发电厂电气部分复习

发电厂电气部分复习提纲

第1章能源和发电

1、按使用能源的不同发电厂的分类及各类电厂的特点P13

答：按一次能源的不同发电厂分为火力发电厂（以煤、石油和天然气为燃料）、水电发电厂（以水的位能作动力）、核能发电厂以及风能发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂、潮汐发电厂等。

火电厂的特点：①火电厂布局灵活，装机容量的大小可按需要决定；②发电厂的一次性建造投资少，单位容量的投资仅为同容量水电厂的一半左右；③火电厂耗煤量大；4、火电厂动力设备繁多，厂用电量和运行人员都多于水电厂，运行费高；5、燃煤发电机组由停机到开机并带满负荷需要几个小时到十几个小时，并附加耗用大量燃煤；6、电厂担负调峰、调频或事故备用，相应的事故增多，强迫停运率增高，厂用电率增高；7、火电厂的各种排放物对环境的污染较大。

水电厂的特点：1、可综合利用水能资源；2、发电成本低、效率高；

3、运行灵活；

4、水能可储蓄和调节；

5、水力发电不污染环境；

6、水电厂建设投资较大，工期较长；

7、水电厂建设和生产受河流的地形、水量等条件限制，发电量也受水文气象条件的制约；

8、由于水库的兴建、土地淹没等，给农业生产带来不利，还可能破坏自然界的生态平衡。

核电厂的特点：1、与火电厂比，其回路主系统及其辅助系统的运行和控制较复杂；2、反应堆的堆芯内，核燃料发生裂变反应释放核能的同时，也放出瞬发中子和瞬发r射线；3、核电厂在运行过程中，会产生气态、液态和固态的放射性废物；4、与火力发电厂相比，核电厂的建设费用高，但燃料所占费用较为便宜。

2、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14

答：火电厂的电能生产过程：1、燃料的化学能在锅炉中燃烧转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉生产的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称之为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转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。能量转换过程：燃料的化学能→热能→机械能→电能

3、轻水堆核电厂的分类及其各类的基本原理和特点P14答：分类：、压水堆核电厂；2、沸水堆核电厂

特点：1、压水堆核电厂由于以轻水慢化剂和冷却剂，反应堆体积小、建设周期短、造价较低，一回路系统和二回路系统分开，运行维护方便，需处理的放射性废气、废液、废物少。

2、沸水堆核电厂一回路系统和二回路系统不分开，都带辐射。

第2章发电、变电和输电的电气部分

1、一次、二次设备的概念P29 30

答：一次设备：生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器、断路器等

二次设备：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，包括仪表互感器、测量表计、继电保护及自动装置等。

2、分相封闭母线的特点P31

答：优点：1、供电可靠；2、运行安全；3、外壳有屏蔽作用，母线电动力大大减少，且基本消除了母线周围钢结构的发热；4、运行维护工作量小。

第3章常用计算的基本方法和理论

1、导体发热和散热的主要形式P64

答：导体发热的主要形式：长期发热、短时发热。导体散热的主要形式：对流、辐射、导热。

导体散热的主要形式：

2、导体的正常最高允许温度，不同材料导体的短时最高允许温度

P63-64

答：导体的正常最高允许温度，一般不超过+70℃，在计及太阳辐射的影响时，钢芯铝绞线及管型导体，可按不超过+80℃考虑；当导体接触面处有镀锡的可靠覆盖层，允许提高到+85℃;银覆盖时可提高到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，硬铝及铝锰合金200℃，硬铜300℃。

3、热稳定、动稳定的概念P171

答：热稳定：电气设备在一定时间内能承受短路电流的热作用而不发生热损坏的能力。

满足热稳定的条件：→短路电流产生的热效应；分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间。

动稳定：电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。

满足动稳定的条件：或。、：电气设备允许通过的动稳定电流幅值及其有效值；、：短路冲击电流幅值及有效值。

第4章电气主接线以及设计

1、各类电气主接线型式的接线方式、特点

答：接线方式：有汇流母线：1、单母线接线；2、双母线接线；

无汇流母线：1、桥型接线；2、角形接线；3、单元接线

特点：①单母线接线：接线简单，操作方便，设备少，经济性好，但可靠性差，调度不方便；②单母线分段接线：可以提高供电的可靠性和灵活性，对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，不致使重要用户停电；③双母线接线：供电可靠，调度灵活，扩建方便；④双母线分段接线：与双母线接线比，增加了两台断路器，投资有所增加，但提高了可靠性和灵活性。⑤单母线分段旁路母线的接线：极大地提高了可靠性，但增加了一台旁路断路器的投资；⑥双母线旁路母线的接线：需设两台旁路断路器，接线更为复杂。⑦一台半断路器接线：运行的可靠性和灵活性很高，在检修母线回路或断路器时，不必用隔离开关进行大量的倒闸操作，并且调度和扩建也方便；⑧单元接线：无母线接线中最简单的形式，接线简单，开关设备少，操作方便。

