第6章导体和电气设备的原理与选择
6-1什么是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？
答：演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr和相应断路器的全开断时间t br之和，而t br是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。
6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？
答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。电弧形成过程：⑴电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射；⑵弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离。电弧的熄灭关键是去游离的作用，去游离方式有２种：复合：正负离子相互吸引，彼此中和；扩散：弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关：⑴电弧温度；⑵电场强度；⑶气体介质的压力；⑷介质特性；⑸电极材料。
6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？
答：有以下几种灭弧方式：
1）利用灭弧介质，如采用SF6气体；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却面复合；4）采用多段口熄弧；5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。
6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？
答：弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。
弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。
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。
6-5电流互感器常用的二次接线中，为什么不将三角形接线用于测量表计？
答：计量用电流互感器接线方式的选择，与电网中性点的接地方式有关，当为非有效接地系统时，应采用两相电流互感器，当为有效接地系统时，应采用三相电流互感器，一般地，作为计费用的电能计量装置的电流互感器应接成分相接线（即采用二相四线或三相六线的接线方式），作为非计费用的电能计量装置的电流互感器可采用二相三线或三相的接线方式，
6-6为提高电流互感器容量，能否采用同型号的两个互感器在二次侧串联或并联使用？
答：可以将电流互感器串联使用，提高二次侧的容量，但是要求两个电流互感器型号相同。因为电流互感器的变比是一次电流与二次电流之比。两个二次绕组串联后，二次电路的额定电流不变，一次电路的额定电流也没有变，故其变比也保持不变。二次绕组串联后，因匝数增加一倍，感应电势也增加一倍，互感器的容量增加了一倍。也即每一个二次绕只承担二次负荷的一半，从而误差也就减小，容易满足准确度的要求。在工程实际中若要扩大电流互感器的容量，可采用二次绕组串联的接线方式。
不能将电流互感器并联使用。
6-7电压互感器一次绕组及二次绕组的接地各有何作用？接地方式有何差异？
答：电压互感器一次绕组直接与电力系统高压连接，如果在运行中电压互感器的绝缘损坏，高电压就会窜入二次回路，将危及设备和人身的安全。所以电压互感器二次绕组要有一端牢固接地。
6-8电流互感器的误差与那些因素有关？
答：电流互感器的电流误差fi及相位差δi决定于互感器铁心及二次绕组的结构，同时又与互感器运行状态（二次负荷Z2L及运行铁心的磁导率μ值）有关。
6-9运行中为什么不允许电流互感器二次回路开路？
答：需要强调的是电流互感器在运行时，二次绕组严禁开路。二次绕组开路时，电流互感器由正常工作状态变为开路状态，I2=0，励磁磁动势由正常为数甚小的10N1骤增为11N1，铁心中的磁通波形呈现严重饱和和平顶波，因此，二次绕组将在磁能过零时，感应产生很高的尖顶电动势，其值可达数千伏甚至上万伏（与Ki及Ii大小有关），危及工作人员的安全和仪表、继电器的绝缘。由于磁感应强度剧增，会引起铁心和绕组过热。此外，在铁心中还会产生剩磁，使互感器准确级下降。
6-10三相三柱式电压互感器为什么不能测量相对地电压？
答：为了监视系统各相对地绝缘情况，就必须测量各相的对地电压，并且应使互感器
一次侧中性点接地，但是，由于普通三相三柱式电压互感器一般为Y ，yn 型接线，它不允许一次侧中性点接地，故无法测量对地电压．假使这种装置接在小电流接地系统中，互感器接成YN,yn 型，既把电压互感器中性点接地，当系统发生单相接地时，将有零序磁通在铁芯中出现．由于铁芯是三相三柱的，同方向的零序磁通不能在铁芯形成闭和回路，只能通过空气或油闭合，使磁阻变得很大，因而零序电流将增加很多，这可能使互感器的线圈过热而被烧毁．所以，普通三相三柱式电压互感器不能作绝缘监视用，而作绝缘监视用的电压互感器只能是三相五柱式电压互感器(JSJW)或三台单相互感器接成YN,yn 型接线．
6-11 运行中为什么不允许电压互感器二次回路短路？
答：当电压互感器二次侧发电短路时，由于回路中电阻R 和剩余的电抗XL-XC 均很小，短路电流可达到额定电流的几十倍，此电流将产生很高的共振过电压，为此在LL 上关联放电间隙EE ，用以保护。此外由于电容式电压互感器系由电容（C1C2）和非线性电抗所构成，当受到二次侧短路或断开等冲击时，由于非线性电抗的饱和，可能激发产生某次谐波铁磁谐振过电压，为了拟制谐振的产生，常在互感器二次侧接入D 。
6-12 在发电厂中，电压互感器的配置原则有那些？
答：1）母线；2）线路；3）发电机；4）变压器
6-13 如图6-14所示接线，设25MW 发电机（U N =10.5kV ，I N =1718A ），回路装有仪表：电流表3只，有功功率表、无功功率表、有功电能表、无功电能表、电压表及频率表各1只，互感器距控制室的距离为60m 。试选择该回路中供测量表计用的电流互感器4及电压互感器13。
解：
6-14 选择10kV 配电装置的出线断路器及出线电抗器。设系统容量为150MVA ，归算至10kV 母线上的电源短路总电抗X ?
*Σ=0.14（基准容量S d ＝100MVA ），出线最大负荷为560A ，
出线保护动作时间t pr ＝1s 。
解：假设选择断路器为SN10-10I I Nbr =16kA ，全分闸时间t br =0.1s ，
基准容量S d ＝100MVA U d ＝10.5kV ，I d =5.5kA %33.2%10010000550010500600)14.0165.5(%100)'((%)*=???-=?-=∑N d d N Nbr d
L U I U I x t I x
选择4％的电抗NKL-10-600-4，参数如下：
%4(%)=L x kA i es 28.38= s kA t I t ?=222)(34计算如下：
3）电压损失和残压校验： 电抗标么值：349.010500
60010000550004.0(%)*=???==d N N d L L U I U I x x 489.0349.014.0**
*=+=+'=∑∑L x x x 短路计算时间：s t t t br pr k 1.11.01=+=+=，查短路电流计算曲线并换算成短路电流有名值，kA I kA I kA I 35.9,9.9,1.12"1.155.0===。
电压损失和残压分别为：
%5%24.26.0600
56004.0sin (%)(%)max <=??=≈??N L I I x U %70~%60%7.806.01.1204.0"(%)
(%)>=?==?N L re I I x U 4）动、热稳定校验。
s kA s kA t I I I Q k t t k k
k ?
