思考题2014.5

发电厂电气思考题

一、名词解释、选择、简答

1.什么是电力系统的中性点？

电力系统中的发电机三相绕组通常接成星形，变压器高压绕组大多也接成星形。正常运行时，这些星形绕组的中点，其电位接近为0。因此，这些发电机和变压器星形绕组的中点统称为中性点。

2.什么是电力系统短路？

电力系统短路指电力系统中相与相之间或相与地之间（中性点直接接地系统）通过电弧或其它较小阻抗而形成的一种非正常连接。

3.什么是电力系统稳定问题？有哪三大类？

一般情况下，由于各发电机组功率不平衡的程度不同，因此转速变化也不同，有的变化较小，有的变化较大，有的发电机增速，有的发电机减速，从而在各发电机组的转子之间产生相对运动。

如果系统各发电机组在经历了一段运动过程后，能自动恢复到原有的平衡状态，或在某一新的平衡状态下同步运行，这时系统的频率和电压虽然发生了一些变化但仍在允许的范围内，这样的系统就称之为稳定的。相反，如果系统受到扰动后，产生自发性振荡，或者各机组间产生剧烈的相对运动，以至于系统的频率和电压大幅度变化，不能保证对负荷的正常供电，造成大量用户停电，系统就失去了稳定。

可见，电力系统稳定问题就是当系统受到扰动后能否继续保持各发电机之间同步运行的问题。

根据系统受到扰动的大小及运行参数变化特性的不同，通常将系统的稳定问题分为三大类，即静态稳定、暂态稳定和动态稳定。

(静态稳定是指电力系统受到微小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，能够自动恢复到原来运行状态的能力。

暂态稳定是指电力系统在受到短时间大干扰（如短路、故障切除、重合闸等）后，忽略转速变化，认为发电机大轴上的输入机械转矩为定值，仅考虑功角变化，在第一个摇摆周期（约为1s）内，各同步发电机保持同步运行而不失步，并过渡到新的稳定运行状态的能力。

动态稳定是指电力系统在受到某些大干扰（如大型机组的启动与制动、同步发电机的异步运行、再同步、自同步及非同步合闸等）后，计及发电机转速和电势的变化，有时还应考虑负荷的动态特性和发电机异步转矩的影响，在较长时间（几秒或几十秒）中保持或恢复发电机同步运行，由衰减的同步振荡过渡到稳定运行状态的能力。)

4.什么是导体的热稳定和动稳定？为什么选择电气设备时需要校验热稳定和动稳定条件？

电流通过导体时产生热量使导体温度升高，同时导体又以对流和热辐射方式向外散发热量，当发热和散热达到平衡时，即为热稳定状态。

电力系统中的三相导体，每一项导体均处于其他两相导体产生的磁场中，因此在运行时都要受到电动力的作用，当导体受到的电动力与其他力之和为零时处于动稳定状态。

当导体温度升高到一定数值后将对导体的运行产生一系列不良影响。

正常运行时，由于工作电流产生的电动力数值较小，对导体不会造成损坏。短路时载流体中流过的短路电流将产生很高数值的电动力，有可能造成载流体变形或电器结构损坏。

发热和电动力是载流体（或电器）在设计和运行中必须考虑的问题。为了保证载流体在工作中具有足够的热稳定性和动稳定性，选择导体时必须进行发热和电动力计算。

5.什么是电流的热效应？

指当电器和导体通过电流时，有一部分电能以不同的损耗形式转化为热能，使电器和导体的温度升高。

6.什么是电气主接线、厂用电接线、电气主接线图？

在发电厂和变电所中，发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电容器、互感器、避雷器等高压电气设备，以及将它们连接在一起的高压电缆和母线，构成的电能生产、汇集和分配的电气主回路，该电气主回路称为电气一次系统，又叫做电气主接线。

厂用电系统的电气主回路

用规定的设备图形和文字符号，按照各电气设备实际的连接顺序而绘成的能够全面表示电气主接线的电路图，称为电气主接线图。

7.什么是厂用电、厂用电率、厂用电系统？

发电厂在机组起动、运转、停机、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（如锅炉、汽轮机或水轮机、发电机等）和输煤、碎煤、除灰、除尘及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂运行、操作、试验、检修、照明的用电设备等都属于厂用负荷，这些厂用负荷总的耗电量统称为厂用电。

发电厂在一定时间（例如一月或一年）内，厂用电所消耗的电量占发电厂总发电量的百分数，称为厂用电率。

由厂用变压器（或电抗器）、厂用供电电缆、厂用成套配电装置及各类厂用负荷所构成的系统，称为厂用电系统。

8.什么是周期短路电流、非周期短路电流、冲击短路电流、暂态短路电流、稳态短路电流、次暂态短路电流、短路容量？

一般在高压电力系统发生短路时，短路回路的总电抗远大于短路回路的总电阻，计算周期短路电流时，可忽略电阻的影响。

短路电流瞬时值有周期分量和非周期分量合成，忽略非周期分量即为周期短路电流

对设有快速保护的快速断路器应考虑短路电流非周期分量的影响，忽略短路电流周期分量即为非周期短路电流

短路电流在短路后半个周期(t=0.01s)时，瞬时值达到最大。该最大值称为冲击短路电流ish 短路电流非周期分量约经10个周波左右及衰减为0，此后短路电流只剩下周期分量，此前短路电流成为暂态短路电流，此后称为稳态短路电流

短路电流周期分量在地一个周期内的有效值成为次暂态短路电流

短路容量

9.连接在电网上的电气设备的额定电压怎样确定？我国电力系统额定电压等级有哪些？

用电设备的额定电压与同级电网的额定电压相同

用电设备额定线电压、交流发电机额定线电压、变压器额定线电压（一次绕组、二次绕组）10.断路器中的交流电弧在什么情况下可以熄灭？

当弧隙绝缘能力高于触头间电压的击穿能力时，电弧就熄灭。

11.介质强度恢复最快的断路器是哪一种？

真空断路器

12.中性点不接地系统有哪些特点？

（1）发生单相接地时，三相间线电压仍保持对称和大小不变。用电设备仍然正常运行，供电可靠性较高。

（2）两非故障相对地电压升高至原来的3倍，等于线电压值。

（3）非故障相对地电容电流升高至原来的3倍。

（4）故障相接地电容电流则升高至原来的3倍。

13. 35kV及以下硬母线系统的固有频率是多少？