完整版熊信银《发电厂电气部分》第四版课后习题答案含计算题Word格式.docx

1、3）节俭基建投资和运行花费；4）电力系统互联。2-5 简述沟通 500kV 变电站主接线形式及其特色。当前，我国 500kV 变电所的主接线一般采纳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式。其中 3/2 台断路器接线拥有以下特色：任一母线检修或故障，均不致停电；任一断路器检修也不惹起停电；甚至在两组母线同时故障（或一组母线检修另一组母线故障）的极端条件下，功率均能连续输送。一串中任何一台断路器退出或检修时，这种运行方式称为不完好串运行，此时仍不影响任何一个元件的运行。这种接线运行方便，操作简单，隔走开关只在检修时作为隔绝带电设备用。2-6 并联高压电抗器有哪些作用？抽能并联高

2、压电抗器与并联高压电抗器有何异同？2-7 简述 6kV 抽能系统的功能及其构成。2-8 简述串连电容器赔偿的功能及其电气接线。第 1页 共17页2-9 简述高压直流输电的基来源理。2-10 简述换流站的电气接线及主要设备的功能。2-11 简述高压直流输电的长处和弊端各有哪些？长处：1）线路造价低，年电能损失小；2）不存在系统稳固问题；3）限制短路电流。4）调理快速，运行靠谱；5）没有电容充电电流。6）节俭线路走廊。弊端：1）换流装置较昂贵；2）耗费无功功率多；3）产生谐波影响；4）缺少直流开关；5）不可以用变压器来改变电压等级。2-12 简述高压直流输电系统的主接线及其运行方式。第二章 导体的

3、发热和电动力3-1 研究导体和电气设备的发热有何意义？长久发热和短时发热各有何特色？电流将产生消耗，这些消耗都将转变为热量使电器设备的温度高升。发热对电气设备的影响：使绝缘资料性能降低；使金属资料的机械强度降落；使导体接触电阻增添。导体短路时，固然连续时间不长，但短路电流很大，发热量仍旧好多。这些热量在合时间内不简单散出，于是导体的温度快速高升。同时，导体还遇到电动力超出同意值，将使导体变形或破坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中一定注意的问题。长久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。3-2 为何要规定导体和电气设备的发热同意温度？短时发热同意温度和长久发热同

4、意温度能否相同，为何？导体连结部分和导体自己都存在电阻 （产生功率消耗 ） ；四周金属部分产生磁场 ,形成涡流和磁滞消耗；绝缘资料在电场作用下产生消耗，如： tg 值的丈量载流导体的发热：长久发热：指正常工作电流惹起的发热短时发热：指短路电流惹起的发热一 发热对绝缘的影响第 2页 共17页绝缘资料在温度和电场的作用下渐渐变化，变化的速度于使用的温度相关；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 I 2 R 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：CuAl长久发热0 C短期发热703002003-3 导体长久发热同意电流是依据什么确立的？提升同意电

5、流应采纳哪些举措？是依据导体的稳固温升确立的。为了载流量，宜采纳电阻率小的资料，如铝和铝合金等；导体的形状，在相同截面积的条件下，圆形导体的表面积较小，而矩形和槽形的表面积则较大。导体的部署应采纳散热成效最最正确的方式。3-4 为何要计算导体短时发热最高温度？如何计算？载流导体短路时发热计算的目的在于确立短路时导体的最高温度不该超出所规定导体短路时发热同意温度。当知足这个条件时，则以为导体在短路时，是拥有热稳固性的。计算方法以下：1）有已知的导体初始温度 w ；从相应的导体资料的曲线上查出 A w；2）将 A w 和 Qk 值代入式： 1/S2Qk=Ah-Aw 求出 A h；3）由 A h 再

6、从曲线上查得 h 值。3-5 等值时间的意义是什么等值时间法合用于什么状况？等值时间法因为计算简单，并有必定精度，当前仍获取宽泛应用。可是曲线所示是根据容量为 500MW 以下的发电机，按短路电流周期重量衰减曲线的均匀值制作的，用于更大容量的发电机，必然产生偏差。这时，最好采纳其余方法。3-6 用适用计算法和等值时间法计算短路电流周期重量热效应，各有何特色？用适用计算法中的电流是短路稳态电流，而等值时间法计算的电流是次暂态电流。3-7 电动力对导体和电气设备的运行有何影响？电气设备在正常状态下，因为流过导体的工作电流相对较小，相应的电动力较小，因而不易为人们所觉察。而在短路时，特别是短路冲击电

7、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，将会产生变形或破坏。为了防备这种现象发生，必须研究短路冲击电流产生的电动力的大小和特色，以便采纳适合强度的导体和电气设备，保证足够的动稳固性。必需时也可采纳限制短路电流的举措。3-8 三相平行导体发生三相短路时最大电动力出此刻哪一相上，试加以解说。三相同等导体发生三相短路时最大电动力出此刻中间相 B 相上，因为三相短路时， B第 3页 共17页相冲击电流最大。3-9 导体的动向应力系数的含义是什么，在什么状况下，才考虑动向应力？动向应力系数为动向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向应力，关于动向应力的

