燕山大学发电厂电气部分课程设计 大型骨干电厂电气主接线
目录
第一章原始资料的分析 (1)
1.1电压等级 (1)
第二章电气主接线方案 (1)
2.1 电气主接线设计的基本原则 (1)
2.2 具体方案的拟定 (2)
第三章主要电气设备的选择 (4)
3.1 发电机 (4)
3.2 主变压器 (4)
3.4 断路器和隔离开关 (5)
3.5电压互感器 (8)
3.6电流互感器的选择 (9)
3.7 母线的导体 (10)
第四章方案优化 (11)
第五章短路电流计算 (12)
5.1 等效阻抗网络图 (12)
5.2阻抗标幺值计算 (12)
5.3 短路点短路电流计算 (14)
Q的计算 (15)
5.4 短路电流热效应
K
第六章校验动、热稳定（设备） (17)
6.1断路器稳定校验 (18)
6.2 隔离开关稳定校验 (18)
6.3电流互感器稳定校验 (19)
6.4 母线导体稳定校验 (20)
第七章心得体会 (20)
参考资料 (21)
大型骨干电厂电气主接线
第一章原始资料的分析
1.1电压等级
根据原始资料的分析可知，需要设计的是一个大型骨干凝汽电厂，共有两个电压等级：220KV，500KV
1.2 系统（电源）、负荷
电压等级进出线回数负荷(max) 负荷(min)
220kv 4 600MW 300MW
500kv 6
1.3 发电机、主变压器容量及台数
发电机容量和台数为6× 300MW (QFSN-300-2）
因此主变压器的台数选为6台。
1.4 联络变压器
选择三绕组变压器，连接两个电压等级，剩余一端引接备用电源。
第二章电气主接线方案
2.1 电气主接线设计的基本原则
电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家的经济建设方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下、兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。
电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流，高电压的网络，它要
求用规定的设备文字和图形符号，并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置全部基本组成和连接关系，代表该变电站电气部分的主体结构，是电力系统结构网络的重要组成部分。
主接线设计的合理性直接影响电力系统运行的可靠性，灵活性及对电器的选择、配电装置、继电保护、自动控制装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。
2.2 具体方案的拟定
（1）220KV电压等级。出线回数6回，大于4回，为使其出线断路器检修时不停电，应采用单母线分段带旁路或双母线带旁路，以保证其供电的可靠性和灵活性。220KV侧最大负荷为600MW，其进线拟以3台300MW机组按发电机—变压器单元接线形式接至220KV母线上，其剩余容量或机组检修时不足容量由联络变压器与500KV接线相连，相互交换功率。
（2）500KV电压等级。500KV负荷容量大，其主接线是本厂向系统输送功率的主要接线方式，为保证可靠性，有多种接线方式，经定性分析筛选后，可选用的方案为一台半断路器接线和双母线带旁路接线，通过联络变压器与220KV侧连接，3台300MW 机组按发电机—变压器单元接线形式接至500KV侧母线上。
方案1，220KV母线选双母线带旁路，500KV母线选一台半断路器接线。
方案2，220KV母线选单母线分段带旁路，500KV母线选双母线带旁路。
第三章 主要电气设备的选择
3.1 发电机
由原始资料可知，需选用6台MW 300的发电机，型号为2300--QFSN
表3.1 2300--QFSN 的主要参数 视在功率MWA 用功功率
MW
额定电压V 额定电流A 功率因数 353 300 20000
10189
0.85
3.2 主变压器
300MW 发电机组中发电机与主变压器的接线采用发电机—变压器单元接线。主变压器的容量为发电机的额定容量扣除本机组厂用负荷后，留有10%的裕度。
()?cos 11.1P GN T K P S -≈()85.0%613001.1-?=
9.364=MVA
GN P —发电机容量，P K —厂用电率，?cos —功率因数
联络变压器容量应该不小于两种电压母线最大一台机组容量（MW 300）
查《电气工程电气设备手册》选择主变压器及联络变压器型号为
表3.1 主变压器和联络变压器的参数
用途型号连接组号额定电压KV
高/中/低
阻抗电压
K
U%
空载电
流%
空载损
耗kW
负载损耗
kW
500KV侧主变压器SFP-360000
YNd，d11
高压：525
低压：20
16 255 1060
220KV侧主变压器SFP-360000
YNd，d11
高压：%
5.2
2
242?
±
低压：20
14.3 0.28 190 860
联络变压器ODFPSZ-360000
/360000/4000
YN，a0，
d11
高压：550
中压：%
10
246±
低压：35
高-低：26
高-中：10
中-低：41
190 800 3.4 断路器和隔离开关
3.4.1断路器的选择
除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装
调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我
国断路器的生产情况，电压等级在10KV~220KV的电网一般选用少
油断路器，电压110~300KV的电网，当少油断路器不能满足要求时，
可以选用SF
6
断路器，大容量机组采用封闭母线时，如果需要装设
断路器，应选用发电机专用断路器。
(1)SF6断路器的特点：
1.灭弧能力强；介质强度高，单元灭弧室的工作电压高，开断
电流大然后时间短。
2．开断电容电流或电感电流时，无重燃，过电压低。
3．电气寿命长，检修周期长，适于频繁操作。
4．操作功小，机械特性稳定，操作噪音小。
（2）选择原则：
1.N
I≥
MAX
I
2. U
N
≥U
SN
1）单元接线上的断路器（-
-
N
P主变压器额定功率）
220kV 侧发电机出口断路器
500kV 侧发电机出口
断路器
2)联络变压器出口侧断路器（--N P 联络变压器各相对应的绕组功率） 220KV 侧 KA U p I N N MAX 992.022031000
3605.01305
.1=???== 500KV 侧 KA U p I N N MAX 436.050031000
3605.01305
.1=???== 35KV 侧 KA U p I N N MAX 069.035
31000
45.01305.1=???== 3)出线断路器
220KV 侧出线上
KA N COS U P I N MAX MAX 370.05
85.02203600
)1(3=???=-=
?
MAX P ——该出线侧最大负荷
500KV 侧出线上
KA N COS U P I N MAX 630.03
85.05003%
618003001800)1(3=????--=-=
?
MAX P ——送出厂的最大电力
4)旁路断路器
旁线上最大负荷电流MAX I 与出线上最大负荷电流MAX I 相等
kA U P I N N MAX 992.0220
3360
05.1305.1=??=?=kA U P I N N MAX 436.0500
3360
05.1305.1=??=?=
220KV 侧
KA N COS U P I N MAX MAX 370.05
85.02203600
)1(3=???=-=
?
500KV 侧
KA N COS U P I N MAX 630.03
85.05003%
618003001800)1(3=????--=-=
?
