成套电器基础知识详解

2-1什么叫电力系统的中性点？我国电力系统的中性点运行方式有哪几种？

答：（1）电力系统的中性点是指三相系统做星形连接的变压器和发电机的中性点。

（2）我国电力系统的中性点运行方式有a、中性点非有效接地。b、中性点有效接地。

2-2中性点不接地三相系统中，发生单相接地故障时，各相电压和电流如何变化？画出相量图。

答：（1）中性点不接地系统发生单相接地时的电压变化：接地相电压小于相电压或至零、其它两相电压上升或至线电压、中性点电压 上升或至相电压，系统出现零序电压，线电压不变。

（2）中性点不接地系统发生单相接地时的电流变化：接地相电容电流减小或为零其它两相电容电流上升或至原来的倍，系统

出现零序电流。负荷电流不变。

（3）向量图：

2-3试述消弧线圈的工作原理。消弧线圈有几种补偿方式?常采用哪一种？为什么？

答：（1）消弧线圈的工作原理：正常运行时中性点电压为零，消弧线圈中无电流，当发生接地时中性点电压等于接地相电压，消弧线 圈中产生电感电流，该电流通过接地点构成回路，所以接地点的电流为电感电流与电容电流的和由于在同一电压作用下电感电流与电 容电流相位差为180度故相互抵消从而减小了接地点的电流，起到了消弧的作用。

（2）消弧线圈的补偿方式有a、全补偿。b、欠补偿。c、过补偿通常采用过补偿。因为当采用过补偿时在各种运行方式下都不会 发生电压谐振。

2-4试述中性点直接接地系统发生单相接地故障时，电压和电流的变化情况.

答：（1）中性点直接接地系统发生单相接地时电压的变化：故障相对地电压为零，其它两相电压基本不变，仍接近于相电压。

（2）中性点直接接地系统发生单相接地是电流的变化：故障相流过单相短路电流，其它两相电流基本不变为负荷电流。

2-5一般在什么情况下采用中性点经低电阻接地？满足什么要求？

答：（1）在以电缆为主体的35、10KV城市电网中根据供电可靠性要求，故障时暂态电压、暂态电流对设备的影响、对通讯的影响对 继电保护技术要求以及本地运行经验等，可采用经低阻抗接地方式。

（2）采用中性点经低电阻接地方式运行时，中性点接地电阻的大小以限制接地相电流在600~1000A范围内为宜。

2-6中性点不同的运行方式，在发生单相接地故障时如何处理？

答：（1）中性点不接地系统发生单相接地时，继续运行时间不允许超过2h，并要加强监视。

（2）中性点直接接地系统发生单相接地时，继电保护装置应立即动作，使断路器断开、迅速切除故障部分。

2-7试比较各种不同中性点运行方式的优缺点，并说明应用范围.

答：（1）中性点非有效接地系统运行方式的a优点：供电的可靠性高。b缺点：绝缘由线电压决定投资大。c应用于35KV及以下的 系统。

（2）中性点有效接地的运行方式的a优点：绝缘由相电压决定投资少。b缺点：供电可靠性差。c应用于110KV及以上系统和

以电缆为主体的35KV，10KV城市电网。

2-8一般情况下35KV系统的架空线路总长应为多少时才允许装消弧线圈？10KV电缆总长度为多少时应装消弧线圈？

解：（1）根据对架空线路Ic=UL／350及20~60KV系统Ic≤10A

L=350Ic／U得L=100Km。

（2）根据对电缆线路Ic=UL／10及3~10KV系统Ic≤30A

L=10 Ic／U得L=30Km

3-1什么是电力系统的短路？一般有哪些类型？哪些是对称短路？哪些是不对称短路？

答：（1）所谓短路时指电力系统中带电部分与大地之间，以及不同相之间的短接。

（2）短路的基本类型有a、三相短路。b、两相短路。c、单相短路。d、两相接地短路。

（3）三相短路是对称短路。

（4）两相短路、单相短路、两相接地短路都是不对称短路。

3-2系统短路有哪些危害？应如何防止和减少其危害。

答：（1）系统短路的危害：

a、短路电流产生的热损坏设备绝缘，短路电流产生的电动力使导体变形和损坏。

b、短路电流 产生的电弧能烧坏故障元件及周围设备危及人身安全。

c、过大的感性短路电流，使电压大幅度下降，严重时可能造成系统电压崩溃，出现大面积停电。

d、电力系统发生短路使系统的功率分配突变，破坏了整个系统的稳定运行。

e、不对称短路产生的负序电压和负序电流将影响汽轮发电机和异步电动机安全运行和运行寿命。

f、不对称短路产生的零序电流会造成对通讯线路和信号系统的干扰。

g、在某些不对称短路情况下，飞故障相电压超过额定值，引起过电压，加大了系统的过电压水平。

（2）防止和减少其危害的措施：

a、认真执行运行规程，提高电业人员素质。

b、作好设备的维护、巡视、检查，作好事故的预想和预防。

c、采用快速动作的继电保护和断路器，使系统电压在较短时间内恢复正常。

d、发电机装设自动励磁调整装置，维持发电机端电压在规定范围内。

e、在电路中装设限电抗器。

f、合理选择电气主接线和限流设备。

3-3短路电流计算的目的是什么？

答：（1）确定电气主接线的设计。

（2）选择电气设备和载流导。

（3）作为继电保护整定计算的依据

(4)设计室外配电装置时要按短路条件确定相间及对地安全距离。

(5)接地装置的设计

(6)系统运行故障情况的分析.

3-4什么是短路电流计算的有名值法？什么是标么值法？各有什么特点？

答：（1）有名值法及特点：有名值法，是在短路计算中的各物理量均采用有名值（各阻抗单位都用欧姆）其特点是直接利用各量计算， 在小型系统短路电流计算中比较直接方便。

（2）标么值法及特点：是指在短路计算中的阻抗、电压、电流均采用标么值，即用实际值与选定基准值的比值来运算。其特点 是，在多电压等级系统中计算比较方便。

3-5短路电流计算的一般步骤是什么？

答：（1）绘制计算电路图。

（2）将元件依次编号，注上额定参数。

（3）确定短路计算点绘出等效电路，并计算各元件电抗。

（4）将电路简化，求出等效总阻抗即可算出短路电流和电流容量。

3-6如何理解无限大容量电源供电系统？

答：所谓无限大容量系统（或称无限大容量电源）是指在这种电源供电的电路内发生短路时，电源端电压在短路时恒定不变，即电压 的幅值和频率都恒定不变。认为无限大容量系统的容量为“无限大”，记做S=∞，电源内阻抗Z=0.

3-7无限大容量电源供电系统中发生短路时，短路电流如何变化？

答：无限大容量系统发生三相短路时整个电路被短路点分割成为两个单独的回路：

（1）短路点后无电源，通过短路点构成短路回路，相当于RL串联电路换路时的零输入响应情况，此回路中电流将逐渐衰减到零。

（2）短路点前与电源连接构成短路回路，相当于RL串联电路换路时的全响应情况，电源向短路点供给短路电流。由于短路回路的阻抗Z∑小于（Z∑+Zfh），电路中又有电感存在，短路回路中的电流将由正常运行中的工作电流，经过一暂态过程，逐步过渡到短路电流的稳态值。

3-8什么是短路电流的周期分量、非周期分量、冲击短路电流、母线残压？

答：在t=0时发生短路，正弦交流激励下RL串联电路换路时全响应，可分解为两个分量。a、稳态分量为周期 分量。b、暂态分量为非周期分量。C,短路全电流是稳态分量和暂态分量之和全电流的最大瞬时值称为短路冲击电流。d、当短路达稳态时短路点前某一母线的剩余电压为母线残压。

3-9什么是短路电流的电动力效应和热效应？什么叫动稳定和热稳定？

答：（1）电动力效应：是指短路电流通过三相导体时，因为各相导体都处在相邻电流所产生的磁场中，导体将受到具大的电动力作用。

（2）热效应：是指电流通过电气设备和载流导体时，由于电阻损耗、涡流和磁滞损耗等转变成热能，使电气设备和载流导体的温度升高。

（3）动稳定：是电气设备和载流导体能够承受电动力作用的能力。

（4）热稳定：是电气设备和载流导体在短路时能够承受短路电流发热的能力。

3-10地区变电站通过一条5Km的35KV架空线路供电给某厂专用变电站，该站装有两台并列运行的SJL1-400/35型变压器（UK%=7），出口断路器的短路容量为200MVA，如图所示。试求该厂专用变压器35KV侧和10KV侧短路电流周期分量、t=0时的非周期分量和冲击电流。

