发电厂电气部分计算题答案(供参考)
发电厂电气部分计算题答案
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I max ＝6791A ，最大负荷利用小时T max ＝5200h ，三相导体水平布置，相间距离a ＝0.7m ，发电机出线上短路时间t k ＝0.2s ，短路电流I ’’=36.0kA ，I tk/2＝28.0kA ，I tk ＝2
4.0kA ，周围环境温度+35℃，铝导体弹性模量E ＝7×1010Pa ，母线频率系数N f ＝3.56。要求选择发电机引出导体。
学过第六章后的做题过程： 解：（1）按长期发热允许电流选择截面
max 25800
8947()0.76
g J I S mm J
=
=
=
发电机出口母线电流大，矩形母线不能满足要求，选用2条200mm ×90mm ×12mm 标准槽形母线，S ＝8080mm 2，K f ＝1.237，W Y ＝46.5×10-6m 3， J ＝294×10－8m 4，I Y25o ＝8800A 。求得温度修正系数K ＝0.88，
则I al35o ＝0.88×8800＝7744 （A ） > 6800A 在35℃时，导体长期工作温度：
2
2max 2,35I 6791()
35(7035)61.9I 7744w al al C
C θθθθ???
=+-=+-?=? ???
,35,35I I I I max max al C
al C ????
?= ?
? ?= = ??
(2)校验热稳定
由于t k ＝0.2s ，求得热效应Q k ＝Q p ＋Q np
2222
2(10)161.867[()]12
k k k p t t t Q I I I kA S ''=
++=? 2220.236259.2[()]np Q TI kA S ''==?=?
正常运行时导体温度为61.92o ，查表得C ＝91， 则满足短路时发热的最小导体截面为
22min 250.795()8080()S mm mm =
== 满足热稳定要求。 （3）共振校验—>选择绝缘子跨距 母线共振校验m＝Sρm＝4040×10－6×2700＝10.9（kg/m）设共振频率f1＝200Hz， 导体不发生共振时的最大绝缘子跨距： max 1.56() L m === 所以为使导体自振频率大于200Hz，绝缘子最大跨距不允许超过1.56m，取为1.5m。 （4）动稳定校验—>选择衬垫跨距 取发电机出口短路时，冲击系数K＝1.9 则''96.732 sh i kA ==， 单位长度上相间电动力：721 1.735*10**2319.2(/) ph sh f i N m a - == 相间应力为 22 6 6 2319.2 1.5 11.221910 101046.510 ph ph f L W σ - ? ===? ?? （Pa） 双槽形导体间作用力： 8282 11 5*10**5*10*96732*2339.27(/) 0.2 b sh f i N m h -- === 条间允许应力 2 12 b b b al ph b f L L W σσσ =≤-?≤ 条间衬垫的最大允许跨距： max 3.744()b L m = == 一般每隔衬0.3-0.5m 设一衬垫，故衬垫跨距L b 可取0.5m 设发电机容量为10万kW ，发电机回路最大持续工作电流I max ＝6791A ，最大负荷利用小时T max ＝5200h ，三相导体水平布置，相间距离a ＝0.7m ，发电机出线上短路时间t k ＝0.2s ，短路电流I ’’=36.0kA ，I tk/2＝28.0kA ，I tk ＝24.0kA ，周围环境温度+35℃，铝导体弹性模量E ＝7×1010Pa ，母线频率系数N f ＝3.56。要求选择发电机引出导体。 下面学过第三章内容后：选截面+热稳校验，不全面，学过第六章后选择发电机引出导体的详细过程详见后面。 解：（1）按长期发热允许电流选择导体截面S ，并求长期发热温度θw 附表1和附表2给出的导体载流量，是按最高允许温度70℃、基准环 境温度25℃计算的，由于,25I al C ?=35 ℃时的载流 量为 ,35,25max I I I al a C l C K θ??= ≥= 其中，0.88K θ= == max ,256791 I I 77170.88 al C K θ?∴≥ = B 查附表1和附表2知，发电机出口母线电流较大，矩形母线不能满足 要求，选用2条200mm ×90mm ×12mm 标准槽形母线，S ＝8080mm 2，I al,25℃＝8800A 。则I al,35℃＝K θ×I al,25℃＝0.88×8800＝7744（A ） 在35℃时， ,35,35I I I I max max al C al C ??? =? ? ?==故 2 2max 2,35I 6791() 35(7035)I 7744 61.9w al al C C θθθθ??? =+-=+-? ? ??=? (2)校验热稳定（实用计算法） 由于t k ＝0.2s ，求得热效应Q k ＝Q p ＋Q np 22222(10)161.867[()]12 k k k p t t t Q I I I kA S ''=++=? 2220.236259.2[()]np Q TI kA S ''==?=? 由于正常运行时导体温度为 61.9o C ，查图 3-13 得 ()1640.4610w A J m ≈?Ω?，故 () 61626216411421.067100.4610(808010) 0.52510h k w A Q A S J m -= +=??+??=?Ω? 查图3-13得，71200h C C θ≈? 解：（1）按长期发热允许电流选择截面。 )(894776 .05800 2max mm J I S g J == = 发电机出口母线电流大，矩形母线不能满足要求，选用2条200mm ×90mm ×12mm 标准槽形母线，S ＝8080mm 2，K f ＝1.237，W Y ＝46.5×10-6m 3， J ＝294×10－8m 4，I Y25o ＝8800A 。求得温度修正系数K ＝0.88， 则I al35o ＝0.88×8800＝7744 （A ） > 6800A (2)校验热稳定 t k ＝0.2s ，求得热效应Q k ＝Q p ＋Q np ＝295.07×106（A 2s ） 正常运行时导体温度为61.92o ，查表得C ＝91，（导体正常运行时温度计算详见上面） 则满足短路时发热的最小导体截面为 )(8080)(95.20991 237 .1*10*07.295226min mm mm C K Q S f k <== = 满足热稳定要求。 （3）共振校验—>选择绝缘子跨距 母线共振校验m ＝S ρm ＝4040×10－6×2700＝10.9（kg/m ） 设共振频率f 1＝200Hz ， 导体不发生共振时的最大绝缘子跨距： max 1.56()L m = == 所以为使导体自振频率大于200Hz ，绝缘子最大跨距不允许超过1.56m ， 取为1.5m 。 （4）动稳定校验 取发电机出口短路时，冲击系数K ＝1.9 则''96.732sh i kA ==， 单位长度上相间电动力：721 1.735*10**2319.2(/)ph sh f i N m a -== 相间应力为2 2 66 2319.2 1.511.221910101046.510 ph ph f L W σ-?==?=??（Pa ） 双槽形导体间作用力： 82 82115*10**5*10*96732*2339.27(/)0.2 b sh f i N m h --=== 条间允许应力 212b b b al ph b f L L W σσσ=≤-?≤ 条间衬垫的最大允许跨距： max 3.744()b L m = == 一般每隔衬0.3-0.5m 设一衬垫，故衬垫跨距L b 可取0.5m 4-10 220kV 双母或双母带旁母；110kV 采用双母带旁母 4－11 1） 原始资料分析和主接线方案的拟定 地方热电厂（小型地区性电厂，小于200MW ，单机容量6～50MW ）―――具有较多的发电机电压出线，在地方负荷较低时，应能将多余电能送入系统，而地方负荷较大时，能送系统倒送电能。 发电机出口电压等级6.3kV 地方负荷容量不大，最大负荷30MW ，最小负荷20MW ，采用2台25MW 发电机的直馈线供电为宜。根据地方热电厂的特点，发电机电压接线采用有母线的接线方式。鉴于6.3kV 出线回路多，且两台发电机单机容量在25MW, 宜采用双母分段接线，并在分段母线间及电缆馈线上安装电抗器以限制短路电流。 因机组数目较多，在满足地方负荷的前提下，50MW 容量机组采用单元接线直接将把电能送入110kV 电力系统。（或扩大单元接线） 110kV 出线4回，采用双母线带旁母，并采用专用旁母断路器（或双母线，单母带旁母――可靠性和经济性综合考虑）。 （ 2）变压器台数和容量的选择 （a ）两电压等级之间的变压器 因为要确保对发电机电压上的负荷供电可靠性，接于发电机电压母线上的主变压器不应少于2台，故两电压等级之间采用两台主变。 正常时，应能将剩余功率送往系统 (225(10.1)20)/212.5MW ??--= 当一台发电机故障时，从系统倒送功率满足最大负荷： (3025(10.1))/2 3.75MW -?-= 当一台变压器因故退出，应能送出剩余功率的70％以上： (225(10.1)20)0.717.5MW ??--?= 所以变压器容量应大于17.5MW ，可选SF7-25000/110 （b ）单元接线的两台变压器 1.150(10.1)49.5MW ??-= 所以选SF7-75000/110 5-10 已知某火电厂厂用6kV 备用变压器容量为12.5MV A ， U N =6kV ，%8k U =，要求同时自启动的电动机容量为11400kW ， 电动机启动电流倍数K y =5，cos 0.8,0.9N N φη==。试校验该备用 变压器容量能否满足自启动要求。 【参考答案】任选一种 1 ）电压校验：取基准容量12500j eh S S kVA ==，基准电压 6j p U U kV == 高压自启动电动机的启动容量标么值： *511400 6.33cos 0.90.812500 h h M N N eh K P S S η???= ==?? 高压厂用母线电压，（只需做一种假设）假设采用无激磁电压调压变压器， **1**1 1.05 0.6811 6.33 1.10.08 o h t U U S X = ==+?+?? 该高压厂用母线为失压或空载自启动，0.680.7<，该组电动机不能顺利自启动。 假设采用有载调压变压器* 1.1o U =， **1**1 1.1 0.710.711 6.33 1.10.08 o h t U U S X = ==>+?+??，该组电动机能顺利自 启动。 注意：该电厂为高温高压电厂，另外通过备用变压器取电，所以 *1o U ≠ 2）按容量校验：假设采用有载调压变压器* 1.1o U =， 011av cos t t U U S U x K η?∑-= **m **P 1.10.7 0.90.81250011688114000.7 1.10.085 -=??=>??? 该组电动机可以顺利自启动 假设采用无激磁电压调压变压器， 011av cos t t U U S U x K η?∑-= **m **P 1.050.7 0.90.81250010227114000.7 1.10.085 -=??= 该组电动机不能顺利自启动。 第六章 6－7 选择某10kV 配电装置的出线断路器及出线电抗器。设系统容量为150MV A ，归算至10kV 母线上的电源短路总电抗 '*0.14X ∑=（基准容量100d S MVA =），出线最大负荷为560A, 出线 保护动作时间1pr t s =。 解：100d S MVA =，10.5d U kV =， 5.5d I kA = 由于10.5Ns U =kV , max 560I =A ，因此选择1010/630SN -断路器。 总阻抗'*X ∑归算至系统的计算阻抗为：'*150 0.140.21100 X ∑=? = 假设没有加装出线电抗器，系统提供的短路电流为 '*11"39.30.21I X ∑= == kA 而1010/630SN -断路器的额定开断电流为16Nbr I =，小于"I ，因此需要加装出线电抗器，以满足轻型断路器的要求。 选择出线电抗器，根据10.5Ns U =kV , max 560I =A ，初选NKL －10－600型电抗器。 选择电抗值，令"16Nbr I I ==kA ，则 *(%)(')100%"5.50.610.5( 0.14)100%16 5.5102.33% d N d L d N I I U x x I I U ∑=-??=-??= 所以选择NKL －10－600－4型电抗器，其(%)4%L x =，38.3es i kA =，22234()t I t kA s =g 。 电压损失和残压校验： 首先重算电抗器后短路电流 *(%)5.510 0.040.610.5 0.35 d N L L N d I U x x I U =??=??= ***'0.350.140.49 L x x x ∑∑=+=+= 换算到系统的计算电抗为 "**150 0.490.735100 x x ∑∑==? = 短路电流 "*11"11.20.735I X ∑ = ==kA 电压损失 max 560 (%)(%)sin 0.040.6 2.24%5%600 L N I U x I θ?≈=??=< 残压校验 "11.2(%) 0.0474.7%60~70%0.6 re L N I U x I ?==?=> 动稳定校验和热稳定校验 短路计算时间 10.050.06 1.11k pr in a t t t t s =++=++= 222"11.2 1.11139.2[()]k Q I t kA s ==?=? 1.911.230.09sh i kA == 断路器： 16"11.2 Nbr I I =>= 4030.09Ncl sh I i =>= 22162512139.2t k I t Q =?=>= 4030.09es sh i i =>= 电抗器：2234139.2t k I t Q =>=，38.330.09es sh i i =>= 6－10 设发电机容量为25MW, 10.5N U kV =，最大负荷利用小时 max 6000T h =，三相导体水平布置（导体平放），相间距离0.35a m =， 发电机出线上短路时间0.2k t s =，短路电流"27.2I kA =， 2 21.9k t I kA =，19.2k t I kA =，周围环境＋040C 。