电气基础知识讲解

第一章.电气基础理论知识

1.什么是正弦交流电？为什么普遍采用正弦交流

电？

答：正弦交流电是指电路中的电流、电压及电势的大

小都随着时间按正弦函数规律变化，这种大小和方向

都随时间做周期性变化的电流称交变电流,简称交流。

交流电可以通过变压器变换电压，在远距离输电时，

通过升高电压可以减少线路损耗。而当使用时又可以

通过降压变压器把高压变为低压，这既有利安全，又

能降低对设备的绝缘要求。止匕外，交流电动机与直流

电动机比较，则具有构造简单，造价低廉，维护简便

等优点。在有些地方需要使用直流电，交流电又可通

过整流设备将交流电变换为直流电，所以交流电目前

获得了广泛地应用。

2.什么叫有功?什么叫无功？

答：在交流电能的发、输、用过程中，用于转换成非

电、磁形式的那部分能量叫有功。用于电路内电、磁

场交换的那部分能量叫无功。

3.什么是三相交流电源？它和单相交流电比有何优

点？

答：由三个频率相同，振幅相等，相位依次互差120

度电角度的交流电势组成的电源称为三相交流电源。

它是由三相交流发电机产生的。日常生活中所用的单

相交流电，实际上是由三相交流电的一相提供的，由

单相发电机发出的单相交流电源现在已经很少采用。

三相交流电较单相交流电有很多优点，它在发电、输

配电以及电能转换成机械能等方面都有明显的优越

性。例如：制造三相发电机、变压器都较制造容量相

同的单相发电机、变压器节省材料，而且构造简单，

性能优良，又如，由同样材料所制造的三相电机，其

容量比单相电机大50%,在输送同样功率的情况下，

三相输电线较单相输电线可节省有色金属25%,而且

电能损耗较单相输电时少。

由于三相交流电有上述优点所以获得了广泛的应用。

4.导体电阻与温度有什么关系？

答：导体电阻值的大小不但与导体的材料以及它本身

的几何尺寸有关，而且还与导体的温度有关。一般金

属导体的电阻值，随温度的升高而增大。

14.什么是相电流、相电压和线电流、线电压？

答：由三相绕组连接的电路中，每个绕组的始端与末

端之间的电压叫相电压。各绕组始端或末端之间的电

压叫线电压。各相负荷中的电流叫相电流。各断线中

流过的电流叫线电流。

5.避雷器是怎样保护电器设备的？

答：避雷器是与被保护设备并联的放电器。正常工作

电压作用时，避雷器的内部间隙不会击穿，若是过电

压沿导线传来，当出现危及被保护设备绝缘的过电压

时，避雷器的内部间隙便被击穿。击穿电压比被保护

设备绝缘的击穿电压低，从而限制了绝缘上的过电压

数值。

18.什么是中性点位移现象？

答：在三相电路中电源电压三相对称的情况下，不管

有无中性线，中性点的电压都等于零。如果三相负载

不对称，且没有中性线或中性线阻抗较大，则三相负

载中性点就会出现电压，这种现象成为中性点位移现

象。

6.什么是电源的星形、三角形连接方式？

答：（1）电源的星形连接：将电源的三相绕组的末端

X、Y、Z连成一节点，而始端A、B、C分别用导线引

出接到负载，这种接线方式叫电源的星形连接方式，

或称为Y连接。

三绕组末端所连成的公共点叫做电源的中性点，如果

从中性点引出一根导线，叫做中性线或零线。对称三

相电源星形连接时，线电压是相电压的倍，且线电压

相位超前有关相电压30°。

(2)电源的三角形连接：将三相电源的绕组，依次首

尾相连接构成的闭合回路，再以首端A、B、C引出导

线接至负载，这种接线方式叫做电源的三角形连接，

或称为△连接。

三角形相连接时每相绕组的电压即为供电系统的线

电压。

7.什么叫做线电压、线电流、相电压、相电流？

答：在三相电路中，线电压为线路上任意两火线之间

的电压，用U线表示。

在三相电路中，相电压每相绕组两端的电压，用U相

表不。

在三相电路中，流过每相的电流叫相电流，用I相表

/J\o

在三相电路中，流过任意两火线的电流叫线电流，用

I线表示。

第二章配电装置及厂用系统

1.什么叫断路器？它的作用是什么？与隔离开关有

什么区别？

答：高压断路器俗称开关，是电力系统中最重要的控

制保护设备，它在电网中起两方面的作用：

(1)在正常运行时，根据电网的需要，接通或断开电

路的空载电流和负荷电流，这时起控制作用；

(2)当电网发生故障时，高压断路器和保护装置及自

动装置相配合，迅速自动地切断故障电流，将故障部

分从电网中断开，保证电网无故障部分的安全运行，

以减少停电范围，防止事故扩大，这时起保护作用。

断路器与隔离开关的区别是：

(1)断路器装有消弧设备因而可切断负荷电流和故障

电流，而隔离开关没有消弧设备，不可用它切断或投

入一定容量以上的负荷电流和故障电流。

(2)断路器多为远距离电动控制操作，而隔离开关多

为就地手动操作。

继电保护，自动装置等能和断路器配合工作。

2.自动空气开关的原理是什么？

答：自动空气开关的种类很多，构造各异，但其工作