35.99.91.121210")(28.38)(86.301.1255.2"2kA kA I K i sh sh <=?==
可见，电压损失、残压、动热稳定均满足要求。
6-15 按经济电流密度选择的导体，为何还必须按长期发热允许电流进行校验？配电装置的汇流母线，为何不按经济电流密度选择导体截面？
答：略
6-16 设发电机容量为25MW ，最大负荷利用小时数T max ＝6000h ，三相导体水平布置，相间距离a ＝0.35m ，发电机出线上短路时间t k ＝0.2s ，短路电流I ''=27.2kA ，2/k t I =21.9kA ，k t I =19.2kA 。周围环境温度+40oC 。试选择发电机引出导体。
解：
1）按经济电流密度选择导线截面。
)(18048.05.103102505.1cos 305.13
max A U P I N N
=????==?
查图6-17曲线2，得：2/68.0mm A J =，则：)(265368
.018042max mm J I S J === 选择100×10mm 2的三条矩形导体水平布置,允许电流A I C al 328425= ，集肤效应
7.1=f K 截面积为3000mm 2。当环境温度为C 40时：
)1804()(26813284816.0328425
704070max 2540A I A I K I C al C al =>=?=?--=?= 2）热稳定校验。正常运行时导体温度：
C I I al al 541681
1804)4070(40)(2222max 000=-+=-+=θθθθθ 查表6－9，得热稳定系数93=C ，则满足短路时发热的最小导体截面为： np p k Q Q Q +=
s kA t I I I Q k t t p k
k ?=?++=++=2222222/2)(47.262.012
2.199.212.271210" 发电机出口短路待会，非周期分量等值时间T 取0.2s
s kA I T Q np ?=?=?=222)(0.1482.272.0"
s kA Q Q Q np p k ?=+=+=2)(47.1740.14847.26
)(3000)(18593
7.11047.174226min mm mm C K Q S f
k <=??== 满足热稳定要求。
3）动稳定校验。导体自振频率由以下求得：
m kg w b h m /7.2270001.01.0=??=??=ρ
)(1083.012
1.001.012463
2m bh J -?=?== Hz Hz m EJ L N f f
155)(5227.21083.01071
56.3610221>=???==- 可不计母线共振影响。取发电机出口短路时，冲击系数9.0=K ，则
)(17.732.2769.2"29.1kA I i sh =?==
母线相间应力计算如下：
)/(264635.0/731701073.1/1073.12727m N a i f sh ph =??=??=--
)(10501.001.05.02
3622
m bh W -?=??== )(10292.510501012646106622
Pa W L f ph ph ?=???==-ρ 母线同相条间作用应力计算如下：
1.010010==h b ，091.010010102=+=+-h b b b ，273.0110
304==+-h b b b 45.012=K ，6.013=K 则：
)
(449701.0/7317010)6.045.0(8/10)(829291312Pa b i K K f sh b =??+?=??+=--临界跨距cr L （每相三条铝导体1197=λ）及条间衬垫最大跨距m ax b L 分别为：
)(822.04497/1.001.01197/44m f h b L b cr =?==λ
)(54.04497/10)2.570(1.0201.0/)(26max m f h b L b ph al b =?-?=-=σσ 所选衬垫跨距应小于cr L 及m ax b L 。
6-17 选择100MW 发电机和变压器之间母线桥的导体。已知发电机回路最大持续工作电流I max ＝6791A ，T max ＝5200h ，连接母线三相水平布置，相间距离a ＝0.7m ，最高温度+35oC ，母线短路电流I ''=36kA ，短路热效应Q k =421.1(kA)2
?s 。 解：1）按经济电流密度选择导线截面。
A I 6791max =，h T 5200max =
查图6-17曲线2，得：2/78.0mm A J =，则：)(870678
.067912max mm J I S J === 选择mm r mm C mm b mm h 16,5.12,105,225====的双槽形导体水平布置,导体截
面积9760mm 2允许电流A I C al 1015025= ，集肤效应系数285.1=f K 。当环境温度为C
35
时：
)6791()(89511015089.01015025
703570max 2535A I A I K I C al C al =>=?=?--=?= 2）热稳定校验。正常运行时导体温度：
C I I al al 558951
6797)3570(35)(22
22max 000=-+=-+=θθθθθ 查表6-9，得热稳定系数93=C ，则满足短路时发热的最小导体截面为：
已知：s kA Q k ?=2)(1.421
)(9760)(25093
285.1101.421226min mm mm C K Q S f
k <=??== 满足热稳定要求。
3）动稳定校验。导体自振频率由以下求得：
取发电机出口短路时，冲击系数9.1=K ，则
)(84.963669.2"29.1kA I i sh =?==
母线相间应力计算如下：
)/(2084225.0/968401051105110)5.0(2282872m N h
i h i f sh sh b =??=?=?=--- )(105.6636m W W Y -?==
)1069()(10612.210
5.6612120841
6.412666222Pa Pa hW L i W L f al Y b sh Y b b b ?=
填空 1．按输出能源分,火电厂分为凝汽式电厂和。 答：热电厂 变为的工厂，称为发电厂。 答：电能 3.水电厂可分为、引水式水电厂和混合式水电厂。 答：堤坝式水电厂 4.核电厂的系统由核岛和组成。 答：常规岛 5.自然界中现成存在，可直接取得和利用而又改变其基本形态的能源称为。答：一次能源 6.由一次能源经加工转换的另一种形态的能源。 答：二次能源 7.火力发电厂的能量转换过程为。 答：燃料的化学能→热能→机械能→电能 8. 水力发电厂的能量转换过程为。 答：水的位能→动能→机械能→电能 9.水电站所用的发电机为。 答：水轮发电机 10.火力发电厂所用的发电机为。 答：汽轮发电机 12.既可以是电力用户，又可以是发电厂的是电厂。 答：抽水蓄能电厂 13. 是变换和分配电能的设备。 答：变压器 14. 可将高电压变为低电压。 答：电压互感器 15. 是限制短路电流的设备。 答：电抗器 16.通常把生产、变换、输送、分配和使用电能是设备称为。 答：一次设备 17.对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、件事和保护的设备称为。答：二次设备 18.由一次设备，如：发电机、变压器、断路器等按预期生产流程所连成的电路，称
