發(fā)電廠電氣部分第四版課后習題答案篇一：發(fā)電廠電氣部分課后習題答案 第一章 染。 隨著科學技術的發(fā)展，電能的應用不僅影響到.物質(zhì)生產(chǎn)的各個側面，也越來越廣泛的滲透到人類生活的每個層面。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)展水平的重要標志。 1-3 火力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點？ 答：按燃料分：燃煤發(fā)電廠；燃油發(fā)電廠；燃氣發(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。 按原動機分：凝所式氣輪機發(fā)電廠；燃氣輪機發(fā)電廠；內(nèi)燃機發(fā)電廠和蒸汽燃氣輪機發(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能轉變?yōu)殡娔艿倪^程。整個生產(chǎn)過程分三個系統(tǒng)：燃料的化學能在鍋爐燃燒變?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)生的蒸汽進入氣輪機，沖動氣輪機的轉子旋轉，將熱能轉變?yōu)闄C械能，稱不汽水系統(tǒng)；由氣輪機轉子的機械能帶動發(fā)電機旋轉，把機械能變?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：可綜合利用水能資源；發(fā)電成本低，效率高；運行靈活；水能可儲蓄和調(diào)節(jié)；水力發(fā)電不污染環(huán)境；水電廠建設投資較大工期長；水電廠建設和生產(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；提高火電設備利用率；可作為發(fā)電成本低的峰荷電源；對環(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 哪些設備屬于一次設備？哪些設備屬于二次設備？其功能是什么？ 答：通常把生產(chǎn)、變換、分配和使用電能的設備，如發(fā)電機、變壓器和斷路器等稱為一次設備。其中對一次設備和系統(tǒng)運行狀態(tài)進行測量、監(jiān)視和保護的設備稱為二次設備。如儀用互感器、測量表計，繼電保護及自動裝置等。其主要功能是起停機組，調(diào)整負荷和，切換設備和線路，監(jiān)視主要設備的運行狀態(tài)。 2-2 簡述300MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設備功能。 答：1）發(fā)電機與變壓器的連接采用發(fā)電機變壓器單元接線； 2）在主變壓器低壓側引接一臺高壓廠用變壓器，供給廠用電； 3）在發(fā)電機出口側，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)電機出口側和中性點側，每組裝有電流互感器4個； 5）發(fā)電機中性點接有中性點接地變壓器； 6）高壓廠用變壓器高壓側，每組裝有電流互感器4個。 其主要設備如下：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：將高壓轉換成低壓，供各種設備和儀表用，高壓熔斷器：進行短路保護；中性點接地變壓器：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？ 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：便于大規(guī)模生產(chǎn)和遠距離輸送；方便轉換易于控制；損耗?。恍矢?；無氣體和噪聲污2-3 2-4 簡述600MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設備功能。 影響輸電電壓等級發(fā)展因素有哪些？ 答：1）長距離輸送電能； 2）大容量輸送電能； 3）節(jié)省基建投資和運行費用； 4）電力系統(tǒng)互聯(lián)。 2-5 簡述交流500kV變電站主接線形式及其特點。 答：目前，我國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臺斷路器兩種接線方式。其中3/2臺斷路器接線具有以下特點：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。一串中任何一臺斷路器退出或檢修時，這種運行方式稱為不完整串運行，此時仍不影響任何一個元件的運行。這種接線運行方便，操作簡單，隔離開關只在檢修時作為隔離帶電設備用。 2-11 簡述高壓直流輸電的優(yōu)點和缺點各有哪些？ 答：優(yōu)點： 1）線路造價低，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，運行可靠； 5）沒有電容充電電流。 6）節(jié)省線路走廊。 缺點： 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； 5）不能用變壓器來改變電壓等級。 