發電廠電氣部分期末試卷《發電廠電氣部分》期末考試試卷及答案 一、填空題(每題2分，共20分) 1. 依據一次能源的不同，發電廠可分為 火力發電廠、水力發電廠、核電廠、風力發電廠 等。 2. 火力發電廠的能量轉換過程是: 燃料的化學能 -> 熱能 -> 機械能 -> 電能 。 3. 目前世界上使用最多的是核電廠是(輕水堆)核電廠，即(壓水堆)核電廠和(沸水堆)核電廠。 4. 對一次設備和系統的運行狀態進行(測量、控制、監控和保護)的設備，稱為二次設備。 5. 隔離開關的作用是 隔離電壓 、 倒閘操作 和 分合小電流 。 6. 發電廠的廠電率為發電廠 廠用電耗電量與 電廠的發電量 之比。 7. 根據電氣設備和母線布置特點，層外配電裝置通常分為 中型配電裝置 、 高型配電裝置 和 半高型配電裝置 三種類型。 8. 使母線的電能損耗費用與相應設備維修費、折舊費的總和為最少的母線截面，稱為 經濟電流密度截面 。 9. 有匯流母線的接線形式可概括地分為__單母線__和_雙母線__兩大類;無匯流母線的接線形式主要有單元接線、橋型接線和角型接線_。 10. 防電氣誤操作事故的“五防”是指防止誤拉合隔離開關、防止帶接地線合閘、防止誤拉合斷路器、防止帶電合接地開關和防止誤入帶電間隔。

二、單項選擇題(在每小題列出的選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內。) (每題2分，26分) 1 如果要求在檢修任一引出線的母線隔離開關時,不影響其他支路供電,則可采用( C )。 A.內橋接線 B.單母線帶旁路接線 C.雙母線接線 D.單母線分段接線 2 雙母線接線采用雙母線同時運行時，具有單母線分段接線特點( D )。 A.因此，雙母線接線與單母線分段接線是等效的 B.但單母線分段接線具有更大的運行靈活性 1 C.并且兩者的設備數量一樣 D.但雙母線接線具有更大的運行靈活性 3 經技術經濟比較,我國有關設計技術規程中規定,當發電機電壓為10.5KV時,對于容量為( D )的機組,其高壓廠用電電壓可采用3KV。 A.及以下 B.100, C.25MW以下 D.60MW及以下 輸電線路送電的正確操作順序為( C ) 4A(先合母線隔離開關，再合斷路器，最后合線路隔離開關 B(先合斷路器，再合母線隔離開關，最后合線路隔離開關 C(先合母線隔離開關，再合線路隔離開關，最后合斷路器 D(先合線路隔離開關，再合母線隔離開關，最后合斷路器 5 各類安全距離在國家頒布的有關規程中均有規定。

當實際距離大于安全距離時，人體及設備才安全。和設備的安全距離分別是( 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 在電流互感器的選擇與檢驗中，不需選擇或校驗( C ) A(額定電壓 B(二次負荷 C(機械負荷 D(動穩定 7 維持電弧穩定燃燒的因素是( C ) A碰撞游離 B高電場發射 C熱游離 8 交流電弧過零后不再燃燒的條件是( C ) A工頻電源電壓小于燃弧電壓 B 電弧電壓小于熄弧電壓 C 恢復電壓小于介質強度 9 斷路器燃弧的時間是( C ) A 斷路器接到分閘命令至電弧熄滅的時間; B斷路器接到分閘命令至觸頭分離的時間; C 斷路器觸頭剛分離至電弧熄滅的時間; 10 電流互感器采用匝數補償法可以減少 ( C ) A電流誤差 B角誤差 C電流誤差和角誤差 11 電壓互感器高壓側熔斷器的作用是( B ) 2 A保護過負荷 B 保護內部故障 C 既保護過負荷又保護內部故障 12 燈光監視的斷路器控制回路發生自動分閘的燈光信號是( B ) A 紅燈閃光 B 綠燈閃光 C紅燈、綠燈都閃光 13 斷路器的主觸頭在閉合狀態，斷路器的常閉輔助接點處于( B ) A 閉合 B斷開 C要有具體的電路才能夠確定) 三、簡答題(7題，共34分) 1、什么是最小安全凈距,什么是電氣主接線,(5分) 答:最小安全凈距就是在這一距離內，無論是在正常最高工作電壓或者出現內部、外部過電壓時，都不至于使得空氣間隙被擊穿。

