电厂电气 习题解答

作者：袁小华 沈阳电力高等专科学校发电教研室1、简述开关电器中电弧的形成与熄灭的过程？电弧的形成；当动，静触头刚分开时，由于触头间的距离很小，电场强度很大，在阴极表面，由于热电子发射或强电场产生的自由电子，在强电场作用下逐渐加速与弧隙中的中性质点产生碰撞游离，因而弧隙中的自由电子数量不断增加，同时由于热游离作用也产生一定数量的自由电子，于是，原来的绝缘通道变成了导电通道，使介质击穿而形成电弧。熄灭过程 ：当去游离作用大于游离作用时，电弧熄灭，因此，设法加强去游离，并使去游离作用大于去游离。2开关电器中使用的加速电弧熄灭的方法有哪几种？并简述其工作原理？气体吹动灭弧原理：加强复合与扩散多断口灭弧原理：降低每个断口的恢复电压利用电弧与固体介质接触灭弧原理：增加复合速度，降温将电弧分为多个串联的短电弧灭弧原理：利用近阳极效应3熔断器的主要作用是什么？什么是熔断器的保护特性曲线？熔断器的主要技术参数的意义？作用：当电路中发生过负荷或短路故障，熔断器自动的切断电源，起到保护。保护特性曲线：熔断器的断路时间（t）与通过熔件电流（I）之间的关系曲线t=f（I）参数意义：额定电压指其带电部分允许承受的电压额定电流指其熔管，载流部分和底座接触部分允许的最大长期工作电流熔件的额定电流，长期通过熔件而不致使其熔化的最大电流极限断路电流，指其能够可靠切断的最大短路电流4 简述RM10型熔断器的灭弧原理，在短路或过载情况下，其熔件熔断的过程有何区别？RM10型灭弧原理：它是利用纤维绝缘管在高温作用下可分解出气体，由于管被封闭，所以纤维绝缘管内分解出气体后，管内气体压力迅速升高，使电弧受到强烈压缩，加速游离气体的复合，并能增加导热性促使电弧迅速熄灭区别：（发生过负荷时，在熔件通过电流达到熔件的熔断电流时，熔件某个狭窄部分温度升高）当某一个狭窄部分的温度达到熔化温度时该处产生电弧，电弧使熔件全体熔化（发生短路后，因为短路电流往往超过正常工作电流几十倍，所以短路电流使熔件的所有狭窄部分的温度几乎同时升到熔点）熔件所有的窄部几乎同时熔断而产生电弧，发生短路时熔件熔断后，弧隙中的金属蒸汽比负荷熔断时要少得多，电弧更易于熄灭。5简述RTO型熔断器灭弧原理。其熔件上的锡桥其何作用？原理：RTO型熔断器是有填料的封闭式熔断器，它是由熔管,石英沙填料,熔件，指示器，刀触头，锡桥等元件组成，在正常情况下，指示器由康铜丝拉紧，无显示。熔件熔断时，康铜丝也随之熔断，红色指示器在弹簧作用下弹出，指示熔件已熔断。锡桥：降低熔件熔化温度。6原理：电磁工作原理，接触器主要由吸持电磁铁（4）、主触头（1），辅助触点（7）及灭弧栅（6）构成。当操作开关7接通吸持电磁铁线圈4的电路时，衔铁3被吸向铁芯，触头1接通。要维持触头1在通路位置，线圈4必须一直通电。要使接触器断开，只需断开操作开关7，线圈4接的电流中断，由于可动部分本身重量的作用使主触头1断开。7磁力起动器的工作原理：它也是利用电磁工作原理，就是在接触器的基础上装一个热继电器。当按下起动按钮QA，线圈1的电路接通，吸引衔铁2，使触头接通辅助接点3闭合。如断开，则可按下停止按钮TA，吸持线圈失电，可动部分便在本身重力及跳闸弹簧的作用下，使触头断开，每个热继电器都有镍铬合金的双金属片发热元件4（或4）和触点5(或5)。当电动机过负荷，双金属片膨胀变形，使触点5（或5）断开，磁力起动器断路。由于热继电器中的发热元件升温和双金属片的膨胀变形都要有一个时间过程，能瞬时动作，因此，热继电器不适合作短路保护，只能作过载保护。8绘图说明使用磁力启动器控制电动机的工作原理。用磁力启动器控制电动机的原理接线如图114所示。磁力启动器的控制电源为交流电源。接通电源开关Q之后，手动按下启动按钮S1接通交流接触器吸持线圈1的电源，电磁铁吸引衔铁2带动接触器主触头6闭合，接通电动机电源。在主触头闭合的同时，动合辅助触点3也闭合，它同样起到通吸持线圈电源作用。在启动按钮返回后，由其动合辅助触点3继续接通吸持线圈的控制电源，使接触器保持闭合状态。如果需要电动机停止工作，手动按下停止按钮S2，切断吸持线圈控制电源，接触器断开，切断电动机电源。9简述气自动开关的基本结构、分类、灭弧原理及其主要技术参数意义。基本结构：包括触头系统、灭弧室、脱扣器、操动机构等组成。类型：目前国内使用的主要有塑料外壳式和框架式两种类型。灭弧原理：自动开关采用金属灭弧栅式的灭弧罩。为提高灭弧能力，灭弧栅中的金属栅片采用交错布置方式，灭弧罩内壁做成有凹形状的“迷宫式”。来弧罩多采用陶土烧制而成。来弧罩上方有细长状的开口槽，以利于来弧时炽热的气体垂直身上排出，可以防止飞弧四溅，并且避免造成相间短路。自动开关的主要技术参数：额定电压。自动开关的额定电压是指其带电部分允许承受电压的等级。自动开关的额定电流。自动开关的额定电流是指其导电部分允许通过的最大长期工作电流。自动开关的极限断路电流。自动开关的极限断路电流是指其能够可靠切断的最大电流。简述空气自动开关中自由脱扣机构的作用和原理。自动脱扣机构的主要作用是，在合闸过程中无论操作手柄处于任何位置，若需要自动开关跳闸时，均能实现跳闸。自由脱扣机构的基本原理是由四连杆机构组成的机械传动机构。自动开关在合闸位置时，两个连杆、之间的铰链轴位置处于铰链轴和铰链连线之下，又称为死点位置之下。这时，跳闸弹簧虽然力图将主触头断开，但连杆下方受到止钉的限制不能下折，所以开关不能跳闸。进行分闸操作时，跳闸线圈的铁心向上冲撞铰链轴，使铰链轴移至死点位置之上，使边杆、可以向上弯曲，此时无论手柄的位置如何，自动开关均可在跳闸弹簧作用下自动断开。