发电厂电气部分-问答题

二、问答题第二章1.见下图，写出不停电检修QF1的步骤（正常运行时，QFP，QS1，QS2闭合，QS0断开）（答：步骤如下：1)合QS0；2)分QFP，QS2;3)将QFP的继电保护整定为瞬动，合QS4，QFP，给旁路母线充电；4)若旁路母线完好，断开PQF；5)合旁路隔离开关5QS；6)将PQF的继电阿保护整定同1QF，合旁路断路器PQF；7)断开1QF，6QS，7QS；8）给1QF两端跨接地线（或合上接地隔离开关）即可对它进行检修。）2．见上图，写出不停电检修线路L1回路断路器QF1的操作步骤。（正常为固定运行方式，L1运行在W1母线上。）(答：1）将PQF的继电保护整定为瞬动，合1PQS，3PQS，PQF，给旁路母线PW充电；2）若旁路母线完好，断开PQF3）合旁路隔离开关14QS；4）将PQF的继电保护整定同1QF，合旁路断路器PQF；5）断开1QF，13QS，11QS；6）给1QF两端跨接地线（或合上接地隔离开关）即可对它进行检修。)3．断路器和隔离开关各起什么作用？说明它们在同一回路中时送电和断电的操作步骤。（答：断路器主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，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。隔离开关的主要作用：隔离电压，倒闸操作，分合小电流。操作步骤：送电：先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，然后再投入断路器；停电：先断开断路器，再断开线路隔离开关，然后断开母线侧隔离开关。）4．内桥和外桥怎样区别，各适用什么场合？画出内桥和外桥的接线形式。（答：内桥的桥连断路器设置在变压器侧；外桥接线的桥连断路器则设置在线路侧。内桥接线适用于输电线路较长，故障几率较多，而变压器又不需要经常切换的场合。外桥式接线则在出线较短，且变压器随经济运行的要求需经常切换，或系统有穿越功率流经本厂时就更为适宜。）L1L2T1T2L1L2T1T2内桥外桥5．电力系统中限制短路电流的方法有哪些？（答：有三种：1)选择适当的主接线形式和运行方式；2)加装限流电抗器，包括加装普通电抗器和分裂电抗器。3）采用低压分裂绕组变压器。）第三章1、厂用电电源可分为哪几种？各起何作用？（答：厂用电源可分为：1）工作电源:保证正常运行的基本电源；2）备用电源和起动电源：备用电源主要用于事故情况失去工作电源时，起后备作用；启动电源是指在厂用工作电源完全消失情况下，为保证使机组快速启动，向必要的辅助设备供电的电源；3）事故保安电源：对300MW及以上的大容量机组，当厂用工作电源和备用电源都消失时，为确保在事故状态下能安全停机，事故消除后又能及时恢复供电，应设置事故保安电源，以保证事故保安负荷的连续供电。）2．何谓厂用电动机自启动？为什么要进行自启动效验？（答：电动机的自启动：厂用电系统中运行的电动机，当突然断开电源或厂用电系统电压降低时，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。若电动机是去电压以后，不与电源断开，在很短的时间（一般在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，此时电动机惰性尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动。若参加自启动的电动机的数量多，容量大时，启动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电系统电压下降，甚至会引起电动机本身发热，这些数值如果超过允许指标，将危及厂用电系统的稳定运行和电动机的安全与寿命，因此必须进行电动机自启动校验。）第四章1．如何提高导体的长期工作允许电流？（答：可通过以下3点1)采用电阻率小的材料，如铝、铝合金等；2)导体的形状，相同截面积，圆形导体表面积小，而矩形、槽形的表面积较大，故如其他条件允许，应选择矩形、槽形导体；3)导体的布置方式，有利于散热。比如矩形导体竖放比横放载流量大。）2．