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1、發(fā)電廠電氣部分第四版課后習(xí)題答案篇一：發(fā)電廠電氣部分課后習(xí)題答案 第一章 染。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電能的應(yīng)用不僅影響到.物質(zhì)生產(chǎn)的各個(gè)側(cè)面，也越來越廣泛的滲透到人類生活的每個(gè)層面。電氣化在某種程度上成為現(xiàn)代化的同義詞。電氣化程度也成為衡量.文明發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 1-3 火力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點(diǎn)？ 答：按燃料分：燃煤發(fā)電廠；燃油發(fā)電廠；燃?xì)獍l(fā)電廠；余熱發(fā)電廠。 按蒸氣壓力和溫度分：中低壓發(fā)電廠；高壓發(fā)電廠；超高壓發(fā)電廠；亞臨界壓力發(fā)電廠；超臨界壓力發(fā)電廠。 按原動(dòng)機(jī)分：凝所式氣輪機(jī)發(fā)電廠；燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠；內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠和蒸汽燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠。按輸出能源分：凝氣式發(fā)電廠；熱電廠。

2、 按發(fā)電廠總裝機(jī)容量分：小容量發(fā)電廠；中容量發(fā)電廠；大中容量發(fā)電廠；大容量發(fā)電廠。 火電廠的生產(chǎn)過程概括起來說是把煤中含有的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。整個(gè)生產(chǎn)過程分三個(gè)系統(tǒng)：燃料的化學(xué)能在鍋爐燃燒變?yōu)闊崮?，加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎羝?，稱為燃燒系統(tǒng)；鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入氣輪機(jī)，沖動(dòng)氣輪機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，稱不汽水系統(tǒng)；由氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，把機(jī)械能變?yōu)殡娔?，稱為電氣系統(tǒng)。 1-4 廠。 按徑流調(diào)節(jié)的程度分為：無調(diào)節(jié)水電廠；有調(diào)節(jié)水電廠；日調(diào)節(jié)水電廠；年調(diào)節(jié)水電廠；多年調(diào)節(jié)水電廠。 水電廠具有以下特點(diǎn)：可綜合利用水能資源；發(fā)電成本低，效率高；運(yùn)行靈活；水能可儲(chǔ)蓄和調(diào)節(jié)；水力

3、發(fā)電不污染環(huán)境；水電廠建設(shè)投資較大工期長(zhǎng)；水電廠建設(shè)和生產(chǎn)都受到河流的地形，水量及季節(jié)氣象條件限制，因此發(fā)電量也受到水文氣象條件的制約，有豐水期和枯水期之分，因而發(fā)電量不均衡；由于水庫(kù)的興建，淹沒土地，移民搬遷，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一些不利，還可能在一定和程度破壞自然的生態(tài)平衡。 1-5 抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用及其功能？ 答：抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用：調(diào)峰；填谷；備用；調(diào)頻；調(diào)相。 功能：降低電力系統(tǒng)燃料消耗；提高火電設(shè)備利用率；可作為發(fā)電成本低的峰荷電源；對(duì)環(huán)境沒有污染且可美化環(huán)境；抽水蓄能電廠可用于蓄能。 第二章 發(fā)電、變電和輸電的電氣部分 2-1 哪些設(shè)備屬于一次設(shè)備？哪些設(shè)備屬于

4、二次設(shè)備？其功能是什么？ 答：通常把生產(chǎn)、變換、分配和使用電能的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器和斷路器等稱為一次設(shè)備。其中對(duì)一次設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)視和保護(hù)的設(shè)備稱為二次設(shè)備。如儀用互感器、測(cè)量表計(jì)，繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置等。其主要功能是起停機(jī)組，調(diào)整負(fù)荷和，切換設(shè)備和線路，監(jiān)視主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。 2-2 簡(jiǎn)述300MW發(fā)電機(jī)組電氣接線的特點(diǎn)及主要設(shè)備功能。 答：1）發(fā)電機(jī)與變壓器的連接采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線； 2）在主變壓器低壓側(cè)引接一臺(tái)高壓廠用變壓器，供給廠用電； 3）在發(fā)電機(jī)出口側(cè)，通過高壓熔斷器接有三組電壓互感器和一組避雷器； 4）在發(fā)電機(jī)出口側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)，每組裝有電流互感器4個(gè)；

5、5）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接有中性點(diǎn)接地變壓器； 6）高壓廠用變壓器高壓側(cè)，每組裝有電流互感器4個(gè)。 其主要設(shè)備如下：電抗器：限制短路電流；電流互感器：用來變換電流的特種變壓器；電壓互感器：將高壓轉(zhuǎn)換成低壓，供各種設(shè)備和儀表用，高壓熔斷器：進(jìn)行短路保護(hù)；中性點(diǎn)接地變壓器：用來限制電容電流。 水力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點(diǎn)？ 答：按集中落差的方式分為：堤壩式水電廠；壩后式水電廠；河床式水電廠；引水式水電廠；混合式水電能源和發(fā)電 1-2 電能的特點(diǎn)：便于大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送；方便轉(zhuǎn)換易于控制；損耗?。恍矢?；無氣體和噪聲污2-3 2-4 簡(jiǎn)述600MW發(fā)電機(jī)組電氣接線的特點(diǎn)及主要設(shè)備功能。 影響

6、輸電電壓等級(jí)發(fā)展因素有哪些？ 答：1）長(zhǎng)距離輸送電能； 2）大容量輸送電能； 3）節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用； 4）電力系統(tǒng)互聯(lián)。 2-5 簡(jiǎn)述交流500kV變電站主接線形式及其特點(diǎn)。 答：目前，我國(guó)500kV變電所的主接線一般采用雙母線四分段帶專用旁路母線和3/2臺(tái)斷路器兩種接線方式。其中3/2臺(tái)斷路器接線具有以下特點(diǎn)：任一母線檢修或故障，均不致停電；任一斷路器檢修也不引起停電；甚至在兩組母線同時(shí)故障（或一組母線檢修另一組母線故障）的極端條件下，功率均能繼續(xù)輸送。一串中任何一臺(tái)斷路器退出或檢修時(shí)，這種運(yùn)行方式稱為不完整串運(yùn)行，此時(shí)仍不影響任何一個(gè)元件的運(yùn)行。這種接線運(yùn)行方便，操作簡(jiǎn)單，隔離開關(guān)只

