第四章发电厂作业答案

姚春球编《发电厂电气部分》教材计算题参考答案第二章 P6215. 0266.00=R Ω，14.1=s K ，31003.0-⨯=R Ω／m ，18.0==r c F F m 2/m ，05.46=c QW/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 ，161048.0⨯=i A J/（Ω·m 4），161055.0⨯=f A J/（Ω·m 4），f θ=75℃<200℃，满足热稳定。

17. 61067.1-⨯=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 ，4.1778616j s e I -==A ，4.87390j re 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 P18612. 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 max7.0S S ='=15.22MVA ，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）。

第四章问答题1、中性点不接地系统发生单相接地时应如何处理？答案：中性点不接地系统发生单相接地时不必停电，应尽快找出故障点，排除故障或将故障线路切除。

如果寻找和排除故障的时间将超过二小时，必须考虑停电处理，并提早通知用户。

2、小接地短路电流系统发生单相接地时，由Ｙ，ｄｎ0接线、变比为10／0.4kV的配电变压器供电的用户为什么不知道系统发生单相接地？答案：因为用户承受的电压是由Ｙ，ｄｎ0配电变压器的低压 侧供给的， 侧各相电压决定于高压Ｙ侧各相绕组的电压，而Ｙ侧各相绕组的电压决定于系统提供的线电压。

当正常工作情况时，系统提供的线电压对称，Ｙ侧各相绕组承受了对称的相对系统中性点电压，并等于相对地电压，故 侧各相电压及线电压对称，负荷正常工作；当系统发生单相接地，虽然各相的对地电压发生了变化，但系统提供的线电压仍然维持不变，Ｙ侧各相绕组由于本侧中性点是不接地的，承受的相对中性点电压仍与正常工作情况相同，故 侧负荷承受的电压也同正常工作情况，因此用户并不知道系统发生单相接地，只不过系统故障不排除，用户继续工作的时间不能超过二小时。

3、为什么额定电流小的交流接触器用双断点结构，而额定电流大的反而用单断点结构？答案：额定电流小的交流接触器采用双断点结构，可以在电流过零时可靠熄弧，无需另装灭弧装置。

同时，双断点结构的触头开距小、体积小、没有软连接、冲击能量小、机械寿命高。

虽然双断点结构触头压力小，触头接触时无摩擦自清扫作用，而且要用银基合金做材料，但这些缺点影响不大。

额定电流大的交流接触器触头压力要大，且由于开断容量大，电弧不易自熄，一定要装设灭弧装置。

此时，如还用双断点结构，必然使接触器结构更加复杂，而采用单断点已能满足要求。

4、消弧线圈有何作用？答案：消弧线圈的作用是将系统的接地电容电流加以补偿，使接地点的电流补偿到最小值，防止弧光短路扩大事故；同时降低了弧隙电压恢复速率以提高弧隙的绝缘强度，防止电弧重燃造成间歇性弧光接地过电压。

发电厂变电站电气设备智慧树知到课后章节答案2023年下内蒙古机电职业技术学院内蒙古机电职业技术学院第一章测试1.水力发电是将水流的动能转换为机械能，再将机械能转换为电能的过程。

A:对 B:错答案:对2.火力发电是将燃料的化学能转换为热能，再将热能转换为机械能，然后再将机械能转换为电能的过程。

A:对 B:错答案:对3.风力发电是将空气的动能转换为机械能，再将机械能转换为电能的过程。

A:错 B:对答案:对4.锅炉、汽轮机、发电机是常规火力发电厂的三大主机。

A:对 B:错答案:对5.枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，全站停电时将引起系统解列，甚至瘫痪。

答案:对6.中间变电站一般位于系统的主要环路线路中或系统主要干线的接口处，全站停电时，将引起区域电网解列。

A:对 B:错答案:对7.地区变电站以对地区用户供电为主，是一个地区或城市的主要变电站，全站停电时，仅使该地区中断供电。

A:错 B:对答案:对8.终端变电站位于输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电。

A:对 B:错答案:对9.继电保护作用是当一次设备发生事故时，作用于断路器跳闸，自动切除故障元件，当一次系统出现异常时发出信号，提醒工作人员注意。

A:错 B:对答案:对10.自动装置用来实现发电机的自动并列、自动调节励磁、自动按事故频率减负荷、电力系统频率自动调节、按频率自动启动水轮机组,实现发电厂或变电站的备用电源自动投入、输电线路自动重合闸、变压器分接头自动调整、并联电容器自动投切等答案:对第二章测试1.变压器过负荷运行时也可以调节有载调压装置的分接开关。

