《发电厂电气部分》(含答案版)

《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

依据一次能源的不同，发电厂可分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等。

火电厂的分类：

（1）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。

（2）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂

（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。

水力发电厂的分类：

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，调频，调相，备用。

3、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。

4、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。

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、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。

断路器有灭弧装置，可用来接通或断开电路的正常工作电流、过负荷电流或短路电流，是电力系统中最重要的控制和保护电器

3、母线的作用

母线的作用：起汇集和分配电能的作用

4、发电机中性点接地方式及作用

电力系统中性点的方式有：直接接地、不接地、经过消弧线圈 三种形式。

5、电压互感器与电流互感器

电压互感器与电流互感器都是特殊的变压器，电流互感器二次回路不能开路，电压互感器二次回路不能短路。

由磁势平衡方程式：00.22.11.N I N I N I =+，可知当二次开路时，2.

I ＝0，一次磁势完全用于励磁，使得铁芯严重饱和，且磁通为平顶波

1）二次电势：dt d N e /22ϕ-=，对于平顶波，在过零时，会出现成千上万伏的尖顶电势，使得互感器本身、表计、继保、自动装置以及连接导线的绝缘有被击穿的危险，也会危急人身安全。

2）（由于铁芯严重饱和），铁芯严重发热，铁片中间、铁芯与一次、二次绕组间的绝缘受热有被破坏的危险

3）剩磁使得误差增大，使得设备磁化。所以电流互感器在运行时二次绕组严禁开路。

电压互感器本身阻抗很小，二次侧接大阻抗的测量仪表，正常工作时，相当于变压器空载运行。如二次短路时，二次通过的电流增大，使二次保险熔断，影响表计指示及引起保护误动作的可能，所以在电压互感器二次回路工作时，应特别注意防止短路。

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：导体发热的主要形式有三种：电阻损耗：、介质损耗、涡流和磁滞损耗。散热的主要形式是对流散热、辐射散热和传导散热。

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、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）

5、提高载流导体载流量的方法。(5分）

1. 减小导体交流电阻Rac采用电阻率ρ小的导体；增大导体截面积S ；采用槽形、管形导体减小集肤效应Kf等

2. 增大散热面积F

3. 增大换热系数αw

6、可靠性分析及计算

P63,例3-1

P73,例3-4

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、4/3台断路器接线的主接线图及运行方式的优缺点

3/2台断路器主接线，分析该主接线的优缺点 (10分）

优点：（1）可靠性高:

任何一台断路器、母线发生故障，供电不中断

（2）运行方式灵活

检修任何一台断路器、母线，供电不中断

（3）操作检修方便：隔离开关只做检修

时隔离电压，没有复杂的倒闸

操作；检修任意母线和短路器

时进出线回路都不需要切换

操作

缺点：（1）断路器多，投资大