7、在檢修時(shí)作為隔離帶電設(shè)備用。 2-11 簡(jiǎn)述高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)各有哪些？ 答：優(yōu)點(diǎn)： 1）線路造價(jià)低，年電能損失?。?2）不存在系統(tǒng)穩(wěn)定問題； 3）限制短路電流。4）調(diào)節(jié)快速，運(yùn)行可靠； 5）沒有電容充電電流。 6）節(jié)省線路走廊。 缺點(diǎn)： 1）換流裝置較昂貴； 2）消耗無功功率多；3）產(chǎn)生諧波影響； 4）缺乏直流開關(guān)； 5）不能用變壓器來改變電壓等級(jí)。 第三章 導(dǎo)體的發(fā)熱和電動(dòng)力 3-1 研究導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱有何意義？長(zhǎng)期發(fā)熱和短時(shí)發(fā)熱各有何特點(diǎn)？ 答：電流將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)變成熱量使電器設(shè)備的溫度升高。發(fā)熱對(duì)電氣設(shè)備的影響：使絕緣材料性能降低；使金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降；使導(dǎo)

8、體接觸電阻增加。導(dǎo)體短路時(shí)，雖然持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，但短路電流很大，發(fā)熱量仍然很多。這些熱量在適時(shí)間內(nèi)不容易散出，于是導(dǎo)體的溫度迅速升高。同時(shí)，導(dǎo)體還受到電動(dòng)力超過允許值，將使導(dǎo)體變形或損壞。由此可見，發(fā)熱和電動(dòng)力是電氣設(shè)備運(yùn)行中必須注意的問題。長(zhǎng)期發(fā)熱是由正常工作電流產(chǎn)生的；短時(shí)發(fā)熱是由故障時(shí)的短路電流產(chǎn)生的。 3-2 為什么？ 答：導(dǎo)體連接部分和導(dǎo)體本身都存在電阻(產(chǎn)生功率損耗)；周圍金屬部分產(chǎn)生磁場(chǎng),形成渦流和磁滯損耗；絕緣材料在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生損耗，如：tg?值的測(cè)量 載流導(dǎo)體的發(fā)熱：長(zhǎng)期發(fā)熱：指正常工作電流引起的發(fā)熱 短時(shí)發(fā)熱：指短路電流引起的發(fā)熱 一 發(fā)熱對(duì)絕緣的影響 絕緣材料在溫度和電場(chǎng)

9、的作用下逐漸變化，變化的速度于使用的溫度有關(guān)； 二發(fā)熱對(duì)導(dǎo)體接觸部分的影響 溫度過高?表面氧化?電阻增大? 三發(fā)熱對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的影響 溫度達(dá)到某一值?退火?機(jī)械強(qiáng)度?設(shè)備變形 如： 為什么要規(guī)定導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱允許溫度？短時(shí)發(fā)熱允許溫度和長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度是否相同，?I2R?惡性循環(huán)3-3 導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什么確定的？提高允許電流應(yīng)采取哪些措施？ 答：是根據(jù)導(dǎo)體的穩(wěn)定溫升確定的。為了載流量，宜采用電阻率小的材料，如鋁和鋁合金等；導(dǎo)體的形狀，在同樣截面積的條件下，圓形導(dǎo)體的表面積較小，而矩形和槽形的表面積則較大。導(dǎo)體的布置應(yīng)采用散熱效果最最佳的方式。 3-4 為什么要計(jì)算導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱最

10、高溫度？如何計(jì)算？ 答：載流導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱計(jì)算的目的在于確定短路時(shí)導(dǎo)體的最高溫度不應(yīng)超過所規(guī)定導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱允許溫度。當(dāng)滿足這個(gè)條件時(shí)，則認(rèn)為導(dǎo)體在短路時(shí)，是具有熱穩(wěn)定性的。 計(jì)算方法如下： 1）有已知的導(dǎo)體初始溫度w；從相應(yīng)的導(dǎo)體材料的曲線上查出Aw； 2）將Aw和Qk值代入式：1/S2Qk=Ah-Aw求出Ah； 3）由Ah再?gòu)那€上查得h值。 3-5 等值時(shí)間的意義是什么等值時(shí)間法適用于什么情況？ 答：等值時(shí)間法由于計(jì)算簡(jiǎn)單，并有一定精度，目前仍得到廣泛應(yīng)用。但是曲線所示是根據(jù)容量為500MW以下的發(fā)電機(jī)，按短路電流周期分量衰減曲線的平均值制作的，用于更大容量的發(fā)電機(jī)，勢(shì)必產(chǎn)生誤差。這時(shí)，

11、最好采用其它方法。 3-6 3-7 用實(shí)用計(jì)算法和等值時(shí)間法計(jì)算短路電流周期分量熱效應(yīng)，各有何特點(diǎn)？ 電動(dòng)力對(duì)導(dǎo)體和電氣設(shè)備的運(yùn)行有何影響？ 答：用實(shí)用計(jì)算法中的電流是短路穩(wěn)態(tài)電流，而等值時(shí)間法計(jì)算的電流是次暫態(tài)電流。 答：電氣設(shè)備在正常狀態(tài)下，由于流過導(dǎo)體的工作電流相對(duì)較小，相應(yīng)的電動(dòng)力較小，因而不易為人們所察覺。而在短路時(shí)，特別是短路沖擊電流流過時(shí)，電動(dòng)力可達(dá)到很大的數(shù)值，當(dāng)載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度不夠時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生變形或損壞。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，必須研究短路沖擊電流產(chǎn)生的電動(dòng)力的大小和特征，以便選用適當(dāng)強(qiáng)度的導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證足夠的動(dòng)穩(wěn)定性。必要時(shí)也可采用限制短路電流的措施。 3-