電氣主接線又稱為電氣一次接線圖，它是將電氣設備以規定的圖形和文字符號，按電能生產、傳輸、分配順序及相關要求繪制的單相接線圖。 2、什么是廠用電動機自啟動,什么是電流互感器的準確級,(5分) 答:廠用電動機的自啟動:指廠用電源消失，電動機在機械負荷阻力下惰行，經短時間(一般小于0.5,1.5s)停電后電源再恢復送電時，電動機能自行啟動，并逐漸恢復到穩定運行的過程。 電流互感器的準確級指在規定的二次負荷變化范圍內，一次電流為額定值時的最大電流誤差。 3、什么是集控站,簡述什么是熱穩定,(5分) 答:集控站是電網運行的重要部分。集控站系統建立在調度系統和變電站之間，是對多個無人值班變電站進行集中健康和管理的自動化系統，它站在局部電網的層次上，對所轄變電站進行更高層次的綜合控制和管理。除遠程功能外，能利用集中起來的各種細節信息，進行決策分析處理，擅長處理細節問題，是地區調度自動化系統的前級智能信息處理節點。 熱穩定就是短路電流通過電器時，電氣設備各部件溫度應該不超過運行值。 4、簡述抽水蓄能電廠在電力系統中的作用。簡述限制短路電流的方法有哪些,(5分) 答:抽水蓄能電廠在電力系統中的作用:電力低谷時用多余電力把水從下游抽到上游，蓄能，以便電力高峰期放水發電。

其作用:調峰、填谷、備用、調頻、調相。 限制短路電流的方法有:裝設限流電抗器(普通電抗器、分裂電抗器)、采用低壓分裂繞組變壓器、采用不同的主接線形式和運行方式。 3 5、為何電流互感器在運行時二次繞組嚴禁開路, (5分) ....IN，IN,答:由磁勢平衡方程式:，可知當二次開路時，,0，一次磁勢完全用于勵磁，使得鐵芯嚴重飽和，且磁通為平頂波(由磁化曲線得) e,,Nd,/)二次電勢:，對于平頂波，在過零時，會出現成千上萬伏的尖頂電勢，使得互感器本身、表計、繼保、自動裝置以及連接導線的絕緣有被擊穿的危險，也會危急人身安全。 2)(由于鐵芯嚴重飽和)，鐵芯嚴重發熱，鐵片中間、鐵芯與一次、二次繞組間的絕緣受熱有被破壞的危險 3)剩磁使得誤差增大，使得設備磁化。所以電流互感器在運行時二次繞組嚴禁開路。 6、試述應如何選擇普通電抗器的電抗百分數,在發電廠和變電站中，保證安全的技術措施有哪些,(5分) 答:普通電抗器的電抗百分數按下列要求進行選擇:1)將短路電流限制在一定的數值;2)正常運行時，電壓的損失=方案的擬定與選擇。3.短路電流計算和主要電氣選擇。4.繪制電氣主接線圖。

5.編制工程概算。 2、主接線型式及分類 答:分為有匯流母線和無匯流母線，有匯流母線可概括分為單母線接線和雙母線接線，無匯流母線接線主要有橋形接線、角形接線和單元接線 3、單母(分段)、雙母(分段)及其帶旁路接線、一臺半斷路器接線的主接線圖、運行方式及其典型的倒閘操作步驟 單母接線P105圖4,1、單母分段接線P107圖4,2;雙母接線P107圖4,3、雙母分段接線P107圖4,4;帶旁路接線P108――109圖4,5、4,6、4,7、4,8;一臺半斷路器接線P111圖4,10;運行方式P111――113;倒閘操作P105(廖老師的ppt) 4、限制短路電流的措施 1. 裝設限流電抗器 2. 低壓側分裂繞組變壓器 3 采用不同的主接線方式和運行方式 5、分裂電抗器限制短路電流的原理 9 正常運行時，兩個分支上的電流大小相等，方向相反。產生相反的磁通。每臂上的運行電抗X,XL-Xu=(1-f).可見正常時每個臂的工作電抗減少;當分支發生短路時，兩臂的總電抗為:X12,2(1+f)XL..可見有效地抑制短路電流。 6、變壓器類型和容量的選擇依據(PPT中得來，內容較多，自己看著辦) 1、單元接線的主變壓器 單元接線的主變壓器容量應按照發電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度來確定。

