修正版-发电厂与电气部分复习题答案(供参考)

只供参考，打印到C1-419能源和发电1-1 人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。答：第一、机械能。它包括固体和流体的动能，势能，弹性能及表面张力能等。其中动能和势能是人类最早认识的能量，称为宏观机械能。第二、热能。它是有构成物体的微观原子及分子振动与运行的动能，其宏观表现为温度的高低，反映了物体原子及分子运行的强度。第三、化学能。它是物质结构能的一种，即原子核外进行化学反应是放出的能量，利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢，而这两种元素是煤、石油、天然气等燃料中最主要的可燃元素。第四、辐射能。它是物质以电磁波形式发射的能量。如地球表面所接受的太阳能就是辐射能的一种。第五、核能。这是蕴藏在原子核内的粒子间相互作用面释放的能。释放巨大核能的核反应有两种，邓核裂变应和核聚变反应。第六、电能。它是与电子流动和积累有关的一种能量，通常是电池中的化学能而来的。或是通过发电机将机械能转换得到的；反之，电能也可以通过电灯转换为光能，通过电动机转换为机械能，从而显示出电做功的本领。1-2 能源分类方法有哪些？试简述电能的特点及其在国民经济中的地位和作用？答：一、按获得方法分为一次能源和二次能源；二、按被利用程度分为常规能源和新能源；三、按能否再生分为可再生能源和非再生能源；四、按能源本身的性质分为含能体能源和过程性能源。电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。电气化在某种程度上成为现代化的同义词。电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。1-3试简述火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：⑴按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。⑵按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。⑶按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。⑷按输出能源分：凝气式发电厂；热电厂。⑸按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂；大中容量发电厂；大容量发电厂。火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个生产过程分三个系统：⑴燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；⑵锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；⑶由气轮机转子的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。1-4 试简述水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。按径流调节的程度分为：无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂；年调节水电厂；多年调节水电厂。水电厂具有以下特点：可综合利用水能资源；发电成本低，效率高；运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。1-5 抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能？答：抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰；填谷；备用；调频；调相。功能：降低电力系统燃料消耗；提高火电设备利用率；可作为发电成本低的峰荷电源；对环境没有污染且可美化环境；抽水蓄能电厂可用于蓄能。发电、变电和输电的电气部分2-1 哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？其功能是什么？答：通常把生产、变换、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。其中对一次设备和系统运行状态进行测量、监视和保护的设备称为二次设备。如仪用互感器、测量表计，继电保护及自动装置等。其主要功能是起停机组，调整负荷，切换设备和线路，监视主要设备的运行状态，发生异常故障时及时处理等。