A:对 B:错答案:错2.把电容器串联在线路上以补偿电路电抗，可以改善电压质量，提高系统稳定性和增加电力输出能力。

A:对 B:错答案:对3.变压器中性点接地,属于保护接地。

A:错 B:对答案:对4.在实际运行中，三相线路的对地电容，不能达到完全相等，三相对地电容电流也不完全对称，这时中性点和大地之间的电位不相等，称为中性点出现位移。

第一章水力发电的基本原理1-1 水电厂动力设备的组成及各自的作用答：水电厂动力部分主要由水轮机、调速器和辅助设备组成。

水轮机：将水能转换成旋转机械能，再由发电机转换为电能；调速器：自动调节水轮发电机组的转速，使发电机输出的交流电的频率符合电网要求；辅助设备：实现机组的紧急停机，油、气、水系统能向机组提供润滑、冷却、机组制动等技术服务，保证机组的正常运行。

1-2 水流的能量形式及水头的几何意义和物理意义。

答：单位重量水体的能量的三种形式：单位位能Z；单位动能22vgα（α为动能修正系数，取1.05~1.1）；单位压能：pγ几何意义：单位重量水体相对基准平面的势能、单位重量的压能和单位重量水体的平均动能。

物理意义：表征单位重量水体的能量。

1-8 设均匀流河段，过水断面平均流速v=0.981m/s，水深h=3m，以河床底部0-0平面作为高程的基准平面见题8图，请计算：（注：取动能修正系数α=1.0）（1）在过水断面上河流表面点1的水头E1；（2）在过水断面上河床底部点2的水头E2；（3）如果认为流速v较小，动能水头22v gα可以忽略不计，河流表面点1的水头'1E。

解：（1）2211110.98130 3.049()229.81PE Z mgαυγ=++=++=⨯（2）2222220.98103 3.049()229.81PE Z mgαυγ=++=++=⨯（3）'2'11113003()2PE Z mgαυγ=++=++=1-13 水力发电机的基本原理是什么？答：因消耗在河流沿河段上单位重量水体的能量E∆为水头损失hw，而hw与水流的速度v平方成正比。

采用经济安全的方法如筑坝形成水库，将消耗在河床路程上的水能收集储存起来并转换成电能。

第二章 水轮机 2-2 在某电站，某一天两台机组一起运行，实测得到上游库水位高程▽sy488.18，上游水库过水断面很大，流速水头可忽略不计。

下游尾水位高程▽xy331.80，蜗壳进口断面中心压力 1.38M P a p =蜗壳。

《发电⼚电⽓部分》（含规范标准答案版）《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、变压器和断路器等称为⼀次设备⼆次设备：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，称⼆次设备2、断路器、隔离开关的区别隔离开关由于没有灭弧装置，不能开断负荷电流或短路电流。

1. 发电厂类型和变电所类型有哪些？答：发电厂类型：火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂以及风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂、潮汐发电厂等；变电所类型：枢纽变电所、、区域变电所、中间变电所、终端变电所2. 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、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。

它们包括以下设备：（1）. 生产和转换电能的设备——发电机、电动机、变压器等2.接通或断开电路的开关电器——断路器、隔离开关、负荷开关、接触器、熔断器3、限制故障电流和防御过电压的保护电器——电抗器、避雷器4、载流导体——裸导体、电缆5、互感器——电流互感器、电压互感器6、无功补偿设备——并联电容器、串联电容器、并联电抗器7、接地装置——地网对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和起保护作用的设备称为二次设备。

它们包括以下设备：1、 测量表计——电压表、电流表、频率表、功率表、电能表2、 继电保护、自动装置及远动装置3、 直流电源设备——直流发电机组、蓄电池组、整流装置4、 操作电器、信号设备及控制电缆3. 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：电流将产生损耗，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。