5)220KV 侧母联断路器 KA U p I N N MAX 36.2220
3300
33=??==
(3)查《电气工程电气设备手册》选定断路器 表3.2高压6SF 断路器的参数
型号
额定电流N
I （kA ） 额定电压N
U （kV ）
额定开断电流I N6r
（kA ） 额定关合电流
I res （kA ）
热稳定电流t I
（kA ） 固有分闸时间 （s ）
LW7-220 3.15 220 40 100 40（4S ） 0.043
SFM 2 500 40 100 40(3S) 0.02 LW-220 1.6 220 40 100 40(3S) 0.04 LW8-35
1.6
36
25
63
25(4S) 0.06
3.4.2隔离开关的选择
（1）隔离开关与断路器相比，在额定电压、额定电流的选择是
相同的。
（2）选择原则： 1.MAX N I I ≥ 2. U N ≥U SN
（3）查《电气工程电气设备手册》选定隔离开关 表3.3 屋外型高压隔离开关的参数 型号 额定电流N I （kA ） 额定电压N U （kV ）
动稳定电
流峰值
（kA ）
3s 热稳定
电流I t （kA ） GW4-220 DW
2.5 220 125 50 GW4-220 1.25 220 80 31.5 GW7-500 2.5 500 100 40 GW4-35W 1 35 80 25(4S)
3.5电压互感器
(1)一次回路额定电压和电流的选择原则：
MAX N I I ≥ SN N U U ≥
浇注式用于 3~35KV ，油浸式主要用于110KV 及以上，6SF 气体
绝缘电压互感器一般为110KV 及以上与GIS 配套使用。 （2）查《电气工程电气设备手册》选定隔离开关 表3.4电压互感器的参数
用途 型号 额定电压（初级绕组）KV 额定电压（次级绕组）KV
二次负荷(0.5级)VA 绝缘方式
发电机出口侧 JDJ2-35发电机出口 35 0.1 150 油浸式 220KV 侧母线
TYD220／3-0.005 220／3 0.1／3
150 电容式
500KV 侧母线
TY 3D 500／
005.0005.03H -
500／3 0.1／3
300 电容式
3.6电流互感器的选择
（1）一次回路额定电压和电流的选择原则：
MAX N I I ≥
SN N U U ≥
发电机出口侧20KV 侧
KA COS U P I N MAX 0697.185
.0203300
05.1305.1=???==
?
220KV 侧母线
KA COS U P I N MAX 36.285
.02203300
05.1305.1=???==
?
500KV 侧母线
KA COS U P I N MAX 63.085
.05003300
05.1305.1=???==
?
（2）查《电气工程电气设备手册》选定隔离开关
表3.5电流互感器的参数
型号 额定电流比 次级组合 二次负荷（0.5级）VA
准确级次
LMZB3-20 15000／5 0.5／0.5 3 0.5级 LRBT-220 2500/1 20 0.5级 LRBT-500 1200/1 25 0.5级
变压器侧电流互感器的选择
型号 额定电流比 准确级数 1s 热稳定倍数 动稳定倍数 LCWD3-220 1200/5 0.5 35 2.5×35 型号 额定电流比 准确级数 短时热稳定电流KA
动稳定电流KA
LB2-500 2×1250/1 0.5 25~50(3s) 62.5~12.5
3.7 母线的导体
110KV 及以上高压配电装置，一般采用软导线。当采用硬导线时，宜采用铝锰合金管型导体。 选择原则：
为节约投资允许选择小于经济截面的导体，按经济电流密度选择的导体截面的允许电流还必须满足按导体长期发热允许电流选择的要求。
（1）按经济电流密度选择
查阅《发电厂电气部分课程设计参考资料》得，最大负荷利用小时在5000以上，铝裸导体的经济电流密度J=0.9 220KV 侧 KA COS U P I N N MAX 945.185
.02203600
05.1305.1=???==
?
经济截面 221609
.01000
945.1mm J I S MAX J =?== 500KV 侧
KA COS U P I N N MAX 986.185
.05003%)618003001800(05.1305.1=???--?==
?
经济截面 222079
.01000
986.1mm J I S MAX J =?==
查阅《电力工程电气设计手册》可知，没有满足导体截面小于经济截面要求的导体，则选择导体截面最小的导体。
选择结果：23800
mm S = A I al 5720=(涂漆） （2）按导体长期发热允许电流选择
查阅《发电厂电气部分》附表3可知K=0.72 均满足KA KI I al MAX 118.472.572.0=?=≤的要求。
第四章 方案优化
方案的经济比较项目
（1）综合总投资元)100
1(0a
I I +
= （2） 运行期的年运行费用 )(21元I I A C ?+?+??=' 其中：
双绕组变压器
)())((1)(00h KW S S
Q K P n T Q K P n A MAX N K K ??+?+?+?=?τ
三绕组变压器
[MAX K K MAX K K Q K P Q K P n
T Q K P n A 22211100)()(1
)(ττ?+?+?+?+
?+?=? ])()(333h KW Q K P MAX K K ??+?+τ
（3）抵偿年限法
如果比较方案的产量不同，可用抵偿年限法用产品单位和单位成本进行比较。
抵偿年限法计算公式：2
11
2C C I I T a '-'-=
由于两种方案采用相同型号，相同数量的变压器，只能通过
断路器数量来比较经济性。1方案使用25个断路器，而2方案只用22个断路器，在经济上方案II 最优；然而，主接线最终方案的确定，还必须从可靠性、灵活性等多方面综合评价。
一、可靠性：1方案中220KV 母线可靠性较高，无论是母线或者
断路器检修都不至于部分线路停电；500KV 一台半断路器可靠性较高。
二、灵活性：2方案中500KV 母线在检修时基本无需操作，而方
案II 中500KV 操作复杂，容易误操作。
通过定性分析和可靠性及经济计算，在技术上（可靠性、灵
活性）
1方案明显占优势，但在经济上则不如2方案。鉴于本课题设计大型骨干电厂，应以可靠性和灵活性为主，所以经综合分析，决定选1方案为最终设计方案。
第五章 短路电流计算
5.1 等效阻抗网络图
5.2阻抗标幺值计算
5.2%)%%(%)32()31()21(211-=-+=---K K K K U U U U 5
.12%)%%(%)31()32()21(212=-+=---K K K K U U U U
5.28%)%%(%)21()32()31(213=-+=---K K K K U U U U 取MVA S d 100= 联络变压器电抗标幺值
00069.0360100100
5.2100%1*
1=-=??-=?=
N d K S S U X 035.0360100100
5.12100%2*
2=??=?=
N d K S S U X 125.74
100100
5.28100%3*
3=??=?=
N d K S S U X 0397.0360100100
3.14100%*
3*
2*
1=??=?=
==N d K T T T S S U X X X 044.0360
100100
16100%*
6*5*4=??=?=
==N d K T T T S S U X X X 041.0143.0353
100*
6*
5*
4*
3*2*1=?="?=
=====d N d G G G G G G X S S X X X X X X
等效电路图计算时，可将母线两侧等值阻抗并联计算，如图
0269
.03
0397.0041.03*1
*1*
1
=+=+=T G GT X X X
kV U d 5002=取kA I I I d 32.15262.048.581
*
)3(1)3(1=?=?=∑∑kA kA I i sh 066
.3932.1555.255.2)3(1)3(1=?==∑
5.3 短路点短路电流计算 取MVA S d 100=
(1) K1点短路： 总值阻抗
三相短路断流周期分量有效值标幺值
三相短路电流周期分量有效值
三相短路冲击电流
(2) K2点短路： 总值阻抗
012
.002.03044.0041.03**4
*4*2
=+=+=S T G GT X X X X
035.0*2
*
1
*12
=+=X X X kA
kA I d 115.0500
3100
2=?=
kA
kA I d 262.0220
3100
1=?=kV
U d 2201=取()
()0171.0012.0035.00269.0012.0035.00269.0*2
*12*1
*2*12*1*1=+++?=+++=
∑GT GT GT GT X
X X
X X
X
X 48.580171.011*
1*)3(1===∑X I K 012.0)035.00269.0()(**
*?++X X X
kA
I I I d 39.11115.001.992*
)3(2)3(2=?=?=∑∑kA kA I i sh 035
.2939.1155.255.2)3(2)3(2=?==∑
三相短路断流周期分量有效值标幺值
三相短路电流周期分量有效值
三相短路冲击电流
5.4 短路电流热效应K Q 的计算 已知：发电机出口处后备保护时间s t pr 2.12=，断路器燃弧时
间一般为s 04.0~02.0t a =。
短路电流作用时间s t t t t a in pr k 12>++=，
短路电流的热效应)10(12
222k k t t k p K I I I t Q Q ++''=
= （1）220KV 母线侧，断路器固有分闸时间s 043.0t in =
s t t t t a in pr k
283.104.0043.02.12=++=++=
额定容量e S 下的计算电抗
（--∑1*X 各电源合并后的计算电抗标幺值，--∑
e S 各电源合
01.990101.011*2*
)3(2===∑X I K 308.00171.010018001*1
=?=?=∑∑MVA
MW
S S X X d e js
kA
MW
I j 724.4220
31800=?=
kA
MW
I j 078.2500
31800=?=
并后总的额定容量MVA ） 根据
1js X 的值，查阅《电力工程电气设计手册》的汽轮发电机
运算曲线得： t=0s 时，8.33I *
=
各电源合并后总的额定电流为：
，23.2I *=
kA I I j 53.10724.423.2I *2t k =?=?=
kA I I k t 32.15I 1*=≈=∑∞
（2）
500KV 母线侧，断路器固有分闸时间s 02.0t in
=
s s s s t k 26.104.002.02.1=++= 额定容量e S 下的计算电抗
（--∑2*X 各电源合并后的计算电抗标幺值，--∑e S 各电源合
并后总的额定容量MVA ） 根据
2js X 的值，查阅《电力工程电气设计手册》的汽轮发电机
运算曲线得： t=0s 时，98.5I *
=
各电源合并后总的额定电流为：
kA
I I I j 96.15724.438.3"*=?=?=时6.02
t t k
==
283.112
32.1553.101096.15222?+?+=K Q ()[]
s
kA ?=2
88.1701818.00101.010018002*2=?=?