4-1电弧的特点是什么？它对开关电器有什么危害？

答：（1）电弧的特点：电弧是一种气体放电现象。电弧形成后，由电源不断输送能量，维持它燃烧，并产生很高的温度。电弧燃烧时，中心区温度可达10000K以上，表面温度也有3000-4000K。同时发出强烈的白光。

（2）它对开关电器的危害：a、可能烧坏电器触头和触头周围的其它部件。b、在开关电器开断电路时由于电弧的存在使开关电器在电弧熄灭前失去了开断电路的作用。

4-2电弧是如何产生的？电弧熄灭的条件是什么？

答:(1)电弧的产生：触头刚分离时，由于触头间的间隙小，在电压作用下其间形成很高的电场强度，当电场强度超过3×106V/m时，阴极触头表面的自由电子在强电场力作用下，被拉出金属表面，强电场发射电子；同时，触头刚刚分离时，触头间的接触压力和接触面减小、接触电阻增大，使接触表面剧烈发热，局部高温，使此处电子获得动能发射出来。这些自由电子存在于触头间隙间。该自由电子在触头间 电场的作用下加速运动，撞击间隙间的中性气体质点，使中性质点游离，产生自由电子和正离子，这种游离过程称为碰撞游离。碰撞游离不断进行、不断加剧，带电质点成倍增加，发展成为“雪崩”。大量带点质点充满间隙，气体导通，强烈放电，形成电弧。

（2）电弧熄灭的条件：去游离强度大于游离强度，使弧隙中导电质点数目减小，电导下降，电弧越来越弱，弧温下降，使热游离下降或停止，最终导致电弧熄灭。

4-3开关电器中熄灭电弧的方法有哪些？

答：（1）吹弧 （2）采用多断口 （3）近阴极效应的应用（4）利用固体介质的狭缝灭弧

4-4高压断路器的作用是什么？对其有哪些基本要求？

答：（1）高压断路器的作用：a、控制作用：根据电网运行的需要，将部分电器设备或线路投入或退出运行。b、保护作用：在电气设备或电力线路发生故障时，继电保护自动装置发出跳闸信号、起动断路器，将故障部分设备从电网中迅速切除，确保 电网中无故障部分的正常运行。

（2）对高压断路器的基本要求：a 、工作可靠。b、具有足够的断路能力。c、具有尽可能短的切断时间。d、实现自动重合闸。e 、结构简单，价格低廉。

4-5高压断路器有哪几类？其技术参数有哪些？

答：（1）高压断路器按灭弧介子的不同进行分类：a、油断路器。b、压缩空气断路器。c、真空断路器。d、六氟化硫断路器。

（2）高压断路器的技术参数：a、额定电压。b、最高工作电压。c、 额定电流。d、额定开断电流。e、额定关合电流。f、动稳定电流。g、热稳定电流。h、合闸时间。j、分闸时间。

4-6对高压断路器操作机构的要求有哪些？操动机构有哪些类型？

答：（1）对高压断路器操动机构的要求：a、应具有足够的操作功率。b、要求动作迅速。c、要求操动机构工作可靠。

（2）高压操动机构的类型：a、手动操动机构。b、电磁式操动机构。c、弹簧式操动机构。d、液压式操动机构。e、气动式操动

机构。

4-7隔离开关的用途是什么？对它是如何分类的？

答：（1）隔离开关的用途：a、一千伏以上高压装置中检修时设置明显的断开点。b、进行电力系统运行方式改变时的倒闸操作。c、接通或切断小电流。

（2）隔离开关的分类：a、根据极数分为单极和三极。b、根据安装地点分为室内型和室外型。c、根据结构又可分为转动式和插入式。d、隔离开关还分为带接地刀闸的和不带接地刀闸的。

4-8断路器的型号含义是什么？隔离开关的型号含义是什么？

答：（1）断路器型号含义：断路器型号主要由以下七个单元主成：

口 口 口 — 口 口 / 口 — 口

1、产品名称S-少油断路器; D-多油断路器; K-空气断路器； L-六氟化硫断路器；

Z-真空断路器； Q-产气断路器； C-磁吹断路器；

2、N-户内式； W-户外式；

3、设计序号；

4、额定电压（KV）；

5、G-改进型； F-分相操作；

6、额定电流（A）

7、额定断流容量（MVA）

（2）隔离开关的型号含义：隔离开关的型号主要由六部分组成：

G 口 口 - 口 口 / 口

1、G-隔离开关；

2、N-户内型； W-户外型；

3、设计序号；

4、额定电压（KV）

5、T-统一设计； G-改进型； D-带接地开关； K-快分型； C-磁套管出线；

6、额定电流（A）

4-9当发生带负荷拉合开关的误操作时，应如何做？

答：如果发生带负荷分或合隔离开关的误操作时，应冷静地避免可能发生的另一种反方向的误操作。即当发现带负荷误合闸后，不得再立即拉开；当发现带负荷分闸时，不得再合（若刚拉开一点，发现有火花时，应立即合上）。

4-10熔断器的基本结构是什么？简述熔断器的熔断过程。

答：（1）熔断器的基本结构：熔断器主要由金属熔件（也叫熔体）、支持熔件的载流部分（触头）和外壳构成。

（2）熔断器的熔断过程：熔断器的熔断过程大致可分为四个阶段；a、熔断器的熔件因过载或短路而加热到熔化温度。b、熔件的熔化和气化。c、触头之间的间隙击穿和产生电弧。

d、电弧熄灭，电路被断开。（熔断器动作时间为上述四个过程之总和。熔断器开断能力决定于熄灭电弧能力的大小。）

4-11熔断器有哪些技术参数？其型号含义是什么？

答：（1）熔断器的技术参数：额定电压（KV）；额定电流(A)；熔件的额定电流；极限断路电流。

（2）熔断器型号含义：熔断器的型号主要由五部分组成：

R 口 口 - 口 口

1、R-表示熔断器；

2、N-户内式； W-户外式；

3、设计序号；

4、额定电压（KV）；

5、Z-带自动重合闸； T-带热脱扣器；

4-12熔断器与熔体的额定电流有何区别？能否装入大于熔断器额定电流的熔体？为什么？

答：熔断器的额定电流是指壳体部分和载流部分允许长期通过的最大工作电流。长期通过此电流时，熔断器不会损坏。而熔体的额定电流是指熔件的额定电流即熔件允许长期通过而不熔断的最大电流。熔体的额定电流可以和熔断器的额定电流不同，但熔体的额定电流不应超过熔断器的额定电流。这样才能保证在熔体断开最大电流时熔断器不被损坏。

4-13高压负荷开关的作用是什么？其型号含义是什么？

答：（1）高压负荷开关的作用：切断与关合负荷电流：切断与关合空载线路、空载变压器以及电容器等。

（2）型号含义：高压负荷开关的型号有六部分组成：

F 口 口 – 口 口 口

1、F-负荷开关；

2、N-户内型； W-户外型；

3、设计序号；

4、额定电压（KV）；

5、熔断器代号R;

6、S-熔断器装在开关上端；（熔断器装在开关下端的无说明）。

4-14什么是自动重合器与自动分段器？其作用是什么？

答：（1）自动重合器是一种智能化的开关，它本身具备控制和保护的功能。其作用是当线路发生短路故障时，它能按事先所整定的操作顺序及时间间隔进行开断及重合的操作。

（2）自动分段器是配电网中用来隔离线路区段的自动开关。其作用是与重合器或断路器或熔断器相配合，串联于重合器与断路器的负荷侧。当发生永久性故障时，其在预定的“记忆”次数或分合闸操作后闭锁于合闸状态而将故障区段隔离，由重合器或断路器恢复 对电网其它部分的供电，使故障停电范围限制在最小。当发生瞬时性故障或故障已被其它设备切除而没有达到分段器预期记忆次数或分合操作时，分段器将保持在合闸状态，保证线路的正常供电。

5-1什么是互感器？互感器与一、二次系统如何连接？

答：（1）互感器是一种特殊的变压器，互感器包括电流互感器和电压互感器，是一次系统二次系统之间的联络元件，将一次侧的高电压、大电流变成二次侧标准低电压（100V或100／V）。和小电流（5A或1A）使二次电路正确反映一次系统的正常运行和故障情况。

