发电厂试卷分解.doc

6. 发电厂的厂电率为发电厂 厂用电耗电量与 电厂的发电量 之比。8. 使母线的电能损耗费用与相应设备维修费、折旧费的总和为最少的母线截面，称为 经济电流密度截面 。9. 有汇流母线的接线形式可概括地分为_单母线_和_双母线_两大类；无汇流母线的接线形式主要有单元接线、桥型接线和角型接线_。10. 防电气误操作事故的“五防”是指防止误拉合隔离开关、防止带接地线合闸、防止误拉合断路器、防止带电合接地开关和防止误入带电间隔。1 如果要求在检修任一引出线的母线隔离开关时,不影响其他支路供电,则可采用(双母线接线)。2 双母线接线采用双母线同时运行时，具有单母线分段接线特点.但双母线接线具有更大的运行灵活性3 经技术经济比较,我国有关设计技术规程中规定,当发电机电压为10.5KV时,对于容量为(60MW及以下)的机组,其高压厂用电电压可采用3KV。4 输电线路送电的正确操作顺序为先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器5 各类安全距离在国家颁布的有关规程中均有规定。当实际距离大于安全距离时，人体及设备才安全。220kV和110kV设备的安全距离分别是3米和1.5米 6 在电流互感器的选择与检验中，不需选择或校验（机械负荷 ）7 维持电弧稳定燃烧的因素是热游离8 交流电弧过零后不再燃烧的条件是恢复电压小于介质强度9 断路器燃弧的时间是 断路器触头刚分离至电弧熄灭的时间；10 电流互感器采用匝数补偿法可以减少 电流误差和角误差11 电压互感器高压侧熔断器的作用是保护内部故障 12 灯光监视的断路器控制回路发生自动分闸的灯光信号是绿灯闪光 13 断路器的主触头在闭合状态，断路器的常闭辅助接点处于断开 3-8三相平行导体发生三相短路时最大电动力出现在哪一相上，试加以解释。答：三相平等导体发生三相短路时最大电动力出现在中间相B相上，因为三相短路时，B相冲击电流最大。4-10 为什么分裂电抗器具有正常运行时电抗小，而断路时电抗大的特点？ 答：分裂电抗器在正常运行时两分支负荷电流相等，在两臂中通过大小相等，方向相反的电流，产生方向相反的磁通，其中有X=X1-Xm=（1-f）X1且f=0.5得X=0.5X1，可见，在正常情况下，分裂电抗器每个臂的电抗仅为每臂自感电抗的1/4。而当某一分支短路时，12=2(X1+Xm)=2X1(1+f)可见，当f=0.5时，X12=3XL，使分裂电抗器能有效的限制另一臂送来的短路电流。所以分裂电抗器具有正常运行时电抗小，而短路时电抗大的特点三、简答题（7题，共34分）什么是电气主接线？（5分）电气主接线又称为电气一次接线图，它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。2、什么是厂用电动机自启动？什么是电流互感器的准确级？（5分）答：厂用电动机的自启动：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0.51.5s)停电后电源再恢复送电时，电动机能自行启动，并逐渐恢复到稳定运行的过程。电流互感器的准确级指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。4、简述抽水蓄能电厂在电力系统中的作用。简述限制短路电流的方法有哪些？（5分）答：抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：电力低谷时用多余电力把水从下游抽到上游，蓄能，以便电力高峰期放水发电。其作用：调峰、填谷、备用、调频、调相。 限制短路电流的方法有：装设限流电抗器（普通电抗器、分裂电抗器）、采用低压分裂绕组变压器、采用不同的主接线形式和运行方式。5、为何电流互感器在运行时二次绕组严禁开路？ （5分）答：由磁势平衡方程式：，可知当二次开路时，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（由磁化曲线得）1）二次电势：，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。四、绘图识图题（2题，共计20分）1下图为单母分段带专用旁路断路器的主接线方式，其中，WI和WII为分段工作母线，WP为旁路母线，QS为隔离开关，QF和QFP分别为出线断路器和旁路断路器。正常工作时，负荷L1和L2分别由工作母线WI和WII供电。