采用擴大單元接線時，應盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應按單元接線的計算原則計算出的兩臺機容量之和來確定。 2、具有發電機電壓母線接線的主變壓器 (1)當發電機電壓母線上的負荷最小時，應能將發電機剩余的功率送入系統。 (2)當接入發電機電壓母線上的最大一臺發電機停用時，能由系統倒送功率供給機壓母線的最大負荷。 (3)對于裝有2臺及以上的主變壓器時，當其中1臺故障或檢修時，其他主變壓器應能輸送母線剩余功率傳輸功率的70%。 (4)當豐水季節為充分利用水能發電而對本廠發電機出力進行限制時，應能從系統返送電能滿足發電機電壓母線的最大負荷 3、連接兩種升高電壓母線的聯絡變壓器 聯絡變壓器一般只設一臺，最多不超過兩臺，否則會造成布置和引接線的困難。 (1)容量應能滿足兩種電壓網絡在各種不同運行方式下有功功率和無功功率交換; (2)容量一般不應小于接在兩種電壓母線上最大一臺機組容量，以保證最大一臺機組故障或檢修時，通過聯絡變壓器滿足本側負荷的要求;同時也可在線路檢修或故障時，通過聯絡變壓器將剩余容量送入另一系統。 4、變電站主變壓器 一般應按5~10年規劃負荷來選擇。根據城市規劃、負荷性質、電網結構等綜合考慮確定其容量。

第五章 廠用電 1、廠用電源的類型、廠用電率概念 發電廠在啟動、運轉、停役、檢修過程中，有大量由電動機拖動的機械設備，用以保證機組的主要設備的正常運行。這些電動機以及全廠的運行、操作、試驗、檢修、照明用電設備等都屬于廠用負荷，總的耗電量，統稱為廠用電。 廠用電耗電量占發電廠全部發電量的百分數，稱為廠用電率。 2、廠用負荷的分類、廠用電負荷的計算方法(缺) 10 答:?類廠用負荷、?類廠用負荷、?類廠用負荷、事故保安負荷、不間斷供電負荷 3、明備用、暗備用概念 備用電源有明備用和暗備用兩種方式。明備用方式，設置專用的備用變壓器(或線路)，經常處于備用狀態(停運)，當工作電源因故斷開時，由備用電源自動投入裝置進行切換接通，代替工作電源，承擔全部廠用負荷。按備用方式，不設專用的備用變壓器(或線路)，而將每臺工作變壓器容量增大，相互備用，當其中任一臺廠用工作變壓器退出運行時，該臺工作變壓器所承擔負荷由另一臺廠用工作變壓器供電。 、廠用電動機自啟動概念、分類及其自啟動校驗的原因 4若電動機失去電壓以后，不與電源斷開，在很短時間內，廠用又恢復或通過自動切換裝置將備用電源投入，此時，電動機惰行尚未結束，又自動啟動恢復到穩定狀態運行，這一過程成為電動機的自啟動。

三類:失壓自啟動，空載自啟動，帶負荷自啟動。 校驗原因:若參加自啟動的電動機數量多、容量大時，啟動電流過大，可能會使廠用母線及廠用電網絡電壓下降，甚至引起電動機，將危及電動機的安全以及廠用電網絡的穩定運行，因此必須進行電動機自啟動校驗。 5、廠用電各級電壓母線按鍋爐分段的接線方式有何特點 (1)若某一段母線發生故障，只影響其對應的一臺鍋爐的運行，使事故影響范圍局限在一機一爐; (2)廠用電系統發生短路時，短路電流較小，有利于電氣設備的選擇; (3)將同一機爐的廠用電負荷接在同一段母線上，便于運行管理和安排檢修。 第六章 導體和電氣設備的原理與選擇 1、最大持續工作電流的選取，環境條件對設備選擇的影響及修正，哪些情況下可不校驗熱穩定或動穩定。 最大持續電流的選取:P170 環境條件對設備選擇的影響及修正:P170-171 下列情況下可不校驗熱穩定或動穩定: (1) 用熔斷器保護的電氣設備，其熱穩定由熔斷時間保證，故可不驗算熱穩定 (2) 采用有限流電阻的熔斷器保護的設備可不校驗動穩定 (3) 裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電氣設備可不驗算動、熱穩定 2、電弧的形成與熄滅的基本原理，近陰極效應 在t,0電流過零瞬間，介質強度突然出現0a(0a’、0a”)升高的現象，稱為近陰極效應(P174)。

