第六章 导体和电气设备的原理与选择习题

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。

《发电厂电气部分》复习第一章能源和发电1、火、水、核等发电厂的分类火电厂的分类：（1)按燃料分:燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，利用垃圾和工业废料作为燃料的发电厂。

（2）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.（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。

（4）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂（5）按发电厂总装机容量的多少分：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。

水力发电厂的分类：（1）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，备用，调频,调相.3、发展联合电力的效益（1）各系统间电负荷的错峰效益。

(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）进行电力系统的经济调度.（5）调峰能力互相支援。

4、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。

5、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.6、轻水堆核电厂的分类(缺生产过程及区别）答:轻水堆核电站可以分为压水堆核电站和沸水堆核电站。

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，kQ 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 ≥）（2）开断电流选择 P181 pt Nbr I I ≥（Nbr I 为额定开断电流，pt I 开断瞬间短路电流周期分量）开断时间较长时s t 1.0≥:''I I Nbr ≥（起始次暂态电流）开断时间较短s t 1.0≤：’k Nbr I I ≥（3）关合电流（断路器在闭合短路电流时安全）：关合电流大于短路电流最大冲击值sh Ncl i i ≥（4）热稳定校验和动稳定校验 k t Q t I ≥2sh es I I ≥4、隔离开关的选择（隔离电源、倒闸操作、分合小电流）：不能开断和关合电流，所以不必进行开断电流和关合电流校验（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 ≥）（2）热稳定校验和动稳定校验 k t Q t I ≥2sh es I I ≥3. 了解互感器作用；了解误差及影响误差的因素；掌握互感器的选择方法和步骤；掌 握电流互感器准确级和额定容量的选择；注意计算长度的概念；掌握连接导线截面 的选择方法；掌握电压互感器的容量和准确级的选择，注意互感器和负荷接线方式 不一致时的折算。

流电弧的伏安特性为动态特性。 ）交流电弧的伏安特性为动态特性。 1）动态特性 ） 由于交流电为周期函数，电弧的温度、 由于交流电为周期函数，电弧的温度、 电阻和电压都随位时间变化，故交流电弧的伏 电阻和电压都随位时间变化， 安特性为动态特性。 A燃弧电压 安特性为动态特性。 燃弧电压 2）电弧的热惯性 ） B熄弧电压 熄弧电压 因弧柱的升温和散 u 热要有一个过程，电弧 热要有一个过程， i 的温度总是滞后于周期 电流的变化， 电流的变化，这种现象 称为电弧的热惯性。 称为电弧的热惯性。
（3）弧隙介质强度的恢复过程 ） 电弧电流过零时， 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， 由起始介质强度逐渐增强的过程，称为弧隙 介质强度的恢复过程。 介质强度的恢复过程。 1）近阴极效应使弧隙出现起始介质强度 ） 电弧电流过零前后弧隙中的电荷分布 － ＋ － ＋
T=0-过零前 过零前
IN≥Imax
3）自然环境条件 • 选择导体和电器时，应按当地环境条件校 选择导体和电器时， 核它们的基本使用条件。 核它们的基本使用条件。 • 当气温、风速、湿度、污秽等级、海拔高 当气温、风速、湿度、污秽等级、 地震烈度、 度、地震烈度、覆冰厚度等环境条件超出 一般电器的规定使用条件时， 一般电器的规定使用条件时，应向制造部 门提出补充要求或采取相应的防护措施。 门提出补充要求或采取相应的防护措施。
(3)带电抗器的出线回 带电抗器的出线回 路在母线和母线隔离 开关隔板前的母线引 线及套管， 线及套管，应按电抗 器前如d7点短路选择 点短路选择。 器前如 点短路选择。 而对隔板后的导体和 电器一般可按电抗器 为短路计算点， 后d8为短路计算点， 为短路计算点 以便出线选用轻型断 路器，节约投资。 路器，节约投资。

