发电厂电气部分复习思考题 -部分参考答案 ver1.1

一、名词解释

1. 电气主接线——发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路间的相互关

系。 2. 二次接线（图）——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 3. 倒母线——是指双母线接线方式的变电站（开关站），将一组母线上的部分或全部线路、变压器倒换到

另一组母线上运行或热备用的操作 。 4. 厂用电——发电厂的厂用机械及全厂的运行操作下、试验、修配、照明、电焊等用电设备的用电。 5. 厂用电率——发电生产过程中设备设施消耗的电量占总发电量的比例 。

6. 明备用——专门设置的备用变压器（此类备用电源在正常情况下不工作或只带少量的公用负荷，而当

某一工作电源失去时，它就能自动投入以完全代替之 ）。 7. 暗备用——不另设专门的备用变压器，工作变压器互为备用。（由两个厂用工作电源相互作为备用 ）。 8. 动稳定——要求所选的电气设备能承受短路冲击电流所产生的电动力效应 9. 热稳定——要求所选的电气设备能承受短路电流所产生的热效应

10. 经济电流密度——导线的年运行费用和导线投资与补偿导线功率损耗而增加电厂的投资的总和为最小的导线经济截面积所对应的平均电流密度。。 11. 碰撞游离——如果电子的运动速度足够高，其动能大于中性质点的游离能时，便使中性质点游离为新的自由电子和正离子，这种游离过程称。 12. 热游离——由于电弧的温度很高，介质的分子和原子将产生强烈的不规则的热运动，当那些具有足够

动能的中性质点互相碰撞时，又可游离出自由电子和正离子，这种现象。 13. 介质强度恢复过程——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。 14. 弧隙电压恢复过程——从恢复电压起始值 过渡到电源电压的过程。 15. 一次设备——直接生产、转换和输电电能的设备。

16. 二次设备——对一次设备进行监察、测量、控制、保护、调节的辅助设备。

17. 最小安全净距——在配电装置的和电气设备中的各种间隔距离是空气中的最小安全净距（A值）。它表

明带电部分至接地部分或相间的最小安全净距。 18. 配电装置——按主接线图，由母线、开关设备、保护电器、测量电器及必要的辅助设备组建成接受和

分配电能的装置。

19. 中型配电装置——所有电器都安装在同一水平面上，并装在一定高度的基础上，母线稍高于电器所在

的水平面，母线和电器完全不重叠。 20. 常开触点——继电器在线圈没有得电时，断开状态的触点是常开触点。 21. 常闭触点——继电器在线圈没有得电时，闭合状态的触点是常闭触点。 22. 安装单位——指二次设备安装时所划分的单元，一般是按主设备划分。

23. 接地装置——指埋设在地下的接地电极与由该接地电极到设备之间的连接导线的总称。

24. 保护接地——将正常情况下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分（即

与带电部分相绝缘的金属结构部分）用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式 。 25. 保护接零—— 把电工设备的金属外壳和电网的零线可靠连接，以保护人身安全的一种用电安全措施。 26. 间隔——指一个完整的回路，含断路器、隔离开关、互感器、避雷器等，凡具有功能完善的电气单元

称为一个间隔，如进出线间隔、母线设备间隔，对3/2接线来说，一个完整串则含有3个电气间隔。

二、简答题

1. 什么是一次设备？哪些属于一次设备？什么是二次设备？哪些属于二次设备？ 答：一次设备：直接生产、转换和输配电能的设备。

1）生产和转换电能的设备（发电机，变压器，电动机）； 2）开关电器（断路器，隔离开关，熔断器）； 3）限流电器（普通和分裂电抗器）； 4）载流导体（母线，架空线和电缆线）；

5）补偿设备（调相机，电力电容器，消弧线圈，并联电抗器）； 6）仪用互感器；

7）防御过电压设备（避雷线、避雷器、避雷针）； 8）绝缘子； 9）接地装置。

二次设备：对一次设备进行监察、测量、控制、保护、调节的辅助设备。

1）测量表计，2）绝缘监察装置，3）控制和信号装置，4）继电保护及自动装置，5)直流电源设备6）塞流线圈（高频阻波器）。 2. 对主接线的基本要求有哪些？主接线的基本接线形式有哪些？ 答：可靠性、灵活性、经济性；汇流母线和无汇流母线。 3. 双母线与单母线相比，有哪些优缺点？