2-2 简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。答：1）发电机与变压器的连接采用发电机—变压器单元接线；2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电；3）在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器；4）在发电机出口侧和中性点侧，每组装有电流互感器4个；5）发电机中性点接有中性点接地变压器；6）高压厂用变压器高压侧，每组装有电流互感器4个。其主要设备如下：电抗器：限制短路电流；电流互感器：用来变换电流的特种变压器；电压互感器：将高压转换成低压，供各种设备和仪表用，高压熔断器：进行短路保护；中性点接地变压器：用来限制电容电流。2-5 影响输电电压等级发展因素有哪些？答：1）长距离输送电能；2）大容量输送电能；3）节省基建投资和运行费用；4）电力系统互联。2-6 简述交流500kV变电站主接线形式及其特点。答：目前，我国500kV变电所的主接线一般采用双母线四分段带专用旁路母线和3/2台断路器两种接线方式。其中3/2台断路器接线具有以下特点：任一母线检修或故障，均不致停电；任一断路器检修也不引起停电；甚至在两组母线同时故障（或一组母线检修另一组母线故障）的极端条件下，功率均能继续输送。一串中任何一台断路器退出或检修时，这种运行方式称为不完整串运行，此时仍不影响任何一个元件的运行。这种接线运行方便，操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离带电设备用。2-10简述交流750kv输变电工程的特点及作用？答：750kV输变电示范工程主要包括750kV青海官亭至甘肃兰州东输变电线路工程、750kV青海官亭变电站新建工程和750kV甘肃兰州变电站新建工程。750kV官亭至兰州东输变电示范工程的建成投运，不仅是我国电网输变电电压等级的一次历史性跨越，而且对加强西电东送北通道建设，加快黄河水电和新疆、宁夏、陕北火电外送发挥重要作用；进一步提高了电网输送能力，提高了系统运行稳定性；使大区电力系统内各省网之间，跨大区电力系统间起到了电力余缺调节、水电和火电互补、事故时相互支援的作用。此外，通过在山西、内蒙等省（区）煤炭基地建设坑口发电厂，变输煤为输电，大大减轻铁路运输压力，对国民经济发展具有深远的意义。导体的发热和电动力3-1 研究导体和电气设备的发热有何意义？长期发热和短时发热各有何特点？答：电气设备有电流通过时将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高。发热对电气设备的影响：使绝缘材料的绝缘性能降低；使金属材料的机械强度下降；使导体接触部分的接触电阻增加。导体短路时，虽然持续时间不长，但短路电流很大，发热量仍然很多。这些热量在适时间内不容易散出，于是导体的温度迅速升高。同时，导体还受到电动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。长期发热是由正常工作电流产生的；短时发热是由故障时的短路电流产生的。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：⑴电气设备有电流通过时将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高。发热对电气设备的影响：使绝缘材料的绝缘性能降低；使金属材料的机械强度下降；使导体接触部分的接触电阻增加。导体短路时，虽然持续时间不长，但短路电流很大，发热量仍然很多。这些热量在适时间内不容易散出，于是导体的温度迅速升高。同时，导体还受到电动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。为了保证导体可靠地工作，须使其发热温度不得超过一定限值，即最高允许温度。⑵短时发热允许温度和长期发热允许温度不相同。长期发热是由正常运行时工作电流产生的；导体的短时发热是由故障时的短路电流产生的。导体的正常最高允许温度，一般不超过70℃；在计及太阳辐射（日照）的影响时，钢芯铝绞线及管形导体，可按不超过80来考虑；当导体接触面处有镀（搪）锡的可靠覆盖层时，允许提高到85℃；当有银的覆盖层时，可提高到95℃。导体通过短路电流时，短时最高允许温度可高于正常最高允许温度，对硬铝及铝锰合金可取200℃，硬铜可取300℃。3-6 电动力对导体和电气设备的运行有何影响？答：电气设备在正常状态下，由于流过导体的工作电流相对较小，相应的电动力较小，因而不易为人们所察觉。