第三章 導體的發(fā)熱和電動力 3-1 研究導體和電氣設備的發(fā)熱有何意義？長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？ 答：電流將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉變成熱量使電器設備的溫度升高。發(fā)熱對電氣設備的影響：使絕緣材料性能降低；使金屬材料的機械強度下降；使導體接觸電阻增加。導體短路時，雖然持續(xù)時間不長，但短路電流很大，發(fā)熱量仍然很多。這些熱量在適時間內(nèi)不容易散出，于是導體的溫度迅速升高。同時，導體還受到電動力超過允許值，將使導體變形或損壞。由此可見，發(fā)熱和電動力是電氣設備運行中必須注意的問題。長期發(fā)熱是由正常工作電流產(chǎn)生的；短時發(fā)熱是由故障時的短路電流產(chǎn)生的。 3-2 為什么？ 答：導體連接部分和導體本身都存在電阻(產(chǎn)生功率損耗)；周圍金屬部分產(chǎn)生磁場,形成渦流和磁滯損耗；絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生損耗，如：tg?值的測量 載流導體的發(fā)熱：長期發(fā)熱：指正常工作電流引起的發(fā)熱 短時發(fā)熱：指短路電流引起的發(fā)熱 一 發(fā)熱對絕緣的影響 絕緣材料在溫度和電場的作用下逐漸變化，變化的速度于使用的溫度有關； 二發(fā)熱對導體接觸部分的影響 溫度過高?表面氧化?電阻增大? 三發(fā)熱對機械強度的影響 溫度達到某一值?退火?機械強度?設備變形 如： 為什么要規(guī)定導體和電氣設備的發(fā)熱允許溫度？短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫度是否相同，?I2R?惡性循環(huán)3-3 導體長期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什么確定的？提高允許電流應采取哪些措施？ 答：是根據(jù)導體的穩(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；導體的形狀，在同樣截面積的條件下，圓形導體的表面積較小，而矩形和槽形的表面積則較大。導體的布置應采用散熱效果最最佳的方式。 3-4 為什么要計算導體短時發(fā)熱最高溫度？如何計算？ 答：載流導體短路時發(fā)熱計算的目的在于確定短路時導體的最高溫度不應超過所規(guī)定導體短路時發(fā)熱允許溫度。當滿足這個條件時，則認為導體在短路時，是具有熱穩(wěn)定性的。 計算方法如下： 1）有已知的導體初始溫度w；從相應的導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再從曲線上查得h值。 3-5 等值時間的意義是什么等值時間法適用于什么情況？ 答：等值時間法由于計算簡單，并有一定精度，目前仍得到廣泛應用。但是曲線所示是根據(jù)容量為500MW以下的發(fā)電機，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，勢必產(chǎn)生誤差。這時，最好采用其它方法。 3-6 3-7 用實用計算法和等值時間法計算短路電流周期分量熱效應，各有何特點？ 電動力對導體和電氣設備的運行有何影響？ 答：用實用計算法中的電流是短路穩(wěn)態(tài)電流，而等值時間法計算的電流是次暫態(tài)電流。 答：電氣設備在正常狀態(tài)下，由于流過導體的工作電流相對較小，相應的電動力較小，因而不易為人們所察覺。而在短路時，特別是短路沖擊電流流過時，電動力可達到很大的數(shù)值，當載流導體和電氣設備的機械強度不夠時，將會產(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)生的電動力的大小和特征，以便選用適當強度的導體和電氣設備，保證足夠的動穩(wěn)定性。必要時也可采用限制短路電流的措施。 3-8 3-9 三相平行導體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在哪一相上，試加以解釋。 導體的動態(tài)應力系數(shù)的含義是什么，在什么情況下，才考慮動態(tài)應力？ 答：三相平等導體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在中間相B相上，因為三相短路時，B相沖擊電流最大。 答：動態(tài)應力系數(shù)為動態(tài)應力與靜態(tài)應力的比值，導體發(fā)生振動時，在導體內(nèi)部會產(chǎn)生動態(tài)應力，對于動態(tài)應力的考慮，一般是采用修正靜態(tài)計算法，即在最大電動力Fmax上乘以動態(tài)應力系統(tǒng)數(shù)，以求得實際動態(tài)過程中的動態(tài)應力的最大值。 