华北水利水电大学毕设基本答案

电气设备的选择

1. 电气开关如何分类？各有什么特点？

2. 高压断路器的作用？设置位置？P81

作用：接通和断开正常工作电流，过负荷电流和故障电流。

3. 高压隔离开关的作用？设置位置？P112

①检修电气设备时隔离电压，②改变设备状态时配合断路器完成倒闸操作，③分合小电流，分合电压互感器，避雷器和空载母线，④隔离开关的接地开关可代替接地线，保证检修安全。

4. 高压断路器的类型有哪些？你所选用断路器的型号？P81.

按安装地点分：户内，户外。按灭弧介质及灭弧原理分：SF6断路器，真空断路器，油断路器（多油，少油），空气断路器等。

5. 断路器与隔离开关配合操作时，在线路投入及切除时的操作顺序？P162. 停电：断开断路器→拉开线路隔离开关→拉开母线隔离开关 送电：合上母线隔离开关→合上线路隔离开关→合上断路器 6. 断路器与隔离开关的区别？P112

隔离开关没有灭弧装置，不能接通和断开负荷电流和短路电流，一般只能在电路断开的情况下操作。

断路器有灭弧装置，可接通和断开正常工作电流，过负荷电流和故障电流 7. 如何进行断路器的选择？P253

①种类和型式的选择，根据环境条件，使用技术条件及断路器特点选择②额定电压选择，UN?UNS(电网额定电压)，③额定电流选择，（长期允许电流）Ial?Imax（最大持续工作电流），④额定开断电流选择，额定开断电流不应小于实际开断瞬间短路全电流有效值，⑤额定关合电流选择，≥短路冲击电流幅值，⑥热稳定校验，⑦动稳定校验，允许动稳定

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电流幅值≥短路冲击电流幅值 8. 如何进行隔离开关的选择？P253

①种类型式选择，根据配电装置特点，使用要求及技术经济条件选择，②额定电压选择，③额定电流选择，④热稳定校验，⑤动稳定校验， 9. 高压断路器为什么采用多断口结构？

①有多个断口可使加在每个断口上的电压降低，从而使每段的弧隙恢复电压降低; ②多个断口把电弧分割成多个小电弧段串联，在相等的触头行程下多断口比单断口的电弧拉伸更长，从而增大了弧隙电阻;

③多断口相当于总的分闸速度加快了，介质恢复速度增大。 10. 与其它介质相比，真空介质的主要优点是什么？ 环保，受环境影响小，性能安全，可靠稳定。 11. SF6 断路器的优点有哪些？P81

开断能力强，全开断时间短，断口开距小，体积小，质量较轻，维护工作量小，噪声低，寿命长等。

12. 高压隔离开关的主要结构有哪些部分？P113 导电部分，支持绝缘子，操作绝缘子，底座 13. 高压断路器的主要结构有哪些部分？P82 电路通断元件，绝缘支撑元件，操动机构，基座 14. 高压隔离开关和油开关之间为什么要加装闭锁装置？

高压隔离开关严禁接通和切断负荷电流，为防止误操作，加装闭锁装置，使油开关在合闸位置时隔离开关拉不开，而隔离开关在断开位置是油开关合不上。 15. 操作隔离开关时，应注意些什么问题？

在断路器处于分闸位置或隔离开关两侧等电位的情况下操作，不能带负荷拉合隔离开关。

16. Sf6通常作为电气设备内部绝缘介质，请简要说明sf6电气强度高的原因及其物理化学方面的特性。P85.

原因：SF6有很强电负性，易俘获自由电子形成负离子，引起碰撞电离能力弱，削弱放电发展过程。

物化性质：无色，无味，无毒，不可燃，不助燃的非金属化合物，化学性质稳定，热稳定性好。

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17. 通常情况下绝缘子串上的电压分布是均匀的吗？如果均匀说明原因，如果不均匀说明采取什么措施使其均匀。 不均匀，使用均压环。

18. 电力系统的雷害事故按侵入方式分哪两种，每种雷害所对应的防雷保护装置都有哪些？

直击雷：避雷针，避雷线。 雷电侵入波：避雷器

19. 阀式避雷器发挥防雷保护作用的原理是什么？

当出现雷电过电压时，火花间隙被击穿，雷电流通过工作电阻流入大地，从而保护电气设备。

20. 什么是避雷器的残压？要想让避雷器发挥保护作用，对避雷器残压有何要求？ 冲击电流通过避雷器时，在工作电阻上产生的电压峰值。残压要小于与它并联的装置的额定电压。