2、单母（分段）、双母（分段）及其带旁路接线、一台

半断路器接线的主接线图、运行方式及其典型的倒闸

操作步骤

答：倒闸操作原则：①防止隔离开关负荷合闸或拉闸；②防止了在断路器处于合闸状态下（或虽在合闸位置因绝缘介质性能破坏而导通），误操作隔离开关的事故不发生在母线隔离开关上，以避免误操作的电弧引起母线短路事故。

3、限制短路电流的措施P124-127

答：1、装设限流电抗器；2、采用低压分裂绕组变压器；3、采用不同的主接线形式和运行方式。

第5章厂用电

1、厂用电率概念P134

答：厂用电耗电量占同一时期内全厂总发电量的百分数，称为厂用电率。计算为：

2、厂用负荷分类及计算方法有哪些P150-151

分类：I类厂用负荷、II类厂用负荷、III类厂用负荷、0I类负荷、0II类负荷、0III类负荷。

计算方式：（1）换算系数法：

（2）轴功率法：

3、备用电源的备用方式及明、暗备用的概念和应用场合

P140

答：备用电源有明备用和暗备用两种方式。

明备用：设置专用的备用变压器（或线路），它经常处于备用状态（停运），当工作电源因故断开时，由备用电源自动投入装置进行切换接通，代替工作电源，承担全部厂用负荷。一般用在大中型发电厂，特别是大型火电厂中。

暗备用：不设专用的备用变压器（或线路），而将每台工作变压器容量增大，相互备用，当其中一台厂用工作变压器退出运行时，该台工作变压器所承担负荷由另一台厂用工作变压器供电。一般用在中小型水电厂和降压变电站。

4、厂用电动机自启动概念、分类及其自启动校验的原因答：自启动：若电动机失去电压之后，不与电源断开，在很短时间（一般在0.5~1.5s）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，这一过程称为电动机的自启动。

分类：91）失压自启动；（2）空载自启动；（3）带负荷自启动。

校验原因：若参加自启动的电动机数量多，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。

5、根据断路器的动作顺序的不同，厂用电源的几种切换方

式及其各自特点和应用场合P167

答：分为并联切换、串联切换和同时切换3种。

特点：并联：又称“先合后分”，指先合上厂用备用电源，同时确认备用电源已合上，使厂用备用电源与厂用工作电源在厂用电高压母线上有短时并列，优点是保证厂用电连续供给，缺点：并联运行期间短路容量增大，要增加断路器的断流容量。多应用于正常方式的切换，如开机、停机等。

串联：一个电源被切除后，同期条件又满足，才允许投入另一个电源，优缺点与并联切换相反。多应用于事故方式的切换。

同时切换：跳工作电源命令与启备用电源命令基本同时发出，在切换期间，可能有几个周波失电时间，也可能出现1~2周波两个电源并联运行情况。既可用于正常方式的切换，也可用于事故方式的切换。

第6章导体和电气设备的原理与选择

1、概念断路器灭弧主要取决于哪两个因素P175

答：断路器灭弧取决于弧隙的介质强度恢复速度和弧隙电压上升速度的

比较，弧隙介质强度若大于恢复电压，则电弧熄灭，反之，电弧重燃。

2、现代高压开关电器的常用灭弧方法P175-176

答：1、采用灭弧介质。利用介质的传热能力、介电强度、热游温度和热容量的特性，达到去游离作用，从而灭弧。2、采用特殊金属材料作灭弧触头。熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属作触头材料，可以减少热电子发射和电弧中的金属蒸汽，抑制游离作用。同时，触头材料还要求有较高的抗电弧、抗熔焊能力。常用的触头材料有铜、钨合金和银、钨合金等。3、利用气体或油吹动电弧。在灭弧室，是气体或油产生巨大的压力并有力地吹向弧隙，将使带电离子扩散和强烈地冷却而复合。4、采用多断口熄弧。由于加在每个断口的电压降低，使弧隙恢复电压降低，亦有利于熄灭电弧。5、提高断路器触头的分离速度。

3、断路器的作用、特点和选择方法P173

答：高压断路器主要功能是：正常运行时倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，起保护作用。其最大特点是：能断开电气设备中负荷电流和短路电流。