12、8 3-9 三相平行導(dǎo)體發(fā)生三相短路時(shí)最大電動(dòng)力出現(xiàn)在哪一相上，試加以解釋。 導(dǎo)體的動(dòng)態(tài)應(yīng)力系數(shù)的含義是什么，在什么情況下，才考慮動(dòng)態(tài)應(yīng)力？ 答：三相平等導(dǎo)體發(fā)生三相短路時(shí)最大電動(dòng)力出現(xiàn)在中間相B相上，因?yàn)槿喽搪窌r(shí)，B相沖擊電流最大。 答：動(dòng)態(tài)應(yīng)力系數(shù)為動(dòng)態(tài)應(yīng)力與靜態(tài)應(yīng)力的比值，導(dǎo)體發(fā)生振動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)應(yīng)力，對(duì)于動(dòng)態(tài)應(yīng)力的考慮，一般是采用修正靜態(tài)計(jì)算法，即在最大電動(dòng)力Fmax上乘以動(dòng)態(tài)應(yīng)力系統(tǒng)數(shù)，以求得實(shí)際動(dòng)態(tài)過程中的動(dòng)態(tài)應(yīng)力的最大值。 3-10 大電流母線為什么常采用分相封閉母線？分相封閉母線的外殼有何作用？ 答：大電流母線采用分相封閉母線是由于： 1）運(yùn)行可靠性高，因母線置于

13、外殼內(nèi)，能防止相間短路，且外殼多點(diǎn)接地，可保障人體接人體接觸時(shí)的安全。2）短路時(shí)母線相間電動(dòng)力大大降低，由于外殼渦流的屏蔽作用，使殼內(nèi)的磁場(chǎng)減弱，對(duì)減小短路時(shí)的電動(dòng)力有明顯的效果；3）殼外磁場(chǎng)也因外殼電流的屏蔽作用而減弱，可較好改善母線附近的鋼構(gòu)發(fā)熱；4）安裝的維護(hù)工作量小。 3-11 怎樣才能減少大電流母線附近鋼構(gòu)的發(fā)熱？ 答：減小大電流母線附近的鋼構(gòu)發(fā)熱的措施： 1）加大鋼構(gòu)和導(dǎo)體間的距離，使布磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱，因而可降低渦流和磁滯損耗； 2）斷開鋼構(gòu)回路，并加裝絕緣墊，消除環(huán)流； 3）采用電磁屏蔽； 4）采用分相封閉母線。 第四章 5-1 什么叫廠用電和廠用電率？ 廠用電 答：發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)，

14、運(yùn)轉(zhuǎn)、停止，檢修過程中，有大量電動(dòng)機(jī)手動(dòng)機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī)組的主要設(shè)備和輸煤，碎煤，除塵及水處理的正常運(yùn)行。這些電動(dòng)機(jī)及全廠的運(yùn)行，操作，實(shí)驗(yàn)，檢修，照明用電設(shè)備等都屬于廠用負(fù)荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。廠用電耗量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱為廠用電率。 5-2 廠用電的作用和意義是什么？ 答：發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停機(jī)，檢修過程中，有大量電動(dòng)機(jī)手動(dòng)機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī)組的主要設(shè)備和輸煤，碎煤，除塵及水處理等的正常運(yùn)行。降低廠用電率可以降低電能成本，同時(shí)也相應(yīng)地增大了對(duì)電力系統(tǒng)的供電量。 5-5 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則是什么？對(duì)廠用電壓等級(jí)的確定和廠用電源引接的依據(jù)是什么？ 答：廠用電的設(shè)計(jì)

15、原則主要是： 廠用電接線應(yīng)保證對(duì)廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)行。 接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的要求。 廠用電源的對(duì)應(yīng)供電性，本機(jī)、爐的廠用負(fù)荷由本機(jī)組供電。 設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備，使廠用電接線具有可行性和先進(jìn)性。 在設(shè)計(jì)廠用電接線時(shí)，還應(yīng)對(duì)廠用電的電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進(jìn)行分析和論證。 廠用電的電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)電機(jī)的額定電壓，廠用電動(dòng)機(jī)的電壓和廠用電，供電網(wǎng)絡(luò)等因素，相互配合，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定的。 5-8 發(fā)電廠和變電站的自用電在接線上有何區(qū)別？ 答：發(fā)電廠廠用電

16、系統(tǒng)一般采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接受和分配電能。廠用電源由相應(yīng)的高壓廠用母線供電。而變電站的站用電源引接方式主要有：1）由變電站內(nèi)主變壓器第三繞組引接，站用變壓器高壓側(cè)要選用較大斷流容量的開關(guān)設(shè)備，否則要加限流電抗器。2）當(dāng)站內(nèi)有較低母線時(shí)，一般由這類電壓母線上引接兩個(gè)站用電源。這種站用電源引接方式經(jīng)濟(jì)性好和可靠性高的特點(diǎn)；3）500kV變電站的外接電源多由附近的發(fā)電廠或變電站的低壓母線引接。 5-9 何謂廠用電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)？為什么要進(jìn)行電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn)？如果廠用變壓器的容量小于自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)總?cè)萘繒r(shí)，應(yīng)如何解決？ 答：廠用電系統(tǒng)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)突然斷開電源或廠用電壓降低時(shí)，電