试选择发电机引出导体。 解：1）按经济电流密度选择母线截面。母线最大持续电流为（注意最大持续电流计算中的1.05） max 1.804I = ==（kA) 根据图6－17查得max 6000T h =时，20.68/J A mm =，根据式6－56有 2max 18042653()0.68 J I S mm J = == 查附表1，选用每相2条212510(2500mm mm mm ?=）矩形铝导体（注意选接近计算得到的标准截面），平放时3152N I A =， 1.45f K =。根据式6－54、6－55得到，当周围环境＋040C 时允许电流为 315225531804al N I KI A A == => 满足长期允许发热条件。 2）热稳定校验。 短路周期分量热效应 2222222 2 0.2("10)(27.21021.919.2)98.41[()]1212k k k p t t t Q I I I kA s = ++=+?+=? 短路非周期分量的热效应 222"0.227.2147.97[()]np Q TI kA s ==?=? 短路热效应 298.41147.97246.38[()]k p np Q Q Q kA s =+=+=? 正常运行时最高温度为 22 0max 1804()( )40(7040)()55()2553 w h al I C I θθθθ=+-=+-= 查表6－9，得到热稳定系数93C =，根据式6－57可得 22min 203.22500S mm mm = ==< 满足热稳定。 3）共振校验。根据式6－60计算不发生共振的最大绝缘子跨距 0.1250.012700 3.375(/)m h b kg m ρ=??=??= 3364120.010.125/12 1.6310()I bh m -==?=? 取 3.56f N =，1155f Hz =，带入式6－69得到 max 2.06()L m = == 取max 1.5L m L =<，则1β=，满足共振校验要求。 4）动稳定校验 取发电机出口短路时，冲击系数 1.9K =，则冲击电流 " 1.927.273.09()sh i kA === 母线相间应力 7321 1.7310(73.0910)2646.33(/)0.35 ph f N m -=?? ??= 22 530.010.125 5.2110()33 bh W m -?===? 2 265 2646.33 1.511.4310()1010 5.2110 ph ph f L Pa W σ-?===??? 由100.08125b h = =，210 0.07410125 b b b h -==++， 查图3－18得到120.37K =。 同相条间应力 2826812112.510 2.50.3773.0910104942/)0.01 b sh f K i N m b --=?=?????=（ 10030.71()cr L m λ==?= max 0.544(b L m = === max / 1.5/0.544 2.757b L L ==，所以每跨内安装2个衬垫，实际衬垫跨 距为 1.5/30.5()b L m ==，满足动稳定的要求。 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 30.无母线电气主接线的形式有桥形接线、___________和单元接线。 答：角型接线 31.发电厂和变电所的电气设备分为三种运行状态。 答：运行、备用和检修 32.为了保证大型枢纽变电所所用电的供电可靠性，应装设变压器。 答：备用 33.当线路停电检修时，必须将线路隔离开关线路侧的__________合上。 答;接地刀闸 第一章机械设计总论习题 四、计算题： 1、某钢制零件材料性能为，，，受单向稳 定循环变应力，危险剖面的综合影响系数，寿命系数。 （1）若工作应力按常数的规律变化，问该零件首先发生疲劳破坏，还是塑性变形？ （2）若工作应力按应力比（循环特性）常数规律变化，问在什么范围内零件首先发生疲劳破坏？（图解法、解析法均可） 1、解：（1） 作该零件的极限应力图。 常数时，应力作用点在线上，与极限应力图交于线上，所以该零件首先发生塑性变形。 （2）常数时，工作应力点在范围内，即：点，所以 时首先发生疲劳破坏。 2、零件材料的机械性能为：，，，综合影 响系数，零件工作的最大应力，最小应力，加载方式为（常数）。 求：（1）按比例绘制该零件的极限应力线图，并在图中标出该零件的工作应力点和其相应的极限应力点； （2）根据极限应力线图，判断该零件将可能发生何种破坏； （3）若该零件的设计安全系数，用计算法验算其是否安全。 2、解：（1）； 零件的极限应力线图如图示。工作应力点为，其相应的极限应力点为。 （2）该零件将可能发生疲劳破坏。 （3） 该零件不安全。 3、在图示零件的极限应力线图中，零件的工作应力位于点，在零件的加载过程中，可能 发生哪种失效？若应力循环特性等于常数，应按什么方式进行强度计算？ 3、解：可能发生疲劳失效。 时，应按疲劳进行强度计算； 4、已知45钢经调质后的机械性能为：强度限，屈服限，疲劳限，材料的等效系数。 （1）材料的基氏极限应力线图如图示，试求材料的脉动循环疲劳极限； （2）疲劳强度综合影响系数，试作出零件的极限应力线； （3）若某零件所受的最大应力，循环特性系数，试求工作应力点的坐标和的位置。 4、解：（1） （2）零件的极限应力线为。 （3）；； 5、合金钢对称循环疲劳极限，屈服极限，。 试： （1）绘制此材料的简化极限应力图； （2）求时的、值。 5、解：（1）， 作材料的简化极限应力图。 （2），；； 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 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 _____________ ________ 2．轴的强度计算 弯扭合成强度条件： W T M W M ca ca 22)(ασ+==≤1][-b σ MPa α是根据扭剪应力的变化性质而定的应力校正系数。用来考虑扭矩T 产生的扭剪应力τ 与弯距M 产生的弯曲应力b σ的性质不同。 对轴受转矩的变化规律未知时，一般将τ按脉动循环变应力处理。 疲劳强度安全系数的强度条件： 22τσστ S S S S S ca += ≥ [ S ] 如同一截面有几个应力集中源，则取其中最大的一个应力集中系数用于计算该截面的疲劳强度。 例11-3 例11-3图1为轴上零件的两种布置方案，功率由齿轮A 输入，齿轮1输出扭矩T 1，齿轮2输出扭矩T 2，且T 1＞T 2。试比较两种布置方案各段轴所受的扭矩是否相同? a b 例11-3 图1 答：各轴段所受转矩不同，如例11-3图2所示。方案a ：T max = T 1，方案b ：T max = T 1+ T 2 。 a b 例11-3 图2 11-31．分析图a ）所示传动装置中各轴所受的载荷（轴的自重不计），并说明各轴的类型。若将卷筒结构改为图b ）、c ）所示，分析其卷筒轴的类型。 