《发电厂电气部分》(含答案版)-2012-6-7

《发电厂电气部分》复习第一章能源和发电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 试述火电厂,水电厂,核电厂的基本生产过程及其特点.答案：（1）火力发电厂：是将燃料的化学能转换成电能的工厂。

能量的转换过程：燃料的化学能→机械能→电能（2）水力发电厂：是将水的位能和动能转换成电能的工厂。

能量的转换过程：水能（水的位能和能）→机械能→电能是将原子核的核能转换成电能的工厂。

能量的转换过程：原子核的核能→热能→机械能→电能8.电力系统有哪些优越性电力系统运行要满足哪些基本要求答案：电力系统的优越性：可靠,稳定,经济对电力系统运行的基本要求：保证供电的安全可靠——减少事故率;保证电能质量——波形,频率,电压/随时调频,调压;完成足够的发电功率和发电量;保证电力系统运行的经济性9 电能质量的主要指标是什么？答案：波形,频率,电压10 什么是一次设备和二次设备它们各包含哪些内容答案：一次设备——直接与发配电电路相连接的设备；主要包括：进行能量转换的设备: 发电机,变压器,电动机;接通和开断电路的开关设备:QF,QS,FU,负荷开关;交换电路电气量,隔离高压的设备:TV,TA;限制电流和防止过电压的设备:电抗器,避雷器;二次设备——对一次设备,其它设备的工作进行监测和控制保护的设备；主要包括：用于反映不正常工作状态——继电器,信号装置测量电气参数的设备:仪表,示波器,录波器;控制及自动装置:控制开关,同期及自动装置连接电路的导体:控制电缆,小母线,连接线11 一次设备的额定电压是如何规定的答案：电力网的额定标准电压(kV):0.22,0.38,3,6,10,35,60,110,220, 330,500,750用电设备的额定电压=电力网的额定电压;发电机的额定电压=1.05电力网额定电压变压器的额定电压:一次侧:等于电网的额定电压；但与发电机直接相连的(相当于用户)等于发电机的额定电压二次侧: 10kV及以下阻抗电压小于7.5%时，比对应电网电压高5%；阻抗电压大于7.5%时，比对应电网电压高10%。

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。

2、断路器、隔离开关的区别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与带电部分可靠地隔离，或起辅助切换操作。

3、母线的作用母线的作用：起汇集和分配电能的作用4、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5、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。

6、影响输电电压等级发展的主要原因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、导体发热和散热的主要形式答：(P64)导体发热的主要形式有对流、辐射和导热三种。

散热的主要形式是辐射和对流形式。

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、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。

(不确定是否为动稳定校验的概念)5、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：看看课本第三章第二节6、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.主接线方案的拟定与选择。

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、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图、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P107图4－2；双母接线P107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；一台半断路器接线P111图4－10；运行方式P111――113；倒闸操作P1054、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。

7．什么叫电气主接线?对电气主接线有哪些基本要求?答案:电气主接线是由发电机、变压器、母线、开关电器、互感器和输电线路等电气一次设备，按一定的要求和顺序连接成的表示生产、汇集和分配电能的电路。

对电气主接线有哪些基本要求有：1.保证必要的供电可靠性和电能质量2.灵活性（1）调度灵活，操作方便。

（2）检修安全。

（3）扩建方便。

3.经济性（1）投资省。

（2）年运行费用小。

（3）占地面积小。

（4）分期投资、投产，尽快发挥经济效益。

8. 电气主接线有哪些基本形式?绘图并说明各接线形式的优缺点。

答案: 主接线分为有母线和无母线两大类。

有母线接线分为：不分断的单母线、分段单母线、单母线带旁路母线、不分断的双母线、双母线分段、双母线带旁路母线、一台半断路器接线桥型接线（内桥和外桥）、单元接线、多角型接线9. 在主接线方案比较中主要从哪些方面来考虑其优越性?答案: 对主接线方案的选择比较从技术上应考虑如下几个问题：(1)保证系统运行的稳定性，不应在本厂发生故障时造成系统的瓦解。