17、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)下降，甚至?xí)Ｖ惯\(yùn)行，這一轉(zhuǎn)速下降的過程稱為惰行。若電動(dòng)機(jī)失去電壓后，不與電源斷開，在很短時(shí)間內(nèi)，廠用電源恢復(fù)或通過自動(dòng)切換裝置將備用電源投入，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)惰行還未結(jié)束，又自動(dòng)啟動(dòng)恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行，這一過程稱為電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)。分為：失壓自啟動(dòng)；空載自啟動(dòng)；帶負(fù)荷自啟動(dòng)。若參加自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)數(shù)目多，容量大時(shí)，啟動(dòng)電流過大，可能會(huì)使廠用母線及廠用電網(wǎng)絡(luò)電壓下降，甚至引起電動(dòng)機(jī)過熱，將危及電動(dòng)機(jī)的安全以及廠用電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此，必須進(jìn)行電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn)。若不能滿足自啟動(dòng)條件，應(yīng)采用以下措施： 限制參加自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)數(shù)量。 機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩為定值的重要設(shè)備的電動(dòng)機(jī)，因它只能在接近額定電壓下

18、啟動(dòng)，也不應(yīng)參加自啟動(dòng)，可采用低電壓保護(hù)和自動(dòng)重合閘裝置，即當(dāng)廠用母線電壓低于臨界值時(shí)，把該設(shè)備從母線上斷開，而在母線電壓恢復(fù)后又自動(dòng)投入。 對(duì)重要的廠用機(jī)械設(shè)備，應(yīng)選用具有較高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和允許過載倍數(shù)較大的電動(dòng)機(jī)與其配套。 在不得已的情況下，或增大廠用變壓器容量，或結(jié)合限制短路電流問題一起考慮進(jìn)適當(dāng)減小廠用變壓器的阻抗值。 第五章 6-1 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇 什么是驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間tk以及電氣設(shè)備的開斷計(jì)算時(shí)間tbr？ 答：演算熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間tk為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr和相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間tbr之和，而tbr是指斷路器分?jǐn)嗝}沖傳送到斷路器操作機(jī)構(gòu)的跳閘線圈時(shí)起，到各種

19、觸頭分離后的電弧完全熄滅位置的時(shí)間段。 6-2 開關(guān)電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過程與那些因素有關(guān)？ 答：電弧是導(dǎo)電的，電弧之所以能形成導(dǎo)電通道，是因?yàn)殡娀≈谐霈F(xiàn)了大量的自由電子的緣故。電弧形成過程：電極發(fā)射大量自由電子：熱電子+強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射；弧柱區(qū)的氣體游離，產(chǎn)生大量的電子和離子：碰撞游離+熱游離。電弧的熄滅關(guān)鍵是去游離的作用，去游離方式有種：復(fù)合：正負(fù)離子相互吸引，彼此中和；擴(kuò)散：弧柱中的帶電質(zhì)點(diǎn)由于熱運(yùn)行逸出弧柱外。開關(guān)電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過程與以下因素有關(guān)：電弧溫度；電場(chǎng)強(qiáng)度；氣體介質(zhì)的壓力；介質(zhì)特性；電極材料。 6-3 開關(guān)電器中常用的滅弧方法有那些？ 答：有以下幾種滅弧方式： 1）利用滅弧

20、介質(zhì)，如采用SF6氣體；2）采用特殊金屬材料作滅弧觸頭；3）利用氣體或油吹動(dòng)電弧，吹弧使帶電離子擴(kuò)散和強(qiáng)烈地冷卻面復(fù)合；4）采用多段口熄??；5）提高斷路器觸頭的分離速度，迅速拉長(zhǎng)電弧，可使弧隙的電場(chǎng)強(qiáng)度驟降，同時(shí)使電弧的表面突然增大，有利于電弧的冷卻和帶電質(zhì)點(diǎn)向周圍介質(zhì)中擴(kuò)散和離子復(fù)合。 6-4 為提高電流互感器容量，能否采用同型號(hào)的兩個(gè)互感器在二次側(cè)串聯(lián)或并聯(lián)使用？ 答：可以將電流互感器串聯(lián)使用，提高二次側(cè)的容量，但是要求兩個(gè)電流互感器型號(hào)相同。因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯淖儽仁且淮坞娏髋c二次電流之比。兩個(gè)二次繞組串聯(lián)后，二次電路內(nèi)的額定電流不變，一次電路內(nèi)的額定電流也沒有變，故其變比也保持不變。二次繞

21、組串聯(lián)后，因匝數(shù)增加一倍，感應(yīng)電勢(shì)也增加一倍，互感器的容量增加了一倍。也即每一個(gè)二次繞只承擔(dān)二次負(fù)荷的一半，從而誤差也就減小，容易滿足準(zhǔn)確度的要求。在工程實(shí)際中若要擴(kuò)大電流互感器的容量，可采用二次繞組串聯(lián)的接線方式。 不能將電流互感器并聯(lián)使用。 6-5 電壓互感器一次繞組及二次繞組的接地各有何作用？接地方式有何差異？ 答：電壓互感器一次繞組直接與電力系統(tǒng)高壓連接，如果在運(yùn)行中電壓互感器的絕緣損壞，高電壓就會(huì)竄入二次回路，將危及設(shè)備和人身的安全。所以電壓互感器二次繞組要有一端牢固接地。 6-6 電流互感器的誤差與那些因素有關(guān)？ 答：電流互感器的電流誤差fi及相位差i決定于互感器鐵心及二次繞組的結(jié)