为。 答：一次电路或电气主接线 19．在对称三相电路中仅画出其中一相设备的连接用来表示三相电路的电路图称为_________。 答：单线图 20．发电厂或变电所中的___________按照设计要求连接而构成的电路称为电气主接线。答：各种一次设备 21. 根据电气主接线的要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建 筑物组成的整体即为_________。 答：配电装置。 22.能接通正常工作电流，断开故障电流和工作电流的开关电器是_________。 答：断路器 23.电气主接线中应用最多的开关电器是_________。 答：隔离开关 24. _________起汇集和分配电能的作用。 答：母线 25.在多角形接线中，检修一台断路器时，多角形接线变成___________，可靠性降低。 答：开环运行 26.发电厂和变电所的电气主接线必须满足__________、灵活性和经济性。 答：可靠性 27.我国一般对35kV及以下电压电力系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地，称为 _________。 答：小电流接地系统 28.我国一般对110kV及以下电压电力系统采用中性点直接接地，称为_________。 答：大电流接地系统 29．旁路母线的作用是____________。 答：可代替线路断路器工作 30.无母线电气主接线的形式有桥形接线、___________和单元接线。 答：角型接线 31.发电厂和变电所的电气设备分为三种运行状态。 答：运行、备用和检修 32.为了保证大型枢纽变电所所用电的供电可靠性，应装设变压器。 答：备用 33.当线路停电检修时，必须将线路隔离开关线路侧的__________合上。 答;接地刀闸
第二章发电、变电和输电的电气部分最全答案 2-1 哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？其功能是什么？ 答：通常把生产、变换、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。其中对一次设备和系统运行状态进行测量、监视和保护的设备称为二次设备。如仪用互感器、测量表计，继电保护及自动装置等。其主要功能是起停机组，调整负荷和，切换设备和线路，监视主要设备的运行状态。 2-2 简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 答：1）发电机与变压器的连接采用发电机—变压器单元接线； 2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电； 3）在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器； 4）在发电机出口侧和中性点侧，每组装有电流互感器4个； 5）发电机中性点接有中性点接地变压器； 6）高压厂用变压器高压侧，每组装有电流互感器4个。 其主要设备如下：电抗器：限制短路电流；电流互感器：用来变换电流的特种变压器；电压互感器：将高压转换成低压，供各种设备和仪表用，高压熔断器：进行短路保护；中性点接地变压器：用来限制电容电流。 2-3 简述600MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 2-4 影响输电电压等级发展因素有哪些？ 答：1）长距离输送电能； 2）大容量输送电能； 3）节省基建投资和运行费用； 4）电力系统互联。 2-5 简述交流500kV变电站主接线形式及其特点。 答：目前，我国500kV变电所的主接线一般采用双母线四分段带专用旁路母线和3/2台断路器两种接线方式。其中3/2台断路器接线具有以下特点：任一母线检修或故障，均不致停电；任一断路器检修也不引起停电；甚至在两组母线同时故障（或一组母线检修另一组母线故障）的极端条件下，功率均能继续输送。一串中任何一台断路器退出或检修时，这种运行方式称为不完整串运行，此时仍不影响任何一个元件的运行。这种接线运行方便，
第6章导体和电气设备的原理与选择 6-1什么是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？ 答：演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr和相应断路器的全开断时间t br之和，而t br是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。 6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？ 答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。电弧形成过程：⑴电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射；⑵弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离。电弧的熄灭关键是去游离的作用，去游离方式有２种：复合：正负离子相互吸引，彼此中和；扩散：弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关：⑴电弧温度；⑵电场强度；⑶气体介质的压力；⑷介质特性；⑸电极材料。 6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？ 答：有以下几种灭弧方式： 1）利用灭弧介质，如采用SF6气体；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却面复合；4）采用多段口熄弧；5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。 6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？ 答：弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。 弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。 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。 6-5电流互感器常用的二次接线中，为什么不将三角形接线用于测量表计？
一、填空题（每题2分，8、9题各3分，共20分） 1. 电源支路将电能送至母线，引出线从母线得到电能。因此,母线起到 汇集 和 分配电能 的作用。 2. 目前世界上使用最多的是核电厂是__轻水堆___核电厂，即__压水堆__核电厂和__沸水堆__核电厂。 3. 通常把__生产___、_输送__、_分配__、__转化____和_使用电能__的设备，称为一次设备。 4. 隔离开关的作用是隔离电压 、 倒闸操作 和 分合小电流 。 5. “F －C 回路”是 高压熔断器 与 高压接触器（真空或SF6接触器） 的配合，被广泛用于200～600MW 大型火电机组的厂用6kV 高压系统。 6. 根据布置的型式，屋内配电装置通常可以分为 单层式、 、 二层式 和 三层式 三种型式。 7. 当额定电压为110kV 及以上时，电压互感器一次绕组与隔离开关之间不安装高压熔断器。这时，如果电压互感器高压侧发生短路故障，则由 母线的继电保护装置 动作切断高压系统的电源。 8. 有汇流母线的接线形式可概括地分为__单母线__和_双母线__两大类；无汇流母线的接线形式主要有__单元接线__、_桥型接线_和_角型接线_。 9. 防电气误操作事故的“五防”是指__防止误拉合隔离开关__、_带接地线合闸_、__误拉合断路器__、_带电合接地开关_和_误入带电间隔____. 二、概念解释题（每题5分，共25分） 1、电气主接线：由电气设备通过连线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。 2、最小安全净距：在这一距离内，无论是在正常最高工作电压或者出现内部、外部过电压时，都不至于使得空气间隙被击穿。 3、电压互感器的准确级：由互感器系统定的等级，其误差在规定使用条件下应在规定的限值之内负荷，二次回路的阻抗，通常以视在功率(VA)表示。 4、厂用电率：厂用电率是发电生产过程中设备设施消耗的电量占发电量的比例。 5、明备用、暗备用： 答：设置了专门的备用厂用变——明备用，多了一台备 _____________ ________
