[发电厂电气部分]考试题库 1

填空

1．按输出能源分,火电厂分为凝汽式电厂和。

答：热电厂

变为的工厂，称为发电厂。

答：电能

3.水电厂可分为、引水式水电厂和混合式水电厂。

答：堤坝式水电厂

4.核电厂的系统由核岛和组成。

答：常规岛

5. 自然界中现成存在，可直接取得和利用而又改变其基本形态的能源称为。答：一次能源

6. 由一次能源经加工转换的另一种形态的能源。

答：二次能源

7.火力发电厂的能量转换过程为。

答：燃料的化学能→热能→机械能→电能

8. 水力发电厂的能量转换过程为。

答：水的位能→动能→机械能→电能

9.水电站所用的发电机为。

答：水轮发电机

10.火力发电厂所用的发电机为。

答：汽轮发电机

12.既可以是电力用户，又可以是发电厂的是电厂。

答：抽水蓄能电厂 13. 是变换和分配电能的设备。

答：变压器 14. 可将高电压变为低电压。

答：电压互感器 15. 是限制短路电流的设备。

答：电抗器

16.通常把生产、变换、输送、分配和使用电能是设备称为。

答：一次设备

17.对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、件事和保护的设备称为。答：二次设备

18. 由一次设备，如：发电机、变压器、断路器等按预期生产流程所连成的电路，称

为。

答：一次电路或电气主接线

19．在对称三相电路中仅画出其中一相设备的连接用来表示三相电路的电路图称为_________。

答：单线图

20．发电厂或变电所中的___________按照设计要求连接而构成的电路称为电气主接线。答：各种一次设备

21. 根据电气主接线的要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组成的整体即为_________。

答：配电装置。

22.能接通正常工作电流，断开故障电流和工作电流的开关电器是_________。

答：断路器

23.电气主接线中应用最多的开关电器是_________。

答：隔离开关

24. _________起汇集和分配电能的作用。

答：母线

25.在多角形接线中，检修一台断路器时，多角形接线变成___________，可靠性降低。答：开环运行

26.发电厂和变电所的电气主接线必须满足__________、灵活性和经济性。

答：可靠性

27.我国一般对35kV及以下电压电力系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地，称为_________。

答：小电流接地系统

28.我国一般对110kV及以下电压电力系统采用中性点直接接地，称为_________。答：大电流接地系统

29．旁路母线的作用是____________。

答：可代替线路断路器工作

30.无母线电气主接线的形式有桥形接线、___________和单元接线。

答：角型接线

31.发电厂和变电所的电气设备分为三种运行状态。

答：运行、备用和检修

32.为了保证大型枢纽变电所所用电的供电可靠性，应装设变压器。答：备用

33.当线路停电检修时，必须将线路隔离开关线路侧的__________合上。

答;接地刀闸

34.加装旁路母线的唯一目的是。

答：不停电检修出线断路器

35.限流电抗器分为普通电抗器和两种。

答：分裂电抗器

36.当发电机容量较大时，采用组成扩大单元接线，以限制短路电流。答：低压分裂绕组变压器

39.断路器和隔离开关配合工作的原则为

答：接通线路时先接隔离开关，后接断路器；断开线路时先断路器，后断隔离开关

40. 外桥接线适合于

答：线路较短和变压器需要经常切换的情况

41. 内桥接线适合于

答：线路较长和变压器不需要经常切换的情况

选择题

1.．下列哪种情况宜采用一台半断路器接线？（）。

A．10~35kV出线回路数为10回以上

C．110~220kV出线回路数为6回以上

答：D P114

2．外桥接线适合于（）。

A．线路较短、变压器需要经常切换的场合

B．线路较长、变压器不需要经常切换和场合

C．线路较多，只有两台变压器的场合

D．只有二条出线、变压器台数较多的场合

答：D P117

3．对一次设备起控制、保护、测量、监察等作用的设备称为（）。

A．监控设备

C．辅助设备

答：B P28

4.如果要求任一组母线发生短路故障均不会影响各支路供电，则应选用（）。

A.双母线接线

C.多角形接线

答：D P114

5.单机容量在200MW及以上的大容量大型火电厂的电气主接线中,一般（）。 B.双母线分段带旁路接线 D.二分之三接线 B．二次设备 D．主设备 B．35~110kV出线回路数为8回以上 D．330~500kV出线回路数为6回以上