22、構(gòu)，同時(shí)又與互感器運(yùn)行狀態(tài)（二次負(fù)荷Z2L及運(yùn)行鐵心的磁導(dǎo)率值）有關(guān)。 6-7 運(yùn)行中為什么不允許電流互感器二次回路開路？ 答：需要強(qiáng)調(diào)的是電流互感器在運(yùn)行時(shí)，二次繞組嚴(yán)禁開路。二次繞組開路時(shí)，電流互感器由正常工作狀態(tài)變?yōu)殚_路狀態(tài)，I2=0，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)由正常為數(shù)甚小的10N1驟增為11N1，鐵心中的磁通波形呈現(xiàn)嚴(yán)重飽和和平頂波，因此，二次繞組將在磁能過零時(shí)，感應(yīng)產(chǎn)生很高的尖頂電動(dòng)勢(shì)，其值可達(dá)數(shù)千伏甚至上萬伏（與Ki及Ii大小有關(guān)），危及工作人員的安全和儀表、繼電器的絕緣。由于磁感應(yīng)強(qiáng)度劇增，會(huì)引起鐵心和繞組過熱。此外，在鐵心中還會(huì)產(chǎn)生剩磁，使互感器準(zhǔn)確級(jí)下降。 6-8 6-9 在發(fā)電廠中，電壓

23、互感器的配置原則有那些？ 如圖6-14所示接線，設(shè)25MW發(fā)電機(jī)（UN=10.5kV，IN=1718A），回路裝有儀表：電流表3只，有答：1）母線；2）線路；3）發(fā)電機(jī)；4）變壓器 功功率表、無功功率表、有功電能表、無功電能表、電壓表及頻率表各1只，互感器距控制室的距離為60m。試選擇該回路中供測(cè)量表計(jì)用的電流互感器4及電壓互感器13。 解： 6-10 選擇10kV配電裝置的出線斷路器及出線電抗器。設(shè)系統(tǒng)容量為150MVA，歸算至10kV母線上的電源短路總電抗X?*=0.14（基準(zhǔn)容量Sd100MVA），出線最大負(fù)荷為560A，出線保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr1s。 解：假設(shè)選擇斷路器為SN10-10I

24、 INbr=16kA，全分閘時(shí)間tbr=0.1s， 基準(zhǔn)容量Sd100MVA Ud10.5kV，Id=5.5kA xL(%)?(Id tNbr?x*?)INUd5.5600?10500?100%?(?0.14)?100%?2.33%IdUN165500?10000篇二：發(fā)電廠電氣部分習(xí)題集(第四版) 發(fā)電廠電氣部分 習(xí)題集 華北電力大學(xué) 目 錄 第一章 能源和發(fā)電.1 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 發(fā)電、變電和輸電的電氣部分.2 導(dǎo)體的發(fā)熱與電動(dòng)力.3 電氣主接線.4 廠用電.5 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇.6 配電裝置.7 發(fā)電廠和變電站的控制與信號(hào).8第一章 能源

25、和發(fā)電 1-1 人類所認(rèn)識(shí)的能量形式有哪些？并說明其特點(diǎn)。 1-2 能源分類方法有哪些？電能的特點(diǎn)及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用？ 1-3 火力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點(diǎn)？ 1-4 水力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點(diǎn)？ 1-5 抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用及其功能？ 1-6 核能發(fā)電廠的電能生產(chǎn)過程及其特點(diǎn)？ 1-7 發(fā)電廠和變電站的類型有哪些？ 第二章 發(fā)電、變電和輸電的電氣部分 2-1 哪些設(shè)備屬于一次設(shè)備？哪些設(shè)備屬于二次設(shè)備？其功能是什么？ 2-2 簡(jiǎn)述300MW發(fā)電機(jī)組電氣接線的特點(diǎn)及主要設(shè)備功能。 2-3 簡(jiǎn)述600MW發(fā)電機(jī)組電氣接線的特點(diǎn)及主要設(shè)備功能。 2-4

26、 影響輸電電壓等級(jí)發(fā)展因素有哪些？ 2-5 簡(jiǎn)述交流500kV變電站主接線形式及其特點(diǎn)。 2-6 并聯(lián)高壓電抗器有哪些作用？抽能并聯(lián)高壓電抗器與并聯(lián)高壓電抗器有何異同？ 2-7 簡(jiǎn)述6kV抽能系統(tǒng)的功能及其組成。 2-8 簡(jiǎn)述串聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)墓δ芗捌潆姎饨泳€。 2-9 簡(jiǎn)述高壓直流輸電的基本原理。 2-10 簡(jiǎn)述換流站的電氣接線及主要設(shè)備的功能。 2-11 簡(jiǎn)述高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)各有哪些？ 2-12 簡(jiǎn)述高壓直流輸電系統(tǒng)的主接線及其運(yùn)行方式。 第三章 導(dǎo)體的發(fā)熱和電動(dòng)力 3-1 研究導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱有何意義？長(zhǎng)期發(fā)熱和短時(shí)發(fā)熱各有何特點(diǎn)？ 3-2 為什么要規(guī)定導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱允許

27、溫度？短時(shí)發(fā)熱允許溫度和長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度是否相同，為什么？ 3-3 導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什么確定的？提高允許電流應(yīng)采取哪些措施？ 3-4 為什么要計(jì)算導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱最高溫度？如何計(jì)算？ 3-5 等值時(shí)間的意義是什么等值時(shí)間法適用于什么情況？ 3-6 用實(shí)用計(jì)算法和等值時(shí)間法計(jì)算短路電流周期分量熱效應(yīng)，各有何特點(diǎn)？ 3-7 電動(dòng)力對(duì)導(dǎo)體和電氣設(shè)備的運(yùn)行有何影響？ 3-8 三相平行導(dǎo)體發(fā)生三相短路時(shí)最大電動(dòng)力出現(xiàn)在哪一相上，試加以解釋。 3-9 導(dǎo)體的動(dòng)態(tài)應(yīng)力系數(shù)的含義是什么，在什么情況下，才考慮動(dòng)態(tài)應(yīng)力？ 3-10 大電流母線為什么常采用分相封閉母線？分相封閉母線的外殼有何作用？ 3-11