原理是一样的。它们是由触头系统、灭弧系统、保护

装置及传动机构等几部分组成。触头系统由传动机构

的搭钩闭合而接通电源与负荷，使电气设备正常运行。

过流线圈和负载电路串联,欠压线圈和负载电路并联。

正常运行时，过流线圈的磁力不足以吸合其衔铁，欠

压线圈的磁力反而吸合其衔铁。当因故障超过额定负

载或短路使电流增大某一数值时，过流线圈立即吸合

其衔铁，衔铁带动杠杆把搭钩顶开，使触头打开电路

分断。如由于某种原因使电压降低，欠压线圈吸力减

小，衔铁被弹簧拉开，同样带动杠杆把搭钩顶开，使

电路分断。除此以外，还装有热继电器作为过载保护,

当负荷过载时，由于双金属片弯曲，同样将搭钩顶开,

使触头分断起过载保护作用。

3.常用熔断器的种类及用途有哪些？保险丝有哪些

规格？

答：常用熔断器的种类很多，按电压等级可分为高压

熔断器和低压熔断器；按有无填料可分为有填料式和

无填料式；按结构分有螺旋式、插入式、管式以及开

敝式、半封闭式和封闭式等；按使用环境可分为户内

和户外式；按熔体的更换情况可分易拆换式和不易拆

换式等。

低压熔断器的类型：

瓷插式（RC型）；螺旋式（RL型、RLS型）；密封式

（RM型）；填料式（RTO型、RSO型）；

低压熔断器的型号含义：

R—”熔”断器；M—“密”封式；L一“螺”旋

式；S——快“速”；T——“填”料式；0——设计序

号；C——“插”入式。

高压熔断器的类型：

RW2-35型（角型）；RW9-35型;RW4-6T0型;RW5-35

型;RW6T10型。后三种均为跌落式。户内式有：RN2、

RN1型，均为封闭填料式。

高压熔断器的型号含义：R——“熔”断器；W——户

“外”式；N——户“内”式。文字后边的2、4等代

表设计序号；最后边的6、10、35>110代表额定电压。

熔断器是一种保护电器，它串联在电路中使用，可以

用来保护电气装置，防止过载电流和短路电流的损害。

RM系列密封式熔断器，用于交流500伏及直流440伏

以下的电力电网或成套配电装置中作短路和连接过载

保护。

RC系列插入式熔断器主要用于交流低压电路末端，作

为电气设备的短路保护。

RL系列螺旋式熔断器可作为电路中过载保护和短路

保护的元件。

RLS型螺旋型快速熔断器，可用作硅整流元件、或控

硅整流元件和由该元件组成的成套装置的内部短路保

护和过载保护。

RTO系列有填料密封式熔断器，广泛用于供电线路及

断流能力较高的场所。

RSO系列快速熔断器主要作为硅整流器、可控硅元件

及其成套装置的适中保护。

RW2-35、RW9-35型角型熔断是用来保护电压互感器

的。

4.什么叫隔离开关？它的作用是什么？

答：隔离开关是高压开关的一种，俗称刀闸。因为它

没有专门的灭弧装置，所以不能用它来接通、切断负

荷电流和短路电流。隔离开关的主要用途是：

(1)隔离电源。用隔离开关将需要检修的电气设备与

电源可靠地隔离，以保证检修工作的安全进行。

(2)倒闸操作。在双母线制的电路中，利用隔离开关

将设备或供电线路从一组母线切换到另一组母线上

去，即称倒闸操作。

(3)用以接通和切断小电流的电路。例如用隔离开关

可以进行下列操作：

a)断开和接通无故障时电压互感器及避雷器；

b)断开和接通电压为35千伏，长度在10公里以内的

空载输电线路；

c)断开和接通电压为10千伏，长度在5公里以内的

空载输电线路；

d)断开和接通35千伏、1000瓦(千伏安)及以下和

110千伏、3200瓦(千伏安)及以下的空载变压器。

5.允许用隔离开关进行操作的项目有哪些？

答：在发电厂允许用隔离开关进行的操作：

(1)电压互感器的停、送电操作；

(2)在母联、专用旁路开关不能使用的情况下，允许

用刀闸向220.66千伏空载母线充电或切除空载母线,

但必须确认母线良好；

(3)在系统无接地状况下投入或切除消弧线圈；

(4)变压器中性点刀闸的投入或切除。

6.高压厂用系统发生单相接地时有没有什么危害？

为什么规定接时间不允许超过两个小时？

答：当发生单相接地时，接地点的接电流是两个非故

障相对地电容电流的向量和，而且这个接地电流在设

计时是不准超过规定的。因此，发生单相接地时的接

地电流对系统的正常运行基本上不受任何影响。

当发生单相接地时，系统线电压的大小和相位差仍维

持不变，从而接在线电压上的电气设备的工作，并不

因为某一相接地而受到破坏，同时，这种系统中相对

地的绝缘水平是根据线电压设计的，虽然无故障相对

地电压升高到线电压，对设备的绝缘并不构成危险。

为什么规定接地时间不允许超过两个小时，应从以下

两点考虑：

(1)电压互感器不符合制造标准不允许长期接地运

行。

(2)同时发生两相接地将造成相间短路。

鉴于以上两种原因，必须对单相接地运行时间有个限

制，规定不超过2小时。

7.6KV厂用电源备用分支联锁开关BK作用？

答：在BK投入时:

(1)工作电源断开，备用分支联投；

(2)保证工作电源在低电压时跳闸；

(3)保证工作电源跳开后，备用分支电源联投到故

障母线时将过电流保护时限短接，实现零秒跳闸起到

后加速的作用；

(4)能够保证6KV厂用电机低电压跳闸。

8.断路器的灭弧方法有那几种？

答：断路器的灭弧方式大体分为：(1)横吹灭弧式。

(2)纵吹灭弧式。(3)纵横吹灭弧式。(4)去离子栅

灭弧式。

9.禁止用刀闸进行那些操作

答：（1）带负荷拉合刀闸。（2）拉合320KVA及以上的

变压器充电电流。（3）拉合6KV以下系统解列后两端

电压差大于3%的环流。（4）雷雨天气拉合避雷器。

10.过电压按产生原因可分儿类，有何危害？

答：（1）外过电压（又称大气过电压）：直击雷过电

压、感应雷过电压。（2）内过电压：工频过电压、操

作过电压、谐振过电压。

数值较高的过电压，可以使设备绝缘弱点处发生击

穿和闪络从而破坏系统的正常运行。

11.高压厂用母线低电压保护基本要求是什么？

答：（1）当电压互感器一次侧或二次侧断线时，保护

装置不应误动，只发信号，但在电压回路断线期间，

若母线真正失去电压（或电压下降至规定值）。保护

装置应能正确动作。

（2）当电压互感器一次侧隔离开关因操作被断开时,

保护装置不应误动。

（3）0.5秒和9秒的低电压保护的动作电压应分别整

定。

（4）接线中应采用能长期承受电压的时间继电器。

12.断路器的拒动的原因有哪些？

答：（1）直流回路断线。（2）操作电压过低。（3）转

换接点接触不良。（4）跳、合闸部分机械连杆有缺陷。

(5)220KV开关液压异常。(6)220KVSF6开关气体压

力低闭锁。(7)同期或同期闭锁回路故障。(8)保护

投入不正确。

13.倒闸操作中应重点防止哪些误操作事故？

答：(1)误拉、误合断路器或隔离开关。2、带负荷拉、

合隔离开关。3、带电挂接地线或带电合接地刀闸。4、

带接地线或接地刀闸合闸。5非同期并列。

除以上5点外，防止操作人员高空坠落、误入带电

间隔、误登带电架构、避免人身触电，也是倒闸操作

中须注意的重点。

14.快速熔断器熔断后怎样处理？

答：快速熔断器熔断后应作以下处理：

(1)快速熔断器熔断后，首先检查有关的直流回路

有无短路现象。无故障或排除故障后，更换熔断器试

投硅整流器。

(2)若熔断器熔断同时硅元件亦有击穿，应检查熔

丝的电流规格是否符合规定，装配合适的熔断器后试

投硅整流器。

(3)设备与回路均正常时，熔断器的熔断一般是因

为多次的合闸电流冲击而造成的，此时，只要更换同

容量的熔断器即可。

15.发电厂全厂停电事故处理的基本原则是什么？

答:全厂停电事故发生后,运行人员应该立即进行事故

处理,并遵循下列基本原则：

(1)从速限制发电厂内部的事故发展，消除事故根源

并解除对人身和设备的威胁。

⑵优先恢复厂用电系统的供

电。

⑶尽量使失去电源的重要辅机首先恢复供

电。

(4)应迅速积极与调度员联系，尽快恢复电源，安排

机组重新启动。

16.电气事故处理的一般程序是什么？

答：(1)根据信号、表计指示、继电保护动作情况及

现场的外部象征，正确判断事故的性质。

(2)当事故对人身和设备造成严重威胁时，迅速解

除；当发生火灾事故时，应通知消防人员，并进行必

要的现场配合。

(3)迅速切除故障点(包括继电保护未动作者应手

动执行)。

(4)优先调整和处理厂用电源的正常供电，同时对

未直接受到事故影响的系统和机组及时调节，例如锅

炉气压的调节，保护的切换，小系统频率及电压的调

整等。

(5)对继电保护的动作情况和其它信号进行详细检

查和分析，并对事故现场进行检查，以便进一步判断

故障的性质和确定处理程序。

(6)进行针对性处理，逐步恢复设备运行。但应优

先考虑重要用户供电的恢复，对故障设备应进行隔绝

操作，并通知检修人员。

(7)恢复正常运行方式和设备的正常运行工况。

(8)进行妥善处理：包括事故情况及处理过程的记

录，断路器故障跳闸的记录，继电保护动作情况的记

录，低电压释放，设备的复置及直流系统电压的调节

等。

17.高压厂用系统一般采用何种接地方式？有何

特点？

答：高压厂用系统一般采用中性点不接地方式，其主

要特点是：

(1)发生单相接地故障时，流过故障点的电流为电容

性电流。

(2)当厂用电(具有电气连系的)系统的单相接地电

容电流小于10A时，允许继续运行2小时，为处理故

障赢得了时间。

(3)当厂用电系统单相接地电容电流大于10A时，

接地电弧不能自动消除，将产生较高的电弧接地过电

压(可达额定相电压的3.5〜3倍)，并易发展为多相

短路。接地保护应动作于跳闸，中断对厂用设备的供

电。

(4)实现有选择性的接地保护比较困难，需要采用灵

敏的零序方向保护。

(5)无须中性接地装置。

18.低压厂用系统一般采用何种接地方式？有何

特点？

答：低压厂用系统一般直接接地方式，其主要特点是

单相接地时：

(1)中性点不发生位移，防止相电压出现不对称和超

过380Vo

(2)保护装置应立即动作于跳闸。

(3)对于采用熔断器保护的电动机，由于熔断器一相

熔断，电动机会因两相运行而烧毁。

(4)为了获得足够的灵敏度，又要躲开电动机的启动

电流，往往不能利用自动开关的过流瞬动脱扣器，必

须加装零序电流互感器组成的单相接地保护。

(5)对于熔断器保护的电动机，为了满足馈线电缆末

端单相接地短路电流大于熔断器额定电流的4

倍，常需要加大电缆截面或改用四芯电缆，甚至采用

自动开关作保护电器。

(6)正常运行时动力、照明、检修网络可以共用。

19.在中性点不接地系统中为何要安装绝缘监察

装置？

答：在中性点不接地系统中，当发生单相接地时由于

非接地相对地电压升高，极有可能有发生第二点接地,

即形成两点接地短路，尤其是发生电弧性间歇接地而

引起网络过电压。因此要及时发现单相接地情况，既

必须装设绝缘监察装置检查判别接地情况，并及时处

