44电能生产过程Word格式文档下载.docx

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9.电力系统电力网

10.零线电压

11.SP6断路器真空断路器

12.平衡系统零序分量

13.保护接零重复接地

14.动作电流动作时间

15.频率大小电压相位

16.通过人体电流的大小电流通过持续的时间

17.变比短路阻抗标幺值

18.机械强度绝缘性能

19.枢纽站、中间站、地区站、终端站、330~500kV、220~330kV、110~220kV、35~110kV。

20.可靠性、灵活性、经济性、可发展性

21.发热时间短，发出热量来不及扩散，近似绝热过程；

发热量大，导体温升高

22.铁损（铁芯损耗）、铜损（线圈损耗）、铁损近似恒定与负载无关，铜损与负载平方成正比。

23.电阻损耗、介质损耗、磁滞涡流损耗、降低导体机械强度、增大接触电阻、加速绝缘老化、一般不超过70℃，计及日照及散热镀层不超过80~95℃。

24.采用适当的接线形式与运行方式、加装限流电抗器、扩大单元接线采用低压分裂绕组变压器_

25.变压器内温度最高点，绕组高度方向70~75%处，沿径向在绕组厚度（自内径起）1/3处、98℃、热点温度每升高6℃老化加倍寿命减半

26.中间（B）相_、_衰减的非周期分量、衰减的基频分量、不衰减的倍频分量、短路点满足初始临界相角条件、时间在短路后的第1个半周波（0.01s）。

判断题

1.电气设备是按正常工作额定电压和额定电流选择按短路条件进行热稳定和动稳定校验的。

2.在中性点直接接地的三相四线制380V/220V电力网中为了确保人身安全电气设备的金属外壳应采用保护接地。

3.二次设备包括继电保护、自动装置、直流电源装置。

4.磁力起动器由交流接触器和闸刀组成具有欠压保护、过载保护。

5.交流接触器即可通断负荷电流也能切断短路电流。

6.采用自动重合闸有利于电力系统的暂态稳定。

7.短路的形式有单相接地短路两相短路三相短路三种。

8.发电机的三相电流之差不得超过额定电流的10。

9.增大触头压力是减小接触电阻常用的方法。

10.三相负载作三角形联结时无论负载对称与否线电流必定是相电流的3倍。

11.三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单相交流电源按一定方式组合起来的。

12.单相变压器接电源的绕组一定是高压绕组接负载的绕组一定是低压绕组。

13.变压器运行时为了获得最高效率必须带上额定负载。

14.发电厂中的厂用电是重要负荷必须按电力系统中第一类用户对待。

15.电力系统继电保护的基本任务是快速有选择性的将故障元件从系统中切除保证非故障部分继续运行。

16.在小电流、低电压的电路中隔离开关有一定的自然灭弧能力。

17.断路器动、静触头分开瞬间触头间产生电弧此时电路处于断路状态。

18.差动保护的优点是能够迅速地、有选择地切除保护范围内的故障。

19.变压器的寿命是由线圈绝缘材料的老化程度决定的。

20.为防止电流互感器二次侧短路应在其二次侧装设低压熔断器。

21.机舱罩是用玻璃钢制成的，其性能良好在放置过程中不会产生形变。

（）

22.电极的表面状况和空气中的导电微粒，对空气间隙的击穿电压没有影响。

23.隔离开关可以用来切断负荷电流和短路电流。

24.消弧线圈与变压器的铁芯是相同的。

（）

25.电流互感器的二次两个绕组串联后变比不变，容量增加一倍。

26.风力发电机组若在运行中发现有异常声音，可不做检查继续运行。