=∑∑MVA
MW
S S X X d e js kA
I I I j 63.6078.298.5"*=?=?=
19.3I *=
kA I I j 63.6078.219.3I *2t k =?=?=
kA I I k t 39.11I 2*=≈=∑∞
第六章 校验动、热稳定（设备）
热稳定的条件为
K 2
t Q t I ≥ 或 K N t Q I K ≥21)(
式中 K Q ——短路电流产生的热效应；
t I ，t ——电气设备允许通过的热稳定电流和时间
--N I 1一次额定电流 --t K 一次额定电流的倍数 动稳定的条件为 sh es sh es I I i i ≥≥或
sh es N i K I ≥12
式中 sh sh I i ，----短路冲击电流幅值及其有效值；
es es I i ，----电气设备允许通过的动稳定电流幅值及有
效值；
--es K 动稳定电流倍数
时6.02
t t k
==
[]
s
KA Q K ?=?+?+=22
22)(00.7626.112
39.1163.61043.12
kA kA I i sh 066
.3932.1555.255.2)3(1)3(1=?==∑kA
kA I
i
sh 035.2939.1155.255.2)3(2
)3(2
=?==∑6.1断路器稳定校验 （1）热稳定校验 220kV 电压等级
())s kA (6400s 4kA 40t I 22
2
t ?=?=?
由第五章中短路电流热效应的计算可知，在220kV 母线上
()[]
s kA Q k ?=2
88.170
∴ K 2t Q t I ≥ 成立，则220kV 母线侧断路器满足热稳定校
验
500kV 电压等级
())s kA (6400s 4kA 40t I 222t ?=?=?
由第五章中短路电流热效应的计算可知，在500kV 母线上
()[]
s kA 00.76Q 2
k ?=
∴ K 2
t Q t I ≥ 成立，则500kV 母线侧断路器满足热稳定校验
（2）动稳定校验
由第五章短路冲击电流的计算可知
sh es i i ≥均成立，即所选断路器满足动稳定校验。
6.2 隔离开关稳定校验 （1）热稳定校验 220kV 电压等级
())(750035022
2
s kA s kA t I t ?=?=?
kA kA I i sh 066.3932.1555.255.2)3(1)3(1=?==∑kA kA I i sh 035
.2939.1155.255.2)3(2)3(2=?==∑())(75.297635.3122
2
s kA s kA t I t ?=?=?
由第五章中短路电流热效应的计算可知，在220kV 母线上
()[]
s kA Q k ?=2
88.170
∴ K 2t Q t I ≥ 成立，则220kV 母线侧隔离开关满足热稳定校验。 500kV 电压等级
())(4800340222s kA s kA t I t ?=?=?
由第三章中热稳定校验Q k 的计算可知，在220kV 母线上
()[]
s kA 00.76Q 2
k ?=
∴ K 2t Q t I ≥ 成立，则500kV 母线侧隔离开关满足热稳定
校验。
（2）动稳定校验
由第五章短路冲击电流的计算可知
sh es i i ≥均成立，即所选隔离开关满足动稳定校验。
6.3电流互感器稳定校验 （1）热稳定校验 220KV 电压等级
()=2
1N t I K ()2
120035?=1764()[
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1n t I K k Q ≥成立 ，则220kV 侧电流互感器满足热稳定校验。
火力发电厂电气主接线课程设计报告
前言 电气主接线代表了发电厂和变压所高电压、大电流的电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性。对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。本火电厂电气主接线主要从可靠性、灵活性、经济性三方面综合考虑并设计。可靠性包括：发电厂和变电所在电力系统中的地位；负荷性质和类别；设备的制造水平；长期运行实际经验。灵活性包括：操作的方便性；调度的方便性；扩建的方便性。经济性包括：节省投资；降低损耗等。综合以上三方面的考虑展开火电厂电气主接线的设计，并对设计进行可行性分析，得出结论：本设计适合实际应用。
1对原始资料的分析 火力发电厂共有两台50MW的供热式机组，两台300MW的凝汽式机组。所以Pmax=700MW；机组年利用小时Tmax=6500h。 设计电厂容量:2*50+2*300=700MW； 占系统总容量700/（3500+700）*100%=16.7%； 超过系统检修备用容量8%-15%和事故备用容量10%的限额。 说明该厂在系统中的作用和地位至关重要。 由于年利用小时数为6500h>5000h,远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数。 该电厂在电力系统中将主要承担基荷，从而在设计电气主接线时务必侧重考虑可能性。 10.5KV电压级：地方负荷容量最大为25.35MW，共有10回电缆馈线，与50MW发电机端电压相等，宜采用直馈线。 220KV电压级：出线回路为5回，为保证检修出线断路器不致对该回路停电，宜采用带旁路母线接线方式。 500KV电压级：与系统有4回馈线，最大可能输送的电力为700-15-200-700*6%=443MW。500KV电压级的界限可靠性要求相当高。
发电厂电气部分试题
发电厂电气部分试题 篇一：发电厂电气部分试题 《发电厂电气部分》试卷(B) 一、填空题(每题2分，8、9题各3分，共20分) 1. 电源支路将电能送至母线，引出线从母线得到电能。因此,母线起到 2. 目前世界上使用最多的是核电厂是__轻水堆___核电厂，即__压水堆__核电厂和__沸水堆__核电厂。 3. 通常把__生产___、_输送__、_分配__、__转化____和_使用电能__的设备，称为一次设备。 4. 隔离开关的作用是隔离电压、倒闸操作和分合小电流。 5. “F-C回路”是高压熔断器与高压接触器(真空或SF6接触器) 的配合，被广泛用于200～600MW大型火电机组的厂用6kV 高压系统。 6. 根据布置的型式，屋内配电装置通常可以分为单层式、、和三种型式。 7. 当额定电压为110kV及以上时，电压互感器一次绕组与隔离开关之间不安装高压熔断器。这时，如果电压互感器高压侧发生短路故障，则由母线的继电保护装置动作切断高压系统的电
源。 8. 有汇流母线的接线形式可概括地分为__单母线__和_双母线__两大类;无汇流母线的接线形式主要有__单元接线__、_桥型接线_和_角型接线_。 9. 防电气误操作事故的“五防”是指__防止误拉合隔离开关__、_带接地线合闸_、__误拉合断路器__、_带电合接地开关_和_误入带电间隔____. 二、概念解释题(每题5分，共25分) 1、电气主接线：由电气设备通过连线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。 2、最小安全净距：在这一距离内，无论是在正常最高工作电压或者出现内部、外部过电压时，都不至于使得空气间隙被击穿。 3、电压互感器的准确级：由互感器系统定的等级，其误差在规定使用条件下应在规定的限值之内负荷，二次回路的阻抗，通常以视在功率(VA)表示。 4、厂用电率：厂用电率是发电生产过程中设备设施消耗的电量占发电量的比例。 5、明备用、暗备用：答：设置了专门的备用厂用变明备用，多了一台备用变 没有设置专门的备用厂用变暗备用，每台厂用变的容量要大 三、问答题(6题，共35分) 1、简述发展联合电力系统具有哪些效益。(5分)
(完整word版)发电厂电气部分 知识点总结