A.不设发电机电压母线,全部机组采用单元接线

B.设发电机电压母线,并采用单母线接线

C.不设发电机电压母线,而采用发电机—变压器扩大单元接线

D.设发电机电压母线,并采用单母线分段接线

答：A P119

6.在双母线接线中，利用母联断路器代替出线断路器工作时，用“跨条”将该出线断路器短接，因此该出线（）。

A.可不停电

C.仅短时停电 B.需要长期停电 D.断路器可以退出，但无法检修

答：C P109

7.引出线停电的操作顺序是依次拉开断路器、( )。

A. 线路侧隔离开关和母线侧隔离开关

B. 母线侧隔离开关和线路侧隔离开关

C. 断路器控制回路电源和母线侧隔离开关

D. 断路器控制回路电源和线路侧隔离开关

答：A P107

8.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( )。

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

答：C P109

9.在倒母线操作过程中,若备用母线充电成功,则应该( )以保证两组母线等电位。

A. 保持母联断路器两侧的隔离开关状态不变

B. 切断母联断路器的控制回路电源

C. 切断母联断路器两侧隔离开关的操作电源

D. 快速将所有支路倒换至备用母线

答：A P109

10.大容量、超高压的大型发电厂在电力系统中起着极其重要的作用，担负着系统的基本基荷，供电范围很广，其主要特征有( )。

A.单机容量为125MW以上，发电厂总装机容量在1000MW及以上，连接系统的电压为

220kV及以上

B.单机容量在200MW以上，发电厂总装机容量在1000MW及以上，连接系统的电压为

330kV及以上

C.单机容量在300MW以上，发电厂总装机容量在1000MW及以上，连接系统的电压为

220kV及以上

D.单机容量在600MW以上，发电厂总装机容量在1000MW及以上，连接系统的电压为

220kV及以上

答：D P119

11.装设分段电抗器的作用是( )。

A.限制母线回路中的短路电流

B.改善母线的电压质量

C.吸收多余的无功功率

D.改进用户的功率因数

答：A P125

12..旁路断路器的作用是( )。

A.当出线断路器检修时，可代替该出线断路器工作

B.可以代替母联断路器工作

C.保证母线检修时，线路不停电

D.可以代替分段断路器工作

答：A P111

13．那种接线在出线断路器检修时，会中断该回路供电。（）

A．单母线分段带旁路 B．双母线分段带旁路

C．二分之三接线 D．双母线分段

答：D P110

14．采用双母线同时运行的双母线接线，具有单母线分段接线的特点，（

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

答：D P110

15．在二分之三接线中（）。

A．仅用隔离开关进行倒闸操作，容易发生操作事故

B．隔离开关仅起电气隔离作用，误操作的可能性小

C．检修任何隔离开关，用户可不停电

D．检修任何隔离开关，用户都要停电

答：B P114

16．内桥接线适合于（）。

A．线路较短，变压器需要经常切换的场合

B．线路较长，变压器不需要经常切换的场合

C．线路较多，只有两台变压器的场合

D．只有二条出线，变压器台数较多的场合

答：B P117

17．电气主接线的形式影响（）。

A.供电可靠性，但不影响继电保护

B.运行灵活性，但不影响二次接线

C.二次接线和继电保护，但不影响电能质量

D.配电装置布置。）

A.限制母线回路中的短路电流

B.改善母线的电压质量

C.吸收多余的无功功率

D.改进用户的功率因数

答：A P125

12..旁路断路器的作用是( )。

A.当出线断路器检修时，可代替该出线断路器工作

B.可以代替母联断路器工作

C.保证母线检修时，线路不停电

D.可以代替分段断路器工作

答：A P111

13．那种接线在出线断路器检修时，会中断该回路供电。（）

A．单母线分段带旁路 B．双母线分段带旁路

C．二分之三接线 D．双母线分段

答：D P110

14．采用双母线同时运行的双母线接线，具有单母线分段接线的特点，（

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

答：D P110

15．在二分之三接线中（）。

A．仅用隔离开关进行倒闸操作，容易发生操作事故

B．隔离开关仅起电气隔离作用，误操作的可能性小

C．检修任何隔离开关，用户可不停电

D．检修任何隔离开关，用户都要停电

答：B P114

16．内桥接线适合于（）。

A．线路较短，变压器需要经常切换的场合

B．线路较长，变压器不需要经常切换的场合

C．线路较多，只有两台变压器的场合

D．只有二条出线，变压器台数较多的场合

答：B P117

17．电气主接线的形式影响（）。

A.供电可靠性，但不影响继电保护

B.运行灵活性，但不影响二次接线

C.二次接线和继电保护，但不影响电能质量

D.配电装置布置。）

答：D P104

18.对于双母线接线，双母线同时运行时，（）。

A.具有单母线分段接线的特点

C.与单母线接线完全相同

答：A P109

19．电气主接线是指（）。

A．发电厂或变电所一、二次设备间的连接关系

B．发电厂或变电所重要设备的连接关系

C．发电厂或变电所的一次设备按照设计要求连接而成的电路

D．发电厂或变电所的一次设备按照运行方式要求连接而成的电路

答：D P29

20.一台半断路器接线是属于( )。

A.多角形接线

B.桥形接线 D.无母线接线 B.具有单母线带旁路接线的特点 D.等同于单母线分段带旁路接线 C.具有两组母线的接线

答：C P114

21在110kV及以上的配电装置中，下述哪种条件下可采用多角形接线?( )。

A.出线不多且发展规模不明确 B.出线不多但发展规模明确

C.出线多但发展规模不明确 D.出线多且发展规模明确

答：B P118

22.采用单母线分段的主接线，当分段断路器闭合运行时，如果某段母线上发生故障，继电保护动作首先跳开（）。

A．出线断路器 B．分段断路器

C．电源支路断路器 D．该故障分段母线上的所有断路器

答：B P108

23．下列选项中不属于多角形接线特点的是（）。

A．接线简单清晰、经济性好

B．供电可靠性高、运行灵活

C．检修一台断路器时，需对有关支路停电

D．难于扩建

答：C P118

24．根据对电气主接线的基本要求，设计电气主接线时首先要考虑( )。

A．采用有母线的接线形式 B．采用无母线的接线形式

C．尽量降低投资、少占耕地 D．保证必要的可靠性和电能质量要求

答：D P102

25．下列选项中不属于单母线接线优点的是( )。

A．便于扩建 B．可靠性高

C．接线简单 D．投资少

答：B P107

26．火电厂相对于其他发电厂的优点是( )。

A．布局灵活 B．效率高

C．启停快 D．污染小

答：A P17

27.既能发电，又能储存能量的是( )。

A．火电厂 B．水电厂

C．抽水蓄能电厂 D．核电厂

答：C P20

28.可限制短路电流的电器( )。

A．断路器 B．隔离开关

C．负荷开关 D．电抗器

答：D P28

29.能断开正常工作电流和故障电流的开关电器是(

A．断路器 B．隔离开关

C．负荷开关 D．熔断器

答：A

P26

30.下列元件不属于一次设备的是( )。

A．发电机 B．变压器

C．电压互感器 D．电抗器

答：C P29

31属于可再生能源的是( )。

A．太阳能 B．电能

C．煤 D．石油

答：A P10

32.联络变压器的台数( )。 )。

A．一般设为3台

C．一般设为4台 B．一般设为5台 D．一般设为1台，最多不超过2台

答：D P122

33.在110kV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变压器的场合，均可优先选用

( )。

A．自耦变压器 B．普通变压器

C．分裂绕组变压器 D．三相变压器组

答：A P123

34.属于有母线接线的是( )。

A．桥型接线 B．角型接线

C．二分之三断路器接线 D．单元接线

答：C P114

40. 在发电厂和变电站中，主变压器一般选用组别是( )。

A．YN,y0 B．YN,y4

C．D,y11 D．YN,d11

答：D P124

简答题：

1. 人类所认识的能量形式有哪些？

答：机械能（0.5分）、热能（0.5分）、化学能（1分）、辐射能（1分）、核能（1分）、电能（1分）。 P9

2. 能源分类方法有哪些？

答：（1）按获得的方法分为一次能源和二次能源（1分）；（2）按被利用的程度分为常规能源和新能源（1分）；（3）按能否再生分为可再生能源和非再生能源（1分）；（3）按能源本身的性质分为含能体能源和过程性能源（1分）；（5）按对环境的污染程度分为清洁能源和非清洁能源（1分）。 P10

3. 什么是一次能源？什么是二次能源？

答：（1）一次能源是指自然界中现成存在，可直接取得和利用而又改变其基本形态的能源。如：煤、石油、天然气、水能、风能等（2分）；（2）二次能源是指由一次能源经加工转换的另一种形态的能源。如：电力、蒸汽、焦炭、汽油等，它们使用方便，易于利用，是高品质的能源（3分）。 P10

4. 简述电能的特点。

答：（1）便于大规模生产和远距离输送（1分）；（2）方便转换和易于控制（1分）；（3）损耗小（1分）；（4）效率高（1分）（5）无气体和噪声污染（1分） P12

5. 火力发电厂可分为几类？

答：（1）按燃料分：燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂、余热发电厂（1分）；（2）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（1分）；（3）按原动机分：凝汽式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂、蒸汽—燃气轮机发电厂等（1分）；

（4）按输出能源分：凝汽式发电厂、热电厂（1分）；（5）按发电厂总装机容量分：小容量发电厂、中容量发电厂、大中容量发电厂、大容量发电厂（1分）。 P13

6. 简述火电厂的电能生产过程。

答：燃料的化学能在锅炉系统中燃烧中转变为热能并储存在蒸汽中（2分）；蒸汽进入汽轮机带动汽轮机的转子旋转，把热能转变为机械能（2分）；汽轮机转子带动发电机转子旋转，通过发电机把机械能变为电能（1分）。 P13

7. 火电厂与其他类型发电厂比有什么特点？

答：（1）火电厂布局灵活，装机容量的大小可按需要决定（1分）；（2）一次性建造投资少，仅为同容量水电厂的一半左右（1分）；（3）耗煤量大（0.5分）；（4）动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电量和运行人员多于水电厂，运行费用高（0.5分）；（5）启停机时间长，并耗用大量燃料（0.5分）；（6）担负调峰、调频、事故备用时相应的事故增多，强迫停运率增高，厂用电率增高（0.5分）；（7）对空气和环境的污染大（1分）。 P17

8. 水力发电厂可分为几类？

答：（1）按集中落差的方式分：堤坝式水电厂、引水式水电厂混合式水电厂（3分）；（2）按径流调节的程度分：无调节水电厂、有调节水电厂（2分）。 P17、18

9. 简述水电厂的电能生产过程。

答：水的位能转变为动能（1分）；水的动能冲刷水轮机的涡轮旋转，带动水轮机的转子旋转，把动能转变为机械能（2分）；水轮机转子带动发电机转子旋转，通过发电机把机械能变为电能（2分）。 P18

10. 简述水电厂的特点.。

答：（1）可综合利用水能资源（1分）；（2）发电成本低、效率高（1分）；（3）运行灵活（0.5分）；（4）水能可储蓄和调节（0.5分）；（5）水利发电不污染环境（0.5分）；（6）水电厂建设投资较大，工期较长（0.5分）；（7）水电厂建设和生产都受到河流的地形、水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之别，因而发电不均衡（0.5分）；（8）由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，给农业生产带来一些不利，还可能在一定程度破坏自然界的生态平衡（0.5分） P20

11. 简述抽水蓄能电厂在电力系统中的作用。

答：（1）调峰（1分）；（2）填谷（1分）；（3）备用（1分）；（4）调频（1分）；（5）调相（1分）。 P21

12. 简述抽水蓄能电厂在电力系统中的作用。

答：（1）降低电力系统燃料消耗（1分）；（2）提高火电设备利用率（1分）；（3）可作为发电成本低的峰荷电源（1分）；（4）对环境没有污染且可美化环境（1分）；（5）抽水蓄能电厂可用于蓄能（1分）。 P21、22

13. 什么是抽水蓄能电厂？

答：抽水蓄能电厂是以一定水量作为能量载体，通过能量转换像电力系统提供电能。为此，其上、下游均须有水库以容蓄能量转换所需要的水量。它必须有抽水和发电两类设施（1分）。在电力负荷低谷时（或丰水期），利用电力系统待供的富余电能（或季节性电能），将下游水库中的水抽到上游水库，以位能形式储存起来；待到电力系统负荷高峰时（或枯水期），再将上游水库中的水放下，驱动水轮发电机组发电，并送往电力系统。这时，用以发电的水又回到下游水库（3分）。显而易见，抽水蓄能电厂既是个吸收低谷电能的电力用户（抽水工况），又是一个提供峰荷电力的发电厂（发电工况）（1分）。P20、21