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。

导体及电气设备的原理与选择前言在现代社会中，导体及电气设备是我们生活中不可或缺的一部分。

无论是家庭用电还是工业生产，电气设备都扮演着重要的角色。

本文将介绍导体和电气设备的原理，以及如何选择合适的设备。

导体的原理导体是一种能够传导电流的材料。

在导体中，电流的传导是由电子的移动来实现的。

导体中的电子在受到外界电场的力作用下，会发生自由移动，从而形成电流。

导体的导电性取决于其原子或分子结构。

通常，具有松散结构的材料，例如金属，是良好的导体。

金属中的电子可以自由移动，因此可以很容易地形成电流。

而对于非金属材料，由于其原子或分子结构的限制，电子的移动受到阻碍，因此导电性较差。

导体的选择在选择导体时，需要考虑以下因素：1. 导电性能不同的导体具有不同的导电性能。

一般来说，金属材料具有更好的导电性能，因此常用于电路的导线和连接器中。

在选择导线和连接器时，应选择具有良好导电性能的金属材料，如铜或铝。

2. 机械强度导体在使用过程中需要承受一定的机械应力，因此导体材料的机械强度也是选择的重要考虑因素之一。

导体应能够抵抗拉伸、弯曲和挤压等力。

一些强度较高的导体材料，如钢铁或铜合金，常用于要求较高机械强度的场合。

3. 抗腐蚀性导体可能暴露在潮湿、酸性或碱性环境中，因此其抗腐蚀性也是选择导体的重要考虑因素之一。

一些具有良好抗腐蚀性的材料，如不锈钢或镀银的铜线，常被选用。

4. 成本因素导体的成本也是选择的重要因素。

不同材料的导体具有不同的价格。

在满足性能要求的前提下，应选择成本较低的导体材料。

电气设备的原理电气设备是指用于控制、转换和分配电能的设备。

电气设备的原理可以总结为以下几点：1. 电路原理电气设备的工作原理基于电路原理。

电路由电源、导线、开关、元件等组成。

电气设备的工作状态取决于电路中元件的连接和开关的状态。

通过控制开关的状态，可以实现电气设备的启动、停止、控制等功能。

2. 电能转换电气设备的一个重要功能是将电能转换成其他形式的能量。

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。

第一章概述电力网=变电所+送电线路+用户电力系统=发电厂+变电所+输电线路+用户动力系统=电力系统+动力装置1、一次电气设备定义: 通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。

(1)生产和转换电能的设备。

如发电机、电动机、变压器。

(2)接通或断开电路的开关电器。

如断路器、隔离开关、负荷开关，熔断器、接触器等，它们用于正常或事故时，将电路闭合或断开。

(3)限制故障电流和防御过电压的保护电器。

如限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。

(4)载流导体。

如传输电能的裸导体、电缆等。

(5)接地装置。

无论是电力系统中性点的工作接地，还是保护人身安全的保护接地，均同埋入地中的接地装置相连。

2、二次设备定义: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。

(1)仪用互感器，如电压互感器和电流互感器，可将电路中的高电压、大电流转换成低电压、小电流，供给测量仪表和保护装置使用。

(2)测量表计，如电压表、电流表、功率表和电能表等，用于测量电路中的电气参数。

(3)继电保护及自动装置，这些装置能迅速反应系统不正常情况并进行监控和调节或作用于断路器跳闸，将故障切除。

(4)直流电源设备，包括直流发电机组、蓄电池组和硅整流装置等，供给控制、保护用的直流电源和厂用直流负荷、事故照明用电等。

(5)操作电器、信号设备及控制电缆，如各种类型的操作把手、按钮等操作电器实现对电路的操作控制，信号设备给出信号或显示运行状态标志，控制电缆用于连接二次设备。

3、电气接线电气接线--各种电气设备依其电力生产中的作用、功能等要求连接成的电路。

用规定的图形、文字符号描述电气设备，按一次(二次)电路的实际连接而绘制出的电路图。

一般画成单线图形式(局部三线)电气主接线- --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(又称为一次主回路，一次主接线)二次接线--由二次设备所连成的电路(或称二次回路)4、配电装置配电装置一根据电气主接线的连接方式和要求，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建而成的总体电气装置。

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本书与第三版相比，反映了现代电力工业的现状及特点，增加了1000kW大容量发电机组的电气主接线和特点，750kV超高压和1000kV特高压在电力系统中的作用，以及数字化发电厂和数字化变电站等内容。

本书可作为高等院校电气工程及其自动化专业及相关专业的本科教材，也可作为高职高专和函授教材，同时还可供从事发电厂和变电站电气设计、运行、管理工作的工程技术人员参考。

