發電廠電氣部分課後題

2023-01-09 15:36:03 字數 4840 閱讀 8096

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第一章:

1-1 人類所認識的能量形式有哪些?並說明其特點。

答:第一、機械能。它包括固體一流體的動能,勢能,彈性能及表面張力能等。其中動能和勢能是大類最早認識的能量,稱為巨集觀機械能。

第二、熱能。它是有構成物體的微觀原子及分子振動與執行的動能,其巨集觀表現為溫度的高低,反映了物體原子及分子執行的強度。

第三、化學能。它是物質結構能的一種,即原子核外進行化學瓜是放出的能量,利用最普遍的化學能是燃燒碳和氫,而這兩種元素是煤、石油、天然氣等燃料中最主要的可燃元素。

第四、輻射能。它是物質以電磁波形式發射的能量。如地球表面所接受的太陽能就是輻射能的一種。

第五、核能。這是蘊藏在原子核內的粒子間相互作用面釋放的能。釋放巨大核能的核反應有兩種,核裂變應和核聚變反應。

第六、電能。它是與電子流動和積累有關的一種能量,通常是電池中的化學能而來的。或是通過發電機將機械能轉換得到的;反之,電能也可以通過電燈轉換為光能,通過電動機轉換為機械能,從而顯示出電做功的本領。

1-2 能源分類方法有哪些?電能的特點及其在國民經濟中的地位和作用?

答:一、按獲得方法分為一次能源和二次能源;二、按被利用程度分為常規能源和新能源;三、按能否再生分為可再生能源和非再生能源;四、按能源本身的性質分為含能體能源和過程性能源。

電能的特點:便於大規模生產和遠距離輸送;方便轉換易於控制;損耗小;效率高;無氣體和雜訊汙染。

隨著科學技術的發展,電能的應用不僅影響到社會物質生產的各個側面,也越來越廣泛的滲透到人類生活的每個層面。電氣化在某種程度上成為現代化的同義詞。電氣化程度也成為衡量社會文明發展水平的重要標誌。

1-3 火力發電廠的分類,其電能生產過程及其特點?

答:按燃料分:燃煤發電廠;燃油發電廠;燃氣發電廠;餘熱發電廠。

按蒸氣壓力和溫度分:中低壓發電廠;高壓發電廠;超高壓發電廠;亞臨界壓力發電廠;超臨界壓力發電廠。

按原動機分:凝所式氣輪機發電廠;燃氣輪機發電廠;內燃機發電廠和蒸汽—燃氣輪機發電廠。

按輸出能源分:凝氣式發電廠;熱電廠。

按發電廠**機容量分:小容量發電廠;中容量發電廠;大中容量發電廠;大容量發電廠。

火電廠的生產過程概括起來說是把煤中含有的化學能轉變為電能的過程。整個生產過程分三個系統:燃料的化學能在鍋爐燃燒變為熱能,加熱鍋爐中的水使之變為蒸汽,稱為燃燒系統;鍋爐產生的蒸汽進入氣輪機,衝動氣輪機的轉子旋轉,將熱能轉變為機械能,稱為汽水系統;由氣輪機轉子的機械能帶動發電機旋轉,把機械能變為電能,稱為電氣系統。

1-4 水力發電廠的分類,其電能生產過程及其特點?

答:按集中落差的方式分為:堤壩式水電廠;壩後式水電廠;河床式水電廠;引水式水電廠;混合式水電廠。

按徑流調節的程度分為:無調節水電廠;有調節水電廠;日調節水電廠;年調節水電廠;多年調節水電廠。

過程:水從搞出落下,使水輪機轉動,把機械能轉換為電能。

水電廠具有以下特點:可綜合利用水能資源;發電成本低,效率高;執行靈活;水能可儲蓄和調節;水力發電不汙染環境;水電廠建設投資較大工期長;水電廠建設和生產都受到河流的地形,水量及季節氣象條件限制,因此發電量也受到水文氣象條件的制約,有豐水期和枯水期之分,因而發電量不均衡;由於水庫的興建,淹沒土地,移民搬遷,農業生產帶來一些不利,還可能在一定和程度破壞自然的生態平衡。

第二章:

2-1 哪些裝置屬於一次裝置?哪些裝置屬於二次裝置?其功能是什麼?

答:通常把生產、變換、分配和使用電能的裝置,如發電機、變壓器和斷路器等稱為一次裝置。其中對一次裝置和系統執行狀態進行測量、監視和保護的裝置稱為二次裝置。

如儀用互感器、測量表計,繼電保護及自動裝置等。其主要功能是起停機組,調整負荷和,切換裝置和線路,監視主要裝置的執行狀態。

2-2 簡述300mw發電機組電氣接線的特點及主要裝置功能。

答:1)發電機與變壓器的連線採用發電機—變壓器單元接線;

2)在主變壓器低壓側引接一台高壓廠用變壓器,供給廠用電;

3)在發電機出口側,通過高壓熔斷器接有三組電壓互感器和一組避雷器;

4)在發電機出口側和中性點側,每組裝有電流互感器4個;

5)發電機中性點接有中性點接地變壓器;

6)高壓廠用變壓器高壓側,每組裝有電流互感器4個。

其主要裝置如下:電抗器:限制短路電流;電流互感器:

用來變換電流的特種變壓器;電壓互感器:將高壓轉換成低壓,供各種裝置和儀表用,高壓熔斷器:進行短路保護;中性點接地變壓器:

用來限制電容電流。

2-5 影響輸電電壓等級發展因素有哪些?