14. 简述核能发电厂的电能生产过程。

答：（1）利用反应堆中核燃料裂变链式反应产生热能并储存在蒸汽中（2分）；（2）高温高压的蒸汽带动汽轮机的转子转动，将热能转化为机械能（1.5分）；（3）汽轮机带动汽轮发电

机旋转，发电机将机械能转变为电能（1.5分）。P22

15. 核电厂的核岛由哪些部分组成？

答：由核蒸汽供应系统和辅助系统组成（1分）。其中：核蒸汽供应系统由一回路系统（包括压水堆、冷却剂主泵、蒸汽发生器和稳压器）、化学和容积控制系统、停堆冷却系统、紧急堆冷却系统、控制保护和检测系统组成（2分）；辅助系统由设备冷却水系统、硼回收系统、反应随的安全壳及喷淋系统、核燃料的装换料及储存系统、安全壳及核辅助厂房通风和过滤系统、柴油发电机组组成（2分）。P25

16. 核电厂的常规岛岛由哪些部分组成？

答：由二回路系统（又称汽轮发电机组系统，由蒸汽系统、汽轮发电机组、凝汽器、蒸汽排放系统、给水加热系统及辅助给水系统组成）（3分），循环冷却水系统，电气系统及厂用电设备组成（1分）。

17. 简述核能发电厂的特点。

答：（1）压水堆核电厂的反应堆只能对反应堆堆芯一次装料，并定期停堆换料。这要求在反应堆中加入硼酸，给一回路系统及其辅助系统的运行和控制带来一定的复杂性（1分）；（2）反应堆不管是在运行中或停闭后，都有很强的放射性，给电厂的运行和维修带来一定困难（1分）；（3）反应堆在停闭后有衰变热，所以要做到任何事故工况下，保证反应堆进行冷却（1分）；（4）核电厂在运行过程中会产生放射性废物，要对其做妥善处理，以保证工作人员及居民的健康（1分）；（5）建设费用高，但燃料所占费用较便宜（1分）。P25、26

18. 一次设备有哪些？其功能是什么？

答：发电机：生产电能；变压器：变换和分配电能电能；开关电器（如：断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、等）：接通或断开电路；载流导体：传输电能；电抗器：限制短路电流；避雷器：防御过电压；接地装置：保护电网和人身安全。（共5分，每答一个给一分）P28

19. 二次设备有哪些？其功能是什么？

答：（1）仪用互感器，如电压互感器和电流互感器，可将电路中的高电压、大电流转换成低电压、小电流，供给测量仪表和保护装置用（1分）；（2）测量表计，如：电压表、电流表、功率表和电能表等，用于测量电路中的电气参数（1分）；（3）继电保护及自动装置：能迅速反应系统不正常情况并进行监控和调节或作用于断路器跳闸，将故障切除（1分）；（4）直流电源设备，包括直流发电机组、蓄电池组和硅整流装置等，供给控制、保护用的直流电源和厂用直流负荷、事故照明用电等（1分）；（5）操作电源、信号设备及控制电缆，如各种类型的操作把手、按钮等操作电器，实现对电路的操作控制，信号设备给出信号或显示运行状态标志，控制电缆用于连接二次设备（1分）。P29

20. 什么是电气接线？

答：在发电厂和变电站中，根据各种电气设备的作用及要求，按一定的方式用导体连接起来所形成的电路称为电气接线。（5分）P29

21. 什么是配电装置？

答：根据电气主接线的要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组成的整体即为配电装置。（5分）P29

22. 什么是电气主接线？

答：在电气接线中。由一次设备，如：发电机、变压器、断路器等按预期生产流程所连成的电路，称为一次电路，也称为电气主接线（5分）。P29

23. 简述300MW发电机组电气主接线的特点。

答：（1）发电机与变压器的连接采用发电机—变压器单元接线，无发电机出口断路器和隔离开关（1分）；（2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电（1分）；（3）在发电机出口侧通过高压熔断器皆有三组电压互感器和一组避雷器（1分）；（4）在发电机

出口侧和中性点侧每相装有电流互感器4只（1分）；（5）在发电机中性点接有中性点接地变压器（1分）；（6）高压厂用变压器高压侧每相装有电流互感器4只（1分）。P30

24. 简述300MW发电机组电气主接线的主要设备功能。

答：（1）额定功率为300MW，额定电压20kV的发电机：生产电能（1分）；（2）额定容量为360MVA，额定电压242/20kV的变压器：变换电能（1分）；（3）额定容量为40/20—20MVA，额定电压20/6.3kV的高压厂用分裂绕组变压器：变换和分配电能（1分）；（4）JDZJ—20型电压互感器，LRD—20型电流互感器：将高电压变换低电压，大电流变换为小电流（1分）：

（5）RN4—20型高压熔断器：限制过负荷电流及短路电流；还有中性点接地变压器形式为干式、单相额定容量为25kVA，额定电压20/0.23kV（1分）。

P31

25. 简述600MW发电机组电气主接线的特点。

答：（1）发电机与变压器的连接采用发电机—变压器单元接线，无发电机出口断路器和隔离开关（1分）；（2）主变压器采用三个单相双绕组变压器接成三相组，低压侧接成三角形，高压侧接成星形（1分）；（3）主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电（0.5分）；（4）在发电机出口侧二组电压互感器和一组避雷器和一组电容器（0.5分）；（5）在发电机出口侧和中性点侧每相装有电流互感器3只（0.5分）；（6）在发电机中性点接有中性点接地变压器（0.5分）；（7）高压厂用变压器高压侧和低压侧每相装有电流互感器2只（0.5分）（8）主变压器高压侧引出线每相装有电流互感器3只（0.5分）；。

P32

26. 简述600MW发电机组电气主接线的主要设备功能。

答：（1）额定功率为600MW，额定电压20kV的发电机：生产电能（1分）；（2）额定容量为3240MVA，额定电压550

/20kV的三台DFP—240型单相变压器组成的三相变压器组：

变换电能（1分）；（3）额定容量为60/35—35MVA，额定电压20/6.3kV的高压厂用分裂绕组变压器：变换和分配电能（1分）；（4）JDZ—20型电压互感器，LRD—20型电流互感器：将高电压变换低电压，大电流变换为小电流（1分）：（5）中性点接地变压器形式为干式、单相额定容量为30kVA，额定电压20/0.23kV，其二次侧接有接地电阻（1分）。 P33

27. 全连分相封闭母线有什么优点？

答：（1）供电可靠（2分）；（2）运行安全（1.5分）；（3）由于外壳的屏蔽作用，母线电动力大大减少，几倍消除了母线周围钢构件的发热（1.5分）。

P31

28. 发电机中性点采用高电阻接地系统的作用是什么？

答：（1）用来限制短路电流（2分）；(2)限制发电机电压系统发生弧光接地时所产生的过电压，使之不超过额定电压的2.6倍，以保证发电机及其他设备的绝缘不被击穿（3分）。 P31、32

29. 电气主接线的基本要求是什么？

答：（1）可靠性（2分）；（2）灵活性（2分）；（3）经济性（1分）。P102、103、p104

30. 设计电气主接线是主要应收集、分析的原始资料有哪些？

答：（1）工程情况，包括发电厂类型、设计规划容量（近期、远景）、单机容量及台数，最大负荷利用小时数及可能的运行方式等（1分）；（2）电力系统情况，包括系统近期及远景发展规划（5~10年），发电厂或变电站在电力系统中的地位（地理位置和容量大小）和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等（1分）；（3）负荷情

况，包括负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等（1分）；（4）环境条件，包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度及地震等因素（1分）；（5）设备供货情况，（1分）。P105

31. 简述电气主接线的基本形式。

答：（1）有汇流母线接线，包括单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线分段接线、带旁路母线的单母线接线和双母线接线、一台半断路器接线（3分）；（2）无汇流母线接线，包括发电机—变压器单元接线及扩大单元接线、桥型接线、多角形接线（2分）。

32. 隔离开关与断路器的主要区别何在？在运行中，对它们的操作程序应遵循哪些重要原

则？

答：断路器有灭弧装置，隔离开关没有；隔离开关可建立明显绝缘间隙，断路器不能（3分）；接通线路时先接隔离开关，后接断路器；断开线路时先断断路器，后断隔离开关（2分）。