前言第三版前言第二版前言第一版前言绪论第一章能源和发电第一节能源和电能第二节火力发电厂第三节水力发电厂第四节核能发电厂小结思考题第二章发电、变电和输电的电气部分第一节概述第二节发电厂的电气部分第三节高压交流输变电第四节高压直流输电小结思考题第三章常用计算的基本理论和方法第一节正常运行时导体载流量计算第二节载流导体短路时发热计算第三节载流导体短路时电动力计算第四节电气设备及主接线的可靠性分析第五节技术经济分析小结思考题和习题第四章电气主接线及设计第一节电气主接线的基本要求和设计程序第二节主接线的基本接线形式第三节主变压器的选择第四节限制短路电流的方法第五节电气主接线设计举例小结思考题和习题第五章厂用电接线及设计第一节概述第二节厂用电接线的设计原则和接线形式第三节不同类型发电厂的厂用电接线第四节厂用变压器的选择第五节厂用电动机的选择和自启动校验第六节厂用电源的切换小结思考题和习题第六章导体和电气设备的原理与选择第一节电气设备选择的一般条件第二节高压断路器和隔离开关的原理与选择第三节互感器的原理及选择第四节限流电抗器的选择第五节高压熔断器的选择第六节裸导体的选择第七节电缆、绝缘子和套管的选择小结思考题和习题第七章配电装置第一节概述第二节屋内配电装置第三节屋外配电装置第四节成套配电装置第五节封闭母线第六节发电厂和变电站的电气设施平面布置小结……看过“发电厂电气部分第四版（熊信银著）”的人还看了：1.电力拖动自动控制系统第4版(阮毅陈著)课后答案下载2.复变函数与积分变换(刘建亚著)课后题答案下载。

Kθ θ al θ θ al θ 0
式中：Imax － 导体所在回路的最大持续工作电流 Ial
裸导体的选择
2.选择导体的截面大小 (2)按经济电流密度选择截面
作者：李长松 版权所有
当负荷电流通过载流导体时，将产生电能损耗。电能 损耗的大小与负荷电流的大小、母线截面(或母线电 阻)有关。
同一熔断器内，通常可分别接入额定电流 大于熔断器额定电流的任何熔体
6
7
用来保护电路中的电气设备免受过载和电路电流的危害。
不能用来正常地切断和接通电路，必须与其它电器（隔离开关、 接触器、负荷开关等）配合 广泛用在1000V及以下的装置中，在3~110kV高压配电装置作为 小功率电力线路、配电变压器、电力电容器、电压互感器等设备 的保护。
三、高压熔断器的分类
2. 非限流型高压熔断器：自然灭弧
作者：李长松 版权所有
在熔体熔化后，短路电流不减小，一直达到最大值。 在第一次过零或经过几个半周期之后电弧才熄灭。
四、高压熔断器的选择和校验
1. 选择额定电压 非限流型： UN ≥ UNS
作者：李长松 版权所有
限流型：
原因：
UN ≡ UNS
I
IN1 Id
2－截面较大 1－截面较小
三、高压熔断器的分类
分类方式 性能 保护范围 熄弧方式 安装场所 保护对象 型式 结 构 极数 底座绝缘子 限流式、非限流式 一般、后备、全范围 角壮式(大气中熄弧)、石英砂填料、喷射式、真空等 分类名称
户外、户内
变压器、电动机、电压互感器、单台并联电容器、电容 器组、电容器组、供电回路等 插入式、母线式、跌落式、非跌落式、混合式等 单极、三级 单柱、双柱
t 1 电源 2(粗) 1(细) d 2

tpr——继电保护动作时间。备在保验护算动电作器时的间短。路热效应时，宜采用后
tbr——相应断路器的全开断时间
tbr =tin+ta
tin ——断路器固有分闸时间，可在手册上查出。 ta ——断路器开断时电弧持续时间。
第二节 高压断路器和隔离开关的原理与选择
回顾 : 高压断路器的主要功能 ①正常状况下，控制各电力线路的开断与闭合。 ②事故时在继电保护装置控制下能自动切除短路电流。
（3）计算短路点
②母联断路器 考虑当采用该母联断路器向备用路线充电时，备
用母线故障流过该备用母线的全部短路电流。 ③带电抗器的出线回路
由于干式电抗器工作可靠性较高，且断路器与电 抗器间的连线很短，故障几率小，一般可选电抗 器后为计算短路点，这样出线可选用轻型断路器， 以节约投资。
系统
k6
k5
It
(2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不 校验动稳定。
(3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设 备可不校验动、热稳定。
3、短路电流计算条件：
做校验用的短路电流应按下列情况确定： （1）容量和接线
按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划 (一般为本工程建成后5～10年)；其接线应采用可能发生最大短 路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列 的接线方式(如切换厂用变压器时的并列)。
（二）交流电弧特性
1、交流电弧的波形 交流电弧具有过零值自然熄灭 及动态的伏安特性两大特点。
i Ua
图中A点是电弧产生时的电压，称为燃弧电压。 B点是电弧熄灭时的电压，称为熄弧电压。
显然，由于介质的热惯性，燃弧电压必然大于熄弧电压。
2、交流电弧的熄灭
在电流过零时，采取有效 措施加强弧隙的冷却，使 弧隙介质的绝缘能力达到 不会被弧隙外施电压击穿 的程度，则在下半周电弧 就不会重燃而最终熄灭。