8、考虑，一般是采纳修正静态计算法，即在最大电动力 Fmax 上乘以动向应力系统数，以求得实质动向过程中的动向应力的最大值。3-10 大电流母线为何常采纳分相关闭母线？分相关闭母线的外壳有何作用？大电流母线采纳分相关闭母线是因为：1）运行靠谱性高，因母线置于外壳内，能防备相间短路，且外壳多点接地，可保障人体接人体接触时的安全。 2）短路时母线相间电动力大大降低，因为外壳涡流的障蔽作用，使壳内的磁场减弱， 对减小短路时的电动力有显然的成效； 3）壳外磁场也因外壳电流的障蔽作用而减弱，可较好改良母线邻近的钢构发热； 4）安装的保护工作量小。3-11 如何才能减少大电流母线邻近钢构的发热？减小大电流母线

9、邻近的钢构发热的举措：1）加大钢构和导体间的距离，使布磁场强度减弱，因此可降低涡流和磁滞消耗；2）断开钢构回路，并加装绝缘垫，除去环流；3）采纳电磁障蔽；4）采纳分相关闭母线。3-12 设发电机容量为 10 万 kW ，发电机回路最大连续工作电流 I max=6791A ，最大负荷利用小时数 Tmax = 5200h ，三相导体水平部署， 相间距离 a = 0.70m ，发电机出线上短路时间 tk = 0.2s，短路电流 I= 36.0kA ，I tk/2 = 28.0kA ，I tk = 24.0kA ，四周环境温度 +35 。试选择发电机引出导线。第三章 导体的发热和电动力第 4页 共17

10、页第 5页 共17页动向应力，关于动向应力的考虑，一般是采纳修正静态计算法，即在最大电动力 Fmax 上乘以动向应力系统数，以求得实质动向过程中的动向应力的最大值。第四章 厂用电5-1 什么叫厂用电和厂用电率？发电机在启动，运行、停止，检修过程中，有大批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，除尘及水办理的正常运行。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所有发电量的百分数，称为厂用电率。第 6页 共17页5-2 厂用电的作用和意义是什么？发电机在启动、运行、停机，检修过程中，有大批电动机手动机械设备，

11、用以保证机组的主要设备和输煤，碎煤，除尘及水办理等的正常运行。降低厂用电率能够降低电能成本，同时也相应地增大了对电力系统的供电量。5-3 厂用电负荷分为哪几类？为何要进行分类？厂用电负荷，依据其用电设备在生产中的作用和忽然中止供电所造成的危害程度，按其重要性可分为四类：I 类厂用负荷：凡是属于短时停电会造成主辅设备破坏，危及人身安全，主机停用及影响大批卖力的厂用设备； II 类厂用负荷：同意短时断电，恢复供电后，不致造成生产杂乱的常用设备； III 类厂用负荷：较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产不方便的厂用负荷； 事故保安负荷 沟通不中断供电负荷5-4 对厂用电接线有哪些基本要求？关于

12、厂用电接线的要求主要有：1）各机组的厂用电系统是独立的；2）全厂新公用负荷应分别接入不一样机组的厂用母线；3）充足考虑发电厂正常，事故，检修启动等运行方式下的供电要求，尽可能的使切换操作简易，启动电源能在短时间内投入；4）充足考虑电厂分期建设，连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别是要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变和改换装置。5） 200MW 及以上的机组应设置足够容量的沟通事故保安电源。5-5 厂用电接线的设计原则是什么？对厂用电压等级确实定和厂用电源引接的依照是什么？厂用电的设计原则主假如： 厂用电接线应保证对厂用负荷靠谱和连续供电，使发电厂主机安全运行。 接线应能灵

13、巧地适应正常、事故、检修等各样运行方式的要求。 厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电。 设计时还应适合注意其经济性和发展的可能性并踊跃谨慎地采纳新技术、 新设备， 使厂用电接线拥有可行性和先进性。 在设计厂用电接线时，还应付厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行剖析和论证。厂用电的电压等级是依据发电机的额定电压，厂用电动机的电压和厂用电，供电网络等要素，互相配合，经技术经济比较后确立的。第 7页 共17页5-6 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？启动电源的设计：1）从发电机电压母线的不一样分段上，经过厂用备用变压器引接

14、。2）从发电厂联系变压器的低压绕组引接，但应保证在机组全停状况下，能够获取足够的电源容量。3）从与电力系统联系密切，供电靠谱的最低一级电压的母线引接。4）当经济技术合理时，可由外面电网引接专用线路，经过变压器获得独立的备用电源或启动电源。事故保安电源一定是一种独立而又十分靠谱的电源，往常采纳快速自动程序启动的柴油发电机组，蓄电池以及逆变器将直流变为沟通事故保安电源。对 300MW 及以上机组还就由邻近110kV 及以上的变压器工发电厂引入独立靠谱的专用线路作为事故备用保安电源。5-7 火电厂厂用电接线为何要按锅炉分段？为提升厂用电系统供电靠谱性，往常都采纳那些举措？为了保证厂用供电的连续性，使