33. 旁路母线有有哪几种接线方式？

答：有专用旁路断路器的旁路母线接线，母联断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线，用分段断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线，（5分）P107~117

34. 旁路母线有什么作用？

答：若需检修线路断路器，可由旁路断路器代替，可使线路不停电，提高了供电可靠性（5分）。P110~112

35. 在带旁路母线的单母线分段接线中若要检修线路断路器且不使线路停电，应如何操作？答：如图：

合旁路断路器两侧隔离开关，合旁路断路器（2分）；若旁路母线完好，可进行下一步，否则断开旁路断路器、断开两侧隔离开关，检修旁路母线后重新操作（1分）；合线路与旁路母线相连的隔离开关，断开线路断路器，断开其两侧隔离开关，可检修线路断路器 P111

36. 发电机—变压器单元接线中，在发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器，有何利

弊？

答：优点：减少了断路器的投资，短路电流减小（2分）；

缺点：（1）当主变压器或厂总变压器发生故障时，除了跳主变压器高压侧出口断路器外，还需跳发电机磁场开关。由于大型发电机的时间常数较大，因而即使磁场开关跳开后，一段时间内通过发电机—变压器组的故障电流也很大；若磁场开关拒跳，则后果更为严重；（2）发电机定子绕组本身故障时，若变压器高压侧断路器失灵拒跳，则只能通过失灵保护出口启动母差保护或发远方跳闸信号使线路对侧断路器跳闸；若因通道原因远方跳闸信号失效，则只能由对侧后备保护来切除故障，这样故障切除时间大大延长，会造成发电机、主变压器严重损坏；（3）发电机故障跳闸时，将失去厂用工作电源，而这种情况下备用电源的快速切除极有可能不成功，因而机组面临厂用电中断的威胁。（3分）P116

37. 一台半断路器接线有何优缺点？

答：优点：任一母线故障或检修，均不致停电；任一断路器检修也均不致停电；任两组母线同时故障（或一组母线检修另一组母线故障）的极端情况下功率仍能继续输送；运行方便、操作简单，可靠性和灵活性高，在检修母线或断路器时不必用隔离开关进行大量的倒闸操作隔离开关只在检修时作为隔离带点设备使用；调度和扩建方便。（4分）

缺点：断路器多，投资大（1分）P114、115

38. 电气主接线中为什么要限制短路电流？可采用哪些方法

答：短路是电力系统中较常发生的故障，短路电流直接影响电器的安全，危害主接线的运行，严重时可导致系统瘫痪，应考虑限制短路电流（3分）。

方法：装设限流电抗器、采用低压分裂绕组变压器、采用不同的主接线形式和运行方式（2分）。P125~128

39. 某发电厂电气主接线为双母线接线，正常运行时母线I工作，母线Ⅱ备用。现要进行倒

母线操作，请写出操作步骤。

答：先合上母联断路器两侧的隔离开关，再合上母联断路器，向备用母线充电；若备用母线完好，则两组母线等电位，为保证不中断供电，先接通各线路与备用母线连接的隔离开关，在断开各线路与工作母线连接的隔离开关；然后断开母联断路器，断开其两侧隔离开关。（5分）P109

40. 单母线的缺点是什么？

答：可靠性差：母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都停止工作，造成全厂或全站长期停电（3分）；调度不方便：电源只能并列运行，不能分裂运行，并且线路侧发生短路时，由较大短路电流（2分）。P108

41. 双母线接线有什么优点？

答：（1）供电可靠（2分）；（2）调度灵活（1.5分）；（3）扩建方便（1.5分）。P109

42. 双母线接线有哪几种运行方式？

答：单母线运行，固定连接方式运行，两组母线同时分裂运行。（5分）P109

43. 选择主变压器时应考虑哪些因素？

答：传递的容量、系统5~10年发展规划、馈线回路数、输送功率大小、电压等级以及接入系统的紧密程度。（5分）

P121

51..图示是什么形式的主接线

P117

论述题

1.一个2条进线4条出线的开关站采用双母线接线，试画出该开关站的电气主接线图。若一条母线为工作母线，另一条备用，说明倒母线的过程。

答：图4-3 （4分）

先合上母联断路器两侧的隔离开关，再合上母联断路器，向备用母线充电；若备用母线完好，则两组母线等电位，为保证不中断供电，先接通各线路与备用母线连接的隔离开关，在断开各线路与工作母线连接的隔离开关；然后断开母联断路器，断开其两侧隔离开关。（6分） P109

2.请在如图所示的主接线图上加上旁路母线。要求将母联断路器兼作旁路断路器。并说明旁路断路器代替线路断路器的步骤。

图4-3

答：图4-8 （4分）

合旁路断路器两侧隔离开关，合旁路断路器（2分）；若旁路母线完好，可进行下一步，否则断开旁路断路器、断开两侧隔离开关，检修旁路母线后重新操作（2分）；合线路与旁路母线相连的隔离开关，断开线路断路器，断开其两侧隔离开关，可检修线路断路器（2分）。 P112

3.画出两台变压器，两台引出线的外桥形电气主接线图，并写出变压器1台变压器正常退出时的操作步骤。

答：图4-15 （6分）

合QF3，合两侧隔离开关，断开QF1，断开其两侧隔离开关，一台变压器退出运行（4分）。 P117

4.画出两个电源，四条引出线的双母线接线的电气主接线图，并说明其运行方式。答：图4-3 （7分）

单母线运行，固定连接方式运行，两组母线同时分裂运行。（3分）

P109

5.画出两个电源，两条引出线的单母线分段带旁路接线的电气主接线图，并写出线路断路器QF3检修后，恢复线路L1送电的基本操作步骤。

答：图4-5 （5分）

合QS32、QS31，合QF3，断开QSP，断开QFP，断开QSPP、QSP1、QSP2。（5分） P111

6.试画出母线带旁路母线的主接线图（图中应含有主母线、旁路母线、旁路断路器支路、电

源支路和引出线支路）。并说明恢复由出线断路器供电的操作步骤。（设原来线路断路器处于检修状态，由旁路断路器代替出线断路器供电，现已检修完毕。）

答：图4-8 （5分）

合线路断路器两侧隔离开关，合线路断路器；断开线路与旁路母线连接的隔离开关；断开旁

路断路器，断开旁路断路器两侧隔离开关。（5分）

P112

7．某变电所有2台双绕组主变压器，4条出线，采用双母线分段接线，试画出该变电所的电气主接线图。说明各断路器作用。

答：图4-4

QFC1,QFC2;为母联断路器；QFD母线分段断路器；其余为线路断路器（5分）。 P110

8．某发电厂有2台300MW发电机和三条500kV出线，其中发电机和双绕组主变压器采用单元接线，变压器高压侧的一次接线拟采用一台半断路器接线。试画出该发电厂的电气主接线图。

答：图4-18 （右部）（10分）

9．绘出具有2条出线2条进线的多角形接线。说明多角形接线的优缺点。

答：图4-16 （5分）

优点：所用的断路器数目比单母线分段接线或双母线接线还少一台，却具有双母线的可靠性，任一台断路器检修时，只需断开其两侧隔离开关，不会引起任何回路停电；无母线，不存在因母线故障而产生的影响；任一回路故障时，只跳开与他相连接的2台断路器，不会影响其他回路的正常工作；操作方便，所有隔离开关只用于检修时隔离电源，不作操作用，不会发生带负荷断开隔离开关的事故。（4分）

缺点：不适用于回路数较多的情况，最多到六角形（1分）。

P117、118

10.试画出外桥接线电气主接线图，并说明为什么它适用于变压器需要经常投切的场合? 答：图4-15 （5分）

因每台变压器都连有断路器，可很方便地接通或断开变压器。（5分）

三、论述题

P64 （3）

大电流导体周围钢构为什么发热？其有什么危害？减少大电流导体周围钢构发热，常采用哪些措施？

大电流导体周围会出现强大的交变电磁场（1分），使其附近钢构中产生很大的磁滞损耗和涡流损耗，钢构因此发热（1分），若有环流存在，发热还会增多（1分）。钢构温度升高后，可能使材料产生热应力而引起变形，或使接触连接损坏（1分）。混凝土中的钢筋受热膨胀，可能使混凝土发生裂缝（1分）。