27.主轴前后轴承座在结构上完全相同。

28.电流负反馈能够稳定输出电流，电压负反馈能够稳定输出电压。

29.接地作圆钢与扁钢连接时，其焊接长度为圆钢直径的6倍且两面焊接。

30.风电场生产人员不必掌握紧急救护法。

1√2×

3×

4×

5×

6√7×

8√9√10×

11×

12×

13×

14√15√

16√17×

18√19√20×

21×

22×

23×

24×

25√

26×

27×

28√29√30×

计算题

1、已知某变压器的短路参数标幺值为：

r*k75℃=0.008Ω，x*k75℃=0.0725Ω，求在额定负载下，cosφ=0.8（滞后）和cosφ=0.8（超前）时的电压调整率△UN。

答：

：

当cosφ=0.8（滞后）时，

sinφ=0.6，电压调整率=（0.008×

0.8+0.0725×

0.6）×

100%=4.99%

当cosφ=0.8（超前）时，

sinφ=-0.6，此时的电压调整率=（0.008×

0.8-0.0725×

100%=-3.71%

2.某降压变电所的双绕组变压器，额定容量为25000kVA，变比为110/10.5kV，主变低压侧短路电流I”=19.6kA，I0.81=16kA，I1.62=12kA，保护动作时间为1.51秒，燃弧时间为0.04秒，问主变低压侧断路器选用SN10-10III型断路器能否满足要求？

（附SN10-10III型断路器参数：

额定电流2000A，额定开断电流40kA，动稳定电流峰值125kA，4秒热稳定电流40kA，固有分闸时间0.07“，额定关合电流125kA）（注：

）

UNS=UN

Imax=1.05×

25000/（1.732×

10.5）=1443.3757A

I”<

INbr=40kA

ish=49.98<

ies=125kA

Qk=416.9<

402×

4

3.铝导体截面为50×

5mm2，短路电流热效应Qd=307.3kA2·

S，导体在短路开始时温度θi=50℃，短路切除时的导体温度θf=?

请校验该导体能否满足热稳定要求？

Qk=307.3kA2·

S

Af=1.228+0.4=1.628×

1016

θf=250℃

不满足热稳定要求。

4.某发电机汇流母线接有一台额定参数为Pe=25MW，Ue=10.5kV，cosφ=0.8的发电机，实际环境温度30℃，母线采用LMY-125×

10（25℃时的载流量2063A）矩形铝导体平放，问该截面导体能否满足长期发热要求？

如果支持绝缘子跨距为1.2m，相间距离为0.7m，I”=31.9kA，能否满足动稳定要求（不计共振影响，铝的允许应力为70×

106Pa）。

Imax=1804AImax<

0.88×

2063=1815.44A满足要求

w=26×

10-6（m3）

ish=2.69×

31.9=85811A

fph=1819.8433N/m

Fph=2183.8N

5.已知一台异步电动机的额定频率f=50Hz，磁极对数P=2，转差率S＝0.04，试问这台电动机的额定转速是多少？

因为f=

所以同步转速n1=

=

=1500r/min

又因为S=

所以n=（1-S）n1=（1-0.04）×

1500=1440r/min

这台电机的额定转速为1440r/min。

6.在简单系统中，发电机的容量为200MVA，惯性时间常数为5秒，在稳态运行时，转子突然产生了

弧度/秒2的加速度。

问：

负荷发生了多大的变化?