而在短路时，特别是短路冲击电流流过时，电动力可达到很大的数值，当载流导体和电气设备的机械强度不够时，将会产生变形或损坏。为了防止这种现象发生，必须研究短路冲击电流产生的电动力的大小和特征，以便选用适当强度的导体和电气设备，保证足够的动稳定性。必要时也可采用限制短路电流的措施。3-7 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。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，最大负荷利用小时数，三相导体水平布置，相间距离QUOTE=0.70m，发电机出线上短路时间QUOTE=0.2s,短路电流QUOTE=28.0kA,kA,周围环境温度为。试选择发电机引出导体。解：⑴发电机回路最大持续工作电流，查附表2，选槽形铝导体。选双槽铝导体的导体载流量，截面积为，集肤效应系数，，。因为短路电流切除时间，导体的发热由周期分量和非周期分量共同决定。非周期分量的等效时间短路电流的热效应为⑵计算导体的最高温度。槽形铝导体正常运行时最高允许温度，由图3-7查得由图3-7查得由此可见，导体最高温度未超过最高允许值，能满足热稳定要求。所以，发电机引出导体选此，的双槽铝导体。第四章电气主接线4-1 设计电气主接线时，应收集和分析的原始资料有哪些？答：对原始资料分析：（包括内容如下）1）本工程情况发电厂类型（凝汽式火电厂、热电厂、或者堤坝式、引水式、混合式等水电厂）；设计规划容量（近期、远景）；单机容量及台数；最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。发电厂容量的确定是与国家经济发展计划、电力负荷增长速度、系统规模和电网结构以及备用容量等因素有关。发电厂装机容量标志着电厂的规模和在电力系统中的地位与作用。最大单机容量代表国家电力工业和制造工业水平，在一定程度上反映国家先进程度和人民生活水准。最大单机容量的选择不宜大于系统总容量的10％，以保证该机在检修或事故情况下系统的供电可靠性。我国目前把5万kw以下机组称为小机组；5～20万kw称为中型机组；20万kw以上称为大型机组。在设计时，对形成中的电力系统，且负荷增长较快时，可优先选用较为大型的机组。发电厂运行方式及年利用小时数直接影响着主接线设计。a)承担基荷为主的发电厂，设备利用率高，一般年利用小时数在5000h以上；b)承担腰荷者，设备利用小时数应在3000～5000h；c)承担峰荷者，设备利用小时数在3000h以下。对于核电厂或单机容量20万kw以上的火电厂以及径流式水电厂等应优先担任基荷，相应主接线需选用以供电可靠为中心的接线形式。水电厂是电力系统中最灵活的机动能源，启、停方便，多承担系统调峰、调相任务。根据水能利用及库容的状态可酌情担负基荷、腰荷和峰荷。因此，其主接线应以供电调度灵活为中心进行选择接线形式。2）电力系统情况电力系统近期及远景发展规划（5～10年）；发电厂或变电所在电力系统中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。按发电厂容量大小分类，我国目前把总容量在1000MW及以上，单机容量在200MW以上的发电厂称为大型发电厂；总容量在200～1000MW，单机容量在50～200MW的发电厂称为中型发电厂；总容量在200MW以下，单机容量在50MW以下者称为小型发电厂。所建发电厂的容量与电力系统容量之比，若大于15％，则该厂就可认为是在系统中处于比较重要地位的电厂。因为它的装机容量已超过了电力系统的事故备用和检修备用容量，一旦全厂停电，会影响系统供电的可靠性。因此，主接线的可靠性也应高一些，即应选择可靠性较高的接线形式。主变压器和发电机中性点接地方式是一个综合性问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰等。一般我国对35kV电压以下电力系统采用中性点非直接接地系统（中性点不接地或经消弧线圈接地），又称小电流接地系统；对110kV以上高压电力系统，皆采用中性点直接接地系统，又称大电流接地系统。发电机中性点都采用非直接接地方式；目前，广泛采用的是经消弧线圈接地方式或经接地变压器（亦称配电变压器）接地。其二次侧接入高电阻，不仅可以限制单相接地电流，亦可限制系统过电压的幅值和陡度，以免引起铁磁谐振过电压。同时，还为接地保护提供了信号电源，便于检测，目前在大型机组中已普遍采用。此外，有时为了防止过电压，有些机组还采取在中性点处加装避雷器等措施。3）负荷情况负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。电力负荷在原始资料中虽已提供，但设计时尚应予以辨证地分析。