华北电力大学发电厂作业45题

第一部分必做题1、本课程开设的目的。

答：使学生发电厂电气部分的一次接线的基本形式和设计原则，掌握二次接线的类型及分析方法；了解一次设备的基本原理及形式，对各类发电厂的电气主接线及长用接线特点有完整的了解。

使学生树立工程观念，了解现代大型发电厂的电能生产过程及其特点，发电、变电和输电的电气部分，新理论、新技术和新设备在发电厂（变电站）电气系统中的应用，掌握发电厂电气主系统的设计方法，并在分析、计算和解决实际工程能力等方面得到训练，为以后从事电气设计、运行管理和科研工作奠定必需的理论基础。

2、本课程的主要内容。

答：本学期我们学习的主要内容有能源与发电，发电、输电和变电的电气部分，常用计算的基本理论和方法，电气主接线及设计，厂用电接线及设计，导体和电气设备的原理和选择，配电装置，发电厂和变电站的控制与信号，同步发电机的运行和电力变压器的运行。

3、本课程所授只是的主要用途。

答：本书所授只是在发电、变电和配电领域应用广泛，其一、通过本书中的理论分析与计算，可以减小电力系统损耗，降低运营成本，提高发电厂运行的经济性；其二、通过电气主接线的设计，提高电力生产运行的可靠性、灵活性，对继电保护、控制方式等方面也有影响；其三、通过对导体和电气设备的原理进行学习，让我们在各种导体和电气设备之间做出最合理的选择，电力系统可以更可靠的工作。

第二部分选做题1、2、7、15、16、22、24、28、34、35、38、39、41、43、471、结合发电厂实例，分析不同类型发电厂生产流程。

1火力发电厂生产原理图燃料进入炉膛后燃烧，产生的热量将锅炉里的水加热，锅炉内的水吸热而蒸发，最后变成具有一定温度、压力的过热蒸汽，这种高温高压蒸汽经管道送往汽轮机，使汽轮机转子旋转，汽轮机转子带动发电机转子一同高速旋转，从而发出电来。

所以火力发电厂的生产过程主要就是一个能量转换过程，即燃料化学能---热能--机械能--电能。

最终将电发送出去。

高温高压蒸汽在汽轮机内膨胀做功后，压力和温度降低，由排汽口排入凝汽器并被冷却水冷却，凝结成水，凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热器和除氧器，经除氧后由给水泵将其升压，再经高压加热器加热后送入锅炉，如此循环发电。

○2水力发电：长江三峡水电站水力发电原理图它是把水的位能和动能转换成电能的工厂，它的基本生产过程是：从河流高处或水库内引水，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，然后水轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能；○3风力发电：新疆达坂城风力发电厂达坂城风电场风电原理图风力发电的原理:是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

其能量转换形式是风能转化为机械能再转化为电能。

○4核能发电：秦山核电站山峡水电站秦山核电站核电发电原理核裂变产生的能量用来加热一回路中的水，一回路的水再加热二回路的水变成蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，汽轮机的转子与发电机转子是连接在一起的，发电机也被带动转动，在发电转子中通入电流，发电机定子中也产生感生电流，就发出电来了。

2、请结合我国一次能源分布状况，分析发电企业未来发展趋势我国地域辽阔，电力的供需空间分布极不均匀，两者之间存在比较严重的空间错位。

中国煤炭资源保有储量的七成六分布在山西、内蒙古、陕西、新疆等北部地区；八成的水能资源分布在四川、云南、西藏等西部地区；陆地风能主要集中在“三北”地区。

而中国三分之二以上的能源需求集中在东中部地区。

长期以来，中国电力发展注重就地平衡、分区平衡，大量火电厂集中分布在东中部，形成了大规模、远距离输煤的能源输送格局。

“三西” ，“三北”地区的装机容量和发电量都比较高，是我国的能源富集地区，但是，这些地区的经济发展却相对落后，用电量比较低，具有较多的富余电量。

东部沿海地区大多是我国的经济发达地区，这些地区基本没有煤炭资源，水力资源也十分有限，而且多为低水头电站，调节能力差，开发程度高，进一步开发的潜力不大。

但是，这些地区用电需求十分大，本地的电力供应根本满足不了需求，电力需求缺口较大。

电力供需的空间错位，致使我国跨区电力交换不断增加。

从空间分布上看，我国电力负荷缺口呈现从西北经济欠发达地区向东部沿海发达地区逐步递增的趋势，经济发展密集区如京津唐、长江三角洲地区和珠江三角洲地区电力负荷缺口更大。

上述电力短缺情况将在很大程度上影响我国电力投资的空间布局。

如果不考虑资源分布、交通运输及生态环境压力等因素的影响，今后，我国东部地区，特别是经济密集地区应该投资布局更大的装机容量，以满足经济社会快速发展的需求。

但是东部地区没有煤炭资源，水电开发程度很高，而且从外部输煤面临很大的扩容压力，随着东部沿海地区经济的快速发展，从西部和中部地区调入电力已势在必行。

7、给出你所查阅的最简单的接线形式，并阐述其特点路器; 直流快速断路器。

高压断路器: 油断路器；压缩空气断路器；磁吹断路器；真空断路器；六氟化硫断路器；自产气断路器。

ENS100L-33006OA塑料外壳式断路器该断路器额定绝缘电压800v，适用于交流50hz或60hz，额定工作电压至690v，额定工作电流从6A至1250A的配电网络中，用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、短路、欠电压等故障损坏。