题11-31图 11-32．图示带式输送机有两种传动方案，若工作情况相同，传递功率一样，试分析比较： 1．按方案a ）设计的单级齿轮减速器，如果改用方案b ），减速器的哪根轴的强度要重新验算？为什么？ 2．若方案a ）中的V 带传动和方案b ）中的开式齿轮传动的传动比相等，两方案中电动机轴所受的载荷是否相同？为什么。 a ） b ） 题11-32图 11-33．一单向转动的转轴，危险剖面上所受的载荷为水平面弯矩M H = 4×105 Nmm ，垂直面弯矩M V = 1×105 Nmm ，转矩T = 6×105 Nmm ，轴的直径d =50 mm ，试求： 1．危险剖面上的的合成弯矩M 、计算弯矩M ca 和计算应力ca σ。 2.危险剖面上弯曲应力和剪应力的应力幅和平均应力：a σ、m σ、m τ、a τ。 11-34 指出图中轴系的结构错误，并改正。 题11-34 图1 11-31 答题要点： Ⅰ轴：只受转矩，为传动轴； Ⅱ轴：除受转矩外，因齿轮上有径向力、圆周力等，还受弯矩，是转轴； Ⅲ轴：不受转矩，只受弯矩，是转动心轴； Ⅳ轴：转矩由卷筒承受，轴不受转矩，只受弯矩，是转动心轴； 卷筒结构改为图b ，Ⅴ轴仍不受转矩，只受弯矩，轴不转动，是固定心轴； 卷筒结构改为图c ，Ⅵ轴除了受弯矩外，在齿轮和卷筒之间轴受转矩，是转轴； 11-32 答题要点： 《发电厂电气部分》第一次 作业答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 《发电厂电气部分》第一次作业答案 一、单项选择题。本大题共38个小题，每小题 2.0 分，共76.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.隔离开关的用途之一是（） ( C ) A.切断负荷电流 B.切断短路电流 C.拉合小电流回路 D.拉合大电流回路 2.双母线接线采用双母线同时运行时，具有单母线分段接线的特点（） ( D ) A.因此，双母线接线与单母线与单母线分段接线是等效的 B.但单母线分段接线具有更大的运行灵活性 C.并且两者的设备数量一样 D.但双母线接线具有更大的运行灵活性 3.如果要求任一组母线发生短路故障均不会影响各支路供电，则应选用 （） ( C ) A.双母线接线 B.双母线分段带旁路接线 C.二分之三接线 D.多角形接线 4.热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导体和绝缘部分不因短路电流 的热效应使其温度超过它的（） ( C ) A.长期工作时的最高允许温度 B.长期工作时的最高允许温升 C.短路时的最高允许温度 D.短路时的最高允许温升 5.水平方向布置的三相平行导体在发生三相短路时，最大电动力出现在 （） ( A ) A.B相 B.C相 C.A相 D.边相 6.少油式断路器中油的用途是（） ( B ) A.绝缘 B.灭弧 C.冷却 D.隔离 7.在降压变电所低压母线侧发生短路，母线分列运行比母线并列运行时， 其短路电流要（） ( B ) A.大 B.小 C.一样 D.可大可小 8.发电厂的厂用电备用方式，采用明备用方式与暗备用方式相比，厂用工 作变压器的容量（） ( B ) A.增大 B.减小 C.一样 D.不确定 9.发电机引出线导体截面积选择是按（） ( B ) A.长期发热允许电流 B.经济电流密度 C.热稳定 D.动稳定 10.配电装置的母线截面积选择是按（） ( A ) A.长期发热允许电流 B.经济电流密度 C.热稳定 D.动稳定 11.矩形截面导体竖放比平放散热效果（） ( A ) A.好 B.差 C.一样 D.可好可差 12.大型火力发电厂厂用电系统接线形式通常采用（） ( C ) A.单母线 B.双母线 C.单母线分段 D.双母线分段 13.加装旁路母线的唯一目的是（） ( D ) A.检修变压器不停电 B.检修线路不停电 C.检修母线不停电 D.检修出线断路器不停电 14.第一台电抗器的型号是NKL-10-500-3，第二台电抗器的型号是NKL-10- 300-5，哪一台电抗器的限流好（） ( B ) A.第一台 B.第二台 发电厂电气部分试卷汇总及答案(全) 一、单项选择题1．根据对电气主接线的基本要求，设计电气主接线时首先要考虑() A．采用有母线的接线形式B．采用无母线的接线形式C．尽量降低投资、少占耕地D．保证必要的可靠性和电能质量要求 2.电压互感器的一次额定电压应等于() A. 100或100/3伏B. 1003或×1003伏 C. 所在电网的额定电压D. 100或2×100伏 3.输电线路送电的正确操作顺序为() A.先合母线隔离开关，再合断路器，最后合线路隔离开关 B.先合断路器，再合母线隔离开关，最后合线路隔离开关C.先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器 D.先合线路隔离开关，再合母线隔离开关，最后合断路器 4.线路隔离开关的线路侧，通常装有接地闸刀开关，其主要作用是当线路停电之 后，合入接地刀闸，将它作为()使用。 A.防雷接地 B.保护接地 C.工作接地 D.三相短路接地线 5.在110kV及以上的配电装置中，下述哪种条件下可采用多角形接线?() A.出线不多且发展规模不明确 B.出线不多但发展规模明确C.出线多但发展规模不明确 D.出线多且发展规模明确6三相导体短路的最大电动力不受()影响。 A.跨距 B.长期允许电流 C.相间距离 D.三相短路时的冲击电流7.装设分段电抗器的作用是() A.限制母线回路中的短路电流 B.改善母线的电压质量 C.吸收多余的无功功率 D.改进用户的功率因数8. 在交流电路中，弧电流过零值之后，电弧熄灭的条件是()。 A.弧隙恢复电压弧隙击穿电压 D.减少碰撞游离和热游离 9.对厂用I类负荷的供电方式是() A.一般一个电源供电 B.应两个独立电源供电，备用电源采用手动切换方式应两个独立电源供电，一 C. 投入． 个电源消失后，另一个电源要立即自动投入 D.在全厂停电时需要继续供电 10硬铝母线的短路时发热允许温度 是()℃。 A. 70 B. 98 C. 200 D. 300 11.为保证发电厂厂用低压 第三章(1) 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。 A 齿面点蚀 B 轮齿折断 C 齿面磨损 D 齿面胶合 (2) 在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是。 A 轮齿疲劳折断 B 齿面疲劳点蚀 C 齿面胶合 D 齿面磨粒磨损 E 齿面塑性变形 (3) 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。 A 齿面要硬，齿心要韧 B 齿面要硬，齿心要脆 C 齿面要软，齿心要脆 D 齿面要软，齿心要韧 (4) 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数和应力修正系数按查图。 A 实际齿数 B 当量齿数 C 不发生根切的最少齿数 (5) 一减速齿轮传动，主动轮1用45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们齿面接触应力的关系是。 