第一章能源和发电 1-2 电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。 随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。电气化在某种程度上成为现代化的同义词。电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。 1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。 按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。 按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。 按输出能源分：凝气式发电厂；热电厂。 按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂；大中容量发电厂；大容量发电厂。 火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个生产过程分三个系统：燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。 1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 答：按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。 按径流调节的程度分为：无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂；年调节水电厂；多年调节水电厂。 水电厂具有以下特点：可综合利用水能资源；发电成本低，效率高；运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。 1-5 抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能？ 答：抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰；填谷；备用；调频；调相。 功能：降低电力系统燃料消耗；提高火电设备利用率；可作为发电成本低的峰荷电源；对环境没有污染且可美化环境；抽水蓄能电厂可用于蓄能。 第二章发电、变电和输电的电气部分 2-1 哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？其功能是什么？ 答：通常把生产、变换、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。其中对一次设备和系统运行状态进行测量、监视和保护的设备称为二次设备。如仪用互感器、测量表计，继电保护及自动装置等。其主要功能是起停机组，调整负荷和，切换设备和线路，监视主要设备的运行状态。 2-2 简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 答：1）发电机与变压器的连接采用发电机—变压器单元接线； 2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电； 3）在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器； 4）在发电机出口侧和中性点侧，每组装有电流互感器4个； 5）发电机中性点接有中性点接地变压器； 6）高压厂用变压器高压侧，每组装有电流互感器4个。 其主要设备如下：电抗器：限制短路电流；电流互感器：用来变换电流的特种变压器；电压互感器：将高压转换成低压，供各种设备和仪表用，高压熔断器：进行短路保护；中性点接地变压器：用来限制电容电流。
发电厂电气部分试卷汇总及答案(全) 一、单项选择题1．根据对电气主接线的基本要求，设计电气主接线时首先要考虑() A．采用有母线的接线形式B．采用无母线的接线形式C．尽量降低投资、少占耕地D．保证必要的可靠性和电能质量要求 2.电压互感器的一次额定电压应等于() A. 100或100/3伏B. 1003或×1003伏 C. 所在电网的额定电压D.
100或2×100伏 3.输电线路送电的正确操作顺序为() A.先合母线隔离开关，再合断路器，最后合线路隔离开关 B.先合断路器，再合母线隔离开关，最后合线路隔离开关C.先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器 D.先合线路隔离开关，再合母线隔离开关，最后合断路器 4.线路隔离开关的线路侧，通常装有接地闸刀开关，其主要作用是当线路停电之 后，合入接地刀闸，将它作为()使用。 A.防雷接地 B.保护接地 C.工作接地
D.三相短路接地线 5.在110kV及以上的配电装置中，下述哪种条件下可采用多角形接线?() A.出线不多且发展规模不明确 B.出线不多但发展规模明确C.出线多但发展规模不明确 D.出线多且发展规模明确6三相导体短路的最大电动力不受()影响。 A.跨距 B.长期允许电流 C.相间距离 D.三相短路时的冲击电流7.装设分段电抗器的作用是() A.限制母线回路中的短路电流 B.改善母线的电压质量 C.吸收多余的无功功率 D.改进用户的功率因数8.
在交流电路中，弧电流过零值之后，电弧熄灭的条件是()。 A.弧隙恢复电压弧隙击穿电压 D.减少碰撞游离和热游离 9.对厂用I类负荷的供电方式是() A.一般一个电源供电 B.应两个独立电源供电，备用电源采用手动切换方式应两个独立电源供电，一 C. 投入． 个电源消失后，另一个电源要立即自动投入 D.在全厂停电时需要继续供电 10硬铝母线的短路时发热允许温度 是()℃。 A. 70 B. 98 C. 200 D. 300 11.为保证发电厂厂用低压
《发电厂电气部分》习题集(第四版)
发电厂电气部分 习题集 华北电力大学
目录 第一章能源和发电 (1) 第二章发电、变电和输电的电气部分 (2) 第三章导体的发热与电动力 (3) 第四章电气主接线 (4) 第五章厂用电 (5) 第六章导体和电气设备的原理与选择 (6) 第七章配电装置 (7) 第八章发电厂和变电站的控制与信号 (8)
第一章能源和发电 1-1 人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。 1-2 能源分类方法有哪些？电能的特点及其在国民经济中的地位和作用？ 1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 1-5 抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能？ 1-6 核能发电厂的电能生产过程及其特点？ 1-7 发电厂和变电站的类型有哪些？ - 1 -