因为负荷的发展和增长速度受政治、经济、工业水平和自然条件等方面影响。如果设计时，只依据负荷计划数字，而投产时实际负荷小了，就等于积压资金；否则，电源不足，就影响其它工业的发展。主接线设计的质量，不仅在于当前是合理的，而应考虑5～10年内质量也应是好的。由工程概率和数理统计得知，负荷在一定阶段内的自然增长率是按指数规律变化的，即：L＝L0emx（2-7）式中L0——初期负荷（MW）；X——年数，一般按5～10年规划考虑；m——年负荷增长率，由概率统计确定。发电厂承担的负荷应尽可能地使全部机组安全满发，并按系统提出的运行方式，在机组间经济合理分布负荷，减少母线上电流流动，使电机运转稳定和保持电能质量符合要求。4）环境条件当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度及地震等因素，对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。特别是我国土地辽阔，各地气象、地理条件相差甚大，应予以重视。对重型设备的运输条件亦应充分考虑。5）设备制造情况为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。4-2 隔离开关与断路器的区别何在？对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？答：断路器具有专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通和切断电路的控制电器。而隔离开关没有灭弧装置，其开合电流极小，只能用来做设备停用后退出工作时断开电路。4-3 主母线和旁路母线各起什么作用？设置专用旁路断路器和以母联断路器或者分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修出线断路器时，如何操作？答：主母线主要用来汇集电能和分配电能。旁路母线主要用与配电装置检修短路器时不致中断回路而设计的。设置旁路短路器极大的提高了可靠性。而分段短路器兼旁路短路器的连接和母联短路器兼旁路断路器的接线，可以减少设备，节省投资。当出线和短路器需要检修时，先合上旁路短路器，检查旁路母线是否完好，如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上后会自动断开，就不能使用旁路母线。如果旁路母线完好，旁路断路器在合上就不会断开，先合上出线的旁路隔离开关，然后断开出线的断路器，再断开两侧的隔离开关，有旁路短路器代替断路器工作，便可对短路器进行检修。4-5 一台半断路器接线与双母线带旁路接线相比，各有何利弊？一台半断路器接线中的交叉布置有何意义？答：一台半断路器接线，运行的可靠性和灵活性很高，在检修母线时不必用隔离开关进行大量的倒闸操作，并且调试和扩建也方便。但是其接线费用太高，只适用与超高电压线路中。双母线带旁路母线中，用旁路母线替代检修中的回路断路器工作，使该回路不停电，适用于有多回出线又经常需要检修的中小型电厂中，但因其备用容量太大，耗资多，所以旁路设备在逐渐取消。一台半断路器接线中的交叉布置比非交叉接线具有更高的运行可靠性，可减少特殊运行方式下事故扩大。4-6 选择主变压器时应考虑哪些因素？其容量、台数、型式应根据哪些原则来选择？答：影响主变压器选择的因素主要有：容量、台数、型式。其中单元接线时变压器应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后=（发电机的额定容量－厂用容量－支配负荷的最小容量）×70%。为了确保发电机电压上的负荷供电可靠性，所接主变压器一般不应小于两台，对于工业生产的余热发电厂的中、小型电厂，可装一台主变压器与电力系统构成弱连接。除此之外，变电所主变压器容量，一般应按5~10年规划负荷来选择。主变压器型式可根据：1）相数决定，容量为300MW及以下机组单元连接的变压器和330kV及以下电力系统中，一般选择三相变压器，容量为60MW的机组单元连接的主变压器和500kV电力系统中的主变压器经综合考虑后，可采用单要组成三相变压器组。2）绕组数与结构：最大机组容量为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器，机组容量为200MW以上的发电厂采用发电机双绕组变压器单元接线，在110kV以上的发电厂采用直接接接系统中，凡需选用三绕组变压器的场合，均可采用自耦变压器。4-8 电气主接线中为什么要限制断路电流？通常采用哪些方法？答：短路电流要比额定电流大的多，有可能超过电器设备的承载能力，将电气设备烧毁，因此，必须限制短路电流，其中限制短路电流的方法有：1）在发电厂和变电所的6~10kV配电装置中，加装限流电抗器限制短路电流。