熊信銀《發(fā)電廠電氣部分》第四版課后習(xí)題答案含計(jì)算題.pdf

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第 1 頁(yè) 共 30 頁(yè) 前 面 的 部 分 是 概 念 部 分 的 答 案 ， 后 面 的 部 分 是計(jì) 算 題 部 分 的 答 案 ！ 兩 部 分 是 分 開(kāi) 的 ！第一章發(fā)電、變電和輸電的電氣部分2-1 哪 些 設(shè) 備 屬 于 一 次 設(shè) 備 ？ 哪 些 設(shè) 備 屬 于 二 次 設(shè) 備 ？ 其 功 能 是 什 么 ？答 ： 通 常 把 生 產(chǎn) 、 變 換 、 分 配 和 使 用 電 能 的 設(shè) 備 ， 如 發(fā) 電 機(jī) 、 變 壓 器 和 斷 路 器 等 稱 為 一 次設(shè) 備 。 其 中 對(duì) 一 次 設(shè) 備 和 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 狀 態(tài) 進(jìn) 行 測(cè) 量 、 監(jiān) 視 和 保 護(hù) 的 設(shè) 備 稱 為 二 次 設(shè) 備 。 如 儀 用 互 感 器 、 測(cè) 量 表 計(jì) ， 繼 電 保 護(hù) 及 自 動(dòng) 裝 置 等 。 其 主 要 功 能 是 起 停 機(jī) 組 ， 調(diào) 整 負(fù) 荷 和 ， 切 換 設(shè) 備 和線 路 ， 監(jiān) 視 主 要 設(shè) 備 的 運(yùn) 行 狀 態(tài) 。2-2 簡(jiǎn) 述 300MW發(fā) 電 機(jī) 組 電 氣 接 線 的 特 點(diǎn) 及 主 要 設(shè) 備 功 能 。答 ： 1） 發(fā) 電 機(jī) 與 變 壓 器 的 連 接 采 用 發(fā) 電 機(jī) —變 壓 器 單 元 接 線 ；2） 在 主 變 壓 器 低 壓 側(cè) 引 接 一 臺(tái) 高 壓 廠 用 變 壓 器 ， 供 給 廠 用 電 ；3） 在 發(fā) 電 機(jī) 出 口 側(cè) ， 通 過(guò) 高 壓 熔 斷 器 接 有 三 組 電 壓 互 感 器 和 一 組 避 雷 器 ；4） 在 發(fā) 電 機(jī) 出 口 側(cè) 和 中 性 點(diǎn) 側(cè) ， 每 組 裝 有 電 流 互 感 器 4個(gè) ；5） 發(fā) 電 機(jī) 中 性 點(diǎn) 接 有 中 性 點(diǎn) 接 地 變 壓 器 ；6） 高 壓 廠 用 變 壓 器 高 壓 側(cè) ， 每 組 裝 有 電 流 互 感 器 4個(gè) 。其 主 要 設(shè) 備 如 下 ： 電 抗 器 ： 限 制 短 路 電 流 ； 電 流 互 感 器 ： 用 來(lái) 變 換 電 流 的 特 種 變 壓 器 ； 電 壓 互 感 器 ： 將 高 壓 轉(zhuǎn) 換 成 低 壓 ， 供 各 種 設(shè) 備 和 儀 表 用 ， 高 壓 熔 斷 器 ： 進(jìn) 行 短 路 保 護(hù) ； 中 性 點(diǎn)接 地 變 壓 器 ： 用 來(lái) 限 制 電 容 電 流 。2-3 簡(jiǎn) 述 600MW發(fā) 電 機(jī) 組 電 氣 接 線 的 特 點(diǎn) 及 主 要 設(shè) 備 功 能 。2-4 影 響 輸 電 電 壓 等 級(jí) 發(fā) 展 因 素 有 哪 些 ？答 ： 1） 長(zhǎng) 距 離 輸 送 電 能 ；2） 大 容 量 輸 送 電 能 ；3） 節(jié) 省 基 建 投 資 和 運(yùn) 行 費(fèi) 用 ；4） 電 力 系 統(tǒng) 互 聯(lián) 。2-5 簡(jiǎn) 述 交 流 500kV變 電 站 主 接 線 形 式 及 其 特 點(diǎn) 。答 ： 目 前 ， 我 國(guó) 500kV變 電 所 的 主 接 線 一 般 采 用 雙 母 線 四 分 段 帶 專 用 旁 路 母 線 和 3/2 臺(tái) 斷 路 器 兩 種 接 線 方 式 。 其 中 3/2臺(tái) 斷 路 器 接 線 具 有 以 下 特 點(diǎn) ： 任 一 母 線 檢 修 或 故 障 ， 均 不 致 停 電 ；任 一 斷 路 器 檢 修 也 不 引 起 停 電 ； 甚 至 在 兩 組 母 線 同 時(shí) 故 障 （ 或 一 組 母 線 檢 修 另 一 組 母 線 故 障 ） 第 2 頁(yè) 共 30 頁(yè) 的 極 端 條 件 下 ， 功 率 均 能 繼 續(xù) 輸 送 。 一 串 中 任 何 一 臺(tái) 斷 路 器 退 出 或 檢 修 時(shí) ， 這 種 運(yùn) 行 方 式 稱 為不 完 整 串 運(yùn) 行 ， 此 時(shí) 仍 不 影 響 任 何 一 個(gè) 元 件 的 運(yùn) 行 。 這 種 接 線 運(yùn) 行 方 便 ， 操 作 簡(jiǎn) 單 ， 隔 離 開(kāi) 關(guān)只 在 檢 修 時(shí) 作 為 隔 離 帶 電 設(shè) 備 用 。2-6 并 聯(lián) 高 壓 電 抗 器 有 哪 些 作 用 ？ 抽 能 并 聯(lián) 高 壓 電 抗 器 與 并 聯(lián) 高 壓 電 抗 器 有 何 異 同 ？2-7 簡(jiǎn) 述 6kV抽 能 系 統(tǒng) 的 功 能 及 其 組 成 。2-8 簡(jiǎn) 述 串 聯(lián) 電 容 器 補(bǔ) 償 的 功 能 及 其 電 氣 接 線 。2-9 簡(jiǎn) 述 高 壓 直 流 輸 電 的 基 本 原 理 。2-10 簡(jiǎn) 述 換 流 站 的 電 氣 接 線 及 主 要 設(shè) 備 的 功 能 。2-11 簡(jiǎn) 述 高 壓 直 流 輸 電 的 優(yōu) 點(diǎn) 和 缺 點(diǎn) 各 有 哪 些 ？答 ： 優(yōu) 點(diǎn) ： 1） 線 路 造 價(jià) 低 ， 年 電 能 損 失 小 ；2） 不 存 在 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 問(wèn) 題 ；3） 限 制 短 路 電 流 。4） 調(diào) 節(jié) 快 速 ， 運(yùn) 行 可 靠 ；5） 沒(méi) 有 電 容 充 電 電 流 。6） 節(jié) 省 線 路 走 廊 。缺 點(diǎn) ：1） 換 流 裝 置 較 昂 貴 ；2） 消 耗 無(wú) 功 功 率 多 ；3） 產(chǎn) 生 諧 波 影 響 ； 4） 缺 乏 直 流 開(kāi) 關(guān) ；5） 不 能 用 變 壓 器 來(lái) 改 變 電 壓 等 級(jí) 。2-12 簡(jiǎn) 述 高 壓 直 流 輸 電 系 統(tǒng) 的 主 接 線 及 其 運(yùn) 行 方 式 。第二章導(dǎo)體的發(fā)熱和電動(dòng)力3-1 研 究 導(dǎo) 體 和 電 氣 設(shè) 備 的 發(fā) 熱 有 何 意 義 ？ 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 和 短 時(shí) 發(fā) 熱 各 有 何 特 點(diǎn) ？答 ： 電 流 將 產(chǎn) 生 損 耗 ， 這 些 損 耗 都 將 轉(zhuǎn) 變 成 熱 量 使 電 器 設(shè) 備 的 溫 度 升 高 。 發(fā) 熱 對(duì) 電 氣 設(shè) 備的 影 響 ： 使 絕 緣 材 料 性 能 降 低 ； 使 金 屬 材 料 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 下 降 ； 使 導(dǎo) 體 接 觸 電 阻 增 加 。 導(dǎo) 體 短 路 時(shí) ， 雖 然 持 續(xù) 時(shí) 間 不 長(zhǎng) ， 但 短 路 電 流 很 大 ， 發(fā) 熱 量 仍 然 很 多 。 這 些 熱 量 在 適 時(shí) 間 內(nèi) 不 容 易 散 出 ，于 是 導(dǎo) 體 的 溫 度 迅 速 升 高 。 