7.单机无穷大系统的参数及初始运行状态如下。

求：

功率极限、静态稳定储备系数及初始运行角δ。

问答题

1.电力系统运行的基本要求有哪些？

电力系统运行的基本要求有

1）保证可靠地持续供电

2）保证良好的电能质量电能质量包含电压质量、频率质量和波形质量三个方面。

电压质量和频率质量一般都以偏移是否超过给定值来衡量。

波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。

3）保证系统运行的经济性考核电力系统运行经济性的重要指标，即煤耗率和线损率。

2.调整控制潮流的手段主要有哪些？

调整控制潮流的手段主要有三个：

串联电容、串联电抗、附加串联加压器。

串联电容的作用是以其容抗抵偿线路的感抗。

将其串联在环式网络中阻抗相对过大的线段上，可起转移其它重载线段上流通功率的作用。

串联电抗的作用与串联电容相反，主要是限流。

将其串联在重载线段上可避免该线段过载。

但由于其对电压质量和系统运行的可靠性有不良影响，未广泛使用。

附加串联加压器的作用在于产生一环流或强制循环功率，使强制循环功率与自然分布功率的叠加可达到理想值。

3.分析载流导体长期运行中温度的变化过程，以及提高导体持续载流量的措施；

在此基础上定量分析当环境温度变化时对导体持续载流量将产生什么样的影响

载流导体长期运行中的热过程如下：

发热=

；

散热=

，其中

为电阻发热，

为日照发热，

为对流散热，

为辐射散热，

为传导散热。

一般散热

为导体热交换系数，F为导体有效散热面积，

为导体温度与环境温度之差。

忽略日照条件下载流导体运行中的热平衡方程为：

其中m为导体质量，C为导体比热。

对上述方程积分可知载流导体的温度变化是个饱和指数曲线过程，其饱和温升（

）为

，由此可知在限定导体最高工作温度下导体的最大允许载流量为

在上式基础上可知提高导体载流量的措施有：

1）减小导体电阻，可通过改变导体截面形状或进行分裂等来减小导体集肤效应系数；

2）增强导体散热，可通过优化导体布置、通风强迫对流等方式实现；

3）减小日照影响，对室外导体加设防晒镀层等来实现。

由

可知当环境温度变化为

时，在导体最高允许工作温度

不变条件下有如下关系：

与

由上可得环境温度由

变化为

后持续载流量将变为

4.简述电力系统中有功功率的最优分配的主要内容。

电力系统中有功功率的最优分配有两个主要内容，即有功功率电源的最优组合和有功功率负荷的最优分配。

有功功率电源的最优组合指的是系统中发电设备或发电厂的合理组合，也就是通常所说的机组的合理开停。

它大体包括三个部分：

机组的最优组顺序、机组的最优组合数量和机组的最优开停时间。

有功功率负荷的最优分配指的是系统的有功功率负荷在各个正在运行的发电设备或发电厂之间的合理分配。

5.简述互感器的作用、电流互感器工作特点、电磁式电流互感器的工作要求及其原因。

互感器的作用：

1）将一次系统的高电压、大电流变换成二次系统的低电压、小电流，便于二次设备量测监控；

2）有效隔离一、次系统，保护运行操作人员和二次设备的安全。

电流互感器特点：

1）一次侧串联在一次系统中，并且匝数少，使得一次系统电流能更准确反映一次系统的运行状态，而与二次情况无关；

2）二次侧所接量测仪表内阻抗很小，近似短路工作状态，由此二次侧电流大小主要取决于一次侧电流情况。

电磁式电流互感器工作要求：

1）量测电流尽可能接近一次侧额定电流。

由于电磁式电流互感器铁芯为高磁导率材质，一个很小的励磁电流就可建立铁芯主磁通，这样励磁电流几乎不随一次侧电流大小的变化而变化，而电流互感器的量测误差主要来源于一次励磁电流，由此当量测电流接近一次侧额定电流时，励磁电流在其中所占的份额最小，量测结果也最精确。

2）二次侧严禁开路。

若电磁式电流互感器二次侧开路，则不存在二次电流的去磁作用，全部一次电流作为激磁电流，由于铁芯磁化曲线的非线性饱和特性，此时铁芯主磁通在很大的一次激磁电流作用下，运行于饱和区间上，在铁芯中建立的主磁通呈现平顶波形式，这样在主磁通的上升和下降沿，其随时间的变化率将会变得很大，即在二次线圈中会感应出很高的电压，危害二次侧设备与操作人员人身安全。

