电气及其自动化专业发电厂考试必看.doc

、填空题（每题2分，共40分）1. 电力系统由 、 、 和 组成。2. 发电机引出线导体的截面积按 选择，而配电装置母线的截面积则是按 选择的。3. 大型火力发电厂厂用电系统接线通常都根据 的接线原则，采用 的接线形式。4. 水平方向布置的三相平行导体在发生三相短路时，最大电动力出现在 相上，其计算公式为 。5. 在进行矩形硬导体的动稳定校验时，当每相为单条矩形时，工程计算目的是 ；当每相为多条矩形时，工程计算目的是 。6. 高压断路器开断交流电路时，决定熄弧的基本因素是 和 。电弧不再重燃的条件是 。7. 发电厂的厂用电备用方式，采用明备用方式与暗备用方式相比，厂用工作变压器的容量 。（填增大或减小）8加装旁路母线的唯一目的是 。9厂用供电电源包括 、 和 。二、问答题（每题5分，共15分）1. 电流互感器的误差产生的原因是什么？如何减小误差？2. 导体的载流量是根据什么确定的？提高载流量可以采取哪些措施？3. 第一台电抗器的型号是NKL-10-500-3，第二台电抗器的型号是NKL-10-300-5，哪一台电抗器的限流作用大？请通过计算说明为什么？三、按要求完成下面各题（共45分）某（功率因数为0.8）热电厂电气主接线如下页图所示。已知：负荷（不含厂用电）高峰30MW，低谷15MW。10.5KV母线短路电流，。配电装置室内最高温度为35。C。厂用电率为10%。请解答下列问题：1 电气主接线的形式：（每空3分）110KV侧为 ；10.5KV侧为 ；35KV侧为 ；2G1、G2发电机出口断路器应选型 ；（2分）3、变压器T1、T2、T3容量选择计算式：ST1=ST2= ；ST3= 。（6分）4、若G1、G2发电机出口各相载流导体选用三条矩形铝材，当按照如下页图所示的（a）、（b）、（c）三种方式布置时：（每空2分）相间电动力计算中，母线形状系数取值 ；条间电动力计算时，边条与中间的形状系数取值为 ；边与边条的形状系数取值为 ；相间计算应力的截面系数（即抗弯矩），对于图（b）为 ；对于图（c）为 ；条间计算应为的截面系数（即抗弯矩），对于图(a)为 ；对于图(b)为 ；当上述发电机出口导体按照.图(a)布置时，若10.5KV母线短路，切除短路的继电保护动作时间为4秒，断路器全开断时间为0.2秒，试计算：（14分） 短路时母线最高温度为多少？在满足热稳定条件下，母线最小截面积应为多少？一、填空题（每空2分，共40分）1. 发电厂 变电站 输电线路 用户2. 经济电流密度 长期发热运行电流3. 按炉分段 单母线分段4. B 5. 已知材料允许应力确定绝缘子最大允许跨距 已知材料应力和绝缘子跨距确定最大允许衬垫跨距. 弧隙电压恢复强度 弧隙介质恢复强度 弧隙介质恢复强度弧隙电压恢复强度7. 减小8不停电检修出线断路器9工作电源 启动和备用电源 事故保安电源二、问答题（每题5分）1. 课本p96-p972. 课本p513. 百分电抗是以电抗器自身额定值为基准值的标么值乘以100。即：，所以电抗器电抗的有名值为：。由此公式，则：第二台NKL-10-300-5的；第一台NKL-10-500-3的，因此，第二台电抗器的限流效果好。三、按要求完成下面各题（共45分）1、双母线带旁路母联兼作旁路 双母线分段 内桥2、3、 4、 1 0.37 0.57 图(a)为竖放,查表得,集肤效应系数所以导体正常运行温度查得短路计算时间1S,不计非周期分量热效应 查得(均可)由,查得 一、填空题（每题2分，共40分）1. 火力发电厂的能量转换过程是 能 能 能 能。2. 电流互感器正常运行时二次侧不允许 。3. 导体热量的耗散有 、 和 三种形式。4. 按输出能源分,火电厂分为 电厂和 电厂。5. 在进行矩形硬导体的动稳定校验时，当每相为单条矩形时，工程计算目的是 ；当每相为多条矩形时，工程计算目的是 。6. 根据运行状态，自启动可分为 、 和 三类。7. 发电厂的厂用电备用方式，采用暗备用方式与明备用方式相比，厂用工作变压器的容量 。（填增大或减小）8加装旁路母线的唯一目的是 。9厂用供电电源包括 、 和 。二、单项选择题（每题2分，共20分）1导体长期发热的稳定温升与 有关。A起始温升 B起始温升和载流量 C载流量2大中型发电厂，特别是火力发电厂的厂用电备用方式，常利用 方式。A明备用 B暗备用 C与系统相连的主变兼作备用3少油式断路器中油的用途是 。A灭弧介质 B灭弧介质和绝缘介质 C绝缘介质4如图有两个同样材料的高压熔断器安秒特性，则 熔体的截面小。