電弧的形成主要是碰撞游離所致。決定熄弧的基本因素是弧隙的介質強度恢復過程和加在弧隙上的弧隙電壓恢復過程。耐受電壓大于恢復電壓。(P174-175) 11 3、現代高壓開關電器的常用滅弧方法 答:1、利用滅弧介質。 2、利用特殊金屬材料作滅弧觸頭。 3、利用氣體或油吹動電弧，吹弧使帶電離子擴散和強烈地冷卻而復合。 4、采用多斷口熄弧。 5、提高斷路器觸頭的分離速度。(迅速拉長電弧，降低弧隙電場強度;并使電弧的表面加大，利于冷卻電弧和帶電質點的在周圍介質中的擴散和離子復合。) 4、斷路器開斷三相電路、首先開斷相、后續開斷相 答:當三相發生短路時，斷路器就開斷三相電路，但是，各相電流過零時間不同，因此，電弧電流過零就有先后。先過零的一相電弧熄滅，此相稱為首先開斷相。其后開斷的相，稱為后續開斷相。 (由于題目的的問題并不是很明確，這里就再列一點知識) 斷路器開斷三相電流包括開斷中性點不直接接地與直接接地系統的三相接地短路電路，斷路器在開斷短路電路時，首先開斷相的恢復電壓最大，所以，斷口電弧的熄滅，關鍵所在于首先開斷相。但是，后續開斷相，燃弧時間將比首先開斷相延長0.005s，相對來講，電弧能量又較大，因而可能使觸頭燒壞、噴油、噴氣等現象比首先開斷相更為嚴重。

5、隔離開關的作用 答:1.隔離電壓 2.倒閘操作 3.分、合小電流 6、為何電流互感器二次繞組嚴禁開路 答:因為二次繞組開路時，電流互感器由正常短路工作狀態變為開路工作狀態，錯誤～未找到引用源。= 0 ,勵磁磁動勢由正常為數甚小的錯誤～未找到引用源。錯誤～未找到引用源。驟增為錯誤～未找到引用源。錯誤～未找到引用源。，鐵心中的磁通波形呈現嚴重飽和的平頂波，因此，二次繞組將在磁通過零時，感應產生很高的尖頂波電動勢，其值可達數千伏甚至上萬伏，危及工作人員安全和儀表、繼電器的絕緣，由于磁感應強度驟增，會引起鐵心和繞組過熱，此外，在鐵心中還會產生剩磁，使互感器準確級下降。(結合圖6,8a 將有助于你的理解) 7、電壓互感器、電流互感器的準確級定義 答:電流互感器:在規定的二次負荷變化范圍內，一次電流為額定值時的最大電流誤差。 電壓互感器:在規定的一次電壓合二次負荷變化范圍內，符合功率因數為額定值時，電壓誤差的最大值。 8、電流互感器常用的接線方式。 答:單相接線、星形接線、不完全星形接線。 9、3,35kV、及以上不同電壓等級時，電壓互感器與電網的連接方式 答:3,35KV電壓互感器:經隔離開關和熔斷器接入高壓電網。

及以上:只經過隔離開關與電網連接。 10、電壓互感器、電流互感器的配置原則 答:電壓互感器的配置:P197 (1)母線:工作母線和備用母線都應裝一組三繞組電壓互感器，而旁路母線可不裝。母線如分段應在各分段上各裝一組三繞組電壓互感器。 12 (2) 線路:35kV及以上輸電線路，當對端有電源時，為了監視線路有無電壓、進行同步和設置重合閘，裝有一臺單相電壓互感器。 (3)發電機:一般在發電機出口裝設2~3組TV。 (4)變壓器:變壓器低壓側有時為了滿足同期或保護要求，需要設置一組TV。 電流互感器的配置:P197 (1)所有支路均應按測量及繼電保護要求裝設電流互感器。(發電機、變壓器、出線、 母線分段、母聯、旁路等回路) (2)保護用電流互感器裝設地點應按盡量消除主保護裝置的死區設置。 (3)為防止互感器套管閃絡造成母線故障，其互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側。 (4)為減輕內部故障對發電機損傷，勵磁調節用TA應布置在發電機定子出線側，為便于分析和在發電機并入系統前發現內部故障，用于測量TA布置在發電機中性點側。 11、如何選擇普通電抗器的電抗百分數、(半)穿越電抗、分裂電抗定義及大小關系 普通電抗百分比:(P198,公式請大家自己補充) a.按將短路電流限制到一定數值的要求來選擇。