（2）互感器与一、二次系统的连接：a、电流互感器TA用于各种电压等级的交流装置中，其一次绕组串接于被测电路内，二次绕组与二次测量仪表和继电器的电流线圈串联相连。b、电压互感器TV用于380V及以上的交流装置中，其一次绕组与一次被测电网相并联，二次绕组与二次侧仪表和继电器电压线圈并联连接。

5-2电流互感器的作用有哪些？

答：（1）把一次侧的大电流转换成二次侧的小电流，实现对一次系统的测量和保护。易实现自动化和远动化。

（2）便于二次仪表和继电器的标准化和小型化。可以采用、小截面的二次线、屏内布线简单、安装调试方便，提高了经济性。

（3）使测量仪表和继电器与高压一次系统隔离，且互感器的二次侧接地，保证了人身和设备的安全。

5-3运行中电流互感器二次侧为什么不允许开路？电流互感器二次侧接地可以防止开路所造成的危害吗？

答；（1）当二次侧开路时二次电流为零，失去了去磁作用的一次磁动势全部用于励磁，合成磁通突然增大很多倍，使铁芯的磁路高度饱和，此时的磁通由原来的低幅正弦波变成高幅值的平顶方波，而二次电动势决定于磁通的变化率，磁通过零时变化率最大，将在开路的两端出现交流高幅值的尖顶脉冲波电压，达到几千甚至上万伏，危及人身安全；另外，由于磁路的高度饱和，使磁感应强度聚增，铁芯中的磁滞和涡流损耗急聚上升，会引起铁芯过热甚至烧毁电流互感器。

（2）电流互感器二次侧接地不能防止开路造成的危害。

5-4如何防止运行中电流互感器二次侧开路？

答：（1）为了防止电流互感器二次侧开路，二次侧不允许装设熔断器，且二次连接导线应采用截面积不小于2、5m㎡的铜芯导线。

（2）运行中当需要检修二次仪表时，必须先将电流互感器二次绕组或回路短接再进行拆卸操作。

5-5电压互感器的作用有哪些？

答：（1）把一次侧的高电压转换成二次侧的低电压，实现对一次系统的测量和保护。易实现自动化和远动化。

（2）便于二次仪表和继电器的标准化和小型化。可以采用、低电压的二次线、屏内布线简单、安装调试方便，提高了经济性。

（3）使测量仪表和继电器与高压一次系统隔离，且互感器的二次侧接地，保证了人身和设备的安全。

5-6运行中的电压互感器二次侧为什么不允许短路？电压互感器二次侧接地为什么不会造成短路？

答：（1）运行中的电压互感器二次侧不允许短路是因为电压互感器二次负载是高 阻元件，正常运行时二次绕组接近于空载运行。而电压互感器一次绕组匝数多，二次绕组匝数少，故二次电流远远大于一次电流若二次侧短路将产生很大的短路电流损坏电压互感器。

（2）电压互感器二次侧接地将避免短路造成的危害：因为在电压互感器二次出口处安装了熔断器或快速自动空气开关，当电压互感器二次侧接地后，即为接地短路，此时熔断器或快速自动空气开关将立即动作切除短路点，从而避免了短路造成的危害。 5-7什么是互感器的误差、准确度级和额定容量？它们之间的关系如何？

答：（1）互感器的误差；a、电流互感器的误差是由于电流互感器本身的励磁损耗和磁饱和（励磁电流的影响）使测量出的二次电流与电流互感器倍率的乘积和实际一次电流在大小和相位上都不可能完全相等，即测量结果存在误差（比误差和角误差）。 b、电压互感器的误差是由于电压互感器本身存在励磁电流和内阻抗，使测出的二次电压与实际的一次电压大小之比不等于额定比，相位上产生偏差，即测量结果存在着误差（比误差和角误差）。

（2）准确度等级：a电流互感器的准确度等级是指在规定的二次负载范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。我国GB1208-1997《电流互感器》规定：测量用电流互感器有0、1；0、2；0、5；1；3；5六个准确度级。b、电压互感器的准确度级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负载的功率因数为额定时电压误差的最大值。我国电压互感器的准确度级有0、2；0、5；1；3；3P;6P;六个准确度级。

（3）额定容量：a、电流互感器的额定容量：是指在二次额定电流和在某一准确度级的额定二次阻抗下，二次绕组的输出容量。b、电压互感器的额定容量：对应每一个准确度级，都对应着一个额定容量，但一般说电压互感器的额定容量是指最高准确度级下的额定容量。（例JDZ-10电压互感器，各准确度级下的额定容量为0、5级-80VA；1级-120VA;3级-300VA则该电压互感器的额定容量为80VA)。

（4）它们之间的关系：误差用准确度级来表示，由准确度级来确定其容量。

5-8为什么要分析互感器的误差？运行中如何减小互感器的误差？

答：（1）为了选择互感器及确定互感器的二次负载。

（2）运行中的互感器要控制在该互感器最高准确度级容量下运行。

5-9互感器的工作原理与变压器相同，但作为测量变压器，其运行特点有哪些？

答：（1）电流互感器的工作特点：a、一次电流的大小决定于一次负载电流，与二次电流无关。 b、正常运行时，二次绕组近似于短路状态。 c、运行中电流互感器二次回路不允许开路 d、电流互感器二次侧必须可靠接地。

(2)、电压互感器的工作特点：a、电压互感器一次侧电压决定于电网电压，不受二次负载影响。b、正常运行时电压互感器工作在开路状态。c、运行中的电压互感器二次侧不允许短路。d、电压互感器二次侧应可靠接地。

5-10说出互感器常见的接线图，并试述其适用范围？

答：（1）电流互感器a、单相式接线-用于三相对称电路。b、星型接线-用于可能出现三相不对称的电路中。c、不完全星型连接-用于发电厂变电站6~10KV馈线回路中。

（2）电压互感器a、单相接线-可测某一相间电压应用于35KV及以下的中性点非直接接地电网；或相对地电压110KV及以上中性点直接接地电网，测量线电压；相电压。b、VV接线-应用于20KV及以下中性点不接地或经消弧线圈接地电网，测量线电压。c、三相三柱式接线-用来测量线电压。d、三相五柱式接线-用于测量线电压、相电压、还可用作绝缘监察。广泛用于小接地电流系统中。e、三台单相式电压互感器接线-广泛应用于35KV及以上电网中，可测量线电压、相电压和零序电压。

5-11带有辅助绕组的电压互感器，开口三角的作用如何？试分析.

答：带有辅助绕组的电压互感器，开口 三角的作用是用于绝缘监察。正常运行时系统无零序电压，开口三角处电压为零故接于该处的电压继电器不动作。而当系统出现接地故障时，开口三角处的电压为3U0接于该处的电压继电器起动信号回路，发出灯光和音响信号。

5-12试述串级式电压互感器和电容式电压互感器的工作原理？

答：（1）串级式电压互感器的工作原理：一次侧绕组分成匝数相等的Ⅰ；Ⅱ两段，绕成圆筒式套装在上、下铁芯柱上并相互串接，中间连接点与铁芯相连。基本二次侧绕组和辅助二次侧绕组在铁芯的上下柱上。当二次绕组开路时，铁芯上、下柱中磁通相等，Ⅰ；Ⅱ两段的电压相等，为一次绕组电压的1／2.由于Ⅰ；Ⅱ两段绕组的连接点与铁芯相连，因此绕组两端线匝对铁芯的绝缘只需按1／2U的电压设计。当二次绕组与测量仪表等负载接通后，二次绕组中的电流将产生去磁作用，由于二次绕组只装在下铁芯柱上，因漏磁不同，使上下铁芯柱内的合成磁通不一样，从而造成电压分布不均匀，测量准确度降低，为此在上下铁芯柱上加装了匝数相等、绕向相反的平衡绕组，并接成环路。当上下铁芯柱内的磁通不等时，将在平衡线圈中感应出电动势e1,e2在电动势差作用下，在平衡绕组中产生电流，在磁通较少铁芯柱中分别起到助磁作用反之在磁通较多的铁芯中起到去磁的作用，使得一次绕组Ⅰ；Ⅱ两段电压分布趋于均匀，使测量准确度提高。

（2）电容式电压互感器工作原理：电容式电压互感器实质是一个电容分压器，在被测量装置和地之间有若干相同的电容器串联。将电容器分为主电容C1和分压电容C2两部分。设一次侧相对地电压为U1，则C2上的电压为：UC2=（C1/ C1+ C2）·U1=K U1.其中K为分压比。改变C1· C2 的比值，就可得到不同的分压比。由于UC2与一次电压U1成正比故测得UC2 就可得到U1，这就是电容式电压互感器的工作原理。

