《发电厂电气部分》课后答案 姚春秋

第一篇：《发电厂电气部分》课后答案 姚春秋

第二章 导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理

1.发热对导体和电器有何不良影响？

答：机械强度下降、接触电阻增加、绝缘性能下降。

2.导体的长期发热和短时发热各有何特点？

答：长期发热是指正常工作电流长期通过引起的发热。长期发热的热量，一部分散到周围介质中去，一部分使导体的温度升高。

短时发热是指短路电流通过时引起的发热。虽然短路的时间不长，但短路的电流很大，发热量很大，而且来不及散到周围的介质中去，使导体的温度迅速升高。

~~~~热量传递的基本形式：对流、辐射和导热。对流：自然对流换热河强迫对流换热

3.导体的长期允许载流量与哪些因素有关？提高长期允许载流量应采取哪些措施？

答：I=根号下(αFτω/R)，因此和导体的电阻R、导体的换热面F、换热系数α有关。

提高长期允许载流量，可以：减小导体电阻R、增大导体的换热面F、提高换热系数α。

4.计算导体短时发热度的目的是什么？如何计算？

答：确定导体通过短路电流时的最高温度是否超过短时允许最高温度，若不超过，则称导体满足热稳定，否则就是不满足热稳定。

计算方法见笔记“如何求θf”。

6.电动力对导体和电器有何影响？计算电动力的目的是什么？

答：导体通过电流时，相互之间的作用力称为电动力。正常工作所产生的电动力不大，但是短路冲击电流所产生的电动力可达很大的数值，可能导致导体或电器发生变形或损坏。导体或电器必须能承受这一作用力，才能可靠的工作。

进行电动力计算的目的，是为了校验导体或电器实际所受到的电动力是否超过期允许应力，以便选择适当强度的电器设备。这种校验称为动稳定校验。

7.布置在同一平面中的三相导体，最大电动力发生在哪一相上？试简要分析。

答：布置在同一平面中的三相导体，最大电动力发生在中间的那一相上。具体见笔记本章第五节。

8.导体动态应力系数的含义是什么？什么情况下才需考虑动态应力？

答：导体动态应力系数β用来考虑震动的影响、β表示动态应力与静态应力之比，以此来求得实际动态过程的最大电动力。

配电装置的硬导体及其支架都具有质量和弹性，组成一个弹性系统，在两个绝缘子之间的硬导体可当作两端固定的弹性梁，这种情况下就需要考虑动态应力。

9.大电流母线为什么广泛采用全连式分相封闭母线？ 答：防止相间短路；屏蔽磁场、减小干扰和对附近钢构的影响；减小相间电动力；不用安装昂贵的机组断路器。

10.何谓碰撞游离、热游离、去游离？他们在电弧的形成和熄灭过程中起何作用？

答：碰撞游离即电场游离：在电场作用下，带电粒子被加速到一定能量，碰撞前面的中性质点，形成新的带电粒子，连锁发生的结果，使间隙中带电粒子增多。

热游离：由于电弧的高温，中性质点自动离解成自由电子和正离子的现象。

去游离：使带电质点减少的过程，称为去游离过程。

碰撞游离进行的结果，使触头间充满自由电子和正离子，具有很大的电导。

热游离的作用是维持电弧的稳定燃烧。

要熄灭电弧，必须采取措施加强去游离作用、并削弱游离作用。

11.开关电器中的电弧有何危害？

答：1）电弧的高温可能造成导体或绝缘的烧坏；

2）由于电弧的导电性，从而延长了开关设备切断电路的时间； 3）一定条件下会形成间歇电弧，在系统中形成谐振过电压。

12.交流电弧有何特点？交流电弧的熄灭条件是什么？ 答：交流电弧的特点：

1）伏安特性为动态特性；

2）电弧电压的波形呈马鞍形变化；

3）电流每半周过零一次，电弧会暂时自动熄灭。

交流电弧的熄灭条件：介质强度恢复过程ud(t)> 弧隙电压恢复过程ur(t)。

13.何谓弧隙介质强度恢复过程？何谓弧隙电压恢复过程？它们与哪些因素有关？ 答：弧隙介质强度恢复过程ud(t)：电弧电流过零时，弧隙介质的绝缘能力由起始介质强度逐渐增强的过程。

弧隙电压恢复过程ur(t)：电弧电流过零时，经过由电路参数所决定的电磁振荡，弧隙电压逐渐由熄弧电压恢复到电源电压的过程。

起始介质强度出现后，弧柱区介质强度的恢复过程与断路器的灭弧装置结构、介质特性、电弧电流、冷却条件及触头分开速度等因素有关。

弧隙电压恢复过程与电路参数及负荷性质有关。

14.熄灭交流电弧的基本方法有哪些？ 答：1）采用灭弧能力强的灭弧介质； 2）利用气体或油吹弧；

3）采用特殊金属材料作灭弧触头；

4）在断路器的主触头两端加装低值并联电阻； 5）采用多断口熄弧；

6）提高断路器触头的分离速度；

7）低压开关中的熄弧方法：利用金属灭弧栅灭弧；利用固体介质狭缝灭弧。

15．减少钢构损耗和发热的措施：加大钢构和载流导体之间的距离；断开载流导体附近的钢构闭合回路并加上绝缘垫；采用电磁屏蔽；采用分相封闭母线。

16．分相封闭母线的优点：防止相间短路，保证人员接触外壳的安全；短路时母线间的电动力大大减小；减少了母线附近钢构的发热；提高母线的载流量；安装维护的工作量小。

缺点：母线散热条件差；外壳产生损耗；有色金属消耗量增加。

第三章 电器设备的结构和工作原理

1.绝缘子按结构型式分为哪几类？其作用是什么？

答：绝缘子按结构型式分为：支柱式、套管式及盘形悬式。

绝缘子的作用是：支持和固定裸载流导体，并使裸载流导体与地绝缘，或使装置中处于不同电位的载流导体之间绝缘。

2.敞露母线有哪几种？各适用什么场合？母线靠什么绝缘？用多条矩形母线时每相为何最好不超过3条？

答：敞露母线有4种：

矩形母线：一般用于35kV及以下、持续工作电流在4000A以下的配电装置中； 槽形母线：一般用于35kV及以下、持续工作电流在4000-8000A的配电装置中； 管形母线：一般用于110kV及以上、持续工作电流在8000A以上的配电装置中； 绞线圆形软母线：一般用于35kV及以上屋外配电装置。母线与地之间的绝缘靠绝缘子维持，相间绝缘靠空气维持。每相条数增加时，因散热条件差及集肤效应和邻近效应影响，允许载流量并不成正比增加，当每相有3条及以上时，电流并不在条间平均分配。所以多条矩形母线时每相最好不超过3条。

3.封闭母线有哪两类？各用于什么场合？

答：全连式分相封闭母线与共箱式封闭母线。它们一般用于厂用回路。

5.电抗器按用途分为哪几类？其作用各是什么？ 答：电抗器按用途分为：

限流电抗器：限制短路电流； 串联电抗器：它与并联电容补偿装置或交流滤波装置回路中的电容器串联，组成谐振回路，滤除指定的高次谐波，抑制其他次谐波放大，减少系统电压波形畸变，提高电压质量，同时减少电容器组涌流；

中压并联电抗器：向电网提供可阶梯调节的感性无功，补偿电网剩余容性无功，保证电压稳定在允许范围内；

超高压并联电抗器：用于补偿输电线路的充电功率，以降低系统的工频过电压水平。

6.高压断路器的作用是什么？按采用的灭弧介质分为哪几类？

答：高压断路器的作用是接通和断开正常工作电流、过负荷电流和故障电流。

按采用的灭弧介质分为：SF6断路器、真空断路器、油断路器、空气断路器。

7.高压断路器的基本结构怎样？有哪些主要技术参数？

答：高压断路器的基本结构包括：通断元件、绝缘支撑元件、传动元件、操动机构、机座。

主要技术参数如下：

1）额定电压UN：高压断路器设计时所采用的标称电压；

2）额定电流IN：高压断路器在规定的环境温度下，能长期通过且其载流部分和绝缘部分的温度不超过其长期最高允许温度的最大标称电流；

3）额定开断电流INbr：高压断路器进行开断操作时首先起弧的某相电流，称为开断电流。在额定电压UN下断路器能可靠地开断的最大短路电流，称为额定开断电流；

4）t秒热稳定电流It：在保证断路器不损坏的条件下，在规定时间t秒内允许通过断路器的最大短路电流有效值；

5）动稳定电流ies：断路器在闭合状态下，允许通过的最大短路电流峰值；

6）额定关合电流INcl：在额定电压下，断路器能可靠地闭合的最大短路电流峰值。7）动作时间：包括分闸时间（全分闸时间=固有分闸时间+燃弧时间）与合闸时间（断路器从接到合闸命令起到触头刚接触的时间间隔）。

8.简述SF6断路器单压式灭弧室的基本结构和灭弧原理。答：书P86-87。

9.简述LW6-220型SF6断路器基本结构和工作原理。答：书P88。

10.简述真空断路器基本结构和工作原理。答：书P93。

18.隔离开关的作用是什么？其操动机构有哪几种？ 答：隔离开关的作用：

1）隔离电源，在空气中形成明显的开断点； 2）切换电路，改变运行方式；

3）接通或切断规程允许的小电流电路； 4）利用自带的地刀，方便维修。

隔离开关的操动机构有手动式和动力式两大类。

19.熔断器的主要作用什么？其基本结构怎样？什么叫限流式熔断器？什么是熔断器的保护特性曲线？

答：熔断器的主要作用：保护电路中的电器设备、使其免受过载和短路电流的危害。

基本结构：熔丝、支持熔件的触头、外壳、特殊物质（石英砂）。

当电路发生短路故障时，其短路电流增长到最大值有一定时限。如果熔断器的熔断时间（包括熄弧时间）小于短路电流达到最大值的时间，即可认为熔断器限制了短路电流的发展，此种熔断器成为限流式熔断器，否则为不限流熔断器。

熔断器的保护特性曲线（安秒特性）：熔体熔断时间ｔ与通过电流Ｉ的关系。

20.简述RM10型低压熔断器的灭弧原理。

答：发生短路故障时，其熔体窄部几乎同时融化，形成数段电弧，同时残留的宽部受重力作用而下落，将电弧拉长变细；在电弧高温的作用下，纤维管的内壁有少量纤维汽化并分解为氢、二氧化碳和水汽，这些气体都有很好的灭弧性能，加之熔管是封闭的，使其内部压力迅速增大，加速了电弧的去游离，从而使电弧迅速熄灭。所以，RM10型熔断器属限流型。

21.简述RN1型高压熔断器的灭弧原理。

答：如果被保护电路发生过负荷，当工作锡熔体发热到其熔点时，锡桥首先融化，被锡包围的紫铜部分则逐渐溶解在锡滴中，形成合金（冶金效应或金属熔剂法），电阻增加，发热加剧，随后在焊有锡桥处熔断，产生电弧，从而使熔体沿全长融化，形成多条并联的细电弧，电弧在石英砂的冷却作用下熄灭。

24.电流互感器和电压互感器的作用是什么？简述电磁式电流互感器和电压互感器的工作原理和特点。答：电流互感器和电压互感器的作用是：将一次系统的大电流、高电压成比例的缩小为小电流、低电压，向二次系统供电，实现二次回路对一次回路的测量、控制、保护等作用。

电流互感器的工作原理：磁势平衡原理：I1·N1 + I2·N2 = I0·N1，I0为励磁电流，非常小，可认为是0，于是I1=-I2·(N2/N1)=-k·I2。

它的特点是二次侧阻抗非常小、接近于短路运行的变压器，并且二次侧电流I2仅取决于一次侧电流I1。