A σH1 < σH2 B σH1 = σH2 C σH1 > σH2 D 可能相同，也可能不同 （6) 一对标准圆柱齿轮传动，已知z1＝20，z2＝50，则它们的齿根弯曲应力是。 A σF1 < σF2 B σF1 = σF2 C σF1 > σF2 D 可能相同，也可能不同 (7) 提高齿轮的抗点蚀能力，不能采用的方法。 A 采用闭式传动 B 加大传动的中心距 C 提高齿面的硬度 D 减小齿轮的齿数，增大齿轮的模数 (8) 在齿轮传动中，为了减小动载荷系数KV，可采取的措施是。 A 提高齿轮的制造精度 B 减小齿轮的平均单位载荷 C 减小外加载荷的变化幅度 D 降低齿轮的圆周速度 （9) 直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以的当量圆柱齿轮为计算基础。 A 小端 B 大端 C 齿宽中点处 (10) 直齿圆柱齿轮设计中，若中心距不变，增大模数m，则可以。 A 提高齿面的接触强度 B 提高轮齿的弯曲强度 C 弯曲与接触强度均不变 D 弯曲与接触强度均可提高 (11) 一对相互啮合的圆柱齿轮，在确定轮齿宽度时，通常使小齿轮比大齿轮宽5～10mm，其主要原因是。 A 为使小齿轮强度比大齿轮大些 B 为使两齿轮强度大致相等 C 为传动平稳，提高效率 D 为了便于安装，保证接触线承载宽度 （12) 闭式软齿面齿轮传动的设计方法为。 A 按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度 B 按齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度 C 按齿面磨损进行设计 D 按齿面胶合进行设计 (13) 下列措施中，不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力。 A 减轻加工损伤 B 减小齿面粗糙度值 C 表面强化处理 D 减小齿根过渡圆角半径 (1) 钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般须进过加工。 （2) 对于开式齿轮传动，虽然主要实效形式是，但目前尚无成熟可靠的计算方法，目前仅以作为设计准则。这时影响齿轮强度的主要几何参数是。 (3) 闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在处，提高材料可以增强轮齿抗点蚀的能力。 (4) 在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮材料的硬度比大齿轮的硬度高HBS。 (5) 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取模数为标准值，而直齿锥齿轮设计中，应取模 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 1.一队外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动，测得其中心距为160mm.两齿轮的齿数分 别为Z 1=20，Z 2 =44，求两齿轮的主要几何尺寸。 2.设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度为50mm，行程速比系数K=1.3。 3.有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，α=200，Z=25，Z 2=50，求（1）如果n 1 =960r/min， n 2 =？（2）中心距a=？（3）齿距p=？ 4.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为40和80，并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm，求两齿轮的主要几何尺寸。 5.某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿轮（正常齿），大齿轮已损坏，小齿 轮的齿数zz 1=24，齿顶圆直径d a1 =78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺 寸及这对齿轮的传动比。 6.图示轮系中，已知1轮转向n1如图示。各轮齿数为：Z1=20，Z2=40，Z3= 15，Z4=60，Z5=Z6= 18，Z7=1（左旋蜗杆），Z8 =40，Z9 =20 。若n1 =1000 r/min ，齿轮9的模数m =3 mm，试求齿条10的速度v10 及其移动方向（可在图中用箭头标出）。 7.已知轮1转速n1 =140 r/min，Z1=40， Z 2 =20。求： （1）轮3齿数 Z3； （2）当n3 = -40 r/min时，系杆H的转速 n H 的大小及方向； （3）当n H= 0 时齿轮3的转速n3。 8.一轴由一对7211AC的轴承支承，F r1=3300N, F r2 =1000N, F x =900N, 如图。试求两轴 承的当量动载荷P。(S=0.68Fr e=0.68 X=0.41,Y=0.87) 9．已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=200，m=4mm，传动比i 12 =3，中心距 a=144mm。试求两齿轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径。 10.设计一铰链四杆机构。已知摇杆CD的长度为75mm,行程速比系数K=1.5,机架长度为100mm,摇杆的一个极限位置与机架的夹角为450。 11.设计一对心直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮基圆半径r b =40mm,滚子半径r=10mm,凸轮顺时针回转，从动件以等速运动规律上升，升程为32mm，对应凸轮推程角为120°；凸轮继续转过60°，从动件不动，凸轮转过剩余角度时，从动件等速返回。 12.已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z 1=20、Z 2 =18、 Z 3 =56。求传动比i 1H 。 13.图示轮系，已知Z 1=30，Z 2 =20，Z 2 `=30，`Z 3 =74，且已知n 1 =100转/分。试求n H 。 ,考试作弊将带来严重后果！ ---- 2010-2011学年第二学期期末考试 《发电厂电气部分》试卷（A）答案 1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 所有答案请直接答在试卷上； ．考试形式：闭卷； 2分，共20分） 1. 依据一次能源的不同，发电厂可分为（火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂）等。 2. 火力发电厂的能量转换过程是：燃料的化学能 -> 热能 -> 机械能 -> 电能。 3. 