如图1-16（b）所示。要使自动开关再次合闸，必须将操作手柄1按顺时针方向旋转到图1-16（C）所示位置（即铰链轴9处于死点位置之下）之后，才能逆时针转动手柄1进行再次合闸操作。简述绝缘子的作用、分类和基本结构。基本结构：包括铸铁帽、绝缘瓷体、铸铁底座。作用：绝缘子用业支持和固定载流体，并使导体与地绝缘，或者用于使装置和电器中处在不同电位的载流导体之间相互绝缘。绝缘子按安装地点的不同，可分为户内（屋内）式和户外（屋外）式两种。12简述母线的作用、分类和基本结构。母线是如何实现绝缘的？采用多条矩形母线时，每相母线为什么最多不超过三条。作用：汇总和分配电能。母线可分为敞露母线和封闭母线两大类。敞露母线根据母线的截面形状和冷却方式等特点可分为矩形母线、槽形母线和水内冷母线等几种。封闭母线可分共相封闭母线和分相封闭母线两种。母线与地之间利用绝缘子绝缘。当每相采用多条矩形母线时，由于冷却条件变差和集肤效应的影响其额定电流并不与母线截面的增加成正比例。选用多条母线时，母线的利用率明显降低。因此，配电装置中若采用多条矩形母线时，通常每相最多不超过条。什么是封闭母线？其主要优点是什么？适用于哪些场所?封闭母线是将载流母线用铝金属外壳密封保护起来，并将其铝制金属外壳接地的母线。优点：（1）：减少接地故障，避免相间短路。（2）：减少母线周围钢结构发热。（3）：减少相间电动力。（4）：采用微正压方式运行。（5）：定型生产。封闭母线可分为共相封闭母线和分相封闭母线两种。共相封闭母线主要用于容量为发电厂的厂用电回路。全连分相封闭母线目前广泛地应用于及以上的发电机引出线回路之中。简述分相封闭式母线的主要桔构与特点。分相封闭母线是指每相的母线具有单独的金属保护外壳的封闭母线。分相封闭母线单个绝缘子的分相封闭母线结构如图所示母线安装在绝缘子之上，绝缘子固定在母线外壳之上，母线外壳经支座固定在基础槽钢之上。主要优点：母线周围钢结构中几乎不存在热损耗或温升过高问题，大大削弱母线间短路电流的电动力，可采用较轻型的支持结构，金属外壳基本处于等电位，接地方式简化。简述高压熔断器的工作原理。高压熔断器用于保护电压互感器时为什么需要专用的R型？对其额定电压有何要求？原理：高压熔断器是高压小容量电路中常用的保护设备。熔断器串联在电路中当电路发生过负荷或短路时，熔断器在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔断电路断开，设备得到保护。由于2型熔断器高等应是专门用于短路保护用的，的一次额定电流很小，型从熔丝的材料、截石、长度和电阻值均有一定要求。要求高压熔断器的额定电压必须与装设高压熔断器装置的额定电压相同。简述隔离开关的作用。为什么隔离不允许用于接通或断开负荷电流？ 隔离开关的主要用途是隔离电压、切换电路（即转移电流）或拉合小电流回路。隔离开关的结构简单，没有特殊的灭弧装置，不能用于切断负荷电流或短路电流，否则会在其触头间形成电弧，危及人身和设备的安全，造成带负荷拉隔离开关（即带负荷拉刀闸）的恶性事故。17、隔离开关可分为哪几类？简述它的基本结构。隔离开关种类较多，一般可按下列方法分类：（1） 按安装地点分：户内式和户外式。（2） 按刀闸运动方式分：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式。（3） 按操作特点分：单柱式、双柱式、和三柱式。（4） 按操作特点分：单极式和三极式。（5） 按有无接地隔离开关分：带接地隔离开关和无接地隔离开关。基本结构：闸刀、拉杆绝缘子、静触头、支持绝缘子、底座、拐臂、轴。18、隔离开关的操动机构有哪几种类型？隔离开关的操动机构可分为手力式和动力式两类。手力式操动机构中，有杠杆操动机构和蜗轮操动机构两种。动力式操动机构中，主要有电动操动机构、压缩空气操动机构和电动液压操动机构三种。19、简述高压断路器的作用。高压断路器可分为哪几种类型？正常时或短路时接通和断开电路。高压断路器的种类繁多，一般可按下列方法分类：（1） 按断路器的安装地点分：户内式和户外式两种。（2） 按断路器灭弧原理分：油断路器、空气断路、SF6断路器、真空断路器和磁吹断路器等。20、解释高压断路器的主要技术参数的意义，并结合附录表举例说明。（1） 额定电压断路器的额定电压是指其导电和载流部分允许承受的线电压等级。（2） 额定电流断路器的额定电流是指在规定的环境温度下，当断路器载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。（3） 额定短路开断电流它是指断路器在频率为50HZ瞬态恢复电压下，能够开断的最大短路电流值。（4） 额定峰值耐受电流（额定动稳定电流）额定短时耐受电流是表明断路器承受短路电流热效应的性能。（5） 额定短时耐受电流（额定热稳定电流）额定短时电流是表明断路器承受短路电流热效应的性能。（6） 额定短时持续时间（客定热稳定时间）当额定短时耐受电流通过断路器的时间为额定短路持续时间时，断路器的各部分温度不超过短时所允许发热的最高温度。（7） 额定短路关合电流（峰值）保证断路器能关合短路而又不致于发生熔焊或其分损伤，所允许接通的最大短路电压称为额定短路关合电流。（8） 动作时间1） 分闸时间。处于合闸状态的断路器，从分闸回路接受分闸命令瞬间超，直到所有灭弧触头均分离瞬间的时间间隔。2） 燃弧时间。从首先分离主回路触头刚脱离电接触起，致电断路器各极中触头间的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。