.只与接地电流大小有关

C.与具体个人的步距大小和离接地装置远近有关

D.与接地装置的接地电阻和接地电流大小有关

9.接地网的埋深不宜小于（B）m.

A.0.5

B.0.6

C.0.9

D.1.2

10.接地体与建筑物的距离不宜小于（C）m。

A.1.0

B.1.2

C.1.5

D.2.0

5.3判断题

1.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,均应小于规范中所规定的安全净距。

错

2.屋外配电装置布置中，隔离开关和互感器均采用高式布置，即应安装在约1.5m高的混凝土基础上。

错

3.在屋外配电装置中，主变压器与建筑物的距离不应小于2.5m。

错

4.管形母线用于35kv及以下配电装置，矩形则用于110kv及以上的配电装置。

错

5.中型配电装置是将所有电气设备都安装在同一个平面内。

对

6.安装电抗器品字形布置时，不应将A、B相重叠在一起。

错

7.SF6全封闭组合电器是以绝缘油作为绝缘和灭弧介质，以优质环氧树脂绝缘子作支撑元件的成套高压组合电器。

错

8.温度变化时，若母线很长，则在母线、绝缘子和套管中可能会产生危险的应力，必须加装母线补偿器。

对

9.接地装置的接地电阻是指接地体的对地电阻。

错

10.降低接地电阻主要靠大面积垂直接地体，它既有均压、减小接触电压和跨步电压作用，又有散流作用。

错

5.4问答题

1.什么是最小安全净距、最基本的最小安全净距？

答：

配电装置各部分之间，为确保人身和设备的安全所必须的最小电气距离，称为最小安全净距。

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。

A1和A2是最基本的最小安全净距，即带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距。

3.配电装置应满足哪些基本要求？

答：

配电装置的设计应满足下述基本要求：

1.可靠性2.便于操作、巡视和检修；3.安全性；4.经济性；5.考虑扩建。

习题六

6.1填空题

1.灯光监视的断路器控制回路用绿色指示灯亮表示断路器处在跳闸位置。

2.中央信号装置由事故信号和预告信号组成。

3.断路器控制回路断线时，应通过音响信号和光字牌信号通知值班人员。

4.二次接线图的表示方法有原理接线图、展开接线图和安装接线图3种方法。

5.具有电气机械防跳的断路器控制信号回路红灯闪光表示手动合闸或自动跳闸。

6.二次回路铜芯电缆按机械强度要求，连接强电端子的芯线最小截面积为1.5mm2。

7.断路器的“防跳”回路是将断路器闭锁在跳闸位置。

8.二次回路标号按等电位原则标注，即在电气回路中，连于一点上的所有导线需标以相同的回路信号。

9.预告信号一般分瞬