A1号熔断器 B2号熔断器 C两个一样5、铝母线短路时的发热允许温度是 A70 B98 C200 D3006、断路器的开断时间是指从接受分闸命令瞬间起到 A所有电弧触头均分离的瞬间为止 B各极触头间电弧最终熄灭为止C首相触头电弧熄灭为止 D主触头分离瞬间为止7、装设分段电抗器的作用是 A限制母线回路中的短路电流 B吸收多余的无功功率C改善母线的电压质量 D改进用户的功率因数8、线路停电的操作顺序是 A先分母线隔离开关，再分线路隔离开关，最后分断路器tI12B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9、三相电动力计算公式中的形状系数Kf决定于 A导体的机械强度 B导体的形状C导体的布置位置 D导体的形状及相对位置10、热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导体和绝缘部分不因短路电流的热效应使其温度超过它的_而造成损坏妨碍继续工作的性能。A、长期工作时的最高允许温度 B、长期工作时的最高允许温升C、短路时的最高允许温度 D、短路时的最高允许温升三、计算题（共40分）选择某电厂10kV屋内配电装置汇流母线。已知母线Imax=3464A，三相导体长边垂直布置，相间距离a=0.75m,绝缘子跨距1.2m。母线短路电流 I= 51kA，短路热效应QK=1003(kA)2*s，环境温度35。铝导体弹性模量E=7x1010Pa，母线频率系数Nf=3.56。答案一、填空题（每空2分，共40分）1. 化学能 热能 机械能 电能2. 开路3. 对流 辐射 导热 4. 热 凝汽式 （无顺序）5. 已知材料允许应力确定绝缘子最大允许跨距 已知材料应力和绝缘子跨距确定最大允许衬垫跨距6. 失压自启动 空载自启动 带负荷自启动7. 增大8不停电检修出线断路器9工作电源 启动和备用电源 事故保安电源二选择题（每题2分，共20分）1.C 2.A 3.A 4.A 5.C 6.B 7.A 8.D 9.D 10.C三、计算题（40分）解：(1)按长期发热允许电流选择截面 选用3（12510）的铝矩形母线且导体竖放。查附表1得 Ial=4243A，Kf=1.8。计算温度修正系数，则实际载流量为 第一章1将各种一次能源转变成电能的工厂，称为发电厂。按一次能源的不同发电厂可分为：火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂以及风力、地热、太阳能、潮汐能发电厂等。2电力系统=发电厂+变电所+输电线路+用户 动力系统=电力系统+动力装置 电力网=变电所+输电线路+用户3水电厂分类：按集中落差的方式分为：（1）堤坝式水电厂又分为1).坝后式水电厂2).河床式水电厂（2）引水式水电厂（3）混合式水电厂按径流调节的程度分为:无调节水电厂和有调节水电厂。（根据水库对径流的调节程度，又可分为按日、年、多年）4抽水蓄能电厂在是电力系统中的作用：1）调峰 2）填谷 3）备用 4）调频 5）调相 第二章1什么叫一次设备、二次设备，各次都包括哪些设备？通常所生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。包括：a) 生产和转换电能的设备。如发电机将机转电，电动机将电转机，变压器将电压升高或降低b) 接通或断开电路的开关电器。如断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、接触器等c) 限制故障电流各防御过电压的保护电器，如电抗器和避雷器d) 载流导体。如裸导体、电缆等e) 接地装置。对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称为二次设备。包括：a) 仪用互感器。如电压、电流互感器b) 测量表计。如电压表、电流表、功率表和电能表等。c) 继电保护及自动装置d) 直流电源设备。如直流发电机、蓄电池组和硅整流装置等e) 操作电器、信号设备及控制电缆。2什么叫电气主接线及其作用在发电厂和变电站中，根据各种电气设备的作用及要求，按一定的方式用导体连接起来所形成的电路称为电气接线。其中，由一次设备，如发电机、变压器、断路器等，按预期生产流程所连成的电路，称为一次电路，或称电气主接线。由二次设备所连成的电路称为二次电路，或称为二次接线。其作用：电气主接线表明电能汇集和分配的关系以及各种运行方式。 第三章1、导体发热对电气设备的影响：a) 使绝缘材料的绝缘性能降低b) 使金属材料的机械强度下降c) 使导体接触部分的接触电阻增加2、短路电流热效应计算包括：等值时间法和实用计算法 见书P71-733、三相短路时，最大电动力出现在中间相，也就是所受电动力最大。