3） 开断时间。从断路器接受分闸命令瞬间起，到断路器名极触头间的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。附录表：SW2220型少油断路器主要参数额定电压（KV）220额定电流（A）1600额定短路开断电流（KA）31.5额定短路关合电流（KA）80额定峰受值耐受电流（KA）80额定短时耐电流（KA）31.5额定短路持续时间（S）4重量（Kg）6600油重120021、说明高压断路器的型号意义？876543221 1产器代号 S少油 LSF6 Z真空 K压缩空气 2安装场所 N屋内 W屋处 3设计序号 4额定电压（KV） 5其它标志。如G表示改进型。 6额定电流（A）。 7额定开断能力（KA） 8特殊环境代号。22、高压断路器由哪几个基本部分组成。高压断路器的种类繁多，具体构造也不相同，但就其基本结构而言，可分为电路通断元件、绝缘支撑元件、基座、操动机构及其中间传动机构等几部分。23、简述SN10-10型少油断路器的基本结构与灭弧原理。SN10-10型断路器由框架、传动系统、油箱等三部分组成。灭弧原理，采用纵横吹和机械油吹灭弧方式：当DL开路时断路器动、静触头刚断开时，触头间形成电弧，电弧周围的绝缘油在电弧的高温作用下分解为气体。绝缘油补分解气体中包括氢气，油蒸气，甲烷和乙炔等等。绝缘油补分解成气体时体积膨胀许多倍，使得电弧周围压力迅速增加。由于静触头以下部分绝缘油的压力增加，所以静触头上部的逆止阀被关闸，这使得电弧周围窨压力继续增加。动触头下移打开第一道横向吹道 ，高压油汽混合体从第一横吹道喷出，动解说砂继续下猁电弧被拉长，并相继打开第二、第三横吹道形成三道横吹，使电弧迅速熄灭。开断小电流时，由于电弧能量较小，仅靠三道横向吹道的作用不能熄弧，当电弧继续拉至灭弧室下部，在灭弧室下部三块隔弧板处形成纵向吹弧，促使电弧很快熄灭。此外，断路器动触头开始下猁时，使油箱下部分的油因受到机械压力而流向电弧区，对电葩形成机械油吹。开断小电流时，机械油吹对电弧熄灭起到重要作用。24、简述SW6-110型少油断路器的基本结构与灭弧原理。结构：SW6110型少油DL为积木式结构，一般均以55KV灭弧室作为标准灭弧单元，它由（1）支撑结构（2）灭弧室单元与中间机构箱。（3）传动系统。（4）断路器的油气分离器（5）导电系统（6）灭弧室。灭弧原理：当断路器分闸时，动、静触头分离并在其间产生电弧。高温电弧将其附近的油分解，形成高压力的气泡团。由于上喷口和横喷口位于静触头附近，因此封闭气泡中的气体迅速从上喷口和横喷口亦立即由排油转为排气，很快形成连续纵横吹的气流；当动触头运动到第四块弧片以下时，气流又从下喷口排出，使电弧受到冷却，因而电弧熄灭。灭弧室内有四灭弧片的底部有凹槽其空间所形成的空间垫，可用来调节开断大小电流时的压力，以改善灭弧室的灭弧性能。25、简述压缩空气断路器的基本结构与灭弧原理。压缩空气DL是以110KV单元结构为基础的积木式结构。每个T形柱体上有一个标准单元主灭弧室和一个辅助灭弧室，并由三节支柱绝缘瓷套管支持在贮气筒上，三个T形柱体串接为一相。贮气筒 既是断路器的底座，又是提供压缩空气的贮藏库。三节空心的支柱绝缘瓷套管作为灭弧室对地的绝缘，其内部为压缩空气和传动机构的通道。拉紧绝缘子是为了加强支柱绝缘管的机械稳定而配装的。瓷套管上端安装金属筒灭弧室，灭弧室分为两个部分，上部是主触头灭弧室，下部是辅助触头灭弧室，弧隙上的并联电阻及辅肋断口均装在灭弧室内。空气断路器的灭弧原理：是利用高速的空气气流，在触头喷口处对电弧进行强烈的气吹和冷却，将被游离的物质迅速排出灭弧室。电弧熄灭后，弧隙中迅速补充新鲜压缩空气填补，使弧隙介质电强度迅速得以恢复。26、简述SF6断路器的基本结构和灭弧原理。断路器由三个单相柱结构断路器、三个液压柜和一个汇控拒组成，必要时每相断路器可配备一台汇控柜。每相断路器为双柱四断口结构，用一个独立的液压机构分相操作，每个灭弧断口上并有均压电容和合闸电阻（也可不带合闸电阻）。每个液压柜内装有控制阀（带分合闸电磁铁）、油压开关、辅助贮压器信号缸、辅助开关和主油箱等 元件。汇控柜内装有各种控制和保护元件，用以接受操作命令或发出信号，并实现断路器的就地或距离控制。断路器三相之间无任何机械联系，液压柜与其控制相之间有液压控制管和电缆连接。液压柜中的电气部分与汇控柜之间用电缆连接。断路器可三相联动或分相操作，其控制方式由电气回路实现。SF6断路器的灭弧原理：是利用SF6气体与电弧之间形成速度较高的相对运动，形成SF6气流吹动电弧，利用SF6气体良好的来弧性能与绝缘性能使电弧迅速熄灭。27、简述真空断路器的基本结构和灭弧原理。断路器主要由支持框架、支持绝缘子和灭弧室等 部分组成。为加强断路器相间绝缘，在三相灭弧室之间装有绝缘隔板。灭弧室为玻璃外壳，它安装在绝缘支撑板上。操动机构经连杆转动主轴3，经主轴上的拐臂、绝缘拉杆7和连杆牵动触头上、下运动，完成分、合闸操作。真空断路器开断电路时，最初在接触面上产生电弧，真空电弧弧柱内外，压力与质点密度差很大，弧柱内金属蒸气及带电质点不断地向外扩散、逸出。弧柱的内部处在动态平衡之中，即向外扩散的质点数与从电极不断蒸发产生的质点数目相等。当交流电流趋向零点时，电弧的输入能量减少，电极降，蒸发作用减少，弧柱内的质点密度降低，阴极斑点的数目也逐渐减少。最后的斑点也在电流接近零点时消失，电弧随之而熄灭。28、说明CD10型操动机构的原理结构与动作过程。