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。 4. 对一次设备和系统的运行状态进行（监察、测量、控制、保护、调节）的设备，称为二次设备。 5. 隔离开关的作用是隔离电压、倒闸操作和分合小电流。 6. 发电厂的厂电率为发电厂厂用电耗电量与电厂的发电量之比。 7. 根据电气设备和母线布置特点，层外配电装置通常分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装置三种类型。 8. 使母线的电能损耗费用与相应设备维修费、折旧费的总和为最少的母线截面，称为经济电流密度截面。 9. 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_。 10. 防电气误操作事故的“五防”是指防止误拉合隔离开关、防止带接地线合 闸、防止误拉合断路器、防止带电合接地开关和防止误入带电间隔。 将正确选项前的字母填在题后的括号内。）（每题2分，26分） 1如果要求在检修任一引出线的母线隔离开关时,不影响其他支路供电,则可采用( C )。 A.内桥接线 B.单母线带旁路接线 C.双母线接线 D.单母线分段接线 2双母线接线采用双母线同时运行时，具有单母线分段接线特点( D )。 A.因此，双母线接线与单母线分段接线是等效的 B.但单母线分段接线具有更大的运行灵活性 C.并且两者的设备数量一样 D.但双母线接线具有更大的运行灵活性 3经技术经济比较,我国有关设计技术规程中规定,当发电机电压为10.5KV时,对于容量为( D )的机组,其高压厂用电电压可采用3KV。 A.100MW及以下 B.100～300MW C.25MW以下 D.60MW及以下 4输电线路送电的正确操作顺序为（ C ） A．先合母线隔离开关，再合断路器，最后合线路隔离开关 B．先合断路器，再合母线隔离开关，最后合线路隔离开关 C．先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器 D．先合线路隔离开关，再合母线隔离开关，最后合断路器 5 各类安全距离在国家颁布的有关规程中均有规定。当实际距离大于安全距离时，人体及设备才安全。220kV和110kV设备的安全距离分别是（ A ）A．3米和1.5米B．6米和3米C．1米和1.5米D．5米和1米 6 在电流互感器的选择与检验中，不需选择或校验（ C ） A．额定电压B．二次负荷 C．机械负荷D．动稳定 7维持电弧稳定燃烧的因素是（ C ） A碰撞游离B高电场发射 C热游离 8交流电弧过零后不再燃烧的条件是（C ） 1、如图所示，某轴由一对7209 AC 轴承支承，轴承采用面对面安装形式。已知两轴承径向载荷分别为F r1=3000N ，F r2=4000N ，轴上作用有轴向外载荷A=1800N 。载荷平稳，在室温下工作，转速n=1000r/min 。该轴承额定动载荷C=29800N ，内部轴向力S=0.4Fr ，e=0.68，当量动载荷系数如下表所示。试计算此对轴承的使用寿命。（9分） 答：内部轴向力方向如图所示 （2分）， S 1=0.4F r1=1200N (0.5分) S 2=0.4F r2=1600N (0.5分) 因为A+S 1>S 2 故 F a1=S 1=1200N (1分) F a2=S 1+A=3000N (1分) 比较两轴承受力，只需校核轴承2。 F a2/F r2=0.75>e (1分) P=XF r2+YF a2 =0.41*4000+0.87*3000=4250N (1分) 5.5240)(60103 6==P C n L h (2分) 2．图c 所示为一托架，20kN 的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃，试计算: 1) 该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F′ 至少应大于多少？（接合面的抗弯剖面模量W=12.71×106mm 3）（7分） 2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F′′ 要保证6956N ， 计算该螺栓所需预紧力F ′ 、所受的总拉力F 0。 （3分） 1） （1）、螺栓组联接受力分析：将托架受力 情况分解成下图所示的受轴向载荷Q 和受倾覆力矩M 的两种基本螺栓组连接情况分别考虑。（2分） （2）计算受力最大螺栓的工作载荷F ：（1分） Q 使每个螺栓所受的轴向载荷均等，为)(50004 20000 1 N Z Q F === 倾覆力矩M 使左侧两个螺栓工作拉力减小；使右侧两个螺栓工作拉力增加，其值为： 一、单项选择题1．根据对电气主接线的基本要求，设计电气主接线时首先要考虑( ) A．采用有母线的接线形式B．采用无母线的接线形式 C．尽量降低投资、少占耕地D．保证必要的可靠性和电能质量要求 2.电压互感器的一次额定电压应等于( ) A. 100或100/3伏 B. 1003或×1003伏 C. 所在电网的额定电压 D. 100或2×100伏 3.输电线路送电的正确操作顺序为( ) A.先合母线隔离开关，再合断路器，最后合线路隔离开关 B.先合断路器，再合母线隔离开关，最后合线路隔离开关 C.先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器 D.先合线路隔离开关，再合母线隔离开关，最后合断路器 4.线路隔离开关的线路侧，通常装有接地闸刀开关，其主要作用是当线路停电之后，合入接地刀闸，将它作为( )使用。 A.防雷接地 B.保护接地 C.工作接地 D.三相短路接地线 5.在110kV及以上的配电装置中，下述哪种条件下可采用多角形接线?( ) A.出线不多且发展规模不明确 B.出线不多但发展规模明确 C.出线多但发展规模不明确 D.出线多且发展规模明确 6三相导体短路的最大电动力不受( )影响。 A.跨距 B.长期允许电流 C.相间距离 D.三相短路时的冲击电流 7.装设分段电抗器的作用是( ) A.限制母线回路中的短路电流 B.改善母线的电压质量 C.吸收多余的无功功率 D.改进用户的功率因数 8.在交流电路中，弧电流过零值之后，电弧熄灭的条件是( )。 A.弧隙恢复电压<弧隙击穿电压 B.弧隙恢复电压=弧隙击穿电压 C.弧隙恢复电压>弧隙击穿电压 D.减少碰撞游离和热游离 9.对厂用I类负荷的供电方式是( ) A.一般由一个电源供电 B.应由两个独立电源供电，备用电源采用手动切换方式投入 C.应由两个独立电源供电，一个电源消失后，另一个电源要立即自动投入 D.在全厂停电时需要继续供电 10硬铝母线的短路时发热允许温度是( )℃。 A. 70 B. 98 C. 200 D. 300 11.为保证发电厂厂用低压单个或成组电动机可靠启动，要求厂用母线电压不低于额定电压的（） A.50 B.60% C.70% D.80% 12．由于发电厂厂用电一般采用可靠性高的成套配电装置，因而其高、低压母线应采用 。 （1） 活动构件数n=5，低副数 P L =7，高副数P H =0 ，因此自由度数 F=3n-2P L -P H =3*5-2*7=1 C 为复合铰链 （2） 活动构件数n=5，低副数 P L =7，高副数P H =0 因此自由度数 F=3n-2P L -P H =3*5-2*7=1 F 、G 为同一个移动副，存在一个虚约束。 