华工网院发电厂电气部分作业

平时作业

一．单项选择题

1.下面所述的电压等级，是指特高压交流输电线路的电压等级（D）

A）330kV；B）±500kV；C）±800kV；D）1000kV；E）220kV

2.下面所述的电压等级，是指特高压直流输电线路的电压等级（C ）

A）330kV；B）±500kV；C）±800kV；D）1000kV；E）220kV

3.能源按被利用的程度，可以分为（C）

A）一次能源、二次能源

B）常规能源、新能源

C）可再生能源、非再生能源

D）含能体能源、过程性能源

4.能源按获得的方法分，可以分为（A ）

A）一次能源、二次能源

B）常规能源、新能源

C）可再生能源、非再生能源

D）含能体能源、过程性能源

5.隔离开关的控制可分为（A ）

A）就地控制与远方控制

B）远方控制与电动控制

C）就地控制与液压控制

D）集中控制与电气控制

6.载流导体三相短路时，电动力计算主要考虑工作条件最恶劣的一相，即（D）

A）A相

B）B相

C）C相

D）中间相

7.对线路停电的操作顺序是（D）

A．先分母线隔离开关，再分线路隔离开关，最后分断路器

B．先分线路隔离开关，再分母线隔离开关，最后分断路器

C．先分断路器，再分母线隔离开关，最后分线路隔离开关

D．先分断路器，再分线路隔离开关，最后分母线隔离开关

8.关于备用电源，不正确的描述是（D）

A）明备用是指专门设置一台备用变压器(或线路)，它的容量应等于它所代替的厂用工作变中容量最小的一台的容量；

B）暗备用是指不另设专用的备用变(或线路)，而将每台工作变的容量加大；

C）备用电源的两种设置方式: 明备用和暗备用；

D）在大型电厂，特别是火电厂，由于每台机组厂用负荷较大，常采用明备用；

E）暗备用运行方式下，正常工作时，每台工作变在欠载下运行，当任一台工作变因故被切除后，其厂用负荷由完好的工作变承担。

9.在电流互感器的选择与检验中，不需选择或校验（C）

A）额定电压

B）二次负荷

C）机械负荷

D）动稳定

10.在屋内配电装置中，为避免温度变化引起硬母产生危险应力，一般铝母线长度为多少米

时，就应设置一个伸缩节？（B）

A）10~19

B）20~30

C）35~40

D）30~50

11.输电线路送电的正确操作顺序为（C ）

A．先合母线隔离开关，再合断路器，最后合线路隔离开关

B．先合断路器，再合母线隔离开关，最后合线路隔离开关

C．先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器

D．先合线路隔离开关，再合母线隔离开关，最后合断路器

12.维持电弧稳定燃烧的因素是（C）

A碰撞游离B高电场发射

C热游离

13.交流电弧过零后不再燃烧的条件是（C）

A工频电源电压小于燃弧电压 B 电弧电压小于熄弧电压

C 恢复电压小于介质强度

14.断路器燃弧的时间是（ C ）

A 断路器接到分闸命令至电弧熄灭的时间

B断路器接到分闸命令至触头分离的时间

C 断路器触头刚分离至电弧熄灭的时间

二、判断题

1.断路器的额定电流是指在任意的环境温度下，当断路器的绝缘和截流部分不超过其长期

工作的最高允许温度时，断路器允许通过的最大电流值。（√）

2.SF6全封闭组合电器是以绝缘油作为绝缘和来弧介质，以优质环氧树脂绝缘子作支撑元

件的成套高压组合电器。（×）

3.高型配电装置是将一组母线及隔离开关与一组母线及隔离开关安装在上下重叠保持大

约3米的高度两个上下水平面，以便工作人员能够在地面上安全活动。（×）

4.厂用电接线的全厂公用负荷，不需要设置公用段，分布在不同分段上即可；（√）

5.电气设备的额定电流I N是指在额定环境温度0°条件下，电气设备的长期允许电流；

（×）

6. 输电线路送电的正确操作顺序是：先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器。（×）

7. 电流互感器的准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，二次电流为额定值时的最大电流误差。（√）