载流导体发热的原因是什么？发热对电气设备有何影响？(答：载流导体发热的原因：正常工作电流或短路电流通过导体，将产生各种损耗：1）电阻损耗；2）绝缘材料中出现的介质损耗；3）导体周围的金属构件，在电磁场作用下，引起涡流和磁滞损耗。这些损耗变成热能使导体的温度升高。发热对电气设备的影响：1）机械强度下降；2）接触电阻增加；3）绝缘性能降低。)3．分相封闭母线有哪些特点？（答：分相封闭母线的特点是：（1）封闭母线有效的防止了绝缘遭受灰尘、潮气等污秽和外物造成的短路故障，供电可靠。（2）母线及其配套设备均封闭在金属外壳中，且外科接地，使工作人员不会触及带电导体，运行安全。（3）由于金属外壳的屏蔽作用，母线电动力大大减少，而且基本消除了母线周围钢构件的发热。（4）运行维护工作量小。）第五章1．何为短路计算点？如图1所示，试确定QF1，QF2，QF3，QF4短路计算点。并写出QF3短路计算点确定依据。（8分）（答：短路计算点：选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。QF3短路计算点确定依据：这个时候流过的短路电流为两台发电机一起提供的，此时通过的短路电流为最大的，所以确定为短路计算点。QF1QF2QF３QF４负荷＃１GP=25MWcosφ=0.8＃2GP=50MWcosφ=0.8图１＃2GP=50MWQF1QF2QF３QF４负荷＃１G√√√√2．断路器的作用是什么？在断开过程中，间隙的自由电子是如何产生的？（答：断路器主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，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。在触头分离的最初瞬间，触头电极的阴极区发射电子对电弧过程起决定性作用。阴极表面发射电子的方式有两种：一种是热电子发射，一种是强电场电子发射。强电场发射是在弧隙最初产生电子的原因。电弧的形成主要是碰撞游离所致。电弧形成之后维持电弧燃烧所需的过程是热游离。）3．试述电气设备选择的一般条件，并写出选择断路器的特殊条件。（答：设备选择的一般条件：1）按正常工作条件选择电器：a)NNsUU；b)maxNII；c)按当地环境条件建校核；2）按短路情况校验；a)热稳定：2tkItQ；b)动稳定：esshii或esshII。断路器选择的特殊条件：1）额定开断能力：NbrptII；2)短路短路关合能力：Nclshii。）4．试述断路器的作用及其熄灭交流电弧的条件。(答：断路器主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，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。熄灭交流电弧的条件是：弧隙的介质强度〉弧隙的恢复电压）5．试述电气设备选择的一般原则，并写出断路器和电流互感器的特殊选择项目。（答：设备选择的一般条件：1）按正常工作条件选择电器：a)NNsUU；b)maxNII；c)按当地环境条件建校核；2）按短路情况校验；a)热稳定：2tkItQ；b)动稳定：esshii或esshII。断路器选择的特殊条件：1)额定开断能力：NbrptII；2)短路关合能力：Nclshii。电流互感器的特殊选择项目：1)准确度级和额定容量；2)对于磁绝缘型电流互感器应校验磁套管的机械强度。）6．断路器的作用是什么？它断开过程中，间隙的自由电子是如何产生的？（答、正常时用来接通和断开电路，起控制作用；故障时用来切断故障电流，以免故障范围蔓延，起保护作用。间隙自由电子产生途径：强电埸发射、热发射下发射出自由电子，自由电子在强电埸作用下加速向阳极运动，并不断地碰撞游离，产生更多的带电质点，大量的带电质点在电场力作用下定向运动就形成了电弧。热游离是维持电弧稳定燃烧的主要因素。）7．熄灭电弧有哪些基本的方法？为什么真空和压缩空气对灭弧有利？SF6断路器的基本熄弧原理是什么？（答：熄灭电弧的基本方法：1）利用灭弧介质；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧；4）采用多断口熄弧；5）拉长电弧并增大断路器触头的分离速度。