同时也能作为电动机的不频繁起动及过载、短路、欠电压保护。

该断路器具有体积小，分断高、飞弧短等特点，是用户使用理想产品。

SN10-35Ⅰ户内少油断路器LW36-126六氟化硫断路器LW36-126型敞开式组合电器，结构先进，性能优良，各项技术参数完全满足GB 和IEC相关标准的要求。

该产品既有封闭式组合电器结构紧凑、占地面积小的特点，又有敞开式电器价格便宜、检修方便的优点，其占地面积比常规电站减少约60%，尤其适合城网、山区和工矿企业变电站选用VS1(ZN63A)-12户内真空断路器ZN63A(VS1) 型户内交流高压真空断路器以下简称断路器是三相交流额定电压的户内开关设备，可供工矿企业，发电厂及变电站作电气设施的控制和保护之用，并适用于频繁操作的场所。

16、六氟化硫断路器使用时需要注意的因素○1电弧放电时，分解形成硫的低氟化合物，不但有毒，且对某些绝缘材料和金属具有腐蚀作用。

○2SF6只有在温度高于45℃以上时，才能保持气态，在通常使用条件下，它有液化的可能性，因此SF6不能在过低温度和过低压力下使用。

○3SF6的电晕起始电压比空气高得多，介电强度与所加电压的频率无关，但是应该引起注意的是电场均匀性、杂质、电极的形状和不规则性等，对SF6的介电强度均有一定强度。

○4SF6中所含水分超过一定浓度时使SF6在温度达200℃以上就可能产生分解，分解的生成物中有氢氟酸，这是一种有强腐蚀性和剧毒的酸类。

此外，水分的凝结对沿边绝缘也有害的。

因此，在SF6的电气设备中，应严格控制水分的含量.1、秦皇岛电力公司220千伏徐庄变电站停电事故2004年2月20日，秦皇岛电力公司220千伏徐庄变电站运行人员在146开关代102开关的操作中，由于操作票漏项，没有将102开关CT端子“退出”差动回路，致使2号主变差动保护动作，导致110 千伏2主号变停运，造成了一起人为责任事故。

事故原因：运行人员填票及审票把关不严，操作票漏项，没有将102开关CT端子“退出”差动回路，造成差动保护动作。

2、湖北500千伏双河变电站带地刀合隔离开关9月19日，发生一起带地刀合隔离开关的电气误操作事故，造成500千伏双河变电站220千伏母线失压。

9月19日，220千伏#3母线停电接入双221刀闸引线工作完工。

运行值班长告诉刀闸检修人员王××，220千伏双261刀闸B相电动操作不动，要求立即处理。

刀闸检修人员王××在未办理工作票的情况下,便与本班另外两名工作人员共同到现场处理缺陷。

因双261刀闸激励条件不满足，王××便短接闭锁回路，推上了分合闸电源，试合双261刀闸。

由于#3母线互034接地刀闸在合位，造成带地刀合刀闸，导致#4母线差动保护动作，8台220千伏开关跳闸。

8条线路对侧开关跳闸，其中双家线、双余线、胡双一回、胡双二回、双郢线对侧开关三跳，其余开关重合成功。

双郢线三跳造成馈供的220千伏郢中变电站220千伏母线失压，由于郢中变110千伏备自投动作成功，没有造成全站停电，损失负荷1.8MW。

事故原因：这次事故是由于检修人员带接地刀闸合刀闸造成的。

检修人员未办理工作票进入现场处理缺陷，并擅自解锁防误闭锁装置，以致造成此次事故。

3、湖南500kV民丰变电站恶性误操作事故事故经过：2005年1月14日11时13分，湖南500kV民丰变电站进行刀闸检修工作，需要“220kV#2母线运行，#1母线停电转检修状态”，在操作220kV#1母母线接地刀闸时，操作人员走错间隔，带电误合220kV#2母母线接地刀闸，母差保护动作，造成变电站220kV母线全停。

当时变电站有9条220kV 出线运行，其中馈电线民（链）钢线备自投成功，未损失负荷，也未造成人员伤亡。

11时45分，民丰变220kV#2母恢复运行，12时22分跳闸开关全部恢复。

事故原因：这次事故是由于操作人员走错间隔，带电合接地刀闸造成的。

操作人员在倒闸操作过程中，严重违反《国网公司电力安全工作规程》倒闸操作的有关规定，操作前未核对设备名称、编号和位置，现场操作时唱票、手指铭牌核对设备、复诵流于形式，操作人没有独立操作意识，未起到相互监督作用，严重违反防误闭锁装置使用管理规定，设备接地前未进行验电，以致造成此次事故。

4、江西宜春供电公司220KV袁州变电站误操作事故2004年8月20日，江西宜春供电公司220KV袁州变电站萍袁线、分袁线轮流倒旁路运行，分别处理萍袁线2142刀闸、分袁线2112刀闸触头过热缺陷。

2142刀闸消缺结束后倒回本开关运行操作过程中，由于检修人员和运行人员未认真检查检修后隔离刀闸的具体位置，萍袁线2142刀闸未完全断开处于半合状态，运行人员在操作2141刀闸时，又未核对2142刀闸状态，造成220KVI母线对2142刀闸动静触头间隙击穿，通过220KVII母线接地刀闸接地，引起母差保护动作，导致2个220KV变电站和14个110KV变电站停电。

事故原因：220KV袁州变电站运行人员应检修人员要求将2142刀闸动、静触头手动摇至相距30厘米左右。

但检修工作结束后检修人员没有通知运行人员复位，运行人员又没有对刀闸检修情况进行验收，给事故留下了重大隐患，运行人员操作时没有认真核对现场设备状态，致使操作2141刀闸时，2142刀闸、220kVII 母线注入接地刀闸，导致220kVI母线差动保护动作，开关跳闸，是造成此次事故的主要原因。