同 時(shí) ， 導(dǎo) 體 還 受 到 電 動(dòng) 力 超 過(guò) 允 許 值 ， 將 使 導(dǎo) 體 變 形 或 損 壞 。 由 此可 見(jiàn) ， 發(fā) 熱 和 電 動(dòng) 力 是 電 氣 設(shè) 備 運(yùn) 行 中 必 須 注 意 的 問(wèn) 題 。 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 是 由 正 常 工 作 電 流 產(chǎn) 生 的 ；短 時(shí) 發(fā) 熱 是 由 故 障 時(shí) 的 短 路 電 流 產(chǎn) 生 的 。 第 3 頁(yè) 共 30 頁(yè) 3-2 為 什 么 要 規(guī) 定 導(dǎo) 體 和 電 氣 設(shè) 備 的 發(fā) 熱 允 許 溫 度 ？ 短 時(shí) 發(fā) 熱 允 許 溫 度 和 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 允 許 溫度 是 否 相 同 ， 為 什 么 ？答 ： 導(dǎo) 體 連 接 部 分 和 導(dǎo) 體 本 身 都 存 在 電 阻 (產(chǎn) 生 功 率 損 耗 )； 周 圍 金 屬 部 分 產(chǎn) 生 磁 場(chǎng) ,形 成 渦 流 和磁 滯 損 耗 ； 絕 緣 材 料 在 電 場(chǎng) 作 用 下 產(chǎn) 生 損 耗 ， 如 ： ?tg 值 的 測(cè) 量載 流 導(dǎo) 體 的 發(fā) 熱 ： 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 ： 指 正 常 工 作 電 流 引 起 的 發(fā) 熱短 時(shí) 發(fā) 熱 ： 指 短 路 電 流 引 起 的 發(fā) 熱一 發(fā) 熱 對(duì) 絕 緣 的 影 響絕 緣 材 料 在 溫 度 和 電 場(chǎng) 的 作 用 下 逐 漸 變 化 ， 變 化 的 速 度 于 使 用 的 溫 度 有 關(guān) ；二 發(fā) 熱 對(duì) 導(dǎo) 體 接 觸 部 分 的 影 響溫 度 過(guò) 高 ?表 面 氧 化 ?電 阻 增 大 ? ? ??RI 2 惡 性 循 環(huán) 三 發(fā) 熱 對(duì) 機(jī) 械 強(qiáng) 度 的 影 響溫 度 達(dá) 到 某 一 值 ?退 火 ?機(jī) 械 強(qiáng) 度 ??設(shè) 備 變 形如 ： Cu 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 70 C0 短 期 發(fā) 熱 300 C0Al 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 70 C0 短 期 發(fā) 熱 200 C03-3 導(dǎo) 體 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 允 許 電 流 是 根 據(jù) 什 么 確 定 的 ？ 提 高 允 許 電 流 應(yīng) 采 取 哪 些 措 施 ？答 ： 是 根 據(jù) 導(dǎo) 體 的 穩(wěn) 定 溫 升 確 定 的 。 為 了 載 流 量 ， 宜 采 用 電 阻 率 小 的 材 料 ， 如 鋁 和 鋁 合 金等 ； 導(dǎo) 體 的 形 狀 ， 在 同 樣 截 面 積 的 條 件 下 ， 圓 形 導(dǎo) 體 的 表 面 積 較 小 ， 而 矩 形 和 槽 形 的 表 面 積 則 較 大 。 導(dǎo) 體 的 布 置 應(yīng) 采 用 散 熱 效 果 最 最 佳 的 方 式 。3-4 為 什 么 要 計(jì) 算 導(dǎo) 體 短 時(shí) 發(fā) 熱 最 高 溫 度 ？ 如 何 計(jì) 算 ？答 ： 載 流 導(dǎo) 體 短 路 時(shí) 發(fā) 熱 計(jì) 算 的 目 的 在 于 確 定 短 路 時(shí) 導(dǎo) 體 的 最 高 溫 度 不 應(yīng) 超 過(guò) 所 規(guī) 定 導(dǎo) 體短 路 時(shí) 發(fā) 熱 允 許 溫 度 。 當(dāng) 滿 足 這 個(gè) 條 件 時(shí) ， 則 認(rèn) 為 導(dǎo) 體 在 短 路 時(shí) ， 是 具 有 熱 穩(wěn) 定 性 的 。計(jì) 算 方 法 如 下 ：1） 有 已 知 的 導(dǎo) 體 初 始 溫 度 θ w； 從 相 應(yīng) 的 導(dǎo) 體 材 料 的 曲 線 上 查 出 Aw；2） 將 Aw和 Qk值 代 入 式 ： 1/S2Qk=Ah-Aw求 出 Ah；3） 由 A h再 從 曲 線 上 查 得 θ h值 。3-5 等 值 時(shí) 間 的 意 義 是 什 么 等 值 時(shí) 間 法 適 用 于 什 么 情 況 ？答 ： 等 值 時(shí) 間 法 由 于 計(jì) 算 簡(jiǎn) 單 ， 并 有 一 定 精 度 ， 目 前 仍 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 。 但 是 曲 線 所 示 是 根據(jù) 容 量 為 500MW以 下 的 發(fā) 電 機(jī) ， 按 短 路 電 流 周 期 分 量 衰 減 曲 線 的 平 均 值 制 作 的 ， 用 于 更 大 容量 的 發(fā) 電 機(jī) ， 勢(shì) 必 產(chǎn) 生 誤 差 。 這 時(shí) ， 最 好 采 用 其 它 方 法 。3-6 用 實(shí) 用 計(jì) 算 法 和 等 值 時(shí) 間 法 計(jì) 算 短 路 電 流 周 期 分 量 熱 效 應(yīng) ， 各 有 何 特 點(diǎn) ？答 ： 用 實(shí) 用 計(jì) 算 法 中 的 電 流 是 短 路 穩(wěn) 態(tài) 電 流 ， 而 等 值 時(shí) 間 法 計(jì) 算 的 電 流 是 次 暫 態(tài) 電 流 。3-7 電 動(dòng) 力 對(duì) 導(dǎo) 體 和 電 氣 設(shè) 備 的 運(yùn) 行 有 何 影 響 ？ 第 4 頁(yè) 共 30 頁(yè) 答 ： 電 氣 設(shè) 備 在 正 常 狀 態(tài) 下 ， 由 于 流 過(guò) 導(dǎo) 體 的 工 作 電 流 相 對(duì) 較 小 ， 相 應(yīng) 的 電 動(dòng) 力 較 小 ， 因而 不 易 為 人 們 所 察 覺(jué) 。 而 在 短 路 時(shí) ， 特 別 是 短 路 沖 擊 電 流 流 過(guò) 時(shí) ， 電 動(dòng) 力 可 達(dá) 到 很 大 的 數(shù) 值 ，當(dāng) 載 流 導(dǎo) 體 和 電 氣 設(shè) 備 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 不 夠 時(shí) ， 將 會(huì) 產(chǎn) 生 變 形 或 損 壞 。 為 了 防 止 這 種 現(xiàn) 象 發(fā) 生 ， 必須 研 究 短 路 沖 擊 電 流 產(chǎn) 生 的 電 動(dòng) 力 的 大 小 和 特 征 ， 以 便 選 用 適 當(dāng) 強(qiáng) 度 的 導(dǎo) 體 和 電 氣 設(shè) 備 ， 保 證足 夠 的 動(dòng) 穩(wěn) 定 性 。 必 要 時(shí) 也 可 采 用 限 制 短 路 電 流 的 措 施 。3-8 三 相 平 行 導(dǎo) 體 發(fā) 生 三 相 短 路 時(shí) 最 大 電 動(dòng) 力 出 現(xiàn) 在 哪 一 相 上 ， 試 加 以 解 釋 。答 ： 三 相 平 等 導(dǎo) 體 發(fā) 生 三 相 短 路 時(shí) 最 大 電 動(dòng) 力 出 現(xiàn) 在 中 間 相 B相 上 ， 因 為 三 相 短 路 時(shí) ， B相 沖 擊 電 流 最 大 。