6-1母线在配电装置中起什么作用?各种不同材料的母线在技术性能上有什么区别？

答：（1）母线的作用是汇集、分配和传送电能。

（2）a、铜母线：电阻率低，机械强度高，抗腐蚀性强。

b、铝母线：电阻率是铜的1·7~2倍，重量是铜的30%，经济性强。

c、钢母线：机械强度高，价格便宜。但电阻率大是铜的6~8倍。

6-2母线最常用的截面形状有哪些？各种截面形状有什么特点？

答：（1）矩形母线：散热条件好，集肤效应小，安装简单，连接方便。

（2）圆形截面：防电晕性能好。

（3）管形母线：集肤效应小，电晕放电电压高。

（4）槽形母线：电流分布均匀，集肤效应小，冷却条件好，金属材料的利用率高，机械强度高。

6-3常见的母线布置方式有哪几种？应考虑那些因素？对母线进行着色有什么好处？

答：（1）母线的布置方式有：a、水平布置(竖放式水平布置、平放式水平布置)。 b、垂直布置。

（2）考虑的因素：散热条件和机械强度。

（3）母线着色的好处：增加热辐射能力、对钢母线还可防止生锈、便于识别母线性质。

6-4试简要说明全连式分相封闭母线结构特点和作用？

答：全连式分相封闭母线的结构特点是：沿母线全长度方向的外壳在同一相内（包括各分支回路）全部各段间通过焊接连通。在封闭母线的各终端，通过短路板，将各相外壳连接成电气通路，且外壳采用多点接地。其作用是：外壳起到了屏蔽作用、防尘作用、降低了相间短路的可能性，减小了母线之间、外壳之间的电动力，由于外壳接地故起到了保安作用，同时母线和外壳可兼作强迫冷却的管道，故增大了母线的载流量。

6-5绝缘子和套管的作用是什么？可分为几大类？各有什么特点？

答：（1）绝缘子和套管的作用：a、绝缘子的作用：支持和固定载流导体。b、套管的作用：做为穿墙的绝缘子。

（2）a、绝缘子按安装地点分为户内绝缘子和户外绝缘子，户内绝缘子表面无伞裙，而户外绝缘子具有较大的伞裙。b、套管分为户内套管和户外套管，户内套管的额定电压为6~35KV，采用纯瓷绝缘结构。户外套管的额定电压从6KV~500KV，户外式套管两端的绝缘分别按户内外两种要求设计；一端为户内式套管安装于户内；另一端则为有较多伞裙的户外式套管，以保证户外部分的绝缘要求。

6-6电缆的作用是什么？其基本结构和组成部分的作用是什么？电缆敷设有哪些方法？

答：（1）电缆的作用是传输和分配电能。

（2）电缆的基本结构：电缆主要有电缆线芯、绝缘层和保护层三部分组成。a、电缆线芯的作用是传输和分配电能。b、绝缘层的作用是作为相间和对地绝缘。c、保护层的作用是防止绝缘受潮及避免机械损伤。

电缆的敷设方法：电缆沟敷设；电缆隧道敷设；电缆桥架敷设。

7-1什么是电气主接线？对它有哪些基本要求？

答：（1）电气主接线指的是发电厂、变电站中生产、传输、分配电能的电路，也称为一次接线。

（2）对主接线的基本要求？a、满足系统和用户对供电可靠性和电能质量的要求。b、具有一定的灵活性。c、操作力求简单方便。d、经济上应合理。e、有发展和扩建的可能。

7-2电气主接线的作用是什么？电气主接线有哪些基本类型？

答：（1）电气主接线的作用：电气主接线是整个发电厂和变电站电气部分的主干，它把各电源送来的电能汇聚起来，并进行分配，供给不同的电力用户。主接线能表明一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及电力系统的连接情况。

（2）电气主接线的分类a、有母线接线包括单母线和双母线。单母线又分为单母线无分段、单母线分段、单母线分段带旁路母线等形式；双母线又分为单断路器双母线、双断路器双母线、双母线分段、二分之三断路器（也称一个半断路器接线）双母线及带旁路母线的双母线等多种形式。b、无母线接线主要有单元接线、扩大单元接线、桥形接线和多角接线。

7-3母线的分段和带旁路母线各有什么作用？

答：（1）母线分段的作用：母线分段可以提供单母线运行、各段并列运行、各段分列运行方式，且便于分段检修母线，减小母线故障的影响范围，提高了运行灵活性和供电的可靠性。

（2）旁路母线的作用：平时旁路母线不带电，当需检修某一线路断路器时由该线路所在母线段给旁路母线供电，此时由旁路断路器代替线路断路器工作。从而保证了线路断路器检修时该线路的不间断供电，故提高了供电的可靠性。

7-4在倒闸操作中有时使用跨条，它有什么作用？一般在什么时候使用？

答：（1）跨条的作用是在检修线路断路器时短接该断路器作临时载流用。

（2）一般在双母线接线中当某一线路断路器检修时，用母联断路器代替线路断路器工作。此时跨条短接线路断路器作临时载流用，从而实现了该回路停电时间尽可能短。但这时主接线系统将按单母线接线方式运行，故降低了系统供电的可靠性。

7-5一个半断路器接线有何优缺点？

答：（1）优点：运行灵活性好、工作可靠性高、操作检修方便。

（2）缺点：所用的断路器、电流互感器等设备较多投资较高；继电保护及二次回路的设计、调整、检修等比较复杂。 7-6在发电机-变压器单元接线中，如何确定是否装设发电机出口断路器？

答：（1）发电机-双绕组变压器单元接线，发电机出口处除接有厂用分支外，不设置母线，输出电能均经过主变压器送至升高电压电网。因发电机不会单独空载运行，故不需要装设出口断路器。

（2）发电机-三绕组变压器单元接线，发电机出口应装设出口断路器及隔离开关，以便在变压器高、中压绕组联合运行情况下进行发电机投切操作。

7-7在桥形接线中，内桥和外桥接线各使用什么场合？

答：（1）内桥接线的应用场合：适用于变压器不需要经常切换、输电线路较长，线路故障断开机会较多、穿越功率较小的场合。

（2）外桥接线的应用场合：适用于线路较短、故障率较低、主变压器按经济运行要求经常投切以及电力系统有较大的穿越功率通过联桥回路的场合。

7-8多角接线有什么优缺点？

答：（1）优点：a.经济性较好、b.工作可靠性与灵活性较高。

（2）缺点：a.检修任一断路器时，多角接线变为开环运行，可靠性显著降低。b.运行方式改变时，各支路工作电流可能变化较大，使相应的继电保护整定也比较复杂。c.多角接线闭合成环，其配电装置难于扩建发展。

7-9对大型区域性电厂的主接线，应注意哪些问题？

答：（1）单元接线形式与主变压器的选择，大型电厂通常选择发电机-变压器单元、扩大单元及联合单元接线。200MW及以上大容量机组一般都是与双绕组变压器组成单元接线。若 电厂具有两种升高电压时，则利用自耦联络变压器连接两种升高电压母线，联络变压器的第三绕组可作为厂用启动电源和备用电源，以提高厂用电源的可靠性。

（2）发电机出口断路器的设置。在采用发电机-双绕组变压器单元接线的大型发电机出口装设断路器时，便于机组启停、并网与切除，启停过程中的厂用电源也可用本单元的主变压器倒送，但考虑到我国目前200MW以上大型机组均承担基荷、启停操作不频繁，一般不考虑装设发电机出口断路器。但应采用分相封闭母线。

（3）电厂的启动电源与备用电源，可靠性要求高。

7-10变电站一般分为哪些类型？

答：枢纽变电站、开关站、中间变电站、地区变电站、企业变电站、终端变电站。

7-11限制短路电流有哪些基本措施？

答：（1）采用适宜的主接线形式及运行方式。

（2）装设母线分段电抗器。

（3）在发电机或变压器回路中装设分裂电抗器。

（4）采用分裂低压绕组变压器。

（5）装设出线电抗器。

8-1自用电的作用和意义是什么？

答：（1）自用电是指发电厂的厂用电和变电站的自用电其作用是：保证发电厂、变电站的高度机械化和自动化的连续生产、输送。而使用的电动机及照明、实验、修配等用电设备的供电。