若要求在L1供电不中断的前提下，检修出线L1的断路器QF3，并改由WII母线给L1供电，请根据各开关设备的编号，给出具体倒闸操作步骤。（6分）答：（1） 给旁路母线充电：合上QSP2、QSPP隔离开关，合上QFP旁路断路器（注意其保护定值已调至最灵敏位置），检查旁路母线完好；（2） 断开旁路断路器QFP,增加一条供电支路：合上QSP3出线旁路隔离开关；再合上QFP旁路断路器（注意其保护定值已调至代线路L1供电的最灵敏位置）；（3） 将待检修断路器退出运行：断开QF3断路器，断开QS32、QS31隔离开关；做好QF3断路器检修的相关安全措施；向上级汇报。3-9设发电机容量为10万kW，发电机回路最大持续工作电流Imax6791A，最大负荷利用小时Tmax5200h，三相导体水平布置，相间距离a0.7m，发电机出线上短路时间tk0.2s，短路电流I=36.0kA，Itk/228.0kA，Itk24.0kA，周围环境温度+35，铝导体弹性模量E71010Pa，母线频率系数Nf3.56。要求选择发电机引出导体。解：（1）按长期发热允许电流选择截面发电机出口母线电流大，矩形母线不能满足要求，选用2条200mm90mm12mm标准槽形母线，S8080mm2，Kf1.237，WY46.510-6m3， J294108m4，IY25o8800A。求得温度修正系数K0.88，则Ial35o0.8888007744 （A） 6800A在35时，导体长期工作温度：(2)校验热稳定由于tk0.2s，求得热效应QkQpQnp 正常运行时导体温度为61.92o，查表得C91，则满足短路时发热的最小导体截面为满足热稳定要求。（3）共振校验选择绝缘子跨距母线共振校验mSrm4040106270010.9（kg/m）设共振频率f1200Hz，导体不发生共振时的最大绝缘子跨距：所以为使导体自振频率大于200Hz，绝缘子最大跨距不允许超过1.56m，取为1.5m。（4）动稳定校验选择衬垫跨距取发电机出口短路时，冲击系数K1.9则，单位长度上相间电动力：相间应力为（Pa）双槽形导体间作用力：条间允许应力条间衬垫的最大允许跨距：一般每隔衬0.3-0.5m设一衬垫，故衬垫跨距Lb可取0.5m4-10 220kV双母或双母带旁母；110kV采用双母带旁母（P133）4-10、某220kV系统的重要变电站装置2台120MVA的主变压器，220kV侧有4回进线，110kV侧有10回进线且均为、类负荷，不允许停电检修出现断路器，应采用何种接线方式？画出接线图并简要说明。解： WL1 WL2 WL3 WL4 WP1 QFP1 220kV QFC1 T1 T2 110kV QFC2 5回 QFP2 5回 WP24111） 原始资料分析和主接线方案的拟定地方热电厂（小型地区性电厂，小于200MW，单机容量650MW）具有较多的发电机电压出线，在地方负荷较低时，应能将多余电能送入系统，而地方负荷较大时，能送系统倒送电能。发电机出口电压等级6.3kV 地方负荷容量不大，最大负荷30MW，最小负荷20MW，采用2台25MW发电机的直馈线供电为宜。根据地方热电厂的特点，发电机电压接线采用有母线的接线方式。鉴于6.3kV出线回路多，且两台发电机单机容量在25MW, 宜采用双母分段接线，并在分段母线间及电缆馈线上安装电抗器以限制短路电流。因机组数目较多，在满足地方负荷的前提下，50MW容量机组采用单元接线直接将把电能送入110kV电力系统。（或扩大单元接线）110kV出线4回，采用双母线带旁母，并采用专用旁母断路器（或双母线，单母带旁母可靠性和经济性综合考虑）。（2）变压器台数和容量的选择（a）两电压等级之间的变压器因为要确保对发电机电压上的负荷供电可靠性，接于发电机电压母线上的主变压器不应少于2台，故两电压等级之间采用两台主变。正常时，应能将剩余功率送往系统 当一台发电机故障时，从系统倒送功率满足最大负荷：当一台变压器因故退出，应能送出剩余功率的70以上：所以变压器容量应大于17.5MW，可选SF7-25000/110 （b）单元接线的两台变压器 所以选SF7-75000/110 （P133）4-11、某新建地方热电厂有225MW+250MW共4台发电机，UN=6.3kV,发电机电压级有10条电缆馈线，其最大综合负荷为30MW，最小为20MW，厂用电率为10%，高压侧为110kV，有4回线路与电力系统相连，试初步设计该厂主接线图，并选择主变压器台数和容量。主接线图上应画出各主要设备及馈线，可不标注型号和参数。