3-9 導(dǎo) 體 的 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 系 數(shù) 的 含 義 是 什 么 ， 在 什 么 情 況 下 ， 才 考 慮 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 ？答 ： 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 系 數(shù) β 為 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 與 靜 態(tài) 應(yīng) 力 的 比 值 ， 導(dǎo) 體 發(fā) 生 振 動(dòng) 時(shí) ， 在 導(dǎo) 體 內(nèi) 部 會(huì) 產(chǎn) 生 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 ， 對(duì) 于 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 的 考 慮 ， 一 般 是 采 用 修 正 靜 態(tài) 計(jì) 算 法 ， 即 在 最 大 電 動(dòng) 力 Fmax 上 乘 以動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 系 統(tǒng) 數(shù) β ， 以 求 得 實(shí) 際 動(dòng) 態(tài) 過(guò) 程 中 的 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 的 最 大 值 。3-10 大 電 流 母 線 為 什 么 常 采 用 分 相 封 閉 母 線 ？ 分 相 封 閉 母 線 的 外 殼 有 何 作 用 ？答 ： 大 電 流 母 線 采 用 分 相 封 閉 母 線 是 由 于 ：1） 運(yùn) 行 可 靠 性 高 ， 因 母 線 置 于 外 殼 內(nèi) ， 能 防 止 相 間 短 路 ， 且 外 殼 多 點(diǎn) 接 地 ， 可 保 障 人 體 接人 體 接 觸 時(shí) 的 安 全 。 2） 短 路 時(shí) 母 線 相 間 電 動(dòng) 力 大 大 降 低 ， 由 于 外 殼 渦 流 的 屏 蔽 作 用 ， 使 殼 內(nèi) 的磁 場(chǎng) 減 弱 ， 對(duì) 減 小 短 路 時(shí) 的 電 動(dòng) 力 有 明 顯 的 效 果 ； 3） 殼 外 磁 場(chǎng) 也 因 外 殼 電 流 的 屏 蔽 作 用 而 減 弱 ，可 較 好 改 善 母 線 附 近 的 鋼 構(gòu) 發(fā) 熱 ； 4） 安 裝 的 維 護(hù) 工 作 量 小 。3-11 怎 樣 才 能 減 少 大 電 流 母 線 附 近 鋼 構(gòu) 的 發(fā) 熱 ？ 答 ： 減 小 大 電 流 母 線 附 近 的 鋼 構(gòu) 發(fā) 熱 的 措 施 ：1） 加 大 鋼 構(gòu) 和 導(dǎo) 體 間 的 距 離 ， 使 布 磁 場(chǎng) 強(qiáng) 度 減 弱 ， 因 而 可 降 低 渦 流 和 磁 滯 損 耗 ；2） 斷 開(kāi) 鋼 構(gòu) 回 路 ， 并 加 裝 絕 緣 墊 ， 消 除 環(huán) 流 ；3） 采 用 電 磁 屏 蔽 ；4） 采 用 分 相 封 閉 母 線 。3-12 設(shè) 發(fā) 電 機(jī) 容 量 為 10萬(wàn) kW， 發(fā) 電 機(jī) 回 路 最 大 持 續(xù) 工 作 電 流 Imax=6791A， 最 大 負(fù) 荷 利 用小 時(shí) 數(shù) Tmax =5200h， 三 相 導(dǎo) 體 水 平 布 置 ， 相 間 距 離 a =0.70m， 發(fā) 電 機(jī) 出 線 上 短 路 時(shí) 間 tk =0.2s，短 路 電 流 I?? =36.0kA， I tk/2 =28.0kA， Itk =24.0kA， 周 圍 環(huán) 境 溫 度 +35℃ 。 試 選 擇 發(fā) 電 機(jī) 引 出 導(dǎo)線 。第三章導(dǎo)體的發(fā)熱和電動(dòng)力3-1 研 究 導(dǎo) 體 和 電 氣 設(shè) 備 的 發(fā) 熱 有 何 意 義 ？ 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 和 短 時(shí) 發(fā) 熱 各 有 何 特 點(diǎn) ？ 第 5 頁(yè) 共 30 頁(yè) 答 ： 電 流 將 產(chǎn) 生 損 耗 ， 這 些 損 耗 都 將 轉(zhuǎn) 變 成 熱 量 使 電 器 設(shè) 備 的 溫 度 升 高 。 發(fā) 熱 對(duì) 電 氣 設(shè) 備的 影 響 ： 使 絕 緣 材 料 性 能 降 低 ； 使 金 屬 材 料 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 下 降 ； 使 導(dǎo) 體 接 觸 電 阻 增 加 。 導(dǎo) 體 短 路時(shí) ， 雖 然 持 續(xù) 時(shí) 間 不 長(zhǎng) ， 但 短 路 電 流 很 大 ， 發(fā) 熱 量 仍 然 很 多 。 這 些 熱 量 在 適 時(shí) 間 內(nèi) 不 容 易 散 出 ，于 是 導(dǎo) 體 的 溫 度 迅 速 升 高 。 同 時(shí) ， 導(dǎo) 體 還 受 到 電 動(dòng) 力 超 過(guò) 允 許 值 ， 將 使 導(dǎo) 體 變 形 或 損 壞 。 由 此可 見(jiàn) ， 發(fā) 熱 和 電 動(dòng) 力 是 電 氣 設(shè) 備 運(yùn) 行 中 必 須 注 意 的 問(wèn) 題 。 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 是 由 正 常 工 作 電 流 產(chǎn) 生 的 ；短 時(shí) 發(fā) 熱 是 由 故 障 時(shí) 的 短 路 電 流 產(chǎn) 生 的 。3-2 為 什 么 要 規(guī) 定 導(dǎo) 體 和 電 氣 設(shè) 備 的 發(fā) 熱 允 許 溫 度 ？ 短 時(shí) 發(fā) 熱 允 許 溫 度 和 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 允 許 溫度 是 否 相 同 ， 為 什 么 ？答 ： 導(dǎo) 體 連 接 部 分 和 導(dǎo) 體 本 身 都 存 在 電 阻 (產(chǎn) 生 功 率 損 耗 )； 周 圍 金 屬 部 分 產(chǎn) 生 磁 場(chǎng) ,形 成 渦 流 和磁 滯 損 耗 ； 絕 緣 材 料 在 電 場(chǎng) 作 用 下 產(chǎn) 生 損 耗 ， 如 ： ?tg 值 的 測(cè) 量 載 流 導(dǎo) 體 的 發(fā) 熱 ： 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 ： 指 正 常 工 作 電 流 引 起 的 發(fā) 熱短 時(shí) 發(fā) 熱 ： 指 短 路 電 流 引 起 的 發(fā) 熱一 發(fā) 熱 對(duì) 絕 緣 的 影 響絕 緣 材 料 在 溫 度 和 電 場(chǎng) 的 作 用 下 逐 漸 變 化 ， 變 化 的 速 度 于 使 用 的 溫 度 有 關(guān) ；二 發(fā) 熱 對(duì) 導(dǎo) 體 接 觸 部 分 的 影 響溫 度 過(guò) 高 ?表 面 氧 化 ?電 阻 增 大 ? ? ??RI 2 惡 性 循 環(huán)三 發(fā) 熱 對(duì) 機(jī) 械 強(qiáng) 度 的 影 響溫 度 達(dá) 到 某 一 值 ?退 火 ?機(jī) 械 強(qiáng) 度 ??