答：与单母线相比，它的优点是供电可靠，运行方式灵活，扩建方便，可以完成一些特殊功能；缺点：在母线检修火故障时，隔离开关作为倒换操作电器，操作复杂，容易发生误操作；单一组母线故障时仍短时停电，影响范围较大；检修任一回路的断路器，该回路仍停电；双母线存在全停的可能；所用设备多，配电装置复杂。

4. 主接线中为什么要限制短路电流？通常采用哪些方法？

答：为保证系统安全可靠地运行，减轻短路造成的影响，除在运行维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽快地切除短路故障部分，使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。

方法：1）选择适当的主接线形式和运行方式（单元接线，变压器低压侧分裂运行方式，线路分开运行方式，在环网中穿越功率最小处开环运行）；

2）加装限流电抗器（普通、分裂）；3）采用低压分裂绕组变压器。

5. 隔离开关与断路器的主要区别何在？为防止误操作通常采用哪些措施？

答：隔离开关（刀闸)的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关，送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。刀闸的主要特点是无灭弧能力。

断路器(或称开关)是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流；当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围。

两种设备需要配合使用，其操作顺序是 合闸：先合隔离开关，后合断路器； 分闸：先分断路器，后分隔离开关。

为了防止误操作，成套的设备通常带有闭锁装置，35kV及以上户外设备没有闭锁装置。在操作前应先填写好操作票，并在模拟板上模拟操作在进行实际操作。

措施：防止带负荷拉合隔离开关；防止人员误进带电间隔（或开关柜）；防止带地线合闸；机械联锁钥匙装置。

6. 厂用电负荷是怎样分类的？ （见课本P187页“二、厂用负荷分类”。） 7. 长期发热和短时发热各有何特点？

答：答案一来自网络，答案二来自课本，请自行选择参考。

答案一：

电气设备由正常工作电流引起的发热称为长期发热，由短路电流引起的发热称为短时发热。 导体在未通过电流时，其温度和周围介质温度相同。当通过电流时，由于发热，使温度升高，并因此与周围介质产生温差，热量将逐渐散失到周围介质中去。在正常工作情况下，导体通过的电流是持续稳定的，因此，经过一段时间后，电流所产生的全部热量将随时完全散失到周围介质中去，即达到发热与散热的平衡，使导体的温度维持在某一稳定值。当工作状况改变时，热平衡被破坏，导体的温度发生变化；再过一段时间，又建立新的热平衡，导体在新的稳定温度下工作。所以，导体温升的过程也是一个能量守恒的过程。

由于短路时的发热过程很短，发出的热量向外界散热很少，几乎全部用来升高导体自身的温度，即认为是一个绝热过程。同时，由于导体温度的变化范围很大，电阻和比热容也随温度而变，故不能作为常数对待。

答案二：

电气设备由正常工作电流引起的发热称为长期发热，由短路电流引起的发热称为短时发热。 长期发热，其温度变化范围不大，可认为电阻R、导体的比热容c、总换热系数α为常量。 导体短路时发热不同于长期发热，其特点如下：

1）短路电流大，持续时间很短，导体内产生很大的热量，来不及散到周围介质中去，全部用来是导体温度升高；

2）短路时，导体温升很高，它的电阻R，比热容c不能再视为常量，而是温度的函数。 8. 导体长期允许电流是根据什么确定的？提高长期允许电流应采取哪些措施？

答：导体长期允许电流是根据热平衡时导体的长期最高允许温度，利用产热与散热相等确定的。

提高长期允许电流措施：减小导体电阻R，增大导体的换热面F，提高换热系数α。 9. 三相平行导体中最大电动力发生在哪一相上？试加以解释 答：出现在中间相上。在短路后大约0。01″时刻。（见课本P43页） 10. 交流电弧电流有何特点？熄灭交流电弧的条件是什么？

