发电厂电气部分第七章习题解答word

《发电厂电气部分》含答案版《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。

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。

第7章同步发电机的继电保护思考题与习题解答7—1发电机有哪些故障类型?应该装设哪些反应故障的保护？答:发电机应装设下列保护：发电机故障类型主要有各种短路故障。

各种故障包括相间短路、接地短路和输电线路断线.应装设的保护有：（1）对于发电机定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵联差动保护。

（2)对于定子绕组单相接地故障，应装设零序保护.当发电机电压回路的接地电容电流（未经消弧绕组）大于或等于5A时，保护应动作于跳闸,当接地电容电流小于5A时保护应动作于信号。

对容量是100MW及以上的发电机应尽量装设保护范围为100％的接地保护。

（3)对于定子绕组匝间短路,当绕组接成双星形，且每一分支都有引出端时,应装设横联差动保护.（4）对于外部短路引起的过电流，一般应装设低电压启动的过电流保护或复合电压启动的过电流保护。

对于容量为50MW及以上的发电机，一般装设负序过电流及单相低电压启动的过电流保护。

负序过电流保护同时用作外部不对称短路或不对称负荷引起的负序过电流保护。

（5）对于由对称过负荷引起的定子绕组过电流，应装设接于一相电流的过负荷保护。

(6）对于水轮发电机及其某些大容量汽轮发电机定子绕组的过电压，应装设带延时的过电压保护。

(7）对于励磁回路的接地故障，水轮发电机一般应装设一点接地保护.对汽轮发电机的励磁回路一点接地,一般采用定期检测装置，对大容量机组，可装设一点接地保护，对两点接地故障，应装设两点接地保护。

（8)对于发电机的励磁消失，当100MW以下不允许失磁运行的发电机，应在自动灭磁开关断开时应联动断开发电机断路器；当采用半导体励磁系统时，应装设专用的失磁保护。

对于100MW以下但对电力系统有重大影响的发电机和100MW 及以上的发电机应装设专用的失磁保护。

（9）对于发电机转子回路过负荷，在容量为100MW以上并采用半导体励磁的发电机，可以装设转子回路过负荷保护。

（10)对于大容量汽轮发电机的逆功率运行,可以装设逆功率保护。

发电厂电气部分习题及答案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。

电力工程基础第7章习题答案第七章7-1 变配电所二次回路按用途分为哪几部分？答：二次回路按用途分，有操作电源回路、测量（或计量）表计和监视回路、断路器控制和信号回路、中央信号回路、继电保护回路和自动装置回路等。

断路器控制回路的功能是对断路器进行通、断操作，当线路发生短路故障时，相应继电保护动作，接通断路器控制回路中的跳闸回路，启动信号回路发出音响和灯光信号；操作电源向断路器控制回路、继电保护装置、信号回路、监测系统等二次回路提供所需的电源。

7-2 二次接线图有几种形式？各有什么特点？答：二次接线图有三种形式：归总式原理图、展开式接线图和安装接线图。

归总式原理图采用集中式表示方法，即各二次设备是以整体的形式与一次接线中的相关部分备画在一起，其特点是比较直观，但清晰度差，不便于读图。

展开式接线图是将每套装置的交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路和信号回路等各部分按功能不同分开来绘制，同一仪表或继电器的电流线圈、电压线圈和触点长城被拆开，分别画在不同的回路里，其特点是条理清晰，易于阅读，便与分析和检查。

安装接线图是根据施工安装的要求，用来表示二次设备的具体位置和布线方式的图形，包括屏面布置图、端子排图和屏背面接线图。

图中各种仪表、继电器等二次设备和连接导线及其路径等，都是按照它们的实际安装位置和连接关系绘制的，因此它反映了二次回路的实际接线情况。

7-3 什么叫操作电源？对操作电源的要求是什么？变电所常用操作电源有哪几种类型？各有什么特点？答：操作电源是对断路器的控制回路、继电保护装置、自动装置以及其他信号回路供电的最重要的电源。

变电所的操作电源应能保证在正常情况和事故情况下不间断供电，当电网发生故障时，能保证继电保护和断路器可靠地动作，以及当断路器合闸时有足够的容量。

变电所常用操作电源分为直流和交流两大类。

直流操作电源可分为由蓄电池供电的直流操作电源和由硅整流器供电的直流操作电源两种。

由蓄电池供电的直流操作电源是一种与电力系统运行方式无关的独立电源系统，在发电厂和变电所发生故障甚至交流电压完全消失的情况下，仍能可靠工作，因此它具有很高的供电可靠性，但它的运行维护工作量较大，使用寿命较短，价格较贵，并需要许多辅助设备，目前主要应用于发电厂和大型变电所，而在中小型变电所中多采用硅整流型直流操作电源。