設(shè) 備 變 形如 ： Cu 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 70 C0 短 期 發(fā) 熱 300 C0Al 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 70 C0 短 期 發(fā) 熱 200 C03-3 導(dǎo) 體 長(zhǎng) 期 發(fā) 熱 允 許 電 流 是 根 據(jù) 什 么 確 定 的 ？ 提 高 允 許 電 流 應(yīng) 采 取 哪 些 措 施 ？答 ： 是 根 據(jù) 導(dǎo) 體 的 穩(wěn) 定 溫 升 確 定 的 。 為 了 載 流 量 ， 宜 采 用 電 阻 率 小 的 材 料 ， 如 鋁 和 鋁 合 金等 ； 導(dǎo) 體 的 形 狀 ， 在 同 樣 截 面 積 的 條 件 下 ， 圓 形 導(dǎo) 體 的 表 面 積 較 小 ， 而 矩 形 和 槽 形 的 表 面 積 則較 大 。 導(dǎo) 體 的 布 置 應(yīng) 采 用 散 熱 效 果 最 最 佳 的 方 式 。3-4 為 什 么 要 計(jì) 算 導(dǎo) 體 短 時(shí) 發(fā) 熱 最 高 溫 度 ？ 如 何 計(jì) 算 ？答 ： 載 流 導(dǎo) 體 短 路 時(shí) 發(fā) 熱 計(jì) 算 的 目 的 在 于 確 定 短 路 時(shí) 導(dǎo) 體 的 最 高 溫 度 不 應(yīng) 超 過(guò) 所 規(guī) 定 導(dǎo) 體短 路 時(shí) 發(fā) 熱 允 許 溫 度 。 當(dāng) 滿 足 這 個(gè) 條 件 時(shí) ， 則 認(rèn) 為 導(dǎo) 體 在 短 路 時(shí) ， 是 具 有 熱 穩(wěn) 定 性 的 。計(jì) 算 方 法 如 下 ： 1） 有 已 知 的 導(dǎo) 體 初 始 溫 度 θ w； 從 相 應(yīng) 的 導(dǎo) 體 材 料 的 曲 線 上 查 出 Aw；2） 將 Aw和 Qk值 代 入 式 ： 1/S2Qk=Ah-Aw求 出 Ah；3） 由 Ah再 從 曲 線 上 查 得 θ h值 。3-5 等 值 時(shí) 間 的 意 義 是 什 么 等 值 時(shí) 間 法 適 用 于 什 么 情 況 ？ 第 6 頁(yè) 共 30 頁(yè) 答 ： 等 值 時(shí) 間 法 由 于 計(jì) 算 簡(jiǎn) 單 ， 并 有 一 定 精 度 ， 目 前 仍 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 。 但 是 曲 線 所 示 是 根據(jù) 容 量 為 500MW以 下 的 發(fā) 電 機(jī) ， 按 短 路 電 流 周 期 分 量 衰 減 曲 線 的 平 均 值 制 作 的 ， 用 于 更 大 容量 的 發(fā) 電 機(jī) ， 勢(shì) 必 產(chǎn) 生 誤 差 。 這 時(shí) ， 最 好 采 用 其 它 方 法 。3-6 用 實(shí) 用 計(jì) 算 法 和 等 值 時(shí) 間 法 計(jì) 算 短 路 電 流 周 期 分 量 熱 效 應(yīng) ， 各 有 何 特 點(diǎn) ？答 ： 用 實(shí) 用 計(jì) 算 法 中 的 電 流 是 短 路 穩(wěn) 態(tài) 電 流 ， 而 等 值 時(shí) 間 法 計(jì) 算 的 電 流 是 次 暫 態(tài) 電 流 。3-7 電 動(dòng) 力 對(duì) 導(dǎo) 體 和 電 氣 設(shè) 備 的 運(yùn) 行 有 何 影 響 ？答 ： 電 氣 設(shè) 備 在 正 常 狀 態(tài) 下 ， 由 于 流 過(guò) 導(dǎo) 體 的 工 作 電 流 相 對(duì) 較 小 ， 相 應(yīng) 的 電 動(dòng) 力 較 小 ， 因而 不 易 為 人 們 所 察 覺(jué) 。 而 在 短 路 時(shí) ， 特 別 是 短 路 沖 擊 電 流 流 過(guò) 時(shí) ， 電 動(dòng) 力 可 達(dá) 到 很 大 的 數(shù) 值 ，當(dāng) 載 流 導(dǎo) 體 和 電 氣 設(shè) 備 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 不 夠 時(shí) ， 將 會(huì) 產(chǎn) 生 變 形 或 損 壞 。 為 了 防 止 這 種 現(xiàn) 象 發(fā) 生 ， 必須 研 究 短 路 沖 擊 電 流 產(chǎn) 生 的 電 動(dòng) 力 的 大 小 和 特 征 ， 以 便 選 用 適 當(dāng) 強(qiáng) 度 的 導(dǎo) 體 和 電 氣 設(shè) 備 ， 保 證 足 夠 的 動(dòng) 穩(wěn) 定 性 。 必 要 時(shí) 也 可 采 用 限 制 短 路 電 流 的 措 施 。3-8 三 相 平 行 導(dǎo) 體 發(fā) 生 三 相 短 路 時(shí) 最 大 電 動(dòng) 力 出 現(xiàn) 在 哪 一 相 上 ， 試 加 以 解 釋 。答 ： 三 相 平 等 導(dǎo) 體 發(fā) 生 三 相 短 路 時(shí) 最 大 電 動(dòng) 力 出 現(xiàn) 在 中 間 相 B相 上 ， 因 為 三 相 短 路 時(shí) ， B相 沖 擊 電 流 最 大 。3-9 導(dǎo) 體 的 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 系 數(shù) 的 含 義 是 什 么 ， 在 什 么 情 況 下 ， 才 考 慮 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 ？答 ： 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 系 數(shù) β 為 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 與 靜 態(tài) 應(yīng) 力 的 比 值 ， 導(dǎo) 體 發(fā) 生 振 動(dòng) 時(shí) ， 在 導(dǎo) 體 內(nèi) 部 會(huì) 產(chǎn) 生動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 ， 對(duì) 于 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 的 考 慮 ， 一 般 是 采 用 修 正 靜 態(tài) 計(jì) 算 法 ， 即 在 最 大 電 動(dòng) 力 Fmax 上 乘 以動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 系 統(tǒng) 數(shù) β ， 以 求 得 實(shí) 際 動(dòng) 態(tài) 過(guò) 程 中 的 動(dòng) 態(tài) 應(yīng) 力 的 最 大 值 。3-10 大 電 流 母 線 為 什 么 常 采 用 分 相 封 閉 母 線 ？ 分 相 封 閉 母 線 的 外 殼 有 何 作 用 ？答 ： 大 電 流 母 線 采 用 分 相 封 閉 母 線 是 由 于 ： 1） 運(yùn) 行 可 靠 性 高 ， 因 母 線 置 于 外 殼 內(nèi) ， 能 防 止 相 間 短 路 ， 且 外 殼 多 點(diǎn) 接 地 ， 可 保 障 人 體 接人 體 接 觸 時(shí) 的 安 全 。 2） 短 路 時(shí) 母 線 相 間 電 動(dòng) 力 大 大 降 低 ， 由 于 外 殼 渦 流 的 屏 蔽 作 用 ， 使 殼 內(nèi) 的磁 場(chǎng) 減 弱 ， 對(duì) 減 小 短 路 時(shí) 的 電 動(dòng) 力 有 明 顯 的 效 果 ； 3） 殼 外 磁 場(chǎng) 也 因 外 殼 電 流 的 屏 蔽 作 用 而 減 弱 ，可 較 好 改 善 母 線 附 近 的 鋼 構(gòu) 發(fā) 熱 ； 4） 安 裝 的 維 護(hù) 工 作 量 小 。3-11 怎 樣 才 能 減 少 大 電 流 母 線 附 近 鋼 構(gòu) 的 發(fā) 熱 ？