原理：CD10型电磁式操动机构它主要由电磁铁、脱扣机构和辅助开关等部分组成，利用电磁力合闸的原理。CD10型电磁式操动机构动作情况154所示：操动机构处于准备合闸位置时，连杆6与7的铰接轴04，处于死点位置之下，下方被支撑螺钉8顶住，连杆3和4的铰接轴02处于搭板10的凹槽中。合闸时，电磁铁线圈通电后合闸铁心被吸入使合闸顶杆9上长，顶9推动轴02上移，因为轴04处于死点位置之下轴03为暂固定轴，所以连杆4只能顺时针方向旋转推动连杆3、连杆2带动主轴01顺时针旋转，主轴1顺时针旋转后带动拐臂转动使断路器合闸。合闸终结时，轴02移至搭板10上端搭板10在弹簧作用下向右转动。当合闸顶杆下落后，搭板托住轴02，使轴02不能下移且轴03为暂固定轴，维持断路器在合闸状态。自动跳闸时，跳闸线圈通电后，跳闸线铁心被吸入，跳闸顶杆11 上长撞击连杆7，使铰接轴04上移突破死点，在断路器跳闸弹簧张力的作用下，主轴01逆时针转动，经连杆3和连杆2传动，轴02移至搭板10右方，因连杆6与7已向上折起，连杆3和连杆2运动不再受限制，故断路器迅速跳闸。29、简述CY3液压式操动机构的工作原理。图1-56 CY3型液压式操动机构动作原理图1 合闸按钮 2跳闸按钮 3机构箱 4活塞 5贮压筒 6密封圈 7活塞杆8微动开关 9油泵 10电动机 11滤油器 12、13球阀 14分闸阀 15跳闸电磁铁 16泄油孔 17逆止阀 18通道 19节流接头 20-、21通道 22接头 23合闸二级阀 24、28 -泄油孔 25合闸二级塞 26通道 27合闸一级阀 29推杆 30合闸电磁铁 31合闸阀 32工作缸 33合闸管道 34活塞 35放油阀 36传动拉杆 37导向支架 38辅助开关 39电触点压力表CY3型液压式操动机构工作原理它主要由机构箱、贮压筒、工作缸、阀系统、油泵、电动机的控制板等组成。机构箱3是整个液压杨构的支承架和外壳。贮压筒5是液压机构的能源储存机构它采用活塞式结构，由活塞、活塞杆、密封圈等元件组成。贮压筒由活塞分为油缸和气缸两部分，活塞上方的气缸内预先充12.12Mpa左右的氮气，活塞下方的油缸内为高压油区；当油泵9将油不断地打入贮压筒下方时，液压油则推动活塞向上运动，时一步压缩氮气贮备能量，当油压长致电19.39 Mpa左右时贮能工作完成。油泵根据高压油系统的要求将机构箱中的常压油补充致电贮油筒 内的高压油区去，维持高压油的一定压力。工作缸是由活塞和人 成两 部分的油缸组成。端与高压油管连接，活塞右端与合闸管道连接，合闸时高压油经高压管道进入活塞右端，根据压差原理将活塞左端，由活塞通过拉杆带动断路器合闸；同理，分闸时活塞右端高压油经泄油孔释放后，根据压差原理活塞向右运动，通过拉杆带动断路器分闸。30、简述电流互感器的工作原理与工作特点。CT原理：电磁感应原理。工作特点：（1） 一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而且与二次电流无关。（2） CT的正常工作方式接近于短路状态下运行。（3） 不允许二次回路开路。31、简述电磁式电压互感器的工作原理与工作特点。PT式作原理：电磁感应原理。工作特点：（1） 二次侧负荷一般情况下是恒定的。（2） 正常工作方式接近于空载状态。（3） 二次侧不允许短路。32、简述电容式电压互感器的工作原理。工作原理：电容式电压互感器实质上是由分压电容和中间变压器组成，分压电容接至被测系统的相与地之间。分压电容由主电容C1和分压电容C2串联而成。当电力系统的相对地电压为U1时，分压电容C2上的电压UC2为： Uc2=U1=KU1K分压比当改变电容C1和C2的比值时，便可得到不同变比，由电容C2的端电压UC2可间接测量出系统相对地电压。33、运行中电流互感器二次回路为什么不允许开路？电压互感器二次回路为什么不允许短路？电流互感器正常工作时，二次回路近于短路状态。这时二次电流所产生的二次磁动势F2对一次磁动势F1有去磁作用，因此合成磁动势F0=F1+F2不在，合成磁通0也不在，二次绕组内感应电动势E2的数值最多不超过几十伏。因此，为了减少电流互感器的尺寸和造价，互感器铁心的截面是根据电流互感器在合成磁通很小而设计的。使用中的电流互感器如果发生二次回咱开路，二次去磁磁动势F2等于零，一次磁动仍保持不变，且全部用于励磁，合成磁动势F0=F1，这时的F0较正常时的合成磁动势（F1+F2）增大了许多倍，使得铁心中的磁通剧地增加而达到饱和状态。由于铁心饱和致使磁通波形变为平顶波，感应电动势正比于磁能的变化率d/dt，所以这时二次绕组内将感应出很高的感应电动势。其峰值可达数千伏之高，这对工作人中和二次设备以及二次电缆的绝缘都是极危险的。另一影响是，因铁心内磁通的剧增，引起铁心损耗增大，造成来重发热也会使 电感器烧毁。第三个影响是因铁心剩磁过大，使电流互感器的误差增加。34、简述电流互感器标准准确度的划分原则。测量用电流互感器的标准准确度级，是在规定的工作条件下，以该准确度级额定电流下的最大允许电流误差百分数来标称。35、什么是电流互感器额定二次负荷？其二次负荷应包括哪些负荷？电流互感器的额定容量是指电流互感器在二次侧电流为额定电流，在误差不超过规定值的条件下，二次绕组所允许输出的最大容量。电流互感器额定容量也可以用阻抗表示，该阻抗称为额定二次负荷。电流互感器二次所接负载时测量仪表和继电器的电流线圈的阻抗，二次电缆的电阻和接头的接触电阻。36、电流互感器有几种常用接线？绘图分析各种接线所测量的电流。三种：单相式：适用于对称三相负荷的电路，用于测量一相电流。