第七章 思考题及习题答案7-1 电力系统短路的分类、危害及短路计算的目的是什么？答：短路的类型有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。

短路对电力系统的危害有：短路电流很大，并会电气设备使发热急剧增加，导致设备因过热而损坏；导体产生很大的电动力，有可能引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；短路时系统电压大幅度下降，会影响电气设备的正常工作；发生不对称短路时，不平衡电流所产生的不平衡磁通会对邻近的通信系统造成干扰；短路情况严重时，会导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性。

短路计算目的有：设计和选择合理的发电厂、变电所及电力系统的电气主接线；选择有足够动稳定度和热稳定度的电气设备及载流导体；合理配置各种继电保护和自动装置并正确地整定其参数；分析和计算在短路情况下电力系统的稳定问题。

7-2 无限大功率电源的含义是什么？由无限大电源供电的系统三相短路时，短路电流包括几种分量？有什么特点？答：无限大功率电源是指其容量为无限大、内阻抗为零的电源。

由无限大功率电源供电的系统三相短路时，短路电流包括周期分量和非周期分量。

其特点是在外电路发生短路时，电源电压基本上保持恒定，因此周期分量不随时间而变化。

7-3 什么叫短路冲击电流？它出现在短路后的哪一时刻？冲击系数的大小与什么有关？ 答：短路冲击电流是指在最严重短路情况下三相短路电流的最大瞬时值。

它出现在短路发生半个周期（0.01s ）时。

冲击系数与短路回路中电抗与电阻的相对大小有关。

7-4 什么是短路功率？在三相短路计算中，对某一短路点，短路功率的标幺值与短路电流的标幺值有何关系？答：短路功率等于短路电流有效值乘以短路处的正常工作电压（一般用平均额定电压）。

短路功率的标幺值与短路电流的标幺值相等。

7-5 什么是短路电流的最大有效值？与冲击系数有什么关系？答：短路电流的最大有效值是指短路后第一周的电流有效值。

它与冲击系数的关系为2)1(21−+=imp p imp K I I7-6 什么是电力系统三相短路的实用计算？分为几个方面的内容？答：电力系统三相短路的实用计算，主要是计算系统中含多台发电机、电源并非无限大功率电源供电时，三相短路电流周期分量的有效值。

（完整）发电厂电气部分期末考试题（含答案）,推荐文档《发电厂电气部分》期末考试试卷及答案一、填空题（每题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（测量、控制、监控和保护）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。

二、单项选择题（在每小题列出的选项中只有一个选项是符合题目要求的，请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。

题4-10：（134页）假设W1为工作母线，W2为备用母线，Wp为旁路母线，S1，S2接于W1上，QFC回路断开，现QF2需要检修，现要求用QFP代替QF2对WL2进行供电。

说明倒闸操作步骤。

解：（1、首先明确两个“先通后断”：①隔离开关较之断路器，先通后断②母线隔离开关较之线路隔离开关，先通后断2、隔离开关的等电位操作）倒闸操作步骤：（先假设当前状态，W1为工作母线）1、合QSP1，QSPP2、合QFP——对WP充电，并检查WP是否正常3、合QS2P（等电位原则）4、断开QF25、断QS23，断QS216、将QF2退出，检修7、用QFP代替QF2工作，对WL2供电作业：发电机出口采用100mm*8mm铝导体，其正常工作电压U N.5 ，正常负10kV荷电流I W 1500 A 。

正常运行时，导体温度为70摄氏度。

经计算，流过母线的短路电流为I …… kA ，I 0. 15 22 kA ，I0.3 20kA 28继电保护动作时间t p 0 s ，断路器全分闸时间t b 0 .2s 。

三相母线水平布置，绝缘.1子跨距L=2m，相间距离为a=250mm.求：1、计算母线短路时热效应和导体的最高温度，并校验热稳定性2、母线平放和竖放时的最大电动力是否相同？为什么？（写出计算步骤）解：1、 tk tp t b 0.1 0.2 0.3s tk 1s，要考虑非周期分量，QK QP Q np由实用计算法：QP tk‟‟20.322(I 10Itk I tk) (282 10 222 202) 150.6(kA2 S) 121222Qnp TI‟‟ tk 0.1s，查73页，表3-3，发电机出口及母线，T 0.20s Qnp 0.2 282 156.8(kA2 S)QK QP Q np 150.6 158.6 307.4(kA2 S)W 70℃查72页，图3-7曲线，AW 0.5 1016(J/( m4)) Ah AW 1116Q 0.5 10 307.4 106 0.548 1016(J/( m4))K22S(0.1 0.08)再由图3-7曲线， h 80℃＜200℃，满足热稳定要求。