答:1)長距離輸送電能;

2)大容量輸送電能;

3)節省基建投資和執行費用;

4)電力系統互聯。

2-6 簡述交流500kv變電站主接線形式及其特點。

答:目前,我國500kv變電所的主接線一般採用雙母線四分段帶專用旁路母線和3/2臺斷路器兩種接線方式。其中3/2臺斷路器接線具有以下特點:

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故障(或一組母線檢修另一組母線故障)的極端條件下,功率均能繼續輸送。一串中任何一台斷路器退出或檢修時,這種執行方式稱為不完整串執行,此時仍不影響任何乙個元件的執行。這種接線執行方便,操作簡單,隔離開關只在檢修時作為隔離帶電裝置用。

2-10 簡訴交流750kv輸變電工程的特點及作用。

答:青海—**750千伏/±400千伏交直流聯網工程在拉薩市林周縣舉行開工儀式。工程東起青海西寧,西至**拉薩,線路全長1774公里。

工程由西寧—日月山—烏蘭—格爾木750千伏交流輸變電工程、格爾木—拉薩±400千伏直流輸電工程及有關配套工程組成,總投資162.86億元,將於2023年底建成投產,由國家電網公司負責投資、建設和運營。青藏交直流聯網工程建設是落實***、***實施「西部大開發」戰略的重大舉措,也是迄今為止在世界上最高海拔、高寒地區建設的規模最大的輸電工程,工程建成後**將與青海實現電網聯網,結束**孤網執行的歷史。

這將是繼青藏鐵路後,連線青藏的一條能源大動脈,將為**經濟實現跨越式發展提供重要的能源保障。

第三章:

3-1 研究導體和電氣裝置的發熱有何意義?長期發熱和短時發熱各有何特點?

答:電流將產生損耗,這些損耗都將轉變成熱量使電器裝置的溫度公升高。發熱對電氣裝置的影響:

使絕緣材料效能降低;使金屬材料的機械強度下降;使導體接觸電阻增加。導體短路時,雖然持續時間不長,但短路電流很大,發熱量仍然很多。這些熱量在適時間內不容易散出,於是導體的溫度迅速公升高。

同時,導體還受到電動力超過允許值,將使導體變形或損壞。由此可見,發熱和電動力是電氣裝置執行中必須注意的問題。長期發熱是由正常工作電流產生的;短時發熱是由故障時的短路電流產生的。

3-2 為什麼要規定導體和電氣裝置的發熱允許溫度?短時發熱允許溫度和長期發熱允許溫度是否相同,為什麼?

答:導體連線部分和導體本身都存在電阻(產生功率損耗);周圍金屬部分產生磁場,形成渦流和磁滯損耗;絕緣材料在電場作用下產生損耗,如:值的測量

載流導體的發熱:長期發熱:指正常工作電流引起的發熱

短時發熱:指短路電流引起的發熱

一、發熱對絕緣的影響

絕緣材料在溫度和電場的作用下逐漸變化,變化的速度於使用的溫度有關;

二、發熱對導體接觸部分的影響

溫度過高表面氧化電阻增大惡性迴圈

三、發熱對機械強度的影響

溫度達到某一值退火機械強度裝置變形

如:長期發熱和短期發熱的允許溫度不同,因為短期發熱是由短路電流造成的,短路電流遠遠大於平常電流。

3-6 電動力對導體和電氣裝置的執行有何影響?

答:電氣裝置在正常狀態下,由於流過導體的工作電流相對較小,相應的電動力較小,因而不易為人們所察覺。而在短路時,特別是短路衝擊電流流過時,電動力可達到很大的數值,當載流導體和電氣裝置的機械強度不夠時,將會產生變形或損壞。

為了防止這種現象發生,必須研究短路衝擊電流產生的電動力的大小和特徵,以便選用適當強度的導體和電氣裝置,保證足夠的動穩定性。必要時也可採用限制短路電流的措施。

3-7 三相平行導體發生三相短路時最大電動力出現在哪一相上,試加以解釋。

答:三相平等導體發生三相短路時最大電動力出現在中間相b相上,因為三相短路時,b相衝擊電流最大。

3-9 設發電機容量為10萬kw,發電機迴路最大持續工作電流imax=6791a,最大負荷利用小時數tmax = 5200h,三相導體水平布置,相間距離a = 0.70m,發電機出線上短路時間tk = 0.2s,短路電流= 36.

0ka,itk/2 = 28.0ka,itk = 24.0ka,周圍環境溫度+35℃。

試選擇發電機引出導線。

解:由於imax=6791a,所以選取導體的允許載流量必須大於6791a,因此不妨選取20090的槽型鋁導體(其長期允許載流量為7550a),且設執行溫度

1000m長鋁導體的直流電阻為: 20090的槽型鋁導體的集膚效應係數kf=1.175,於是交流電阻為:

求對流散熱量:

求輻射散熱量:

求導體的最大載流量:

查得200*90的槽型鋁導線長期允許載流量為7550 < 12018 ,所以符合要求。

又因為tk=0.2s<1s,所以導體的發熱由週期分量和非週期分量共同決定。

=161.87106(a2·s)

綜上所述,選取200*90的槽型鋁導體可以滿足要求。

第四章4-1設計主接線時主要應收集、分析的原始資料有哪些?p102

1工程情況 2、電力系統情況3 、負荷情況4 、環境條件5、裝置供貨情況

4-2 隔離開關與斷路器的區別何在?對它們的操作程式應遵循哪些重要原則?

答:斷路器具有專用滅弧裝置,可以開斷或閉合負荷電流和開斷短路電流,故用來作為接通和切斷電路的控制電器。而隔離開關沒有滅弧裝置,其開合電流極小,只能用來做裝置停用後退出工作時斷開電路。

4-3 主母線和旁路母線各起什麼作用?設定專用旁路斷路器和以母聯斷路器或者分段斷路器兼作旁路斷路器,各有什麼特點?檢修出線斷路器時,如何操作?

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