8.电抗百分数实质为以电抗器额定参数（U N、I N）为基准的标么值。（√）

9.弧隙间最初产生电子的主要原因是强电场发射，但维持电弧燃烧则是由碰撞游离所致。（×）

10.电抗器采用品字形布置时，不应将A、C相重叠在一起。（×）

三、．简答题

1.输电线路送电的正确操作顺序？

答：先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器

2.什么是电气主接线？

答：由电气设备同过连接线，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。

3.厂用电率的定义？

答：厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。

4.电流互感器的准确级的定义？

答：电流互感器在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时最大电流误差。

5. 电压互感器的准确级定义？

答电压互感器在规定的一次电压及二次负荷变化范围内，符合功率因数为额定值时，电压误差的最大值。

6.电弧燃烧的物理过程有哪些？

答：电弧形成可分为如下四个过程

（1）热电子发射。高温阴极表面向周围空间发射电子的现象。

（2）强电场发射。当开关动、静触头分离初瞬，开距S很小，虽然外施电压U 不高，但电场强度E（E=U/S）很大。当其值超过3× V/m时，阴极表面的自由电子被强行拉出。【这是产生电弧的最根本的条件】

（3）碰撞游离。自由电子的强电场作用下，加速向阳极运动，沿途撞击中性粒子，使之游离出自由电子和正离子，链琐反应，由此形成电流。【绝缘介质被击

穿】

(4)热游离。高温下的中性粒子不规则的热运动速度很高，是以在其彼此碰撞时游离出大量带电粒子。

7. 限制短路电流的方法有哪些？

答：一、在发电厂和变电站的6-10kv配电装置中，加装限流电抗器限制短路电流。

二、采用低压分裂绕组变压器：当发电机容量越大时，采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线以限制短路电流。

三、采用不同主接线形式和运行方式。

8.电压母线均采用按锅炉分段接线方式的优缺点？

答：电压母线均采用按锅炉分段接线方式的特点

①若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的运行，使事故影响的范围局限在一机一炉。

②厂用电系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气设备的选择。

③将同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上，便于运行管理和安排检修。

9．轻水堆核电站可分为哪两类？这两类核电站在工作原理上主要有何区别？

答：（1）轻水堆又分为压水堆和沸水堆。

（2）主要区别：压水堆核电站的整个系统分为两个部分，一回路系统与二回路系统，两个系统完全隔开，各自是一个密闭的循环系统，二回路的水不会被放射性污染。一回路中高压冷却水带走反应堆产生的热量再通过蒸汽发生器和二回路交换热量，结构复杂，一回路冷却水压力为15MPA，该回路设有稳压器，确保系统压力稳定不使一系统沸腾。二回路压力为7MPA，产生的蒸汽供汽轮发动机。反应堆包壳破裂只会使一回路放射性增加，而不会污染二回路。压水堆以轻水作慢化剂和冷却剂，反应堆体积小，建设周期短，造价低，运行维护方便，需处理

的放射性废气、废液、废物少。沸水堆只有一个回路，没有蒸汽发生器和稳压器。反应堆产生的饱和蒸汽经分离器和干燥器除湿后直接进入汽轮机做功，汽轮机会受到放射性的沾污。由于沸水堆芯下部含汽量低，堆芯上部含汽量高，因此下部核裂变的反应性高于上部。为使堆芯功率沿轴向分布均匀，沸水堆的控制棒是从堆芯下部插入的，而压水堆堆芯从上部插入。沸水堆系统中水会产生沸腾，燃料元件可能因传热恶化而烧毁。