因为作用在中间相的电动力受到两个边相的作用力FBA和FBC，外边两相由4个分量组成，其含有衰减分量，而中间相没有固定分量，仅有其它三个分量。 第四章1、对电气主接线的基本要求：1）可靠性2）灵活性3）经济性2、主接线的基本接线形式：有汇流母线的接线形式可概括地分为单母线接线（单母线分段接线）和双母线接线（双母线分段接线）两大类；无汇流母线的接线形式主要有桥形接线、角形接线和单元接线；还有带旁路母线的单母线接线和双母线接线，变压器母线组接线；一台半断路器及一右三分之一接线。单母线接线（单母线分段接线）的优点：接线简单，操作方便、设备少、济性好，扩建方便。缺点：可靠性差，调度不方便。双母线接线（双母线分段接线）优点：供电可靠，调度灵活，扩建方便。3、操作顺序：接通电路时，先合隔离开关，再合断路器；断开电路时，先断断路器，再断隔离开关。两条原则：一是防止隔离开关带负荷拉合闸。二是断路器处于合闸状态下，误操场作隔离开关的事故不发生在母线侧隔离开关上，以避免误操作的电弧引起母线短路事故；反之，误操作发生在线路隔离开关时，只引起本线路短路事故，不影响母线上其他线路运行。4、旁路母线的接线：有专用旁路断路器的旁路母线接线；母联断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线；用分段断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线。双母线带旁路母线的接线见P112图4-85、下列情况下，可不设置旁路设施：a) 当系统条件允许断路器停电检修时（如双回路供电的负荷）b) 当接线允许断路器停电检修时（每条回路有二台断路器供电，如角形、一台半接线）c) 中小型水电站桔水季节允许停电检修出线断路器时d) 采用高可靠性的六氟化硫断路器及全封闭组合电器时6、限制短路电流的方法a) 装设限流电抗器；按结构分为普通电抗器和分裂电抗器，普通电抗器又分为线路和母线电抗器。b) 采用低压分裂绕组变压器c) 采用不同的主接线形式和运行方式（为减少短路电流，可选用计算阻抗较大的接线方式和运行方式，如大容量发电机可采用发电机变压器线路单元接线，或双母线断路器接线，尽可能在发电机电压级不采用母线，在降压变电站中可采用变压器低压侧分列运行方式即“母线硬分段”接线方式，对具有双回路的电路，在负荷允许的条件下可用单回路运行，对坏行供电网，可在坏网中穿越功率最小处开坏运行。）7、会画主接线电路图P130图4-238、主变压器的选择1） 主变压器应依据传递容量基本资料外，还应根据电力系统510年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。2） 选择发电厂主变压器时：a) 单元接线的变压器：单元接线时变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10的裕度。扩大单元接线时，应尽可能采用分裂变压器，容量应按单元接线的计算原则计算出的两台机容量之和确定。b) 具有发电机电压母线接线的主变压器：（1）当发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。（2）当最大一台机组检修或因负荷变动而限制本厂出力时，主变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。（3）若发电机电压母线上接有二台及以上的主变压器时，其中容量最大一台因故退出运行时，其他主变压器应能输送母线剩余功率的70。（4）根据负荷及季节性的不同，主变压器应具有从系统倒送功率的能力，保证发电机电压母线上最大负荷的要求。3） 连接两种升高电压母线的联络变压器：一般为一台，最多不超过二台。容量选择应考虑：（1）应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下有功功率各无功功率交换；（2）不小于在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求，也可在线路检修或故障时，将剩余容量送入另一系统。4） 变电站主变压器：应按510年规划负荷来选择。根据城市规划、负荷性质、电网结构综合考虑确定其容量。重要变电站，应当一台主变压器停运时，其余变压器在计及过负荷能力允许时间内，满足一类及二类负荷的供电；一般变电站，其余变压器应能满足全部负荷的7080。