电力系统工程基础问答题

1什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统是由发电厂、变电站、输配电线路和电力用户连接而成的统一整体，包含电能的生产、运输、分配和使用。在电力系统中，各种电压等级的输配电线路和升降压变电站组成的部分又称为电力网络，简称电力网。电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？1、电能不能大量储存2、过渡过程十分短暂1、保证系统安全可靠地运行2、保证良好的电能质量3、提高电力系统运行的经济性衡量电能质量的指标主要有哪些？简述他们对电力系统的主要影响？1、电压偏差：影响电动机、电气设备及电子设备的工作性能2、电压波动和闪变：刺激人的双眼，影响电动机、电子设备的正常工作3、三相电压不平衡度：使发电机的利用率低，变压器寿命缩短，低压用电设备性能变化4、频率：对用户、发电厂及系统本身都有不同程度的影响5、波形：产生附加功耗，电子设备、通信设备的工作受到干扰，继电保护误动，设备过热根据一次能源的不同发电厂可分为几类？火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、地热发电厂太阳能安电厂、潮汐发电厂我国电网的电压等级有哪些？发电厂、变压器和用电设备的额定电压如何确定？3.6.10.35.60.110.220.330.500.750电气设备的额定电压应不低于同级电网的额定电压。发电机的额定电压比同级电网额定电压高5%。变压器的一次侧的额定电压高出电力网额定电压5%中性点不接地三相系统中，发生单相接地故障，电网的电压和电流如何变化？1.中性点对地电压U0与接地相正常是电压大小相等、方向相反2.故障相的对地电压为零，两健全对地电压升高为相电压的跟3倍，即升高到线电压，三个线电压扔保持对称和大小不变3.两健全的电容电流增大为正常时的跟3倍，而流过接地点的电容电流ic为正常时的三倍，Ic超前U090度，方向从线路流向母线。试述经消弧线圈接地系统的优缺点和适用范围？优点：（1）电网发生单相接地故障时稳态工频电流小。（2）如雷击绝缘闪络瞬时故障可自动清除，无需跳闸。（3）如金属性接地故障，可单相接地运行，改善了电网不间断供电，提高了供电可靠性。（4）接地电流小，降低了地电位升高。减小了跨步电压和接触电压。减小了对信息系统的干扰。减小了对低压网的反击等。适用范围：凡不符合中性点不接地要求的3~60KV电网，均可采用中性点经消弧线圈接地方式。必要时，110KV电网也可采用，电压等级更高的电网不宜采用。消弧线圈为什么一般应当运行在过补偿状态？全补偿时电力网将发生谐振，产生危险地高电压和过电流。欠补偿时可能出现数值很大的铁磁谐振过电压。过补偿时，即使电力网运行方式改变而切除部分电路时，也不会发展为全补偿方式，同时，由于消弧线圈有一定的裕度，今后电力网发展，线路增多，原有消弧线圈还可以继续使用。在什么情况下，配电网应当采用经小电阻接地？适用于城市以电缆为主、单相接地电流较大的6~35KV系统试述中性点直接接地系统的优缺点及适用场合？优点：1.降低工程造价2.非故障电压基本不升高。缺点：1.接地电流很大，不及时切除，会造成设备损坏，严重时会使系统失去稳定。2.单相短路电流将产生单相磁场，对附近的通信线路和信号装置产生电磁干扰。范围：1.我国110KV以上电网、国外220KV以上电网。380/220V系统。什么是电力系统的负荷曲线？最大负荷利用小时数指的是什么？负荷曲线是指吗，某一段时间内负荷岁时间变化的曲线，反映用户用电的特点和规律，也能找出一段时间内的最大负荷。假设负荷以年最大负荷持续运行一段时间消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际负荷消耗的电能，这段时间就是年族大负荷利用小时。负荷曲线与年负荷曲线在电力系统的设计与运行中有哪些用途？