6.降低电网损耗的意义和方法有哪些？

意义：

电力网的电能损耗不仅耗费一定的电力资源，而且占用一部分发电设备容量，因此，降低网损是电力企业提高经济效益的一项重要任务。

方法：

1、提高电力网负荷的功率因数

1）合理选择异步电动机的容量并调整其运行方式；

2）合理选择变压器及感应电炉和电焊机设备的容量；

3）采用并联补偿装置。

2、提高电力网运行电压水平

3、改变电力网的界限和运行方式：

1）开式电力网改为闭式电力网运行；

2）使闭式电力网的功率分布为经济分布；

A、在闭式电力网中装纵横调压变压器；

B、闭式电力网内装设串联电容器；

3）实行变压器的经济运行；

4）在小型电力系统发电厂间实行负荷经济分配的原则；

5）电力线路安装经济电流密度选择，然后按照技术指标要求效验

7.电能及电能生产具有哪些特点？

电能的特点：

（1）易于产生

（2）便于传输（3）使用方便（4）利用率高（5）减少污染

电能生产的特点：

1）电能的生产与消费具有同时性

2）电能生产与国民经济各个部门和人民生活有着极为密切的关系

3）电力系统的过渡过程十分短暂，电能生产过程对自动化程度要求高

4）电能生产的地区性特点较强

8.试定性对比分析单母线分段带旁路母线接线和双母线接线的可靠性？

一组母线检修时，双母线不停电，单母线分段停检修段；

任一组母线短路时，双母线短时停电，单母线分段停故障段；

出线断路器检修，双母线检修线路停电，单母线分段带旁路母线不停电。

9.什么是发电厂的厂用备用电源？

厂用备用电源的引接方式有哪几种？

发电厂一般均应设置备用电源，备用电源主要作为事故备用，即在工作电源故障时代替工作电源的工作。

引接方式：

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；

从与电力系统联系紧密，供电可靠的最低一级电压母线引接；

从联络变压器的低压线组引接；

当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路，经过变压器获得独立的备用电源。

10.电力系统中限制短路电流的常用措施有哪些？

选择适当的接线形式和运行方式；

系统中嫁妆限流电抗器；

接线中是用低压分裂绕组变压器。

11.电流互感器的二次绕组为什么不能开路？

有什么危害？

二次侧开路，励磁磁势剧增，感应产生很高的尖顶波电势，可达数千上万伏，危及工作人员和二次设备的安全。

引起铁芯和绕组发热、产生剩磁，使互感器特性变坏。

12.简述电气设备选择的一般原则。

按正常工作方式进行设备的选择：

①设备额定电压不低于安装位置系统额定电压；

②设备长期允许工作电流不小于各种可能工作方式下流经设备的电流；

③按环境条件对设备电压、电流进行修正，如环境温度、海拔、污秽程度等。

按短路工作状态进行设备校验：

①热稳定校验：

为短路电流热效应，

为设备的短路热稳定电流，t为短路计算时间；

②动稳定校验：

为短路冲击电流，

为设备的动稳定电流。

③选择适当的短路计算条件：

短路容量选择系统最大可能的短路容量，并考虑可能的最大短路运行方式与接线，一般以三相短路为准，短路点选择对设备影响最严重的点，短路计算时间当考虑发热时选取短路最大可能持续时间、当考虑设备断流能力时选取短路最小可能持续时间。

13.输送电能的基本要求是什么？

输送电能的基本要求是：

可靠、保质、经济。

可靠，是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。

保质，就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。

经济是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。

14.是不是输电电压越高越好？

为什么？

不是。

电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。

实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。

15.什么是厂用电动机的自启动?

为什么要进行自启动校验？

如不满足要求时如何答：

决？

（1）当电动机母线电压下降或中断又恢复后，电动机重新升速的过程称为电动机的自启动。

（2）发电厂特别重要的电动机都要参加自启动，以保生产安全。

（3）提高变压器的容量和减小变压器阻抗标幺值；

限制参加自启动电动机的容量。

16.简述厂用电压等级的选择以及厂用电源的分类与引接。

厂用电压等级一般为：

高压3、6、10kV，低压380、220V。

火电厂：

装机容量60MW以下、机端压10.5kV时，一般选取厂高压3kV/低压380、220V；

装机容量100~300MW，一般选取厂高压6kV/低压380、220V；

装机容量300MW以上，可考虑采用2种厂高压3、10kV/低压380、220V。

水电厂一般机端压6kV，只设厂低压380、220V，对水利枢纽性电厂有航运船闸的可考虑采用厂高压3、10kV。

厂用电源分类：

工作电源、备用电源、启动电源、事故保安电源。

①工作电源：

通常不少于2个都投入系统并列运行，有发电机母线的从发电机母线引接，单元式接线从主变低压侧引接；

②备用电源：

失去工作电源时起后备作用，要保证与工作电源的独立性。

有机压母线时从与工作电源不同的母线分段上引接，或从与系统联系紧密的最低一级电压母线上引接，有三卷联络变的从三卷联络变的低压绕组引接，技术经济比较合理时可从外部系统引接专用线路；