2-1哪些设备属于一次设备二次设备答：通常把生产、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。其中对一次设备和系统的运行进行测量、控制、监视和保护的设备称为二次设备电气主接线：由高压电气设备通过连接线，按其功能要求组成的接受和分配电能的电路 第三章 3-1长期发热短期发热意义和特点 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；使绝缘材料性能降低；使金属材料色机械强度下降；使导体接触部分电阻增强。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。这些热量在短时间内不容易散出，于是导体的额温度迅速升高。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，由正常工作电流产生的；短时发热，由故障时的短路电流产生的。 3-3导体长期发热允许电流的根据是根据什么确定的？提高允许电流应采取哪些措施？ 是根据导体的稳定温升确定的，为了提高导体的载流量，宜采用电阻率小的材料。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，而矩形和槽型的表面积则较大。导体的布置应采用去散热效果最佳的方式，而矩形截面导体竖放的散热效果比平放要好。 对电气主接线要求：可靠灵活经济4-2隔离开关与断路器的区别？对它们的操作程序应遵循那些重要原则 断路器有开合电路的专用的灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通货切断电路的控制电器。而隔离开关没有没虎装置，其开合电流作用极低，只能用做设备停用后退出工作时断开电路。原则：①防止隔离开关带负荷合闸或拉闸。②防止在断路器处于合闸状态下误操作隔离开关的事故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。 高压断路器：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，能快速切断故障贿赂，保证无故障回路正常运行，起保护作用。高压隔离开关：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，仅允许用于不产生大电弧的切换操作 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分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修处线路断路器时，如何操作？ 答：主母线主要用来汇集电能和分配电能。旁路母线主要用于配电装置检修断路器时不致中断回路而设计的。设置旁路短路断路器极大的提高了可靠性。而分段断路器兼旁路断路器的连接和母联断路器兼旁路断路器的接线，可以减少设备，节省投资。当出线的断路器需要检修时，先合上旁路断路器，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，就不会断开，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，有旁路断路器代替断路器工作，便可对断路器进行检修。 4-8电器主接线中通常采用哪些方法限制短路电流？ 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。 4-9为什么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。分裂电抗器在正常运行时两分支的负荷电流相等，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，分裂电抗器每个臂自感电抗的1/4、而当某一分支短路时X12=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。5-0工作电源，备用电源 发电厂的厂用工作电源是保证正常运 行的基本电源，工作电源应不少于2 个，现代发电厂一般都投入系统并联 运行。备用电源用于工作电源因事故 或检修而失电时替代工作电源，起后 备作用、 5-1什么叫厂用电和厂用电效率？ 答：发电厂在启动、运转、挺役、检 修过程中，有大量以电动机拖动的机 械设备，用以保证机组的主要设备（如 锅炉、汽轮机或水轮机和发电机等） 和输煤、碎煤、除灰、除尘以及水处 理的正常运行。这些电动机以及全场 的运行、操作、试验、检修、照明等 用电设备都属于厂用电负荷，总的耗 电量，统称为厂用电。 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，分为以下四类。 Ⅰ类厂用负荷。凡是属于短时（手动 切换恢复供电所需要的时间）停电会 造成主辅设备损坏、危急人身安全、 主机停运以及出力下降的厂用负荷， 都属于Ⅰ类负荷。 Ⅱ类厂用负荷。允许短时停电(几秒钟 或者几分钟)，不致造成生产紊乱，但 较长时间停电有可能损坏设备或影响 机组正常运转的厂用负荷，均属于Ⅱ 类厂用负荷。 Ⅲ类厂用负荷。较长时间停电，不会 直接影响生产，仅造成生产上的不方 便的厂用负荷，都属于Ⅲ类厂用负荷。 0类不停电负荷，直流保安负荷，交 流保安负荷。 对厂用电电压等级的确定和厂用电源引接 的依据是什么？ 答：厂用电电压等级是根据发电机额定电 压、厂用电电动机的电压和厂用电供电网络 等因素，相互配合，经过技术经济综合比较 后确定的。在大容量发电厂中，要设启动电 源和事故保安电源， 火电厂厂用接线为什么要锅炉分段？ 为提高厂用电系统供电可靠性，通常 用哪些措施？ 答：为了保证厂用供电的连续性，使 发电厂能安全满发，并满足运行安全 可靠性灵活方便。所以采用按锅炉分 段原则。为提高厂用电工作的可靠性， 高压工作厂用变压器和启动备用变压 器采用带负荷调压变压器，以保证厂 用电安全，经济的运行。 何谓厂用电动机的自启动？为什么要 进行电动机的自启动校验？如果厂用 变压器的容量小于自启动电动机总容 量时，应该如何解决？ 厂用电系统运行的电动机，当突然断 开电源或者厂用电压降低时，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性。若电动 机失去电压以后，不予电源断开，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， 电动机惰性将未结束，又自动恢复到 稳定状态运行，这一过程称为电动机 的自启动。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，将危急电 动机的安全以及厂用电网络的稳定运 行，因此，必须进行电动机的自启动 校验。若不能自启动应采用：1.失压自 启动。2.空载自启动。3.带负荷自启动。 6-6电压互感器一次绕组及二次绕组 的接地各有什么作用？ 一次接地是工作接地，保护接地二次 侧接地是为防止高低压线圈击穿，高 压引入低压，造成设备损坏危机人身 安全 6-9电流互感器误差与那些因素有关 电流互感器的电流误差fi及相位差δi 决定于互感器铁心及二次绕组的结 构，同时又与互感器的运行状态有关。 6-10运行中为什么不允许电流互感器 二次回路开路？ 二次绕组开路是，电流互感器由正常 工作状态变为开路工作状态，I2=0， 励磁磁动势由正常为数甚小的I0N1 骤增为I1N1，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 在磁通为零时，感应产生很高的尖顶 波电动势，其值可达数千伏甚至上万 伏，危及工作人员的安全和仪表、继 电器的绝缘。由于磁感应强度剧增， 会引起铁心和绕组过热。此外，在铁 芯中还会产生剩磁，使互感器准确度 下降。 6-11三相三柱式电压互感器为什么不能 测量相对地电压？ 测中性点电压时，应使互感器一次侧中 性点接地，但是由于普通三相三柱式电 压互感器一般为Y,yn型接线，它不允许 一次侧中性点接地，故无法测量对地电 压。 