三相式：接线为星形接线，可以测量三相电流，适用于三相不对称三相四线制系统中。两相式：可以测量线电流，适用于三相三线制系统中。37、简述电压互感器标准准确度级的划分原则。电压互感器的标准准确度级级：在规定的条件下，根据电压互感器电压误差的大小，分为不同标准准确度级。38、什么是电压互感器额定二次负荷？其二次负荷应包括哪些负荷?电压互感器的二次负荷一般仅考虑二次所接电压表和继电器电压线圈所消耗的功率。二此负荷是测量仪表，继电器电压线圈。39、电压互感器有哪几种常用接线？绘图分析各种接线连接情况及其所测量的电压。图1-65（a）为低压只有一台单相电压互感器的接线，适用于只需测量任意两相之间电压的电路。图1-65（b）为3-35KV具有两 台单相电压互感器接成不完全三角开接线用于测量中性点非直接接地系统的三个相同电压的电路。图1-65（c）为3-10KV的三相三柱式电压互感器，接成星形，用于测量系统相间电压。这种电压互感器的一次绕组中性点绝对不允许接地。如果将三相三柱式电压互感器一次绕组中性点接地后接入中性点非直接接地系统，当系统中发生一相金属性接地时，互感器的三相一次绕组中会有零序电压出现。这时零序电压所对应的零序磁通需要经过很长的空气隙而构成回路，由于零序磁阻很大，必起零序励磁电流的剧增，这将会造成电压互感器烧毁。为避免使用中错误接线，在三相三柱式电压互感器为110KV及以上的采用 三台单相电压互感的星形接线，而且一次绕组中性点接地。这种接线可以直接测量系统的相间电压各相对地电压。图1-65（e）为3-10KV的三相五柱式电压互感器的接线图，一次绕组接成星形，第一副绕组接成星形，一次绕组和第一副绕组的中性点均接地；第二副绕组为开口三角形接线。这种接线的电压互感器的可直接测量系统的相间电压、各相对地电压以及零电压。40、为什么三相三柱式电压互感器一次绕组不允许采用Y0接线。三相三柱式电压互感器，接成星形，用于测量系统相间电压。这种电压互感器的一次绕组中性点绝对不允许接地。如果将三相三柱式电压互感器一次绕组中性点接地后接入中性点非直接接地系统，当系统中发生一相金属性接地时，互感器的三相一次绕组中会有零序电压出现。这时零序电压所对应的零序磁通需要经过很长的空气隙而构成回路，由于零序磁阻很大，必引起零序励磁电流的剧增，这将会造成电压互感器铙毁。为避免使用中错误接线，在制造三相三柱式电压互感器时，只将其一次绕组接为“Y”形的三个首端接线引出，而中性点不引接线。41、简述串级式电压互感器的原理工作原理及其特点。110KV串级式电压互感器的原理接线如图1-70a所示，一次绕组分为串联的、两段，每段绕的匝数相同，分别绕在口字形铁心的上，下柱上。一次绕组、两段之间的连接线与铁心直接相接相接。基本二次绕组和辅助二次绕在口字形铁心的下柱上。平衡绕组绕在口字形铁心的上、下柱上，上、下柱平衡绕组的匝数相同，但绕线方向相反。其绝缘可以按1/2U设计，而一般电压互感器的绝缘必须按全电压U设计，而一般电压互感器的绝缘必须按全电压U设计。当二次绕组开路时，铁心在上、下柱的通1相等，一次绕组、两段上的电压相等。当二次绕组接入仪表后，二次绕组中有电流I2，产生与一次绕组的磁通1相反的去磁通2，由于二次绕级渥磁通存在，通过铁心上术的磁通2比下术磁通小，因此上柱的合成磁通大，下柱的合成磁通小，使测量误差较大。为避免这种现象，在铁心的上、下柱上分别加装平衡绕能。由于上、下柱平衡绕级的匝数相同，但绕线方向相反，当铁心上柱与下柱的合成磁通的作用下平衡生平流I平衡电流在铁心上术产生去磁磁通，在铁心下术产生助磁磁能，从而使铁心上下两柱中的合成磁通大等，最终使一次绕组的、两段上的电压相等，以减少测量误差。串级式电太互感器较普通结构的电压互感器体积小、质量小、成本低，但是准确度较低。第二章1、 什么是电气主接线？对电气主接线应有哪些基本要求？发电厂和变所的电气主接线是指发电厂或变电所中的一次设备所构成的电路，也称为发电厂或变电所的主电路或一次接线。发电厂和变电所的电气主接线，必须满足以下基本要求：1） 根据发电厂和变电所在电力系统中的地位、作用和用户性质，保证必要的可靠性和电能质量要求：2） 主接线应力求接线简单、运行灵活与操作方便；3） 保证运行，维护和检修的安全和方便。4） 在保证以上几项要求的条件下，应尽量降低投资、节省运行费用、少占耕地5） 满足扩建的要求。2、 绘出单母线接线的主电路图，说明主电路中的母线、断路器、隔离开关、接地隔离开关等各元件的作用？ 母线：汇总和分配电能。断路器：接通和切断电路，切断短路电流。隔离开关：隔离电源，倒闸操作。切断小负荷电流。接地开关：保护作用。3、写出线路停电、送电的操作步骤，并说明原因？ 倒闸操作中，线路停、送电的操作的顺序为：（1）送电时，先合入母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合入断路器；（2）停电时，先断开（拉开）断路器，再断开线路隔离开关，最后断开母线隔离开关。在断路器未断开的情况下，拉开隔离开关，是一种带负荷拉隔离开关的错误操作，会引严重的短路事故，必顺严禁。4、绘出单母线分段接线的主电路，分析它有哪两种运行方式，各种运行方式有什么特点？ 正常运行时，单母线分段接线有两种运行方式：（1） 分段断路器闭合运行。分段断路闭合两个电源分别接在两段母线上，两段母线上的负荷应均匀分配，以使两段线上的电压均衡。运行中，当任一段母线发生故障时，继电保护装置动作，首先跳开分段断路器，然后再跳开故障母线段上的电源断路器，从而保证另一段母线继续供电。