（2）意义；对发电厂、变电站的安全可靠、经济运行有着重要意义。

8-2什么叫厂用电率？不同电厂的厂用电率如何？

答：（1）厂用电的耗电量与同一时间内全厂总发电量的百分比称为厂用电率。

（2）凝汽式火电厂的厂用电率为5%~8%；兼供热的热电厂厂用电率8%~12%；水电厂厂用电率0·3%~2%。

8-3厂用负荷分哪几大类？为什么要进行分类？

答：（1）厂用负荷分四大类：a、Ⅰ类厂用负荷：短时停电会造成设备损坏、危及人身安全，主机停运或出力明显下降的厂用负荷，如给水泵、送风机等b、Ⅱ类厂用负荷：允许短时停电（数分钟），经过运行人员及时操作后重新取得电源，而不致造成生产混乱的厂用负荷，如工业水泵、灰浆泵等。c、Ⅲ类厂用负荷：较常时间停电而不直接影响电能生产的厂用负荷，如修配车间、实验室。d、事故保安负荷：在主发电机停机过程及停机后的一段时间内，仍应保证供电，否则可能引起主设备损坏、自动控制失灵以及危及人身安全的厂用负荷，如发电机润滑油泵、计算机系统等。

（2）对厂用负荷分类是为了在保证供电可靠性的同时尽量满足其经济性。

8-4备用电源的意义是什么？什么是明备？什么是暗备？

答：（1）备用电源的意义是：当工作电源故障或检修时，仍能不间断地由备用电源供电。

（2）明备用：专门设置一台变压器（或线路），它经常处于备用状态，正常运行时不工作。当任一台工作变压器退出运行时，由该变压器 替代其工作。

（3）暗备用：不设置专用的备用变压器，而将每台工作变压器容量增大，当任一台厂用变压器退出工作时，该段负荷由另一台厂用工作变压器供电。

8-5备用电源自动投入和不间断交流电源的作用是什么？

答：（1）备用电源自动投入装置的作用：当工作电源故障切除时，此装置能自动地、有选择地把备用电源迅速投入到停电的那段母线上，为其供电。

（2）不间断交流电源的作用：当自用电源全部消失时，可以将计算机电源转移到蓄电池上，由蓄电池组继续供电。

8-6对厂用电接线有哪些基本要求？

答：（1）供电可靠 、运行灵活。

（2）接线简单清晰、投资少、运行费用低。

（3）厂用电源的对应供电性。

（4）接线的整体性强。

（5）电厂分期建设时厂用电接线的合理性。

8-7厂用电接线为什么要按炉分段？

答：按炉分段具有明显的优越性。一段母线发生故障，只影响一台锅炉的运行；厂用电系统发生短路时，短路电流较小有利于厂用电设备的选择；将同一机炉的厂用负荷接于同一段母线、便于运行管理和安排检修。

8-8发电厂和变电站的自用电在接线上有何区别？

答：变电站的自用电要比相同容量发电厂少的多。大型枢纽变电站一般装设两台站用变压器；中小型变电站可装设一台。 9-1对配电装置的基本要求是什么？

答：（1）配电装置的设计和建造，应认真贯彻国家的技术经济政策和有关规程的要求，因地制宜，特别应注意节约用地，争取不占或少占地。

（2）保证运行安全和工作可靠，按照系统和自然条件，对设备进行合理选型、布置应力求整齐、清晰。在运行中必须满足对设备和人身的安全距离。

（3）巡视、操作和检修设备安全方便。

（4）在保证上述条件下，布置紧凑，力求节约材料、减少投资。

（5）考虑施工、安装和扩建（水电厂考虑过渡）的方便。

9-2试述配电装置的类型及其特点：

答：（1）配电装置的分类：a屋内配电装置、b屋外配电装置、c现场组装配电装置、d成套配电装置。

（2）特点：A屋内配电装置的特点：a安全净距小，可分层布置，占地面积小。b、维修、巡视、操作在室内进行，方便、不受气候影响。c、污染小，减轻维修工作。d、投资大（35KV及以下电压等级可采用价格较低的户内型设备）。

B、户外配电装置的特点：a土建工程量和费用较少，建设周期短。b、扩建较方便。c、相邻设备间的距离较大，便于带点作业。d、占地面积大。e、设备露天运行，受外界污染较大，运行条件差，必须加强绝缘。f、气候变化对设备维护和操作有较大影响。

C、成套配电装置：结构紧凑、占地面积小建造周期短、运行可靠、维护方便，便于扩建和搬迁，造价较高。 9-3什么是最小安全净距？

答：是指带点部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的最小距离称为最小安全净距。

9-4什么是配置图和平面图？

答：（1）配置图是一种示意图，是按一定方式根据实际情况表示配电装置的房屋走廊、间隔以及设备在各间隔内布置的轮廓。

（2）平面图是按比例画出房屋及其间隔、走廊和出口等处的平面布置轮廓。平面图的间隔、只是为了确定间隔数及其排列位置，并不画出其中所装设备。

9-5屋内配电装置的布置形式有哪几种？各自有什么特点？

答：（1）屋内配电装置的布置形式有：单层、二层式和三层式。

（2）特点：A单层的特点：将所有电气设备布置在一层建筑中，占地面积大。

B、二层式的特点：将母线、母线隔离开关等较轻设备放在二层，将电抗器、断路器等较重设备放在一层，与单层相比占地面积小，但造价较高。

C、三层我国已很少用。

9-6屋外配电装置的分类有哪几种？各自有什么特点？

答；（1）屋外配电装置可分为中型、半高型和高型。

（2）特点：a、中型配电装置的特点：电气设备基本处于同一水平面上，并安装在一定高度的设备支架上保持带电部分与地之间必要的高度。施工、运行和检修都比较方便、可靠。但占地面积大。

b、高型和半高型屋外配电装置是将母线布置抬高，母线和电气设备布置在几个不同高度的水平面上，并上下重叠。1/两组母线及母线隔离开关上下重叠布置称为高型配电装置。高型配电装置可节省占地面积50%左右，但耗用钢材多，投资大，操作和维修条件较差。2/仅将母线与断路器、电流互感器等设备上下重叠布置则为半高型配电装置。占地面积比中型减少30%。 9-7成套配电装置的分类有哪几种？

答：成套配电装置分为：低压配电装置、高压开关柜和SF6全封闭组合电器。

9-8 SF6全封闭组合电器由哪些元件组成？它与其它类型配电装置相比，有什么特点？

答：（1）SF6全封闭组合电器是由SF6作为绝缘介质和灭弧介质，以优质环氧树脂绝缘子作

支撑，将各电气设备按电气主接线要求，依次连接密封于金属接地壳体内。

（2）特点：a、大量节省配电装置所占地面积和空间。b、运行可靠性高。c、土建和安装工作量小，建设速度快。d、检修周期长。e、金属外壳屏蔽作用强。f、抗震性好。g、需专门的SF6检漏仪来加强运行监视。h、金属耗量大，价格较贵。

10-1什么是接地、接零、对地电压、接触电压和跨步电压？

答：（1）接地：将电气装置必须接地部分，通过接地装置与大地有良好的电气连接称为接地。

（2）接零；在0·38／0·22KV的低压配电网中，将电气装置必须接地部分与零线有良好的电气连接称为接零。

（3）对地电压：Ud等于接地电流与接地电流自接地体向周围大地散流所遇到的全部电阻的乘积，而在距接地载流体15-20M范围内任一点的对地电压，为该点与“地”的电位差。

（4）接触电压：人站在电气设备附近，用手触及电气设备外壳时，加于人手和脚之间的电位差称为接触电压Ut。

（5）跨步电压：在接地短路15-20m范围内，人体一步之间的电位差称为跨步电压Us。

10-2什么是工作接地、保护接地和保护接零、零线的重复接地？各有什么作用？

答：（1）工作接地：电力系统中性点的接地。其作用是为了保证电力系统正常运行及故障情况下，能够可靠的工作。

（2）保护接地：电器设备外壳的接地。其作用是为了保证工作人员的人身安全。

（3）保护接零：在中性点直接接地的0·38／0·22KV的三相四线制网络中，将电气设备的金属外壳与零线作良好的电气连接。其作用是为了保证人身安全。

（4）零线的重复接地：在保护接零系统中，将零线每隔一段距离而进行的数点接地。其作用是为了中性线断线而失去接零保护作用。

10-3如何防止接触电压、跨步电压对人体的伤害？

答：电气工程在接地装置设计和施工时应保证接地电阻RE满足规程要求，工作人员应在健康、洁净的状态下参加工作。同时安全规程规定了人触及可能漏电的电气装置时，地面应铺设绝缘垫、穿绝缘靴、带绝缘手套等。当高压带电体落于你附近时，切不可大步逃离。

