发电厂电气设备.doc

《电力电气设备》综合复习资料
一、单项选择题
1、 水平排列、间距相同的三根导体，两边分别为流过A相、B相、C相电流，三相对称短路时，受力最大的发生在：
A.A相
B.B相
C.C相
2、 在电动力作用下，如果导体的固有振动频率和50Hz、100Hz接近时，导体受到的电动力会 ：
A.增大
B.减小
C.不变
3、 电路参数相同，两相短路与三相短路电动力相比：
A.大
B.小
4、 变压器的最大效率发生在：
A.β=1 B.β=0.6-0.8
5、 一般的，凝汽式发电厂的效率为：
A. 30-40% B. 60-70%
6、变压器原边电压频率不变，幅值升高，则变压器的空载电流：
A.减小
B.增大
C.不变
7、一般的，热电厂的效率为：
A. 30-40%
B. 60-70%
8、两台变压器主接线采用外桥式接线时，适合 的场合。
A.线路较短，线路故障少，而变压器经常进行切换。
B.线路较长，线路需要经常检修。
9、220kv以上电网,中性点 ，称为 接地系统。
A.直接接地；小电流
B.直接接地；大电流
C.不接地或经消弧线圈接地；小电流
10、两台变压器并联运行时，必须绝对满足的条件是变压器的____。
A.型号相同
B.联接组别相同
C.变比相等
D.短路电压相等
11、下面是几种油浸式变压器的冷却方式，冷却效果最好的是：
A. 油浸自冷
B. 油浸风冷
C.导向油循环强制风冷
12、热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导体和绝缘部分不因短路电流的热效应 使其温度超过它的____而造成损坏妨碍继续工作的性能。
A.长期工作时的最高允许温度
B.短路时的最高允许温度
13、选择矩形母线时，下列条件可不考虑:
 A.额定电压
 B.长期允许电流
 C.动稳定
  D.热稳定
14、三相组式变压器绕组对于零序电流的阻抗和对于正序电流的阻抗相比：
A.小
B.大
C.相等
15、中性点不接地电力网发生单相接地故障时，非故障相地对地电压：
A. 不变
B. 升高到线电压
16、两台变压器主接线采用内桥式接线时，适合 的场合。
A.线路较短，线路故障少，而变压器经常进行切换。
B.线路较长，线路需要经常检修。
17、下面对发电厂的描述最准确的是：[ ]
A. 火电厂因其耗能大，效率低，已经不承担主要电力负荷。
B. 我国的水力发电承担主要电力负荷，我国的水力资源已经得到大力开发。
C. 凝汽式电厂效率高于热电厂，因此我国正大力发展凝汽式大型火电厂。
D. 水电厂运行灵活，效率高，且具有调相、调峰、事故备用的功能，可提高电网运行的灵活性、可靠性。
18、如果导体的固有频率接近50Hz或100Hz时，导体的电动力会：[ ]
A. 增大
B. 减小
19、短路故障中，（ ）最为常见，（ ）影响最为严重。
A.对称三相短路，单相短路。
B.单相短路,对称三相短路。
20、 中性点直接接地的220kV以上高压供电系统侧变压器绕组接法为：[ ]
A. YN
B. Y
C. △
21、 当载流量较大，大于8000A以上的发电机出口母线，应采用的母线形式：[ ]。
A.矩形母线
B.槽形母线
C.管形母线
22、 关于互感器，下列说法正确的是：[ ]
A.电压互感器并联在电路中，近乎开路运行；电压互感器并联的表计越少，测量值越准确。
B.电流互感器串联在电路中，近乎短路运行；电流互感器串联的表计越少,测量值越准确。
C.原则上选择电流互感器时必须进行动稳定和热稳定校验。
D.为了保证安全，电流互感器和电压互感器二次侧都必须装熔断器。
二、判断题
1、 当海拔升高，电器的绝缘水平降低；当环境温度升高，电器的允许电流减小。
2、 导体短路时，产热全部用来使导体自身温度升高，可认为是一个绝热过程，此 时，导体的比热容和电阻率不是常数。
3、 无限大容量系统中发生短路时，短路电流周期分量不变；发电机出口发生短路时，短路电流周期分量是变化的。