第二章发电、变电和输电的电气部分2-1 哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？其功能是什么？ 2-2 简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 2-3 简述600MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 2-4 影响输电电压等级发展因素有哪些？ 2-5 简述交流500kV变电站主接线形式及其特点。 2-6 并联高压电抗器有哪些作用？抽能并联高压电抗器与并联高压电抗器有何异同？ 2-7 简述6kV抽能系统的功能及其组成。 2-8 简述串联电容器补偿的功能及其电气接线。 2-9 简述高压直流输电的基本原理。 2-10 简述换流站的电气接线及主要设备的功能。 2-11 简述高压直流输电的优点和缺点各有哪些？ 2-12 简述高压直流输电系统的主接线及其运行方式。 - 2 -
2009-2010《发电厂电气部分》要点 第六章 第六章导体和电气设备的原理与选择（重点！） 1. 了解电气设备选择的一般条件 1、正常工作条件：额定电流、额定电压 额定电压：额定电压>电网额定电压（Ns N U U ≥ ） 额定电流：额定电流>回路最大持续工作电流（max I I N ≥ ） 2、短路条件：热稳定、动稳定 热稳定校验：设备在最严重的短路电流热效应下，发热最高温度不超过最高允许的 温度（k t Q t I ≥ 2 ，t I 、t 为电气设备允许的热稳定电流和时间，k Q 短路产生的热效应） 短路计算时间：继电器工作时间pr t +断路器全断开时间br t （P172） 断路器全断开时间br t ：固有分闸时间in t +电弧持续时间a t 动稳定校验：设备最高允许动稳定电流大于短路电流（sh es I I ≥ ） 2. 了解电弧的形成与熄灭过程；掌握高压断路器和隔离开关的功能；掌握高压断路器 和隔离开关的选择方法和步骤。看懂例题6－1。P183 1、电弧： 电弧的形成（绝缘介质中中性质点转换为带点质点）： 阴极表面发射电子（热电子发射、强电场电子发射）——碰撞游离——热游离 电弧的熄灭：复合+扩散>游离 交流电弧的熄灭条件：电弧电流过零时，弧隙介质强度恢复速度>弧隙电压上升速度 2、高压断路器的功能： 1、 正常运行：设备过线路投入和切出（断开负荷电流） 2、 设备或线路故障时：切出故障回路（断开短路电流） 高压隔离开关：不产生电弧的切换动作（不能用于切换负荷电流和短路电流） 3、高压断路器的选择 （1）额定电压、额定电流 额定电压：额定电压>电网额定电压（Ns N U U ≥ ） 额定电流：额定电流>回路最大持续工作电流（max I I N ≥ ）
《发电厂电气部分》课程复习要点 绪论第一章第二章 1.了解现阶段我国电力工业的发展方针、现状 发展现状：目前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制的新时代。 （1）我国发电装机容量和年发电量均居世界第二位 （2）各电网中500KV（包括330KV）主网架逐步形成和壮大。220KV电网不断完善和扩充 （3）1990年我国第一条从葛洲坝水电站至上海南桥换流站的±500KV直流输电线路实现双极运行，使华中和华东两大区电网实现非同期联网 （4）随着500KV网架的形成和加强，网络结构的改善，电力系统运行的稳定性得到改善。 （5）省及以上电网现代化的调度自动化系统基本实现了实用化。 （6）数据通信为特征的覆盖全国各主要电网的电力专用通信网基本形成 2.了解发电厂和变电所的类型，特点 （1）发电厂： 火力发电厂（1火电厂布局灵活，装机容量大小可按需要决定；2 火电厂的一次性建造投资少。建造工期短。发电设备年利用小时数较高；3、 火电厂耗煤量大，单位发电成本比水电厂高3-4倍；4、动力设备繁多，控制操作复杂；5、大型机组停机到开机并带满负荷时间长，附加耗用大量燃料；6担负急剧升
降负荷时，需要付出附加燃料消耗的代价；7若担任调峰、调频、事故备用，则相 应事故增多，强迫停运率增高，厂用电率增高。应尽可能担负较均匀负荷；8、对 空气、环境污染大） 水力发电厂（1、可合理利用水资源；2、发电成本低，效率高；3、运行灵活；4、可存储和调节；5、不污染环境；6、投资较大，工期较长；7、受水文条件制约；8、淹没土地，生态环境） 核能发电厂（建设费用高，燃料费用便宜，带基荷运行） 新能源发电 风力 地热 海洋能 太阳能 生物质能 磁流体 （2）变电所： （1）枢纽变电所 （2）中间变电所 （3）地区变电所 （4）终端变电所 3.发电厂电气设备简述
姚春球编《发电厂电气部分》教材 计算题参考答案 第二章 P62 15. 0266.00=R Ω，14.1=s K ，3 1003.0-?=R Ω／m ，18.0==r c F F m 2 /m ，05.46=c Q W/m ，04.58=r Q W/m ，7.1862=I A 。 16. 1.1=k t s ，78.699==p k Q Q (kA)2 ·s ，16 1048.0?=i A J/（Ω·m 4 ），161055.0?=f A J/（Ω·m 4 ），f θ=75℃<200℃，满足热稳定。 17. 6 1067.1-?=J m 4 ，8.17=m kg/m ，1602.3661>=f H Z ，β=1，86.4942max =F N 。 18. 8625==w w I I & A ，0703.0=s T s ，ο &4.1778616j s e I -==A ，ο &4.87390j r e I -=A 。 19. 开断各种短路故障，工频恢复电压有效值、工频恢复电压最大值、恢复电压最大值分别为： 开断单相接地短路： )(01.127kV ， )(62.179kV ， )(43.269kV ； 开断三相不接地短路，首先开断相： )(52.190kV ， )(43.269kV ， )(145.404kV ； 开断三相接地短路，首先开断相： )(12.165kV ， )(51.233kV ，)(27.350kV 。 开断两相短路，首先开断相： )(12.165kV ， )(48.233kV ，)(21.350kV 第四章 P186 12. 2台主变，110kV 侧初期采用内桥接线，终期发展为单母线分段接线；10kV 侧采用单母线分段 接线。主接线图（略）。max max 7.0S S ='=，可选择SF7-16000/110变压器。 13.需设10kV 发电机电压母线， 2×50MW 发电机接于10kV 母线上，且采用工作母线分段的双母线（双母三分段），母线分段及各电缆馈线均装设普通电抗器，母线上设2台主变T1、T2与220kV 系统联系； 200MW 发电机采用发电机-双绕组变单元接线，直接接于220kV 母线，采用可靠性高的SF 6断路器及双母线接线（当采用其他型式断路器时，则采用双母线带旁路接线）。主接线图（略）。 T1、T2，三种情况计算结果为： N S ≈ MVA 、 MVA 、 MVA ，可选择SFP 7－50000/220变压器。T3选择：N S ≈ MVA ，可选择SFP 7－240000/220变压器。 14. 47.1947=I AC 万元， 61.1858=II AC 万元，第二方案为最优方案。 第五章 P224 12.选择计算如下表 13.0825.0*=t x ，847.01*=U >80%，给水泵能正常启动。 14.088.0*=t x ，728.01*=U >65%，满足自启动。 15.高压厂用母线电压校验：1045.0*=t x ，%6579.01*>=U ；对最大负荷的低压厂