第七章1、什么是二次回路?包括哪些部分?二次回路(即二次电路)：是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统、继电保护和自动化系统等。

2、什么是二次回路操作电源?常用的直流操作电源有哪几种?二次回路的操作电源是供高压断路器分、合闸回路和继电保护和自动装置、信号回路、监测系统及其他二次回路所需的电源。

常用的直流操作电源有以下几种：(一)由蓄电池组供电的直流操作电源，主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。

(二)由整流装置供电的直流操作电源，主要有硅整流电容储能式和复式整流两种。

3、“自动重合闸”(ARD)的工作原理?如图所示YR跳闸线圈，YD合闸线圈，KO合闸接触器，KAR重合闸继电器手动合闸时，按下SB1，使合闸接触器KO通电动作，从而使合闸线圈YO动作，使断路器合闸。

手动分闸时，按下SB2，使跳闸线圈YR通电动作，使断路器分闸。

当一次电路发生短路故障时，保护装置动作，其出口继电器KM触点闭合，接通跳闸线圈YR回路，使断路器QF自动跳闸。

与此同时，断路器辅助触点QF3—4闭合；而且重合闸继电器KAR起动，经整定的时限后其延时闭合常开触点闭合，使合闸接触器KO通电动作，从而使断路器重合闸。

如果一次电路的短路故障是瞬时性的，已经消除，则重合成功。

如果短路故障尚未消除，则保护装置又要动作，其出口继电器KM触点闭合，又使断路器跳闸。

由于一次ARD采用了防跳措施(图上未示出)，因此不会再次重合闸。

4、二次回路的安装接线应符合哪些要求?1.按图施工，接线正确。

2.导线与电气元件间采用螺栓连接、插接、焊接或压接等，均应牢固可靠。

3.盘、柜内的导线不应有接头，导线芯线应无损伤。

4.电缆芯线和导线的端部均应标明其回路编号，字迹清晰且不易脱色。

5.配线应整齐、清晰、美观，导线绝缘应良好，无损伤。

6.每个接线端子的每侧接线不得超过2根；对于插接式端子，不同截面的两根导线不得接在同一端子上；对于螺栓连接端子，当接两根导线时，中间应加平垫片。

第七章供配电系统的继电保护7-1继电器保护装置的任务和要求是什么？答：（1）继电保护的任务：①自动地、迅速地、有选择地将故障设备从供电系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常供电。

②正确反映电气设备的不正常运行状态，发出预告信号，以便操作人员采取措施，恢复电器设备的正常运行。

③与供配电系统的自动装置（如自动重合闸、备用电源自动投入装置等）配合，提高供配电系统的供电可靠性。

（2）对继电保护的要求：根据继电保护的任务，继电保护应满足选择性、可靠性、速动性和灵敏性的要求。

7-2电流保护的常用接线方式有哪几种？各有什么特点？答：1、三相三继电器接线方式。

它能反映各种短路故障，流入继电器的电流与电流互感器二次绕组的电流相等，其接线系数在任何短路情况下均等于1。

这种接线方式主要用于高压大接地电流系统，保护相间短路和单相短路。

2、两相两继电器接线方式。

它不能反映单相短路，只能反映相间短路，其接线系数在各种相间短路时均为1。

此接线方式主要用于小接地电流系统的相间短路保护。

3、两相一继电器接线方式。

这种接线方式可反映各种不同的相间短路，但是其接线系数随短路种类不同而不不同，保护灵敏度也不同，主要用与高压电动机的保护。

7-3 什么叫过电流继电器的动作电力、返回电流和返回系数？答：（1）使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流。

（2）使继电器返回到启始位置的最大电流称为继电器的返回电流（3）继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数7-4电磁式电流继电器和感应式电流继电器的工作原理有何不同？如何调节其动作电流？答：（1）工作原理的不同之处在于：电磁式电流继电器的原理在于利于变化继电器的电流来调节弹簧的作用力，调节其与常开触头的开合。

而感应式电流继电器的原理在于调节制动力矩，使蜗杆与扇形齿轮啮合。

这就是叫继电器的感应系统动作。

（2）调节电磁式电流继电器的动作电流的方法有两种：①改变调整杆的位置来改变弹簧的反作用力进行平滑调节；②改变继电器线圈的连接。