变电工程设计常见问题及答案

常见问题及答案1、什么是一次能源？答：一次能源指自然界中现成存在，可直接取得利用而又不改变其基本形态的能源。例如煤炭、石油、天然气、水能、风能等。2、什么是二次能源？答：二次能源指由一次能源加工转换成的另一种形态的能源。例如电力、蒸汽等。3、什么是电能？答：电能是由一次能源经加工转换成的能源，是一种无形的、不能大量储存的二次能源。电能的开发和应用，是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，要求随时保持功率平衡。4、电能和其它形式的能源相比有哪些特点？答：（1）便于大规模生产和远距离输送。（2）方便转换和易于控制。（3）损耗小。（4）效率高。（5）无气体和噪声污染。5、电力工业的基本任务是什么？答：为国民经济各部门和人民生活提供“充足、可靠、优质、廉价”的电能。6、电力发展方向是什么？答：厂网分开，竞价上网，实现高度自动化，西电东送，南北互供，走向联合电力系统。7、简述火力发电厂分类答：（1）按照燃料：燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂、余热发电厂。（2）按输出能源分：凝汽式发电厂、热电厂（3）按发电厂总装机容量：小容量发电厂、中容量发电厂、大中容量发电厂、大容量发电厂（4）按蒸汽压力和温度：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8、简述原料为煤的火力发电的生产过程答：煤斗中的原煤送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。水被加热沸腾后汽化成水蒸汽，由汽包上部流出进入过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。电能经变压器将电压升压后，由输电线送至电用户。9、水电机组的特点是什么？答：能快速起动与停运，并能在运行中由空载到满载大幅度地改变负荷。10、什么是枢纽变电站？答：联络本电力系统中的各大电厂与大区域或大容量的重要用户，并实施与远方其它电力系统的联络，是实现联合发、输、配电的的枢纽，其电压最高，容量最大，是电力系统的最上层变电站。11、设计变电站需要搜集哪些资料？答：地质、气象资料：（1）土质；（2）地形；（3）水文；（4）气温、气压；（5）风向、风速；（6）冻结深度；（7）降雨量；（8）雷电活动情况。电力系统的资料：（1）电源的分布；（2）附近系统的接线；（3）系统的电压等级；（4）系统的容量；（5）网络的参数；（6）中性点的接地方式；（7）电源的数目；（8）进线方向。负荷资料：（1）新建变的供电负荷类型及供电半径；（2）近期5～10年发展负荷的资料；（3）负荷的总容量；（4）进出线电压等级及进出线数目。12、变电站选址确定原则？答：（1）按选所条件审定变电站所址是否合理；（2）变电站的供电电压是否合理，是否符合网络发展规划；（3）变压器容量及进出线数目；（4）变电站扩建的可能性，分期建设的年限；（5）运行上有哪些要求；（6）设备的选择以及货源的方向。13、什么是主接线图？答：表明各种电气设备有相互联系，设备的规范，防侵入电波及感应雷的措施，中性点接地方式，电压互感器及电流互感器的配置等的图纸。是所有其它图纸的依据。主接线图应反映本期工程和远景的区别，一般用实线表示本期工程，用虚线表示远景工程。14、根据开关电器的不同性能，可将其分为哪几类？答：（1）仅用来在正常工作情况下开断或闭合正常工作电流Ig.zd的开关电器。例如低压刀闸开关、接触器、高压负荷开关等。（2）仅用来开断过负荷电流或短路电流Id的开关电器。例如熔断器和可控气吹开断器等。（3）只用来在检修时隔离电源，不能用其开断或闭合正常工作电流或短路电流的开关电器。例如高压隔离开关。（4）用来在预定的记忆时间内根据选定的计数次数在无电流的瞬间自动分段故障线路。