智慧树知到《发电厂电气部分》章节测试答案第一章 1、下列几种类型的发电厂中，哪一种的效率最高（）。 A:低温低压 B:中温中压 C:高温高压 D:超临界 正确答案：超临界 2、下列几种发电厂中，哪种类型的发电厂的效率最高（）。 A:凝气式火电厂 B:热电厂 C:燃气-蒸汽联合循环 D:垃圾发电厂 正确答案：燃气-蒸汽联合循环 3、三峡水电站属于（）水电站。 A:引水式 B:坝后式 C:河床式 D:抽水蓄能 正确答案：坝后式 4、抽水蓄能电站的作用有（）。 A:调峰
B:填谷 C:调频 D:调相 正确答案：调峰,填谷,调频,调相 5、下列设备中，属于一次设备的是（）。 A:载流导体 B:继电保护及自动装置 C:测量仪表 D:控制和信号设备 正确答案：载流导体 第二章 1、在送电操作时：应该先合隔离开关，后合断路器？ A:对 B:错 正确答案：对 2、辅助二次绕组（开口三角形接线）用于大电流接地系统的接地保护时，每相辅助二次绕组的额定电压为100V? A:对 B:错 正确答案：对 3、电压互感器的准确级是根据电压误差的大小划分的。 A:对 B:错
正确答案：对 4、高压断路器按照灭弧介质不同可分为油断路器，压缩空气断路器，SF6断路器和真空断路器。 A:对 B:错 正确答案：对 5、开关断开时产生电弧的原因是强电场发射和热电子发射。 A:对 B:错 正确答案：对 第三章 1、对于Ⅰ组母线分段，Ⅱ组母线不分段的双母线分段接线。如果Ⅰ组母线工作，Ⅱ组母线备用，它具有单母线分段接线特点。当某段母线故障，可将故障段母线上的所有支路倒至备用母线上，则此时（） A:它具有双母线接线的特点 B:它具有双母线带旁路母线接线的特点 C:它具有单母线接线的特点 D:它仍然具有单母线分段接线的特点 正确答案：D 2、具有三条进线与三条出线时，采用3/2接线和双母线接线比较（） A:3/2接线多用于一台断路器 B:3/2接线多用于二台断路器 C:3/2接线多用于三台断路器
发电厂电气部分习题集 发电厂电气部分 习题集 目录 第一章能源和发电 (1) 第二章发电、变电和输电的电气部分 (2) 第三章导体的发热与电动力 (3) 第四章电气主接线 (4) 第五章厂用电 (5) 第六章导体和电气设备的原理与选择 (6) 第七章配电装置 (7) 第八章发电厂和变电站的控制与信号 (8)
第一章能源和发电 1-1 人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。 1-2 能源分类方法有哪些？电能的特点及其在国民经济中的地位和作用？1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 1-5 抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能？ 1-6 核能发电厂的电能生产过程及其特点？
第二章发电、变电和输电的电气部分 2-1 哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？其功能是什么？ 2-2 简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 2-3 简述600MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 2-4 影响输电电压等级发展因素有哪些？ 2-5 简述交流500kV变电站主接线形式及其特点。 2-6 并联高压电抗器有哪些作用？抽能并联高压电抗器与并联高压电抗器有何异同？2-7 简述6kV抽能系统的功能及其组成。 2-8 简述串联电容器补偿的功能及其电气接线。 2-9 简述高压直流输电的基本原理。 2-10 简述换流站的电气接线及主要设备的功能。 2-11 简述高压直流输电的优点和缺点各有哪些？ 2-12 简述高压直流输电系统的主接线及其运行方式。
第三章导体的发热和电动力 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？ 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？ 3-3 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？ 3-4 为什么要计算导体短时发热最高温度？如何计算？ 3-5 等值时间的意义是什么等值时间法适用于什么情况？ 3-6 用实用计算法和等值时间法计算短路电流周期分量热效应，各有何特点？ 3-7 电动力对导体和电气设备的运行有何影响？ 3-8 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。 3-9 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？ 3-10 大电流母线为什么常采用分相封闭母线？分相封闭母线的外壳有何作用？ 3-11 怎样才能减少大电流母线附近钢构的发热？ 3-12 设发电机容量为10万kW，发电机回路最大持续工作电流I max=6791A，最大负荷利用小时数T max = 5200h，三相导体水平布置，相间距离a = 0.70m，发电机出线上短路时间t k = 0.2s，短路电流I''= 36.0kA，I tk/2 = 28.0kA，I tk = 24.0kA，周围环境温度+35℃。试选择发电机引出导线。
,考试作弊将带来严重后果！ ---- 2010-2011学年第二学期期末考试 《发电厂电气部分》试卷（A）答案 1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 所有答案请直接答在试卷上； ．考试形式：闭卷； 2分，共20分） 1. 依据一次能源的不同，发电厂可分为（火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂）等。 2. 火力发电厂的能量转换过程是：燃料的化学能 -> 热能 -> 机械能 -> 电能。 3. 目前世界上使用最多的是核电厂是（轻水堆）核电厂，即（压水堆）核电厂和（沸水堆）核电厂。 4. 对一次设备和系统的运行状态进行（监察、测量、控制、保护、调节）的设备，称为二次设备。 5. 隔离开关的作用是隔离电压、倒闸操作和分合小电流。 6. 发电厂的厂电率为发电厂厂用电耗电量与电厂的发电量之比。 7. 根据电气设备和母线布置特点，层外配电装置通常分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装置三种类型。 8. 使母线的电能损耗费用与相应设备维修费、折旧费的总和为最少的母线截面，称为经济电流密度截面。 9. 有汇流母线的接线形式可概括地分为__单母线__和_双母线__两大类；无汇流母线的接线形式主要有单元接线、桥型接线和角型接线_。 10. 防电气误操作事故的“五防”是指防止误拉合隔离开关、防止带接地线合 闸、防止误拉合断路器、防止带电合接地开关和防止误入带电间隔。