4、 断路器中的电弧熄灭越快越好。
5、 系统阻抗相比于供电系统阻抗很小，系统容量相比于供电系统容量大很多，就可以看作是无穷大容量系统。
6、 高压系统短路电流非周期分量衰减得慢，低压系统短路电流非周期分量衰减得快。
7、 短路电流非周期分量在任何短路情况下都是最大的，它不因短路时刻、断路前工作电流大小的不同而不同。
8、 短路冲击电流发生在最严重短路发生后的0.01秒。
9、 二次负荷不超过额定值的电压互感器，其准确度级一定能得到保证。
三、填空题
1、 导体散热途径有三，但主要通过辐射和 两种方式散热。
2、 选择电气设备选择时，一般先按 选择，再按 校验。
3、 电流互感器二次侧近乎 运行；电压互感器二次侧近乎 运行。
4、 为保证供电质量，一般要求正常工作时限流电抗器的电压损失百分值小于____。
5、 当两个载流导体中电流的方向____ 时，其电动力相互吸引。
6、 三相五柱式电压互感器的第二副绕组为___ _接线，用于监测零序电压。
7、 在生产实际中，对于双路进线的用电单位，在开关柜及母线可靠性满足要求的情况下，确定主接线方式时，应首先采用 的主接线方式，选择变压器台数选择为 台，变压器容量选择，遵循“百分之 ”原则。
8、 对于发电厂，出线回路较少时，为了节省设备，简化接线，常采用 接线。单元接线的变压器容量确定时应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用电负荷后，还必须留有的 %的余量。
9、 当电弧电流过零后的很短时间内，在电弧的新阴极区聚集正电荷离子层，它的初始介质强度可达150-250V，对电弧的熄灭有利。这种现象称为 效应。
10、 交流电流形成的电弧在电流过零点时，电弧瞬间 ，此时采取有效措施可以实现有效地灭弧。
11、 交流电弧能否熄灭，取决于电弧电流过零时，弧隙 强度的恢复速度和系统电压的上升速度之间的竞争。
12、 并联运行的变压器的负荷率和变压器短路阻抗电压百分数成 。变压器容量越小，短路阻抗百分数 ，越容易达到满载。
13、 对于电气主接线的基本要求主要有以下内容： 、 、 。
四、简答题
1、 结合自己的工作实践，说说如何选择主变压器？
2、 说出你熟悉的任选一种灭弧形式的断路器，说明它的灭弧过程。
3、 为了兼顾绝缘材料成本和接地保护装置动作的可靠性，一般规定，对于35Kv以下电力系统，采用中性点非直接接地系统（中性电不接地或经消弧线圈接地），又称小电流接地系统。对于110Kv以上高压电力系统，皆采用中性点直接接线系统。请具体说明其中的原因。
4、 短路电流有什么危害？电气主接线的设计及运行过程中，通常采取哪些措施减小短路电流？
5、 导体长期发热和短时发热的特点有哪些？
6、 电流互感器副边不能开路，为什么？
7、 隔离开关与断路器的主要区别在哪里？它们的操作程序应应如何正确配合？为防止误操作通常采用哪些措施？
五、论述、计算题
1、 某220kV系统的重要变电所，装有两台120MVA、220/110KV主变压器。高压侧（220kV）有2回电源进线，低压侧（110kV）有6回出线，负荷性质为Ⅰ、Ⅱ类负荷，不允许停电检修断路器。要求：
1） 说出高压侧（220kV）电气主接线形式；
2） 说出低压侧（110kV）电气主接线形式；
3） 对高低压侧电气主接线的可靠性等作简要说明。
2、 发电机出口母线铝导体，型号为LWY-100*8,正常工作电压为10.5kV，正常负荷电流为2000A。正常负荷时，导体的温度为θi=50℃。继电保护动作时间为tpr=1s,断路器全开断时间为tab=0.2s。短路电流I//=30kA,I0.6=28kA,I1.2=20kA。
1) 校验导体的热稳定。
2) 求导体的单位长度受力最大值。
附表一：非周期分量等效时间T的确定
短路点
T(s)
tk≤0.1s
tk＞0.1s
发电机出口及母线
0.15s
0.2s