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。

答：第一、机械能。

它包括固体一流体的动能，势能，弹性能及表面张力能等。

其中动能和势能是大类最早认识的能量，称为宏观机械能。

第二、热能。

它是有构成物体的微观原子及分子振动与运行的动能，其宏观表现为温度的高低，反映了物体原子及分子运行的强度。

第三、化学能。

它是物质结构能的一种，即原子核外进行化学瓜是放出的能量，利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢，而这两种元素是煤、石油、天然气等燃料中最主要的可燃元素。

第四、辐射能。

它是物质以电磁波形式发射的能量。

如地球表面所接受的太阳能就是辐射能的一种。

第五、核能。

这是蕴藏在原子核内的粒子间相互作用面释放的能。

释放巨大核能的核反应有两种，邓核裂变应和核聚变反应。

第六、电能。

它是与电子流动和积累有关的一种能量，通常是电池中的化学能而来的。

或是通过发电机将机械能转换得到的；反之，电能也可以通过电灯转换为光能，通过电动机转换为机械能，从而显示出电做功的本领。

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答：一、按获得方法分为一次能源和二次能源；二、按被利用程度分为常规能源和新能源；三、按能否再生分为可再生能源和非再生能源；四、按能源本身的性质分为含能体能源和过程性能源。

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。

第6章导体与电气设备的原理与选择6-1什么就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与相应断路器的全开断时间t br 之与,而t br就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:电弧就是导电的,电弧之所以能形成导电通道,就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,产生大量的电子与离子:碰撞游离+热游离。

电弧的熄灭关键就是去游离的作用,去游离方式有２种:复合:正负离子相互吸引,彼此中与;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与强烈地冷却面复合;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,有利于电弧的冷却与带电质点向周围介质中扩散与离子复合。

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就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与灭弧介质的性质所决定,随断路器形式而异。

弧隙电压恢复过程就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。

体的电晕放电会产生电能损耗、噪声、无线电干扰和金 属腐蚀等不良影响。 2. 为了防止发生全面电晕，要求110kV及以上裸导体的电晕临 界电压Ucr应大于其最高工作电压Umax，即：
S min 1 1 Q K K k s Q k s C A A h w
一、导体选型
2．导体的选型
(1)常用硬导体的截面形状有矩形、槽形和管形。导体截面 形状影响硬导体的散热、集肤效应系数和机械强度。
1) 矩形导体广泛用于35kV及以下，工作电流不超过4000A的 屋内配电装置中，例如，主母线，连接导体和变压器及小 容量发电机的引出线母线。当单条导体的载流量不能满足 要求时，每相可采用2~4条并列使用； 2) 槽形导体适用于35kV及以下，工作电流为4000~8000A的 配电装置中，例如，100MW发电机的引出线母线； 3) 管形导体适用于8000A以上的大电流母线，例如，容量为 200MW及以上的发电机引出线。对110kV及以上屋内外配电 装置，采用硬母线时，应选用管形导体（防止电晕）。
五、硬导体的动稳定校验
五、硬导体的动稳定校验
硬导体的动稳定校验条件为最大计算应力σ 的最大允许应力σ al，即： σ max≤σ al
max不大于导体
硬导体的最大允许应力：硬铝为70×106 Pa， 硬铜为140×106Pa，1Pa=1N/m2。 由于相间距离较大，无论什么形状的导体和组合，计算相 间电动力fph（单位为N/m）时，可不考虑形状的影响，均按下 式计算： b 2h
《风电厂电气系统》
第六章 导体和电气设备的原理 与选择
第六节 裸导体的选择
一、导体选型
一、导体材料、类型与布置方式选择 1．导体的材料 铜：电阻率低，机械强度高，耐腐蚀性比铝强， 但储量少，价格高。 铝：电阻率比铜高，机械强度低，耐腐蚀性较铜 差，但储量高，价格低。 一般优先采用铝导体，在工作电流大，地 方狭窄的场所和对铝有严重腐蚀的地方可采用铜 导体。