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）運行可靠性高，因母線置于外殼內(nèi)，能防止相間短路，且外殼多點接地，可保障人體接人體接觸時的安全。2）短路時母線相間電動力大大降低，由于外殼渦流的屏蔽作用，使殼內(nèi)的磁場減弱，對減小短路時的電動力有明顯的效果；3）殼外磁場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發(fā)熱；4）安裝的維護工作量小。 3-11 怎樣才能減少大電流母線附近鋼構的發(fā)熱？ 答：減小大電流母線附近的鋼構發(fā)熱的措施： 1）加大鋼構和導體間的距離，使布磁場強度減弱，因而可降低渦流和磁滯損耗； 2）斷開鋼構回路，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)電機在啟動，運轉、停止，檢修過程中，有大量電動機手動機械設備，用以保證機組的主要設備和輸煤，碎煤，除塵及水處理的正常運行。這些電動機及全廠的運行，操作，實驗，檢修，照明用電設備等都屬于廠用負荷，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)電量的百分數(shù)，稱為廠用電率。 5-2 廠用電的作用和意義是什么？ 答：發(fā)電機在啟動、運轉、停機，檢修過程中，有大量電動機手動機械設備，用以保證機組的主要設備和輸煤，碎煤，除塵及水處理等的正常運行。降低廠用電率可以降低電能成本，同時也相應地增大了對電力系統(tǒng)的供電量。 5-5 廠用電接線的設計原則是什么？對廠用電壓等級的確定和廠用電源引接的依據(jù)是什么？ 答：廠用電的設計原則主要是： 廠用電接線應保證對廠用負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運行。 接線應能靈活地適應正常、事故、檢修等各種運行方式的要求。 廠用電源的對應供電性，本機、爐的廠用負荷由本機組供電。 設計時還應適當注意其經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術、新設備，使廠用電接線具有可行性和先進性。 在設計廠用電接線時，還應對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進行分析和論證。 廠用電的電壓等級是根據(jù)發(fā)電機的額定電壓，廠用電動機的電壓和廠用電，供電網(wǎng)絡等因素，相互配合，經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定的。 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，站用變壓器高壓側要選用較大斷流容量的開關設備，否則要加限流電抗器。2）當站內(nèi)有較低母線時，一般由這類電壓母線上引接兩個站用電源。這種站用電源引接方式經(jīng)濟性好和可靠性高的特點；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 何謂廠用電動機的自啟動？為什么要進行電動機自啟動校驗？如果廠用變壓器的容量小于自啟動電動機總容量時，應如何解決？ 答：廠用電系統(tǒng)運行的電動機，當突然斷開電源或廠用電壓降低時，電動機轉速就會下降，甚至會停止運行，這一轉速下降的過程稱為惰行。若電動機失去電壓后，不與電源斷開，在很短時間內(nèi)，廠用電源恢復或通過自動切換裝置將備用電源投入，此時，電動機惰行還未結束，又自動啟動恢復到穩(wěn)定狀態(tài)運行，這一過程稱為電動機自啟動。分為：失壓自啟動；空載自啟動；帶負荷自啟動。若參加自啟動的電動機數(shù)目多，容量大時，啟動電流過大，可能會使廠用母線及廠用電網(wǎng)絡電壓下降，甚至引起電動機過熱，將危及電動機的安全以及廠用電網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行，因此，必須進行電動機自啟動校驗。若不能滿足自啟動條件，應采用以下措施： 限制參加自啟動的電動機數(shù)量。 機械負載轉矩為定值的重要設備的電動機，因它只能在接近額定電壓下啟動，也不應參加自啟動，可采用低電壓保護和自動重合閘裝置，即當廠用母線電壓低于臨界值時，把該設備從母線上斷開，而在母線電壓恢復后又自動投入。 對重要的廠用機械設備，應選用具有較高啟動轉矩和允許過載倍數(shù)較大的電動機與其配套。 在不得已的情況下，或增大廠用變壓器容量，或結合限制短路電流問題一起考慮進適當減小廠用變壓器的阻抗值。 第五章 6-1 導體和電氣設備的原理與選擇 什么是驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間tk以及電氣設備的開斷計算時間tbr？ 答：演算熱穩(wěn)定的短路計算時間tk為繼電保護動作時間tpr和相應斷路器的全開斷時間tbr之和，而tbr是指斷路器分斷脈沖傳送到斷路器操作機構的跳閘線圈時起，到各種觸頭分離后的電弧完全熄滅位置的時間段。 6-2 開關電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過程與那些因素有關？ 