2．在图示锥齿轮组成的行星轮系中，各齿轮数120Z =，Z 2=27，Z 2’=45，340Z =，已知齿轮1的转速1n =330r/min ，试求转臂H 的转速n H (大小与方向)。 （1）判断转化轮系齿轮的转动方由画箭头法可知，齿轮1与齿轮3的转动方向相反。 （2）转化轮系传动比关系式 ' 21323113Z Z Z Z n n n n i H H H ??-=--= （3）计算转臂H 的转速H n 。 代入13330,0n n ==及各轮齿数 3302740 02045 3306 15 150/min H H H H n n n n r -?=- -?- +=-=转臂H 的转动方向与齿轮1相同。 2’ 2 1 3 3．有一轴用一对46309轴承支承，轴承的基本额定动负载r C =48.1kN ，内部轴向力S=0.7Fr ，已知轴上承力R F =2500N ，A F =1600N ，轴的转速n=960r/min ，尺寸如图所示。若取载荷系数 p f =1.2，试计算轴承的使用寿命。 1）计算径向负荷 F A F r1 S 2 F R S 1 F r2 由力矩平衡 F r2×200- F R ×300+ F A ×40=0 F r2= (F R ×300- F A ×40)/200=(2500×3000-1600×40)/200=3430N F r1= F r2- F R =3430-2500=930N （2）计算轴向负荷 内部轴向力 S 1=0.7 F r1=0.7×930=651N ；S 2=0.7 F r2=0.7×3430=2401N 由S 1+ F A < S 2 ，可知轴承1为“压紧”轴承，故有F a1= S 2- F A =2401-1600=801N F a2= S 2=2401N （3）计算当量动负荷 轴承1：F a1/ F r1=801/930=0.86>e ；取X ＝0.41，Y ＝0.87 P 1=f p (X F r1+Y F a1)=1.2×(0.41×930+0.87×801)=1294N 轴承2：F a2/ F r2=0.7=e ；取X=1,Y=0 P 2=f p ×F r2=1.2×3430=4116N ∵ P 2> P 1 ∴ 取P=P 2=4116N 计算轴承寿命。 （4）计算轴承寿命 L h =(106/60n)( C t /P)ε= 〔106 /(60×960)〕×(48.1×103/4116)ε =27706h e F a /F r ≤e F a /F r ＞e X Y X Y 0.7 1 0.41 0.85 1、哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？ 答：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等成为一次设备。其中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，称为二次设备。如仪用互感器、测量表记、继电保护及自动装置等。其主要功能是启停机组、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、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、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，为了提高导体的在流量，宜采用电阻率小的材料，如铝和铝合金等。导体的形状，再同样截 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，而矩形截面积导体的散热效果比平方的要好。 4、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。 三相平行导体发生三相断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。 5、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β为动态应力与静态应力之比值。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，即在最大电动力上乘以动态应力系数β，以求得实际动态过程中动态应力的最大值。 6、隔离开关与断路器主要区别是什么？运行中，对它们的操作过程应遵循哪些重要原则？ 答：断路器开合电路的专用灭弧设置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用老作为接通或切断电路的控制电器。而隔离开关没有灭弧设置，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流。 7、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？ 《发电厂电气部分》期末考试试卷及答案 一、填空题（每题2分，共20分） 1. 依据一次能源的不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等。 2. 火力发电厂的能量转换过程是：燃料的化学能 -> 热能 -> 机械能 -> 电能。 3. 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。 4. 对一次设备和系统的运行状态进行（测量、控制、监控和保护）的设备，称为二次设备。 5. 隔离开关的作用是隔离电压、倒闸操作和分合小电流。 6. 发电厂的厂电率为发电厂厂用电耗电量与电厂的发电量之比。 7. 根据电气设备和母线布置特点，层外配电装置通常分为中型配电装置、 高型配电装置和半高型配电装置三种类型。 8. 使母线的电能损耗费用与相应设备维修费、折旧费的总和为最少的母线截面，称为经济电流密度截面。 9. 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_。 10. 防电气误操作事故的“五防”是指防止误拉合隔离开关、防止带接地线合闸、防止误拉合断路器、防止带电合接地开关和防止误入带电间隔。 二、单项选择题（在每小题列出的选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。）（每题2分，26分） 1如果要求在检修任一引出线的母线隔离开关时,不影响其他支路供电,则可采用( C )。 A.内桥接线 B.单母线带旁路接线 C.双母线接线 D.单母线分段接线 2双母线接线采用双母线同时运行时，具有单母线分段接线特点( D )。 A.因此，双母线接线与单母线分段接线是等效的 B.但单母线分段接线具有更大的运行灵活性 齿轮传动习题 1.问：常见的齿轮传动失效有哪些形式？ 答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。 2.问：在不改变材料和尺寸的情况下，如何提高轮齿的抗折断能力？ 