为了减少大电流导体周围钢构发热，常采用下列措施：

（1）加大钢构和导体间的距离，进而减弱磁场，因此可降低磁滞和涡流损耗；（2分）

（2）断开钢构回路，并加上绝缘垫，消除环流；（1分）

（3）采用电磁屏蔽；（1分）

（4）采用分相封闭母线。（1分）

Ｐ７３（3）

推导出实用计算法计算短路电流热效应的计算公式。

对任意函数的积分可采用辛卜生公式近似计算，即

b

af(x)dxbay0yn2y2y4…yn24y1y3…yn1（1）周（2分）3n

2期分量的热效应。在计算周期分量热效应时，f(x)Ipt，a0，btk。当n=4时，则

222，，，，为了进一步简化，可以认yIyIyIy0I2，y1It22tk/233tk/44tk（2分）k/4

为y2y1y3（1分），将这些数值导入辛卜生公式得 2

tkt22QpIptdtk(I210It2I)（2分） /2tkk012

（2）非周期分量热效应。

短路电流非周期分量为

inpe

tk2tkTa（1分）所以非周期分量热效应为 22tk

TaQnpIdtTaI(1e02np)TI2（1分）

T为非周期分量等效时间，可由表查得。

如果短路电流切除时间大于1秒，导体的发热主要由周期分量决定，非周期分量的影响可以略去不计（1分）。

P75（3）

推导两条平行导体间的电动力的计算表达式。

设两条平行细长导体长度为L，中心距离为，导体通过的电流分别为i1和i2，且二者方向相反。当L远大于且远大于d（d为导体直径）时，可认为导体中的电流集中在各自的轴线上流过（1分）。可以认为一条导体处在另一条导体的磁场里，设载流导体1中的电流i1在导体2处产生的磁感应强度为



由毕奥-沙瓦定律，在六导体2在dl上所受的电动力为

dFi2B1sindL2107i1i2B10H10i122107i1，（2分）

sindL（2分）

由于导体2与磁感应强度B1垂直，故90， sin1，（2分）

所以有

Fi2B1sindL2107

00LLi1i2sindL2107i1i2

L（2分）

同理，载流导体1也受到同样大的电动力。（1分）

P79（3）

什么是导体固有频率？导体电动力计算时为什么要考虑振动？什么时候考虑？怎样解决？导体具有质量和弹性，当受到一次外力作用时，就按一定频率在其平衡位置上下运动，形成固有振动，其振动频率称为固有频率（2分）。

由于受到摩擦和阻尼作用，振动会逐渐衰减。若导体受到电动力的持续作用而发生震动，便形成强迫振动（2分），电动力有工频和2倍工频两个分量（1分）。如果导体的固有频率接近这两个频率之一时就会出现共振现象，甚至使导体及其构架损坏（1分）。

凡连接发电机、主变压器以及配定装置中的导体均属重要回路都需要考虑共振影响（2分）。为了避免导体产生危险的共振，对于重要的导体，应使其固有频率在危险范围之外。（2分） P84 （3）

简单绘出设备的典型故障率曲线，并根据曲线特点说出设备故障率曲线的几个阶段和每个阶段的特点。

曲线如图所示。（2分）

根据设备寿命，故障率曲线大体分为三个阶段。

（1）早期故障期（1分）。故障率随时间下降，故障率一般是由设计制造和安装调试方面原因引起的。这段时期主要任务是加强管理，进行严格试运转和验收，找出不可靠原因，使故

障率迅速趋于稳定；（1分）

（2）偶发故障期（1分）。此期间故障发生是随机的，大多是由操作上的失误造成的。此期间设备的故障率低而且稳定，大致为常数是设备的最佳状态时期。这个时期的长度称为设备的有效使用寿命。（2分）

（3）损耗故障期（1分）。发生在设备寿命期末，故障率再度上升，引起故障的主要原因是设备的老化和磨损。而事先进行预防、改善、维修和更换，就可以使上升的故障率下降，以延长设备的实际使用寿命。（2分）

P151 5.4

论述厂用变压器是怎样选择的。

（1）额定电压。厂用变压器的一、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致；（1分）

（2）工作变压器的台数和型式。台数和型式与厂用高压母线段数有关（1分）；

（3）厂用变压器的容量。

高压厂用变压器容量为厂用高压计算负荷的110%再加上厂用低压计算负荷（1分），若采用分裂变压器，这高压绕组计算负荷为大于等于分裂绕组计算负荷减去分裂绕组两支重复计算负荷的差，每一个分裂绕组容量大于等于分裂绕组计算负荷（2分）；

厂用高压备用变压器容量应与最大一台高压厂用变压器相同，厂用低压备用变压器容量应与最大一台低压厂用变压器容量相同（1分）。

厂用低压工作变压器容量按照下式确定：

（1分） KSSL，其中S为变压器容量，K为变压器温度修正系数；

厂用变压器的容量除了考虑负荷外，还应该考虑电动机的自启动电压降、变压器的低压侧短路容量以及需要一定的容量裕度等因素。（2分）

（4）厂用变压器的阻抗。厂用变压器的阻抗要求比一般的电力变压器阻抗大10%。（1分） P165（5.6）

根据断路器的动作顺序，发电厂厂用电源的切换可分为哪几种？每一种有什么优缺点？在大容量机组厂用电源的切换中，厂用电源的正常切换一般采用哪种切换？

（1）并联切换。厂用电源切换期间，工作厂用电源和备用电源之间有短时并联运行的切换（1分）。它的优点是能保证厂用电的连续供给（1分），缺点是并联运行期间短路容量大，要增加断路器的容量（1分）。

（2）断电切换。厂用电源切换时，一个电源切除后，才允许另一个电源的切换（1分）。优点是并联运行期间短路容量小，不需要增加断路器的容量（1分），缺点是不能保证厂用电的连续供给（1分）。

（3）同时切换。厂用电源切换时，切除一个电源与投入另一个电源的脉冲信号同时发出（1分）。切换期间，可能有几个周波失电时间，也有可能出现几个周波并联运行情况（1分），所以当厂用母线故障及由厂用母线供电的馈线回路故障时应闭锁厂用电源的切换装置，否则因投入故障供电网致使系统短路容量大增而有可能造成断路器爆炸（1分）。

在大容量机组厂用电源的切换中，厂用电源的正常切换一般采用并联切换（1分）。 P171 （6）

简述断路器触点断开瞬间触头间电弧形成原理。

在触头分离的最初瞬间，触头电极的阴极区发射电子对电弧过程起决定性作用（1分）。阴极表面发射电子有两种方式：一种是热电子发射（1分）。触头分离瞬间，接触电阻突然增大而产生的高温及电弧燃烧，使阴极表面出现强烈的炙热点，将阴极金属材料的大量电子不断的逸出金属表面（1分）；另一种是强电场电子发射（1分）。当触头刚分开时，触头间距

离很小，则产生很强的电场强度，阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。这种强电场发射是在弧隙间最初产生电子的主要原因（1分）。

电弧的形成主要是碰撞游离所致（1分）。阴极表面发射出的电子和弧隙中原有的少数电子在强电场作用下，向阳极方向运动，并不断的与其他的粒子发生碰撞，将中性粒子中的电子击出，游离成正离子和新的自由电子（1分），信产生的自由电子也向阳极加速运动，同样也会使它所碰撞的中性质点游离（1分）。碰撞游离连续进行就可能导致触头间充满了电子和离子，从而介质被击穿（1分），电流急剧增大出现光效应和热效应而形成电弧（1分）。 P173 （6）

说出高压开关电器灭弧的几种方法，并简单解释其灭弧原理。

（1）利用灭弧介质；（1分）电弧的去游离程度，很大程度上取决于电弧周围介质的特性，如介质强度传热能力、介电强度、热游温度和热容量。这些参数的数值越大，则去游离作用越强，电弧就越容易熄灭。（1分）

（2）采用特殊金属材料作灭弧触头；（1分）熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属做触头材料，可以减少热电子发射和电弧中的金属蒸汽，抑制游离作用，同时触头材料还要有较高的抗电弧、抗熔焊能力。（1分）

（3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈的冷却而复合；（1分）横吹使电弧拉长表面积增大并加强冷却，纵吹使电弧变细。（1分）

（4）采用多断口灭弧；（1分）在相等的行程下，多段口比单断口的电弧拉长，而且电弧拉长的速度也增加加速了弧隙电阻的增大。（1分）

（5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧。（1分）使弧隙电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大有利于电弧冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。（1分） P180 （6）