a)在母线分段处设置母线电抗器，目的是发电机出口断路器，变压器低压侧断路器，母联断路器等能按各自回路额定电流来选择，不因短路电流过大而使容量升级；b)线路电抗器：主要用来限制电缆馈线回路短路电流；c)分裂电抗器。2）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。3）采用不同的主接线形式和运行方式。4-10某220KV系统的重要变电站装置2台120MV.A的主变压器，220KV侧有4回进线，110KV侧有10回出线且均为Ⅰ,Ⅱ负荷，不允许停电检修出线断路器，应采取何种接线方式为好？画图并简要说明。解：1、因为进出线比较多，“220KV侧有4回进线，110KV侧有10回出线”，采用双母线接线是比较方便的；2、“不允许停电检修出线断路器”，只能用旁路入接线形式了；因而，该电气主接线（220KV及110KV）应该采用双母线带旁路式接线形式。作业图（注意静触头与母线的连接）厂用电5-1 什么叫厂用电和厂用电率？答：发电机在启动，运转、停止，检修过程中，有大量电动机手动机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤，碎煤，除尘及水处理的正常运行。这些电动机及全厂的运行，操作，实验，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。厂用电耗量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。5-3 厂用电负荷分为哪几类？为什么要进行分类？答：厂用电负荷，根据其用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度，按其重要性可分为四类：⑴I类厂用负荷：凡是属于短时停电会造成主辅设备损坏，危及人身安全，主机停用及影响大量出力的厂用设备；⑵II类厂用负荷：允许短时断电，恢复供电后，不致造成生产紊乱的常用设备；⑶III类厂用负荷：较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产不方便的厂用负荷；⑷事故保安负荷⑸交流不间断供电负荷5-7 火电厂厂用电接线为什么要按锅炉分段？为提高厂用电系统供电可靠性，通常都采用那些措施？答：为了保证厂用供电的连续性，使发电厂安全满发，并满足运行安全可靠灵活方便。所以采用按炉分段原则。为提高厂用电工作的可靠性，高压厂用变压器和启动备用变压器采用带负荷高压变压器，以保证厂用电安全，经济的运行。5-9 何谓厂用电动机的自启动？为什么要进行电动机自启动校验？如果厂用变压器的容量小于自启动电动机总容量时，应如何解决？答：厂用电系统运行的电动机，当突然断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一转速下降的过程称为惰行。若电动机失去电压后，不与电源断开，在很短时间内，厂用电源恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行还未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机自启动。分为：⑴失压自启动；⑵空载自启动；⑶带负荷自启动。若参加自启动的电动机数目多，容量大时，启动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电网络电压下降，甚至引起电动机过热，将危及电动机的安全以及厂用电网络的稳定运行，因此，必须进行电动机自启动校验。若不能满足自启动条件，应采用以下措施：⑴限制参加自启动的电动机数量。⑵机械负载转矩为定值的重要设备的电动机，因它只能在接近额定电压下启动，也不应参加自启动，可采用低电压保护和自动重合闸装置，即当厂用母线电压低于临界值时，把该设备从母线上断开，而在母线电压恢复后又自动投入。⑶对重要的厂用机械设备，应选用具有较高启动转矩和允许过载倍数较大的电动机与其配套。⑷在不得已的情况下，或增大厂用变压器容量，或结合限制短路电流问题一起考虑进适当减小厂用变压器的阻抗值。5-10已知某火电厂厂用6kV备用变压器容量为12.5MVA，Uk%=8，要求同时自启动电动机容量为11400kW，电动机启动平均电流倍数为5，，。试校验该备用变压器容量能否满足自启动要求。解：依题意，变压器自启动为带负荷自启动。变压器电抗标幺值为自启动电动机的容量标幺值为故带负荷自启动时，自启动电压为额定电压的65%。当采用无励磁调压变压器时故满足自启动要求。当采用有载调压变压器时故满足自启动要求。