电压互感器的工作原理：电磁感应定律：U1/U2 = N1/N2, U1 ≈ k·U2。

它的特点是二次侧阻抗非常大，接近于空载运行的变压器，并且二次侧电压U2仅取决于一次侧电压U1。

25.简述电容式电压互感器的工作原理。

答：电容分压原理、串联补偿电抗。详细见书P144-145。

26.互感器有哪几种误差？误差与哪些因素有关？

答：对于电流互感器，有电流误差ΔI%和角误差δi，它是由于电流互感器存在励磁损耗和磁饱和等影响，使折算到一次侧的二次电流与一次电流在数值上和相位上都有差异。

对于电压互感器，有电压误差ΔU%和角误差δu，它是由于电压互感器存在励磁电流和内阻抗的影响，使折算到一次侧的二次电压与一次电压在数值上和相位上都有差异。

27.为什么运行中电流互感器的二次回路不允许开路，电压互感器的二次回路不允许短路？ 答：电流互感器的二次回路如果开路，将使铁芯严重饱和，使得二次侧产生上万伏的尖顶波电势；在铁芯中产生剩磁、增大误差；可能烧坏电流互感器。因此电流互感器的二次回路禁止开路。

电压互感器的二次回路如果短路，由于回路中的电阻和剩余电抗都很小，短路电流可达额定电流的几十倍，此电流在补偿电抗和分压电容上产生很高的谐振过电压，将会引起绝缘击穿。因此电压互感器的二次回路不允许短路，同时可在二次侧加装熔断器或小空气开关。

28.分别绘出电流、电压互感器的常用接线，并说明其应用场合。答：电流互感器的常用接线见书P140；

电压互感器的常用接线见书P148。

第四章 电器主接线

1.对电气主接线有哪些基本要求？ 答：可靠性：

1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电；

2）断路器或母线故障，以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线的回路数和停运时间，并保证对I、II类负荷的供电；

3）尽量避免发电厂或变电所全部停运的可能性；

4）对装有大型机组的发电厂及超高压变电所，应满足可靠性的特殊要求。

灵活性：

1）调度灵活，操作方便； 2）检修安全； 3）扩建方便。

经济性： 1）投资省； 2）年运行费小； 3）占地面积小；

4）在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。

2.主接线的基本形式有哪些？

答：主接线的基本形式可分为有汇流母线和无汇流母线两大类。

3.在主接线设计中采用哪些限制短路电流的措施？ 答：减少并联支路数，增加串联支路数： 1）采用单元接线； 2）双回线路分裂运行； 3）环网开环运行；

4）变压器低压侧分裂运行。

加装串联电抗器： 1）普通电抗器； 2）分裂电抗器。

4.主母线和旁路母线各起什么作用？设置旁路母线的原则是什么？ 答：主母线的作用是：汇集和分配电能。

旁路母线的作用是：检修任一接入旁路的进、出线的断路器时，使该回路不停电。

5.绘出分段单母线带旁路（分断断路器兼作旁路断路器）的主接线图，并说明其特点及适用范围。

答：见《分段单母线带旁路（分段断路器兼作旁路断路器）主接线图》。

6.绘出双母线的主接线图，并说明其特点及适用范围。答：见《双母线主接线图》。

7.绘出双母线带旁路（有专用旁路断路器）的主接线图，并写出检修出线断路器的原则性操作步骤。

答：见《双母线带旁路（有专用旁路断路器）主接线图》。

8.绘出一台半断路器（进出线各3回）的主接线图，并说明其特点及适用范围。答：见《一台半断路器（进出线各3回）主接线图》。

9.绘出内、外桥的主接线图，并分别说明其特点及适用范围。答：见《内桥、外桥主接线图》。

10.发电厂和变电所主变压器的容量、台数及型式应根据哪些原则来选择？ 答：发电厂主变压器的容量： 1）单元接线中的主变压器容量应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度选择。

2）接于发电机电压母线与升压母线之间的主变压器的容量：

a.当发电机电压母线上的负荷最小时，应能将发电厂的最大剩余功率送至系统； b.若发电机电压母线上有2台及以上主变压器，当负荷最小且其中容量最大的一台变压器退出运行时，其他主变压器应能将发电厂最大剩余功率的70%以上送至系统； c.当发电机电压母线上的负荷最大且其中容量最大的一台机组退出运行时，主变压器应能从系统倒送功率。满足发电机电压母线上最大负荷的需要；

d.对水电厂比重较大的系统，由于经济运行的要求，在丰水期应充分利用水能，这时有可能停用火电厂的部分或全部机组，以节约燃料，火电厂的主变压器应能从系统倒送功率，满足发电机组电压母线上最大负荷的需要。

发电厂主变压器的台数：

接于发电机电压母线上的主变压器一般不少于2台，但对主要向发电机电压供电的地方 电厂、系统电源作为备用时，可以只装一台。

变电所主变压器的容量：

一般按变电所建成后5-10年的规划负荷考虑，并应按照其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷的60%-70%或全部重要负荷选择。

变电所主变压器的台数：

为保证供电的可靠性，变电所一般装设2台主变压器；枢纽变电所装设2-4台，地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可装设3台。

主变压器型式的选择：

普通变压器、自耦变压器；有载调压变压器、无激磁调压变压器„„

第五章 厂（所）用电

1.什么是厂用电？什么是厂用电率？

答：发电厂的厂用器械及全厂的运行操作、试验、修配、照明、电焊等用电设备的用电，统称为厂用电。

同一时间段内（一天、一月或一年等），厂用电耗电量占发电厂总发电量的百分数，称为该时间段的厂用电率。

2.厂用负荷按其重要性分为几类？各类厂用负荷对供电电源有何要求？

答：厂用负荷按其重要性分为I类负荷、II类负荷、III类负荷、事故保安负荷、交流不间断供电负荷。

I类负荷：有两个独立电源供电，并能自动切换；

II类负荷：有两个独立电源供电，一般采用手动切换；

III类负荷：一般由一个电源供电；

事故保安负荷：直流保安负荷、其电源一般为蓄电池组；

交流保安负荷、其电源一般为柴油发电机组或外部独立电源等；

交流不间断供电负荷：一般由接于蓄电池组的逆变装置或由蓄电池供电的直流电动发动机组供电。

5.厂用电供电电压有哪几级？高压厂用电压级是怎样确定的？ 答：厂用电供电电压有：10kV、6kV、3kV、380V、220V。

高压厂用电压级、一般是3kV、6kV或3kV、10kV并存。

6.什么是厂用工作电源、备用电源、启动电源、保安电源和不停电电源？ 答：厂用工作电源：保证发电厂正常运行的最基本的电源；

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电源；

启动电源：电厂首次启动或工作电源完全消失的情况下，为保证机组快速启动，向必须的辅助设备供电的电源；

保安电源：当厂用工作电源和备用电源都消失时，为确保事故状态下安全停机、事故消失后又能及时恢复供电而设置的电源；

不停电电源：为向不允许间断供电的负荷供电而设置的电源。

7.厂用工作电源和备用电源的引接方式各有哪几种？ 答：见笔记。

8.厂用保安电源和不停电电源如何取得？

答：对于事故保安负荷：直流保安负荷、其电源一般为蓄电池组；

交流保安负荷、其电源一般为柴油发电机组或外部独立电源等；

对于交流不间断供电负荷：一般由接于蓄电池组的逆变装置或由蓄电池供电的直流电动发动机组供电。

10.对变电所的所用电源有何要求？所用电的接线形式怎样？ 答：书P210-211。

第六章 电气设备的选择

1.电气设备选择的一般条件是什么？ 答：按正常工作条件选择：

1）按额定电压选择；

2）按额定电流选择；

3）选择设备的种类和型式。

按短路情况校验：

1）短路电流的计算条件与短路计算时间；

2）热稳定和动稳定校验。

2.校验热稳定与校验开断电器开断能力的短路计算时间有何不同？ 答：

3.导体的热稳定、动稳定校验在形式上与电器有何不同？ 答：

4.那些导体和电器可以不检验热稳定或动稳定？

答：1）用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不检验热稳定；

2）用限流熔断器保护的设备，可不校验动稳定；电缆有足够的强度，可不校验动稳定；

3）电压互感器及装设在其回路中的裸导体和电器，可不校验热稳定和动稳定。

5.高压断路器的特殊校验项目是什么？怎样校验？

答：高压断路器的特殊校验项目是：额定开断电流校验和额定关合电流校验。

额定开断电流校验：INbr≥Ik≈I’’。

额定关合电流校验：iNcl≥ish（iNcl= ies）。

7.电流、电压互感器的特殊选择项目是什么？怎样选择？ 答：准确级和额定容量，选择见书。

第七章 配电装置

1.配电装置最小安全净距的决定依据是什么？ 答：配电装置各部分之间，为确保人身和设备的安全所必需的最小电器距离。在这一距离下，任何最高正常工作电压或者过电压，均不能将该间隙击穿。

2.屋内、屋外配电装置和成套配电装置各有什么特点？适用于哪些场合？ 答：屋内配电装置特点：

1）安全净距小并可分层布置，占地面积小；

2）维护、巡视和操作在室内进行，不受外界气象条件影响；

3）设备受气象及外界有害气体影响较小，可减少维护工作量；

4）建筑投资大。

适用场合：35kV及以下、以及有特殊要求的110kV和220kV。屋外配电装置特点：

1）安全净距大，占地面积大，但便于带电作业；

2）维护、巡视和操作在室外进行，受外界气象条件影响；

3）设备受气象及外界有害气体影响较大，运行条件较差，须加强绝缘，设备价格较高；

4）土建工程量和费用较少，建设周期短，扩建较方便。

适用场合：110kV及以上。

成套配电装置特点：

1）结构紧凑，占地面积小；

2）运行可靠性高，维护方便；

3）安装工作量小，建设周期短，而且便于扩建和搬迁；

4）消耗钢材较多，造价较高。

适用场合：35kV及以下。

3.配电装置应满足哪些基本要求？ 答：1）节约用地；

2）保证运行可靠；

3）保证人身安全和防火要求；

4）安装、运输、维护、巡视、操作和检修方便；

5）在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节省材料和降低造价；

