发电厂复习题及答案

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1、发电厂复习题及答案1.能源分类方法有哪些？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。2. 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。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。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。按输出能源分：凝气式发电厂；热电厂。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

2、；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：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；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，称不汽水系统；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。3. 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。4. 哪些设备属于一次设备？哪些

3、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，调整负荷和，切换设备和线路，监视主要设备的运行状态。5. 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：电流将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电器设备的温度升高。发热对电气设备的影响：使绝缘材料性能降低；使金属材料的机械强度下降；使导体接触电阻增加。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

4、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。6. 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

5、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2007. 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。8. 为什么要计算导体短时发热最高温度？如何计算？答：载流导体短路时发热计算的目的在于确定短路时导体的最高温度不应超过所规定导体短

6、路时发热允许温度。当满足这个条件时，则认为导体在短路时，是具有热稳定性的。计算方法如下：1）有已知的导体初始温度w；从相应的导体材料的曲线上查出Aw；2）将Aw和Qk值代入式：1/S2Qk=Ah-Aw求出Ah；3）由Ah再从曲线上查得h值。9. 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

7、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。10. 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。11. 导体的动态应力系数的含义是什么，在什么情况下，才考虑动态应力？答：动态应力系数为动态应力与静态应力的比值，导体发生振动时，在导体内部会产生动态应力，对于动态应力的考虑，一般是采用修正静态计算法，即在最大电动力Fmax上乘以动态应力系统数，以求得实际动态过程中的动态应力的最大值。12.例3-1、3-2、3-3.答：P69、P73、P79.13.对电气主接线的基本要求是

8、什么？答：对电气接线的基本要求概括的说包括可靠性，灵活性和经济型。其中保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。灵活性包括：操作、调度、扩建的方便性。经济性包括：节省一次投资，占地面积小，电能损耗少。14. 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。15. 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

9、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。16. 发电机-变压器单元接线中，在发电机和双绕作变压器之间通常不装设断路器，有何利弊？

10、答：发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得在选择出口断路器时，受到制造条件或价格等原因造成的困难。但是，变压器或者厂用变压器发生故障时，除了跳主变压器高压侧出口断路器外，还需跳发电机磁场开关，若磁场开关拒跳，则会出现严重的后果，而当发电机定子绕组本身发生故障时，若变压吕高压侧失灵跳闸，则造成发电机和主变压器严重损坏。并且发电机一旦故障跳闸，机组将面临厂用电中断的威胁。17. 发电机与三绕组变压器或自耦变压器组成的单元接线中，为什么机端必须装设断路器？为什么变压器高中压侧均需隔离开关？答：为了在发电机停止工作时，还能保持和中压电网之间的联系，在变压器的三

11、侧均应装断路器。18.一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。19.桥形接线接线为什么要加装跨条？跨条装设两台隔离开关的目的？

12、答：出线断路器检修时，线路需长时间停运，为避免此缺点，可加装正常断开运行的跨条，为了轮流停电检修任何一组隔离开关，在跨条上需加装两组隔离开关，桥联断路器检修时，也可利用此跨条。20.选择主变压器容量应根据哪些原则来选择？答：主变压器：用来向电力系统或用户输送功率的变压器单元接线主变压器：发电机组额定容量减去厂用负荷后留10%的裕度来确定具有发电厂电压母线接线的主变压器：1.发电机全部投入运行，在满足发电机电压供应的最小日负荷以及厂用负荷后，主变压器能将发电厂所有剩余功率送入系统2.发电机检修时，主变压器能从系统倒送功率以满足发电机电压母线最大负荷的要求3.发电机电压母线上有多台主变时，最大容量

13、的主变退出运行时其他主变能保证送出电压母线剩余功率的70%以上4.考虑供电的可靠性，接于发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台，一般优先考虑两台容量相同的主变压器5.考虑负荷曲线的变化和5年内负荷的发展容量：单元接线的主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%的裕度来确定；连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器的容量=（发电机的额定容量-厂用容量-支配负荷的最小容量）*70%，变电站主变压器容量一般应按510年规划负荷来选择。21. 电气主接线中通常采用哪些方法限制断路电流？1）在发电厂和变电所的610kV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

14、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。22. 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

15、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。23. 画出一种单母线分段带旁路母线的主接线形式，要求分段断路器兼作旁路断路器，并根据此种电气主接线，说明检修出线断路器时的倒闸操作步骤？答：1.正常工作：QFP断开，QSPP闭合，QSP1闭合（QFP对于线路W1处于热备用状态）2.出线回路检修（QF3检修）：（1）备用母线充电：QSP1切换到闭合，QP2切换到断开，闭合QF3，备用母线完好时QF3不断开（2