答：电弧是一种能量集中、温度很高、亮度很强的放电现象；电弧由阴极区、弧柱区及阳极区组成；一种自持放电现象，即电弧一旦形成，维持电弧稳定燃烧所需的电压很低；是一束游离气体，质量很轻，容易变形，在外力作用下会迅速移动、伸长或弯曲。

条件：介质强度恢复过程高于弧隙电压恢复过程。 11. 为什么在断路器多断口上并联电容可以起到断口均压作用？ 答：吸收消除瞬间脉冲。电压不能突变。 12. 在断路器断口上并联电阻可以起到什么作用？

答：(1)使多断口断路器的各断口电压分布均衡。 (2)抑制暂态恢复电压。 (3)抑制感性电流开断所产生的过电压。 (4)降低开断电容电路时的过电压。 (5)抑制线路合闸过电压。

13. 在运行中电流互感器的二次侧为何不能开路？在运行中电压互感器的二次侧为何不能短路？ 答：实际运行中的电流互感器其二次侧回路中所串的负载均为测量仪表和继电保护装置，电流线圈的阻抗都非常小（接近于短路状态），故在正常运行中电流互感器的铁心磁密度很低，二次电压也很低。由于一次侧电流所产生的磁通和二次电流所产生的磁通互相去磁，使铁心中的磁通密度维持在较低的水平 ，当运行中的电流互感器二次线圈开路后，一次侧电流不变，而二次电流为零，一次侧电流完全变成了励磁电流，使电流互感器的铁心严重饱和，磁通密度高达1.5T以上，这样将产生下列危险：

（1）由于磁通的饱和，在电流互感器二次侧线圈中将产生很高的电压（峰值达几千伏，甚至更高），对电气设备和工作人员将造成很大的危险。

（2）由于电流互感器二次侧线圈开路后，使得铁心突然饱和，铁心损耗增加，发生严重过热，以至烧毁电流互感器。

（3)由于铁心饱和后产生了剩磁，使电流互感器误差增大，影响计量装置的准确度。

所以在正常运行中严禁电流互感器二次回路开路，必须可靠地保持通路状态。

因为电压互感器二次侧线圈匝数比一次侧线圈匝数要少，但线径较大，根据变压器原理，一旦二次侧短路，势必在二次侧引起很大的短路电流，会造成互感器烧毁。因此，在电压互感器二次侧必须装设保险丝防止其短路。

另一种说法：电压互感器其实就是一个小型的变压器；在二次侧短路，相当于将该“变压器”的二次短路，电压互感器是按额定电流设计的，受不了这么大的短路电流，会烧毁电压互感器，出现事故；且电压互感器二次输出电压会降低，电压表指示为“零”，二次系统不能安全运行，对有低电压保护的设备，还可能误动作，影响正常供电

14. 电压互感器一次绕组中性点不接地时，为何不能测量相对地电压？

答：如果电压互感器一次侧中性点不直接接地，发生单相接地时互感器一次侧中性点，健全的两相对地电压就升高为相电压的√3倍。故障相得对地电压为零。原相电压变为线电压，原线电压不变。发生单相接地时，电流增大为原来的3倍。损坏电压互感器。影响电压互感器的绝缘性。 15. 三相三柱式电压互感器为何不能作绝缘监视？而三相五柱式则可以？ 16. 电流互感器和电压互感器的作用是什么？简述其工作原理。

答：作用：通过检测电流互感器二次变换出来的电流，就可知道电路中有无电流流过，电流大小是多少，是否在正常情况下运行。

通过检测电压互感器二次变换出来的电压，就可知道电路中是否有电压，电压是否正常，在保护中还能“闭锁”电流保护的误动作，提高保护装置动作的灵敏度。 电压互感器的工作原理：

在测量交变电流的大电压时，为能够安全测量在火线和地线之间并联一个变压器(接在变压器的输入端)，这个变压器的输出端接入电压表，由于输入线圈的匝数大于输出线圈的匝数，因此输出电压小于输入电压，电压互感器就是降压变压器。 电流互感器的工作原理：