b.正常運行時電壓損失校驗。 c.母線殘壓校驗。 (半)穿越電抗:(沒發現在哪…) 分裂電抗:(P198-199，公式自己補充) a. 按將短路電流限制到要求值來選擇 b. 電壓波動檢驗 c. 短路時殘壓及電壓偏移校驗 12、F,C回路的概念 P199 高壓熔斷器與高壓接觸器配合，被廣泛用于300~大型火電機組的廠用6KV系統，稱為F,C回路。 13、導體截面選擇方法 導體截面可按長期發熱允許電流或經濟電流密度選擇。(P204,公式自己補充) 第七章 配電裝置 1、最小安全凈距的定義及分類(P216，圖7,1，圖7,2) 最小安全凈距是指再這一距離下，無論再正常最高工作電壓或出現內、外部過電壓時，都不致使空氣間隙被擊穿。 對于敞露再空氣中的屋內、外配電裝置中各有關部分之間的最小安全凈距分為A、B、C、D、E五類。 13 A值: A1,帶電部分至接地部分之間的最小電氣凈距 A2,不同相的帶電導體之間的最小電氣凈距 B值: B1,帶電部分至柵狀遮攔間的距離和可移動設備在移動中至帶電裸導體間的距離 B2,帶電部分至網狀遮攔間的電氣凈距 C值:無遮攔裸導體至地面的垂直凈距。保證人舉手后，手與帶電裸體間的距離不小于A1值。

D值:不同時停電檢修的平行無遮攔裸導體之間的水平凈距。 E值:屋內配電裝置通向屋外的出線套管中心線至屋外通道路面的距離。 2、屋內、屋外配電裝置的分類 發電廠和變電站的屋內配電裝置，按其布置型式，一般可以分成三層式，二層式和單層式。(詳細請見P222) 根據電氣設備和母線布置的高度，屋外配電裝置可分為中型配電裝置、高型配電裝置和半高型配電裝置。(詳細請見P227) 3、GIS的定義、成套配電裝置的特點 GIS:由斷路器、隔離開關、快速或慢速接地開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線和出線套管等元件，按電氣主接線的要求依次連接，組合成一個整體，并且全部封閉于接地的金屬外殼中，殼體內充一定壓力的SF6氣體，作為絕緣和滅弧介質。 成套配電裝置的特點: a.電氣設備布置在封閉或半封閉的金屬中，相間和對地距離可以縮小，結構緊湊，占地面積小; b.所有電氣設備已在工廠組裝成一體，大大減少現場安裝工作量，有利于縮短建設周期，也便于擴建和搬遷; c.運行可靠性高，維護方便; d.耗用鋼材較多，造價較高。 4、五防P225 防止誤拉合隔離開關、帶接地線合閘、帶電合接地開關、誤拉合斷路器、誤入帶電間隔 5、電抗器的安裝布置方式 垂直布置、品字形布置、水平布置。

P226 垂直布置時B相應放在上下兩項之間:品字形布置時不應將A、C相重疊在一起，其原因是B相電抗器線圈的纏繞方向與A、C相線圈相反，這樣在外部短路時，電抗器相間的最大作用力是吸引力，而不是排斥力，以便利用瓷絕緣子抗壓強度比抗拉強度大得多的特點。 14 第八章 發電廠和變電站的控制與信號 、發電廠的控制方式，及各種控制方式的區別 1宏觀: 主控制室控制方式: 機爐電相關設備的控制采用分離控制，即設電氣主控制室、鍋爐分控制室和汽機分控制室。主控制室為全廠控制中心，負責起停機和事故處理方面的協調和指揮。 機爐電集中控制方式:一般將機、爐、電設備集中在一個單元控制室(簡稱集控室控制)。 微觀:分為模擬信號測控方式和數字信號測控方式。 2、變電站的控制方式 變電站的控制方式: 按有無值班員分為值班員控制方式、調度中心或綜合自動化站控制中心遠方遙控方式。即使對于值班員控制方式，還可按斷路器的控制手段分為控制開關控制和計算機鍵盤控制;控制開關控制方式還可分為在主控室內的集中控制和在設備附近的就地控制。 按控制電源電壓的高低變電站的控制方式還可分為強電控制和弱電控制。 3、集控站概念 及以上的變電站一般采用值班員控制方式，并常常兼作其所帶的低電壓等級變電站的控制中心，稱為集控站。

4、圖8,3(P260)、圖8,4(P260)的繼電器動作原理 5、斷路器“跳躍”現象的概念 因斷路器合閘時，如遇永久性故障，繼電保護使其跳閘，此時，如果控制開關未復歸或自動裝置觸點被卡住，將引起斷路器再次合閘繼又跳閘，即出現“跳躍”現象，容易損壞斷路器。 6、圖8,9(P266)燈光監視的斷路器控制回路和信號回路、各種操作的動作過程 題型 填空題、簡答題、論述題、判斷及改錯題 畫/識圖及倒閘操作，計算題。 15