7-2试述最小安全净距的定义及分类。 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、外部过 电压时，都不致使空气间隙被击穿。对 于敞露在空气中的屋内、外配电装置中 有关部分指尖的最小安全净距分为 ABCDE五类。 8-3断路器控制回路应满足哪些基本要 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。 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 回路应具有反应断路器位置状态的信 号。④具有防止断路器多次合、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？ 手动合闸：①合闸前，断路器处于 跳闸状态，动断触点QF1-2在合位控 制开关在跳闸后，触点SA11-10处于接 通状态+1→SAH-10→绿灯HG→R3→ QF1-2→合闸接触器KM→-1形成通路 犹豫R3限流作用KM不动作这是绿 灯HG发平光②预备合闸将控制开关 手柄顺时针转90°进入“预备合闸”位 置触点SA9-10、SA14-13接通 SA11-10断M100→SA9-10→HG→R3 →QF1-2→KM→-1 这是绿灯发闪光 ③将控制开关顺时针转45°至合闸位 置SA5-8接通+1→SA5-8→KCF3-4→ QF1-2→KM→-1此时么有R3 达到QM 的动作值KM将常开触点闭合(YC通 电、合闸完毕) +2→KM→YC→KM→-1 合闸线圈带电带动断路器操纵机构合 闸④合闸后断路器辅助触电互相切 换位置+1→SA13-17→HR1→R4→ KCF1→QF3-4→Y7→-1红灯HR发平光 手动跳闸：①操作前，断路器处于 合闸状态，QF3-4在合位+M→SA13-14 →HR→KCFI→QF3-4→YT→-1红灯闪 光(将控制开关SA由"合闸后"垂直位置 逆时针转至"预备跳闸"水平位置 ②SA逆时针转45°至条扎位置，SA6-7 接通+1→SA6-7→Y7→-1 YT中较大电 流YT跳开、断路器辅助触点状态变化， QF1-2闭合，QF3-4断开、SA弹回“跳 闸后水平位置，SA11-10接通+1→ SA11-10→HG→R3→QF1-2→KM→-1 绿光发平光。 自动合闸：K1闭合+1→K1→ KCF2→QF1→KM→-1 KM动作断路 器进入合闸状态此时SA仍处于跳闸 后SA14-15接通，QF3-4变成合位， -M100→SA14-15→HR→R4→KCF→ QF2→YT→-1红灯闪光回路中电阻限 流作用YT不懂做红灯闪光表示控制 开关SA位置与当前断路器实际状态不 对应，提醒运行人员调整控制开关SA 手柄位置 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 动合触点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→ 东段QF1-2→KM与控制电源的负极接 通，绿灯发闪光，告知运行人缘已发生 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，控制与信号回路还应发生音响。断 路器跳闸后，事故音响回路的动断触点 QF5-6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，使事故音响信号M708与信号回路 电源负极(-700)接通，从而可启动事故 音响信号装置发出音响。 “防跳”：如果外部发生永久性故障， SA5-8成K1不能复归+1→KCO→KCF→ QF2→YT→-1 YT带电断路器跳闸②KCF 带电常开触点闭合常闭触点断开+1→ SA5-8→KCF1→KCF→-1使KCF自保持， KCF2断开了，切断了合闸回路。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。 8-0事故音响信号起跳及复归过程。 启动①断路器发生跳闸+700→脉冲 继电器K→+M708→-700脉冲继电器启动， KRD常开触点闭合②+700→KRD→KC→ KC1→SA4→-700→+700→KC-1→SA3,KC 带电，常开触点闭合，KC形成自保持+1 →KC-2→HA V→-700,蜂鸣器发声响。 复归：当蜂鸣器HAU和时间继电器 KT1启动，KT1的动合触点延时闭合后启 动继电器KC1，KC1的动断触点断开，致 使继电器KC失电，其三对动合触点全部返 回，音响信号停止，由此实现了事故音响 信号装置的自动复归。 3-7三相平行导体发生三相短路时最大电 动力出现在B相上，因三相短路时B相冲 击电流最大。 3-9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？ 动态应力系数β为动态应力与静态应力之 比值。导体发生震动时，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，即在最大点动力 Fmax上乘以动态应力系数β，以求得实际 动态过程中动态应力最大值。 4-4发电机—变压器单元接线中，在发电机 和双绕组变压器之间通常不装断路器，有 何利弊？ 答：在发电机和双绕组作变压器之间通常 不装设断路器，避免了由于额定电流或断 流电流过大，使得在选择出口断路器时， 受到制造条件或价格甚高等原因造成的困 难。但是，变压器或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， 还需要发电机磁场开关，若磁场开关拒跳， 则会出现严重的后果，而发电机定子绕组 本身发生故障时，若变压器高压侧失灵跳 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 开关电器中常用灭弧方法有哪些 1利用灭弧介质，2采用特殊金属材料作为 灭弧触头3利用气体或油吹动电弧，吹弧 使带电离子扩散和强烈地冷却而复合4采 用多段口熄弧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 于电弧的冷却和带电质子向周围介质中扩 赛和离子复合。 什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢 复过程？它与哪些因素有关？ 答：①弧隙介质强度恢复过程是指电弧电 流过是指电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要 经过一定时间恢复到绝缘的正常状态过程 称之为弧隙介质强度的恢复过程。②弧隙 介质强度主要有断路器灭弧装置结构和灭 弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。 ③弧隙电压恢复过程是指电弧电流自然过 零后，电源施加于弧隙的电压，将从不大 的电弧熄灭电压逐渐增长，一直恢复到电 源电压的过程，这一过程中的弧隙电压称 为恢复电压，电压恢复过程主要取决于系 统电路的参数，即线路参数、负荷性质等， 可能是周期性的或非周期性的变化过程。 4-5主变压器的选择 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 发电机母线与系统之间的主变压器容量= （发电机的额定容量—厂用容量—支配负 荷的最小容量）*70%。微粒确保发电机电 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，变电站 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及以机组单元连接 的变压器和330kv及以下电力系统中，一 般选用三相变压器，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，可采用单相组成 三相变压器。②、绕组数与结构：最大机 组容量为125MW以及下的发电厂多采用三 绕组变压器，机组容量为200MW以上的发 电厂采用发电厂双绕组变压器单元接线， 在110kv以上的发电厂采用直接接地系统 中，凡需选用三绕组变压器的场合，均采 用自耦变压器。