（5）即用来开断或闭合正常工作电流Ig.zd，也用来开断过负荷电流或短路电流Id的开关电器。例如高压断路器、低压空气开关等。15、什么是电弧？答：电弧是有触点的开关电器在切断有载电路过程中必然产生的物理现象。它是一种气体游离放电现象，指当某段空气间隙两端施加足够高的电压时，空气绝缘被击穿，电流会通过该空气间隙。实验证明，用开关电器切断通有电流的线路时，只要电源电压大于10~20V，电流大于80~100mA，在开关电器的动、静触头分离瞬间，触头间就会出现电弧。16、简述电弧产生的过程。答：（1）高电场发射电子是产生电弧的主要条件。这两种电子在电场力的作用下，向阳极作加速运动，并碰撞弧隙中的中性质点（如气体原子、分子），由于电子的运动速度很高，其动能大于中性质点的游离能，将中性质点撞击成正离子和自由电子（这种游离称为碰撞游离）。碰撞游离的规模由于连锁反应而不断扩大，乃至弧隙中充满了定向流动的自由电子和正离子，从而介质被击穿，电流急剧增大出现光效应和热效应而形成电弧。（2）碰撞游离是产生电弧的主要原因。电弧产生以后，弧隙的温度很高，中性质电不规则热运动速度增加，具有足够动能互相碰撞出电子和正离子，这种现象叫做热游离，热游离的强度足够维持电弧的燃烧。（3）热撞游离是维持电弧燃烧的主要原因。这就是介质由绝缘状态变为导电状态所产生的物理过程。17、什么是去游离？答：弧隙中带电质点自身消失或者失去电荷变为中性质点的现象称为去游离。18、什么是扩散？答：电弧中的电子和正离子，从浓度高的空间向浓度低的介质周围移动的现象，称为扩散。扩散的结果使电弧中带电质点减少，有利于灭弧。电弧和周围介质的温度差及带电质点的浓度差越大，扩散的速度就越快。19、简述热击穿和电击穿阶段的特征答：热击穿阶段的特征是：弧隙处于导通状态，具有一定数值的电阻，有剩余电流通过，弧隙仍得到能量。电击穿阶段的特征是：弧隙电阻值趋于无穷大，弧隙呈介电状态，但温度较高，弧隙的耐压强度比常温介质低的多，所以容易被击穿。20、什么叫做吹弧？分哪几类？答：利用灭弧介质（如气体、油等）在灭弧室中吹动电弧，这种方法在开关电器中应用最广。用弧区以外新鲜且低温的介质吹拂电弧，对熄灭电弧起到多方面的作用。它可将弧柱中大量正负离子吹到触头间隙以外，代之以绝缘性能高的新鲜介质；使弧柱温度迅速下降，阻止了热游离的继续进行；使触头间的介质强度提高；使被吹走的离子与冷介质接触，加快了复合过程的进行；使弧柱拉长变细，加快了弧柱的分解，弧隙电导下降。吹弧有纵吹和横吹两种方式。吹动方向与弧柱轴线相垂直时，称为横吹。横吹更易于把电弧拉长，增大电弧表面积，对弧柱的冷却效果好；横吹灭弧室尺寸可以小些，适用于较低电压的断路器。21、简述近阴极效应的应用答：低压开关中广泛采用灭弧栅装置，由铁磁材料制成的金属片组成短弧栅格。触头间产生电弧后，铁磁材料的栅片在电弧电流产生的磁场中产生电磁力，把电弧弧柱吸引到栅片之中，将长弧分割成一串短弧。设栅片数为n，则灭弧栅的总起始介质强度为n（150~250）V，加于触头间的恢复电压小于此值。即能可靠灭弧。栅片作成缺口形状，是为了减少电弧弧柱进入栅片的阻力，缩短燃弧时间。22、简述油断路器灭弧原理答：油断路器以油作为灭弧介质。当断路器断开电路时，动、静触头之间产生电弧，将弧道附近的变压器油蒸发和分解，形成气泡；灭弧室内部气体压力增大，油气流由灭弧室的喷口喷出，电弧被拉长、冷却并熄灭。23、简述SF6气体的性能答：SF6气体的电子具有共价键结构，其分子结构呈正八面体，属于完全对称型，硫原子被六个氟原子浓密包围，呈强电负性。SF6气体为无色、无味、无毒、非燃烧性、亦不助燃的非金属化合物。在常温常压下，密度约为空气的5倍。常压下升华温度为-63.8℃。在常温下直至21大气压仍为气态。SF6气体化学性质非常稳定，在干燥情况下，与铜、铝、钢等材料在110℃以内都不作用；超过150℃时，与钢、硅开始缓慢作用；200℃以上，与铜或铝才发生轻微作用，到500~600℃与银也不发生作用。