10.电流互感器在运行时二次绕组严禁开路的原因？

答：电流互感器在运行时二次绕组严禁开路的原因：二次绕组开路时，电流互感器由正常工作状态变为开路状态，I2=0，励磁磁动势由正常为数甚小的10N1骤增为11N1，铁心中的磁通波形呈现严重饱和和平顶波，因此，二次绕组将在磁能过零时，感应产生很高的尖顶电动势，其值可达数千伏甚至上万伏（与Ki及Ii大小有关），危及工作人员的安全和仪表、继电器的绝缘。由于磁感应强度剧增，会引起铁心和绕组过热。此外，在铁心中还会产生剩磁，使互感器准确级下降。

11.防电气误操作事故的“五防”是指什么？

答：1、防止误分、合断路器。 2、防止带负荷分、合隔离开关。 3、防止带电挂（合）接地线（接地开关）。 4、防止带地线送电。 5、防止误入带电间隔。

12.抽水蓄能电厂在电力系统中的作用。

答：当电力低谷时用多余的电力把水从下游抽到上游，蓄能，以便电力高峰期防水发电。其作用：调峰、填谷、备用、调频、调相。

13.高压开关电气设备主要采用哪些方法进行灭弧？

答：（1）利用灭弧介质。SF6、真空、氢气。氢气的灭弧能力为空气的7.5倍，SF6气体的灭弧能力比空气约强100倍，用真空作为介质灭弧，减少了碰撞游离的可能性，真空介质的强度约为空气的15倍。

（2）用特殊金属材料作灭弧触头。铜、钨合金、银钨合金。

（3）利用气体或油吹动电弧。采用气体或油吹弧，使带点离子扩散和强烈的冷却复合。冷却绝缘介质降低电弧的温度，削弱热发射和热游离。另一方面，

吹弧可以拉长电弧，增大冷却面，强行迫使弧隙中的游离介质扩散。有纵吹和横吹两种方式。

（4）采用多端口熄弧。在相等的触头行程下，多端口比单断口的电弧拉长，而且拉长的速度也增加，加速了弧隙电阻的增大。同时，由于加在每个断口的电压降低，使弧隙恢复电压降低，也有利于熄灭电弧。

（5）提高断路器触头的分断速度，迅速拉长电弧。

14.试述电抗器品字形布置时，各相电抗器的摆放位置？并解释采用该种摆放方式的原因。

答：电抗器品字形布置时A相、B相重叠，C相摆在一边，品字形布置时不能把AC相重叠，因为B相与A、C相线圈的绕向相反

15．简述近阴极效应的原理？

答：电压恢复过零中，新阴极附近的正体积电荷和新阴极之间形成附加电场，该附加电场将影响触头间隙内其他部分带电质点的运动，从而使得触头间隙介质击穿电压迅速升高，这种现象称为近阴极效应。

另一个说法：在电流过零瞬间（t=0），介质强度突然出现升高的现象，称为近阴极效应

16.试解释GIS（Gas Insulted Switchgear）？

答：GIS是指气体绝缘开关设备的简称。其绝缘介质主要以气体为主。并装有压力表监测其绝缘指标。

17.试画出两台变压器、两条出线时，内桥形接线的电气主接线图，并简述该接线的适用场合。

答：两台变压器、两条出线时，内桥形接线的电气主接线图如上图。

内桥接线在线路故障或切除、投人时，不影响其余回路工作，并且操作简单：而在变压器故障或切除、投入时，要使相应线路短时停电且操作复杂。因而该接线一般适用于线路较长(相对来说线路的故障几率较大)和变压器不需要经常切换(如火电厂)的情况

18. 什么是厂用电动机的自启动？根据运行状态，自启动方式有哪些？为什么要进行电动机自启动校验？

答：厂用电动机自启动的定义：当厂用母线电压暂时下降和消失时，为了不使主机停运，一些重要机械的电动机并不立即断开，电动机在机械负载阻力作用下有一定惰性，经过很短一段时间（0.5～1.5s），当厂用母线电压恢复或备用电源自动投入后，电动机又会自动启动升速，并逐渐恢复到稳定运行，这一过程称为厂用电动机自启动。