导体和电气设备的原理与选择什么是验算热稳定的短路计算时间tk以及电气设备的开断计算时间tbr？答：演算热稳定的短路计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开断时间tbr之和，而tbr是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。6-6电压互感器一次绕组及二次绕组的接地各有何作用？接地方式有何差异？答：电压互感器一次绕组直接与电力系统高压连接，如果在运行中电压互感器的绝缘损坏，高电压就会窜入二次回路，将危及设备和人身的安全。所以电压互感器二次绕组要有一端牢固接地。6-7选择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X΄*Σ=0.14（基准容量Sd＝100MVA），出线最大负荷为560A，出线保护动作时间tpr＝1s。解：出线最大负荷电流为560A，查附表5，取断路器ZN5-630（常用真空断路器）INbr=20kA，全分闸时间tbr=0.1s，基准：Sd＝100MVAUd＝10.5kV，Id=5.5kA查附表11，选用NKL-10-600-4型电抗器，UN=10kV，IN=600A，令I//=INbr=20kA,,则故选用NKL-10-600-4型电抗器，3）电压损失校验：4）短路时残压及动、热稳定校验电抗标么值：短路计算时间：，查短路电流计算曲线并换算成短路电流有名值，。（短路时残压为：动、热稳定校验：因，故不计短路电流非周期分量热效应，则可见，电压损失、残压、动热稳定均满足要求。配电装置7-1 对配电装置的基本要求是什么？答：对配电装置的基本要求是：1）保证运行可靠；2)便于操作、巡视和检修；3）保证工作人员的安全；4）力求提高经济性；5）具有扩建的可能。7-2 试述最小安全净距的定义及其分类。答：最小安全净距是指在这一距离下，无论在正常最高工作电压或出现内、外过电压时，都不使空气气隙被击穿，对于敞露在空气中的屋内、外配电装置中有关部分之间的最小安全净距分为A、B、C、D、E五类。7-3 试述配电装置的类型及其特点。答：配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋个配电装置；按其组装方式，可分为装配式和成套式。屋内配电装置的特点：1）由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小；2）维修、巡视和操作在室内进行，可减少维护工作量，不受气候影响；3）外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量；房屋建设投资较大，建设周期长，但可采用价格较低的户内设备。屋外配电装置的特点：1）土建工作量和费用较小，建设周期短；2）与屋内配电装置相比，扩建比较方便；3）想念设备之间距离较大，便于带电作业；4）与屋内配电装置相比，占地面积积大；5）受外界环境影响，设备运行条件较差，需加强绝缘；6）不良气候对设备维修和操作影响大。成套配电装置的特点：1）电气设备封闭可半封闭的金属中，相间和对地距离可缩小，结构紧凑，上地面积小；2）所有设备已在工厂组装成一体；3）运行可靠性高，维护方便；4）耗用钢材较多，造价较高。7-4 简述配电装置的设计原则和设计要求。答：配电装置的设计原则是配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料和新结构，使配电装置设计不断创新，做到技术先进、经济合理、运行可靠和维护方便。发电厂和变电站的配电装置形式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置形式时必须满足下述要求：节约用地；运行安全和操作巡视方便；便于检修和安装；节约材料，降低造价。配电装置的设计要求：1）满足安全净距的要求；2）施工、运行和检修的要求；3）噪声的允许标准及限制措施；4）静电感应的场强水平和限制措施；5）电晕无线电干扰和控制。7-8 气体全封闭组合电器由哪些元件组成？与其他类型配电装置相比，有何特点？答：它由断路器、隔离开关、快速或慢速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线和出线套管等设备，按电气主接线的要求依次连接，组合成一个整体，并且全部分封闭于接地金属外壳中，壳内充满一定压力SF6气体，作为绝缘和灭弧介质。它的特点是占地面积小，占用空间小，运行可靠性高，维护工作量小，检修周期长，不受外界环境条件的影响，无静电和电晕干扰，噪声水平低，抗震性能好，适应性强。发电厂和变电站的控制与信号8-1二次设备和二次接线的作用是什么？二次接线图分哪几种，各有何用途？答：对一次设备进行测量，保护，监视，控制和调整的设备为二次设备。二次设备通过电压互感器和电流互感器与一次设备相互关联。二次设备组成的回路为二次回路。二次接线图分为三种：1、归总式原理接线图；2、展开接线图；3、安装接线图。其中归总式接线原理图能够使看图者对二次回路有一个整体概念，展开接线图有以下优点：1、容易跟踪回路的动作顺序；2、在同一个图中可清晰地表示某一设备的多套保护和自动装置的二次回路；3、易于阅读。8-3、断路器控制回路应满足那些基本要求？试以灯光监视的控制回路为例，分析它是如何满足这些要求的。答：断路器控制回路必须完整，可靠，因此应满足下面的要求：