答：電弧是導電的，電弧之所以能形成導電通道，是因為電弧柱中出現(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+強電場發(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。電弧的熄滅關鍵是去游離的作用，去游離方式有種：復合：正負離子相互吸引，彼此中和；擴散：弧柱中的帶電質(zhì)點由于熱運行逸出弧柱外。開關電器中電弧產(chǎn)生與熄滅過程與以下因素有關：電弧溫度；電場強度；氣體介質(zhì)的壓力；介質(zhì)特性；電極材料。 6-3 開關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）利用氣體或油吹動電弧，吹弧使帶電離子擴散和強烈地冷卻面復合；4）采用多段口熄??；5）提高斷路器觸頭的分離速度，迅速拉長電弧，可使弧隙的電場強度驟降，同時使電弧的表面突然增大，有利于電弧的冷卻和帶電質(zhì)點向周圍介質(zhì)中擴散和離子復合。 6-4 為提高電流互感器容量，能否采用同型號的兩個互感器在二次側串聯(lián)或并聯(lián)使用？ 答：可以將電流互感器串聯(lián)使用，提高二次側的容量，但是要求兩個電流互感器型號相同。因為電流互感器的變比是一次電流與二次電流之比。兩個二次繞組串聯(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。二次繞組串聯(lián)后，因匝數(shù)增加一倍，感應電勢也增加一倍，互感器的容量增加了一倍。也即每一個二次繞只承擔二次負荷的一半，從而誤差也就減小，容易滿足準確度的要求。在工程實際中若要擴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，如果在運行中電壓互感器的絕緣損壞，高電壓就會竄入二次回路，將危及設備和人身的安全。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？ 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構，同時又與互感器運行狀態(tài)（二次負荷Z2L及運行鐵心的磁導率值）有關。 6-7 運行中為什么不允許電流互感器二次回路開路？ 答：需要強調(diào)的是電流互感器在運行時，二次繞組嚴禁開路。二次繞組開路時，電流互感器由正常工作狀態(tài)變?yōu)殚_路狀態(tài)，I2=0，勵磁磁動勢由正常為數(shù)甚小的10N1驟增為11N1，鐵心中的磁通波形呈現(xiàn)嚴重飽和和平頂波，因此，二次繞組將在磁能過零時，感應產(chǎn)生很高的尖頂電動勢，其值可達數(shù)千伏甚至上萬伏（與Ki及Ii大小有關），危及工作人員的安全和儀表、繼電器的絕緣。由于磁感應強度劇增，會引起鐵心和繞組過熱。此外，在鐵心中還會產(chǎn)生剩磁，使互感器準確級下降。 6-8 6-9 在發(fā)電廠中，電壓互感器的配置原則有那些？ 如圖6-14所示接線，設25MW發(fā)電機（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；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量表計用的電流互感器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（基準容量Sd100MVA），出線最大負荷為560A，出線保護動作時間tpr1s。 解：假設選擇斷路器為SN10-10I INbr=16kA，全分閘時間tbr=0.1s， 基準容量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)電廠電氣部分習題集(第四版) 發(fā)電廠電氣部分 習題集 華北電力大學 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 導體的發(fā)熱與電動力.3 電氣主接線.4 廠用電.5 導體和電氣設備的原理與選擇.6 配電裝置.7 發(fā)電廠和變電站的控制與信號.8第一章 能源和發(fā)電 1-1 人類所認識的能量形式有哪些？并說明其特點。 1-2 能源分類方法有哪些？電能的特點及其在國民經(jīng)濟中的地位和作用？ 1-3 火力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點？ 1-4 水力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點？ 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？ 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 哪些設備屬于一次設備？哪些設備屬于二次設備？其功能是什么？ 2-2 簡述300MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設備功能。 