6）便于分期建设和扩建。

4.屋内配电装置有哪几种布置型式？适用于哪些场合？

答：三层式、二层式、单层式。其中三层式和二层式适用于出线有电抗器的场合。

5.屋外配电装置有哪几种布置型式？ 答：中型、半高型、高型。

第十章 发电厂和变电所电气二次回路

2.什么是二次接线图？其内容是什么？

答：二次接线图是用二次设备特定的图形、文字符号表示二次设备相互连接的电气接线图。

二次接线图的内容包括交流回路与直流回路。

3、二次接线图有哪几种形式？各有何特点？

答：1）原理接线图，包括归总式接线图和展开式原理图。

归总式接线图是将二次设备以整体形式绘制在电路图中；

展开式原理图是将二次设备分成几个小单元，分别绘制在不同的回路中。

2）安装接线图，包括屏面布置图和屏后接线图（注意相对编号法，书P359）。

第二篇：发电厂电气部分答案

电气设备复习题

1、哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？

答：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等成为一次设备。其中对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称为二次设备。如仪用互感器、测量表记、继电保护及自动装置等。其主要功能是启停机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态，发生异常故障时及时处理等。

2、研究导体和电气设备的发热有何意义？长期发热和短时发热有何特点？

答：电气设备有电流通过时将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高。发热对电气设备的影响；使绝缘材料性能降低；使金属材料色机械强度下降；使导体接触部分电阻增强。导体短路时，虽然持续时间不长，但短路电流很大，发热量仍然很多。这些热量在短时间内不容易散出，于是导体的额温度迅速升高。同时，导体还受到电动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。长期发热，由正常工作电流产生的；短时发热，由故障时的短路电流产生的。

3、导体长期发热允许电流是根据什么确定的？提高允许电流应采取哪些措施？

答：是根据导体的稳定温升确定的，为了提高导体的在流量，宜采用电阻率小的材料，如铝和铝合金等。导体的形状，再同样截面积的条件下，圆形导体的表面积较小，而矩形和槽型的表面积则较大。导体的布置应采用去散热效果最佳的方式，而矩形截面积导体的散热效果比平方的要好。

4、三相平行导体发生三相短路时最大电动力出现在哪一相上，试加以解释。

三相平行导体发生三相断路时最大电动力出现在B相上，因三相短路时B相冲击电流最大。

5、导体的动态应力系数的含义是什么，在什么情况下，才考虑动态应力？

答：动态应力系数β为动态应力与静态应力之比值。导体发生振动时，在导体内部会产生动态应力。对于动态应力的考虑，一般是采用修正静态计算法，即在最大电动力Fmax上乘以动态应力系数β，以求得实际动态过程中动态应力的最大值。

6、隔离开关与断路器主要区别是什么？运行中，对它们的操作过程应遵循哪些重要原则？ 答：断路器开合电路的专用灭弧设置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用老作为接通或切断电路的控制电器。而隔离开关没有灭弧设置，其开合电流作用极低，只能用做设备停用后退出工作时断开电流。

7、主母线和旁路母线各起什么作用？设置专用旁路断路器和以母联断路器或分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修处线路断路器时，如何操作？

答：主母线主要用来汇集电能和分配电能。旁路母线主要用于配电装置检修断路器时不致中断回路而设计的。设置旁路短路断路器极大的提高了可靠性。而分段断路器兼旁路断路器的连接和母联断路器兼旁路断路器的接线，可以减少设备，节省投资。当出线的断路器需要检修时，先合上旁路断路器，检查旁路母线是否完好，如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上，就不会断开，合上出线的旁路隔离开关，然后断开出线的断路器，再断开两侧的隔离开关，有旁路断路器代替断路器工作，便可对断路器进行检修。

8、电气主接线中通常采用哪些方法限制短路电流？

答：在发电厂和变电站的6—10kv派点配电装置中，加装限流电抗器限制短路电流：①在母线分段处设置母线电抗器，目的是发电机出口断路器，变压器低压侧断路器，母联断路器等能按各回路额定电流来选择，不因短路电流过大而事容量升级；②线路电抗器：主要用来限制电缆馈线回路短路电流；③分裂电抗器

②采用低压分裂绕组变压器。当发电机容量越大时，采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线以限制短路电流。

③采用不同的主接线形式和运行方式。

9、发电机—变压器单元接线中，在发电机和双绕组变压器之间通常不装断路器，有何利弊？ 答：在发电机和双绕组作变压器之间通常不装设断路器，避免了由于额定电流或断流电流过大，使得在选择出口断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。但是，变压器或厂用变压器发生故障时，除了跳主变压器高压侧出口断路器外，还需要发电机磁场开关，若磁场开关拒跳，则会出现严重的后果，而发电机定子绕组本身发生故障时，若变压器高压侧失灵跳闸，则造成发电机和主变压器严重损坏。并且发电机一旦故障跳闸，机组将面临厂用电中断的威胁。

10、一台半断路器接线与双母旁路接线相比较，各有何特点？一台半断路器接线中的交叉布置有何意义？

答：影响主变压器选择的因素主要有：容量、台数、型式、其中单元接线时变压器应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。连接在发电机母线与系统之间的主变压器容量=（发电机的额定容量—厂用容量—支配负荷的最小容量）*70%。微粒确保发电机电压上的负荷供电可靠性，所接主变压器一般不应小于两台，对于工业生产的余热发电的中、小型电厂，可装一台主变压器与电力系统构成弱连接。除此之外，变电站主变压器容量，一般应按5—10年规划负荷来选择。主变压器型式可根据：①、相数决定，容量为300MW及以机组单元连接的变压器和330kv及以下电力系统中，一般选用三相变压器，容量为60MW的机组单元连接的主变压器和500kv电力系统中的主变压器经综合考虑后，可采用单相组成三相变压器。②、绕组数与结构：最大机组容量为125MW以及下的发电厂多采用三绕组变压器，机组容量为200MW以上的发电厂采用发电厂双绕组变压器单元接线，在110kv以上的发电厂采用直接接地系统中，凡需选用三绕组变压器的场合，均可采用自耦变压器。

11、为什么分裂电抗器具有正常运行时电压降小，而一臂出现短路时电抗大，能去的限流作用强的效果？

答：分裂电抗器在正常运行时两分支的负荷电流相等，在两臂中通过大小相等，方向相反的电流，产生方向相反的磁通，其中有X=X1—Xm=(1—f)*X1且f=0.5，有X=0.5X1，可见在正常情况下，分裂电抗器每个臂的电抗仅为每臂自感电抗的1/4。而当某一分支短路时，X12=2*（X1+Xm）=2*X1*（1+f）可见，当f=0.5时，X12=3*XL使分裂电抗器能有效的限制另一臂送来的短路电流。所以分裂电抗器具有正常运行时电抗小，而短路时电抗大。

12、什么叫厂用电和厂用电效率？

答：发电厂在启动、运转、挺役、检修过程中，有大量以电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备（如锅炉、汽轮机或水轮机和发电机等）和输煤、碎煤、除灰、除尘以及水处理的正常运行。这些电动机以及全场的运行、操作、试验、检修、照明等用电设备都属于厂用电负荷，总的耗电量，统称为厂用电。

13、厂用电负荷分为哪几类？为什么要进行分类？

答：厂用电负荷，根据其用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度，其重要性可以分为以下四类。

a． Ⅰ类厂用负荷。凡是属于短时（手动切换恢复供电所需要的时间）停电会造成主辅设备损坏、危急人身安全、主机停运以及出力下降的厂用负荷，都属于Ⅰ类负荷。

b． Ⅱ类厂用负荷。允许短时停电(几秒钟或者几分钟)，不致造成生产紊乱，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运转的厂用负荷，c． 均属于Ⅱ类厂用负荷。

d． Ⅲ类厂用负荷。较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上的不方便的厂用负荷，都属于Ⅲ类厂用负荷。

e． 不停电负荷，直流保安负荷，交流保安负荷。

f．

14、对厂用电接线有哪些基本要求？

a． 供电可靠，运行灵活。

b． 各机组的厂用电系统应该是独立的。

c． 全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公共负荷母线。

d． 充分考虑发电厂正常、事故、检修、启停等运行方式下的供电要求。

e． 供电电源应尽力与电力系统保持紧密的联系。

f． 充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统运行方式。

15、对厂用电电压等级的确定和厂用电源引接的依据是什么？

答：厂用电电压等级是根据发电机额定电压、厂用电电动机的电压和厂用电供电网络等因素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。

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：

a.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。

b.从发电厂联络变压器的低压绕组引线，但应保证在机组全停运情况下，能够获得足够的电源容量。

c.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。

d.当经济技术合理时，可由外部电网引接专用线路，经过变压器取得独立的备用电源或启动电源。