将正确选项前的字母填在题后的括号内。）（每题2分，26分） 1如果要求在检修任一引出线的母线隔离开关时,不影响其他支路供电,则可采用( C )。 A.内桥接线 B.单母线带旁路接线 C.双母线接线 D.单母线分段接线 2双母线接线采用双母线同时运行时，具有单母线分段接线特点( D )。 A.因此，双母线接线与单母线分段接线是等效的 B.但单母线分段接线具有更大的运行灵活性 C.并且两者的设备数量一样 D.但双母线接线具有更大的运行灵活性 3经技术经济比较,我国有关设计技术规程中规定,当发电机电压为10.5KV时,对于容量为( D )的机组,其高压厂用电电压可采用3KV。 A.100MW及以下 B.100～300MW C.25MW以下 D.60MW及以下 4输电线路送电的正确操作顺序为（ C ） A．先合母线隔离开关，再合断路器，最后合线路隔离开关 B．先合断路器，再合母线隔离开关，最后合线路隔离开关 C．先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器 D．先合线路隔离开关，再合母线隔离开关，最后合断路器 5 各类安全距离在国家颁布的有关规程中均有规定。当实际距离大于安全距离时，人体及设备才安全。220kV和110kV设备的安全距离分别是（ 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 在电流互感器的选择与检验中，不需选择或校验（ C ） A．额定电压B．二次负荷 C．机械负荷D．动稳定 7维持电弧稳定燃烧的因素是（ C ） A碰撞游离B高电场发射 C热游离 8交流电弧过零后不再燃烧的条件是（C ）
《发电厂电气部分》复习 第一章能源和发电 1、火、水、核等发电厂的分类 依据一次能源的不同，发电厂可分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等。 火电厂的分类： （1）按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂。 （2）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂 （3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。 水力发电厂的分类： 按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。 （2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。 核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。 2、抽水蓄能电厂的作用 调峰，填谷，调频，调相，备用。 3、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14 火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。 能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。 4、水力发电厂的基本生产过程 答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。 第二章发电、变电和输电的电气部分 1、一次设备、二次设备的概念 一次设备：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
一、单项选择题1．根据对电气主接线的基本要求，设计电气主接线时首先要考虑( ) A．采用有母线的接线形式B．采用无母线的接线形式 C．尽量降低投资、少占耕地D．保证必要的可靠性和电能质量要求 2.电压互感器的一次额定电压应等于( ) A. 100或100/3伏 B. 1003或×1003伏 C. 所在电网的额定电压 D. 100或2×100伏 3.输电线路送电的正确操作顺序为( ) A.先合母线隔离开关，再合断路器，最后合线路隔离开关 B.先合断路器，再合母线隔离开关，最后合线路隔离开关 C.先合母线隔离开关，再合线路隔离开关，最后合断路器 D.先合线路隔离开关，再合母线隔离开关，最后合断路器 4.线路隔离开关的线路侧，通常装有接地闸刀开关，其主要作用是当线路停电之后，合入接地刀闸，将它作为( )使用。 A.防雷接地 B.保护接地 C.工作接地 D.三相短路接地线 5.在110kV及以上的配电装置中，下述哪种条件下可采用多角形接线?( ) A.出线不多且发展规模不明确 B.出线不多但发展规模明确 C.出线多但发展规模不明确 D.出线多且发展规模明确 6三相导体短路的最大电动力不受( )影响。 A.跨距 B.长期允许电流 C.相间距离 D.三相短路时的冲击电流 7.装设分段电抗器的作用是( ) A.限制母线回路中的短路电流 B.改善母线的电压质量 C.吸收多余的无功功率 D.改进用户的功率因数 8.在交流电路中，弧电流过零值之后，电弧熄灭的条件是( )。 A.弧隙恢复电压<弧隙击穿电压 B.弧隙恢复电压=弧隙击穿电压 C.弧隙恢复电压>弧隙击穿电压 D.减少碰撞游离和热游离 9.对厂用I类负荷的供电方式是( ) A.一般由一个电源供电 B.应由两个独立电源供电，备用电源采用手动切换方式投入 C.应由两个独立电源供电，一个电源消失后，另一个电源要立即自动投入 D.在全厂停电时需要继续供电 10硬铝母线的短路时发热允许温度是( )℃。 A. 70 B. 98 C. 200 D. 300 11.为保证发电厂厂用低压单个或成组电动机可靠启动，要求厂用母线电压不低于额定电压的（） A.50 B.60% C.70% D.80% 12．由于发电厂厂用电一般采用可靠性高的成套配电装置，因而其高、低压母线应采用
第6章导体和电气设备的原理与选择最全答案 6-1什么是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？ 答：演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr和相应断路器的全开断时间t br之和，而t br是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。 6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？ 答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。电弧形成过程：⑴电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射；⑵弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离。电弧的熄灭关键是去游离的作用，去游离方式有２种：复合：正负离子相互吸引，彼此中和；扩散：弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关：⑴电弧温度；⑵电场强度；⑶气体介质的压力；⑷介质特性；⑸电极材料。 6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？ 答：有以下几种灭弧方式： 1）利用灭弧介质，如采用SF6气体；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却面复合；4）采用多段口熄弧；5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。 6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？ 答：弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。 弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。 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。 6-5电流互感器常用的二次接线中，为什么不将三角形接线用于测量表计？