发电厂电气部分练习题
发电厂电气部分 填空 1．按输出能源分,火电厂分为凝汽式电厂和。答：热电厂变为的工厂，称为发电厂。答：电能 3.水电厂可分为、引水式水电厂和混合式水电厂。答：堤坝式水电厂 4.核电厂的系统由核岛和组成。答：常规岛 5. 自然界中现成存在，可直接取得和利用而又改变其基本形态的能源称为。 答：一次能源 6. 由一次能源经加工转换的另一种形态的能源。答：二次能源 7.火力发电厂的能量转换过程为。答：燃料的化学能→热能→机械能→电能 8. 水力发电厂的能量转换过程为。答：水的位能→动能→机械能→电能 9.水电站所用的发电机为。答：水轮发电机 10.火力发电厂所用的发电机为。答：汽轮发电机 12.既可以是电力用户，又可以是发电厂的是电厂。答：抽水蓄能电厂 13. 是变换和分配电能的设备。答：变压器 14. 可将高电压变为低电压。答：电压互感器 15. 是限制短路电流的设备。答：电抗器 16.通常把生产、变换、输送、分配和使用电能是设备称为。答：一次设备 17.对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、件事和保护的设备称为。 答：二次设备18. 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。 答：一次电路或电气主接线19．在对称三相电路中仅画出其中一相设备的连接用来表示三相电路的电路图称为_________。答：单线图20．发电厂或变电所中的___________按照设计要求连接而构成的电路称为电气主接线。 答：各种一次设备21. 根据电气主接线的要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组成的整体即为_________。答：配电装置。 22.能接通正常工作电流，断开故障电流和工作电流的开关电器是_________。答：断路器 23.电气主接线中应用最多的开关电器是_________。答：隔离开关 24. _________起汇集和分配电能的作用。答：母线 25.在多角形接线中，检修一台断路器时，多角形接线变成___________，可靠性降低。 答：开环运行 26.发电厂和变电所的电气主接线必须满足__________、灵活性和经济性。答：可靠性 27.我国一般对35kV及以下电压电力系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地，称为_________。答：小电流接地系统28.我国一般对110kV及以下电压电力系统采用中性点直接接地，称为_________。 答：大电流接地系统29．旁路母线的作用是____________。答：可代替线路断路器工作
课程设计4：110kV变电站电气主接线及配电装置平面布置图的设计9页
电气工程及其自动化专业 电力系统方向课程设计任务书和指导书 题目： 110kV变电站电气主接线及配电装置平面布置图的设计 指导教师：江静 电气主接线及配电装置平面布置图课程设计任务书 题目： 110kV变电站电气主接线及配电装置 平面布置图的设计 一、课程设计的目的要求 使学生巩固和应用所学知识，初步掌握部分工程设计基本方法及基本技能。二、题目： 110kV变电所电气主接线设计 三、已知资料 为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定新建1座降压变电气。原始资料：1变电所的建设规模 ⑴类型：降压变电气 ⑵最终容量和台数：2×31500kV A：年利用小时数：4000h。 2电力系统与本所连接情况 ⑴该变电所在电力系统中的地位和作用：一般性终端变电所； ⑵该变电所联入系统的电压等级为110kV，出线回路数2回，分别为18公里与电力 系统相连;25公里与装机容量为100MW的水电站相连。 ⑶电力系统出口短路容量：2800 MV A； 3、电力负荷水平 ⑴高压10 kV负荷24回出线，最大输送2MW，COSΦ＝0.8，各回出线的最小负荷 按最大负荷的70％计算，负荷同时率取0.8，COSΦ＝0.85，Tmax＝4200小时/年； ⑵24回中含预留2回备用； ⑶所用电率1％ 4、环境条件 该所位于某乡镇，有公路可达，海拔高度为86米，土壤电阻系数Р＝2.5×104Ω.cm，土壤地下0.8米处温度20℃；该地区年最高温度40℃，年最低温度－10℃，最热月7月份其最高气温月平均34.0℃，最冷月1月份，其最低气温月平均值为1℃； 年雷暴日数为58.2天。 四、设计内容
1、设计主接线方案 ⑴确定主变台数、容量和型式 ⑵接线方案的技术、经济比较，确定最佳方案 ⑶确定所用变台数及其备用方式。 2、计算短路电流 3、选择电气设备 4、绘制主接线图 5、绘制屋内配电装置图 6、绘制屋外配电装置平断面图 五、设计成果要求 1、设计说明书1份 编写任务及原始资料 ⑴编写任务及原始资料 ⑵确定主变压器台数、容量和型式 ⑶确定主接线方案（列表比较） ⑷计算短路电流（包括计算条件、计算过程、计算成果） ⑸选择高压电气设备（包括初选和校验，并列出设备清单）。 2、变电站电气主接线图1份 采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。接线按单线图绘制，仅在局部设备配置不对称处绘制三线图，零线绘成虚线。在主母线位置上注明配电装置的额定电压等级，在相应的方框图上标明设备的型号、规范。 3、屋内10kV配电装置图1份 采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。该图应能显示开关柜的排列顺序、各柜的接线方案编号、柜内的一次设备内容（数量的规格）及其连接，设备在柜内的大致部位，以及走廊的大致走向等。 4、屋外110kV配电装置平断面图1份 采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。该图应能显示各主要设备的布置位置及走廊的大致走向等。 5、编制设计说明书及计算书 六、日程安排 第一天：布置任务、介绍电气设备选择 第二天：电气主接线最佳方案的确定 第三天：短路电流计算 第四、五天：电气设备选择 第六天：绘制电气主接线图 第七天：绘制10kV配电装置订货图
发电厂电气部分模拟考试试题和答案(全)
发电厂电气部分模拟考试试题与答案（全） 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化学能――热能――机械能――电能 2. 电流互感器正常运行时二次侧不允许开路。 3. 导体热量的耗散有对流辐射导热、三种形式。 4. 按输出能源分,火电厂分为热电厂和凝汽式电厂。 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，工程计算目的是已知材料 允许应力确定绝缘子最大允许跨距；当每相为多条矩形时，工程计算目的是已知材料应力和绝缘子跨距确定最大允许衬垫跨距。 6. 根据运行状态，自启动可分为失压自启动空载自启动.带负荷自启动三类。 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增大。 } （填增大或减小） 8．加装旁路母线的唯一目的是不停电检修出线断路器。 9．厂用供电电源包括工作电源启动和备用电源事故保安电源。 二、单项选择题（每题2分，共20分）1. 电源支路将电能送至母线，引出线从母线得到电能。因此,母线起到 汇集和分配电能的作用。 2. 目前世界上使用最多的是核电厂是__轻水堆___核电厂，即__压水堆__核电厂和__沸水堆__核电厂。 3. 通常把__生产___、_输送__、_分配__、__转化____和_使用电能__的设备，称为一次设备。 4. 隔离开关的作用是隔离电压、倒闸操作和分合小电流。 5. “F－C回路”是高压熔断器与高压接触器（真空或SF6接触器）的配合，被广泛用于200～600MW大型火电机组的厂用6kV高压系统。 ^ 6. 根据布置的型式，屋内配电装置通常可以分为单层式、、 二层式和三层式三种型式。 7. 当额定电压为110kV及以上时，电压互感器一次绕组与隔离开关之间不安装高压熔断器。这时，如果电压互感器高压侧发生短路故障，则由母线的继电保护装置动作切断高压系统的电源。 8. 有汇流母线的接线形式可概括地分为__单母线__和_双母线__两大类；无汇流母线的