发电机断路器与一般的输变电高压断路器相比，在哪些方面有特殊要求？对于大中型机组主要选择哪些断路器？

（1）额定值方面要求（1分）。其承受电流大，断开短路电流特别大，远超出相同电压等级的输变电断路器（1分）；

（2）断开性能方面的要求（1分）。发电机断路器应具有断开非对称短路电流的能力，其直流分量衰减时间可达133ms（1分），还应具有关合额定短路关合电流的能力，该电流峰值为额定短路开断电流交流有效值的2.74倍（1分），以及还应具有开断失步电流的能力（1分）。

（3）固有恢复电压方面的要求（1分）。因发电机的瞬态恢复电压是由发电机和升压变压器参数决定的，而不是由系统决定的（1分），所以其瞬态恢复电压上升率取决于发电机和变压器的容量等级，等级越高，瞬态恢复电压上升越快（1分）。

对于大中型机组，主要采用SF6断路器和压缩空气断路器（1分）。

P180 （6）

为什么要计算断路器的短路关合电流？它是怎样确定的？隔离开关用不用计算断路器的短路关合电流？为什么？

在断路器合闸之前，若线路上已经存在短路故障，则在断路器合闸过程中，动、静触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过，更容易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏（1分）；且断路器在关合短路电流时不可避免的在接通后又自动跳闸，此时还要求能够切断短路电流（1分）。因此，额定短路关合电流是断路器的重要参数之一（1分）。为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流不应小于短路电流最大冲击值，即iNclish。（2

分）

隔离开关不用（1分）；线路合闸不用隔离开关，隔离开关没有灭弧装置，没有断开大电流的能力（1分）。在断开电路的操作中，通常它是和断路器配合使用的（1分）。故无需进行额定开断电流进行选择或校验（2分）。

P181 （6）

隔离开关的特点和功用主要有哪些？在选择隔离开关时怎么选择？与选择断路器有什么不同？

隔离开关的特点主要是在有电压、无负荷电流情况下，分、合闸电路。（1分）

其主要功能有：

（1）隔离电压（1分）。在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，

以确保检修的安全（1分）

（2）倒闸操作（1分）。投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配

合断路器，协同操作来完成（1分）

（3）分、合小电流（1分）。因隔离开关具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力，

故一般可用来进行以下的操作：分、合避雷器、电压互感器和空载母线；分、合励磁电流不超过2A的空载变压器；关合电容电流不超过5A的空载线路（1分）。

隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动、热稳定校验的项目相同（1分）。但是由于隔离开关不用来接通和切断短路电流（1分），故无需进行开断电流和短路关合电流的校验（1分）。

P182 （6）

电磁式电流的特点是什么？其测量误差有哪些？来源在哪？怎样减少测量误差？特点：

（1）一次绕组串联在电路中，匝数很少，故一次绕阻中的电流安全取决于被测电路的负

荷电流，而与二次电流大小无关；（2分）

（2）电流互感器的二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感

器在近于短路状态下运行。（2分）

电流互感器的误差主要包括电流误差fi及相位误差i（2分），这两个误差的大小取决于互感器铁芯及二次绕组的结构，同时又与互感器的运行状态（铁芯中的值和二次绕组中的负载阻抗）有关（2分）。

减小误差方法：设计制造互感器时，一次电流为额定电流时，让接近最大值（1分）；工程设计和电网运行时，尽量使互感器工作在额定点附近。（1分）

P185 （6）

论述电流互感器的选择步骤和方法。

（1）种类和形式的选择。（1分）

选择时，应根据安装地点和安装方式选择其形式。选择母线型电流互感器应注意校核窗口形式；（1分）

（2）一次回路电压和电流的选择。（1分）

电压电流选择应满足：

UNUNs，I1NImax（1分）

为确保所供仪表准确度，电流互感器的一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近；（1分）

（3）准确级和额定容量的选择。（1分）电流互感器准确级不低于所供仪表准确级，回路的电流互感器根据重要程度和精度要求选择相应的精度等级（1分），当所供仪表准确级要求不同时，按最高级别确定（1分）；

（4）热稳定和动稳定校验（1分）

热稳定满足It2Qk或(KtIN1)2Qk（1分）

内部动稳定满足ies

ishN1Kesish 72外部动稳定满足Fal0.51.7310ishL(N)（1分）

P188 （6）

画出电磁式电压互感器等值电路，阐述其特点，说明它的误差是怎么定义的。等值电流如图。（2分）

特点主要有：（1）容量很小，类似一台小容量变压器，但结构上要求较高的安全系数（2分）；

（2）二次侧仪表和继电器的电压线圈阻抗大，互感器在近于空载状态下运行（2分）。测量误差主要包括电压误差和相位误差，电压误差定义为：

fuKuU2U1U100%，其中Ku1N（2分） U1U2N

超前U时为正。相位误差为u，并定义为U（2分） u21

P215 （7）

屋内配电装置有什么特点，按照布置方式怎么分类？110kV屋内配电装置用哪一种布置方式?

屋内配电装置的特点：（1）由于安全净距小以及可以分层布置，故占用空间小（2分），（2）维修、巡视和操作在室内进行，可减轻维护工作量，不受气候影响（2分），（3）外界污秽空气对电气设备影响较小，可以减少维护工作量（2分），（4）房屋建筑投资大建设周期长，但可采用价格较低的户内型设备（2分）。

按照布置方式可分为三层、两层和单层式三种（1分）

110kV屋内配电装置用两层和单层式（1分）。

P215 （7）

屋外配电装置有什么特点，怎么分类？

特点：（1）土建工作量和费用小，建设周期短（1分）；（2）与屋内配电装置相比，扩建比较方便（1分）；（3）相邻设备之间距离较大，便于带电作业（1分）；（4）与屋内配电装置相比，占地面积大（1分）；（5）受外界环境影响，设备运行条件较差，须加强绝缘（1分）；

（6）不良气候对设备维修和操作有影响。

屋外配电装置主要分三种类型（1分）：（1）中型配电装置（1分）。（2）高型配电装置（1分）。（3）半高型配电装置。（1分）

P224 （7）

如何区别屋外中型、高型和半高型配电装置？它们的特点和应用范围是什么？

（1）中型配电装置是将所有电气设备都安装在同一水平面内并装在一定高度的基础上，

使带电部分对地保持必要的高度，以便工作人员能在地面上安全活动；母线和电气设备均不能上下重叠布置（1分）。中型配电装置布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维护方便，造价较省，并有多年的运行经验，缺点是占地面积较大（2分）；适用于110~500kV电压等级。（1分）

（2）高型配电装置是将一组母线及隔离开关与另一组母线及隔离开关上下重叠布置的配

电装置，可以节省50%左后的占地，但耗费钢材较多，造价较高，操作和维护条件较差（2分）；适用于220kV电压等级。（1分）

（3）半高型配电装置是将母线置于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开

关上下重叠布置，其占地面积比普通中型减少30%。半高型配电装置介于高型和中型之间，具有两者的优点，除母线隔离开关外，其余部分与中型布置基本相同，运行维护方便（2分）。适用于110kV电压等级。（1分）

P241 （8）

发电厂的控制方式有哪些？论述其各自的特色。

1、主控制室控制方式（1分）。早期发电厂单机容量小，常采用多机对多炉（如四炉对三机）的方式（1分），机炉电相设备的控制采用分离控制（1分），即设立电气主控制室、锅炉分控制室、和汽机分控制室（1分）。主控制室为全厂控制中心，负责起停机和事故处理方面的协调和指挥，因此要求监视方便，操作灵活，能与全厂进行联系（1分）。

2、机炉电集中控制方式（1分）。对于单机容量20万及以上的大中型机组，一般将机炉电设备集中在一个单元控制室简称集控室控制（1分）。现代大型发电厂，大机组的锅炉与汽机之间采用一台锅炉对一台汽轮机构成独立单元系统的供气方式（1分），不同单元系统之间没有横向的蒸汽管道联系，这样管道最短，投资最少（1分），且运营中锅炉能够配合机组进行调节，便于机组起停和事故处理（1分）。

P255 （8）

分相灯光监视的控制回路和信号回路与普通的控制回路和信号回路有什么不同？

（1）回路中增加了三相合闸、三相跳闸继电器，利用这两个继电器将三相合跳闸命令部分与单相合跳闸回路部分分开，且每相均设单独的合跳闸回路（2分）；（2）每相设一个电流起动、电压保持的“防跳”继电器（2分）；（3）由于三相共用一套红绿灯，为不失去对合闸和跳闸回路完好性的监视功能，在每相的合闸回路中增加了一个合闸位置继电器，在跳闸回路中增加了一个跳闸位置继电器（2分）；（4）操动机构中的油压是有工作范围的，降到一定值时，既不允许合闸也不允许跳闸，所以在三相合闸和跳闸回路中串入了压力监察继电器的触点，以便在油压过低时闭锁跳闸（2分）；（5）为保持油压正常，配有油泵电动机起动回路（2分）。