③启动电源：

备用电源的一种，在大机组启动说使用，可参照备用电源方式引接；

④事故保安电源：

发生重大事故当工作电源与备用电源都失电时提供事故处理与照明的电源，一般采用外接独立电源或柴油发电机组与蓄电池组来提供。

17.三相异步电动机三相定子电流不平衡的原因是什么？

（1）三相电源电压不平衡；

（2）接错三相绕组的首尾，一相绕组接反；

（3）绕组匝间短路；

（4）重换定子绕组后，部分线圈匝数有误。

18.电能生产有哪些特点？

对电力系统有什么基本要求？

电能生产的特点是：

电能的生产与消费具有同时性，且电能生产运行方式变化的过度过程十分短暂，电能与国民经济各部门和人民生活关系密切。

因此，对电力系统运行的基本要求是：

保证安全可靠的供电；

保证良好的电能质量；

保证电力系统运行的经济性等。

19.电能是如何输送到用户的？

发电机发出的电流经升压变压器升高压后通过电力线路输送至负荷中心，再经降压变压器将电压降低送入配电网，再通过配电网直接或再降低电压送到用户使用。

20.火力发电厂生产过程中存在哪三次能量转换？

锅炉中：

化学能转变为热能；

汽轮机中：

热能转变为机械能；

发电机中：

机械能转变为电能．

21.简述火电厂与水电厂有哪些主要工作特点。

火电厂工作特点：

①以化石资源为燃料，燃料资源丰富；

②时间常数大、起停时间长、输出调整响应较慢，一般承担基荷；

③工作效率低，常见的凝汽式火电厂效率只有30~40%；

④发电污染大并消耗非再生资源；

⑤一般布局灵活，装机容量大小可按需决定。

水电厂工作特点：

①消耗可再生资源，发电无污染；

②时间常数小、起停快速，一般承担峰荷；

③工作效率高，一般水电厂工作效率可达80~90%；

④发电价格便宜，但前期建设投资大；

⑤电厂布局、出力和发电量要受天然环境和流量的制约。

22.高压直流输电的主要用途是什么？

1）适用于远距离大功率输电。

2）适用于海底电缆输电3）可进行不同额定频率非同步运行的交流系统之间的联络。

4）用地下电缆向用电密度高的城市供电。

23.简述变压器运行时等值空气温度的概念及如何计算等值空气温度。

等值空气温度指一个确定的空气温度，在一段时期内如维持此温度不变，变压器带额定负载时绝缘所遭受的老化与这段时期内空气温度实际变化和同样恒定负载条件下的变压器绝缘老化相同。

，得

等值空气温度

24.提高电力系统静态稳定性的措施有哪些？

1）减少系统各元件的感抗

2）采用快速自动励磁装置，以提高发电机的电动势

3）采用按频率自动减负荷装置

25.

如图为一单母线分段带旁路的接线方式。

正常运行时QS1、QF1、QS2合位，QS3、QS4、QS5、PS1断开，A、B母线并列运行，旁母W3停运。

在上述运行方式下，现欲检修出线L2的断路器DF1，同时不中断出线L2供电并保持A、B母线的并列运行状态，问如何进行检修断电操作？

闭合QS5以保持A、B母线并列→打开QF1→打开QS2→闭合QS4→闭合QF1对旁母W3充电→打开QF1→闭合PS1→闭合QF1→打开DF1→打开DS1与DS2

26.如图为一单母线带旁路的接线方式，W为工作母线，WP为旁路母线。

正常运行时QS1、QF1、QS2、PS1均断开，DS1、DF1、DS2合位，出线L1带电运行。

现欲不停电检修出线L1的断路器DF1，问如何进行检修断电操作？

合QS2、合QS1、合QF1对旁母WP充电，开QF1，合PS1、合QF1，开DF1、开DS1、开DS2