分析负荷曲线可以了解负荷变动的规律，对配电设计人员来说，可以从中获得一些对设计运行有用的资料。对工厂运行来说，可合理地、有计划地安排车间班次和大容量设备的用电时间、降低负荷高峰、填补负荷低谷，从而达到节电效果。计算负荷的方法有哪些？估算法和需要系数法2为什么220V以上的超高压输电线路必须采用分裂导线？降低导线表面电场强度，减少电晕损耗，抑制电晕干扰在配电网中，降低功率损耗和电能损耗的有效措施有哪些？1.提高电力网的功率因数：（1）合理选择异步电机的容量（2）实行无功功率补偿2.合理组织电力网的运行方式（1）适当提高电力网的运行电压水平（2）合理选择变压器的容量及组织变压器的运行。什么是电压降落、电压损失和电压偏移？当输电线路传输功率时，电流将在线路的阻抗上产生电压降落（首末端电压差）。电压损失是指线路首端和末端电压的绝对值之差导线截面有几种计算方法？必须满哪些技术条件？恒定经济电流密度法和最小金属消耗量法。技术条件：不发生电晕、满足机械强度的要求、正常情况下的发热和故障情况下的热稳定、电压损耗不超过允许值等。经济条件：如截面的选择不应使功率损耗过大，不应使投资过大及降低有色金属消耗等。3开关电器中的电弧有何危害？一般采用哪些灭弧方法？将长弧分成短电弧灭弧是利用了什么原理？虽然触头已分开，但电流以电弧方式维持，电路并未真正断开。速拉灭弧法、吹弧灭弧法、采用灭弧能力强的灭弧介质、粗弧分细灭弧法、长弧切短灭弧法、狭缝灭弧法。利用近阴极效应何为碰撞游离、热游离、去游离？他们在电弧的形成和熄灭过程中起何作用？由于强电场发射和热电子发射，在空间产生大量自由电子，在向阳极运动的过程中不断与介质发生碰撞，使中性质点游离成正负电子，这种现象称为碰撞游离。电弧的温度很高，早高温作用下，阴极表面继续产生热电子发射，并在介质中产生热游离。减少触头间的正负离子即去游离。碰撞游离产生电弧，而维持电弧燃烧的主要因素是热游离。交流电弧的熄灭条件是什么？熄灭交流电弧的方法有哪些？复合去游离和扩散去游离。要使电弧熄灭，则必须设法使去游离的速度大于游离速度。断路器的基本机构分为几部分？各有什么作用？通断元件、绝缘支撑元件、中间传动机构、操动机构、基座等部分。电路通断元件是断路器的关键部件，承担这接通和断开电路的任务。绝缘支撑件起固定通断元件的作用当操动机构接到合闸或分闸命令时，操动机构动作，经中间传动机构驱动动触头，实现断路器的合闸或分闸。真空断路器、SF6断路器的灭弧原理有哪些不同？真空断路器：由于大气压的作用，灭弧室在无机械外力作用时，其动静触头始终保持闭合位置，当外力使动导电杆向外运动时，触头分离，利用真空的高绝缘性灭弧。SF6断路器：开端过程中靠断路器压气活塞和气缸相对运动压缩SF6气体形成的气流来熄灭电弧。高压断路器的作用是什么？按采用的灭弧介质分为哪几类？主要用于接通和断开正常的工作电流，在故障时自动断开电路中的短路电流、切断故障电路。分为真空断路器、SF6断路器、油断路器、磁吹断路器、空气断路器隔离开关可分为几类？基本机构如何？用隔离开关可以进行哪些操作？按操动机构分为手动式和动力式，按安装地点分为户内和户外，按产品组装级数分为单级式和三级式，按每级绝缘支柱分为单柱式、双柱式、三柱式，按有无接地开关分为带接地开关和不带接地开关，按触头运动方式分为水平回转式、垂直回转式、伸缩式、插拔式。隔离高压电源、接通和断开小电流回路用隔离开关切断负荷电流时，会产生什么后果？在隔离开关触头间形成电弧，危机设备和人员安全。熔断器的主要作用是什么？什么事限流式熔断器？串入被保护电路中，当通过的电流超过规定值一定时间后，利用其熔体融化来分断电流、断开电路。当电路发生短路故障时，如果断路器的熔断时间小于短路电流达到最大值的时间，即为限流式熔断器负荷开关的作用是什么？负荷开关如何分类？接通和断开正常的工作电流，需要与高压断路器串联使用。按安装地点分，按是否带有熔断器分，按灭弧原理和灭弧介质分，为什么负荷开关经常和熔断器配合使用？其本身不能开断短路电流，借助熔断器来切除短路故障电流互感器有哪几种误差？