理。

20.熔断器的作用及有何特点？

答：熔断器是最简单的一种保护电器，它串联于电路

中，是借容体电流超过限定值而融化、分断电路的一

种用于过载和短路保护的电器熔断器最大特点是结构

简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低廉。

由于可靠性高，故广泛使用在低压(1000V)系统中。

在35KV及以下的高压系统中，则广泛用于保护电压互

感器和小容量电器设备，在短路容量较小的电路中，

熔断器配合负荷开关可以代替昂贵的高压熔断器。

21.什么叫做断路器的额定电流、额定电压？

答：断路器的额定电压系指铭牌上所标注的电压，断

路器应能长期在超过此电压10〜15%的电压下工作，

但不得超过断路器的最高允许电压。断路器的额定电

流系指正常运行时，断路器允许的最大工作电流。

22.什么叫断路器的开断电流及开断容量？

答：开断电流是指在限定电压下，断路器无损地开断

的最大电流。开断容量是指断路器无损地开断的最大

容量。

23.低电压运行又什么危害？

答：(1)烧毁电动机。电压过低超过10%,将使电

动机电流增大,线圈温度升高严重时甚至烧损电动机。

(2)灯发暗。电压降低5%,普通电灯的照度下降18%；

电压降低10%,照度下降35%；电压降低20%,则日

光灯不能启动。

(3)增大线损。在输送一定电力时，电压降低，电流

相应增大，引起线损增大。

(4)降低电力系统的稳定性。由于电压降低，相应降

低线路输送极限容量，因而降低了稳定性，电压过低

可能发生电压崩溃事故。

(5)发电机出力降低。如果电压降低超过5%时，则

发电机出力也要相应降低。

(6)电压降低，还会降低送、变电设备能力。

24.按照触及带电体的方式，有哪三种触电情况？

答：(1)单相触电：是指人体在地面或其他接地体上,

人体的一部分触及到一相带电体的触电。

(2)两相触电：是指人体的两个部位同时触及两相带

电体的触电。此时加于人体的电压比较高，所以对人

的危害性甚大。

(3)跨步电压触电：在电气设备对地绝缘损坏之处，

或在带电设备发生接地故障之处,就有电流流入地下,

电流在接地点周围土壤中产生电压降，当人体走进接

地点附近时，两脚之间便承受电压，于是人就遭到跨

步电压而触电。

25.什么叫保护接地和保护接零？

答：保护接地是指把电气设备金属外壳、框架等通过

接地装置与大地可靠的接地。在电源中性点不接地系

统中，它是保护人身安全的重要措施。保护接零是在

电源中性点接地的系统中，把电气设备的金属外壳、

框架等与中性点引出的中线相连接，同时也是保护人

身安全的重要措施。

26.为什么摇测电缆绝缘前，先要对电缆进行放

电？

答：因为电缆线路相当于一个电容器，电缆运行时被

充电，电缆停电后，电缆芯上积聚的电荷短时间内不

能完全释放，此时若用手触及，则会使人触电，若接

摇表，会使摇表损坏。所以摇测绝缘前，要先对地放

电。

27.运行中电力电缆的温度和工作电压有哪些规

定？

答：电缆在运行中，由于电流在导体电阻中所产生的

损耗、介质绝缘的损耗、铅皮及钢甲受磁感应作用产

生的涡流损耗，使电缆发热温度升高。当超过一定数

值后，破坏绝缘。一般以电缆外皮温度为准：6KV电

缆不得高于50℃；380V电缆不得高于65℃O

28.什么叫电气设备的倒闸操作？

答：当电气设备检修或故障时，运行人员须将电气设

备停电并布置安全措施，使检修人员能够安全地将设

备检修完毕，这种将电气设备由一种状态转换为另一

种状态时，需要进行的一系列操作就称为电气设备的

倒闸操作。

第三章变压器

1.保护间隙的工作原理是什么？

答：在正常情况下，保护间隙对地是绝缘的。当线路

遭受雷击时，就会在线路上产生一个正常绝缘所不能

承受的过电压。由于保护间隙的绝缘距离低于线路的

绝缘水平，在过电压作用下，首先被击穿放电，将大

量的雷电流泄入大地，使过电压大幅度下降，从而保

护了线路上的绝缘子和电气设备的绝缘不致发生闪络

或击穿，这就是保护间隙的工作原理。

2.什么叫电压互感器、电流互感器？它们有什么

作用？

答：为了监视和控制设备的运行情况，统计和分析生

产指标，计量电量，保证发电厂和变电所的安全经济

运行和电能的质量，故发电厂和变电所需要装设测量

仪表、继电保护装置和各种自动装置等。但这些仪表

和装置不可能直接接到大电流、高电压的母线和电气

设备上，否则不仅将使这些装置做的很大，而且会危

及人身安全，为此需要装设电压互感器和电流互感器。

电压互感器是用来测量电网高电压的特殊变压器，它

能将高电压按规定比例转换为较低的电压后，再连接

到仪表上去测量。电压互感器，原边电压无论是多少

伏，而副边电压一般均规定为100伏，以供给电压表、

功率表及千瓦小时表和继电器的电压线圈所需要的电

压。

把大电流按规定比例转换为小电流的电气设备，称为

电流互感器。电流互感器副边的电流一般规定为5安

或1安，以供给电流表、功率表、千瓦小时表和继电

器的电流线圈电流。

3.电压互感器与变压器有何不同？

答：电压互感器实际上就是一种降压变压器。它的一

次线圈匝数很多，二次线圈匝数很少，一次侧并联地

接在电力系统中，二次侧可并接仪表、装置、继电器

的电压线圈等负载，由于这些负载的阻抗很大，通过

的电流很小，因此，电压互感器的工作状态相当于变

压器的空载情况。电压互感器的变比采用铭牌上标的

一、二次额定电压的比值，用分数形式表达，分子为

一次额定电压，分母为二次额定电压。一次线圈的额

定电压与所接系统的额定电压相同。二次线圈额定电

压采用100伏、100/伏或100/3伏。

电压互感器和普通变压器在原理上的主要区别：可以

说，电压互感器是一次侧作用着一个恒压源，它不受

互感器二次负荷的影响，不像变压器通过大电力负荷

时会影响电压，当然这和电压互感器吸取功率很微小

有关。

由于接在电压互感器二次侧的电压线圈阻抗很大，使