答 ： 減 小 大 電 流 母 線 附 近 的 鋼 構(gòu) 發(fā) 熱 的 措 施 ：1） 加 大 鋼 構(gòu) 和 導(dǎo) 體 間 的 距 離 ， 使 布 磁 場(chǎng) 強(qiáng) 度 減 弱 ， 因 而 可 降 低 渦 流 和 磁 滯 損 耗 ；2） 斷 開(kāi) 鋼 構(gòu) 回 路 ， 并 加 裝 絕 緣 墊 ， 消 除 環(huán) 流 ；3） 采 用 電 磁 屏 蔽 ；4） 采 用 分 相 封 閉 母 線 。 3-12 設(shè) 發(fā) 電 機(jī) 容 量 為 10萬(wàn) kW， 發(fā) 電 機(jī) 回 路 最 大 持 續(xù) 工 作 電 流 Imax=6791A， 最 大 負(fù) 荷 利 用小 時(shí) 數(shù) Tmax =5200h， 三 相 導(dǎo) 體 水 平 布 置 ， 相 間 距 離 a =0.70m， 發(fā) 電 機(jī) 出 線 上 短 路 時(shí) 間 tk =0.2s，短 路 電 流 I?? =36.0kA， Itk/2 =28.0kA， Itk =24.0kA， 周 圍 環(huán) 境 溫 度 +35℃ 。 試 選 擇 發(fā) 電 機(jī) 引 出 導(dǎo)線 。 第 7 頁(yè) 共 30 頁(yè) 第四章廠用電5-1 什 么 叫 廠 用 電 和 廠 用 電 率 ？答 ： 發(fā) 電 機(jī) 在 啟 動(dòng) ， 運(yùn) 轉(zhuǎn) 、 停 止 ， 檢 修 過(guò) 程 中 ， 有 大 量 電 動(dòng) 機(jī) 手 動(dòng) 機(jī) 械 設(shè) 備 ， 用 以 保 證 機(jī)組 的 主 要 設(shè) 備 和 輸 煤 ， 碎 煤 ， 除 塵 及 水 處 理 的 正 常 運(yùn) 行 。 這 些 電 動(dòng) 機(jī) 及 全 廠 的 運(yùn) 行 ， 操 作 ， 實(shí)驗(yàn) ， 檢 修 ， 照 明 用 電 設(shè) 備 等 都 屬 于 廠 用 負(fù) 荷 ， 總 的 耗 電 量 ， 統(tǒng) 稱 為 廠 用 電 。 廠 用 電 耗 量 占 發(fā) 電廠 全 部 發(fā) 電 量 的 百 分 數(shù) ， 稱 為 廠 用 電 率 。5-2 廠 用 電 的 作 用 和 意 義 是 什 么 ？答 ： 發(fā) 電 機(jī) 在 啟 動(dòng) 、 運(yùn) 轉(zhuǎn) 、 停 機(jī) ， 檢 修 過(guò) 程 中 ， 有 大 量 電 動(dòng) 機(jī) 手 動(dòng) 機(jī) 械 設(shè) 備 ， 用 以 保 證 機(jī)組 的 主 要 設(shè) 備 和 輸 煤 ， 碎 煤 ， 除 塵 及 水 處 理 等 的 正 常 運(yùn) 行 。 降 低 廠 用 電 率 可 以 降 低 電 能 成 本 ，同 時(shí) 也 相 應(yīng) 地 增 大 了 對(duì) 電 力 系 統(tǒng) 的 供 電 量 。 5-3 廠 用 電 負(fù) 荷 分 為 哪 幾 類 ？ 為 什 么 要 進(jìn) 行 分 類 ？答 ： 廠 用 電 負(fù) 荷 ， 根 據(jù) 其 用 電 設(shè) 備 在 生 產(chǎn) 中 的 作 用 和 突 然 中 斷 供 電 所 造 成 的 危 害 程 度 ， 按其 重 要 性 可 分 為 四 類 ：⑴ I類 廠 用 負(fù) 荷 ： 凡 是 屬 于 短 時(shí) 停 電 會(huì) 造 成 主 輔 設(shè) 備 損 壞 ， 危 及 人 身 安 全 ， 主 機(jī) 停 用 及 影響 大 量 出 力 的 廠 用 設(shè) 備 ；⑵ II類 廠 用 負(fù) 荷 ： 允 許 短 時(shí) 斷 電 ， 恢 復(fù) 供 電 后 ， 不 致 造 成 生 產(chǎn) 紊 亂 的 常 用 設(shè) 備 ；⑶ III類 廠 用 負(fù) 荷 ： 較 長(zhǎng) 時(shí) 間 停 電 ， 不 會(huì) 直 接 影 響 生 產(chǎn) ， 僅 造 成 生 產(chǎn) 不 方 便 的 廠 用 負(fù) 荷 ；⑷ 事 故 保 安 負(fù) 荷⑸ 交 流 不 間 斷 供 電 負(fù) 荷5-4 對(duì) 廠 用 電 接 線 有 哪 些 基 本 要 求 ？ 答 ： 對(duì) 于 廠 用 電 接 線 的 要 求 主 要 有 ：1） 各 機(jī) 組 的 廠 用 電 系 統(tǒng) 是 獨(dú) 立 的 ；2） 全 廠 新 公 用 負(fù) 荷 應(yīng) 分 散 接 入 不 同 機(jī) 組 的 廠 用 母 線 ；3） 充 分 考 慮 發(fā) 電 廠 正 常 ， 事 故 ， 檢 修 啟 動(dòng) 等 運(yùn) 行 方 式 下 的 供 電 要 求 ， 盡 可 能 的 使 切 換 操 作簡(jiǎn) 便 ， 啟 動(dòng) 電 源 能 在 短 時(shí) 間 內(nèi) 投 入 ；4） 充 分 考 慮 電 廠 分 期 建 設(shè) ， 連 續(xù) 施 工 過(guò) 程 中 廠 用 電 系 統(tǒng) 的 運(yùn) 行 方 式 ， 特 別 是 要 注 意 對(duì) 公 用負(fù) 荷 供 電 的 影 響 ， 要 便 于 過(guò) 渡 ， 盡 量 減 少 改 變 和 更 換 裝 置 。5） 200MW及 以 上 的 機(jī) 組 應(yīng) 設(shè) 置 足 夠 容 量 的 交 流 事 故 保 安 電 源 。5-5 廠 用 電 接 線 的 設(shè) 計(jì) 原 則 是 什 么 ？ 對(duì) 廠 用 電 壓 等 級(jí) 的 確 定 和 廠 用 電 源 引 接 的 依 據(jù) 是 什么 ？ 答 ： 廠 用 電 的 設(shè) 計(jì) 原 則 主 要 是 ：⑴ 廠 用 電 接 線 應(yīng) 保 證 對(duì) 廠 用 負(fù) 荷 可 靠 和 連 續(xù) 供 電 ， 使 發(fā) 電 廠 主 機(jī) 安 全 運(yùn) 行 。⑵ 接 線 應(yīng) 能 靈 活 地 適 應(yīng) 正 常 、 事 故 、 檢 修 等 各 種 運(yùn) 行 方 式 的 要 求 。⑶ 廠 用 電 源 的 對(duì) 應(yīng) 供 電 性 ， 本 機(jī) 、 爐 的 廠 用 負(fù) 荷 由 本 機(jī) 組 供 電 。 第 8 頁(yè) 共 30 頁(yè) ⑷ 設(shè) 計(jì) 時(shí) 還 應(yīng) 適 當(dāng) 注 意 其 經(jīng) 濟(jì) 性 和 發(fā) 展 的 可 能 性 并 積 極 慎 重 地 采 用 新 技 術(shù) 、 新 設(shè) 備 ， 使 廠用 電 接 線 具 有 可 行 性 和 先 進(jìn) 性 。⑸ 在 設(shè) 計(jì) 廠 用 電 接 線 時(shí) ， 還 應(yīng) 對(duì) 廠 用 電 的 電 壓 等 級(jí) 、 中 性 點(diǎn) 接 地 方 式 、 廠 用 電 源 及 其 引 接和 廠 用 電 接 線 形 式 等 問(wèn) 題 進(jìn) 行 分 析 和 論 證 。廠 用 電 的 電 壓 等 級(jí) 是 根 據(jù) 發(fā) 電 機(jī) 的 額 定 電 壓 ， 廠 用 電 動(dòng) 機(jī) 的 電 壓 和 廠 用 電 ， 供 電 網(wǎng) 絡(luò) 等 因素 ， 相 互 配 合 ， 經(jīng) 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 比 較 后 確 定 的 。5-6 在 大 容 量 發(fā) 電 廠 中 ， 要 設(shè) 啟 動(dòng) 電 源 和 事 故 保 安 電 源 ， 如 何 實(shí) 現(xiàn) ？答 ： 啟 動(dòng) 電 源 的 設(shè) 計(jì) ：1） 從 發(fā) 電 機(jī) 電 壓 母 線 的 不 同 分 段 上 ， 通 過(guò) 廠 用 備 用 變 壓 器 引 接 。