21. 氧化锌避雷器相比阀式避雷器有哪些优点？

①结构简化，体积缩小，②保护特性优越，③无续流，动作负载轻，能重复动作实施保护，④通流容量大，能制成重载避雷器，⑤耐污性能好

22. 消弧线圈在电力系统中主要起什么作用，通常消弧线圈工作于哪种补偿方式？ 增加感性电流分量，抵消电容电流，从而保证接地电弧易于自行熄灭，提高供电可靠性。过补偿

23. 阀式避雷器发挥保护作用的三个前提是什么？

①它的伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好配合，在一切电压波形下，前者均处于后者之下。②它的伏安特性应保证残压低于被保护绝缘的冲击电气强度，③被保护绝缘必须处于避雷器保护距离之内。

24. 电力系统的操作过电压包括哪几种情况？

切断空载线路过电压，空载线路合闸过电压，切断空载变压器过电压，断续电弧接地过电压

25. 电力系统的工频电压升高包括哪几种情况？

空载长线的电容效应，不对称短路引起的工频电压升高，甩负荷引起的工频电压升高 26. 硬母线都有哪些形状？软母线通常是什么材质？

矩形，槽形，管形。钢，铝

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27. 什么是封闭母线？什么情况下适合采用封闭母线？

母线由铝管做成，每相母线分别用连续的铝制外壳封闭，三相外壳的两端用短路板连接并接地。200MW及以上机组的母线 28. 母线截面积选择的方法是什么？P241

①按最大持续工作电流选择，②按经济电流密度选择

29. 什么是电晕放电，都有哪些危害，你在设计中哪些地方需要进行电晕校验？ 气体介质在不均匀电场中的局部自持放电

危害：①使周围空气强烈游离，降低空气绝缘强度，使绝缘子易发生闪络，过电压易被击穿，②电晕形成臭氧和氮的氧化物，使金属结构氧化，对有机绝缘材料和金属有侵蚀作用，③引起电能损失，④有特殊噪声，⑤产生无线电干扰

母线选择。

30. 电抗器在系统中通常起什么作用，电抗器选择时都需要什么校验项目？

串联电抗器：限制短路电流，限制电网中的高次谐波，并联电抗器：吸收容性无功，调整运行电压。①电压校验，②热稳定校验，③动稳定校验

继电保护

31. 电力变压器（发电机）的不正常工作状态和可能发生的故障有哪些？P142，P164 ①变压器不正常：外部相间短路引起的过电流，中性点直接接地电网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压，负荷长时间超过额定容量引起的过负荷，油箱漏油造成的油面降低，变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障等。

故障：油箱内故障，变压器油箱内各侧绕组之间发生的相间短路，同相部分绕组中发生的匝间短路及大电流系统侧的单相接地短路。油箱外故障，变压器绕组引出端绝缘套管及引出短线上的故障，主要有各种相间短路和接地短路。

②发电机不正常：低励磁或失磁，定子过电流或过负荷，定子过电压，发电机失步 故障：定子绕组的相间短路，定子绕组的匝间短路，定子绕组的单相接地，励磁回路一点接地或两点接地短路。

32. 电力变压器（发电机）一般都装设哪些保护？P142，P165

①变压器：短路故障主保护：纵联差动保护，重瓦斯保护，压力释放保护。 短路

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故障后备保护：复合电压启动的过电流保护，零序过电流或零序方向过电流保护，负序过电流或负序方向过电流保护，复合电压闭锁功率方向保护，低阻抗保护。 异常运行保护：过负荷保护，过励磁保护，变压器中性点间隙保护，轻瓦斯保护，温度、油位保护及冷却器全停保护。

②发电机：纵差动保护，定子绕组单相接地保护，定子绕组匝间短路保护，过电流保护，过电压保护，励磁回路接地保护，失磁保护，过负荷保护。 33. 变压器瓦斯保护的工作原理？P143

变压器油箱内发生各种短路故障时，由于短路电流和短路点电弧的作用，变压器油箱和绝缘材料高温分解，产生大量气体，利用这种气体实现的保护称为瓦斯保护。轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于变压器各侧断路器。 34. 变压器瓦斯保护的整定原则

轻瓦斯动作于信号，动作值采用气体容积表示。通常范围为250-350cm3.,重瓦斯动作于变压器各侧断路器,动作值采用油流流速表示，一般范围0.6-1.5m/s. 35.变压器（发电机）差动保护的工作原理？P145

变压器：比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小，即比较相量。 36.为什么装设瓦斯保护？差动保护能代替瓦斯保护吗？

瓦斯保护可反映变压器油箱内各种故障，灵敏度高，结构简单，动作迅速。不能代替，因为不能反映变压器油箱外故障如变压器引出端上的故障或变压器与断路器之间连接导线的故障。

