成套电器基础知识详解

2-1什么叫电力系统的中性点？我国电力系统的中性点运行方式有哪几种？答：（1）电力系统的中性点是指三相系统做星形连接的变压器和发电机的中性点。（2）我国电力系统的中性点运行方式有a、中性点非有效接地。b、中性点有效接地。2-2中性点不接地三相系统中，发生单相接地故障时，各相电压和电流如何变化？画出相量图。答：（1）中性点不接地系统发生单相接地时的电压变化：接地相电压小于相电压或至零、其它两相电压上升或至线电压、中性点电压上升或至相电压，系统出现零序电压，线电压不变。（2）中性点不接地系统发生单相接地时的电流变化：接地相电容电流减小或为零其它两相电容电流上升或至原来的3倍，系统出现零序电流。负荷电流不变。（3）向量图：2-3试述消弧线圈的工作原理。消弧线圈有几种补偿方式?常采用哪一种？为什么？答：（1）消弧线圈的工作原理：正常运行时中性点电压为零，消弧线圈中无电流，当发生接地时中性点电压等于接地相电压，消弧线圈中产生电感电流，该电流通过接地点构成回路，所以接地点的电流为电感电流与电容电流的和由于在同一电压作用下电感电流与电容电流相位差为180度故相互抵消从而减小了接地点的电流，起到了消弧的作用。（2）消弧线圈的补偿方式有a、全补偿。b、欠补偿。c、过补偿通常采用过补偿。因为当采用过补偿时在各种运行方式下都不会发生电压谐振。2-4试述中性点直接接地系统发生单相接地故障时，电压和电流的变化情况.答：（1）中性点直接接地系统发生单相接地时电压的变化：故障相对地电压为零，其它两相电压基本不变，仍接近于相电压。（2）中性点直接接地系统发生单相接地是电流的变化：故障相流过单相短路电流，其它两相电流基本不变为负荷电流。2-5一般在什么情况下采用中性点经低电阻接地？满足什么要求？答：（1）在以电缆为主体的35、10KV城市电网中根据供电可靠性要求，故障时暂态电压、暂态电流对设备的影响、对通讯的影响对继电保护技术要求以及本地运行经验等，可采用经低阻抗接地方式。（2）采用中性点经低电阻接地方式运行时，中性点接地电阻的大小以限制接地相电流在600~1000A范围内为宜。2-6中性点不同的运行方式，在发生单相接地故障时如何处理？答：（1）中性点不接地系统发生单相接地时，继续运行时间不允许超过2h，并要加强监视。（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.答：（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。b缺点：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≤10AL=350Ic／U得L=100Km。（2）根据对电缆线路Ic=UL／10及3~10KV系统Ic≤30AL=10Ic／U得L=30Km3-1什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？答：（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。答：（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？答：（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？答：（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？答：（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？答：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？答：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？答：（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？答：（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？答：（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？答：（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？答：（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？答：（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？答：（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？答：（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；3、设计序号；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；6、额定电流（A）4-9当发生带负荷拉合开关的误操作时，应如何做？答：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