2） 從 發(fā) 電 廠 聯(lián) 絡(luò) 變 壓 器 的 低 壓 繞 組 引 接 ， 但 應(yīng) 保 證 在 機(jī) 組 全 停 情 況 下 ， 能 夠 獲 得 足 夠 的 電 源 容 量 。3） 從 與 電 力 系 統(tǒng) 聯(lián) 系 緊 密 ， 供 電 可 靠 的 最 低 一 級(jí) 電 壓 的 母 線 引 接 。4） 當(dāng) 經(jīng) 濟(jì) 技 術(shù) 合 理 時(shí) ， 可 由 外 部 電 網(wǎng) 引 接 專 用 線 路 ， 經(jīng) 過(guò) 變 壓 器 取 得 獨(dú) 立 的 備 用 電 源 或 啟動(dòng) 電 源 。事 故 保 安 電 源 必 須 是 一 種 獨(dú) 立 而 又 十 分 可 靠 的 電 源 ， 通 常 采 用 快 速 自 動(dòng) 程 序 啟 動(dòng) 的 柴 油 發(fā)電 機(jī) 組 ， 蓄 電 池 以 及 逆 變 器 將 直 流 變 為 交 流 事 故 保 安 電 源 。 對(duì) 300MW 及 以 上 機(jī) 組 還 就 由 附 近110kV及 以 上 的 變 壓 器 工 發(fā) 電 廠 引 入 獨(dú) 立 可 靠 的 專 用 線 路 作 為 事 故 備 用 保 安 電 源 。5-7 火 電 廠 廠 用 電 接 線 為 什 么 要 按 鍋 爐 分 段 ？ 為 提 高 廠 用 電 系 統(tǒng) 供 電 可 靠 性 ， 通 常 都 采 用那 些 措 施 ？答 ： 為 了 保 證 廠 用 供 電 的 連 續(xù) 性 ， 使 發(fā) 電 廠 安 全 滿 發(fā) ， 并 滿 足 運(yùn) 行 安 全 可 靠 靈 活 方 便 。 所 以 采 用 按 爐 分 段 原 則 。 為 提 高 廠 用 電 工 作 的 可 靠 性 ， 高 壓 廠 用 變 壓 器 和 啟 動(dòng) 備 用 變 壓 器 采 用 帶負(fù) 荷 高 壓 變 壓 器 ， 以 保 證 廠 用 電 安 全 ， 經(jīng) 濟(jì) 的 運(yùn) 行 。5-8 發(fā) 電 廠 和 變 電 站 的 自 用 電 在 接 線 上 有 何 區(qū) 別 ？答 ： 發(fā) 電 廠 廠 用 電 系 統(tǒng) 一 般 采 用 單 母 線 分 段 接 線 形 式 ， 并 多 以 成 套 配 電 裝 置 接 受 和 分 配 電能 。 廠 用 電 源 由 相 應(yīng) 的 高 壓 廠 用 母 線 供 電 。 而 變 電 站 的 站 用 電 源 引 接 方 式 主 要 有 ： 1） 由 變 電 站內(nèi) 主 變 壓 器 第 三 繞 組 引 接 ， 站 用 變 壓 器 高 壓 側(cè) 要 選 用 較 大 斷 流 容 量 的 開(kāi) 關(guān) 設(shè) 備 ， 否 則 要 加 限 流電 抗 器 。 2） 當(dāng) 站 內(nèi) 有 較 低 母 線 時(shí) ， 一 般 由 這 類 電 壓 母 線 上 引 接 兩 個(gè) 站 用 電 源 。 這 種 站 用 電 源 引接 方 式 經(jīng) 濟(jì) 性 好 和 可 靠 性 高 的 特 點(diǎn) ； 3） 500kV變 電 站 的 外 接 電 源 多 由 附 近 的 發(fā) 電 廠 或 變 電 站 的低 壓 母 線 引 接 。5-9 何 謂 廠 用 電 動(dòng) 機(jī) 的 自 啟 動(dòng) ？ 為 什 么 要 進(jìn) 行 電 動(dòng) 機(jī) 自 啟 動(dòng) 校 驗(yàn) ？ 如 果 廠 用 變 壓 器 的 容 量 小 于 自 啟 動(dòng) 電 動(dòng) 機(jī) 總 容 量 時(shí) ， 應(yīng) 如 何 解 決 ？答 ： 廠 用 電 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 的 電 動(dòng) 機(jī) ， 當(dāng) 突 然 斷 開(kāi) 電 源 或 廠 用 電 壓 降 低 時(shí) ， 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 就 會(huì) 下 降 ，甚 至 會(huì) 停 止 運(yùn) 行 ， 這 一 轉(zhuǎn) 速 下 降 的 過(guò) 程 稱 為 惰 行 。 若 電 動(dòng) 機(jī) 失 去 電 壓 后 ， 不 與 電 源 斷 開(kāi) ， 在 很短 時(shí) 間 內(nèi) ， 廠 用 電 源 恢 復(fù) 或 通 過(guò) 自 動(dòng) 切 換 裝 置 將 備 用 電 源 投 入 ， 此 時(shí) ， 電 動(dòng) 機(jī) 惰 行 還 未 結(jié) 束 ， 第 9 頁(yè) 共 30 頁(yè) 又 自 動(dòng) 啟 動(dòng) 恢 復(fù) 到 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 運(yùn) 行 ， 這 一 過(guò) 程 稱 為 電 動(dòng) 機(jī) 自 啟 動(dòng) 。 分 為 ： ⑴ 失 壓 自 啟 動(dòng) ； ⑵ 空 載自 啟 動(dòng) ； ⑶ 帶 負(fù) 荷 自 啟 動(dòng) 。 若 參 加 自 啟 動(dòng) 的 電 動(dòng) 機(jī) 數(shù) 目 多 ， 容 量 大 時(shí) ， 啟 動(dòng) 電 流 過(guò) 大 ， 可 能 會(huì)使 廠 用 母 線 及 廠 用 電 網(wǎng) 絡(luò) 電 壓 下 降 ， 甚 至 引 起 電 動(dòng) 機(jī) 過(guò) 熱 ， 將 危 及 電 動(dòng) 機(jī) 的 安 全 以 及 廠 用 電 網(wǎng)絡(luò) 的 穩(wěn) 定 運(yùn) 行 ， 因 此 ， 必 須 進(jìn) 行 電 動(dòng) 機(jī) 自 啟 動(dòng) 校 驗(yàn) 。 若 不 能 滿 足 自 啟 動(dòng) 條 件 ， 應(yīng) 采 用 以 下 措 施 ：⑴ 限 制 參 加 自 啟 動(dòng) 的 電 動(dòng) 機(jī) 數(shù) 量 。⑵ 機(jī) 械 負(fù) 載 轉(zhuǎn) 矩 為 定 值 的 重 要 設(shè) 備 的 電 動(dòng) 機(jī) ， 因 它 只 能 在 接 近 額 定 電 壓 下 啟 動(dòng) ， 也 不 應(yīng) 參加 自 啟 動(dòng) ， 可 采 用 低 電 壓 保 護(hù) 和 自 動(dòng) 重 合 閘 裝 置 ， 即 當(dāng) 廠 用 母 線 電 壓 低 于 臨 界 值 時(shí) ， 把 該 設(shè) 備從 母 線 上 斷 開(kāi) ， 而 在 母 線 電 壓 恢 復(fù) 后 又 自 動(dòng) 投 入 。⑶ 對(duì) 重 要 的 廠 用 機(jī) 械 設(shè) 備 ， 應(yīng) 選 用 具 有 較 高 啟 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 和 允 許 過(guò) 載 倍 數(shù) 較 大 的 電 動(dòng) 機(jī) 與 其 配套 。 ⑷ 在 不 得 已 的 情 況 下 ， 或 增 大 廠 用 變 壓 器 容 量 ， 或 結(jié) 合 限 制 短 路 電 流 問(wèn) 題 一 起 考 慮 進(jìn) 適 當(dāng)減 小 廠 用 變 壓 器 的 阻 抗 值 。5-10 已 知 某 火 電 廠 廠 用 6kV備 用 變 壓 器 容 量 為 12.5MVA,Uk(%)=8， 要 求 同 時(shí) 自 啟 動(dòng) 電 動(dòng)機(jī) 容 量 為 11400kW， 電 動(dòng) 機(jī) 啟 動(dòng) 平 均 電 流 倍 數(shù) 為 5， cosφ =0.8， η =0.90。 試 校 驗(yàn) 該 備 用 變 壓 器容 量 能 否 滿 足 自 啟 動(dòng) 要 求 。解 ：5-11 廠 用 母 線 失 電 的 影 響 和 應(yīng) 采 取 的 措 施 ？