解： WL1 WL2 WL3 WL4 WP QFP 110kV T2 T1 T4 T5 T3 厂备用 50WM 50MW 6.3kV 5回 QFD 5回 25MW 25MW 选主变：T1和T4，（225-20-22510%）70%/=17.5/=22MVA，则选 T2和T3，50/80%=62.5MVA，则选5-10 已知某火电厂厂用6kV备用变压器容量为12.5MVA， UN=6kV，要求同时自启动的电动机容量为11400kW，电动机启动电流倍数Ky=5，。试校验该备用变压器容量能否满足自启动要求。1 ）电压校验：取基准容量，基准电压 高压自启动电动机的启动容量标么值： 高压厂用母线电压，（只需做一种假设）假设采用无激磁电压调压变压器， 该高压厂用母线为失压或空载自启动，该组电动机不能顺利自启动。假设采用有载调压变压器，该组电动机能顺利自启动。注意：该电厂为高温高压电厂，另外通过备用变压器取电，所以2）按容量校验：假设采用有载调压变压器，该组电动机可以顺利自启动假设采用无激磁电压调压变压器，该组电动机不能顺利自启动。67 选择某10kV配电装置的出线断路器及出线电抗器。设系统容量为150MVA，归算至10kV母线上的电源短路总电抗（基准容量），出线最大负荷为560A, 出线保护动作时间。解：，由于kV, A，因此选择断路器。总阻抗归算至系统的计算阻抗为：假设没有加装出线电抗器，系统提供的短路电流为 kA而断路器的额定开断电流为，小于，因此需要加装出线电抗器，以满足轻型断路器的要求。选择出线电抗器，根据kV, A，初选NKL10600型电抗器。选择电抗值，令kA，则 所以选择NKL106004型电抗器，其，。电压损失和残压校验：首先重算电抗器后短路电流 换算到系统的计算电抗为 短路电流 kA电压损失 残压校验 动稳定校验和热稳定校验短路计算时间 断路器： 电抗器：，610 设发电机容量为25MW, ，最大负荷利用小时，三相导体水平布置（导体平放），相间距离，发电机出线上短路时间，短路电流，周围环境。试选择发电机引出导体。解：1）按经济电流密度选择母线截面。母线最大持续电流为（注意最大持续电流计算中的1.05）根据图617查得时，根据式656有查附表1，选用每相2条矩形铝导体（注意选接近计算得到的标准截面），平放时，。根据式654、655得到，当周围环境时允许电流为满足长期允许发热条件。2）热稳定校验。短路周期分量热效应短路非周期分量的热效应短路热效应正常运行时最高温度为查表69，得到热稳定系数，根据式657可得满足热稳定。3）共振校验。根据式660计算不发生共振的最大绝缘子跨距取，带入式669得到取，则，满足共振校验要求。4）动稳定校验取发电机出口短路时，冲击系数，则冲击电流母线相间应力由，查图318得到。同相条间应力，所以每跨内安装2个衬垫，实际衬垫跨距为，满足动稳定的要求。（P214）6-11、选择100MW发电机和变压器组之间母线桥的导体。已知发电机回路最大持续工作电流Imax=6791A，Tmax=5200h，连接母线三相水平布置，相间距离a=0.7m，最高温度350C，母线短路电流I=36kA,短路热效应Qk=421.1(kA)2.s。3-2为什么要规定导体和电气设备的发热允许温度？短时发热允许温度和长期发热允许温度是否相同，为什么？答：导体连接部分和导体本身都存在电阻(产生功率损耗)；周围金属部分产生磁场,形成涡流和磁滞损耗；绝缘材料在电场作用下产生损耗，如：值的测量载流导体的发热：长期发热：指正常工作电流引起的发热 短时发热：指短路电流引起的发热一 发热对绝缘的影响绝缘材料在温度和电场的作用下逐渐变化，变化的速度于使用的温度有关；二发热对导体接触部分的影响温度过高表面氧化电阻增大恶性循环三发热对机械强度的影响温度达到某一值退火机械强度设备变形如：长期发热70短期发热300长期发热70短期发热2003-3导体长期发热允许电流是根据什么确定的？提高允许电流应采取哪些措施？答：是根据导体的稳定温升确定的。为了载流量，宜采用电阻率小的材料，如铝和铝合金等；导体的形状，在同样截面积的条件下，圆形导体的表面积较小，而矩形和槽形的表面积则较大。导体的布置应采用散热效果最最佳的方式。大电流母线为什么常采用分相封闭母线？分相封闭母线的外壳有何作用？答：大电流母线采用分相封闭母线是由于：1）运行可靠性高，因母线置于外壳内，能防止相间短路，且外壳多点接地，可保障人体接人体接触时的安全。2）短路时母线相间电动力大大降低，由于外壳涡流的屏蔽作用，使壳内的磁场减弱，对减小短路时