自启动方式：

1）失压自启动：运行中突然出现事故，电压下降，当事故消除，电压恢复时形成的自启动。

2）空载自启动：备用电源空载状态时，自动投入失去电源的工作段所形成的自启动。

3）带负荷自启动：备用电源已带一部分负荷，又自动投入失去电源的工作段所形成的自启动。

电动机自启动校验原因：

电厂中不少重要负荷的电动机都要参与自启动，以保障机炉运行少受影响。因成批电动机同时参加自启动，很大的启动电流会在厂用变压器和线路等元件中引起较大的电压降，使厂用母线电压降低很多。这样，可能因母线电压过低，使某些电动机电磁转矩小于机械阻力转矩而启动不了；还可能因启动时间过长而引起电动机的过热，甚至危及电动机的安全与寿命以及厂用电的稳定运行。所以，为了保证自启动能够实现，必须要进行厂用电动机自启动校验。

20.分段断路器兼作旁路断路器的接线的倒闸操作步骤？

先对其线路进行检修，分段断路器兼作旁路断路器的接线方式是在正常工作时按单母线分段运行，而旁路母线WP不带电，即分段断路器QFD的旁路母线侧的隔离开关QS3和QS4断开，工作母线侧的隔离开关QS1和QS2接通，分段断路器

QFD接通。当WI段母线上的出线断路器要检修时，为了使WI，WⅡ段母线能保持联系，先合上分段隔离开关QSD，然后断开断路器QFD和隔离开关QS2，再合上隔离开关QS4，然后合上QFD。如果旁路母线完好的，QFD不会跳开，则可以合上待检修出线的旁路开关，最后断开要检修的出线断路器及其两侧的隔离开关，就可以对该出线断路器进行检修。检修完毕后，使该出线断路器投入运行的操作顺序，与上述的相反。

21.学习灯光监视的电磁操动机构断路器的控制回路何信号回路展开图。试述该断路器的“手动合闸”原理?

[+（控制电源小母线）→FU1→SA16-13→HR→KCF→QF2（断路辅助常开触点）→YT→FU2→-，HR亮，但YT不动作]

将SA开关逆时针转到“预备跳闸”位置时，SA13-14通，SA16-13断开，让HG 改接到闪光母线M100（+）上，HR发闪光，提醒操作人员核对操作是否有误。再将SA开关转至“跳闸”位置，SA6-7通，YT通电，动作跳闸。

跳闸成功后，操作人员放开操作手柄，回到“跳闸后”位置，SA11-10通，断路器的辅助触点相继切换，跳闸回路断开，HG(绿灯发平光)亮，表示跳闸成功。

22．说明分裂电抗器的计算方法和工作原理，并说明如何完成如下计算

(1)计算正常工作时的穿越型电抗；（2）计算臂1短路时的分裂型电抗；（3）基于上述计算结果，说明分裂电抗器相对普通电抗器有何特点。

1）正常运行时穿越电抗为：

X=X L- X M= X L-fX L=(1-f) X L

式中：X L为每臂的自感电抗；X M为每臂的互感电抗；f为互感系数，f= X M/ X L。互感系数f与分裂电抗器的结构有关，一般取f=0.5，则在正常工作时，每臂的运行电抗为X=（1-0.5）X L，即比单臂自感电抗减少了一半。

2）臂1短路时的分裂电抗为：

X12=2（X L+X M）=2X L（1+f）

当f=0.5时，X12=3X L

3)分裂电抗器相对普通电抗器的特点：

（1）正常运行时，分裂电抗器很个分段电抗相当于普通电抗器的1/4，使负荷电流造成的电压的损失较普通电抗器为小。

（2）当分裂电抗器的分支端短路时，电抗器每个分段电抗较正常较正常运行值增大四倍故限制短路电流的作用比正常运行值大，有限制短路电流的作用。