真空作为灭弧介质时，在弧隙间自由电子很少，碰撞游离可能性大大减少，况且弧柱对真空的带电质点的浓度差和温度差很大，有利于扩散。真空的介质强度比空气约大15倍。压缩空气作为灭弧介质，1）在弧隙间自由电子很多，自由电子无法积聚起足够的动能产生碰撞游离；2）强大气流能够吹弧而迅速冷却电弧。SF6熄灭电弧的基本原理：1）SF6是良好的负电性气体，氟原子具有很强的吸附电子的能力，能迅速捕获自由电子而成为稳定的负离子，为复合创造了有利条件；2）利用SF6气体进行吹弧。）8．断路器熄灭交流电弧的条件是什么？为什么真空和压缩空气都对灭弧有利？（答：交流电弧的熄灭条件为：电流自然过零后，弧隙的介质电强度恢复曲线永远高于电压恢复曲线。真空作为灭弧介质时，在弧隙间自由电子很少，碰撞游离可能性大大减少，况且弧柱对真空的带电质点的浓度差和温度差很大，有利于扩散。真空的介质强度比空气约大15倍。压缩空气作为灭弧介质，1）在弧隙间自由电子很多，自由电子无法积聚起足够的动能产生碰撞游离；2）强大气流能够吹弧而迅速冷却电弧。）8．断路器的作用是什么？简述它产生电弧的原因及熄弧的条件？（答：正常时用来接通和断开电路，起控制作用；故障时用来切断故障电流，以免故障范围蔓延，起保护作用。电弧产生的原因：强电埸发射、热电子发射下发射出自由电子，自由电子在强电埸作用下加速向阳极运动，并不断地碰撞游离，产生更多的带电质点，大量的带电质点在电场力作用下定向运动就形成了电弧。热游离是维持电弧稳定燃烧的主要因素。电弧熄灭的原因：当游离过程大于去游离过程，将会使电弧燃烧减弱，以致最终电弧熄灭。交流电弧的熄灭条件为：电流自然过零后，弧隙的介质电强度恢复曲线永远高于电压恢复曲线。）10．电流互感器二次侧运行中不允许出现什么情况？为什么？（答：电流互感器在运行时二次绕组严禁开路。二次绕组开路时，电流互感器由正常短路工作状态变为开路状态，I2=0,励磁磁动势由正常为数甚小的I0N1骤增为I1N1，铁心中的磁通波形呈现严重饱和的平顶波，因此二次绕组将在磁通过零时，感应出很高的尖顶波电动势，其值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，使互感器准确级下降。）11．试述电流互感器和电压互感器的作用和特点。（答：电流互感器作用：1）供电给测量仪表和继电器等，正确反映一次电气系统的各种运行情况。2）对二次系统与一次系统实施电气隔离，保证工作人员和设备的安全。3)将一次回路的高电流变换成统一标准的低电流值（1A或5A）,使测量仪将一次回路的高电流变换成统一标准的低电流值（1A或5A）,使测量仪表和继电器小型化、标准化。电流互感器工作特性：正常工作时电流互感器二次侧接近于短路状态，运行中一旦二次侧发生开路，将出现尖顶波电势，出现高达几万伏的高压，造成危险。电压互感器作用：1）供电给测量仪表和继电器等，正确反映一次电气系统的各种运行情况。2）对低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离，保证工作人员和设备的安全。3）将一次回路的高电压变换成统一标准的低电压值（100V、1003V、1003V）,使测量仪表和继电器小型化、标准化。4）取得零序电压以反映小接地短路电流系统的单相接地故障。电压互感器工作特性1)正常工作时电压互感器二次侧接近于空载状态，一次电气系统电压不受二次侧负荷的影响。2)运行中一旦二次侧发生短路，短路电流将使绕组过热而烧毁，因此电压互感器二次要装设熔断器进行保护，不能短路运行。)12．试述电流互感器和电压互感器的作用工作特点，并纠正下图中的错误。（答：电压互感器作用：1）供电给测量仪表和继电器等，正确反映一次电气系统的各种运行情况。2）对低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离，保证工作人员和设备的安全。3）将一次回路的高电压变换成统一标准的低电压值（100V、1003V、1003V）,使测量仪表和继电器小型化、标准化。4）取得零序电压以反映小接地短路电流系统的单相接地故障。电压互感器工作特性：1）正常工作时电压互感器二次侧接近于空