4. 短时发热允许温度和长期发热允许温度分别是多少，为什么不相同？答：长期发热温度一般不超过70C 0，短期发热温度铝为200C 0，铜为300C 0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5. 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。

第四章电气主接线4-1 对电气主接线的基本要求是什么？答：对电气主接线的基本要求是：可靠性、灵活性和经济性。

其中保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。

灵活性包括：操作、调度、扩建的方便性。

经济性包括：节省一次投资，占地面积小，电能损耗少。

4-2 隔离开关与断路器的区别何在？对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？答：断路器具有专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通和切断电路的控制电器。

而隔离开关没有灭弧装置，其开合电流极小，只能用来做设备停用后退出工作时断开电路。

4-3 防止隔离开关误操作通常采用哪些措施？答：为了防止隔离开关误操作，除严格按照规章实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间加装电磁闭锁和机械闭锁装置或电脑钥匙。

4-4 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者分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修出线断路器时，如何操作？答：主母线主要用来汇集电能和分配电能。

旁路母线主要用与配电装置检修短路器时不致中断回路而设计的。

设置旁路短路器极大的提高了可靠性。

而分段短路器兼旁路短路器的连接和母联短路器兼旁路断路器的接线，可以减少设备，节省投资。

当出线和短路器需要检修时，先合上旁路短路器，检查旁路母线是否完好，如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上后会自动断开，就不能使用旁路母线。

如果旁路母线完好，旁路断路器在合上就不会断开，先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，有旁路短路器代替断路器工作，便可对短路器进行检修。

4-5 发电机-变压器单元接线中，在发电机和双绕作变压器之间通常不装设断路器，有何利弊？答：发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得在选择出口断路器时，受到制造条件或价格等原因造成的困难。

但是，变压器或者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，还需跳发电机磁场开关，若磁场开关拒跳，则会出现严重的后果，而当发电机定子绕组本身发生故障时，若变压吕高压侧失灵跳闸，则造成发电机和主变压器严重损坏。

第四章发电厂作业答案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：主要区别：断路器可有载操作，触头一般在高真空中，或者在绝缘介质内，分断路器时有灭弧功能，有保护装置，故障时保护装置可使其动作分开电路；断路器一般分断和投切的负荷比较大。

隔离开关一般是无载操作，有明显的断开电路空间，开断和关合电路的部分一般没有绝缘介质，也没有高真空空间，一般都是在普通大气状态下，体积较庞大，同一电压等级和电流等级的占地面积更大。

重要原则：断路器“先断后通”；隔离开关“先通后断”4-3主母线和旁路母线各起什么作用？设置专用旁路断路器和母线断路器或分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修出线断路器时，如何操作？答：主母线：它的功能是当工作母线上任一台需要检修而退出运行时，由旁路开关通过旁路母线来代替退出运行的断路器，从而保持系统的供电方式不变。

旁路母线：当正常出线的的开关发生故障，需要检修时，由旁路母线带其出线。

设置专用旁路断路器的特点：没有专用旁路断路器，进出线断路器检修时，可由旁路断路器代替，通过旁路母线供电，从而对母线的运行方式没有影响。

但是设备投资和配电装置的占地面积有所增加。

设置母联断路器或分段断路器兼作旁路断路器的特点：当检修进出线断路器就要将母联断路器或者分段断路器用作旁路断路器。

双母线变成单母线运行或者单母线分裂运行，降低了供电可靠性，并且增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作。

图1 单母线分段兼旁路对QF1进行检修。

已知QS1及QS2闭合状态，QFD闭合，QS3及QS4断开，其操作票为先合上隔离开关QSD，再断开断路器QFD，再断开QS2，再合上QS4，再接通QFD，对母线WP充电等待5分钟，若断路器QFD没有跳闸，则WP完好，最后再断开QF1，依次断开QS5和QS6，则可以对QF1进行检修。

图2 双母线带旁路对母线W1进行检修。

其操作票为：闭合QS1，再闭合QS2，再接通QFC 对W2进行充电，等待五分钟若没有跳闸，则W2母线完好，若保证用户不断电，则闭合出线与W2母线相连的隔离开关，再断开工作母线上W1的隔离开关，再断开QFC 依次断开QS1和QS2，从而对母线W1进行检修。