SF6气体热稳定性好，气体分解随温度升高而加剧；但一旦使它分解的能量解除，分解物将急速再结合为SF6气体，其结合速度不大于10-5S。故弧隙介质强度恢复速度快，灭弧能力强。SF6气体的灭弧能力相当于同等条件下空气的100倍。SF6气体是无毒的，但在电弧作用下可能分解出不同程度的毒性气体，如S2F10、SOF2等。因此，为了防止万一泄漏的有害气体被人体吸入，必须在通风良好的条件下进行操作。24、简述LW3—10型SF6断路器的灭弧原理答：LW3—10型SF6断路器的灭弧室是旋弧式灭弧室。其灭弧原理：当断路器分闸时，动、静触头分离产生电弧，这一电弧很快由静触头转移到燃弧环（圆筒电极）。在环内，由于磁场线圈受电，产生与触头系统同轴的磁场，因而垂直于磁场的电弧部分便产生电磁运动，高速旋转起来，把被电离的气流抛在后面，并在SF6气体中拉长。由于旋转的电弧不断接触新鲜SF6气体，释放掉热能，很快被冷却，而电离的气体又快速复合成SF6气体，保证有效而迅速地开断高压电流。当电弧电流过零时，便熄灭电弧。25、真空断路器有哪些特点？答：（1）触头开距小，10kV级真空断路器的触头开距只有10mm左右，所需的操作功率小，动作快。（2）燃烧时间短，燃烧时间与开断电流大小无关，一般只有半个周波，称半周波断路器。（3）触头间隙介质恢复速度快，对于开断近距离故障和开断电容电流性能较好。（4）体积小，重量轻，便于柱上安装。（5）能防火防爆。26、对隔离开关有哪些基本要求？答：（1）有明显的断开点。（2）断口应有足够可靠的绝缘强度。（3）具有足够的动、热稳定性。（4）结构简单，分、合闸动作灵活可靠。（5）隔离开关与断路器配合使用时，应具有机械的或电气的连锁装置，以保证正常的操作顺序。（6）主闸刀与接地闸刀之间设有机械的或电气的连锁装置，保证二者之间的动作顺序。27、隔离开关型号和参数表示28、简述农用电网的特点答：具有负荷分散，供电半径长，线路分支多等特点，受雷电、风、树、雨、雪或导线摆动等所造成瞬时性故障机率较高。29、重合器由哪几部部分组成？答：由消弧部分与控制部分组成。消弧部分的功能是开断故障电流。消弧介质已由用油消弧额定电流，额定电压，设计序号安装条件：户内，户外其它标志：改进型，统一设计，带接地刀，快分型防污型，穿墙型，特殊安装，带支持导电杆产品名称：隔离开关发展到用真空或SF6气体消弧。控制部分主要包括：选定或调整最小跳闸电流；选定和调整动作特性；记忆重合次数。若在选定次数（一般为3~4次）重合闸不成功即自行闭锁，若在某次重合成功，经过一定时间记忆消失，自动恢复原始状态，下次发生故障时又能按预选次序重新动作。30、分段器有哪些性能？答：（1）分段器具有自动对上一级保护装置跳闸次数的计数功能。（2）分段器不能切除故障电流，但是与重合器配合可分断线路永久性故障。由于它能切除满负荷电流，所以可作为手动操作的负荷开关使用。（3）分段器可进行自动和手动跳闸，但合闸必须是手动的。分段器跳闸后呈闭锁状态，只能通过手动合闸恢复供电。（4）分段器有串接于主电路的跳闸线圈，更换线圈即可改变最小动作电流。（5）分段器与重合器之间无机械和电气的联系，其安装地点不受限制。（6）由于分段器没有安一秒特性，因此在使用上有特殊的优点。例如，它能用在两个保护装置的保护特性曲线很接近的场合。31、什么是互感器？答：互感器是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况，是一种专门测量仪表、控制及保护设备用的特殊变压器。互感器可分为电压互感器和电流互感器两类。32、互感器有哪些作用？答：（1）使测量仪表和继电器与高压装置在电气方面很好地隔离保证工作人员的安全。（2）使测量仪表标准化小型化，可以采用小截面的电缆进行远距离测量。（3）当电路发生短路时，仪表和电流线圈不受冲击电流的影响。33、电流互感器有哪些特点？答：其特点是：一次绕组串联在电路中，并且匝数很少；一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负