这些误差又与哪些因素有关？电流比值误差、相位差和复合误差。铁芯的饱和程度，一次电流与额定电流大小比较。为什么运行中的电流互感器二次回路不允许开路,而电压互感器的二次回路不允许短路？开路时，会在二次侧感应出危险的高电压，危及人身和设备安全。二次侧短路将感应出很大的电流，有可能把互感器烧毁，甚至影响一次电路的运行安全。什么是熔断器式刀开关？其主要用途是什么？是一种由低压刀开关和低压熔断器组合的开关电器，同时具有刀开关和熔断器的双重功能。低压断路器的作用是什么？它有哪些脱扣器？接通和断开正常复合电流，当电路有短路、过负荷和电压严重降低时，能自动切断电路。电磁式电流脱扣器、失压脱扣器、分励脱扣器、热脱扣器。4对电气主接线的具体要求是什么？满足安全性、可靠性、灵活性和经济性。电气主接线的基本形式有哪些？有汇流母线：单母线、单母分段、双母线、双母分段、增设旁路母线的接线、一台半断路器的接线，无会流母线：单元接线和桥型接线。主母线和旁路母线各起什么作用？设置旁路母线的原则是什么？主母线其主要的电能输送，旁路母线只是为了检修线路断路器时不停电而设，不起主母线的作用隔离开关与断路器配合操作时，应遵守哪些原则？隔离开关应该在断路器闭合之前接通，在断路器断开之后断开接地开关的作用是什么？检修时取代安全接地线说明单元接线的特点及适用范围？优点：接线简单，开关设备少，操作方便，故障可能性小，可靠性高，配电装置结构简单，占地少，投资省。缺点：单元中任一元件故障或检修都会影响整个单元的工作。适用范围：1.发电机额定电压超过10KV2.虽然发电机额定电压不超过10KV，但发电厂无地区负荷3.原接与发电机电压母线的发电机已能满足该电压级地区负荷的需要。4.原接与发电机电压木箱的发电机总容量已经较大。在主接线设计中可采用哪些限制短路电流的措施？1.采用合适的网络结构2.选择适当的电气主接线形式和运行方式3.采用高阻抗的设备限制短路电流4.采用限流电抗器配电装置应设置五防功能的闭锁装置，五防指的是？防止带负荷分、合隔离开关，防止带电挂地线，防止带地线合闸，防止误合、误分断路器及防止误入带电间隔等电气误操作事故。常规配电装置有哪几种类型？各有什么特点？适用于哪些场合？按电压等级有装配式和成套式，按安装地点有屋内式和屋外式。什么是成套配电装置？其特点有哪些？根据主接线图，由母线、开关设备、保护电器、测量电器及必要地辅助设备等实际连接组成的接受和分配电能的装置。预装式变电站按结构可分为哪几种？分别有什么特点？欧式箱变、美式箱变、紧凑型箱变GIS全封闭组合电器的主要特点是什么？一般用于什么场合？优点：1.占地面积和空间小2.设备运行安全可靠3.能妥善解决超高压下的静电感应、电晕干扰等环境保护问题4.维修工作量小，检修周期厂，安装工期短。缺点：金属材料消耗量大，对材料的性能、加工和装配精度要求高，价格较贵。5什么叫短路？短路的类型有哪几种？所谓短路，是指电力系统中相与相之间或相与地之间的非正常连接情况.三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路什么叫标幺值？在短路计算中各物理量的标幺值是如何选取的？标幺值等于实际值比上基准值，是没有单位的相对值6如何校验电气设备的热稳定性？如何校验电气设备的动稳定性？满足公式为电气设备在t时间内的热稳定试验电流，t为电气设备的热稳定试验时间。动稳定性满足式子或分别为电气设备允许通过的动稳定电流的有效值和峰值：分别为三相短路冲击电流的有效值和峰值7电力继电保护的任务是什么？对继电保护的基本要求是什么？1.在尽可能短的时限和尽可能小的范围内，按预先设定的方式，自动、有选择地跳开断路器，从电力系统中切除故障元件，保证误故障部分迅速恢复正常工作。2.反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件动作与信号、减负荷或延时跳闸。基本要求：选择性、可靠性、速动性、灵敏性。