变电站主变压器的台数：枢纽变电站在中、低压压侧已形成环网的，变电站设置二台主变压器为宜，地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，可设三台主变压器，以提高供电可靠性。第五章1什么叫厂用电，什么叫厂用电率。答：发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，大量电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤、碎煤、除灰、除尘及水处理的正常运行以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。 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。2厂用电源分为正常工作电源、备用电源、启动电源和事故保安电源。厂用电工作电源的两种接线方式：从发电机电压母线上引接和从主变压器低压侧引接3厂用变压器的选择主要考虑厂用高压工作变压器和启动备用变压器的选择，选择内容包括变压器的台数、型式、额定电压（一、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压相一致）、容量（按厂用电高压计算负荷的110与厂用电低压计算负荷之各进行选择；低压工作变压器的容量应留有10左右的裕度）和阻抗（是厂用工作变压器的一项重要指标，为限制变压器低压侧的短路容量，阻抗比一般动力变压器的阻抗大，大于10；并且采用分裂绕组变压器）4厂用系统中所使用的电动机有异步电动机、同步电动机和直流电动机三大类1）型式选择 厂用电动机的防护型式应与周围环境条件相适应，根据发电厂厂用设备的设置地点可分别选用开启式、防护式、封闭式及防爆式等型式2）容量选择 电压应与供电网络电压相一致，电机的转速应符合被拖动设备的要求，电动机容量Pn必须满足在额定电压和额定转速下大于满载工作的机械设备轴功率Ps ,一般大于105 厂用电系统中运行的电动机在突然断开电源或厂用电压降低时，电动机转速下降或停止，这一过程称为惰行。若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间内，厂用电压又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称为自启动。根据运行状态，自启动可分为：1）失压自启动2）空载自启动3）带负荷自启动。6厂用电按线采用按锅炉分段的原则接线 第六章1电气设备的选择原则电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。（1）按正常工作条件选择电气设备分为：1）额定电压 2）额定电流 3）环境条件对设备选择的颢响（2）按短路状态校验分为1）短路热稳定校验2）电动力稳定校验3）短路电流计算条件4）短路计算时间2断路器的全开断时间包括固有分闸时间和断路器开断时电弧持续时间。3电流互感器的特点：（1）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少，故一次绕组中的电流安全取决于被测电路的负荷电流，与二次电流大小无关；（2）电流互感器的二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行，二次绕组严禁开路。电流互感器准确级是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。等级分为0.2,0.5,1,3；稳态保护用分为5P和10P。4电压互感器准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值时，电压误差的最大值。等级分为0.2,0.5,1,3；稳态保护用分为3P和6P。5隔离开关和断路器的主要功能和特点是什么答：高压断路器主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部份正常运行，起着保护作用。其特点：能断开电器中负荷电流和短路电流。高压隔离开关的主要功能：保证高压电器及装置在检修工作时的安全，不能用于切断、投入负荷电流或开断短路电流，仅可允许用于不产生强大电弧的一些切换操作。特点：不能断开负荷电流和短路电流。 第七章1什么叫配电装置，配电装置有哪些基本要求答：配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置。作用：在正常运行情况下，用来接受和分配