公式提示：

3、 画出两个电源，四条引出线的单母线带旁路接线的电气主接线图，并写出给旁路母线充电的操作步骤。
4、 某10kV屋内配电装置中，环境温度为25℃，回路的最大持续工作电流为550A。该回路通过的最大三相短路电流I″=I0.75=I1.5=23kA。短路电流持续时间t=1.5s。现有GN6-10/2000-85型隔离开关，其极限峰值电流为85kA；5s的热稳定电流为51kA。试确定该隔离开关的额定电压、额定电流、动稳定和热稳定是否满足要求。
5、 画出两个电源进线，六条负荷引出线的单母线分段带旁路接线的电气主接线图，要求：
1） 为了减少短路电流，说出平时运行中的注意事项。
2） 写出不停电检修进线断路器操作步骤。

《电力电气设备》综合复习材料答案
一、选择题
1、BABBA 6、 BAABC 11、CBAB B 16、BDABA
21、CB
二、判断题
1、√√√×√ 6、√×√×
三、填空题
1、对流
2、正常工作条件 短路条件
3、短路 开路
4、5%
5、相同
6、开口三角形
7、单母线分段 2 70
8、单元 10
9、近阴极
10、熄灭
11、介质
12、反比 小
13、可靠性 灵活性 经济型
四、简答题
1、答：根据具体运行要求不同，主要考虑变压器的：绕组形式、散热方式、容量、保护设置等。本着以下原则：
1）尽量选择低损耗节能型，如S9系列或者S10系列；
2）在多尘或者具有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场合，选择密闭型变压器或者防腐型变压器；
3）供电系统中没有特殊要求和民用建筑独立变电所常采用三相油浸自冷式电力变压器；
4）对于高层建筑、地下建筑、发电厂、化工等单位对消防要求较高的场所，宜采用干式变压器；
5）对于电网电压波动比较大的场合，为改善电能质量应采用有载调压电力变压器。为使变压器经济运行，需设置多台变压器。
6）容量要有5-10年发展的余量，两台变压器时，一台停运后，余下的变压器首先满足一二类负荷的需要。
2、参见课本P172、P173。
3、答：接地方式的选择，兼顾绝缘成本和供电可靠性。
当电压水平很高时，例如对于110-220KV以上，采用中性点直接接地方式的大电流接地系统，可以减小绝缘材料成本。绝缘成本高，供电可靠性不须让位于减小绝缘成本。采用中性点接地方式运行，发生单相接地时，另两相对低电压不会升高，因此绝缘材料容易满足；但接地短路的电流大，保护很快动作，一定程度降低了供电可靠性。
对于35kV（6-66Kv）系统，绝缘容易满足，可靠性是主要目的。采用小电流接地系统，可以增加供电可靠性。发生单相接地时，另两相对地电压升高倍，但电压水平较低，绝缘依旧容易满足，而且因为接地电流不会很大，系统仍然可以继续运行一段时间，增加了供电可靠性。对于低压1KV以下电压供电系统，采用中性点接地运行，可以保证用电安全。此时绝缘不是问题，中性点接地运行，可以平衡大地点位，保护设备与人员安全。
4、答：短路是将电源不经负载，直接经过线路或变压器等传输环节，形成大电流的物理现象。短路会造成相应的损害：
1） 热损坏；
2） 机械损坏；
3） 电压降低，停电，影响系统稳定运行；
4） 电磁干扰。
电气运行中，要设法减小短路电流的发生，减小短路时的电流大小。应采取以下方式：
1） 合理的选择电气主接线形式；
2） 合理的调配，保证变压器、发电机等的分列运行，减少短路电流；
3） 加装限流电抗器；
4） 采用低压分裂绕组变压器。
5、参见课本P61、P69。
6、详见课本184页。
7、详见课本181页。
五、论述、计算题
1、答：（1）高压侧可以采用桥形接线；
（2）低压侧单母线分段带旁路接线；
（3）高压侧的桥形接线可靠性较高，根据情况不同选用内桥接线或者外桥接线，如线路较长，易出现故障，则采用内桥接线，若变压器需要经常切换，则采用外桥接线；低压侧采用单母线分段带旁路接线，可以使两个母线段分别连接两台变压器，而且通过旁路可以不停电检修任一断路器。
2、解：（1）校验导体的热稳定性
1）求短路电流的热效应。短路电流通过的时间等于继电保护动作时间与断路器全开断时间之和，即

先求短路电流周期分量热效应

再求求短路电流非周期分量热效应。根据短路点可知，属于发电机出口及母线点的短路，查表得非周期分量等效时间等于0.2s，则

短路电流热效应

注意，由于短路电流切除时间，导体的发热主要由周期分量来决定，在此情况下非周期分量的影响也可以忽略不计，即

2）求导体最高发热温度
因导体的初始温度等于θw=40oC，查铝导体的在此温度下的加热系数得

再由图查得此时铝导体对应的最终发热温度
θh=50oC，小于铝导体的最高允许温度200 oC。
可知铝导体的最高温度未超过允许值，导体能满足热稳定要求。
3、请参见课本P111。
4、解：1）隔离开关形式选择
隔离开关为室内安装，GN6-10/2000-85型符合要求。
2）额定电压选择
隔离开关额定电压UN=10kV，安装地点的额定电压UNs=10kV，

额定电压满足要求。
3）额定电流选择
隔离开关额定电流IN=2000，安装地点的最大持续工作电流IMAX=550A，

额定电流满足要求。
4）热稳定校验
周期分量热效应

由于tk>1s，故不计短路电流非周期分量热效应。短路电流热效应为

隔离开关热稳定电流的热效应

所以热稳定校验满足要求。
5）动稳定校验
冲击电流

隔离开关

所以动稳定校验满足要求。
5、详见课本111页。

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