P279（9.4）

图为汽轮发电机安全运行极限，根据图说明：（1）发电机安全容许运行范围取决于哪几个因素？（2）简单论述这几个因素对发电机运行范围是怎样限制的。

取决与4个因素。即原动机输出功率极限、定子发热决定的发电机额定容量、转子发热决定的最大励磁电流和进行运行的稳定度要求4个因素（2分）。

（1）最大励磁电流：C点为发电机定子最大电流和转子最大电流约束交叉点，当发电机功率因数降低时，限制发电机出力的是转子电流发电机运行的极限为沿着弧BC运行（2分）；

（2）若发电机从C点升高功率因数，受定子电流发热的限制，发电机运行极限为沿着弧CD运行（2分）；

（3）当发电机的有功输出达到原动机输出功率极限的时候，其功率输出决定因素为原动机输出功率极限，此时发电机将沿着直线DF运行（2分）；

（4）随着发电机沿着DF向左运行，当无功功率为负时，发电机进入进相运行，发电机的静态稳定性能降低。为保证系统有足够的静态稳定裕度，需要对发电机进行限制，此时发电机将沿着曲线FG运行（2分）。

P284 （9）

论述发电机长时间不对称和短时不对称有什么不同？不对称运行时其容许负荷取决于哪些因素。

发电机不对称运行有长时间和短时间两种情况。长时间不对称运行是指不对称负荷情况；短时不对称主要是指故障时运行，持续运行时间极短。不对称运行的容许负荷也有长时间和短时间之分（2分）。

长时间容许负荷主要取决于三个条件：

（1）负荷最重相的定子电流，不应超过发电机的允许值；（2分）

（2）转子最热点的温度不应超过容许温度；（2分）

（3）不对称运行期间出现的机械振动不应超过容许范围。（2分）

短时容许负荷主要决定于短路电流中的负序电流，由于时间极短，可以认为，负序电流转子中引起的损耗全部由于转子表面温升，不向周围扩散。因此容许的负序电流和持续时间取决于下式：。 idtItK，K为常数（2分）2

20t22

P321 （10）

什么是自耦变压器的效益系数？为什么说自耦变压器的效益系数是表示自耦变压器的特点的重要系数？

自耦变压器的效益系数的表达式为

(IU22I1) KbU2I2

Kb越小，说明自耦变压器的通过容量比同样普通变压器的显得越大，其经济效益也越大。

四、计算题

P63

屋内配电装置中装有10010的矩形铝导体，导体正常运行温度为40度，周围环境温度为20度，试计算该导体的载流量。（给定条件：20度时铝导体的电阻率为200.028mm2/m，铝的电阻温度系数0.0041C，铝导体肌肤效应系数为Kf1.05，辐射散热系数0.95）

（1）单位长度导体直流电阻 Rdc20[1(w20)]

S0.028[10.0041(4020)]0.0303103() 10010

单位长度导体交流流电阻

RackfRdc0.0318103()

（2）求对流散热量对流散热面积F2A12A22(10010)12()10.22（m2/m） 10001000

对流散热系数11.5(w0)0.351.5(4020)0.354.28

对流散热量Q11(w0)F14.28(4020)0.2218.83（W/m）

（3）导体的辐射散热辐射散热面积F2A12A22(10010)12()10.22（m2/m） 10001000

273w427304Qf5.7Ff 1001002734042732045.70.950.2226.54 100100

（4）导体载流量为

I

P63 1194（A）屋内配电装置中装有100mm8mm的矩形铝导体，导体正常运行温度为70度，周围环境温度为25度，试计算该导体的载流量。（给定条件：20度时铝导体的电阻率为200.028mm2/m，铝的电阻温度系数0.0041C，铝导体肌肤效应系数为Kf1.05，辐射散热系数0.95）

（1）单位长度导体直流电阻 Rdc20[1(w20)]

S0.028[10.0041(7020)]0.0422103() 1008

单位长度导体交流流电阻

RackfRdc0.0443103()

（2）求对流散热量

对流散热面积

1008F2A12A22()12()10.216（m2/m） 10001000

对流散热系数11.5(w0)0.351.5(7025)0.355.685

对流散热量

Q11(w0)F15.685(7025)0.21655.26（W/m）

（3）导体的辐射散热

辐射散热面积

1008F2A12A22()12()10.216（m2/m） 10001000

273w427304Qf5.7Ff 100100

2737042732545.70.950.21669.65 100100

（4）导体载流量为

I1679（A）

P70

2某发电机端电压为10.5kV，额定电流为1500A，装有2×（100×8）mm矩形铝导线，短路

电流I28kA，I20kA。继电保护动作时间为0.3S，断路器全断开时间0.2S，正常负荷时母线温度为46°，试计算短路电流热效应和母线的最高温度。（注：温度46°时，A0.351016J/(Ωm4)）

（1）计算短路电流热效应。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之和，即tk0.30.20.5（S）又I/I28/201.4查短路电流周期分量的等值时间曲线的tp0.65S（1分）

因tk1S，故应考虑非周期分量的热效应。（1分）非周期分量的等值时间为

（1分） tnp0.0520.051.420.1（S）

短路电流热效应为

2（2分） QkI(tptnp)202(0.650.1)300（kA2S）

（2）求母线最高温度h。

因w46，查图得Aw0.351016J/(Ωm4)（1分）

Ah11616 QA300100.3510kw2S[2]2

10001000

0.36171016[J/Ωm] （2分）

再由图查得h50200 （1分）

此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。（1分）

P70

发电机出口引出母线用100mm×8mm、Kf1.05的矩形截面硬铝母线，运行在额定工况时母线的温度为70度。经计算流过母线的短路电流为I30kA，I20kA。继电保护动作时间1.3秒，断路器全断开时间0.2秒，试计算母线短路时最高温度及其热稳定性。（注：温度70°时，A0.551016J/(Ωm4)）

（1）短路电流热效应计算。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之和，即tk1.30.21.5（S）又I/I30/201.5（1分）查短路电流周期分量的等值时间曲线的tp1.6S（1分）

因tk1S，非周期分量的热效应忽略。（2分）

短路电流热效应为

2（2分） QkI(tptnp)202(1.60)640（kA2S）

（2）求母线最高温度h。因w70，

查图得Aw0.551016J/(Ωm4)（1分）

AhKf

S2QkAw1.05

2[]100010006401060.551016

(0.1050.55)10160.6551016[J/Ωm]（2分）

再由图查得h80200

此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。（1分）

P73

铝导体型号为LMY-100×8，正常工作电压UN10.5V，正常负荷电流为1500A，正常负荷时导体温度为46度，继电保护动作时间1秒，断路器动作时间0.2秒，短路电流I28kA，

（注：w46， I0.6s22kA，I1.2s20kA。计算短路电流的热效应和导体的最高温度。

Aw0.351016J/(Ωm4)

（1）短路电流热效应计算。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之和，即tk10.21.2（S）

短路电流周期分量热效应为

Qptk1.222222(I210It2I)(28102220)602.4[(kA)S] /2tkk1212

由于短路电流作用时间tk1.21，非周期分量的作用可以忽略。

短路电流热效应为

QkQp602.4[(kA)2S]（kA2S）

（2）求母线最高温度h。因w46，查图得Aw0.351016J/(Ωm4)

Ah11QA602.41060.351016 kw22S[]10001000

0.44411016[J/Ωm]再由图查得h60200

此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。

P73

2某发电机端电压为10.5kV，额定电流为1500A，装有2×（100×8）mm矩形铝导线，短路

电流I28kA，I0.6s22kA，I1.2s20kA。继电保护动作时间为0.3S，断路器全断开时间0.2S，正常负荷时母线温度为46°，试计算短路电流热效应和母线的最高温度。（注：温度46°时，A0.3510J/(Ωm)）

164（1）计算短路电流热效应。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之

和，即tk0.30.20.5（S）

周期分量的热效应

Qptk0.52(I210It2I)(28210222202)251[(kA)2S] tkk/21212

又因tk1S，故应考虑非周期分量的热效应。取等效时间T取0.2

QpTI20.2282156.8[(kA)2S]

短路电流热效应为

QkQpQnp251156.8407.8（kA2S）

（2）求母线最高温度h。因w46，查图得Aw0.351016J/(Ωm4)