28、怎樣才能減少大電流母線附近鋼構(gòu)的發(fā)熱？ 3-12 設(shè)發(fā)電機(jī)容量為10萬kW，發(fā)電機(jī)回路最大持續(xù)工作電流Imax=6791A，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax = 5200h，三相導(dǎo)體水平布置，相間距離a = 0.70m，發(fā)電機(jī)出線上短路時(shí)間tk = 0.2s，短路電流I? = 36.0kA，Itk/2 = 28.0kA，Itk = 24.0kA，周圍環(huán)境溫度+35。試選擇發(fā)電機(jī)引出導(dǎo)線。篇三：發(fā)電廠電氣部分第四版課后習(xí)題答案第1章-第7章 第一章 能源和發(fā)電 1-1 人類所認(rèn)識(shí)的能量形式有哪些？并說明其特點(diǎn)。 答：第一、機(jī)械能。它包括固體一流體的動(dòng)能，勢(shì)能，彈性能及表面張力能等。其中動(dòng)能和勢(shì)能是大類

29、最早認(rèn)識(shí)的能量，稱為宏觀機(jī)械能。 第二、熱能。它是有構(gòu)成物體的微觀原子及分子振動(dòng)與運(yùn)行的動(dòng)能，其宏觀表現(xiàn)為溫度的高低，反映了物體原子及分子運(yùn)行的強(qiáng)度。 第三、化學(xué)能。它是物質(zhì)結(jié)構(gòu)能的一種，即原子核外進(jìn)行化學(xué)瓜是放出的能量，利用最普遍的化學(xué)能是燃燒碳和氫，而這兩種元素是煤、石油、天然氣等燃料中最主要的可燃元素。 第四、輻射能。它是物質(zhì)以電磁波形式發(fā)射的能量。如地球表面所接受的太陽(yáng)能就是輻射能的一種。 第五、核能。釋放巨大核能的核反應(yīng)有兩種，鄧核裂變應(yīng)和核聚變反應(yīng)。 第六、電能。它是與電子流動(dòng)和積累有關(guān)的一種能量，通常是電池中的化學(xué)能而來的?；蚴峭ㄟ^發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換得到的；反之，電能也可以通過電

30、燈轉(zhuǎn)換為光能，通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而顯示出電做功的本領(lǐng)。 1-2 能源分類方法有哪些？電能的特點(diǎn)及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用？ 答：一、按獲得方法分為一次能源和二次能源；二、按被利用程度分為常規(guī)能源和新能源； 三、按能否再生分為可再生能源和非再生能源；四、按能源本身的性質(zhì)分為含能體能源和過程性能源。 電能的特點(diǎn)：便于大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送；方便轉(zhuǎn)換易于控制；損耗??；效率高；無氣體和噪聲污染。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電能的應(yīng)用不僅影響到.物質(zhì)生產(chǎn)的各個(gè)側(cè)面，也越來越廣泛的滲透到人類生活的每個(gè)層面。電氣化在某種程度上成為現(xiàn)代化的同義詞。電氣化程度也成為衡量.文明發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 1-3 火

31、力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點(diǎn)？ 答：按燃料分：燃煤發(fā)電廠；燃油發(fā)電廠；燃?xì)獍l(fā)電廠；余熱發(fā)電廠。 按蒸氣壓力和溫度分：中低壓發(fā)電廠；高壓發(fā)電廠；超高壓發(fā)電廠；亞臨界壓力發(fā)電廠；超臨界壓力發(fā)電廠。 按原動(dòng)機(jī)分：凝所式氣輪機(jī)發(fā)電廠；燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠；內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠和蒸汽燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠。 按輸出能源分：凝氣式發(fā)電廠；熱電廠。 按發(fā)電廠總裝機(jī)容量分：小容量發(fā)電廠；中容量發(fā)電廠；大中容量發(fā)電廠；大容量發(fā)電廠。 火電廠的生產(chǎn)過程概括起來說是把煤中含有的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。整個(gè)生產(chǎn)過程分三個(gè)系統(tǒng)：燃料的化學(xué)能在鍋爐燃燒變?yōu)闊崮埽訜徨仩t中的水使之變?yōu)檎羝?，稱為燃燒系統(tǒng)；鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入氣輪機(jī)，沖動(dòng)

32、氣輪機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，稱不汽水系統(tǒng)；由氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，把機(jī)械能變?yōu)殡娔埽Q為電氣系統(tǒng)。 1-4 水力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點(diǎn)？ 答：按集中落差的方式分為：堤壩式水電廠；壩后式水電廠；河床式水電廠；引水式水電廠；混合式水電廠。 按徑流調(diào)節(jié)的程度分為：無調(diào)節(jié)水電廠；有調(diào)節(jié)水電廠；日調(diào)節(jié)水電廠；年調(diào)節(jié)水電廠；多年調(diào)節(jié)水電廠。 水電廠具有以下特點(diǎn)：可綜合利用水能資源；發(fā)電成本低，效率高；運(yùn)行靈活；水能可儲(chǔ)蓄和調(diào)節(jié)；水力發(fā)電不污染環(huán)境；水電廠建設(shè)投資較大工期長(zhǎng)；水電廠建設(shè)和生產(chǎn)都受到河流的地形，水量及季節(jié)氣象條件限制，因此發(fā)電量也受到水文氣象條件的制約，有豐

33、水期和枯水期之分，因而發(fā)電量不均衡；由于水庫(kù)的興建，淹沒土地，移民搬遷，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一些不利，還可能在一定和程度破壞自然的生態(tài)平衡。 1-5 抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用及其功能？ 答：抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用：調(diào)峰；填谷；備用；調(diào)頻；調(diào)相。 功能：降低電力系統(tǒng)燃料消耗；提高火電設(shè)備利用率；可作為發(fā)電成本低的峰荷電源；對(duì)環(huán)境沒有污染且可美化環(huán)境；抽水蓄能電廠可用于蓄能。 1-6 核能發(fā)電廠的電能生產(chǎn)過程及其特點(diǎn)？ 答：核電廠是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，集中了當(dāng)代許多高新技術(shù)。核電廠的系統(tǒng)由核島和常規(guī)島組成。為了使核電能穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，以及一旦發(fā)生事故時(shí)能保證反應(yīng)堆的安全和防止放射性物質(zhì)外泄，核