答 ： 廠 用 母 線 的 工 作 廠 用 電 源 由 于 某 種 故 障 而 被 切 除 ， 即 母 線 的 進(jìn) 線 斷 路 器 跳 閘 后 ， 由 于連 接 在 母 線 上 運(yùn) 行 的 電 動(dòng) 機(jī) 的 定 子 電 流 和 轉(zhuǎn) 子 電 流 都 不 會(huì) 立 即 變 為 零 ， 電 動(dòng) 機(jī) 定 子 繞 組 將 產(chǎn) 生變 頻 電 壓 ， 即 母 線 存 在 殘 壓 。 殘 壓 的 大 小 和 頻 率 都 隨 時(shí) 間 而 降 低 。 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 下 降 的 快 慢 主 要 決 定 于 負(fù) 荷 和 機(jī) 械 時(shí) 間 常 數(shù) ， 一 般 經(jīng) 0.5S后 轉(zhuǎn) 速 約 降 至 額 定 轉(zhuǎn) 速 。 若 在 此 時(shí) 間 內(nèi) 投 入 備 用 電 源 ，一 般 情 況 下 ， 電 動(dòng) 機(jī) 能 迅 速 恢 復(fù) 到 正 常 穩(wěn) 定 運(yùn) 行 狀 態(tài) 。 一 般 用 電 源 的 快 捷 切 換 ， 要 求 工 作 廠 用電 源 切 除 后 ， 在 廠 用 母 線 殘 壓 于 備 用 電 源 電 壓 之 間 的 相 角 差 未 達(dá) 到 第 一 次 反 相 之 前 合 上 備 用 電源 ， 可 保 證 備 用 電 源 合 上 時(shí) 電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 下 降 尚 少 ， 且 沖 擊 電 流 亦 小 。5-12 廠 用 電 源 的 各 種 切 換 方 式 及 其 優(yōu) 缺 點(diǎn) ？答 ： 廠 用 電 源 的 切 換 ， 除 按 操 作 控 制 分 為 手 動(dòng) 與 自 動(dòng) 外 ， 還 可 按 廠 用 系 統(tǒng) 的 運(yùn) 行 狀 態(tài) ， 斷路 器 動(dòng) 作 順 序 ， 廠 用 電 源 切 換 的 速 度 等 進(jìn) 行 區(qū) 分 。 按 廠 用 電 系 統(tǒng) 正 常 運(yùn) 行 狀 態(tài) 廠 用 電 源 的 切 換分 為 正 常 切 換 和 事 故 切 換 。 按 斷 路 器 的 運(yùn) 行 順 序 廠 用 電 源 的 切 換 分 為 并 聯(lián) 切 換 、 斷 電 切 換 和 同時(shí) 切 換 。 按 廠 用 電 源 的 切 換 速 度 廠 用 電 源 的 切 換 分 為 快 速 切 換 和 慢 速 切 換 。第五章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇 6-1 什 么 是 驗(yàn) 算 熱 穩(wěn) 定 的 短 路 計(jì) 算 時(shí) 間 tk以 及 電 氣 設(shè) 備 的 開(kāi) 斷 計(jì) 算 時(shí) 間 tbr？答 ： 演 算 熱 穩(wěn) 定 的 短 路 計(jì) 算 時(shí) 間 tk為 繼 電 保 護(hù) 動(dòng) 作 時(shí) 間 tpr和 相 應(yīng) 斷 路 器 的 全 開(kāi) 斷 時(shí) 間 tbr 第 10 頁(yè) 共 30 頁(yè) 之 和 ， 而 tbr是 指 斷 路 器 分 斷 脈 沖 傳 送 到 斷 路 器 操 作 機(jī) 構(gòu) 的 跳 閘 線 圈 時(shí) 起 ， 到 各 種 觸 頭 分 離 后 的電 弧 完 全 熄 滅 位 置 的 時(shí) 間 段 。6-2 開(kāi) 關(guān) 電 器 中 電 弧 產(chǎn) 生 與 熄 滅 過(guò) 程 與 那 些 因 素 有 關(guān) ？答 ： 電 弧 是 導(dǎo) 電 的 ， 電 弧 之 所 以 能 形 成 導(dǎo) 電 通 道 ， 是 因 為 電 弧 柱 中 出 現(xiàn) 了 大 量 的 自 由 電 子的 緣 故 。 電 弧 形 成 過(guò) 程 ： ⑴ 電 極 發(fā) 射 大 量 自 由 電 子 ： 熱 電 子 +強(qiáng) 電 場(chǎng) 發(fā) 射 ； ⑵ 弧 柱 區(qū) 的 氣 體 游 離 ，產(chǎn) 生 大 量 的 電 子 和 離 子 ： 碰 撞 游 離 +熱 游 離 。 電 弧 的 熄 滅 關(guān) 鍵 是 去 游 離 的 作 用 ， 去 游 離 方 式 有 ２種 ： 復(fù) 合 ： 正 負(fù) 離 子 相 互 吸 引 ， 彼 此 中 和 ； 擴(kuò) 散 ： 弧 柱 中 的 帶 電 質(zhì) 點(diǎn) 由 于 熱 運(yùn) 行 逸 出 弧 柱 外 。開(kāi) 關(guān) 電 器 中 電 弧 產(chǎn) 生 與 熄 滅 過(guò) 程 與 以 下 因 素 有 關(guān) ： ⑴ 電 弧 溫 度 ； ⑵ 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 ； ⑶ 氣 體 介 質(zhì) 的 壓力 ； ⑷ 介 質(zhì) 特 性 ； ⑸ 電 極 材 料 。6-3 開(kāi) 關(guān) 電 器 中 常 用 的 滅 弧 方 法 有 那 些 ？ 答 ： 有 以 下 幾 種 滅 弧 方 式 ：1） 利 用 滅 弧 介 質(zhì) ， 如 采 用 SF6 氣 體 ； 2） 采 用 特 殊 金 屬 材 料 作 滅 弧 觸 頭 ； 3） 利 用 氣 體 或 油吹 動(dòng) 電 弧 ， 吹 弧 使 帶 電 離 子 擴(kuò) 散 和 強(qiáng) 烈 地 冷 卻 面 復(fù) 合 ； 4） 采 用 多 段 口 熄 弧 ； 5） 提 高 斷 路 器 觸頭 的 分 離 速 度 ， 迅 速 拉 長(zhǎng) 電 弧 ， 可 使 弧 隙 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 驟 降 ， 同 時(shí) 使 電 弧 的 表 面 突 然 增 大 ， 有 利于 電 弧 的 冷 卻 和 帶 電 質(zhì) 點(diǎn) 向 周 圍 介 質(zhì) 中 擴(kuò) 散 和 離 子 復(fù) 合 。6-4 什 么 叫 介 質(zhì) 強(qiáng) 度 恢 復(fù) 過(guò) 程 ？ 什 么 叫 電 壓 恢 復(fù) 過(guò) 程 ？ 它 與 那 些 因 素 有 關(guān) ？答 ： 弧 隙 介 質(zhì) 強(qiáng) 度 恢 復(fù) 過(guò) 程 是 指 電 弧 電 流 過(guò) 零 時(shí) 電 弧 熄 滅 ， 而 弧 隙 的 絕 緣 能 力 要 經(jīng) 過(guò) 一 定的 時(shí) 間 恢 復(fù) 到 絕 緣 的 正 常 狀 態(tài) 的 過(guò) 程 為 弧 隙 介 質(zhì) 強(qiáng) 度 的 恢 復(fù) 過(guò) 程 ?；?隙 介 質(zhì) 強(qiáng) 度 主 要 由 斷 路 器 滅 弧 裝 置 的 結(jié) 構(gòu) 和 滅 弧 介 質(zhì) 的 性 質(zhì) 所 決 定 ， 隨 斷 路 器 形 式 而 異 ?；?隙 電 壓 恢 復(fù) 過(guò) 程 是 指 電 弧 電 流 自 然 過(guò) 零 后 ， 電 源 施 加 于 弧 隙 的 電 壓 ， 將 從 不 大 的 電 弧 熄 滅 電 壓 逐 漸 增 長(zhǎng) ， 一 直 恢 復(fù) 到 電 源 電 壓 的 過(guò) 程 ， 這 一 過(guò) 程 中 的 弧 隙 電 壓 稱 為 恢 復(fù) 電 壓 。 電 壓 恢復(fù) 過(guò) 程 主 要 取 決 于 系 統(tǒng) 電 路 的 參 數(shù) ， 即 線 路 參 數(shù) 、 負(fù) 荷 性 質(zhì) 等 ， 可 能 是 周 期 性 的 或 非 周 期 性 的變 化 過(guò) 程 。6-5 電 流 互 感 器 常 用 的 二 次 接 線 中 ， 為 什 么 不 將 三 角 形 接 線 用 于 測(cè) 量 表 計(jì) ？