在测量交变电流的大电流时，为能够安全测量在火线(或地线)上串联一个变压器(接在变压器的输入端)，这个变压器的输出端接入电流表，由于输入线圈的匝数小于输出线圈的匝数，因此输出电流小于输入电流(这时的输出电压大于输入电压，但是由于变压器是串联在电路中所以输入电压很小，输出电压也不大)，电流互感器就是升压(降流)变压器。 17. 试述串级式电压互感器的工作原理。

18. 分别绘出电压、电流互感器的常用接线，并说明应用场合。P132。P140 19. 厂用负荷有哪几种运行方式？各有何特点？P188

20. 各种高压电气设备的选择项目是什么？怎样选择？

21. 如何区别屋外中型、高型和半高型配电装置？它们的优点和应用范围如何？P273。P275

22. 什么叫断路器的“跳跃”？在断路器控制回路中，防止“跳跃”的措施是什么？

答：断路器跳跃：是指断路器的控制手柄在合闸位置（合闸控制回路由于某种原因接通），当线路存在故障时，继电保护装置动作于断路器跳闸，此时断路器发生再合闸、跳闸，多次重复动作的现象，称\"跳跃\"。 因为断路器跳跃是在合闸脉冲与跳闸脉冲同时存在时发生的，因此，在断路器控制回路里，加装跳跃闭锁继电器，使在合闸脉冲和跳闸脉冲同时存在时，可靠地切断合闸回路，从而使断路器不能第二次合闸，防止了跳跃。

23. 断路器的“一对一”弱电选控方式与普通强电控制方式有何区别？ 24. 目前我国电力系统中性点采用的接地方式有哪几种？分别应用在什么情况？

答：方式：不接地，经消弧线圈接地及直接接地。非有效接地系统或小接地系统。包括中心点不接地，经消弧线圈接地，以及经高阻抗接地的系统。有效接地系统或大接地电流系统：中性点直接接地及经低阻抗接地的系统。（293） 25. 消弧线圈有何作用？简述其工作原理。

答：消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈，它的导线电阻很小，电抗很大。当发生单相接地故障时，可产生一个与接地电容电流 的大小相近、方向相反的电感电流 ，从而对电容电流进行补偿。 消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后，提供一电感电流，补偿接地电容电流，使接地电流减小，也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低，达到熄灭电弧的目的。

26. 电力系统采用经消弧线圈接地方式运行时，有几种补偿方式？一般应采用哪种方式运行？为什么？ 答：全补偿方式，欠补偿，过补偿。302

27. 试比较各种中性点接地方式的优缺点。

答：从过电压和绝缘水平的观点来看，采用接地程度愈高的中性的点接地方式就愈有利 从继电保护的观点出发，显然以采用大接地电流的中心点接地方式较为有利

从供电可靠性和故障范围的观点来看，小接地电流系统，特别是经消弧线圈接地的系统，具有明显的优点 从干扰的角度来看，中性点直接接地的方式最为不利，但其延续时间最短；而小接地电流电网，特别是经消弧线圈接地的电网，一般不会产生严重的干扰问题，但其延续时间较长。 28. 保护接地和保护接零是怎样起到保护作用的？

答：保护接地指的是PE线与N线是独立的，PE线直接与电气设备的金属外壳相联结，发生相线触壳的时候，第一时间会发生接地故障，并形成短路电流从而使前端的保护开关动作而跳闸，而不至于人体在接触这些设备时发生触电事故。

保护接地的还有一种后备保护，就是加漏电开关，是防止前一个功能失灵或者断电时间不满足或不足以保护人身安全时所采用的后备保护。

保护接零指的是PE线和N线合一的系统接地保护，功能和保护接地相同，但因为它的PE线和N线是合一的，所以它不能用漏电保护做后备保护

补充：盘形悬式绝缘子的每串绝缘子的数目：35KV不少于3片，110KV不少于7片，220KV不少于13片，330KV不少于19片，500KV不少于24片。