2020年火力发电厂电气专业考试电动机知识考试题库及答案(完整版)
范文 2020年火力发电厂电气专业考试电动机知识考试 1/ 10
题库及答案(完整版) 2020 年火力发电厂电气专业考试电动机知识考试题库及答案（完整版）一、填空题 1、直流电动机磁励方式可分为(他励) 、(并励) 、(复励) 和 (串励) 。 2、一台三相四极异步电动机，如果电源的频率 f1＝50Hz ，则定子旋转磁场每秒在空间转过( 25)转。 3、三相异步电动机的额定功率是满载时转子轴上输出的(机械功率)，额定电流是满载时定子绕组的(线电流)，其转子的转速(小于) 旋转磁场的速度。 4、测量电机的对地绝缘电阻和相间绝缘电阻，常使用(兆欧表)，而不宜使用万用表。 5、交流电机定子绕组的短路主要是(匝间)短路和(相间)短路。 6、交流接触器常采用的灭弧方法是(电动力)灭弧、(栅片)灭弧；直流接触器常采用的灭弧方法是(直吹)灭弧。 7、交流接触器桥式双断口触点的灭弧作用，是将电弧分成(两)段以提高电弧的(起弧电压)；同时利用两段电弧相互间的电动力将电弧向外侧(拉长)，以增大电弧与冷空气的(接触面)，迅速散热而灭弧。 8、引起接触器线圈发热的原因有(电源电压)、（铁心吸力不足），（线圈匝间短路），（电器动作超过额定）。 9、异步电动机的转速，总要（低于）定子旋转磁场的转速。 10、异步电动机启动时电流数值很大，而启动力矩小，其原因是
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动时功率因数（低），电流中的（有功）成分小引起的. 11、绕线式电动机的调速原理，就是在转子回路串一个（可调）电阻，增加电阻时，其电动机的转速就（降低）。 12、直接启动的大型感应电动机，改善启动特性的方法有：采用（双鼠笼）或（深槽）式。 13、绕线式电动机在发电厂某些地方还经常用到它，它的优点是：（调速）和（启动）特性好。 14、电动机的自启动是当外加（电压）消失或过低时，致使电动机转速（下降），当它恢复后，转速又恢复正常。 15、异步电动机的内部通风系统一般可分为三类：（轴向）通风系统；（径向）通风系统；（混合）通风系统。 16、电动机在运行中产生的损耗会引起各部分（发热），其结果使电动机各部件的（温度）升高。 17、电动机的允许温升基本上取决于绝缘材料的（等级），但也和温度的（测量）方法及（散热）条件有关。 18、备用的电动机容易吸收空气中的（水分）而受潮，为了在紧急情况下能投入正常运转，要求定期测量绕组的（绝缘电阻）。 19、异步电动机在启动时，启动电流（很大）而启动力矩（较小）。 20、所谓改善异步电动机的启动特性，主要是指：（降低）启动电流，增加启动（力矩），提高启动时的（功率因数）。 21、在我国电动机的型号中，J 代表（交流），Z 代表（直流），T 代表（同期）。
姚春球版《发电厂电气部分》计算题及参考答案
第二章导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理 1.发热对导体和电器有何不良影响？ 答：机械强度下降、接触电阻增加、绝缘性能下降。 2.导体的长期发热和短时发热各有何特点？ 答：长期发热是指正常工作电流长期通过引起的发热。长期发热的热量，一部分散到周围介质中去，一部分使导体的温度升高。 短时发热是指短路电流通过时引起的发热。虽然短路的时间不长，但短路的电流很大，发热量很大，而且来不及散到周围的介质中去，使导体的温度迅速升高。 ~~~~热量传递的基本形式：对流、辐射和导热。对流：自然对流换热河强迫对流换热 3.导体的长期允许载流量与哪些因素有关？提高长期允许载流量应采取哪些措施？ 答：I=根号下(αFτω/R)，因此和导体的电阻R、导体的换热面F、换热系数α有关。 提高长期允许载流量，可以：减小导体电阻R、增大导体的换热面F、提高换热系数α。 4.计算导体短时发热度的目的是什么？如何计算？ 答：确定导体通过短路电流时的最高温度是否超过短时允许最高温度，若不超过，则称导体满足热稳定，否则就是不满足热稳定。 计算方法见笔记“如何求θf”。 6.电动力对导体和电器有何影响？计算电动力的目的是什么？ 答：导体通过电流时，相互之间的作用力称为电动力。正常工作所产生的电动力不大，但是短路冲击电流所产生的电动力可达很大的数值，可能导致导体或电器发生变形或损坏。导体或电器必须能承受这一作用力，才能可靠的工作。 进行电动力计算的目的，是为了校验导体或电器实际所受到的电动力是否超过期允许应力，以便选择适当强度的电器设备。这种校验称为动稳定校验。 7.布置在同一平面中的三相导体，最大电动力发生在哪一相上？试简要分析。 答：布置在同一平面中的三相导体，最大电动力发生在中间的那一相上。具体见笔记本章第五节。 8.导体动态应力系数的含义是什么？什么情况下才需考虑动态应力？ 答：导体动态应力系数β用来考虑震动的影响、β表示动态应力与静态应力之比，以此来求得实际动态过程的最大电动力。 配电装置的硬导体及其支架都具有质量和弹性，组成一个弹性系统，在两个绝缘子之间的硬导体可当作两端固定的弹性梁，这种情况下就需要考虑动态应力。 9.大电流母线为什么广泛采用全连式分相封闭母线？ 答：防止相间短路；屏蔽磁场、减小干扰和对附近钢构的影响；减小相间电动力；不用安装昂贵的机组断路器。 10.何谓碰撞游离、热游离、去游离？他们在电弧的形成和熄灭过程中起何作用？ 答：碰撞游离即电场游离：在电场作用下，带电粒子被加速到一定能量，碰撞前面的中性质点，形成新的带电粒子，连锁发生的结果，使间隙中带电粒子增多。 热游离：由于电弧的高温，中性质点自动离解成自由电子和正离子的现象。 去游离：使带电质点减少的过程，称为去游离过程。 碰撞游离进行的结果，使触头间充满自由电子和正离子，具有很大的电导。 热游离的作用是维持电弧的稳定燃烧。
发电厂主接线课程设计
第一章 电气主接线的设计 第1.1节 主接线设计方案的选择 根据给定的任务书，进行分析 1、10KV 出线回路数为12回。 2、110KV 出线回路数为7回。 3、I 、II 类负荷占百分数为60%以上。 4、电厂在系统中所占的重要比重为100/1000=10%。 5、电厂直配负，电厂的功率因数c o s 0.8φ=， 。 6、发电厂运行方式最大负荷时三台机组满发时为25250100M W ?+=，最小负荷时两台机组满发时为2524090M W ?+=，多余功率送回系统，功率缺额由系统供给。 7、12回近区负荷加限流电抗器。 8、两台25MW 机组由于给近区负荷供电应该采用有母线的接线形式，采用单母分段或者双母线的接线形式。 9、配电装置的每组接线上，应装设避雷器，单元连接的发电机出线应装一组避雷器直接接地，系统加装避雷器容量为25MW 以上的直配发电机，应在每台电机出线处装一组避雷器。 10、互感器的加装，凡装有断路器回路的应装设电流互感器，发电机和变压器的中性点，发电机和变压器的出口加电流互感器，6—220KV 电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器，出线侧的一相上应装设电压互感器。 电抗器的选择和确定： 故障时：电缆出线上的电抗器 m a x 182120.22g I K A ?= 正常时：单母分段上的电抗器 gmax 1262.8I A === 电抗器参数表