（1）断路器的合闸和跳闸回路是按短路时通电设计的，操作完成后，应迅速自动断开合闸或跳闸回路以避免烧坏线圈。（2）断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸或跳闸，又能在自动装置和继电保护作用下自动合闸或跳闸。（3）控制回路应具有反映断路器位置状态的信号。（4）具有防止短路器多次合、跳闸的防跳装置。（5）对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。（6）对采用气压，液压和弹簧操作的断路器，应有对压力是否正常，弹簧是否拉紧到位的监视回路和动作闭锁回路。8-4、什么叫断路器的跳跃？在控制回路中，防止跳跃的措施是什么？答：操作前，断路器处于合闸状态，故其处于跳闸回路的ＱＦ在合位，将控制开关SA由合闸后的垂直位置逆时针转至“预备跳闸”的水平位置，致使ＳＡ１３－１４接通,红灯ＨＲ接至具有正极的闪光电源,并经跳闸回路的ＫＣＦ，ＱＦ，ＹＦ同控制电源的负极接通,红灯闪光,提醒操作人员核对操作对象.再将ＳＡ进一步逆时针转45度至跳闸位置,触点ＳＡ６－７导通,因断路器仍在合闸位置,故此时跳闸回路的常开触点ＱＦ仍在合位．这样的跳闸回路通，跳闸线圈YT通过较大的电流,致使YF动作断路器跳闸,断路器的两个辅助触点状态发生了变化,跳闸回路的QF闭合,与此同时,ＳＡ自动弹回”跳闸后”水平位置,SA11-10接通,这样,绿灯HG发平光,自动跳闸:如果线路或其他一次设备出现故障时,继电保护装置就会动作,从而引起保护出口继电器动作,其常开触点KCO闭合。由于触点KCO与SA6-7并联,所以接下来的断路器跳闸过程与手动跳闸过程类似,只是断路器跳闸后,控制开关仍停留在”合闸后”位置,与断路器跳闸位置不对应,使得绿灯HG经M100(+)---SA9-10---HG---常闭触点QF---KM与控制电源的负极接通,绿灯发闪光,告知运行人员已发生跳闸,将ＳＡ逆时针转动,最后停至”跳闸后”位置.自动跳闸表明事故发生,除闪光外,控制回路和信号回路还应发出音响.断路器跳闸后,事故音响回路的常闭触点QF闭合,控制开关仍处于”合闸后”位置,SA1-3和SA19-17均处于接通状态,是事故音响信号小母线M708与信号回路电源负极（-700）接通，从而可启动事故信号装置发出音响。防止跳跃的措施是：一：35KV以上的断路器，应采用电气防跳。二：较为简单的机械防跳，即操作机构本身就具有防跳性能。8-5发电厂中有哪些信号装置？各有什么作用？答：发电机的设备装置主要有：

（1）事故信号。如断路器发生事故跳闸时，立即用蜂鸣器发出较强的音响，通知运行人员进行处理。同时，断路器的位置指示灯发出闪光。（2）预告信号。当运行设备出现危及安全运行的异常情况时，例如：发电机过负荷，变压器过负荷，二次回路断线等，便发出另一种有别于事故信号的音响—铃响。此外，标有故障内容的光字牌也变亮。（3）位置信号。包括短路位置信号和隔离开关位置信号，前者使用灯光来表示集合、跳闸位置；而后者则是一种位置指示灯来表示其位置状况。（4）其他信号。如指挥信号、联系信号和全厂信号等。这些信号是全厂公用的，可根据实际的需求装设。8-8采用弱点选线有何意义？断路器的“一对一”弱点选控方式与普通强电控制方式有何区别？答：在电力系统中断路器的控制广泛使用的是强电控制方式，且以灯光监视的断路器控制回路为主流。在某些厂站采用弱电控制方式，有利于缩小控制设备的体积和提高自动化水平。然而，传统的弱电控制方式因存在可靠性问题而一直未得到广泛的应用。基于现场总线或网络的计算机监控系统正在逐渐取代传统的中央信号系统，而断路器的控制与信号回路变动不大。这种系统具有电缆少、使用元器件少、可靠性高、所用房间面积小、功能实现灵活等优点。8-14变电站自动化系统在哪一方面可显著减少变电站建设的投资？答：建设和运行经验表明：变电站自动化系统可带来节省电缆，缩小控制室面积，提高监控水平，积累设计运行数据和节省人力等方面的显著效益，现已成为建设变电站首选的监控模式。同步发电机的运行