14、厂用电的设计原则是什么？

答：①厂用电接线应保持对厂用负荷可靠性和连续供电，使发电厂主机安全运转。②接线应该灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求。

③厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时只会影响一台发电机组的运行，缩小了故障范围，接线也简单。

④设计时还应适当注意其经济性和发展的的可能性，并积极慎重地采用新技术、新设备，使厂用电接线具有可行性和先进性。

⑤在设计厂用电系统接线时，还应对厂用电的电压等级、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分析和论证。

15、火电厂厂用接线为什么要锅炉分段？为提高厂用电系统供电可靠性，通常用哪些措施？ 答：为了保证厂用供电的连续性，使发电厂能安全满发，并满足运行安全可靠性灵活方便。所以采用按锅炉分段原则。为提高厂用电工作的可靠性，高压工作厂用变压器和启动备用变压器采用带负荷调压变压器，以保证厂用电安全，经济的运行。

16、何谓厂用电动机的自启动？为什么要进行电动机的自启动校验？如果厂用变压器的容量小于自启动电动机总容量时，应该如何解决？

答：厂用电系统运行的电动机，当突然断开电源或者厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一转速下降的过程称为惰性。若电动机失去电压以后，不予电源断开，在很短时间内，厂用电压又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰性将未结束，又自动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动。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下降，甚至引起电动机过热，将危急电动机的安全以及厂用电网络的稳定运行，因此，必须进行电动机的自启动校验。若不能自启动应采用：1.失压自启动。2.空载自启动。3.带负荷自启动。

17、什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与哪些因素有关？

答：①弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过是指电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过一定时间恢复到绝缘的正常状态的过程称之为弧隙介质强度的恢复过程。②弧隙介质强度主要有断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质所决定的，随断路器形式而异。③弧隙电压恢复过

程是指电弧电流自然过零后，电源施加于弧隙的电压，将从不大的电弧熄灭电压逐渐增长，一直恢复到电源电压的过程，这一过程中的弧隙电压称为恢复电压，电压恢复过程主要取决于系统电路的参数，即线路参数、负荷性质等，可能是周期性的或非周期性的变化过程。

18、如何区别屋外中型、高型和半高型配电装置？它们的特点和应用范围是什么？

答：根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型配电装置，高型配电装置和半高型配电装置。

①中型配电装置。中型配电装置是将所有电器设备都安装在同一水平面内，并装在一定高度基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作人员能在地面上安全活动；母线所在的水平面稍高于电气设备所在的水平面，母线和电气设备不能上、下重叠布置。中型配电装置布置比较清晰，不易误操作，运行可靠、施工和维护方便，造价较省，并有多年的运行经验，其缺点是占地面积大。

②高型配电装置。高型配电装置是将一组母线几个隔离开关与另一组母线上几个隔离开关上下重叠布置的配电装置，可以节省占地面积百分之五十左右，但耗用钢材较多，造价较高，操作维护条件差。

③半高型配置。半高型配置是将母线至于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开关上下重叠布置，其占地面积比普通中型减少30%。半高型配电装置介于高型和中型之间，具有两者优点。除母线隔离开关外，其余部分与中型布置基本相同，其维护仍较方便。④由于高型和半高型配电装置可大量节省占地面积，因而在电力系统中得到广泛应用。

19、断路器控制回路应满足那些基本要求？试以灯光监视的控制回路为例，分析它是如何满足这些要求的。

答：断路器控制回路必须完整，可靠，因此应满足下面的要求：

（1）断路器的合闸和跳闸回路是按短路时通电设计的，操作完成后，应迅速自动断开合闸或跳闸回路以避免烧坏线圈。

（2）断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸或跳闸，又能在自动装置和继电保护作用下自动合闸或跳闸。

（3）控制回路应具有反映断路器位置状态的信号。

（4）具有防止短路器多次合、跳闸的防跳装置。

（5）对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。

（6）对采用气压，液压和弹簧操作的断路器，应有对压力是否正常，弹簧是否拉紧到位的监视回路和动作闭锁回路。

20、什么叫断路器的跳跃？在控制回路中，防止跳跃的措施是什么？

答：操作前，断路器处于合闸状态，故其处于跳闸回路的ＱＦ在合位，将控制开关SA由合闸后的垂直位置逆时针转至“预备跳闸”的水平位置，致使ＳＡ１３－１４接通,红灯ＨＲ接至具有正极的闪光电源,并经跳闸回路的ＫＣＦ，ＱＦ，ＹＦ同控制电源的负极接通,红灯闪光,提醒操作人员核对操作对象.再将ＳＡ进一步逆时针转45度至跳闸位置,触点ＳＡ６－７导通,因断路器仍在合闸位置,故此时跳闸回路的常开触点ＱＦ仍在合位．这样的跳闸回路通，跳闸线圈YT通过较大的电流,致使YF动作断路器跳闸,断路器的两个辅助触点状态发生了变化,跳闸回路的QF闭合,与此同时,ＳＡ自动弹回”跳闸后”水平位置,SA11-10接通,这样,绿灯HG发平光,自动跳闸:如果线路或其他一次设备出现故障时,继电保护装置就会动作,从而引起保护出口继电器动作,其常开触点KCO闭合。由于触点KCO与SA6-7并联,所以接下来的断路器跳闸过程与手动跳闸过程类似,只是断路器跳闸后,控制开关仍停留在”合闸后”位置,与断路器跳闸位置不对应,使得绿灯HG经M100(+)---SA9-10---HG---常闭触点QF---KM与控制电源的负极接通,绿灯发闪光,告知运行人员已发生跳闸,将ＳＡ逆时针转动,最后停至”跳闸后”位

置.自动跳闸表明事故发生,除闪光外,控制回路和信号回路还应发出音响.断路器跳闸后,事故音响回路的常闭触点QF闭合,控制开关仍处于”合闸后”位置,SA1-3和SA19-17均处于接通状态,是事故音响信号小母线M708与信号回路电源负极（-700）接通，从而可启动事故信号装置发出音响。

防止跳跃的措施是：一：35KV以上的断路器，应采用电气防跳。二：较为简单的机械防跳，即操作机构本身就具有防跳性能。

21、发电厂中有哪些信号装置？各有什么作用？

答：发电机的设备装置主要有：

（1）事故信号。如断路器发生事故跳闸时，立即用蜂鸣器发出较强的音响，通知运行人员进行处理。同时，断路器的位置指示灯发出闪光。

（2）预告信号。当运行设备出现危及安全运行的异常情况时，例如：发电机过负荷，变压器过负荷，二次回路断线等，便发出另一种有别于事故信号的音响—铃响。此外，标有故障内容的光字牌也变亮。

（3）位置信号。包括短路位置信号和隔离开关位置信号，前者使用灯光来表示集合、跳闸位置；而后者则是一种位置指示灯来表示其位置状况。

（4）其他信号。如指挥信号、联系信号和全厂信号等。这些信号是全厂公用的，可根据实际的需求装设。

22、开关电器中电弧产生与熄灭过程与哪些因素有关？

答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧弧柱中出现了大量自由电子的缘故。

23、试述最小安全净距的定义及其分类。

答：最小安全净距是指在这一距离下，无论在正常最高工作电压或出现内、外过电压时，都不致使空气气隙被击穿，对于敞露在空气中的屋内、外配电装置中有关部分之间的最小安全净距分为A、B、C、D、E五类。

24、试述配电装置的类型及其特点。

答：配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装置：按其组装方式，又可分为装配式和成套式。

屋内配电装置的特点：1）由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小；2）维修、巡视和操作在室内进行，可减少维护工作量，不受气候影响；3）外界污秽空气对电气设备影响较小，可以减少维护工作量；房屋建设投资较大，建设周期长，但可采用价格较低的户内型设备。

屋外配电装置的特点：1）土建工作量和费用较小，建设周期短；2）与屋内配电装置相比，扩建比较方便；3）相邻设备之间距离较大，便于带电作业；4）与屋内配电装置相比，占地面积大；5）受外界环境影响，设备运行条件较差，需加强绝缘；6）不良气候对设备维修和操作有影响。

成套配电装置的特点：1）电气设备布置在封闭或半封闭的金属中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；2）所有设备已在工厂组装成一体；3）运行可靠性高，维护方便；4）耗用钢材较多，造价较高。

25、何谓配电装置的配置图、平面图和断面图？

答：电气工程中常用配电装置配置图、平面图和断面图来描述配电装置的结构、设备布置和安装情况。

配置图是一种示意图，用来表示进线、出线、断路器、互感器、避雷器等合理分配与各层、歌间隔中的情况，并表示出导线和电气设备在各个间隔的轮廓，但不要求按比例尺寸绘出。

通过配置图可以了解的分析配电装置方案，统计所用的主要电气设备。

平面图是按比例画出房屋及其间隔、通道和出口等处的平面布置轮廓，平面上的间隔只是为了确定间隔数及排列，故可不表示所装电气设备。

断面是用来表明所取断面的间隔中各种设备的具体空间位置、安装和相互连接的结构图。断面也应按比例绘制。

26、如何区别屋外中型、高型和半高型配电装置？它们的特点和应用范围是什么？