10-4试分别说明保护接地、保护接零的保安原理。

答：（1）保护接地的工作原理：电动机执行保护接地，人触及碰壳电动机时，接地电流将通过人体和接地装置组成的并联支路流入地中，由于接地电阻远远小于人体电阻时，流过人体的电流小于人体允许电流。从而保证了人身安全。

（2）保护接零的工作原理：当用电设备某相绝缘碰壳时，在故障相中产生单相短路电流，使电源处熔断器熔断，或低压断路器跳闸，切断电源，可以避免人体触电；即使保护动作之前触及到了绝缘损坏用电设备外壳，由于接零回路的电阻远小于人体电阻，短路电流几乎全部通过接零回路，通过人身的电流几乎为零，从而保证了人身安全。

10-5 0·38／0·22KV供电网络中TN、TT、IT系统各有什么特点？你在学习和生活中应选用哪一种系统的供电方式？

答：（1）TN系统的特点：系统中的触电防护采用的是保护接零措施，即将供电系统内用电设备的必须接地部分与N线、PE线或PEN线相连。

（2）TT线的特点：TT系统中引出的N线提供单相负荷的通路，用电设备的外壳与各自的PE线分别接地，是三相四线制采用保护接地的供电系统。

（3）IT系统的特点：IT系统的中性点不接地或经（1000 ）电阻接地，通常不引出中线，为三相三线制小接地电流系统供电方式。预防触电的安全措施是各用电设备分别用PE线接地。另外该系统应装设灵敏的触电保护装置和绝缘监察装置，或单相接地保护。

（4）我们学习和生活选用的供电方式应该是：TN-S系统。

10-6为什么同一供电系统不允许同时采用保护接地和保护接零？

答：因为在三相四线制保护接零的供电电网中，若又有采用保护接地方式的电气装置，当该装置发生一相碰壳时，接地电流受到接地电阻限制，使保护装置失灵，故障不能切除。同时，此接地电流，流回电源的中性点时在电源接地电阻上产生电压降，在零线上产生高电位，直接使保护接零的电气设备外壳上带上不允许的高电位，从而会危及人身安全。

10-7零线上允许安装熔断器吗？为什么？

答：零线上不允许安装熔断器。因为零线断线对部分单相负荷将影响供电的可靠性，对另一部分单相供电负荷会由于零线的断线产生高电压烧坏设备。

10-8什么是接地电阻、对接地电阻有什么要求？

答：（1）接地电阻：接地电阻R∑等于接地电压U∑与接地电流I∑的比值。

（2）对接地电阻的要求：A、高压设备的接地电阻：a、中性点接地系统：110KV及以上电力网中R∑≤0·5 。b、小电流接地系统：R∑≤10 。B、低压设备的接地电阻：a、对于总容量在100KVA以上的发电机或变压器供电系统相连的接地装置，R∑≤4 .以上系统有零线重复接地时每处的R∑≤4 。b、对于总容量在100KVA以下的发电机或变压器供电系统相连的接地装置，R∑≤10 .以上系统零线的重复接地每处的R∑≤30 ，且接地处不应少于3点。c、对TT、IT系统中用电设备的接地电阻一般R∑≤100 .

10-9电气装置中哪些部分必须接地，哪些部分不必接地？依据是什么？

答：（1）必须接地和接零的部分：

电机、变压器、电器、携带式及移动式电器等的底座和外壳。

电力设备传动装置。

互感器二次绕组。

配电屏和控制屏的金属框架。

屋内、外配电装置的金属构架和钢筋混凝土构架、靠近带电部分的金属围栏和金属门。

交、直流电缆接线盒的外壳和终端盒的外壳、电缆外壳、穿线的钢管等。

在非沥青地面的居民区内，无避雷线的小接地电流系统中，架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔。

控制电缆的金属外皮。

装在配电线路构架上的开关电器、电容器等电力设备外壳。

（2）不须接地和接零的部分：

a、安装在已经接地的金属构架上设备的金属外壳。

b、安装在配电屏和控制屏以及配电装置上的电气测量仪表、继电器和其它低压电器的外壳，以及当发生绝缘损坏时在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座等。

c、在干燥场合，交流额定电压127V、直流 额定电压110V及以下的电力设备外壳，但爆炸危险场所除外。

d、在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交流额定电压380V及以下、直流额定电压440V及以下的电力设备外壳，但当维修人员可能同时触及电力设备外壳和接地物件的除外。

e、额定电压220V及以下的蓄电池室内的支架。

f、发电厂、变电站区域的铁路轨道。

g、与已接地的机床底座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外壳，但爆炸危险场所除外。（3）依据是《接地装置设计技术规程》。 10-10什么是接地装置？应如何敷设？

答：（1）接地装置是供工作接地和保护接地所用的装置。它由接地体和接地线两部分组成。

（2）接地装置的敷设：a、可充分利用自然接地体。如敷设在地下的供水管道，建筑物与地连接的金属结构；钢筋混凝土基础。b、人工接地体：采用垂直埋入土中的钢管或角钢，其长度为2-3m，钢管外径为48-60mm，管壁厚度不小于3·5mm，角钢厚度不小于4mm。钢管和角钢埋入地中时，其上端离地面的深度为0·4-1·5m.（一根钢管或角钢的垂直接地体其接地电阻为20-50 ）.埋入土中的接地棒之间用扁钢带焊接相连，形成地下接地网。扁钢带敷设在地下的深度不小于0·3m，扁钢带截面不得小于48m㎡,厚度不得小于4mm。在土质坚硬的地区，如果不能垂直打入钢管和角钢时，则可采用圆钢和角钢平放敷设，埋入深度不小于0·8m,圆钢直径应不小于8mm。c、屋内接地网是采用敷设在电气装置所在房屋每一层内接地干线组成，各层接地干线用几条上下联系的导线互相连接。屋内接地网在几个地点与主接地网相连。接地干线采用扁钢或圆钢，扁钢厚度不小于3mm，截面积应不小于

24 m㎡，圆钢直径应不小于5mm。d、接地线的连接：应尽量利用金属结构、钢筋混凝土、钢管等。接地线相互之间及于接地体之间的连接应采用焊接。电气装置中的每一接地元件，应采用单独的接地线与接地体或接地干线相连接。几个接地元件不可串联连接在一个接地线中。接地线与电气设备外壳连接时，可采用螺栓连接或焊接。

10-11你学习和生活中常用的电源插座有两孔、三孔的，各有什么作用？应如何与电源连接？

答：（1）两孔插座可提供220V电源。一根接火线，一根接零线。

（2）三孔插座可提供220V电源，同时具有保护接零的作用。接线时L-接火线，N-接零线，中间孔接PE线（或PEN线）。

11-1什么是电力系统过电压？它对系统的运行有什么影响？

答：（1）电力系统过电压，是指电力系统在运行中，由于雷云放电以及某些故障、操作引起系统参数的变化，使运行设备出现超过本身最高允许电压的情况。

（2）对系统运行的影响：过电压危及设备绝缘的安全，影响系统的正常运行。

11-2直击雷过电压和感应雷是怎样形成的？

答：（1）当电气设备直接遭到雷击时，雷电将通过设备向大地传导电流，而设备与大地间又呈现一定的电阻（为冲击接地电阻），所以使设备上产生较高的电压；同时由于雷电放电极快，通过设备的电流变化剧烈，形成变化率很大的磁场，设备与大地间的电感上作用出电压。以上两种电压迭加，构成了直击雷过电压。

（2）雷电向输电线路附近的物体（或大地）放电，在放电初级阶段，由于雷电中积聚大量的电荷，在静电感应的作用下，在输电线路上积累大量的异性束缚电荷。当雷击物体放电时，雷电中的电荷向大地快速释放而迅速流入地中，输电线上的感应电荷再不受束缚而迅速流动，电荷的迅速流动产生感应雷过电压。