37.变压器差动保护中不平衡电流怎样产生的？P146

变压器常采用Yd11接线方式，三角形侧线电流超前星形侧线电流30°，如不进行补偿，正常运行时，由于变压器两侧电流相位不同，将产生不平衡电流。 38.单相变压器励磁涌流的特点？P148

①含有很大的非周期分量，②含有大量的高次谐波分量，其中二次谐波分量比例最大。③励磁涌流相邻波形之间存在间断角。 39.变压器纵差动保护的其本原则是什么？

①躲过外部短路故障时的最大不平衡电流，②躲过变压器的最大励磁涌流，③躲过电流互感器二次回路断线时的最大负荷电流。 40.变压器防止励磁涌流的方法？P149

①采用具有速饱和中间变流器的差动继电器，②利用二次谐波制动，③鉴别短路电流和

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励磁涌流波形的差别。

41.变压器相间短路的后备保护有哪些？P155

过电流保护，低电压启动的过电流保护，复合电压启动的过电流保护，负序电流保护或阻抗保护。

42.复合电压启动的过电流保护组成部分及工作原理？P157

电流，电压，时间元件。复合电压过电流保护是由负序继电器和一个接在相间电压上的低电压继电器共同组成的电压复合元件，两个继电器只要有一个动作，同时过电流继电器也动作，整套装置即能启动。

43.对于中性点可能接地或不接地运行时，为什么装设两套零序保护（零序电流和零序电压）？

44.为什么在Y/Δ-11变压器中差动保护电流互感器在Y侧接成Δ，而在Δ接成Y形？P146 消除因变压器两侧电流相位不同产生的不平衡电流

45.二次谐波制动原理的变压器差动保护中为什么要设置差电流速断元件？

当变压器内部严重故障使得电流互感器严重饱和时，电流互感器二次电流波形发生严重畸变，其中含有大量谐波分量，从而使涌流判别元件误判断成励磁涌流，致使差动保护拒动或延迟动作，严重损坏变压器，为此设置差电流速断元件。

短路计算

46.电力系统短路故障的类型.

三相短路，两相短路，两相短路接地，单相短路接地。 47.计算短路电流的目的.

①合理选择电气接线，②选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体，③确定限制短路电流的措施，④在电力系统中合理地配置各种继电保护并整定其参数。 48..短路的后果是什么?

①短路点电弧可能烧坏电气设备，②短路电流通过电气设备中的导体时，引起导体或其绝缘的损坏，③引起电网电压降低，使部分用户的供电受到破坏，④引起并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，引起大片地区停电。

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49.什么是无限大功率电源?

系统中电源距短路点的电气距离较远时，由短路引起的电源送出功率变化远小于电源的容量，称该电源为无限大功率电源。 50.简述三相短路电流的计算步骤.

①画出等值电路图，并化简，求出各电源与短路点间的转移电抗，②将转移电抗按电源额定容量转化为计算电抗，③查运算曲线得到短路电流标么值，④求有名值。 51.短路电流计算中电源合并的原则.P81

在离短路点甚近的情况下，不同的发电机不宜合并，一般接在同一母线（非短路点）上的发电机总可以合并成一台等值发电机. 52.求转移电抗的方法.

将短路系统中除电源节点及短路节点外的其他节点全部消去，采用串并联，星三角变换等方法，求得的电源至短路点直接相连的阻抗即为转移阻抗。 53.网络变化-三角形变星形的公式.

R1?R12?R13R12?R23R23?R13 R2? R3?R12?R13?R23R12?R13?R23R12?R13?R2354.网络变化-星形变三角形的公式.

R12?R1?R2?R1?R2R?RR?R R13?R1?R3?13 R23?R3?R2?32 R3R2R155.简述不对称短路电流的计算步骤.

①计算电气设备元件的正序，负序，零序阻抗，绘出正，负，零序等值网络，②用正序增广网络计算单相接地短路电流，两相短路电流，两相短路接地电流。 计算短路点电流，根据如下公式：

If(1)? 短路种类 单相短路 两相短路 两相短路接地

1 If?MIf(1) Z?(1)?Z? Z Z? M 3 3 Z?(2)?Z?(0) ?(2)Z?(2)?Z?(0)Z?(2)?Z?(0)7

Z?(2)?Z?(0) 31?2(Z?(2)?Z?(0))

56.不对称短路电流计算中,发生单相接地短路故障时,故障点电压和电流的边界条件.

fb ?Ifc?0 Ufa?0 I57.不对称短路电流计算中,发生两相(b,c相)短路故障时,故障点电压和电流的边界条件.

