《发电厂电气部分》复习大纲

《发电厂电气部分》复习大纲第一章能源和发电1、火、水、核等发电厂的分类火电厂的分类：（1）按燃料分：燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，利用垃圾和工业废料作为燃料的发电厂。（2）按蒸汽压力和温度分：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。（3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。（4）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂（5）按发电厂总装机容量的多少分：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。水力发电厂的分类：（1）按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。（2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。2、抽水蓄能电厂的作用调峰，填谷，备用，调频，调相。3、发展联合电力的效益（1）各系统间电负荷的错峰效益。（2）提高供电可靠性、减少系统备用容量。（3）有利于安装单机容量较大的机组。（4）进行电力系统的经济调度。（5）调峰能力互相支援。4、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。5、水力发电厂的基本生产过程答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。6、轻水堆核电厂的分类(缺生产过程及区别)答：轻水堆核电站可以分为压水堆核电站和沸水堆核电站。7、目前在我国占比例最大的发电厂类型答：目前在我国占比例最大的发电厂类型是火力发电厂第二章发电、变电和输电的电气部分1、一次设备、二次设备的概念一次设备：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备二次设备：对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称二次设备2、一次设备中的互感器的作用（P27）2、断路器、隔离开关的区别断路器具有灭弧装置，正常运行时可接通或断开电路，在故障情况下，受继电保护的作用，能将电路自动切断。隔离开关由于没有灭弧装置，不能开断负荷电流或短路电流。安装隔离开关的目的是，在设备停运后，用隔离开关使停运的设备和带电部分可靠地隔离，或起辅助切换操作。3、电气主接线及其功能（P30）4、母线的作用：起（汇集）和（分配）电能的作用5、分相封闭母线的优缺点分相封闭母线的优缺点：优点：（1）供电可靠性高（2）运行安全（3）由于外壳的屏蔽作用，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）运行维护工作量少缺点：（1）母线散热条件差（2）外壳上产生损耗（3）金属消耗量增加6、发电机中性点接地方式及作用发电机中性点接地方式及作用：发电机中性点为高电阻接地方式，用来限制电容电流。发电机中性点为高电阻接地系统，目的是限制发电机电压系统发生弧光接地时长生的过电压，使之不超过额定电压的2.6倍，以保证发电机及其其他设备的绝缘不被击穿。7、影响输电电压等级发展的主要原因（P38）第三章常用计算的基本方法和理论1、发热对电气设备的影响答：(P63)使绝缘材料的绝缘性能降低；使金属材料的机械强度下降；使导体接触部分的接触电阻增加2、导体发热和散热的形式答：(P64)导体发热主要是电阻损耗的热量和吸收太阳的热量，散热的形式有对流、辐射和导热三种，辐射和对流是导体散热的主要形式。3、热稳定概念答：当短路时导体的最高温度不超过所规定的导体短时发热允许温度时，认为导体在流过短路电流时具有热稳定性。4、对称三相系统发生三相对称短路时各相导线上所受电动力的大小（P76）5、动稳定校验的概念答：通过研究短路冲击电流产生电动力的大小和特征，选择适当强度的导体和电气设备，保证足够的动稳定性。6、载流导体长期发热和短期发热的特点、载流导体短期发热的计算答：长期发热的特点：其温度变化范围不大，因此电阻R、比热容c及散热系数a均可视为常数。短期发热的特点：（1）发热时间短，产生的热量来不及向周围介质散布，可认为在短路电流持续时间内所产生的全部热量都用来升高导体自身的温度，即认为是一个绝热过程。（2）短路时导体温度变化范围很大，它的电阻和比热容不能再视为常数，而应为温度的函数。载流导体短期发热的计算及目的：看看课本第三章第二节内容。7、导体的正常最高允许温度、短时最高允许温度答：为了保证导体可靠地工作，须使其发热温度不得超过一定限值。这个限值叫做最高允许温度。按照有关规定：导体的正常最高允许温度，一般不超过＋70℃。（P63）导体通过短路电流时，短时最高允许温度可高于正常最高允许温度，对硬铝及铝锰合金可取200℃，硬铜可取300℃。（P64）第四章电气主接线以及设计1、电气主接线定义、主接线基本要求及设计程序答：电气主接线是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，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。基本要求：可靠性，灵活性，经济性。设计程序：1.对原始资料分析。2.主接线方案的拟定和选择。3.短路电流计算和主要电气选择。4.绘制电气主接线图。5.编制工程概算。2、主接线型式及分类答：分为有汇流母线和无汇流母线，有汇流母线可概括分为单母线接线和双母线接线，无汇流母线接线主要有桥形接线、角形接线和单元接线3、（能够画出）单母（分段）、双母（分段）及其带旁路接线、一台半断路器接线的主接线、内外桥形接线、扩大单元接线等主接线图，（掌握）它们的使用、运行方式及其典型的倒闸操作步骤单母接线P105图4－1、单母分段接线P106图4－2；双母接线P106图4－3、双母分段接线P107图4－4；带旁路接线P108――109图4－5、4－6、4－7、4－8，旁路断路器的作用；一台半断路器接线P111图4－10；桥形接线P115图4-15，扩大单元接线P115图4-14，使用、运行方式、倒闸操作P105――115；4、限制短路电流的措施1.