2-3 簡述600MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設備功能。 2-4 影響輸電電壓等級發(fā)展因素有哪些？ 2-5 簡述交流500kV變電站主接線形式及其特點。 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 簡述6kV抽能系統(tǒng)的功能及其組成。 2-8 簡述串聯(lián)電容器補償?shù)墓δ芗捌潆姎饨泳€。 2-9 簡述高壓直流輸電的基本原理。 2-10 簡述換流站的電氣接線及主要設備的功能。 2-11 簡述高壓直流輸電的優(yōu)點和缺點各有哪些？ 2-12 簡述高壓直流輸電系統(tǒng)的主接線及其運行方式。 第三章 導體的發(fā)熱和電動力 3-1 研究導體和電氣設備的發(fā)熱有何意義？長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？ 3-2 為什么要規(guī)定導體和電氣設備的發(fā)熱允許溫度？短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫度是否相同，為什么？ 3-3 導體長期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什么確定的？提高允許電流應采取哪些措施？ 3-4 為什么要計算導體短時發(fā)熱最高溫度？如何計算？ 3-5 等值時間的意義是什么等值時間法適用于什么情況？ 3-6 用實用計算法和等值時間法計算短路電流周期分量熱效應，各有何特點？ 3-7 電動力對導體和電氣設備的運行有何影響？ 3-8 三相平行導體發(fā)生三相短路時最大電動力出現(xiàn)在哪一相上，試加以解釋。 3-9 導體的動態(tài)應力系數(shù)的含義是什么，在什么情況下，才考慮動態(tài)應力？ 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 怎樣才能減少大電流母線附近鋼構的發(fā)熱？ 3-12 設發(fā)電機容量為10萬kW，發(fā)電機回路最大持續(xù)工作電流Imax=6791A，最大負荷利用小時數(shù)Tmax = 5200h，三相導體水平布置，相間距離a = 0.70m，發(fā)電機出線上短路時間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)電機引出導線。篇三：發(fā)電廠電氣部分第四版課后習題答案第1章-第7章 第一章 能源和發(fā)電 1-1 人類所認識的能量形式有哪些？并說明其特點。 答：第一、機械能。它包括固體一流體的動能，勢能，彈性能及表面張力能等。其中動能和勢能是大類最早認識的能量，稱為宏觀機械能。 第二、熱能。它是有構成物體的微觀原子及分子振動與運行的動能，其宏觀表現(xiàn)為溫度的高低，反映了物體原子及分子運行的強度。 第三、化學能。它是物質(zhì)結構能的一種，即原子核外進行化學瓜是放出的能量，利用最普遍的化學能是燃燒碳和氫，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能就是輻射能的一種。 第五、核能。釋放巨大核能的核反應有兩種，鄧核裂變應和核聚變反應。 第六、電能。它是與電子流動和積累有關的一種能量，通常是電池中的化學能而來的?；蚴峭ㄟ^發(fā)電機將機械能轉換得到的；反之，電能也可以通過電燈轉換為光能，通過電動機轉換為機械能，從而顯示出電做功的本領。 1-2 能源分類方法有哪些？電能的特點及其在國民經(jīng)濟中的地位和作用？ 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：便于大規(guī)模生產(chǎn)和遠距離輸送；方便轉換易于控制；損耗小；效率高；無氣體和噪聲污染。 隨著科學技術的發(fā)展，電能的應用不僅影響到.物質(zhì)生產(chǎn)的各個側面，也越來越廣泛的滲透到人類生活的每個層面。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)展水平的重要標志。 1-3 火力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點？ 答：按燃料分：燃煤發(fā)電廠；燃油發(fā)電廠；燃氣發(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。 按原動機分：凝所式氣輪機發(fā)電廠；燃氣輪機發(fā)電廠；內(nèi)燃機發(fā)電廠和蒸汽燃氣輪機發(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能轉變?yōu)殡娔艿倪^程。整個生產(chǎn)過程分三個系統(tǒng)：燃料的化學能在鍋爐燃燒變?yōu)闊崮?，加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎羝Q為燃燒系統(tǒng)；鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進入氣輪機，沖動氣輪機的轉子旋轉，將熱能轉變?yōu)闄C械能，稱不汽水系統(tǒng)；由氣輪機轉子的機械能帶動發(fā)電機旋轉，把機械能變?yōu)殡娔?