11-3内部过电压有哪几类？是如何产生的？

答：（1）内部过电压分为：短时过电压（工频过电压、谐振过电压）和操作过电压。

（2）内部过电压的产生：a、工频过电压形成的原因：电力系统的不对称电路、发电机突然甩掉负荷，以及伴随而来的长线电容效应、发电机飞转等。b、谐振过电压产生的原因：系统中某一电感和电容元件参数的适当配合，形成产生谐振的回路。c、开关对线路或其他电器进行各种正常或故障开闭过程时，产生的电压振荡以及间歇性电弧短路、系统解列、中性点不接地系统的弧光接地等。

11-4外部过电压和内部过电压对不同电压等级的电网影响如何？

答：（1）220KV及以下系统内部过电压事故率及危险性要比外部过电压小，因此绝缘配合中只考虑外部过电压影响。

（2）330KV及以上超高压系统中，内部过电压的问题比较突出，因此绝缘配合中应特别注重内部过电压的影响。

11-5避雷针和避雷线由哪几部分构成？其保护原理是什么？

答：（1）a、避雷针由闪器（针头）、接地引下线、接地体三部分构成。b、避雷线由平行悬挂在空中的金属线（接闪器）、接地引下线、接地体三部分组成。

（2）避雷针（线）的保护原理：是利用雷云对地放电先导阶段的选择性。在雷电放电的初级阶段，由于距离地面较高，故其发展的方向不受地面上物体的影响。当放电发展到地面的某一高度时，开始受地面上物体的影响而决定其放电的方向。由于避雷针（线）较高，而且具有良好的接地，因此避雷针（线）容易因静电感应而积聚与雷电相反的电荷，使雷电与避雷针（线）间的电场强度显著增强。即雷电向大地放电的电场因避雷针（线）的作用发生歪曲，将放电路径引向避雷针（线），并继续发展，直到对避雷针（线）发生放电。这样，在避雷针（线）附近的物体遭受雷击的可能性明显降低，也就 是说受到了避雷针（线）的保护。

11-6避雷器有哪几类？它是如何工作的？

答：（1）避雷器分四类：a、管式、b、普通阀式（FZ, FS）、c、磁吹阀式、d、金属氧化物（MOA）。

（2）避雷器的工作原理：在系统额定电压运行时，避雷器内部无电流或流过很小的电流。当避雷器上的电压超过间隙放电电压或某一数值时，避雷器流过很大的电流，此时由于间隙阀片的保护作用，将作用于避雷器上的电压限制在一定的数值上，即限制过电压。但是避雷器在过电压下动作后，会产生工频续流造成短路，所以避雷器具有切断工频续流的能力。

11-7氧化锌避雷器有哪些优点？其技术参数有哪些？

答：（1）优点：a、结构简单、体积小。防污染性好，放电电压稳定。b、通流能力大。c、降低电气设备所受的过电压。d、当装入SF6组合电器时，不存在SF6引起放电电压的变动和间隙中电弧引起SF6气体分解的问题。e、易于制成直流避雷器。f、可以承受多重雷击，并延长工作寿命。

（2）技术参数：a、系统额定电压。b、避雷器额定电压。c、持续运行电压。d、工频参考电压。e、残压。f、直流参考电压。 11-8发电厂和变电站防止过电压的基本措施是什么？

答：发电厂和变电站的防雷，首先要通过避雷针和避雷线防止雷电的直击，但特别要注意反击和绕击现象。发电厂变电站每组母线上，都应装设阀型避雷器（或氧化锌避雷器）。所有避雷器应以最短的接线与配电装置的主接地网相连，同样应在其附近设集中接地装置。并且所有被保护设备均应在避雷器保护范围内，即其之间的距离满足最大距离的要求。

11-9什么是反击和绕击？如何防止反击？

答：（1）a、反击：雷击避雷针（线）时，由于避雷针（线）引下线或构架有自身电感应和接地电阻，则在顶端会产生很高的电压，顶端电位受雷电强度、电感和接地电阻等参数的影响，在一定条件下，易引起对设备放电，这种现象称为反击现象（或称逆闪络）简称反击。

b、在某种气象条件下或受周围地理环境影响时，也发生过在避雷针（线）保护范围内的物体被雷击的现象，这种情况通常称为绕击。

（2）、防止反击：避雷针（线）和电气设备空间距离不宜小于5m。避雷针（线）独立接地网和设备主接地网地中距离不宜小于3m。为了防止反击应使设备远离避雷针（线）。

12-1什么是操作电源？对发电厂和变电站的运行有什么影响？

答：操作电源是指发电厂和变电站中，用于控制、信号、操作、保护及自动装置等二次回路供电的电源。它对发电厂和变电站的安全运行起着及其重要的作用。

12-2发电厂和变电站的直流负荷有哪几种？并简单解释。

答:1、经常负荷—如经常投入的逆变装置、信号及位置指示器。

2、事故负荷—如事故照明、汽机润滑油泵、载波通讯备用电源等。

3、冲击负荷—如断路器合闸电源等。

12-3操作电源有哪几 种？其作用有何不同？

答：1、直流操作电源—用于发电厂和大、中型变电站。

2、交流操作电源—用于小型变电站。

12-4对操作电源有哪些基本要求？

答：1、保证供电的 高度可靠性。

2、具有足够的容量，以保证正常运行及故障状态下的供电。

3、使用寿命长，运行、维护方便。

4、投资少，布置面积小。

12-5蓄电池是一种什么设备？其特点是什么？

答：蓄电池是一种既能把电能转化为化学能以便储存，又能把化学能转化为电能供给负载的化学电源设备。其特点是作为发电厂及变电站的操作电源，不受电网运行方式的影响，在故障状态下仍能保证一段时间的供电，具有很高的可靠性。

12-6什么是蓄电池的容量？为什么蓄电池会自放电？

答：蓄电池的容量，就是蓄电池放电到某一最小电压的过程中所放出的电量。以安时（Ah）表示。

蓄电池充电后，由于电解液上下层比重不同会形成一定的电势差，同时电解液中含有金属杂质沉淀在极板上会形成局部短路，因此蓄电池存在着自放电现象。

12-7蓄电池有哪两种运行方式？各有什么特点？

答：蓄电池组直流电源主要采用

充电-放电运行方式、其特点是对运行中的蓄电池组进行定期充电，以保持蓄电池的良好状态。

浮充电运行方式、其特点是经常处于充满电状态，只有当交流电消失或浮充整流器故障时，才转为长期放电状态。

12-8发电厂和变电站为什么要装设绝缘监察装置？

答：直流系统在实际运行中，如果发生绝缘降低甚至直接接地的现象，可能造成断路器、继电保护及自动装置拒动或误动，给二次系统的工作带来很大危害。为了有效的监视直流系统的绝缘，发电厂和变电站都装设绝缘监察装置。

12-9直流系统接地后如何进行处理？

答：（1）判断接地极及性质—利用绝缘监察装置的电压表，测量正、负极对地电压，检查是正极还是负极接地或对地电阻降低。

（2）寻找接地点—a、对于双母线直流系统，应首先判明是哪一条母线接地。

b、按先次要负荷后重要负荷、先室外后室内的顺序检查各馈线，然后检查蓄电池、充电设备、直流母线。 c、对不重要的直流馈线，采用试停电的方法寻找。

d、对不允许短时停电的直流馈线，必须将其负荷转移到另一母线上供电，然后再寻找接地点。

13-1什么是一次设备和二次设备？各包括哪些内容？

答：（1）直接产生、输送、分配和使用电能的设备为一次设备。如发动机、变压器、断路器、母线等

（2）对一次设备和系统的运行状况进行测量、控制、保护和监察的设备。如互感器、测量仪表继电保护及自动装置等。

13-2哪些回路或系统属于二次回路？

答：二次回路是一个多功能复杂网络，包括控制回路、信号回路、测量监察回路、继电保护及自动装置、调节回路、操作电源等。 13-3如何阅读二次回路图？熟悉各图形符号和文字符号的含义.