答：可采取如下措施：1)减小齿根应力集中;2)增大轴及支承刚度;3)采用适当的热处理方法提高齿芯的韧性;4)对齿根表层进行强化处理。 3.问：为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上？ 答：当轮齿在靠近节线处啮合时，由于相对滑动速度低形成油膜的条件差，润滑不良，摩擦力较大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也最大，因此，点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上。 4.问：在开式齿轮传动中，为什么一般不出现点蚀破坏？ 答：开式齿轮传动，由于齿面磨损较快，很少出现点蚀。 5.问：如何提高齿面抗点蚀的能力？ 答：可采取如下措施：1)提高齿面硬度和降低表面粗糙度;2)在许用范围内采用大的变位系数和,以增大综合曲率半径;3)采用粘度高的润滑油;4)减小动载荷。 6.问：什么情况下工作的齿轮易出现胶合破坏？如何提高齿面抗胶合能力？ 答：高速重载或低速重载的齿轮传动易发生胶合失效。措施为：1)采用角度变位以降低啮合开始和终了时的滑动系数;2)减小模数和齿高以降低滑动速度;3)采用极压润滑油;4)采用抗校核性能好的齿轮副材料;5)使大小齿轮保持硬度差;6)提高齿面硬度降低表面粗糙度。 7.问：闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？ 答：闭式齿轮传动：主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。开式齿轮传动：主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损，磨损尚无完善的计算方法，故目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。 8.问：硬齿面与软齿面如何划分？其热处理方式有何不同？ 答：软齿面：HB≤350，硬齿面：HB>350。软齿面热处理一般为调质或正火，而硬齿面则是正火或调质后切齿，再经表面硬化处理。 9.问：在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K？ 答：在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大。此外在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。因此实际载荷比名义载荷大，用载荷系数K 计入其影响 10.问：齿面接触疲劳强度计算公式是如何建立的？为什么选择节点作为齿面接触应力的计算点？ 答：齿面接触疲劳强度公式是按照两圆柱体接触的赫兹公式建立的；因齿面接触疲劳首先发 《发电厂电气部分》复习 第一章能源和发电 1、火、水、核等发电厂的分类 依据一次能源的不同，发电厂可分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等。 火电厂的分类： （1）按蒸汽压力和温度分：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。 （2）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂 （3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。 水力发电厂的分类： 按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。 （2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。 核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。 2、抽水蓄能电厂的作用 调峰，填谷，调频，调相，备用。 3、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14 火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；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。 能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。 4、水力发电厂的基本生产过程 答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。 第二章发电、变电和输电的电气部分 1、一次设备、二次设备的概念 一次设备：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 一、填空题（本大题共11小题，每空 1 分，共12 分） 1.在电气主接线中，旁路断路器的主要作用是（检修线路断路器时保证该回线路不停电） 2.三相输电线路水平布置，流过三相短路电流，（中间）相电动力最大。 3.电气一次设备中，具有开断、接通负荷电流和断开短路电流的开关电器是（断路器） 4.目前，在我国占比例最大的发电厂类型是（火力发电厂） 5.电气主接线中母线的主要作用是（汇集和分配电能） 6.发电厂的厂用电系统的接线通常采用（单母分段）接线形式，并且是按（炉）分段。 7.进行导体短时发热计算的主要目的是确定（导体可能的最高温度） 8.电力系统中，进行一次系统和二次系统间联系的主要元件是（互感器） 9.屋内配电装置电抗器的布置可以采用垂直布置，布置时应将（B ）相放在上下两相中间 10.可以将一组母线与另一组母线重叠布置的屋外配电装置的类型是（高型） 11.（汽轮）发电机可以异步运行15－30分钟 二、判断题（本大题共12小题，每小题 1 分，共12 分） 1.自耦变压器的效益系数表明其经济效益，效益系数越大，说明其经济效益也越大。 （×） 2.内桥式接线比较适合于有穿越功率流经本厂的场合。 （×） 3.500kV以上电压等级经常采用3／２接线方式，当串数多于3串以上必须采用交叉接线 （×） 4.在火电厂中厂用备用电源经常采用暗备用方式，而水电厂经常采用明备用方式。 （×） 5.隔离开关只能隔离电压，不能关合非常小的电流 （×） 6.引起发电机过励磁的直接原因是电压降低、频率上升 （×） 7.用熔断器保护的电器，其热稳定时间由熔断时间保证，故可不验算热稳定。 （√ ） 8.减弱游离过程，加强去游离过程，有利于电弧的熄灭。 （√ ） 9.断路器开断中性点不接地系统的三相短路，通常后续开断相的工频恢复电压比首先开断相的高。 （×） 10.电流互感器的一次绕组的电流主要由其二次绕组的电流大小决定。 （×） 11.同步发电机的非正常运行和特殊运行都可以长时间运行。 （×） 12.同一台电流互感器使用在不同的准确级下，会有不同的额定容量。 （√ ） 三、简答题（本大题共11 小题，每小题 5 分，共55 分） 1、什么是变压器的热老化定律？(完整版)《发电厂电气部分》考试题库
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