15、发电厂安全满发，并知足运行安全靠谱灵巧方便。所以采纳按炉分段原则。为提升厂用电工作的靠谱性，高压厂用变压器和启动备用变压器采纳带负荷高压变压器，以保证厂用电安全，经济的运行。5-8 发电厂和变电站的自用电在接线上有何差别？发电厂厂用电系一致般采纳单母线分段接线形式，并多以成套配电装置接受和分派电能。厂用电源由相应的高压厂用母线供电。而变电站的站用电源引接方式主要有： 1）由变电站内主变压器第三绕组引接，站用变压器高压侧要采纳较大断流容量的开关设备，不然要加限流电抗器。 2）当站内有较低母线时，一般由这种电压母线上引接两个站用电源。这种站用电源引接方式经济性好和靠谱性高的特色； 3）500kV

16、变电站的外接电源多由邻近的发电厂或变电站的低压母线引接。5-9 何谓厂用电动机的自启动？为何要进行电动机自启动校验？假如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？厂用电系统运行的电动机，当忽然断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会降落，甚至会停止运行，这一转速降落的过程称为惰行。若电动机失掉电压后，不与电源断开，在很短时间内，厂用电源恢复或经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固状态运行，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，启动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电网络电压降

17、落，甚至惹起电动机过热，将危及电动机的安全以及厂用电网络的稳固运行，所以，一定进行电动机自启动校验。若不可以知足自启动条件，应采纳以下举措： 限制参加自启动的电动机数目。 机械负载转矩为定值的重要设备的电动机，因它只好在靠近额定电压下启动， 也不该参第 8页 共17页加自启动，可采纳低电压保护和自动重合闸装置，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，应采纳拥有较高启动转矩和同意过载倍数较大的电动机与其配套。在不得已的状况下，或增大厂用变压器容量，或联合限制短路电流问题一同考虑进适合减小厂用变压器的阻抗值。5-10 已知某火电厂厂用

18、 6kV 备用变压器容量为 12.5MVA, Uk（%） = 8 ，要求同时自启动电动机容量为 11400kW ，电动机启动均匀电流倍数为 5，cos= 0.8， = 0.90。试校验该备用变压器容量可否知足自启动要求。解：5-11 厂用母线失电的影响和应采纳的举措？厂用母线的工作厂用电源因为某种故障而被切除，即母线的进线断路器跳闸后，因为连结在母线上运行的电动机的定子电流和转子电流都不会立刻变为零，电动机定子绕组将产生变频电压，即母线存在残压。残压的大小和频次都随时间而降低。电动机转速降落的快慢主要决定于负荷和机械时间常数， 一般经 0.5S 后转速约降至额定转速。 若在此时间内投入备用电源

19、，一般状况下，电动机能快速恢复到正常稳固运行状态。一般用电源的快捷切换，要求工作厂用电源切除后，在厂用母线残压于备用电源电压之间的相角差未达到第一次反相以前合上备用电源，可保证备用电源合上时电动机的转速降落尚少，且冲击电流亦小。5-12 厂用电源的各样切换方式及其优弊端？厂用电源的切换，除按操作控制分为手动与自动外，还可按厂用系统的运行状态，断路器动作次序，厂用电源切换的速度等进行划分。按厂用电系统正常运行状态厂用电源的切换分为正常切换和事故切换。按断路器的运行次序厂用电源的切换分为并联切换、断电切换和同时切换。按厂用电源的切换速度厂用电源的切换分为快速切换和慢速切换。第五章 导体和电气设备的

20、原理与选择6-1 什么是验算热稳固的短路计算时间tk 以及电气设备的开断计算时间tbr？演算热稳固的短路计算时间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 t br 是指断路器分断脉冲传递到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各样触头分别后的电弧完好熄灭地点的时间段。6-2 开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些要素相关？电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大批的自由电子的缘由。 电弧形成过程： 电极发射大批自由电子： 热电子 +强电场发射； 弧柱区的气体游离，产生大批的电子和离子：碰撞游离 +热游离。电弧的熄灭重点是去游离的作用，去游离方式有第 9页

21、 共17页种：复合：正负离子互相吸引，相互中和；扩散：弧柱中的带电质点因为热运行逸出弧柱外。开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下要素相关：电弧温度；电场强度；气体介质的压力；介质特征；电极资料。6-3 开关电器中常用的灭弧方法有那些？有以下几种灭弧方式：1）利用灭弧介质，如采纳 SF6 气体； 2）采纳特别金属资料作灭弧触头； 3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和激烈地冷却面复合； 4）采纳多段口熄弧； 5）提升断路器触头的分别速度，快速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面忽然增大，有益于电弧的冷却和带电质点向四周介质中扩散和离子复合。6-4 什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些要素相关？弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过必定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的构造和灭弧介质的性质所决定， 随断路器形式而异。弧隙电压恢复过程是指电弧电流自然过