答：根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型配电装置，高型配电装置和半高型配电装置。

1）中型配电装置。中型配电装置是将所有电器设备都安装在同一水平面内，并装在一定高度基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作人员能在地面上安全活动；母线所在的水平面稍高于电气设备所在的水平面，母线和电气设备不能上、下重叠布置。中型配电装置布置比较清晰，不易误操作，运行可靠、施工和维护方便，造价较省，并有多年的运行经验，其缺点是占地面积大。

2）高兴配电装置。高型配电装置是将一组母线几个隔离开关与另一组母线上几个隔离开关上下重叠布置的配电装置，可以节省占地面积百分之五十左右，但耗用钢材较多，造价较高，操作维护条件差。

3）半高型配置。半高型配置是将母线至于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开关上下重叠布置，其占地面积比普通中型减少30%。半高型配电装置介于高型和中型之间，具有两者优点。除母线隔离开关外，其余部分与中型布置基本相同，其维护仍较方便。

4）由于高型和半高型配电装置可大量节省占地面积，因而在电力系统中得到广泛应用。

27、气体全封闭组合电器由哪些元件组成？与其他类型配电装置相比，有何特点？

答：它由断路器、隔离开关、快速或慢速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线和出现套管等元件，按电气主接线的要求依次连接，组合成一个整体，并且全部封闭于接地的金属外壳中，壳内充一定压力SP6气体，作为绝缘和灭弧介质。它的特点是占地面积小，占用空间小，运行可靠性高，维护工作量小，检修周期长，不受外界环境条件的影响，无静电感应和电晕干扰，噪声水平低，抗震性能好，适应性强。

第三篇：发电厂电气部分复习课后习题

仅供参考

第三章 常用计算的基本理论和方法

3-1 研究导体和电气设备的发热有何意义？长期发热和短时发热各有何特点？

答：电气设备有有电流通过时将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电器设备的温度升高。发热对电气设备的影响：使绝缘材料性能降低；使金属材料的机械强度下降；使导体接触电阻增加。导体短路 时，虽然持续时间不长，但短路电流很大，发热量仍然很多。这些热量在适时间内不容易散出，于是导体的温度迅速升高。同时，导体还受到电动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。长期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 为什么要规定导体和电气设备的发热允许温度？短时发热允许温度和长期发热允许温 度是否相同，为什么？

答：导体连接部分和导体本身都存在电阻(产生功率损耗)；周围金属部分产生磁场,形成涡流和 磁滞损耗；绝缘材料在电场作用下产生损耗，如tan值的测量

载流导体的发热：长期发热：指正常工作电流引起的发热 短时发热：指短路电流引起的发热

一 发热对绝缘的影响：绝缘材料在温度和电场的作用下逐渐变化，变化的速度于使用的温度有关；

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 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：Cu长期发热70 C短期发热300 C，Al长期发热 70 C 短期发热 200。3-6 电动力对导体和电气设备的运行有何影响？

答：电气设备在正常状态下，由于流过导体的工作电流相对较小，相应的电动力较小，因而不易为人们所察觉。而在短路时，特别是短路冲击电流流过时，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，将会产生变形或损坏。为了防止这种现象发生，必 须研究短路冲击电流产生的电动力的大小和特征，以便选用适当强度的导体和电气设备，保证 足够的动稳定性。必要时也可采用限制短路电流的措施。

3-10 可靠性的定义是什么？电力设备常用的可靠性指标有哪些？

答：可靠性定义为元件、设备和系统在规定的条件和预定时间内，完成规定功能的概率。电气设备分可修复元件和不可修复元件；

不可修复元件的可靠性指标：可靠度R(t)、不可靠度F(t)、故障率(t)和平均无故障工作时间MTTF,TU;可修复元件的可靠性指标：可靠度R(t)、不可靠度或失效度F(t)、故障率(t)和平均修复时间MTTR,TD 3-12 电气主接线的可靠性指标有哪些？

答：主接线的可靠性指标有某种供电方式下的可用度、平均无故障工作时间、每年平均停用时间和故障频率。

第四章 电气主接线及设计

4-2 隔离开关与断路器的主要区别何在？在运行中，对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？

答：断路器有开合电路的专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通或切断电路的控制电器。隔离开关没有灭弧装置，其开合电流作用极低只能用做设备停用后退出工作时断开电路。

仅供参考

操作顺序：送电时先合隔离开关，且先合母线侧隔离开关，再合出线侧隔离开关，最后合断路器；断电时先断断路器，再断出线侧隔离开关，最后断母线侧隔离开关。4-3主母线和旁路母线各起什么作用？ 答：主母线主要那个用来汇集电能和分配电能，旁路母线主要用于配电装置检修断路器时不致导致中断回路而设计。

4-6 选择主变压器时应考虑哪些因素？

答：容量、台数、型式、绕组数、接线方式

4-8 电气主接线中通常采用哪些方法限制短路电流？ 答：短路电流比额定电流大的多，有可能超过电气设备的承载能力，将电气设备烧毁，因此，必须限制短路电流，限制方法有：（1）在发电厂和变电站的6-10kv配电装置中，加装限流电抗器限制短路电流（a）在母线分段处设置母线电抗器，目的是发电机出口断路器、变压器低压侧断路器、母联断路器等能按各回路额定电流来选择，不因短路电流过大而使容量升级。（b）线路电抗器：主要用来限制电流馈线回路短路电流；（c）分裂电抗器

（2）采用低压分裂绕组变压器。当发电机容量越大时，采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线以限制短路电流。

（3）采用不同的主接线形式和运行方式。4-10

答

案

：

另外第四章掌握电气主接线的基本要求和主接线的基本接线形式、每种接线方式的适用范围和特点，见课本P100-P116 第五章 厂用电接线及设计

5-1 什么叫厂用电和厂用电率？

答：发电机在启动，运转、停止，检修过程中，有大量电动机手动机械设备，用以保证机 组2

仅供参考 的主要设备和输煤，碎煤，除尘及水处理的正常运行。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 厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。5-2 厂用电的作用和意义是什么？

答：发电机在启动、运转、停机，检修过程中，有大量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，除尘及水处理等的正常运行。降低厂用电率可以降低电能成本，同时也相应地增大了对电力系统的供电量。

5-4 对厂用电接线有哪些基本要求？

答：对于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散接入不同机组的厂用母线； 3）充分考虑发电厂正常，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 简便，启动电源能在短时间内投入； 4）充分考虑电厂分期建设，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，尽量减少改变和更换装置。5）200MW 及以上的机组应设置足够容量的交流事故保安电源。

5-9 何谓厂用电动机的自启动？为什么要进行电动机自启动校验？

答：厂用电系统运行的电动机，当突然断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一转速下降的过程称为惰行。若电动机失去电压后，不与电源断开，在很 短时间内，厂用电源恢复或通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定状态运行，这一过程称为电动机自启动。分为：⑴失压自启动；⑵空载自启动；⑶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下降，甚至引起电动机过热，将危及电动机的安全以及厂用电网 络的稳定运行，因此，必须进行电动机自启动校验。第六章 导体和电气设备的原理与选择

1、要求掌握各种电气设备选择方法、校验内容，重点是断路器、隔离开关、电抗器、母线。

2、电弧形成原理与熄灭条件？见课本P173-P175

3、计算题：

一般电气设备：断路器、隔离开关、电抗器

热稳定校验：It2t≥Qk

动稳定校验：ies≥ish 导体（即母线）：动稳定校验：第七章 配电装置

7-1 对配电装置的基本要求是什么？

答：对配电装置的基本要求是：1）保证运行可靠；2)便于操作、巡视和检修；3）保证工作人员的安全；4）力求提高经济性；5）具有扩建的可能。

7-2 试述最小安全净距的定义及其分类。

答：最小安全净距是指在这一距离下，无论在正常最高工作电压或出现内、外过电压时，都不使空气气隙被击穿，对于敞露在空气中的屋内、外配电装置中有关部分之间的最小安全净距分为 A、B、C、D、E 五类。

7-3 试述配电装置的类型及其特点。

答：配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装置；按其组装方式，可分为装配式和成套式。

屋内配电装置的特点：1）由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小；2）维修、巡视和操作在室内进行，可减少维护工作量，不受气候影响；3）外界污秽空气对电气设备 影3