第一章电力系统概述 1．何谓电力系统、动力系统及电力网? 答：电力系统是指由发电机、输配电线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的有机整体。 动力系统由电力系统再加上发电厂的动力部分（火电厂的锅炉、汽轮机、热力管网等；水电厂的水库、水轮机、压力管道等）构成。 电力网指在电力系统中，由各种不同电压等级的电力线路和变配电所构成的网络，简称电网。 2．联合成电力系统并不断扩大有什么优越性? 答：联合成电力系统并不断扩大的优越性有： （1）提高供电的可靠性； （2）减少系统中总备用容量的比重； （3）减少总用电负荷的峰值； （4）可以安装高效率的大容量机组； （5）可以水火互济节约能源改善电网调节性能； （6）可以提高电能质量。 3．何谓电力系统额定电压?我国电网和用电设备的额定电压有哪些等级? 答：额定电压指某一受电器（电动机、电灯等）、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益的电压。 我国电网和用电设备的额定电压等级有220V、380V、3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、154 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV、1000 kV。 4．电能的质量指标有哪几项?简要说明其内容。 答：电能的质量指标主要是频率、电压和波形三项。 （1）频率：对大型电力系统，频率的允许范围为50Hz±0.2Hz，对中小电力系统，频率的允许范围是50Hz±0.5Hz。 （2）我国规定用户处的电压容许变化范围是： 1）由35kV及以上电压供电的用户：±5％； 2）由10kV及以下电压供电的高压用户和低压电力用户：±7％； 3）低压照明用户：-10％～+5％。 （3）波形：电力系统供电电压或电流的标准波形是正弦波。 5．电力系统中性点有哪几种运行方式?各有什么优缺点?我国大体上用怎样的电压等级范围? 答：（1）电力系统中性点运行方式 电力系统中性点运行方式有中性点不接地、直接接地、经电阻接地和经消弧线圈接地运行方式。其中经电阻接地又分经高电阻接地、经中电阻接地和经低电阻接地三种。中性点直接接地、经中电阻接地和经低电阻接地称为大接地电流系统；中性点不接地、经消弧线圈接地和经高电阻接地称为小接地电流系统。
一、填空题（本大题共11小题，每空 1 分，共12 分） 1.在电气主接线中，旁路断路器的主要作用是（检修线路断路器时保证该回线路不停电） 2.三相输电线路水平布置，流过三相短路电流，（中间）相电动力最大。 3.电气一次设备中，具有开断、接通负荷电流和断开短路电流的开关电器是（断路器） 4.目前，在我国占比例最大的发电厂类型是（火力发电厂） 5.电气主接线中母线的主要作用是（汇集和分配电能） 6.发电厂的厂用电系统的接线通常采用（单母分段）接线形式，并且是按（炉）分段。 7.进行导体短时发热计算的主要目的是确定（导体可能的最高温度） 8.电力系统中，进行一次系统和二次系统间联系的主要元件是（互感器） 9.屋内配电装置电抗器的布置可以采用垂直布置，布置时应将（B ）相放在上下两相中间 10.可以将一组母线与另一组母线重叠布置的屋外配电装置的类型是（高型） 11.（汽轮）发电机可以异步运行15－30分钟 二、判断题（本大题共12小题，每小题 1 分，共12 分） 1.自耦变压器的效益系数表明其经济效益，效益系数越大，说明其经济效益也越大。 （×） 2.内桥式接线比较适合于有穿越功率流经本厂的场合。 （×） 3.500kV以上电压等级经常采用3／２接线方式，当串数多于3串以上必须采用交叉接线 （×） 4.在火电厂中厂用备用电源经常采用暗备用方式，而水电厂经常采用明备用方式。 （×） 5.隔离开关只能隔离电压，不能关合非常小的电流 （×） 6.引起发电机过励磁的直接原因是电压降低、频率上升 （×） 7.用熔断器保护的电器，其热稳定时间由熔断时间保证，故可不验算热稳定。 （√ ） 8.减弱游离过程，加强去游离过程，有利于电弧的熄灭。 （√ ） 9.断路器开断中性点不接地系统的三相短路，通常后续开断相的工频恢复电压比首先开断相的高。 （×） 10.电流互感器的一次绕组的电流主要由其二次绕组的电流大小决定。 （×） 11.同步发电机的非正常运行和特殊运行都可以长时间运行。 （×） 12.同一台电流互感器使用在不同的准确级下，会有不同的额定容量。 （√ ） 三、简答题（本大题共11 小题，每小题 5 分，共55 分） 1、什么是变压器的热老化定律？
第一章能源和发电 1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 答：按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。 按径流调节的程度分为：无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂；年调节水电厂；多年调节水电厂。 水电厂具有以下特点：可综合利用水能资源；发电成本低，效率高；运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。 1-5 抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能？ 答：抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰；填谷；备用；调频；调相。 功能：降低电力系统燃料消耗；提高火电设备利用率；可作为发电成本低的峰荷电源；对环境没有污染且可美化环境；抽水蓄能电厂可用于蓄能。 1-6核能发电厂的电能生产过程及其特点？ 答：核电厂是一个复杂的系统，集中了当代许多高新技术。核电厂的系统由核岛和常规岛组成。为了使核电能稳定，经济地运行，以及一旦发生事故时能保证反应堆的安全和防止放射性物质外泄，核电厂还设置有各种辅助系统，控制系统和设施。以压力堆为例，有以下主要系统：核岛的核蒸汽供应系统；核岛的辅助系统；常规岛的系统。 核电厂运行的基本规则和常规为电厂一样，都是根据电厂的负荷需要量来调节供给热量，使得热功率与电负荷平衡。由于核电厂是由反应堆供热，因此核电厂的运行和火电厂相比有以下一些新的特点：１）在火电厂中，可连续不断地向锅炉供燃料，而压水堆核电厂的反应堆，却只能对反应堆堆芯一次装料，交定期停堆换料。因此在堆芯换新料后的初期，过剩反应性很大。为了补偿过剩反应性，除采用控制棒外，还需要在冷却剂中加入硼酸，并通过硼浓度变化来调节反应堆的反应速度。反应堆冷却剂中含有硼酸后，就给一次回路系统及辅助系统的运行和控制带来一定的复杂性。２）反应堆的堆芯内，核燃料发生裂变反应放出核能的同时，也放出瞬发中子和瞬发γ射线。由于裂变产物的积累，以及反应堆的堆内构件和压力容器等因受中子的车辐照而活化，反应堆不管是在运行中或停闭后，都有很强的放射性，这就给电厂的运行和维修带来了一定困难。３）反应堆在停闭后，运行管路中积累起来的裂变碎片和β、γ衰变，将继续使堆芯产生余热。因此堆停闭后不能立刻停机冷却，还必须把这部分余热排放出去，否则会出现燃料元件因过热而烧毁的危险； 即使核电厂在长期停闭情况下，也必须继续除去衰变热；当核电厂发生停电，一回路管道破裂等重大事故时，事故电源、应急堆芯冷却系统立即自动投入，做到在任何事故工况下，