互感器老是处于像变压器的空载状态，二次电压基本

上等于二次电势值，且决定于恒定的一电压值。因此,

电压互感器用来辅助测量电压，不致因二次侧接上几

个电压表就使电压降低。不过这个结论只适用于一定

范围，即在准确度所允许的负载范围内，如果电压互

感器的二次负载增大到超过该范围，实际上也会影响

二次电压，使测量误差增大。

4.电压互感器二次侧为什么必须接地？

答：电压互感器原边接的是高电压，副边为低电压，

并连接着保护和表计，工作人员又要经常和保护、表

计接触，如果万一绝缘损坏，使高电压串入低电压回

路就可能对二次回路工作的继电保护人员和运行人员

造成人身威胁，另外二次回路绝缘水平低，若没有接

地点也会被击穿损坏绝缘，损坏表计和继电器，为了

保证人身和设备的安全，电压互感器二次侧必须接地。

5.电压互感器二次侧为什么不许短路？

答：电压互感器在运行中二次侧是不允许短路的。我

们知道在正常运行时电压互感器原边与电网电压相

连，它的副边接负载即仪表和继电器的电压线圈，它

们的阻抗很大，所以电压互感器的工作状态接近变压

器的空载情况。如果电压互感器二次侧发生短路，其

阻抗减少，只剩副线圈的内阻，这样在副线圈中将产

生大电流，导致电压互感器烧毁。在电压互感器一、

二次侧接有熔断器的则会使熔断器熔断，表计和保护

失灵。

6.运行电压高或低对变压器有何影响？

答：若加于变压器的电压低于额定值，对变压器寿命

不会有任何不良影响，但将影响变压器容量不能充分

利用。

若加于变压器的电压高于额定值，对变压器是有不良

影响的。当外加电压增大时，铁芯的饱和程度增加，

使电压和磁通的波形发生严重的畸变，且使变压器的

空载电流大增。

电压波形的畸变也即出现高次谐波，这要影响电能的

质量，其危害如下：

1)引起用户电流波形的畸变，增加电机和线路上的

附加损耗。

(2)可能在系统中造成揩波共振现象，导致过电压

使绝缘损坏。

(3)线路中电流的高次谐波会影响电讯线路，干扰

电讯的正常工作。

(4)某些高次谐波会引起某些继电保护装置不正确

动作。

7.变压器中性点是接地好，还是不接地好？中性

点套管头上平时是否有电压？

答：现代电力系统中变压器中性点的接地方式分为三

种：中性点不接地；中性点经消弧线圈接地；中性点

直接接地。

在中性点不接地系统中，当发生单相金属性接地时，

三相系统的对称性不被破坏，在某些条件下，系统可

以照常运行，但是其他两相对地电压升高到线电压水

平。

当系统容量较大，线路较长时，接是电弧不能自行熄

灭。为了避免电弧过电压的发生，可采用经消弧线圈

接地的方式。在单相接地时，消弧线圈中的感性电流

能够补偿单相接地的电容电流。既可保持中性点不接

地方式的优点，又可避免产生接地电弧的过电压。

随着电力系统电压等级的增高和系统容量的扩大，设

备绝缘费用占的比重越来越大，采用中性点直接接地

方式，可降低绝缘的投资。我国110千伏、220千伏、

330千伏及500千伏系统中性点皆直接接地。380伏的

低压系统，为方便的抽取相电压，也直接接地。

关于变压器中性点套管上正常运行时有没有电压问

题，这要具体情况具体分析。理论上讲，当电力系统

正常运行时，如果三相对称，则无论中性点接地方式

如何，中性点的电压等于零。但是，实际上三相输电

线对是电容不可能完全相等，

如果不换位或换位不当，特别是在导线垂直排列的情

况下，对于不接地系统和经消弧线圈接地系统，由于

三相不对称，变压器的中性点在正常运行会有对地电

压，对消弧线圈接地系统，还和补偿程度有关。对于

直接接地系统，中性点电固定为地电位，对地电压应

为零。

8.突然短路对变压器有哪些危害？

答：当变压器一次加额定电压，二次端头发生突然短

路时，短路电流很大，其值可达额定电流的20〜30倍

（小容量变压器倍数小，大容量变压器倍数大）。

强大的短路电流产生巨大的电磁力，对于大型变压器

来说，沿整个线圈圆柱体表面的径向压力可能达几百

吨，沿轴向位于正中位置承受压力最大的地方其轴向

压力也可能达儿百吨，可能线圈变形、蹦断甚至毁坏。

短路电流使线圈损耗增大，严重发热，温度很快上升,

导致线圈的绝缘强度和机械强度降低，若保护不及时

动作切除电源，变压器就有可能烧毁。

9.电压互感器的一、二次侧装熔断器是怎样考虑

的？

答：电压互感器一次侧装熔断器的作用是：

(1)防止电压互感器本身或引出线故障而影响高压

系统(如电压互感器所接的那个电压等级的系统)的

正常工作。

(2)保护电压互感器本身。但装高压侧熔断器不能

防止电压互感器二次侧过流的影响。因为熔丝截面积

是根据机械强度的条件而选择的最小可能值，其额定

电流比电压感器的额定电流大很多倍，二次过流时可

能熔断不了。所以，为了防止电压互感器二次回路所

引起的持续过电流，在电压互感器的二次侧还得装设

低压熔断器。

装于室内配电装置的高压熔断器,是装有石英填料的,

能截断1000兆瓦的短路功率。

在110千伏及以上电压的配电装置中，电压互感器高

压侧不装熔断器。这是由于高压系统灭弧问题较大，

高压熔断器制造较困难，价格也昂贵，且考虑到高压

配电装置相间距离大，故障机会较少，故不装设。

二次侧短路的保护由二次侧熔断器担负。二次侧出口

是否装熔断器有几个特殊情况：

(1)二次开口三角接线的出线端一般不装熔断器。

这是唯恐接触不良发不出接地信号，因为平时开口三

角端头无电压，无法监视熔断器的接触情况。但也有

的供零序过电压保护用，开口三角出线端是装熔断器

的。

(2)中性线上不装设熔断器。这是避免熔丝熔断或

接触不良使断线闭锁失灵，或使绝缘监察电压表失去

指示故障的作用。

(3)用于自动励磁调整装置的电压互感器二次侧一

般不装设熔断器。这是为了防止熔断器接触不良或熔

断，使自动励磁调整装置强行励磁误动作。

(4)220千伏的电压互感器二次侧现在一般都装设

空气小开关而不用熔断器，

以满足距离保护的需要。

10.变压器的铁芯为什么要接地?