装设限流电抗器2.低压侧分裂绕组变压器3采用不同的主接线方式和运行方式5、分裂电抗器限制短路电流的原理正常运行时，两个分支上的电流大小相等，方向相反。产生相反的磁通。每臂上的运行电抗X＝XL-Xu=(1-f).可见正常时每个臂的工作电抗减少；当分支发生短路时，两臂的总电抗为：X12＝2（1+f）XL..可见有效地抑制短路电流。6、变压器类型和容量的选择依据1、单元接线的主变压器单元接线的主变压器容量应按照发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应按单元接线的计算原则计算出的两台机容量之和来确定。2、具有发电机电压母线接线的主变压器(1)当发电机电压母线上的负荷最小时，应能将发电机剩余的功率送入系统。(2)当接入发电机电压母线上的最大一台发电机停用时，能由系统倒送功率供给机压母线的最大负荷。(3)对于装有2台及以上的主变压器时，当其中1台故障或检修时，其他主变压器应能输送母线剩余功率传输功率的70%。(4)当丰水季节为充分利用水能发电而对本厂发电机出力进行限制时，应能从系统返送电能满足发电机电压母线的最大负荷3、连接两种升高电压母线的联络变压器联络变压器一般只设一台，最多不超过两台，否则会造成布置和引接线的困难。(1)容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下有功功率和无功功率交换；(2)容量一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器满足本侧负荷的要求；同时也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。4、变电站主变压器一般应按5~10年规划负荷来选择。根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。装有两台主变压器的变电所中，其主变压器的容量应按下列方式确定：当其中一台主变压器停运时，另一台的容量一般应满足60%（220KV及以上电压等级的变电所应满足70%）的全部最大综合计算负荷，以及满足全部I类负荷和大部分II类负荷（220KV及以上电压等级的变电所，在计及过负荷能力后的允许时间内，应满足全部I类负荷和II类负荷。第五章厂用电(15/100)1、厂用电的概念、厂用电源的类型及各自的作用、厂用电率概念发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，有大量由电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。厂用工作电源，正常运行时给厂用负荷供电；厂用备用电源，厂用工作电源检修或事故时给厂用负荷供电；厂用启动电源，机组启动时给厂用负荷供电；厂用事故保安电源，给事故保安负荷供电。厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。2、厂用负荷的分类答：Ⅰ类厂用负荷、Ⅱ类厂用负荷、Ⅲ类厂用负荷、事故保安负荷、不间断供电负荷3、明备用、暗备用概念备用电源有明备用和暗备用两种方式。明备用方式，设置专用的备用变压器（或线路），经常处于备用状态（停运），当工作电源因故断开时，由备用电源自动投入装置进行切换接通，代替工作电源，承担全部厂用负荷。按备用方式，不设专用的备用变压器（或线路），而将每台工作变压器容量增大，相互备用，当其中任一台厂用工作变压器退出运行时，该台工作变压器所承担负荷由另一台厂用工作变压器供电。4、厂用电动机自启动概念、分类及其自启动校验的原因及方式若电动机失去电压以后，不和电源断开，在很短时间内，厂用又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程成为电动机的自启动。三类：失压自启动，空载自启动，带负荷自启动。校验原因：若参加自启动的电动机数量多、容量大时，启动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电网络电压下降，甚至引起电动机停车，将危及电动机的安全以及厂用电网络的稳定运行，因此必须进行电动机自启动校验。校验方式：电压校验、容量校验。5、厂用电各级电压母线按锅炉分段的接线方式有何特点（1）若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的运行，使事故影响范围局限在一机一炉；（2）厂用电系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气设备的选择；（3）将同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上，便于运行管理和安排检修。6、在发电厂电气主接线中，机压母线经常装设母线分段电抗器的目的。为了限制短路电流，使得发电机回路或其它回路选取轻型断路器。第六章导体和电气设备的原理和选择1、电气设备的选取必须该按正常工作条件进行选择，而按短路状态校验动、热稳定。2、最大持续工作电流的选取，环境条件对设备选择的影响及修正，哪些情况下可不校验热稳定或动稳定。最大持续电流的选取：P170环境条件对设备选择的影响及修正：P170-171下列情况下可不校验热稳定或动稳定：（1）用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定（2）采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定（3）装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不验算动、热稳定3、电弧的形成和熄灭的基本原理，近阴极效应电弧的形成（P173）决定熄弧的基本因素是弧隙的介质强度恢复过程和加在弧隙上的弧隙电压恢复过程。耐受电压大于恢复电压。（P174-175）在t＝0电流过零瞬间，介质强度突然出现0a（0a’、0a”）升高的现象，称为近阴极效应（P174）。电弧的形成主要是碰撞游离所致。4、现代高压开关电器的常用灭弧方法答：1、利用灭弧介质。2、利用特殊金属材料作灭弧触头。3、利用气体或油吹动