phal 热稳定校验：SminQkKCf

仅供参考

响较小，可减少维护工作量；房屋建设投资较大，建设周期长，但可采用价格较低的户内设 备。

屋外配电装置的特点：1）土建工作量和费用较小，建设周期短；2）与屋内配电装置相比，扩建比较方便；3）想念设备之间距离较大，便于带电作业；4）与屋内配电装置相比，占地面积大；5）受外界环境影响，设备运行条件较差，需加强绝缘；6）不良气候对设备维修和操作影响大

成套配电装置的特点：1）电气设备封闭可半封闭的金属中，相间和对地距离可缩小，结构 紧凑，上地面积小；2）所有设备已在工厂组装成一体；3）运行可靠性高，维护方便；4）耗用 钢材较多，造价较高。

第八章发电厂和变电站的控制与信号

1、发电厂的控制方式：主控制室的控制方式、单元控制室的控制方式

变电站的的控制方式

2、二次回路接线图：用二次设备特定的图形符号和文字符号来表示二次设备相互连接情况的电气接线图。

3、发电厂中有哪些信号装置？各有什么作用？

答：发电机的设备装置主要有：

（1）事故信号。如断路器发生事故跳闸时，立即用蜂鸣器发出较强的音响，通知运行人员进行处理。同时，断路器的位置指示灯发出闪光。

（2）预告信号。当运行设备出现危及安全运行的异常情况时，例如：发电机过负荷，变压器过负荷，二次回路断线等，便发出另一种有别于事故信号的音响—铃响。此外，标有故障内容的光字牌也变亮。

（3）位置信号。包括短路位置信号和隔离开关位置信号，前者使用灯光来表示集合、跳闸位置；而后者则是一种位置指示灯来表示其位置状况。

仅供参考

（4）其他信号。如指挥信号、联系信号和全厂信号等。这些信号是全厂公用的，可根据实际的需求装设。

第四篇：发电厂电气部分作业答案

1.输电线路送电的正确操作顺序

先合上母线侧刀闸，再合上线路侧隔离刀闸，最后合上断路器。

2.电流互感器的准确级的定义

1)电流互感器的准确级

准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误 差。电流互感器准确级分为0.2、0.5、1.0、3。2)保护型准确级

保护用TA可分为稳态保护用(P)和暂态保护用(TP)两类。稳态保护用TA准确级有5P和10P。

暂态保护用TA准确级分为TPX、TPY、TPZ三个级别。TPX级TA在额定电流和负载下，其电流误差不大于±0.5%。TPY级TA在额定负荷下允许最大电流误差为±1%。

TPZ级TA特别适合于有快速重合闸(无电流时间间隙不大于0.3s)线路上使用。3.导体的正常最高允许温度和短时最高允许温度的区别在哪里

导体正常最高允许温度是指导体在保持正常工作是所允许的最高温度，一般不超过+70℃

导体短时最高允许温度是指导体在短路时可能出现的最高短时发热温度定校验的根本条件是：导体短时发热最高温度不得超过短时最高允许值

前者是正常工作允许持续的最高限温度，后者则是短路是瞬时发热的最高允许温度

4.电弧燃烧的物理过程有哪些

热稳。即电弧形成可分为如下四个过程

（1）热电子发射 高温阴极表面向周围空间发射电子的现象。

（2）强电场发射

当开关动、静触头分离初瞬，开距S很小，虽然外施电压U不高，但电场强度E（E=U/S）很大。当其值超过3×106 V/m时，阴极表面的自由电子被强行拉出。【这是产生电弧的最根 本 的条件】

（3）碰撞游离

自由电子的强电场作用下，加速向阳极运动，沿途撞击中性粒子，使之游离出自由电子和正离子，链琐反应，由此形成电流。【绝缘介质被击穿】

（4）热游离

高温下的中性粒子不规则的热运动速度很高，是以在其彼此碰撞时游离出大量带电粒子。

电弧在燃烧过程中，存在互为相反的两种过程：(1)游离过程：产生自由电子过程。

(2)去游离过程：电弧中发生游离的同时，还进行着使带电粒子减少的去游离过程，即：减少自由电子的过程。其中之去游离过程的又有两种形式

(1)复合：正、负粒子相互中和变成中性粒子的现象。

(2)扩散：指带电粒子从电弧内部逸出而进入周围介质中去的现象。有：①浓度扩散：带电质点由浓度高的弧道向浓度低的弧道周围扩散，使弧道中带电质点减少。②温度扩散：弧道中的高温带电质点向温度低的周围介质中扩散。

5.限制短路电流的方法有哪些

一、装设限流电抗器

1、在发电机电压母线上装设分段电抗器

2、在发电机电压电缆出线上装设出线电抗器

3、装设分裂电抗器

二、采用低压绕组分裂变压器 当发电机容量较大时，采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线，以限制短路电流。

分裂绕组变压器 的绕组在铁心上的布置有两个特点：其一是两个低压分裂绕组之间有较大的短路电抗；其二是每一分裂绕组与高压绕组之间的短路电抗较小，且相等。运行时的特点 是当一个分裂绕组低压侧发生短路时，另一未发生短路的分裂绕组低压侧仍能维持较高的电压，以保证该低压侧上的设备能继续进行，并能保证电动机紧急启动，这 是一般结构的三绕组变压器所不及的。

三、选择不同的主接线形式和运行方式

1、发电机组采用单元接线

2、环形电网开环运行

3、并联运行的变压器分开运行

6.电压母线均采用按锅炉分段接线方式的优缺点？

1）若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的运行，使事故影响范围局限在一机在炉；

2）厂用电系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气设备的选择；

3）将同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上，便于运行机制管理和安排检修。

7.轻水堆核电站可分为哪两类？这两类核电站在工作原理上主要有何区别？

轻水堆核电站可分为：1.压水椎核电厂；2沸水堆核电厂 压水堆有两个回路系统，相互独立并闭合，安全性高。

沸水堆核电厂与压水堆核电厂相比，省去了既大又贵的蒸汽发生器，但有将放射性物质带入汽轮机的危险，由于沸水堆芯下部含汽量低，堆芯上部含汽量高，因些下部核裂变的反应就高于上部。为使椎芯功率沿轴向分布均匀，与压水堆不同，沸水堆的控制棒是从堆芯下部插入的。

8.电流互感器在运行时二次绕组严禁开路的原因

电流互感器在工作时，除了要求接线极性正确外，还规定其二次侧不得开路；一次侧必须接地，如果地次侧接线错误会对操作人员及仪表，设备安全造成严重伤害，特别是二次侧开路问题是造成事故的主要原因，这是因为电流互感器在正常运行时，二次侧产生电流的磁通对一次侧电流产生的磁通起去磁作用，励磁电流很小，铁 心中的总磁通也很小，二次侧绕组的感应电动势一般几十伏。如果二次侧没有形成回路，二次侧电流的去磁作用消失，一次侧电流完全变为励磁电流，引起铁心内磁 通剧增，铁心处于高度饱和状态，加之二次侧绕组的匝数很多，根据电磁感应定律，就会在二次侧绕组开路的两端产生很高的电压，其峰值可达数千伏甚至上万伏，这么高的电压将严重威胁工作人员和设备的安全，再者，由于铁心磁感应强度剧增，使铁心损耗大大增加而严重发热，甚至烧坏绝缘。电流互感器二次侧开路也可能 使保护装置因为无电流而不能准确反映故障，差动保护和零序电流保护则可能因开路时产生不平衡电流而误动，因此电流互感器在运行中二次侧绝对不允许开路。

9.学习灯光监视的电磁操动机构断路器的控制回路何信号回路展开图。试述该断路器的“手动合闸”原理

[+（控制电源小母线）→FU1→SA16-13→HR→KCF→QF2（断路辅助常开触点）→YT→FU2→-，HR亮，但YT不动作] 将SA开关逆时针转到“预备跳闸”位置时，SA13-14通，SA16-13断开，让HG改接到闪光母线M100（+）上，HR发闪光，提醒操作人员核对操作是否有误。再将SA开关转至“跳闸”位置，SA6-7通，YT通电，动作跳闸。

跳闸成功后，操作人员放开操作手柄，回到“跳闸后”位置，SA11-10通，断路器的辅助触点相继切换，跳闸回路断开，HG(绿灯发平光)亮，表示跳闸成功。10.掌握分裂电抗器的计算方法和工作原理，并能够完成如下计算

（1）计算正常工作时的穿越型电抗；（2）计算臂1短路时的分裂型电抗；（3）基于上述计算结果，说明分裂电抗器相对普通电抗器有何特点。1）正常运行时穿越电抗为：

X=XL-XM= XL-fXL=(1-f)XL

式中：XL为每臂的自感电抗；XM为每臂的互感电抗； f为互感系数，f=

XM/ XL。

互感系数f与分裂电抗器的结构有关，一般取f=0.5，则在正常工作时，每臂的运行电抗为X=（1-0.5）XL，即比单臂自感电抗减少了一半。2）臂1短路时的分裂电抗为：

X12=2（XL+XM）=2XL（1+f）当f=0.5时，X12=3XL

3)分裂电抗器相对普通电抗器的特点：（1）正常运行时，分裂电抗器很个分段电抗相当于普通电抗器的1/4，使负荷电流造成的电压的损失较普通电抗器为小。

（2）当分裂电抗器的分支端短路时，电抗器每个分段电抗较正常较正常运行值增大四倍故限制短路电流的作用比正常运行值大，有限制短路电流的作用。

11.发展联合电力系统的主要效益主要体现在哪里 ①各系统间负荷的错峰效益；

②提高供电可靠性、减少系统备用容量； ③有利于安装单机容量较大的机组； ④有利于电力系统的经济调度； ⑤调峰能力互相支援。

12.抽水蓄能电厂在电力系统中的作用。1）调峰。

2）填谷。在低谷负荷时，可使火电机组不必降低出力（或停机）和保持在热效率较高的区间运行，从而节省燃料，并提高电力系统运行的稳定性。3）备用。4）调频。5）调相。

13.高压开关电气设备主要采用哪些方法进行灭弧？ 1）利用灭弧介质

SF6、真空、氢气。氢的灭弧能力为空气7.5倍；SF6气体的灭弧能力比空气约强100倍；用真空作为灭弧介质，减少了碰撞游离的可能性，真空的介质强度约为空气的15倍。

2）用特殊金属材料作灭弧触头 铜、钨合金或银钨合金。3）利用气体或油吹动电弧

采用气体或油吹弧，使带点离子扩散和强烈地冷却复合。冷却绝缘介质降低电弧的温度，消弱热发射和热游离，另一方面，吹弧，可以拉长电弧，增大冷却面，强行迫使弧隙中游离介质的扩散。有纵吹、横吹两种方式。4）采用多断口熄弧

在相等的触头行程下，多断口比单断口的电弧拉长，而且拉长的速度也增加，加速了弧隙电阻的增大。同时，由于加在每个断口的电压降低，使弧隙恢复电压降低，亦有利于熄灭电弧。

5）提高断路器触头的分断速度，迅速拉长电弧

14.试述电抗器品字形布置时，各相电抗器的摆放位置？并解释采用该种摆放方式的原因。