选择方法：1、断路器种类和型式的选择。按照断路器采用的灭弧介质可分为油断路器（多油、少油）、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器等。2、额定电压和电流选择。，3、开断电流选择。4、短路关合电流的选择。5、短路热稳定和动稳定校验。6、发电机断路器的特殊要求。

4、隔离开关的作用、特点和选择方法P182

答：高压隔离开关的主要功能是保证高压电气设备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某些切换操作。（隔离电压、倒闸操作、分、合小电流）

工作特点：在有电压、无负荷电流情况下分、合线路。

选择方法：与断路器相比，在额定电压、电流的选择及短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。

5、为何电流互感器正常运行时二次侧不允许开路，电压互

感器正常运行时二次侧不允许短路？P191

答：电流互感器由正常短路工作状态变为开路工作状态，，励磁磁动势由为数甚小的骤增为，铁心中的磁通波形呈现严重饱和的平顶波，因此二次绕组将在磁通过零时感应产生很高的尖顶波电动势，危及工作人员和仪表、继电器的绝缘。

电压互感器二次侧发生短路时，由于回路中电阻和剩余电抗均很小，短路电流可达额定电流的几十倍，此电流将产生很高的共振过电压，危及设备和人身安全。

6、电流（压）互感器准确级、额定容量的概念P191 193答：电流互感器的准确级：在规定的二次负荷变化范围，一次电流为额定值时的最大电流误差。

电压互感器的准确级：在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，二次负荷功率因数为额定时，电压误差的最大值。

电流互感器的额定容量：是指电流互感器在额定二次电流和额定二次阻抗下运行时，二次绕组输出的容量

电压互感器的额定容量：指对应于最高准确级下的容量（VA）。

7、电流互感器需要选择和校验哪些方面？P187-189

答：电流互感器需要选择：1、种类和型式；2、一次回路额定电压和电流；3、准确级和额定容量；

校验：热稳定、动稳定。

8、F－C回路的概念P201

答：高压熔断器与高压接触器的配合，被广泛用于300~600MW大型火电机组的厂用6KV高压系统，称为“F—C回路”。它用限流式高压熔断器作保护元件，关合或开断短路电流，而用接触器作操作元件，接通或断开负荷电流。

9、导体截面的选择方法，经济截面的概念P204

答：选择方法：1、按长期发热允许电流；2、按经济电流密度

当导体具有某一大小的截面时，年计算运行费用最低，与此对应的截面称之为经济截面，所对应的电流密度，称为经济电流密度。

经济截面：：导体在回路中最大持续工作电流；：经济电流密度。

第7章配电装置

1、最小安全净距的定义和分类P216

答：指在这一距离下，无论在正常最高工作电压或出现内、外部过电压时，都不致使空气间隙被击穿。分A、B、C、D、E五类。

2、描述配电装置连接、布置、安装情况的图纸类型P配置

图、平面图、断面图

3、屋内、屋外、成套配电装置的特点P219

答：屋内：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、维护、巡视和操作在室内进行，可减轻维护工作量，不受气候影响；3、外界污秽空气对电器影响较小，可以减少维护工作量；4、房屋建筑投资较大，建设周期长，但可采用价格较低的户内型设备。

屋外：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、相邻设备之间距离较大，便于带电作业；4、与屋内配电装置相比，占地面积大；5、受外界环境影响，设备运行条件较差，须加强绝缘；6、不良气候对设备维修和操作有影响。

成套：1、电器布置在密闭或半密闭的金属（外壳或金属框架）中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；2、所有电器元件已在工厂组装成一体，如SF6全封闭组合电器、开关柜等，大大减少现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬迁；3、运行可靠性高，维护方便，；4、耗用钢材较多，造价较高。

4、“五防”的概念P225

答：1、防止误拉分隔离开关；2、防止带接地线合闸；3、防止带电合接地开关；4、防止误拉合断路器；5、防止误入带电间隙。

第8章发电厂和变电站的控制与信号

1、发电厂的控制方式及其特点P256

答：控制方式：主控制室控制方式和机炉电集中控制方式。

特点：1、采用分离控制，设电气主控室、锅炉分控室和汽机分控室。

2、机、炉、电设备集中在一个单元控制室控制。

2、集控站的概念P257

答：目前在经济发达地区，110KV及以下的变电站通常采用无人值班的远方遥控方式，而220KV及以上的变电站一般采用值班员控制方式，并常常兼作其所带的低电压等级变电站的控制中心。

3、断路器控制回路的类型及其应用场合P264

答：类型：按监视方式分为灯光监视的控制回路、音响监视的控制回路前者应用较为普及，而后者一般只用于在电气主接线的进出线很多的场合，以减少控制屏所用的空间。

题型：填空、选择、概念解释、问答、识图题