答:运行中变压器的铁芯及其他附件都处于绕组周围

的电场内,如果不接地,铁芯及其他附件必然产生一

定的悬浮电位,在外加电压的作用下,当该电位超过

对地放电电压时,就会出现放电现象。为了避免变压

器的内部放电,所以铁芯要接地。

11.影响变压器油位及油温的因素有哪些？

答：变压器的油位在正常情况下随着油温的变化而变

化，因为油温的变化直接影响变压器油的体积，使油

位上升或下降。影响油温变化的因素有负荷的变化、

环境温度的变化、内部故障及冷却装置的运行状况等。

12.电压过高对运行中的变压器有哪些危害？

答：电压过高会使铁芯产生过激磁并使铁芯严重饱和,

铁芯及其金属夹件因漏磁增大而产生高热，严重时将

损坏变压器绝缘并使构件局部变形，缩短变压器的使

用寿命。所以，运行中变压器的电压不能过高，最高

不得超过额定电压的10虬

13.运行中变压器为什么会有“嗡嗡”声？

答：变压器接通电源后，就会有“嗡嗡”声，这是由

于铁芯中交变的磁通在铁芯硅钢片间产生一种力的振

动结果，这种“嗡嗡”声的大小与加在变压器上的电

压和电流成正比。正常运行中，变压器铁芯声音应是

均匀的，如果声音异常，一般是由于过电压、过电流

或部件松动引起的。

14.哪些原因使变压器缺油？缺油对运行有什么

危害？

答：变压器长期渗油或大量漏油，在检修变压器时，

放油后没有及时补油，油枕的容量小，不能满足运行

要求，气温过低油枕的储油量不足等都会使变压器缺

油。变压器油位过低会使轻瓦斯动作，而严重缺油时,

铁芯暴露在空气中容易受潮，并可能造成导线过热，

绝缘击穿，发生事故。

15.遇有哪些情况，应立即将变压器停止运行？

答：发生下述情况之一时，应立即将变压器停运处理:

(1)变压器内部音响很大，很不正常，有爆裂声。

(2)在正常负荷和冷却条件下，变压器上层油温异

常，并不断上升。

(3)油枕或防爆筒喷油。

(4)严重漏油，致使油面低于油位计的指示限度。

(5)油色变化过甚，油内出现碳质。

(6)套管有严重的破损和放电现象。

(7)变压器范围内发生人身事故，必须停电时。

(8)变压器着火。

(9)套管接头和引线发红，熔化或熔断，

16.变压器差动保护动作时应如何处理？

答：变压器差动保护主要保护变压器内部发生的严重

匝间短路、单相短路、相间短路等故障。差动保护正

确动作，变压器跳闸，变压器通常有明显的故障象征

（如安全气道或储油柜喷油，瓦斯保护同时动作），

则故障变压器不准投入运行，应进行检查、处理。若

差动保护动作，变压器外观检查又没发现异常现象，

则应对差动保护范围以外的设备及回路进行检查，查

明确属其他原因后，变压器方可重新投入运行。

17.怎样判断变压器声音是否正常？发生异音可

能是什么原因？

答：变压器正常运行时，应是均匀的“嗡嗡”声。如

果产生不均匀声音或其它异音，都属不正常的。

发生异音原因有下列几种：

⑴过负荷。⑵内部接触不良，放电打火。⑶个别零

件松动。⑷系统有接地或短路。⑸大动力启动，负

荷变化较大。⑹铁磁谐振。

18.主变差动与瓦斯保护的作用有哪些区别?如变

压器内部故障时两种保护是否都能反映出来？

答：（1）差动保护为变压器的主保护;瓦斯保护为变

压器内部故障时的主保护。

（2）差动保护的保护范围为主变各侧差动电流互感

器之间的一次电气部分，包括：

a：主变引出线及变压器线圈发生多相短路。

b：单相严重的匝间短路。

c：在大电流接地系统中线圈及引出线上的接地故

障。

(3)瓦斯保护范围是：

a：变压器内部多相短路。

b：匝间短路，匝间与铁芯或外皮短路。

c：铁芯故障(发热烧损)。

出油面下降或漏油。

e：分接开关接触不良或导线焊接不良。

(4)差动保护可装在变压器、发电机、分段母线、

线路上，而瓦斯保护为变压器独有的保护。

变压器内部故障时(除不严重的匝间短路)，差动

和瓦斯都能反映出来，因为变压器内部故障时，油的

流速和反映于一次电流的增加，有可能使两种保护启

动。

致于哪种保护先动,还须看故障性质来决定。

19.新装或大修后的主变压器投入前，为什么要求

做全电压冲击试验?冲击几次？

答：新装或大修后的主变压器投入运行前，要做全电

压冲击试验。止匕外，空载变压器投入电网时，会产生

励磁涌流。励磁涌流一般可达6—8倍的额定电流，经

0.5—1秒后可能衰减到0.25-0.5倍额定电流，但是

全部衰减的时间较长，大容量的变压器需要几十秒。

由于励磁涌流能产生很大的电动力，所以冲击试验也

是为了考核变压器的机械强度和继电保护装置动作的

可靠程度。规程中规定，新安装的变压器冲击试验5

次，大修后的变压器冲击试验3次，合格后方可投入

运行。

20.高压厂用变压器在什么情况下可以强送电？

答：高压厂用变压器在下列情况下可以强送电：

(1)当高压厂用工作变压器跳闸，备用变压器未联投

时，值班人员可不经任何检查立即强投备用变压器。

(2)当自动装置因故障停用时,备用变压器处于无备

用时，值班人员可不经任何检查立即强投备用变压器。

(3)无备用变压器时，当工作变压器误跳或只是后备

保护造成跳闸(如过流保护)，可不经检查即可送电。

21.过电压，过电流是怎样产生的？它对变压器有

什么影响？

答：过电压产生大致有下列三种情况：

(1)线路开关拉合闸时形成的操作过电压。

(2)系统发生短路或间歇弧光放电时引起的故障过电

压。

(3)直接雷击或大气雷电放电，在输电网中感应的脉

冲电压波。

这些过电压的特点是作用时间短，瞬时幅度大。通常

由电力系统本身造成的过电压很少超过变压器相电压

的四倍，而由大气放电或雷击造成的过电压有可能超

出十儿倍及至于几十倍。只是后者持续时间极短，在

微秒数量级。过电压的危害可使变压器绝缘击穿，为

防止其危害，在线路和变压器结构设计上采取了一系

列保护措施。如装设避雷器、静电环、加强绝缘、中

心点接地等。

过电流的形成有下列两种情况：

(1)变压器空载合闸形成的瞬时冲击过电流。

(2)二次侧负载突然短路造成的事故过电流。

空载合闸电流最大可以达到额定电流的5—10倍，它

对变压器本身不至于造成什么危害，但它有可能造成

继电保护装置的误动作，对于小容量变压器可采取多

次合闸，而对于大容量变压器则要采取专门的措施。

二次负载短路所造成的过电流，一般要超出额定电流

的几十倍，如果保护装置

失灵或动作迟缓将会造成直接的危害。巨大的短路电

流会在绕组中产生极大的径向力，高压绕组向外，低

压绕组向里。这种力会把线圈扯断，扭弯或破坏绝缘。

短路电流还会使铜损比之在正常情况下急剧增长儿百

倍，一造成内部温度聚增而烧毁变压器。因此，运行

中应尽力避免发生短路，通常在继电保护及变压器结

构设计上也都充分考虑到短路事故的发生。

22.变压器的铁芯、线圈各有什么用途？

答：铁芯是变压器最基本的组件之一，是用导磁性能

极好的硅钢片叠放而成，用以组成闭合的磁回路。由

于铁芯的磁阻极小可得到较强的磁场，从而增强了原、

副绕组的电磁感应。线圈又称绕组，有原绕组和副绕

组，都是用铜线或铝线绕成圆筒形的多层线圈，套在

铁芯柱上，由于原、副边线圈匝数不同，用以变换成

不同的电压和电流。

23.什么是变压器的铜损和铁损？

答：铜损（短路损耗）是指变压器一、二次电流流过

该线圈电阻所消耗能量之和。由于线圈多用铜导线制

成，故称铜损。它和电流的平方成正比，铭牌上所标

的千瓦数，是指线圈在75c时通过额定电流的铜损。

铁损是指变压器在额定电压下（二次开路），在铁芯

中消耗的功率，其中包括激磁损耗与涡流损耗。

24.为什么要规定变压器的允许温度？

答：因为变压器运行温度越高，绝缘老化越快，这不

仅影响使用寿命而且还因绝缘变脆而碎裂，使绕组失

去绝缘层的保护。另外温度越高绝缘材料的绝缘强度

就越低，很容易被高电压击穿造成事故。因此变压器

运行时，不得超过允许温度。

25.为什么要规定变压器的允许温升？

答：当周围空气温度下降很多时，变压器的外壳散热

能力将大大增加，而变压器内部的散热能力却提高很

少。当变压器带大负荷或超负荷运行时，尽管有时变

压器上层油温尚未超过规定值，但温升却超过很多，

线圈有过热现象。因此这样运行是不允许的。

26.什么叫变压器并列运行？

答：变压器并列运行就是将两台或两台以上变压器的

一次绕组并联在同一电压的母线上，二次绕组并联在

另一电压的母线上运行。

27.新安装或大修后的变压器投入运行前应进行

哪些试验？

答：(1)变压器及套管绝缘油试验。

(2)变压器线圈及套管介质损失角测量。

(3)泄漏电流试验。

(4)工频耐压试验。

(5)测量变压器直流电阻。

(6)测量分接开关变比。

(7)检查变压器结线组别及极性。