电抗器品字形布置时，各相电抗器就在一个水平面上，不存在又叠装问题，且三电抗器构成一个正三角形。

原因：通常线路电抗器采用垂直或“品”字形布置。当电抗器的额定电流超过1000A、电抗值超过5%～6%时，由于重量及尺寸过大，垂直布置会有困难，且使小室高度增加很多，故宜采用“品”字形布置。15.试解释什么是电动机的自启动。

电动机的自启动指的是电源停电后瞬间复电，电动机不经降压起动的直接启动。

16.试解释GIS（Gas Insulted Switchgear）GIS指的是气体绝缘开关设备的简称。

17.试画出两台变压器、两条出线时，内桥形接线的电气主接线图，并简述该接线的适用场合。

内桥接线适用于线路较长和变压器不需要经常切换的情况。特点：

在线路故障或切除、投入时，不影响其余回路工作，并且操作简单； 在变压器故障或切除、投入时，要使相应线路短时停电，并且操作复杂。18.掌握分段断路器兼作旁路断路器的接线的倒闸操作步骤

先对其线路进行检修，分段断路器兼作旁路断路器的接线方式是在正常工作时按单母线分段运行，而旁路母线WP不带电，即分段断路器QFD的旁路母线侧的隔离开关QS3和QS4断开，工作母线侧的隔离开关QS1和QS2接通，分段断路器QFD接通。当WI段母线上的出线断路器要检修时，为了使WI，WⅡ段母线能保持联系，先合上分段隔离开关QSD，然后断开断路器QFD和隔离开关QS2，再合上隔离开关QS4，然后合上QFD。如果旁路母线完好的，QFD不会跳开，则可以合上待检修出线的旁路开关，最后断开要检修的出线断路器及其两侧的隔离开关，就可以对该出线断路器进行检修。检修完毕后，使该出线断路器投入运行的操作顺序，与上述的相反。

19.防电气误操作事故的“五防”是指什么

五防的内容 : 五防是在变电站的倒闸操作中防止五种恶性电气误操作事故的简称。其具体内容是：

(1)防止误分、合断路器；

(2)防止带负荷分、合隔离开关；

(3)防止带电挂(合)接地线(接地刀闸)；

(4)防止带接地线(接地刀闸)合断路器(隔离开关)；(5)防止误入带电间隔。20.简述近阴极效应的原理？

在电流过零瞬间（t=0），介质强度突然出现升高的现象，称为近阴极效应。这是因为电流过零后，弧隙的电 极极性发生了改变，弧隙中剩余的带电质点的运动方向也相应改变，质量小的电子立即向新的阳极运动，而

比电子质量大1000多倍的正离子则原地未动，导致在新的阴极附近形成了一个只有正电荷的离子层，这个正

离子层电导很低，大约有150～250V的起始介质强度。在低压电器中，常利用近阴极效应这个特性来灭弧。如 利用短弧原理灭弧法

21.什么是厂用电动机的自启动？根据运行状态，自启动方式有哪些？为什么要进行电动机自启动校验？

厂用电动机自启动的定义：当厂用母线电压暂时下降和消失时，为了不使主机停 运，一些重要机械的电动机并不立即断开，电动机在机械负载阻力作用下有一定 惰性，经过很短一段时间（0.5～1.5s），当厂用母线电压恢复或备用电源自动投 入后，电动机又会自动启动升速，并逐渐恢复到稳定运行，这一过程称为厂用电 动机自启动。自启动方式：

1）失压自启动：运行中突然出现事故，电压下降，当事故消除，电压恢复时形成的自启动。

2）空载自启动：备用电源空载状态时，自动投入失去电源的工作段所形成的自启动。

3）带负荷自启动：备用电源已带一部分负荷，又自动投入失去电源的工作段所形成的自启动。电动机自启动校验原因：

电厂中不少重要负荷的电动机都要参与自启动，以保障机炉运行少受影响。因成批电动机同时参加自启动，很大的启动电流会在厂用变压器和 线路等元件中引起较大的电压降，使厂用母线电压降低很多。这样，可能因母线电压过低，使某些电动机电磁转矩小于机械阻力转矩而启动不了；还可能因启动时间 过长而引起电动机的过热，甚至危及电动机的安全与寿命以及厂用电的稳定运行。所以，为了保证自启动能够实现，必须要进行厂用电动机自启动校验。

第五篇：发电厂电气部分计算题及答案

计算题

1、有一条10kV电力电缆长1.5km，当首、末端及中点分别发生单相接地故障时，答案：均为1.5A。

2、某35kV电力系统如图所示，图中圆圈为变电所，数字为有电联系的架空线路的公里数。当A点发生单相接地故障时，接地电流约为多少安培？而在B点发生单相接地故障时，接地电流约为多少安培？该系统中性点应采用何接地方式？

答案：均为13.2A；系统中性点应采用经消弧线圈接地的方式。

3、某35kV电力系统如图所示，图中圆圈为变电所，数字为有电联系的架空线路的公里数。当A点发生单相接地故障时，接地电流约为多少安培？而在B点发生单相接地故障时，接地电流约为多少安培？该系统中性点应采用何接地方式？

答案：均为8.7A；系统中性点应采用不接地的方式。

4、计算电路如下图所示，当d1点发生三相短路时无穷大容量电源供给的短路功率为60MVA，求d2点发生三相短路时无穷大容量电源供给的短路功率。

答案：短路功率为48.1MVA。

5、计算下图所示电路，当d点发生三相短路，变压器各侧的残余电压。

答案：高压侧为99.4kV；中压侧为0kV；低压侧为4.91kV。

6、试计算下图所示电路，求当ｄ点发生各种类型短路时，0″时刻发电机各相供给的短路电流周期分量有名值，并求ｄ点发生ＡＢ两相短路时，0″时刻发电机母线的残余线电压有名值。发电机次暂态电势标幺值约为１。

答案：

（1）ｄ点发生三相短路时发电机各相供给的短路电流为IA＝IB＝IC＝1.29kA；（2）ｄ点发生二相短路（假设BC短路）时发电机各相供给的短路电流为：

IA＝IB＝IC＝0.646kA，IB＝1.29kA；

（3）短路点处所在电网为电源中性点不接地系统，无接地短路电流，所以单相接地和两相接地发电机不供给短路电流。

（4）ｄ点发生ＡＢ两相短路时发电机母线的残余电压为：

UAB＝UCA＝3.42kV，UBC＝6.3kV。

7、计算电路下图所示，求ｄ点发生三相短路时DK、1B、2B、及DL通过的短路电流值。

答案：DK通过10.2kA；1B低压侧通过10.2kA，高压侧通过0.934kA；

2B低压侧通过25.5kA，高压侧通过2.32kA；DL通过3.26kA。

8、试利用运算曲线法计算下图所示的电路：

（1）ｄ点发生各种类型短路时，流到ｄ点处的0.1″短路电流值。（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0.1″短路电流值。

（3）ｄ点发生ＢＣ两相短路时，0.1″时刻发电机母线的残余电压值。答案：

（1）ｄ点处的各种短路电流值：

①三相短路Id＝0.380kA； ②两相短路Id＝0.365kA；

③两相接地短路同两相短路值Id＝0.365kA；

④无单相接地短路电流。

（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0.1″短路电流值：

①三相短路Id＝2.23kA；

②两相短路（设BC）IA＝IC＝1.24kA，IB＝2.48kA； ③两相接地短路同两相短路值； ④无单相接地短路电流。

（3）ｄ点发生BC两相短路时发电机母线的残余电压：

UAB＝UBC＝0.548×6.3＝3.45(kV)，UCA＝0.990×6.3＝6.24(kV)。

9、试利用运算曲线法计算下图所示的电路：

（1）ｄ点发生各种类型短路时，流到ｄ点处的0″短路电流值。（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0″短路电流值。

（3）ｄ点发生AB两相短路时，0″时刻发电机母线的残余电压值。

答案：（1）ｄ点处的各种短路电流值：

① 三相短路Id＝0.476kA； ② 两相短路Id＝0.401kA；

③ 两相接地短路同两相短路值Id＝0.401kA；

④ 无单相接地短路电流。

（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0″短路电流值： ①三相短路Id＝2.80kA；

②两相短路（设BC）IA＝IC＝1.36kA，IB＝2.72kA； ③两相接地短路同两相短路值； ④无单相接地短路电流。

（3）ｄ点发生AB两相短路时发电机母线的残余电压：UAB＝UCA＝3.79(kV)，UBC＝6.80(kV)。

10、试利用运算曲线法计算下图所示的电路：

（1）ｄ点发生各种类型短路时，流到ｄ点处的0.1″短路电流值。（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0.1″短路电流值。

（3）ｄ点发生BC两相短路时，0.1″时刻发电机母线的残余电压值。

答案：（1）ｄ点处的各种短路电流值：

①三相短路Id＝0208kA； ②两相短路Id＝0.201kA；

③两相接地短路同两相短路值Id＝0.201kA；

④无单相接地短路电流。

（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0.1″短路电流值： ①三相短路Id＝1.22kA；

②两相短路（设BC）IA＝IC＝0.683kA，IB＝1.37kA； ③两相接地短路同两相短路值； ④无单相接地短路电流。

（3）ｄ点发生BC两相短路时发电机母线的残余电压：UAB＝UBC＝4.53(kV)，UCA＝6.22(kV)。

11、试利用运算曲线法计算下图所示的电路：

（1）ｄ点发生各种类型短路时，流到ｄ点处的0″短路电流值。（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0″短路电流值。

（3）ｄ点发生CA两相短路时，0″时刻发电机母线的残余电压值。

答案：（1）ｄ点处的各种短路电流值：

①三相短路Id＝0.263kA； ②两相短路Id＝0.222kA；

③两相接地短路同两相短路值Id＝0.222kA；

④无单相接地短路电流。

（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0″短路电流值： ①三相短路Id＝1.55kA；

②两相短路（设BC）IA＝IC＝0.753A，IB＝1.51kA； ③两相接地短路同两相短路值； ④无单相接地短路电流。

（3）ｄ点发生CA两相短路时发电机母线的残余电压：UCA＝UBC＝3.73(kV)，UAB＝6.86(kV)。

12、试计算下图所示的电路，ｄ点发生单相接地时发电机各相供给的０″短路电流值和发电机母线各相对地电压值。

答案：ｄ点发生单相接地不是短路，所以发电机不供给短路电流，发电机母线各相对地电压值为6.33kV。