，稱為電氣系統(tǒng)。 1-4 水力發(fā)電廠的分類，其電能生產(chǎn)過程及其特點？ 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：可綜合利用水能資源；發(fā)電成本低，效率高；運行靈活；水能可儲蓄和調(diào)節(jié)；水力發(fā)電不污染環(huán)境；水電廠建設投資較大工期長；水電廠建設和生產(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；提高火電設備利用率；可作為發(fā)電成本低的峰荷電源；對環(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？ 答：核電廠是一個復雜的系統(tǒng)，集中了當代許多高新技術。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)濟地運行，以及一旦發(fā)生事故時能保證反應堆的安全和防止放射性物質(zhì)外泄，核電廠還設置有各種輔助系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和設施。以壓力堆為例，有以下主要系統(tǒng)：核島的核蒸汽供應系統(tǒng)；核島的輔助系統(tǒng)；常規(guī)島的系統(tǒng)。 核電廠運行的基本規(guī)則和常規(guī)為電廠一樣，都是根據(jù)電廠的負荷需要量來調(diào)節(jié)供給熱 量，使得熱功率與電負荷平衡。由于核電廠是由反應堆供熱，因此核電廠的運行和火電廠相比有以下一些新的特點：）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堆，卻只能對反應堆堆芯一次裝料，交定期停堆換料。因此在堆芯換新料后的初期，過剩反應性很大。為了補償過剩反應性，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)反應堆的反應速度。反應堆冷卻劑中含有硼酸后，就給一次回路系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)的運行和控制帶來一定的復雜性。）反應堆的堆芯內(nèi)，核燃料發(fā)生裂變反應放出核能的同時，也放出瞬發(fā)中子和瞬發(fā)射線。由于裂變產(chǎn)物的積累，以及反應堆的堆內(nèi)構件和壓力容器等因受中子的車輻照而活化，反應堆不管是在運行中或停閉后，都有很強的放射性，這就給電廠的運行和維修帶來了一定困難。）反應堆在停閉后，運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冷卻，還必須把這部分余熱排放出去，否則會出現(xiàn)燃料元件因過熱而燒毀的危險；即使核電廠在長期停閉情況下，也必須繼續(xù)除去衰變熱；當核電廠發(fā)生停電，一回路管道破裂等重大事故時，事故電源、應急堆芯冷卻系統(tǒng)立即自動投入，做到在任何事故工況下，保證反應堆進行冷卻。）核電廠在運行過程中，會產(chǎn)生氣態(tài)，液態(tài)和固態(tài)的放射性廢物，對這些廢物必須遵守核安全規(guī)定進行妥善處理，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，核電廠的建設費用高，但燃料所占費用較為便宜 一。為了提高核電廠的運行經(jīng)濟性，極為重要的是維持高的發(fā)電設備利用率，為此，核電廠應在額定功率或盡可能在接過額定功率的工況下帶基本負荷連續(xù)運行，并盡可能縮短核電廠反應堆的停閉時間。 第二章 發(fā)電、變電和輸電的電氣部分 2-1 哪些設備屬于一次設備？哪些設備屬于二次設備？其功能是什么？ 答：通常把生產(chǎn)、變換、分配和使用電能的設備，如發(fā)電機、變壓器和斷路器等稱為一次設備。其中對一次設備和系統(tǒng)運行狀態(tài)進行測量、監(jiān)視和保護的設備稱為二次設備。如儀用互感器、測量表計，繼電保護及自動裝置等。其主要功能是起停機組，調(diào)整負荷和，切換設備和線路，監(jiān)視主要設備的運行狀態(tài)。 2-2 簡述300MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設備功能。 答：1）發(fā)電機與變壓器的連接采用發(fā)電機變壓器單元接線； 2）在主變壓器低壓側引接一臺高壓廠用變壓器，供給廠用電； 3）在發(fā)電機出口側，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)電機出口側和中性點側，每組裝有電流互感器4個； 5）發(fā)電機中性點接有中性點接地變壓器； 6）高壓廠用變壓器高壓側，每組裝有電流互感器4個。 