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。

第6章电气设备的原理和选择主要内容：断路器和互感器的原理、主要电气设备（断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、电抗器、导体、支持绝缘子、穿墙套管、熔断器）的参数、选择原则和计算知识掌握要求：（1）断路器的原理➢功能、结构组成、种类、型号含义➢电弧原理➢交流电弧的特点和熄灭条件➢断路器的灭弧措施（2）互感器的原理➢功能、结构组成、种类➢电流互感器的等值电路和误差定义、影响误差的因素➢电流互感器的准确级和额定容量定义，会应用➢电压互感器中各种接线的适用范围和相应的二次绕组额定电压值➢互感器在主接线中的配置原则，会应用（3）电气设备的最大工作电流和短路电流计算根据电气设备所在的回路：➢确定流过该设备最大工作电流的原则，会计算；➢确定短路点的原则，会应用，会画计算短路电流的等值电路，会折算计算电抗，会查运算曲线（4）各种电气设备的选择内容和步骤：按哪些项目选择、选择的原则，哪些项目校验、校验原则，各项目中计算数据与电气设备的哪项参数对比。

重点掌握：断路器、电流互感器、电抗器、导体较复杂的计算：➢电抗器的百分电抗值的选择过程➢硬导体的动稳定校验一、断路器的原理1.高压断路器有哪些功能？由哪些部分组成？按灭弧介质有哪些种类？2.交流电弧电流有何特点？熄灭交流电弧的条件是什么？3.什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它们与哪些因素有关？4.高压断路器熄弧的主要措施。

采用两个及以上断口有何利弊，如何解决？5. LW6-500/3150， SW-110 ，LN-10 ， ZN5-10， GW6-220D ， GN2-10 这些型号分别是什么设备，说出每个字母和数字代表的含义。

6.隔离开关的功能。

二、互感器的原理1.互感器的作用。

CT的二次额定电流和PT的二次额定电压是多少？2.画出电流互感器的等效电路图，说明电流互感器误差的定义。

误差与哪些因素有关？在运行中，电流互感器的二次侧为何不允许开路？3.电流互感器准确级的定义。

（4）短路电流的实用计算方法：在进行电气设 备的热稳定计算时，需要用短路后不同时刻的 短路电流，即计及暂态过程，通常采用短路电 流实用计算方法，即运算曲线法。
4、短路电流热效应计算时间的确定

短路电流热效应计算时间tk 为继电保护动作时间tpr 和相应 断路器的全分闸时间tbr之和，即 tk = tpr + tbr 式中tbr为断路器的固有分闸时间和燃弧时间之和。 验算电气设备时宜采用后备保护动作时间；在验算裸导体 的短路热效应时，宜采用主保护动作时间。如主保护有死 区时，则采用能对该死区起作用的后备保护动作时间，并 采用相应处的短路电流值；验算电缆时，对电动机等直馈 线应采用主保护动作时间，其余宜按后备保护动作时间。 在验算电器的短路热效应时，宜采用后备保护动作时间。
④ 不要求断开或闭合电流，只用来在检修时隔离电 压的开关电器，如隔离开关等。
引言
2. 断路器的作用
在正常情况下，控制各种电力线路和设备的开 断和关合。 在电力系统发生故障时，自动地切除电力系统 的短路电流，以保证电力系统的正常运行。
一、电弧的形成与熄灭



当开关电器开断电路时，电压和电流达到一定 值时，触头刚刚分离后，触头之间就会产生强 烈的白光，称为电弧。 此时，触头虽已分开，但电路中的电流还在继 续流通。只有电弧熄灭，电路才被真正断开。 电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中 了出现大量自由电子的缘故。
2、短路动稳定校验
动稳定也称电动力稳定，是指电气设备承受 短路电流机械效应的能力。满足动稳定的条件为：
ies ish 或I es I sh
式中 ish、I sh — 短路冲击电流幅值及其有效值。ish 2K sh I ''， I ''为0s短路电流周期分量有效值，K sh 为冲击系数； ies、I es — 电气设备允许通过的动稳定电流幅值及其有效值。