（2） 分段断路器断开运行。运行时分段断路器断开，每个电源只向接至本段母线上的引出线供电，两段母线上的电压可能不相同。为提高供电可靠性，可加装备用电源自动投入装置，当任一电源故障时，在其电源支路断路器自动跳开之后，备用电源自动投入装置自动接通分段断路器，由另一电源继续身两个半段供电。这种运行方式可能引起两段母线电压不相等，若由两段母线向一个重要用户供电时，会给用户带来一些困难。分段断路器断开运行的另一个优是可限制短路电流。5、绘出单母线分段带旁路的主电路图，并说明以下问题：（1） 专设旁路母线。旁路母线通过旁路断路器分别与母线1、2段连接，每 一条引出线支路在线路隔离开关的线路侧经各自的旁路隔离开关与旁路母线连接。正常运行时旁路母线不带电，旁路断路器及其两侧的卫离开关均断开，该装置的运行方式与单母线分段接线的运行方式相同。（2） 用旁路断路器代替出线断路器供电的基本操作步骤：1） 投入1QFa的瞬时继电保护；2） 合入1QSa1；3） 合入1QSa2；4） 僵入向旁路母线充电，检查旁路WBa有无故障；5） 若旁路母线WBa充电良好，先将1QFa断开，退出1QFa的瞬时继电保护再投入定值与该线路继电保护装置的定值相同的继电保护，然后再重新合入旁路断路器1QFa；6） 合入1QSa；7） 拉开1QF；8） 拉开1QS2；9） 拉开1QS1。6、绘出双母线分段带旁路的主电路图，并说明有哪两种正常运行方式及其特点。（1） 一组工作、一组备用方式。假定组母线为工作母线，组母线为备用母线。，所有电源和引出线的工作母线侧隔离开关接通，所有电源和引出线的备用母线侧隔离开关均断开，母联断路器及其耳语开关断开。备用母线不带电。需要转换，组母线的工作与备用工作状态时，可经倒闸操作实现相互转换。（2） 双母线同时运行。母联断路器及其两侧的隔离开关闭合连接两组母线，一个电源和一间分引出线与组母线连接；另一个电源和其他引出线与组母线连接（这些支路与组母线连接的母线隔离开关闭合，与组母线连接的母隔离开关必须断开）。同时应考虑两线的功率分配尽量均匀。双母线同时运行时，它具有单母线分段接线的特点，若一组母线发生故障，继电保护装置首先应跳开母联断路器，名后再跳开接至该母线段上的电源断路器，使接至故障母上的电源和引出线停电从而保证另一组母线继续供电。但经倒闸操作可将停电部分转移到另一组线上工作，迅速恢复送电。7、绘出双母线接线的主电路，并说明以下几种倒闸操作的基本步骤？（1） 采用一组母线工作、一组母线备用方式运行时，将工作母线倒为备用母线。将工作母线转换为备用母线的基本操作步骤如下：1）合入母联断路器组母线侧的隔离开关，合入母联断路器组母线侧隔离开关，再合入母联断路器，用母联断路器向备用母线词句电，检验备用母线是否完好，若备用母线存在短路故障，母联断路器立即跳闸，当德用母线正常时合入母断路器不跳闸；2)在合入母联断路器正常情况下，切断母联断路器的控路电源（即取下按制回路的熔断路器）使母联断路器暂时成为不能操作的“死”断路器以防止母联断路器在以下操作过程中跳闸断开两组母线的连接，即保持两组母线的电位相等；3)依次合入除母联断路器之外的所的与组母线连接的母线隔离开磁；依次拉开除母联断路器之外的与组母线连接的母线隔离开关;5)投入母联断路器的控制回路的熔断器，拉开母联断路器，拉开母联断路器组母线侧的隔离开关，再拉开母联断路器组母线侧的隔离开关。至此，将组母线转换为工作母线，组母线转换为备用母线。（2） 采用双母线同时运行时，某支路的母线侧隔离开关停电检修。1)拉开断路器1QF和隔离开关1QSI；2）按昭倒母线的操作步骤将电源2和全部引出线转移至组母线上工作；3）拉开母联断路器QFJ及其隔离开关QSJI。至此，组母线已转为备用，隔离开关1QSII原来已断开，隔离开1QSI两侧已不带电压，在做好安全措施之后便可进行检修。（3） 在双母线同时运行的方式下，当出线断路器停电检修时，如何利用母联断路器代替出线断工、供电?1）拉开断路器1QF及其两侧的隔离开关1QS2、1QSI;2)将停电的断路器1QF两端接线拆开，用“跨条”将1QF短接，使1QF与引出线断开；3）合入1QSII、1QS2；4）合入母联断路器隔离开关QSJI、QSJII；5）合入母联断路QFJ，恢复送电。这时，工作电流由组母线经母联断路器送到组母线，再由组母线送到电线路L1上。线路L1仅短路时（一般不超过半天）停电，而且不影响其他回路工作。用母联断路器代替引出线断路器工作时，其继电保护整定值应按所代线路的继电保护定值整定。（4） 当出线断路器拒动时，如何使该线路停电？运行中，任一支路断路器出现拒动或者不允许断开情况时，可利用倒闸操作将母联断路经备用母线与该支路断路器串联接入该支路，再用母联断路器切断电路。其基本操作步骤如下：利用倒母线的方法只将L1支路从组工作母线上转移到母线上工作。这时，工作电流由1母线经母联断路器QFJ及其两侧隔离开关QSJI、QSJII、隔离开关1QSII、断路器1QF、隔离开关1QS2送到线路L1上，构成QFJ和1QF串接供电。然后拉开母联断路器QFJ切断电路，保证线路L1可靠切断。8、绘出双母线带旁路接线的主电路图，并说明有哪几种。写出用旁路断路器代替出线断路器供电的基本操作步骤？ 双母线带旁接线，采用固定连接方式运行，这种运行方式属于双母线运行方式，但是要求将某几条引出线和电源固定连接在组母线上，其余的引出线和电源连接至组母线上。当引出线数目多，安装专用的旁路断路器利用率不高时，为暂时节省资金，可采用母线断路兼作旁路断路器接线。