其主要設備如下：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：將高壓轉換成低壓，供各種設備和儀表用，高壓熔斷器：進行短路保護；中性點接地變壓器：用來限制電容電流。 2-3 簡述600MW發(fā)電機組電氣接線的特點及主要設備功能。 2-4 簡述1000MW發(fā)電機組電氣接線的特點及問題。 2-5 影響輸電電壓等級發(fā)展因素有哪些？ 答：1）長距離輸送電能； 2）大容量輸送電能； 3）節(jié)省基建投資和運行費用； 4）電力系統(tǒng)互聯(lián)。 2-6 簡述交流500kV變電站主接線形式及其特點。答：目前，我國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臺斷路器兩種接線方式。其中3/2臺斷路器接線具有以下特點：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。一串中任何一臺斷路器退出或檢修時，這種運行方式稱為不完整串運行，此時仍不影響任何一個元件的運行。這種接線運行方便，操作簡單，隔離開關只在檢修時作為隔離帶電設備用。 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 簡述6kV抽能系統(tǒng)的功能及其組成。 2-9 簡述串聯(lián)電容器補償?shù)墓δ芗捌潆姎饨泳€。 2-10 簡述交流750kV輸變電工程的特點及作用。 2-11 簡述交流1000kV輸變電工程的特點及效益。 2-12 簡述高壓直流輸電的基本原理。 2-13 高壓直流輸電的優(yōu)點和缺點各有哪些？ 答：優(yōu)點： 1）線路造價低，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，運行可靠； 5）沒有電容充電電流。 6）節(jié)省線路走廊。 缺點： 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； 5）不能用變壓器來改變電壓等級。 2-14 簡述換流站的電氣接線及主要設備的功能。 2-15 簡述高壓直流輸電系統(tǒng)的主接線及其運行方式。 第三章 導體的發(fā)熱和電動力 3-1 研究導體和電氣設備的發(fā)熱有何意義？長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？ 答：電流將產(chǎn)生損耗，這些損耗都將轉變成熱量使電器設備的溫度升高。發(fā)熱對電氣設備的影響：使絕緣材料性能降低；使金屬材料的機械強度下降；使導體接觸電阻增加。導體短路時，雖然持續(xù)時間不長，但短路電流很大，發(fā)熱量仍然很多。這些熱量極短適時間內(nèi)不容易散出，于是導體的溫度迅速升高。同時，導體還受到電動力的作用，如果電動力超過允許值，將使導體變形或損壞。由此可見，發(fā)熱和電動力是電氣設備運行中必須注意的問題。長期發(fā)熱是由正常工作電流產(chǎn)生的；短時發(fā)熱是由故障時的短路電流產(chǎn)生的。 3-2 為什么要規(guī)定導體和電氣設備的發(fā)熱允許溫度？短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫度是否相同，為什么？ 答：導體連接部分和導體本身都存在電阻(產(chǎn)生功率損耗)；周圍金屬部分產(chǎn)生磁場,形成渦流和磁滯損耗；絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生損耗，如：tg?值的測量 載流導體的發(fā)熱：長期發(fā)熱：指正常工作電流引起的發(fā)熱 短時發(fā)熱：指短路電流引起的發(fā)熱 一 發(fā)熱對絕緣的影響 絕緣材料在溫度和電場的作用下逐漸變化，變化的速度于使用的溫度有關； 二發(fā)熱對導體接觸部分的影響 溫度過高?表面氧化?電阻增大?IR?惡性循環(huán) 三發(fā)熱對機械強度的影響 溫度達到某一值?退火?機械強度?設備變形 如：2 3-3 導體長期發(fā)熱允許電流是根據(jù)什么確定的？提高允許電流應采取哪些措施？ 答：是根據(jù)導體的穩(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；導體的形狀，在同樣截面積的條件下，圓形導體的表面積較小，而矩形和槽形的表面積則較大。導體的布置應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的矩形鋁導體，導體正常運行溫度為w=70，周圍空氣的溫度為0=25。試計算該導體的載流量。 3-5 為什么要計算導體短時發(fā)熱最高溫度？如何計算？ 答：載流導體短路時發(fā)熱計算的目的在于確定短路時導體的最高溫度不應超過所規(guī)定導體短路時發(fā)熱允許溫度。當滿足這個條件時，則認為導體在短路時，是具有熱穩(wěn)定性的。 計算方法如下： 1）有已知的導體初始溫度w；從相應的導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再從曲線上查得h值。 2發(fā)電廠電氣部分第四版課后習題答案