答：二次回路图中的图形符号、文字符号均采用国标图形符号和项目代号、在二次图中有集中表示法、半集中表示法和分散表示法，阅读二次展开图应遵循“先交流后直流”、“从左往右看，自上往下看”的原则。

（图形符号—181页表13-1） （文字符号—182页表13-2）

13-4二次回路绘制有哪两种方法？二者有什么区别？

答：二次回路图常见的绘制方法有两种。a、一种是二次元件和设备用集中表示法和半集中表示法画出；该电路图比较直观而清楚地说明保护装置的工作原理，而且图中将二次电路和有关的一次部分画在一起整体感强。但图中线条多较复杂。b、一种是二次元件和设备用分散表示法画出既展开式回路图。图中各二次元件分解为若干部分，既交流电压回路、交流电流回路、直流控制回路、信号回路、同一元件的不同部分属于哪一回路的就画在哪一回路且采用相同编号各支路的排列顺序为，对交流回路按相序，对直流回路按动作顺序。其特点是读图要细心，要一个支路，一个继电器的看懂。展开图线条清晰，便于阅读，便于了解整个装置动作过程、工作原理，尤其在复杂电路中更为突出。

13-5发电厂和变电站中互感器和测量仪表是如何配置的？

答：（1），电流互感器的配置a、凡是有断路器的回路均应装设电流互感器未装设断路器的发电机、变压器中性点及发电机、变压器的出口等回路。b、中性点直接接地的三相系统、35千伏线路采用距离保护时、发电机和变压器回路电流互感器按三相配置、中性点非直接接地的三相系统电流互感器按二相配置。

（2），电压互感器的配置a、发电机出口装设三相五柱电压互感器、发电机自动调节励磁装置，一般配置专用电压互感器。b三绕组变压器低压侧装设两台单相电压互感器接成VV接线，每段工作母线和备用母线都必须装设电压互感器。c、6-10千伏母线装设一只三相五柱电压互感器或三只单相电压互感器。35千伏以上母线一般装设三只单相电压互感器。

（3），测量仪表的交流电流回路：一个安装单位常有一个单独的电流回路。测量仪表、保护装置和自动装置一般有单独的电流互感器或单独的二次线圈供电当保护和测量仪表共用一组电流互感器时，应防止测量回路开路而引起继电保护的误动。

（4），测量仪表的交流电压回路：接在同一母线上的所有元件的测量仪表，继电保护和自动装置都由同一组电压互感器二次侧取得电压，一般采用电压小母线各电气设备所需要的二次电压可由电压小母线上引接。

13-6交流绝缘监察装置的基本原理是什么？

答：交流绝缘监察装置的基本原理是、本装置接于三相五柱式电压互感器上三只电压表分别接于Y0侧二次绕组上测得三相电压，一只过电压继电器接于开口三角处。

正常运行时三相电压对称均为相电压，开口三角处电压为0，kv不动作。

当某相接地时接地相电压降低或为0、其它两相电压上升或至线电压、开口三角处出现3U0KV起动发出信号。

13-7微机型小电流接地系统选线装置有什么特点？

答：其特点是：

（1）初选采用的原理是相对值概念（在现有运行方式下，取前三个最大的）

（2）在前三个信号里采用“相对相位”即用电流之间的方向或电流和电压之间相位超前和滞后关系进一步确定故障线路或故障母线。 由于采用了双重判断，运用了相对原理，克服了电力系统运行方式多变，接地电阻及线路长短影响，并且不需要整定。

14-1断路器控制回路应满足哪些基本要求？为什么？

答：（1）能够由手动利用控制开关对断路器进行分、合闸操作。

（2）满足自动装置和继电保护装置的要求。

（3）能够反映断路器的实际位置及监视控制回路完好。

（4）分合闸操作应在短时间内完成。

（5）能够防止断路器短时间内连续多次分、合的跳跃现象发生。

因为断路器控制回路是直接决定断路器正确通、断的保证，因此必须满足其基本要求，方可保证电力系统安全、稳定的运行。 14-2断路器控制回路包括哪些基本回路？

答：断路器控制回路包括：控制元件、中间环节、操作机构。

14-3什么是灯光监察和音响监察？各有什么特点？

答：(1)、灯光监察控制回路的特点：当控制电路的电源消失，手柄信号灯消失光字牌亮且发出音响信号。如果控制电源正常，信号电源消失，则不发音响信号，只是信号灯熄灭。

(2)、音响监视方式和灯光监视方式相比，具有的优点是：a、利用音响监视控制回路

完好性，便于及时发现断线故障。b、，信号灯减半，对断路器数量较多的发电厂和变电站

不但可以避免控制太拥挤，而且可以防止误操作。c、减少了电缆芯线。

14-4用图14-6和图14-9 分析如何满足断路器控制回路的基本要求？

答：（1）见图14-6 分析防跳的实现：

若线路处于短路状态；利用SA（5，8）使KM得电断路器合闸由于线路处于短路状态故

保护起动K2接点闭合YT得电使断路器重新断开同时YT的常闭接点断开了断路器的合

闸回路实现了防跳。

（2）见图14-9本图为液压操动机构的断路器控制回路。

现运行方式断路器处于断开为置线路停电。

A.手动合闸SA（5、8）合YC得电断路器合闸 、手动跳闸SA（6、7）合YT得电断路器跳闸

B.继电保护动作K2闭合YT得电断路器跳闸、自动装置动作K1闭合YC得电断路器合闸

C.a，当断路器处于合闸后位置SA（16、13）闭合，红灯亮发平光表示线路运行、跳闸回路完好。

b，当断路器处于跳闸后位置SA（11、10）接通，绿灯亮发平光表示线路停电、合闸回路完好。

c，当SA开关处于跳闸后位置自动装置K1闭合KM使断路器合闸，QF1使绿灯灭、SA（14、15）合，红灯闪光。(有音响)

d，当SA开关处于合闸后位置继电保护动作K2闭合使断路器跳闸QF2使红灯灭、SA（9、10）处于闭合状态，，绿灯闪光。（有音响）

e，当SA（9、10）合处于预备合闸位置绿灯闪光（无音响）

f，当SA（13、14）合处于预备跳闸位置红灯闪光（无音响）

D,分合闸操作应在短时间内完成，合闸后由断路器的QF1断开KM线圈。跳在后由断路器的QF2断开YT线圈。

E,防跳的实现是由KCF的常闭接点完成的。

14-5断路器为什么要装防跳装置？如何实现。

答：断路器的跳跃现象是指断路器在短时间内发生多次合、分的现象。跳跃一方面可能使断路器受到损坏，另一方面使一次系统的工作受到严重影响。因此需装设防跳装置。防跳装置的装设是在跳闸回路中装设一带自保持线圈的中间继电器KCF、其常闭接点与合闸继电器YC串接当手动合闸于用久性线路时KCF1常闭接点将断开合闸回路从而实现了防跳。

14-6叙述灯光监察采用电磁操动机构断路器控制电路中，如何监视断路器运行和回路的完好？

答：1、红灯亮发平光说明断路器处于合闸状态且跳闸回路完好。

2、绿灯亮发平光说明断路器处于跳闸位置且合闸回路完好

3、红灯灭、绿灯闪光。（有音响）说明断路器跳闸。

4、红灯灭、绿灯闪光。（无音响）说明开关在预备合闸位置。

5、绿灯灭、红灯闪光。（有音响）说明断路器合闸。

6、绿灯灭、红灯闪光。（无音响）说明开关在预备跳闸位置。

14-7试述弹簧和液压操动机构断路器控制电路的特点？

答：（1）弹簧操动机构的断路器 控制回路的特点：1，断路器合闸是靠释放预先储存在弹簧中的能量来实现的。2，当断路器无自动重合闸装置时，只有在储能结束，弹簧拉紧时才允许合闸。3，当弹簧未拉紧时，启动储能电机，使合闸弹簧拉近紧。弹簧拉紧后储能电机停止转动。4，当断路器装有自动重合闸装置时，由于合闸弹簧正常运行处于储能状态，所以能可靠的完成一次动作。

（2）液压操动机构的断路器控制电路的特点：1、为了保证断路器正常工作，油的正常压力应在15，8~17,5MPa的允许范围内。当油压小于15,8MPa启动油泵且发信号。当油压上升至15,8MPa时信号停油泵继续打压至17,5MPa后油泵停。2，液压出现异常时，能自动发信号。3，当油压严重下降，不能满足故障状态下断路器跳闸要求时，应能自动跳闸。（由KM1完成）

14-8试述锅炉辅机连锁的构成原则。运行中如引风机跳闸，有什么反应？

答：锅炉辅机连锁构成原则：

旋转式空气预热器（指电动机，以下同）跳了应连锁跳引风机。

引风机跳了连锁应跳送风机和一次风机。

送风机和一次风机跳了，应连锁跳给粉机和排风机。

排粉机跳了应连锁跳磨煤机和给煤机。

磨煤机跳了应连锁跳给煤机。

运行中引风机跳闸的反应：

引风机---------送风机-----------一次风给粉机

-------排粉机-------磨煤机-------

按以上顺序跳闸。

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