34、電廠還設(shè)置有各種輔助系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和設(shè)施。以壓力堆為例，有以下主要系統(tǒng)：核島的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)；核島的輔助系統(tǒng)；常規(guī)島的系統(tǒng)。 核電廠運(yùn)行的基本規(guī)則和常規(guī)為電廠一樣，都是根據(jù)電廠的負(fù)荷需要量來調(diào)節(jié)供給熱 量，使得熱功率與電負(fù)荷平衡。由于核電廠是由反應(yīng)堆供熱，因此核電廠的運(yùn)行和火電廠相比有以下一些新的特點(diǎn)：）在火電廠中，可連續(xù)不斷地向鍋爐供燃料，而壓水堆核電廠的反應(yīng)堆，卻只能對(duì)反應(yīng)堆堆芯一次裝料，交定期停堆換料。因此在堆芯換新料后的初期，過剩反應(yīng)性很大。為了補(bǔ)償過剩反應(yīng)性，除采用控制棒外，還需要在冷卻劑中加入硼酸，并通過硼濃度變化來調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的反應(yīng)速度。反應(yīng)堆冷卻劑中含有硼酸后，就給一次回路系統(tǒng)及

35、輔助系統(tǒng)的運(yùn)行和控制帶來一定的復(fù)雜性。）反應(yīng)堆的堆芯內(nèi)，核燃料發(fā)生裂變反應(yīng)放出核能的同時(shí)，也放出瞬發(fā)中子和瞬發(fā)射線。由于裂變產(chǎn)物的積累，以及反應(yīng)堆的堆內(nèi)構(gòu)件和壓力容器等因受中子的車輻照而活化，反應(yīng)堆不管是在運(yùn)行中或停閉后，都有很強(qiáng)的放射性，這就給電廠的運(yùn)行和維修帶來了一定困難。）反應(yīng)堆在停閉后，運(yùn)行管路中積累起來的裂變碎片和、衰變，將繼續(xù)使堆芯產(chǎn)生余熱。因此堆停閉后不能立刻停機(jī)冷卻，還必須把這部分余熱排放出去，否則會(huì)出現(xiàn)燃料元件因過熱而燒毀的危險(xiǎn)；即使核電廠在長(zhǎng)期停閉情況下，也必須繼續(xù)除去衰變熱；當(dāng)核電廠發(fā)生停電，一回路管道破裂等重大事故時(shí)，事故電源、應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)立即自動(dòng)投入，做到在任何事

36、故工況下，保證反應(yīng)堆進(jìn)行冷卻。）核電廠在運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生氣態(tài)，液態(tài)和固態(tài)的放射性廢物，對(duì)這些廢物必須遵守核安全規(guī)定進(jìn)行妥善處理，以確保工作人員和居民的健康，而為電廠中這一問題不存在。）與火電廠相比，核電廠的建設(shè)費(fèi)用高，但燃料所占費(fèi)用較為便宜 一。為了提高核電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，極為重要的是維持高的發(fā)電設(shè)備利用率，為此，核電廠應(yīng)在額定功率或盡可能在接過額定功率的工況下帶基本負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，并盡可能縮短核電廠反應(yīng)堆的停閉時(shí)間。 第二章 發(fā)電、變電和輸電的電氣部分 2-1 哪些設(shè)備屬于一次設(shè)備？哪些設(shè)備屬于二次設(shè)備？其功能是什么？ 答：通常把生產(chǎn)、變換、分配和使用電能的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器和斷路器等稱

37、為一次設(shè)備。其中對(duì)一次設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)視和保護(hù)的設(shè)備稱為二次設(shè)備。如儀用互感器、測(cè)量表計(jì)，繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置等。其主要功能是起停機(jī)組，調(diào)整負(fù)荷和，切換設(shè)備和線路，監(jiān)視主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。 2-2 簡(jiǎn)述300MW發(fā)電機(jī)組電氣接線的特點(diǎn)及主要設(shè)備功能。 答：1）發(fā)電機(jī)與變壓器的連接采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線； 2）在主變壓器低壓側(cè)引接一臺(tái)高壓廠用變壓器，供給廠用電； 3）在發(fā)電機(jī)出口側(cè)，通過高壓熔斷器接有三組電壓互感器和一組避雷器； 4）在發(fā)電機(jī)出口側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)，每組裝有電流互感器4個(gè)； 5）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接有中性點(diǎn)接地變壓器； 6）高壓廠用變壓器高壓側(cè)，每組裝有電流互感器4個(gè)。 其主要

38、設(shè)備如下：電抗器：限制短路電流；電流互感器：用來變換電流的特種變壓器；電壓互感器：將高壓轉(zhuǎn)換成低壓，供各種設(shè)備和儀表用，高壓熔斷器：進(jìn)行短路保護(hù)；中性點(diǎn)接地變壓器：用來限制電容電流。 2-3 簡(jiǎn)述600MW發(fā)電機(jī)組電氣接線的特點(diǎn)及主要設(shè)備功能。 2-4 簡(jiǎn)述1000MW發(fā)電機(jī)組電氣接線的特點(diǎn)及問題。 2-5 影響輸電電壓等級(jí)發(fā)展因素有哪些？ 答：1）長(zhǎng)距離輸送電能； 2）大容量輸送電能； 3）節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用； 4）電力系統(tǒng)互聯(lián)。 2-6 簡(jiǎn)述交流500kV變電站主接線形式及其特點(diǎn)。答：目前，我國(guó)500kV變電所的主接線一般采用雙母線四分段帶專用旁路母線和3/2臺(tái)斷路器兩種接線方式。其中