9、绘出二分之三接线的主电路图，并说明正常运行方式及其接线特点？正常运行时，两组母线同时工作，所有断路器均为闭合状态运行。一台半断路器接线的特点是：1） 运行灵活可靠。正常运行时成环形供电，任意一组母线发生短路故障，均不影响各支路供电。2） 操作方便。3） 一般情况下，一台线侧断路器故障或拒动，只影响一个支路工作。只有联络断路器故障或拒动时，才会造成二个支路停电。4） 为提高可靠性，防止同名回路同时停电，应将同名回路接到不同串上。5） 一般采用“交替布置”原则，即重要的同名支路采用交替接入方法接入不同侧母线。6） 一台半断路器接线的二次线和继电保护比较复杂，投资较大。7） 采用一台半断路器接线，至少应有三个“串”才能形成多环连接，使其优点更突出；只有两个“串”时，则属于多角形接线。10、绘出内桥接线的主电路图，并分析其适用条件和运行特点。内桥接线的特点： 图29 (a) 内桥接线1） 线路发生故障，仅故障线路的断路跳闸，其余三条支路均可继续工作并保持相互的联系，不影响变压器工作。2） 变压器故障会短时影响一条线路工作。3） 正常运行时就压器操作复杂。4） 线路停送电操作简单。显然，内桥接线适用于线路较长（线路较长故障几率高）、容量较小和变压器不需经常切换运行方式的装置中。11、绘出外桥接线的主电路图，并分析其适用运行特点。 图2-9 （b）外桥接线外桥接线的特点：1） 变压器发生故障时，仅故障变压器支路的断路器自动跳闸，其余三条支路照常工作。2） 线路故障时，有两台高压断路器自动跳闸，并切除对应的一台变压器，需经倒闸操作才能恢复变压器工作。3） 线路投入与切除时，操作复杂。外桥接线适用于线路较短和变压器需要经常切换，而且变电所有穿越功率通过的装置中。12、绘出发电机一双绕组变压器单元接线、发电机三绕组变压器单元接线的电路图，并分析两种接线中断路器的装设为什么不同。 图2-11单元接线图2-11（a）发电机双绕组变压器接线。该接线在发电机出口外引接厂用分支，发电机与双绕组变压器之间不装设断路器，为满足试验工作需要，仅装设隔离开关或可拆卸边接片。图2-11（b）发电机-三绕组变器接线。该屠线在发电机出口处装设断路器和隔离开关，在三绕组变压器的其余两侧也设断路器和隔离开关，这样连接便于三绕组变压器任一侧断路器检修时，不影响其它两个绕组的正常运行。13、大型区域发电厂与中型发电厂的电气主接线的主要区别是什么？大型火电厂主接线的可靠性，一般不设发电机电压母线，全部机组采用单元接线，以12个电压等级的输电线路将电能送至系统。中型发电厂，一般设发电机电压母线。14、什么是枢纽变电所？什么是区域性变电所？什么是用户变电所？它们的电气主接线的主要特点是什么？枢纽变电所：汇集多个大电源和大容量负荷之间的联络线，处于系统枢纽位置，高压侧多有很大的功率交换，并担负着向中压侧输送电能任务。如果枢纽变电所发生故障，将会危害系统的安全运行；严重时，甚至会破坏系统稳定，使系统瓦解或造成大面积停电。因此，系统枢纽变电所的电气主接线对可靠性、灵活性要求很高。区域性变电所处于地区网络的枢纽点，高压侧接受或交换功率，供给中压侧和低压侧负荷。如果区域性变电所发生全所停电事故，将会造成区域性电网的瓦解，影响整个地区的供电。区域性变电所的电气主接线应有较高的可靠性和灵活性。一般用户变电所降供给一个企业或附近用户，变电所停电后影响范围相对较小，且供电电压较低，所以电气主接线根据用户的容量大小和性质来确定。第三章1. 什么是厂用电？何谓厂用电率？发电厂在生产电能的过程中，需要许多机械为主机和辅助设备服务，以保证电厂的正常生产，厂用电除供厂用机械的用电之外，还要满足运行、检修和实验等的用电要求。上述的发电厂所有用电通常称为厂用电。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，称为发电厂的厂用电率。2. 发电厂厂用电负荷按其重要性分哪几类？各类厂用电负荷对供电电源有哪些要求？厂用电负荷按其重要性分为下列五类：一类负荷类负荷指短时（即手动切换恢复供电所需的时间）的停电可能影响人身的安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。二类负荷类负荷指容许短时停电不会直接影响发电厂生产的负荷。三类负荷 类负荷指较长时间停电不会直接影响发电厂生产的负荷。不停电负荷不停电负荷指机组启动、运行到停机全过程中以及停机后的一段时间内，需要进行连续供电的负荷。事故保安负荷事故保安电源指发生全厂停电生产时，为保证机炉的安全停运、事故过后能很快地重新启动，或者为了防止危及人身安全等原因，需要在全厂停电时继续供电的负荷。3. 发电厂厂用电供电电压有哪几级？确定常用电压适应考虑哪些因素？主要取决于发电机的额定容量、额定电压、记录附属设备所使用电动机的容量和数量等诸多因素。发电厂可采用3KV、6KV、10KV作为高压厂用电电压。低压厂用动力系统电压采用380KV为宜。4. 火力发电厂的常用高压母线设置为什么采用按照机、炉对应的原则？每台锅炉设置几段厂用母线？厂用母线的设置为什么与锅炉容量有关？因火电厂锅炉的附属设备多、容量大，为加强厂用电的单元性，按机、炉对应原则设置母线段1-2段高压母线段。当锅炉容量为220t/h级时，每台锅炉可由一段母线供电；当锅炉容量为400-1000t/h级时，每台炉应由两段母线供电，并将双套附属机械的电动机分别接在两段母线上，两段母线可由一台变压器供电，当每台炉容量为1000t/h级以上时，每一种高压厂用电压的母线应为2段。