(8)有载调压开关的动作试验。

(9)测量变压器绝缘电阻和吸收比。

(10)冲击合闸试验：(新安装变压器必须全电压冲

击合闸5次，换线圈大修后合闸3次)。

28.什么叫变压器的接线组别？

答：变压器的接线组别是指变压器的原、副绕组按一

定接线方式连接时，原、副边的电压或电流的关系。

变压器的接线组别是用时钟的表示方法来说明原、副

边线电压或线电流的相量关系。

29.变压器有何作用？其工作原理是什么？

答：电力系统中，在向远方输送电力时，为了减少线

路上的电能损耗，需要把电压升高，为了满足用户用

电需要，又需要把电压降低，变压器就是用来改变电

压高低的电器设备。

变压器工作原理是基于“电生磁、磁生电”这个基本

的电磁现象。以双绕组变压器为例，当一次线圈加上

电压U1,流过交流电流il时，在铁芯中产生交变磁

通，这些磁通的大部分即链接着本线圈，也匝链着二

次线圈，称为主磁通。在主磁通作用下两侧线圈分别

感应起电势E1和E2,电势的大小与匝数成正比。

第四章.发电机

1.准同期并列有几个条件？不符合这些条件会产

生什么后果？

答：准同期条件：(1)电压相等。(2)电压相位一致。

(3)频率相等。(4)相序相同。

电压不等：其后果是并列后，发电机和系统间有无功

性质的环流出现。

电压相位不一致:其后果是可能产生很大的冲击电流,

使发电机烧毁，或使端部受到巨大的电动力的作用而

损坏。

频率不等：其后果是将产生拍振电压和拍振电流，这

个拍振电流的有功成分在发电机机轴上产生的力矩，

将使发电机产生机械振动。当频率相差较大时，甚至

使发电机并入后不能同步。

2.什么叫非同期并列？非同期并列有什么危害？

答：同步发电机在不符合准同期并列条件时与系统并

列，我们就称之为非同期并列，非同期并列是发电厂

的一种严重事故，它对有关设备如发电机及其与之相

串联的变压器，开关等，破坏力极大，严重时，会将

发电机绕组烧毁端部严重变形，即使当时没有立即将

设备损坏，也可能造成严重的隐患，就整个电力系统

来讲，如果一台大型机组发生非同期并列，则影响很

大，有可能使这台发电机与系统间产生功率振荡，严

重地扰乱整个系统的正常运行，甚至造成崩溃。

3.为什么电压变动调无功？

答：电压的波动主要是由无功负荷引起的，有功负荷

对电压的波动也有影响，不过其影响小一些。当无功

出现缺额时，即感性负载过剩时，感性负载对发电机

产生去磁电枢反应，使气隙的磁场被削弱，端电压便

降低，这时要使端电压维持不变，就需要增加转子电

流，即增加无功，以补偿去磁电枢反应部分，反之，

当无功过剩，端电压便上升，这时要使端电压维持不

变，就需要减少转子电流，即减少无功。这就是电压

变动调无功的道理。

4.发电机三相电流不对称运行有什么影响？

答：运行中的发电机三相电流不对称将使：

(1)发电机转子表面过热。三相电流不对称，产生

负序磁场，这个磁场扫过转子表面、转子表面产生二

倍工频电流而引起损耗，造成局部高温，转子线圈的

温度受到直接的影响。

(2)转子产生振动。一般振动是由脉动力矩造成的,

而脉动力矩的产生与转子磁场不对称有关。不对称的

三相电流所产生的负序磁场与转子有相对速度，而转

子磁路是不对称的，当负序磁场正对着转子纵轴附近

时，气隙小，磁阻小，磁通就大，定子与转子的作用

力就大，反之，当负序磁场对着转子横轴附近时，气

隙大，磁阻大，定子转子的作用力就小。这样，负序

磁场与转子之间作用力时大时小，使力矩脉动，从而

使转子产生振动。

所以发电机三相电流不平衡度愈大，这些不利因素愈

利害。因此规程规定发电机在运行时三相电流不对称

程度不得超过额定值的10%0

5.短路对发电机和系统有什么危害？

答：短路对发电机的危害：

(1)定子绕组的端部受到很大的电磁力的作用，有

可能使线棒的外层绝缘破裂；

(2)转子轴受很大的电磁力矩的作用；

(3)引起定子绕组和转子绕组发热；

短路对电力系统的影响：

(1)可能引起电气设备的损坏.

(2)可能因电压低而破坏系统的稳定运行.

6.频率高了或低了对发电机本身有什么影响？

答：频率高对发电机的影响：

频率最高不应超过52.5HZ,即超出额定值的5%o频率

增高，主要是受转动机械强度限制，频率高，电机的

转速高，而转速高，转子上的离心力就增大，这就易

使转子的某些部件损坏。

频率低对发电机的影响：

(1)频率降低引起转子的转速降低，使两端风扇鼓

进的风量降低，使发电机冷却条件变坏，各部分温度

升高。

(2)频率低，致使转子线圈的温度增加，否则就得

降低出力。

(3)频率低还可能引起汽机断叶片。

(4)频率降低时，为了使端电压保持不变，就得增

加磁通，这就容易使定子铁芯饱和，磁通逸出，使机

座的某些结构部件产生局部高温，有的部位甚至冒火

星。

(5)频率低时，厂用电动机的转速降低，致使出力

下降，也对用户用电的安全、产品质量、效率等都有

不良的影响。

(6)频率低，电压也低，这是因为感应电势的大小

与转速有关的缘故，同时发电机的转速低还使同轴励

磁机的输出减少，影响无功的输出。

7.发电机振动产生的原因？

答：分为两类：

电磁原因，如：转子两点接地、匝间短路、负荷不对

称、气隙不均匀等。

机械原因：找正不正确、靠背轮连接不好、转子旋转

不平衡等。

8.三相电流不对称对发电机有什么影响？

答：三相电流不对称对发电机有以下主要影响：

(1)使转子表面发热；

(2)使转子产生振动

9.发电机并网后怎样接带负荷？

答：发电机并入电网后，应根据发电机的温度以及原

动机的要求逐步接带负荷，有功负荷的增加速度决定

于原动机。表面冷却发电机的定子和转子电流增加速

度不受限制，内冷发电机此项速度不应超过在正常运

行方式下有功负荷的增长速度，制造厂另有规定者应

遵守制造厂规定。

加负荷时必须有系统地监视发电机冷却介质温升、

铁芯温度、线圈温度以及电刷、励磁装置的工作情况,

10.为什么发电厂发出的电要经过主变压器升压

后，才能送到距离较远的地方？

答：因为发电机发出的电能，电流大、电压低。在线

路中电能的损失和电压的平方成反比。如果将电压低

的电能直接送到距离较远的地方，电能损失太大。若

输送同样容量的电能，提高电压，则可以降低损失。

11.对电力系统运行有哪些基本要求？

答：（1）保证可靠的持续供电。（2）保证良好的电

能质量。（3）保证系统的运行经济性。

12.电力系统的电能质量标准是什么？

答：电能质量标准是指电压正常、偏离不超过额定值

的±5%；频率正常偏离额定频率不超过±0.2〜

0.5Hzo

13.电力系统调压有什么必要性？

答：因为在电力系统运行中，电压值的变化和偏移过

大，都要影响用户的产品产量和质量，甚至损坏设备,

所以必须调压。

14.为什么同步发电机灭磁开关不能改为动作迅

速的断路器？

答：由于发电机励磁回路存在电感，而直流电又没有

过零的时刻，当电流