16、）故障断路器隔离：闭合QSP1，断开QF3以及QS32，QS31（P108）合旁路断路器两侧隔离开关，和旁路断路器；若旁路母线完好，可进行下一步，否则断开旁路断路器、断开两侧隔离开关；检修旁路母线后重新操作；合线路和旁路母线相连的隔离开关，断开线路短路器，断开其两侧隔离开关，可检修线路断路器。 24. 画出一种双母线接线的主接线形式，并根据此种电气主接线，说明倒母线的倒闸操作步骤？答：检修任一线路短路器时可以用母线短路线代替其工作。检修L1回路上断路器QF3：即QF3通过W2、QF接到W1上（1）将所有回路切换到W1（2）断开QF3以及两侧的隔离开关，QF以及两侧的隔离开关（3）在QF3两侧加

17、临时载流用跨条（4）闭合跨条两端的隔离开关和QF两端的隔离开关和QF（注意，加跨条的操作将双母接线变为单母接线） 先合上母联断路器两侧的隔离开关，再合上母联断路器，向备用母线充电；若备用母线完好，则两组母线等电位，为保证不中断供电，先接通各线路与备用母线连接的隔离开关，在断开各线路与工作母线连接的隔离开关；然后断开母联断路器，断开其两侧隔离开关。25.双母接线中，在出线回路加装短路跨条的目的何在？ 答：对于特殊需要，但又不方便设置旁路母线的情况下，可设置临时跨条，这样可以使整个操作过程中只有出线短时停电，对其他回路没有影响。26. 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

18、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。27.厂用电负荷分为哪几类？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，按其重要性可分为五类： I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； II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； III类厂用负荷：较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产

19、不方便的厂用负荷； 事故保安负荷 交流不间断供电负荷28.厂用供电电源的种类？答：1.工作电源 2.备用电源和启动电源3.事故保安电源29. 在大容量发电厂中，要设启动电源和事故保安电源，如何实现？答：启动电源的设计：1）从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器引接。2）从发电厂联络变压器的低压绕组引接，但应保证在机组全停情况下，能够获得足够的电源容量。3）从与电力系统联系紧密，供电可靠的最低一级电压的母线引接。4）当经济技术合理时，可由外部电网引接专用线路，经过变压器取得独立的备用电源或启动电源。事故保安电源必须是一种独立而又十分可靠的电源，通常采用快速自动程序启动的柴油发电机组，蓄

20、电池以及逆变器将直流变为交流事故保安电源。对300MW及以上机组还就由附近110kV及以上的变压器工发电厂引入独立可靠的专用线路作为事故备用保安电源。30.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？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：失压自启动；空载自启动；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

21、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。31.自启动的分类及适用对象？答：三类：失压自启动；（2）空载自启动；（3）带负荷自启动。工作电源一般仅需要考虑失压自启动，而厂备用电源或启动电源需要考虑失压自启动、空载自启动及带负荷自启动三种情况。32. 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：若不能满足自启动条件，应采用以下措施： 限制参加自启动的电动机数量。 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，

22、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。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。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。33. 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。34.交流电弧熄灭的条件是什么？答;电弧的熄灭：复合+扩散游离交

23、流电弧的熄灭条件：电弧电流过零时，弧隙介质强度恢复速度弧隙电压上升速度35.开关电器中常用的灭弧条件有哪些？答：1.利用灭弧介质2.采用特殊金属材料作灭弧触头3.利用气体或油吹动电弧4.采用多断口熄弧5.提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降；同时，使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带点介质向周围介质扩散和离子复合。36. 按经济电流密度选择的导体，为何还必须按长期发热允许电流进行校验？配电装置的汇流母线，为何不按经济电流密度选择导体截面？答：长期发热温度过高会损害电气设备；可靠在第一位。37.例6-1、6-5。答：P183、P208.38. 配电装置的种类？答：

24、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外配电装置；按其组装方式，可分为装配式和成套式。39. 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。40. 如何区别屋外中型、高型和半高型配电装置？答：根据电气设备和母线布置高度，屋外配电装置可分为中型配电装置，高型配电装置和半高型配电装置。1）中型配电装置。所有电气设备都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上；母线稍高于电气设备所在水平面；普通中型配电装置的母

25、线和电气设备完全不重叠；分相中型配电装置是指母线隔离开关分相布置在母线的正下方。2）高型配电装置。各母线和电气设备分别安装在几个不同高度的水平面上，旁路母线和断路器、电流互感器等电气设备重叠布置，隔离开关之间重叠布置； 一组主母线与另一组主母线重叠布置，主母线下没有电气设备。3）半高型配电装置。将一组母线置于高一层水平面上，并与隔离开关、断路器、电流互感器等设备上下重叠布置，另一组母线和隔离开关、旁路母线和旁路隔离开关布置在两侧（与高型配电装置类似，各母线和电气设备分别装在几个不同高度的水平面上，被抬高的母线（可以是主母线或旁路母线）与断路器、电流互感器等部分电气设备重叠布置与高型配电装置不同，一组母线与另一组母线不重叠布置）。41.成套配电装置分为哪三类？答：成套配电装置分为低压配电屏（或开关柜）、高压开关柜和SF6全封闭组合电器3类。42.热量耗散的三种形式？答：1.对流2.辐射3.导热