第1.2节方案设置 根据工程情况、电厂在电力系统中的地位和作用、负荷情况及其他因素的影响，对发电厂的主接线进行设计，然后选出两种比较好的方案如下所示。 方案一
方案二 技术比较由于10KV侧的两台发电机容量比较小采用单母分段和双母线均可满足可靠性 和灵活性要求. 经济比较 计算综合投资： ) )( 100 1 ( 万元Z Z α + + = Z---为主体设备的综合投资，包括变压器，开关设备，配电装备等设备的综合投资α--为不明显的附加费用比例系数，一般220KV取70，110KV取90
发电厂电气部分课后习题 答案
第一章能源和发电 1- 2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；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。 1- 4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。 第二章发电、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，调整负荷和，切换设备和线路，监视主要设备的运行状态。 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- 3 简述600MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 2- 4 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。 2-5 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
发电厂电气主系统知识点精炼
第一章 1.火力发电厂分为凝气式火力发电厂，热电厂，燃气轮机发电厂 2.水力发电厂分为堤坝式，引水式，混合式 3.一次设备：我们把直接生产、转换、和输配电能的设备，称为一次设备 4.二次设备：对电气一次设备进行测量、控制、监视、和保护用的设备，称为二次设备 5.抽水储能电站在电气系统中的作用？(简答) a、在夜晚或周末负荷低谷期，利用电力系统富余的电能将下水库的水抽到上水库，以位能的形式，将电能储存起来，这是目前可以人工大量储存能源的重要方式 b、将水库的水放下来发电，用以担任电力系统峰荷中的尖峰部分，起到了调峰和调频作用 第二章 1.交流电弧有哪些特点？交流电弧熄灭的条件是什么？ 答：a、能量集中，温度很高，亮度很强；电弧是良导体维持电弧稳定燃烧的电压很低； 电弧的质量很轻，在气体或电动力的作用下，很容易移动变形。 b、弧隙介质强度恢复过程始终大于弧隙电压恢复过程，则电弧熄灭。 2.高压断路器的作用？ 答：在正常运行时接通或断开有负荷电流的电路；在电气设备故障时，能够在继电保护装置的控制下自动切断短路电流，断开故障设备。 3.高压断路器分为：油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器、压缩空气断路器。 4.高压断路器的技术参数：额定电压、额定电流、额定开断电流、额定关合电流、热稳 定电流、动稳定电流、分闸时间、合闸时间。 5.名词解释：额定开断电流、额定关合电流？ 答：额定开断电流：在额定电压下，高压断路器能可靠开断的最大短路电流，该参数表征了断路器的灭弧能力。 额定关合电流：在规定条件下，断路器能关合不至于产生触头熔焊及其他妨碍继续正常工作的最大电流峰值。
6.隔离开关的作用：隔离电源、倒闸操作、分-合小电流电路 7.运行中，电流互感器的二次绕组为什么不允许开路？一旦开路会产生什么后果？ 答：当电流互感器二次侧绕组开路时，使得铁心严重饱和，磁通￠变为平顶波。磁通过零时，在二次绕组感应产生很高的尖顶波电动势，其数值可达千伏，甚至万伏，危及人身安全和仪表、继电器绝缘；由于感应强度剧增，引起铁心和绕组过热；会在铁心中产生剩磁，使互感器特性变坏。 第三章 1.电气主接线也称为电气主系统或电气一次接线，它是有电气一次设备按电力生产的顺序 和功能要求连接而成的接受和分配电能的电路，是发电厂、变电所电气部的主体，也是系统网络的重要组成部分。 2.对电气主接线的基本要求：可靠性、灵活性、经济性。 3.桥式接线的基本特点是什么？试小结内桥、外桥接线的使用场合？（简答） 答：内桥接线的特点是联络断路器QF3接在靠近变压器侧，在线路正常投切或故障切除时不影响其他回路运行。这种接线适用于变压器不需要经常切换、输电线路较长、电力系统穿越功率较小的场合。 外桥接线的特点是联络断路器QF3靠近线路侧，与内桥接线相反，它便于变压器的正常投切和故障切除，而线路的正常投切和故障切除都比较复杂。这种接线适用于线路较短、主变压器需经常投切、以及电力系统有较大的穿越功率通过连桥回路的场合。 4.在电气主接线中，为什么要限制短路电流？ 答：当短路电流流过电气设备时，将引起设备的短时发热，并产生很大的电动力，它直接影响到电气设备的选择和安全运行。 5.限制短路电流的措施有：采用适合的主接线形式及运行方式、装设限流电抗器、采用 低压分裂组变压器 6.可靠度与不可靠度、可用率与不可用率的含义各是什么？ 答：可靠度：是一个元件在规定的条件下和预定的时间内，能执行规定功能的概率。 不可靠度：元件从开始使用到T时刻发生故障的概率。 可用率：是指元件在起始时刻正常工作的条件下，在时刻T处于正常工作状态的概率。 不可用率：是指元件在起始时刻正常工作的条件下，在时刻T处于故障状态的概率
电力工程课程设计总结大全
单母线分段带旁路的接线出现误操作的几率很大，所以本设计不予采纳。 10KV 10KV采用带有母联断路器的双母线接线的分析：详见110KV变电所一次负荷设计 1.个人课程设计总结 桑瑾电气0804 0801120407 经过两个星期的努力，我们终于完成了本次变电所所电气主接线课程设计。回想这十多天的努力，虽然辛苦，却有很大的收获和一种成就感。 在这次课程设计中，在我们小组，我主要负责变压器选型以及短路电流计算，在电气主接线形式的确定中也发表了主要意见。 通过本次课程设计，我加深了对变电所电气主接线知识的理解，基本掌握了变电所电气主接线设计的步骤，所学的理论知识很好的运用到了实际工程中。在具体的设计过程中，涉及了很多知识，知识的掌握深度和系统程度都关系到整个设计的完整性和完善性，正是这样有趣而且具有挑战性的任务，激发了我的兴趣，我会尽可能的搜罗信息，设计尽量合理的电气主接线，而这个过程，也是我学习进步的过程。因此本次设计不但是我对所学的知识系统化，也锻炼了我查找资料、分析信息、选择判断的能力。 在之前的理论学习中，对变电所电气主接线设计的各种信息了解不够全面，对于《电力系统暂态分析》、《电力系统稳态分析》以及《发电厂电气部分》等专业可乘的知识不能联系起来，所学到的知识感觉都是分散的，不能融会贯通。而且以前所掌握的知识还不足以在整个课程设计中达到轻车熟路的程度。 通过此次课程设计，我熟悉和学习了变电所电气主接线设计和各种计算。其中包括：短路电流计算、电气设备选型、导体选择计算、防雷保护等。掌握了各种电气主接线使用条件、优缺点、接线形式。了解了各种电气设备的性能指标，校验方法，以及导线的选择。 在整个的程设计中，把遇到的疑问做了笔记，并通过各种资料去了解相关的知识。也希望带着这些疑问在学习中与其他同学讨论或请教来解决。除此之进行外变电所电气主接线设计通过边做边学习及向同学、老师请教，在规定时间内顺利完成了任务范围内的工作。 回顾整个课程设计的过程，自己还有以下一些方面需要进一步加强，同时也可以在以后的学习工作中不断勉励自己：虽说对整个设计过程中涉及的计算机基本的规范已有较为深刻的了解，但因为初次做变电所电气主接线设计，对部分设备性能、使用方面了解不足，在今后的学习中应通过多查阅各种相关资料来掌握；对于所学专业知识应多熟悉，将所学的知识联系起来。 本次课程设计大大增强了我们的团队合作精神，培养了我们自学的能力，