答 ： 計(jì) 量 用 電 流 互 感 器 接 線 方 式 的 選 擇 ， 與 電 網(wǎng) 中 性 點(diǎn) 的 接 地 方 式 有 關(guān) ， 當(dāng) 為 非 有 效 接 地系 統(tǒng) 時(shí) ， 應(yīng) 采 用 兩 相 電 流 互 感 器 ， 當(dāng) 為 有 效 接 地 系 統(tǒng) 時(shí) ， 應(yīng) 采 用 三 相 電 流 互 感 器 ， 一 般 地 ， 作為 計(jì) 費(fèi) 用 的 電 能 計(jì) 量 裝 置 的 電 流 互 感 器 應(yīng) 接 成 分 相 接 線 （ 即 采 用 二 相 四 線 或 三 相 六 線 的 接 線 方式 ） ， 作 為 非 計(jì) 費(fèi) 用 的 電 能 計(jì) 量 裝 置 的 電 流 互 感 器 可 采 用 二 相 三 線 或 三 相 的 接 線 方 式 ，6-6 為 提 高 電 流 互 感 器 容 量 ， 能 否 采 用 同 型 號(hào) 的 兩 個(gè) 互 感 器 在 二 次 側(cè) 串 聯(lián) 或 并 聯(lián) 使 用 ？答 ： 可 以 將 電 流 互 感 器 串 聯(lián) 使 用 ， 提 高 二 次 側(cè) 的 容 量 ， 但 是 要 求 兩 個(gè) 電 流 互 感 器 型 號(hào) 相 同 。 因 為 電 流 互 感 器 的 變 比 是 一 次 電 流 與 二 次 電 流 之 比 。 兩 個(gè) 二 次 繞 組 串 聯(lián) 后 ， 二 次 電 路 內(nèi) 的 額 定電 流 不 變 ， 一 次 電 路 內(nèi) 的 額 定 電 流 也 沒(méi) 有 變 ， 故 其 變 比 也 保 持 不 變 。 二 次 繞 組 串 聯(lián) 后 ， 因 匝 數(shù)增 加 一 倍 ， 感 應(yīng) 電 勢(shì) 也 增 加 一 倍 ， 互 感 器 的 容 量 增 加 了 一 倍 。 也 即 每 一 個(gè) 二 次 繞 只 承 擔(dān) 二 次 負(fù)荷 的 一 半 ， 從 而 誤 差 也 就 減 小 ， 容 易 滿 足 準(zhǔn) 確 度 的 要 求 。 在 工 程 實(shí) 際 中 若 要 擴(kuò) 大 電 流 互 感 器 的 第 11 頁(yè) 共 30 頁(yè) 容 量 ， 可 采 用 二 次 繞 組 串 聯(lián) 的 接 線 方 式 。不 能 將 電 流 互 感 器 并 聯(lián) 使 用 。6-7 電 壓 互 感 器 一 次 繞 組 及 二 次 繞 組 的 接 地 各 有 何 作 用 ？ 接 地 方 式 有 何 差 異 ？答 ： 電 壓 互 感 器 一 次 繞 組 直 接 與 電 力 系 統(tǒng) 高 壓 連 接 ， 如 果 在 運(yùn) 行 中 電 壓 互 感 器 的 絕 緣 損 壞 ，高 電 壓 就 會(huì) 竄 入 二 次 回 路 ， 將 危 及 設(shè) 備 和 人 身 的 安 全 。 所 以 電 壓 互 感 器 二 次 繞 組 要 有 一 端 牢 固接 地 。6-8 電 流 互 感 器 的 誤 差 與 那 些 因 素 有 關(guān) ？答 ： 電 流 互 感 器 的 電 流 誤 差 fi及 相 位 差 δ i決 定 于 互 感 器 鐵 心 及 二 次 繞 組 的 結(jié) 構(gòu) ， 同 時(shí) 又 與互 感 器 運(yùn) 行 狀 態(tài) （ 二 次 負(fù) 荷 Z 2L及 運(yùn) 行 鐵 心 的 磁 導(dǎo) 率 μ 值 ） 有 關(guān) 。6-9 運(yùn) 行 中 為 什 么 不 允 許 電 流 互 感 器 二 次 回 路 開(kāi) 路 ？答 ： 需 要 強(qiáng) 調(diào) 的 是 電 流 互 感 器 在 運(yùn) 行 時(shí) ， 二 次 繞 組 嚴(yán) 禁 開(kāi) 路 。 二 次 繞 組 開(kāi) 路 時(shí) ， 電 流 互 感器 由 正 常 工 作 狀 態(tài) 變 為 開(kāi) 路 狀 態(tài) ， I2=0， 勵(lì) 磁 磁 動(dòng) 勢(shì) 由 正 常 為 數(shù) 甚 小 的 10N1驟 增 為 11N1， 鐵心 中 的 磁 通 波 形 呈 現(xiàn) 嚴(yán) 重 飽 和 和 平 頂 波 ， 因 此 ， 二 次 繞 組 將 在 磁 能 過(guò) 零 時(shí) ， 感 應(yīng) 產(chǎn) 生 很 高 的 尖頂 電 動(dòng) 勢(shì) ， 其 值 可 達(dá) 數(shù) 千 伏 甚 至 上 萬(wàn) 伏 （ 與 Ki及 Ii 大 小 有 關(guān) ） ， 危 及 工 作 人 員 的 安 全 和 儀 表 、繼 電 器 的 絕 緣 。 由 于 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 劇 增 ， 會(huì) 引 起 鐵 心 和 繞 組 過(guò) 熱 。 此 外 ， 在 鐵 心 中 還 會(huì) 產(chǎn) 生 剩 磁 ，使 互 感 器 準(zhǔn) 確 級(jí) 下 降 。6-10 三 相 三 柱 式 電 壓 互 感 器 為 什 么 不 能 測(cè) 量 相 對(duì) 地 電 壓 ？答 ： 為 了 監(jiān) 視 系 統(tǒng) 各 相 對(duì) 地 絕 緣 情 況 ， 就 必 須 測(cè) 量 各 相 的 對(duì) 地 電 壓 ， 并 且 應(yīng) 使 互 感 器 一 次 側(cè) 中 性 點(diǎn) 接 地 ， 但 是 ， 由 于 普 通 三 相 三 柱 式 電 壓 互 感 器 一 般 為 Y， yn型 接 線 ， 它 不 允 許 一 次 側(cè)中 性 點(diǎn) 接 地 ， 故 無(wú) 法 測(cè) 量 對(duì) 地 電 壓 ． 假 使 這 種 裝 置 接 在 小 電 流 接 地 系 統(tǒng) 中 ， 互 感 器 接 成 YN,yn型 ， 既 把 電 壓 互 感 器 中 性 點(diǎn) 接 地 ， 當(dāng) 系 統(tǒng) 發(fā) 生 單 相 接 地 時(shí) ， 將 有 零 序 磁 通 在 鐵 芯 中 出 現(xiàn) ． 由 于鐵 芯 是 三 相 三 柱 的 ， 同 方 向 的 零 序 磁 通 不 能 在 鐵 芯 內(nèi) 形 成 閉 和 回 路 ， 只 能 通 過(guò) 空 氣 或 油 閉 合 ，使 磁 阻 變 得 很 大 ， 因 而 零 序 電 流 將 增 加 很 多 ， 這 可 能 使 互 感 器 的 線 圈 過(guò) 熱 而 被 燒 毀 ． 所 以 ， 普通 三 相 三 柱 式 電 壓 互 感 器 不 能 作 絕 緣 監(jiān) 視 用 ， 而 作 絕 緣 監(jiān) 視 用 的 電 壓 互 感 器 只 能 是 三 相 五 柱 式電 壓 互 感 器 (JSJW)或 三 臺(tái) 單 相 互 感 器 接 成 YN,yn 型 接 線 ．6-11 運(yùn) 行 中 為 什 么 不 允 許 電 壓 互 感 器 二 次 回 路 短 路 ？答 ： 當(dāng) 電 壓 互 感 器 二 次 側(cè) 發(fā) 電 短 路 時(shí) ， 由 于 回 路 中 電 阻 R和 剩 余 的 電 抗 XL-XC均 很 小 ， 短路 電 流 可 達(dá) 到 額 定 電 流 的 幾 十 倍 ， 此 電 流 將 產(chǎn) 生 很 高 的 共 振 過(guò) 電 壓 ， 為 此 在 LL上 關(guān) 聯(lián) 放 電 間 隙 EE， 用 以 保 護(hù) 。 此 外 由 于 電 容 式 電 壓 互 感 器 系 由 電 容 （ C1C2） 和 非 線 性 電 抗 所 構(gòu) 成 ， 當(dāng) 受 到 二次 側(cè) 短 路 或 斷 開(kāi) 等 沖 擊 時(shí) ， 由 于 非 線 性 電 抗 的 飽 和 ， 可 能 激 發(fā) 產(chǎn) 生 某 次 諧 波 鐵 磁 諧 振 過(guò) 電 壓 ，為 了 擬 制 諧 振 的 產(chǎn) 生 ， 常 在 互 感 器 二 次 側(cè) 接 入 D。6-12 在 發(fā) 電 廠 中 ， 電 壓 互 感