13、试计算下图所示的电路，ｄ点发生单相接地时发电机各相供给的０″短路电流值和发电机母线各相对地电压值。

答案：ｄ点发生单相接地不是短路，所以发电机不供给短路电流，发电机母线各相对地电压值为6.33kV。

14、试计算下图所示由无穷大容量电源供电的电路：

（1）ｄ点发生各种类型短路时，流到ｄ点处的短路电流周期分量值。

（2）ｄ点发生各种短路时无穷大容量电源各相供给的短路电流周期分量值。（3）ｄ点发生BC两相短路时，变压器电源侧母线的残余电压值。

答案：（1）ｄ点处的各种短路电流值：

①三相短路Id＝5.66kA； ②两相短路Id＝4.90kA；

③两相接地短路同两相短路值Id＝4.90kA；

④无单相接地短路电流。

（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0″短路电流值： ①三相短路Id＝1.55kA；

②两相短路（设BC）IA＝IB＝0.258A，IC＝0.516kA； ③两相接地短路同两相短路值； ④无单相接地短路电流。

（3）ｄ点发生CA两相短路时发电机母线的残余电压：UAB＝115(kV)，UCA＝UBC＝91.9(kV)。

15、已知电力系统图及其元件参数，以及运算曲线表格，请用个别变化法计算d点发生三相短路时，流到短路点的次暂态短路电流。

答案：无穷大容量电源供给：X＝0.159，1.64kA；火电供给：Xjs＝1.075，1.21kA；合计：2.85kA。

16、已知电力系统图及其元件参数，以及运算曲线表格，请用个别变化法计算d点单相接地短路时，短路点流入地中的次暂态短路电流。

答案：1F＋2F供给：Xjs＝0.72，1.37kA；3F供给：Xjs＝2.56，0.375kA•；

合计：1.75kA。

17、已知电力系统图及其元件参数，以及运算曲线表格，请用个别变化法计算d发生相间短路时，短路点的次暂态短路电流。答案：无穷大容量电源供给：X火电供给：Xjs＝0.159，1.64kA；(2)

Xjs＝0.318，1.37kA；

＝1.075，1.21kA；(2)

Xjs＝2.15，1.03kA；

合计：2.85kA；2.40kA。

18、某厂有两个原油罐，一个高为 12m、直径为6m，另一个高为10m、直径为10m，两罐净距为 16m。试设计采用单支避雷针进行直击雷保护的最佳方案，并按比例绘出避雷针的平面保护范围图。

答案：针位于两罐中心线与罐净距8m，经计算针高选用26m，被保护高度为12m时保护半径为15m，被保护高度为10m时保护半径为19m，设计方案最佳，平面保护范围如图所示：

19、某建筑物呈正方体形状，每边长 10m，试设计采用单支避雷针进行直击雷保护的方案，并按比例绘出避雷针的平面保护范围图。

答案：针位于正方体建筑物任意中间并与之净距5m，经计算针高选用15.9m，经计算针高选24m，被保护高度为10m时保护半径为16m，平面保护范围如图所示：

20、某厂有一个原油罐，高为10m、直径为10m，避雷针与油罐净距为6m，试校验0保护的有效性，并提出改进措施。答案：针高压20m在被保护高度为10m时的保护半径为10m，小于针与油罐最远点的距离16m；经计算应采用高25m的避雷针，此时保护半径为17.5m,平面保护范围如图所示：

21、某小型水电站采用单支避雷针保护主厂房和屋外配电装置，主厂房高10m，最远点距厂房和屋外配电装置均位于同一高程。试确定合理的避雷针高度，并按比例绘出避雷针的平面保护范围图。

答案：经计算保护主厂房的针高应选用22，保护屋外配电装置的针高应选用20，故针高选用22，被保护高度为10时保护半径为13，被保护高度为7时保护半径为19，平面保护范围如图所示：

22、在灯光监视的断路器控制回路中，红灯完全短路时，要求加在跳闸线圈上的电压不应超过额定值的5～10％，正常时加在红灯上的电压不应超过其额定值。若：⑴直流额定操作电压为220V；⑵红灯灯泡额定值为110V、8W，附加电阻为25W、2500Ω；⑶跳闸线圈直流电阻为44Ω。试验算：

⑴正常时加在红灯上的电压为多少V？是否合格？

⑵红灯完全短路时加在跳闸线圈上的电压是否在5～10％范围之内？ 答案：⑴正常时加在红灯上的电压为82V＜110V，故合格。

⑵红灯完全短路后加在跳闸线圈上的电压为 3.8V＜220V×5％＝11V，故也合格。

23、在某35kV中性点不接地系统中，单相金属性接地电流为８A，假设线路及电源侧的阻抗忽略不计，三相线路对称，线路对地电阻无限大，试求该系统每相对地阻抗及对地电容。 答案：C0＝0.42μF，因线路对地电阻无限大Z0＝7583Ω

24、有一台380V、10kW的电动机，功率因数为0.75、效率为0.9，根据计算电流选择接触器？

答案：根据电动机电流为22.5A，可选用CJ10-40A的交流接触器。

25、计算出10／0.4kV、315kVA变压器的一、二次额定电流，并选出自动空气开关作为低压侧的总开关？ 答案：I1e＝Se／

3U3U＝315／(3×10)＝18.2(A)；

1eI2e＝Se／

＝315／(3×0.4)＝455(A)；

2e二次侧最大负荷电流为1.05×455＝478(A)，一般应选用DW10-600/3型自动空气开关。

26、计算出10／0.4kV、100kVA变压器的一、二次额定电流，并选择高、低压侧的熔丝？ 答案: I1e＝Se／3U3U＝100／(3×10)＝5.8(A)；

1eI2e＝Se／

＝100／(3×0.4)＝144(A)；

2e

根据要求：变压器的一次熔丝按额定电流的1.5～2.0倍选择；二次熔丝按二次最大工作电流选择，则：

一次熔丝：I1e＝(1.5～2.0)×5.8＝8.7～11.6(A)二次熔丝：I2e＝1.05×114＝120(A)，可选用150A的熔丝。

27、电流互感器的变比为75／5，而电流表表盘刻度最大量程则是100A。当电流表分别指示60A和80A时，试求实际电流是多少？

答案：⑴当电流表指示60A时，实际电流为Ｉ＝(60／100)×75＝45(A)；

⑵当电流表指示80A时，实际电流为Ｉ＝(80／100)×75＝60(A)。

28、在电气设备采用接地保护的三相四线制系统中，变压器零点接地电阻值为1.5Ω，电气设备保护接地电阻为 4.0Ω。当电气设备发生一相接地（即接外壳）时，试计算电气设备的外壳的对地电压是多少伏（电气设备绕组的电阻忽略不计）？ 答案：已知：R0＝1.5Ω，R地电压为：Ujdjd＝4.0Ω，相电压Ujdxg＝220V。由此得出电气设备外壳对＝R0Uxg／(R0＋R)＝4.0×220V／(1.5＋4.0)＝0.27×220＝160(V)

29、某用户10kV母线发生三相短路时，短路电流的周期分量为15kA，问额定开断容量为200MVA的限流型熔断器能否满足要求？ 答案：首先求出母线短路容量为Sd＝

3UIpd＝3×10.5×15＝273(MVA)，从计算结果可知额定开断容量为200MVA的限流型熔断器不能满足要求。

30、在下图中，当指示灯短路时，试计算跳闸线圈上的电压有多少伏？为额定电压的百分之多少？ 答案：UTQ＝Ue×RTQ／(R＋RTQ)＝220×88／(1500＋88)＝12.2(V)； ／Ue×100％＝(12.2／220)×100％＝5.5％。UTQ31、DW2-35型断路器的额定开断容量为1500MVA，试计算该型断路器额定动稳定电流是多少？ 答案：I Iwe＝Swe／（3Uwe)＝1500／(3×35)＝24.7(kA)；

ede＝2.55×I＝2.55×24.7＝63.0(kA)。

32、在10kV不接地系统中，当电压互感器高压熔丝熔断一相时，试计算辅助二次绕组开口处电压为多少？

答案：系统正常时开口三角形绕组每相两端电压为Ua＝Ub＝Uc＝100/3V，开口三角形绕组输出处电压为零。

假如高压 A相熔丝熔断，未熔断的两相相电压之间的相位仍为120°，根据相量分析可知，U0＝100／3(V)。

33、DW2-35型断路器的额定开断容量为 1000MVA，DW6-35型断路器的额定开断容量为

400MVA，试计算DW2-35型的开断电流能力比DW6-35型提高多少？动稳定电流提高多少？ 答案：两种断路器开断容量相差为1000－400＝600(MVA)，开断短路电流的能力提高了 600／(3×35)＝9.90(kA)，动稳定电流提高了2.55×9.90＝25.2(kA)。

34、两支等高避雷针的高度均为25m，两针相距20m，试计算在两针中间位置、高度为7m的平面上保护范围一侧的最小宽度是多少米？

答案：∵ｈ0＝ｈ－D／7p＝25－20／7＝21.4(m)，∴ｂx＝1.5(ｈ0－ｈx)＝1.5(21.4－7)＝1.5×14.4＝21.6(m)。

35、某站装有一组由118只GGF-300型铅酸蓄电池组成的蓄电池组，按浮充方式运行时，每只电池电压U1＝2.15V，正常负荷电流Ifh＝10A，应有多少只蓄电池投入运行？浮充整流器输出的电流应是多少？

答案：该直流系统的电压等级显然为220V，浮充方式运行时，母线电压应维持在

U＝1.05×220V，电池数ｎ＝U／U1＝1.05×220／2.15＝108(只)fcI＝0.03×Q／36＝0.03×300／36＝0.25(A)，eI＝

Ifh＋

Ifc＝10＋0.25＝10.25(A)。

36、某变压器35kV侧的中性点装设了一台消弧线圈，在35kV系统发生单相接地故障时需补偿电感电流＝20A，问这时消弧线圈的感抗值是多少？

答案：由已知条件知消弧线圈两端的电压为系统的相对地电压：

即Ul＝35／3＝20.2(kV)；Xl＝Ul／Il＝20.2／20＝1.01(kΩ)。

37、计算正常情况下红灯回路的电流值、跳闸线圈的电压值和红灯短路时跳闸线圈上的压降值为额定电压的百分数？已知：直流电源电压U＝220V，跳闸线圈电阻RTQ＝88Ω，红灯为８W、110V，附加电阻Rfj＝2.5kΩ。答案：∵R⑴I⑵U⑶U(UHD＝U／P＝11022／8＝1512.5(Ω)，HD＝220／(2500＋1512.5＋88)＝0.0536(A)； ＝0.0536×88＝4.72(V)；

＝88×220／(2500＋88)＝7.48(V)，TQd.TQd.TQ／220)×100％＝(7.48／220)×100％＝3.4％。

38、有一条６kV电力电缆长２km，当首、末端及中点分别发生单相接地故障时，该电缆产生的接地电流分别约为多少安培？ 答案：均为1.2A。