39、3/2臺(tái)斷路器接線具有以下特點(diǎn)：任一母線檢修或故障，均不致停電；任一斷路器檢修也不引起停電；甚至在兩組母線同時(shí)故障（或一組母線檢修另一組母線故障）的極端條件下，功率均能繼續(xù)輸送。一串中任何一臺(tái)斷路器退出或檢修時(shí)，這種運(yùn)行方式稱為不完整串運(yùn)行，此時(shí)仍不影響任何一個(gè)元件的運(yùn)行。這種接線運(yùn)行方便，操作簡(jiǎn)單，隔離開關(guān)只在檢修時(shí)作為隔離帶電設(shè)備用。 2-7 并聯(lián)高壓電抗器有哪些作用？抽能并聯(lián)高壓電抗器與并聯(lián)高壓電抗器有何異同？ 2-8 簡(jiǎn)述6kV抽能系統(tǒng)的功能及其組成。 2-9 簡(jiǎn)述串聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)墓δ芗捌潆姎饨泳€。 2-10 簡(jiǎn)述交流750kV輸變電工程的特點(diǎn)及作用。 2-11 簡(jiǎn)述交流1000kV輸

40、變電工程的特點(diǎn)及效益。 2-12 簡(jiǎn)述高壓直流輸電的基本原理。 2-13 高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)各有哪些？ 答：優(yōu)點(diǎn)： 1）線路造價(jià)低，年電能損失?。?2）不存在系統(tǒng)穩(wěn)定問題； 3）限制短路電流。 4）調(diào)節(jié)快速，運(yùn)行可靠； 5）沒有電容充電電流。 6）節(jié)省線路走廊。 缺點(diǎn)： 1）換流裝置較昂貴； 2）消耗無功功率多； 3）產(chǎn)生諧波影響； 4）缺乏直流開關(guān)； 5）不能用變壓器來改變電壓等級(jí)。 2-14 簡(jiǎn)述換流站的電氣接線及主要設(shè)備的功能。 2-15 簡(jiǎn)述高壓直流輸電系統(tǒng)的主接線及其運(yùn)行方式。 第三章 導(dǎo)體的發(fā)熱和電動(dòng)力 3-1 研究導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱有何意義？長(zhǎng)期發(fā)熱和短時(shí)發(fā)熱各有何特點(diǎn)？

41、 答：電流將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)變成熱量使電器設(shè)備的溫度升高。發(fā)熱對(duì)電氣設(shè)備的影響：使絕緣材料性能降低；使金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降；使導(dǎo)體接觸電阻增加。導(dǎo)體短路時(shí)，雖然持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，但短路電流很大，發(fā)熱量仍然很多。這些熱量極短適時(shí)間內(nèi)不容易散出，于是導(dǎo)體的溫度迅速升高。同時(shí)，導(dǎo)體還受到電動(dòng)力的作用，如果電動(dòng)力超過允許值，將使導(dǎo)體變形或損壞。由此可見，發(fā)熱和電動(dòng)力是電氣設(shè)備運(yùn)行中必須注意的問題。長(zhǎng)期發(fā)熱是由正常工作電流產(chǎn)生的；短時(shí)發(fā)熱是由故障時(shí)的短路電流產(chǎn)生的。 3-2 為什么要規(guī)定導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱允許溫度？短時(shí)發(fā)熱允許溫度和長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度是否相同，為什么？ 答：導(dǎo)體連接部分和導(dǎo)體本身都

42、存在電阻(產(chǎn)生功率損耗)；周圍金屬部分產(chǎn)生磁場(chǎng),形成渦流和磁滯損耗；絕緣材料在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生損耗，如：tg?值的測(cè)量 載流導(dǎo)體的發(fā)熱：長(zhǎng)期發(fā)熱：指正常工作電流引起的發(fā)熱 短時(shí)發(fā)熱：指短路電流引起的發(fā)熱 一 發(fā)熱對(duì)絕緣的影響 絕緣材料在溫度和電場(chǎng)的作用下逐漸變化，變化的速度于使用的溫度有關(guān)； 二發(fā)熱對(duì)導(dǎo)體接觸部分的影響 溫度過高?表面氧化?電阻增大?IR?惡性循環(huán) 三發(fā)熱對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的影響 溫度達(dá)到某一值?退火?機(jī)械強(qiáng)度?設(shè)備變形 如：2 3-3 導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什么確定的？提高允許電流應(yīng)采取哪些措施？ 答：是根據(jù)導(dǎo)體的穩(wěn)定溫升確定的。為了載流量，宜采用電阻率小的材料，如鋁和鋁合金等；導(dǎo)

43、體的形狀，在同樣截面積的條件下，圓形導(dǎo)體的表面積較小，而矩形和槽形的表面積則較大。導(dǎo)體的布置應(yīng)采用散熱效果最佳的方式。 3-4 屋內(nèi)配電裝置中，安裝有100mm100mm的矩形鋁導(dǎo)體，導(dǎo)體正常運(yùn)行溫度為w=70，周圍空氣的溫度為0=25。試計(jì)算該導(dǎo)體的載流量。 3-5 為什么要計(jì)算導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱最高溫度？如何計(jì)算？ 答：載流導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱計(jì)算的目的在于確定短路時(shí)導(dǎo)體的最高溫度不應(yīng)超過所規(guī)定導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱允許溫度。當(dāng)滿足這個(gè)條件時(shí)，則認(rèn)為導(dǎo)體在短路時(shí)，是具有熱穩(wěn)定性的。 計(jì)算方法如下： 1）有已知的導(dǎo)體初始溫度w；從相應(yīng)的導(dǎo)體材料的曲線上查出Aw； 2）將Aw和Qk值代入式：1/SQk=Ah-Aw求出Ah； 3）由Ah再?gòu)那€上查得h值。 2發(fā)電廠電氣部分第四版課后習(xí)題答案