???????? fb ??Ifc U fb ?Ufc Ifa?0 I58.不对称短路电流计算中,发生两相(b,c相)短路接地故障时,故障点电压和电流的边界条件.

U fb ?Ufc ?0 Ifa?0 59.短路电流计算中,利用运算曲线时,需要查几个时间的值?分别是什么时间? 3个，0s ,2s, 4s

60.短路电流计算中,冲击效应系数的取值?

发电机出口短路：K=1.9，发电厂升压变压器高压侧短路：K=1.8，高压网其他地点短路：K=1.8

???电气主接线

61.简述电气主接线设计步骤。P193

①对原始资料分析，②拟定若干个可行的主接线方案，③对各方案进行技术论证，④

对所保留的方案进行经济比较。

62.电气主接线定性技术比较的内容具体包括哪些方面？P161

①可靠性，断路器检修，不宜影响对系统供电；断路器或母线故障，及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线的回路数和停运时间，保证对一二类负荷供电。 ②灵活性，调度灵活，操作方便。检修安全，扩建方便。 63.电气主接线经济比较的内容具体包括哪些方面？P194

综合总投资和年运行费。

64.单母线接线在什么情况下会造成整个装置全部停电？

①任一回路断路器检修，②母线或任一母线隔离开关检修，③母线故障 65.在隔离开关分段的单母线中，其分段隔离开关的作用是什么？P164

当某段母线故障时，全部短时停电，拉开分段隔离开关后，完好段可恢复供电。 66.在双母线接线中，母线有几种可能的运行方式？一般采用那种运行方式？为什么？

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P166

①两组母线并列运行，②两组母线分裂运行③一组母线工作，另一组母线备用。

多采用第一种或第二种。在一组母线故障时可缩小停电范围，且两组母线的负荷可以调配。

67.下面3种接线，母线或母线段发生短路故障其结果会如何？（1）单母线接线；（2）单母线断路器分段接线；（3）双母线接线。

①全部停电，②故障段停电，③不停电

68.正常运行时，双母线采用母线1与母线2并列运行的方式，其中电源1 和线路1接在母线1上，电源2和线路2接在母线2上，欲检修母线1应如何操作？

①将母线1的负荷倒到母线2上，②断开母联断路器及刀闸，③断开母线1与电源1，将电源1接到母线2上

69.双母线三分段接线有几种运行方式？每种运行方式有何特点？

70.双母线与单母线分段接线相比较，那一种接线的供电可靠性和灵活性较高？具体表现在哪些方面？

双母线。可靠性：①检修任一母线时，可利用母联把该母线上的全部回路倒换到另一组母线上，不会中断供电，②任一母线故障失电，可将所有接于该母线上的回路倒换到另一组正常母线上，使完好回路迅速恢复运行。

灵活性：两组母线可并列运行，可分裂运行，可一组工作，另一组备用。 71.何谓单元接线？什么情况下可以采用单元接线？P171

发电机和主变压器直接连成一个单元，再经断路器接至高压系统，发电机出口处除厂用分支外不再装设母线，这种接线形式称单元接线。

①发电机额定电压超过10kv(单机容量在125MW及以上)，②虽然发电机额定电压不超过10kv，但发电厂无地区负荷，③原接于发电机电压母线的发电机已能满足该电压级地区负荷的需要，④原接于发电机电压母线的发电机总容量已经较大。 72.何谓厂用一级负荷？分别举出火电厂和水电厂的两个厂用一级负荷。P198 指短时停电也可能影响人身或设备安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。 火：给水泵，凝结水泵，循环水泵，引风机，送风机，给粉机 水：调速器，压油泵，润滑油泵

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73.火电厂厂用高压工作电源是如何根据电气主接线的接线形式引接的？

①当发电机直接接在发电机电压母线时，由该单元主变压器引接，②当发电机与主变压器成单元或扩大单元接线时，由该单元主变压器低压侧引接。 74.外桥接线有何特点？适用于什么场合？P174

①一回线路检修或故障时，有一台变压器短时停运，操作复杂②变压器切除，投入或故障时，不影响其余部分的联系，操作简单，③穿越功率造成的断路器故障，检修及系统开环几率小，④变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运，桥连断路器检修时也造成开环。

适用于输电线路较短或变压器需经常投，切及穿越功率较大的小容量配电装置中。 75.火电厂的厂用高压备用变压器为什么采用明备用方式而不采用暗备用方式？

暗备用需要就近有其他厂区提供备用电，大型厂一般负责大区负荷，无近厂提供暗备用，所以一般选择明备用。

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