因此，不同的额定厂用母线分段不一样。5. 厂用母线为什么采用单母线接线分段接线？厂用电一般采用可靠性高的成套配电装置，这种成套配电装置发生故障的可能性很小。因此，厂用高、低压母线应采用接线简单、清晰、设备少、操作方便的单母线接线或单母线分段接线。6. 什么是厂用电工作电源、备用电源、启动电源、保安电源和不停电电源 ？工作电源：保证厂用电设备正常可靠工作的电源。备用电源：当工作电压故障时，应有备用电源继续向厂用电供电，故称备用电源为事故备用电源。启动电源是指厂用工作电源完全消失时，保证机组重新启动的厂用电源。保安电源是指为保证事故负荷的安全供电，对200MW及以上的发电机组应设置交流保安电源。不停电电源指为保证不停电负荷的安全供电，对220MW级以上的发电机组设置交流不停电电源。7厂用工作电源和备用电源有哪几种引接方式？如何提高工作电源和备用电源的供电可靠性？ 图3-1厂用电源引接方式（1） 当有发电机电压母线时的引接。如图3-1（a）（2） 发电机额定功率为125MW及以下时，在厂用分支上宜装设断路器如图3-1（b）。当厂用分支采用分相封闭母线时，在该分支线上不装设断路器和隔离开关，但应有可拆连接片。（3）发电机容量为300MW及以上时，为减小厂用母线的短路电流，改善厂用电动机自启动条件，节约投资和运行费用，厂用高压工作电源都采用一台分裂变压器供给两段高压厂用母线如图3-1（c）。发电机额定容量为200MW及以上的机组需要两种高压厂用电压供电时，应由发电机与主变压器之间引接两台分裂变压器，每台厂用变压器分别供给每一种高压厂用电的两段母线。这样，如果有一台分裂变压器发生故障，知会影响同机组中双套附属设备其中的一套正常工作，大大限制故障影响范围，提高了厂用电的可靠性。备用电源的引接方式：（1）；当设有发电机机压母线时，可由改母线引接一个备用电源。（2）：当无发电机机压母线时，由高压母线中电源可靠的最低一级电压母线或由联络变压器的第三（低压）绕组引接，并应保证在全厂停电情况下，能从外部电力系统取得足够的电源。（3） 全厂有两个及以上备用电源时，应分别引自两个相对独立的电源。（4） 当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路供电。8 用交流保安电源和不停电电源应如何取得？交流保安电源宜采用快速启动的柴油发电机组；交流不停电电源宜采用交流蓄电池供电的电动发电机组或静态逆变装置。9 谓电动机的自启动？哪类电动机运行中应保证可靠自启动？所谓“自启动”是指厂用电源消失，电动机在机械负荷阻力下惰行，经短时间（一般小于0.9-1.5s）停电后电源在恢复送电时，电动机能自行启动，并逐渐恢复到稳定运行的过程。要求发电厂类负荷的电动机能够自启动。10 正常启动与自启动时对电源电压有何要求？启动时厂用母线电压如何计算？性。电动机在正常起动时，通常是逐台起动的。为保证所有的电动机均能正常起动，要求厂用电的每段母线上连接最大容量的电动机正常起动时，厂用母线电压不低于额定电压的80%；对容易起动的电动机起动时，要求厂用母线电压不低于额定电压的70%；对起动特别困难的电动机启动，若制造厂有明确合理的起动电压要求时，应满足制造厂的要求。电动机正常起动时厂用电压标幺值按下列公式计算： U*B=U*O/（1+S*X*T）式中 U*B-电动机正常启动时母线电压标幺值； U*O-厂用母线的空载电压标幺值，对无激励电压调压变压器取1.05, 对有载调压变压器取1.1； X*T-厂用变压器电抗标幺值，一般按其额定值勤的1.1倍计算； S* -厂用母线的合成 负荷标幺值。 要求成组电动机自启动时，高压厂用母线电压不低于额定电压的65%-70%。 成组电动机自启动时，厂用母线电压标幺值计算公式如下： U*B=U*O/（1+S *X*T） 式中S *-成组电动机自启动时的合成负荷标幺值。 低压电动机单独自启动 为保证电动机可靠起动，要求母线电压不底于额定电压的60%。低压母线与高压母线串接启动 要求低压母线与高压母线串接自启动时，低压母线电压可以底一些，但不应底于额定电压的55%。低压厂用母线电压计算公式如下： * bl=*bh/(1+*l*tl)*bl-低压厂用母线电压标么值；*bh-自启动时，高压厂用母线电压标么值；*l-低压厂用母线上的合成负荷标么值；*tl-低压厂用变压器电抗标么值。11 Sj=20MW=20000KVA Uj=6KVS*1=S1/Sj=90000/20000=4.5吸风机 S*M=KyPn/(nCosnSj)=6.52240/(0.940.820000)=0.97S*=S*1+S*m=5.47UB*=1.05/(1+S1.10.0105)=1.05/(1+5.471.10.0105)=1.05/1.063=0.98812 解取 Sj=16000KVA Uj=6KVU*BL=U*h/(1+S*lX*n)S*1=11000/16000S*L=6500/(0.910.851000)=3/(0.910.85)=3.88U*Bh=1.05/(1+11000/160001.1)=1.05/1.76=0.6U*BL= U*h/(1+S*lX*n)=0.6/(1+3.880.11)=0.6/1.43=42% 60% 不能自启动第四章1. 配电装置有哪几种类型？各有什么特点？各自适用与哪些场合？配电装置按其电气设备的安装方式的不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装