Ah11QA407.81060.351016 kw210082S[2]10001000

0.36591016[J/Ωm]再由图2查得h50200

此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。

P80

某电厂装有10kV单条矩形导体，尺寸为h=60mm，b=6mm，支柱绝缘子之间的距离L=1.2m，

3相间距离0.35m，三相短路冲击电流ish45kA。导体弹性模量E710Pa，单位长

度的质量m0.972kg/m。试求导体的固有频率和最大电动力。（给定导体一阶固有频率系数Nf1.57）

导体的截面惯性矩

bh3

J（1分） 12

0.663

0.108108(m4)（2分） 12

导体的一阶固有频率为

f11分）

9.615(Hz)（2分）固有频率不在35~135Hz之间，不应考虑动态应力系数（1分）

Fmax1.73107

1.73107

P80 L2ish（1分） 1.24500021201(N)（2分） 0.35

某电厂装有10kV单条矩形导体，尺寸为h=10mm，b=12mm，支柱绝缘子之间的距离L=1.5m，相间距离0.35m，三相短路冲击电流ish60kA。导体弹性模量E8103Pa，单位长度的质量m1.272kg/m。试求导体的固有频率和最大电动力。（给定导体一阶固有频率系数Nf1.57）

导体的截面惯性矩

bh3

J（1分） 12

0.01213

1031106(m4)（2分） 12

导体的一阶固有频率为

f11分）

260.5(Hz)（2分）固有频率不在35~135Hz之间，不应考虑动态应力系数，（1分）

Fmax1.73107

1.73107L2ish（1分） 1.24500021201(N)（2分） 0.35

P89

某系统由三个电容器串联，若每个电容的故障率都是一个常数，电容1、电容2和电容3的平均无故障工作时间为12000h、15000h、8000h，试求：（1）每个电容的年故障率；（2）系统平均无故障工作时间；（3）系统连续工作1000小时的可靠度。

解：

（1）111× 8760=0.73（次/年）；（2分） TU112000

11× 8760=0.584（次/年）；（2分） 2TU215000

11× 8760=1.09（次/年）；（1分） 3TU38000

（2）ssss2.404（次/年）；（1分）

TUs1

123（2分） 3643.93（h）

（3）R(t)ete2.4041000

87600.76（2分）

P89

一个系统由三个不可修复元件串联，若每个元件的故障率都与时间无关（可认为是一个常数），元件1、元件2和元件3的平均无故障工作时间为10000h、15000h、5000h，试求：（1）每个元件的年故障率；（2）系统平均无故障工作时间；（3）系统连续工作500小时的可靠度。解：

（1）111× 8760=0.876（次/年）；（2分） TU110000

11× 8760=0.584（次/年）；（2分） 2TU215000

11× 8760=1.752（次/年）；（1分） 3TU35000

（2）ssss3.212；（1分）

TUs1

123

t（2分） 2727.2（h）3.2125008760（3）R(t)ee0.832（2分）

P90

两台完全相同的电力变压器并联运行，每台变压器的故障率为0.06次/年，平均修复时间为200小时。试求两台变压器同时发生故障的概率和平均无故障工作时间。

解：

TDi2000.022831 （年）i1,2（1分） 8760

i11（1分） 43.8（次/年）TDi0.022831

（2分） s2i243.887.6（次/年）

si12iii(iii)2sss，（2分）

将i、i和s的值带入，则

(s0.06（1分） )20.0643.8s87.6

（1分） s0.160103（次/年）

平均无故障工作时间为

TUs

s



（2分） 6251.16（年）

0.0000160

P90

两台发电机并联运行，第一台故障率为0.06次/年，平均修复时间为200小时；第二台故障率为0.08次/年，平均修复时间为150小时。试求两台发电机同时发生故障的概率和平均无故障工作时间。解：

TD1

200

0.022831（年）（1分） 8760

1

（1分） 43.8（次/年）

TDi0.022831

150

0.017123（年）（1分） 8760

TD2

1

（1分） 58.4（次/年）

TDi0.017123

（1分） s1243.858.4102.2（次/年）

s

i1

iii

(

1

1122

)(

2

)

sss

，（1分）

将、的值带入，则

(

s0.060.08

（1分） )()

0.0643.80.0858.4s102.2

（1分） s0.190103（次/年）平均无故障工作时间为

TUs

s



（2分） 5228.6（年）

0.000191

P159

某发电厂厂用电系统为6kV和380V两级电压，厂用高压备用变压器为分裂绕组变压器，其高压绕组额定容量为5000kVA，低压绕组额定容量为2500kVA，以高压绕组电抗为基准的半穿越电抗标幺值为19%，厂用高压变压器电源侧母线电压标幺值U*01.1（有载调压），厂用低压变压器额定容量为1000kVA，阻抗电压为10%。厂用高压备用变压器已经带负荷6200kW，参加自启动电动机总容量为13363kW。厂用低压母线上参加自启动电机容量为500kW。试计算厂用高压备用变压器自投高、低压母线串接启动时，能否实现自启动。

解：

（1）厂用高压母线校验：厂用高压母线的合成负荷标幺值为

S*H

K1P1

S05133636200

cos3.59（2分）

S2N25000

厂用高压变压器电抗标幺值为

x*t11.1

Uk(%)S2N192500

1.10.104（1分） 100S1N1005000

高压母线电压标幺值为

U*1

U*01.1

（2分） 0.80.7，满足要求。

1x*dS*H10.1043.59

（2）厂用低压母线校验：厂用低压母线合成标幺值为

5500

KP/(cos)S*L223.125（2分）

St21000

厂用低压变压器电抗标幺值为

x*t21.1

Uk(%)10

1.10.11（1分） 100100

低压母线电压标幺值为

U*2

P187

U*10.8

（2分） 0.5950.55，满足要求。

1x*t2S*L10.113.125

已知某电流互感器到仪表的电气距离为40m，导体电阻率为1.7510(mm/m)，最大负荷阻抗为0.058欧。拟选择仪用电流互感器型为LFZJ-1型，0.5级，变比为400/5,二次负荷额定阻抗为0.8欧，请选择二次连接导线（假定接触电阻为0.1欧）。根据题意，为了保证互感器的测量精度，设导线电阻最大值为Rmax，则

22

Rmax0.80.10.0580.642()（1分）

由R

L

得到Smin

L

Rmax

（2分）

带入数据Smin

L

Rmax

1.7510240

1.09(mm2)（2分）

0.642

选择1.5mm2的铜导线。（2分）

1.7510240

0.467()（1分）接线电阻为RS1.5

L

40米1.5 mm2的导线电阻为0.467小于0.642，故能满足要求。（2分）

P187

已知某电流互感器到仪表的电气距离为40m，导体电阻率为0.75102(mm2/m)，最大负荷阻抗为0.06欧。拟选择仪用电流互感器型为LFZJ-1型，0.5级，变比为400/5,二次负荷额定阻抗为0.8欧，请选择二次连接导线（假定接触电阻为0.1欧）。根据题意，为了保证互感器的测量精度，设导线电阻最大值为Rmax，则

Rmax0.80.10.060.64()（1分）

由R

L

得到Smin

L

Rmax

（2分）

带入数据Smin

L

Rmax

1.7510240

1.09(mm2)（2分）

0.64

选择1.5mm2的铜导线。（2分）

1.7510240

0.467()（1分）接线电阻为RS1.5

L

40米1.5 mm2的导线电阻为0.467小于0.642，故能满足要求。（2分）

P205

某屋内配电装载汇流母线电流为Imax3463A，三相导体垂直布置，相间距离0.75m，绝缘子跨距1.2m，母线短路电流I51kA，短路热效应Qk1003(kA)2环境温度为+35°，S，

铝导体弹性模量E710Pa，母线频率系数Nf3.56。初步选定母线为3条12510的

矩形硬吕导体，已知导体竖放允许电流为4243A，请对选择的导体进行校验。（集肤效应系数为1.8，35°时温度修正系数为K0.88，铝导体密度为2700kg/m3）

不同工作温度硬铝导体的热温定系数

导体截面积为125×10=1250mm2

Ial350.8842433734A>3463A

（1）热稳定检验

2Imax34642

0(al0)235(7035)65(度) 2

Ial3734

查表得C=89，则满足短路时发热的最小导体截面为

SminC89477.4

（2）动稳定校验

1米长导体质量为mbh0.1250.0127003.375（kg/m）

bh30.010.1253

I1.63106(m4

)

1212

f1

454.5>155 所以对该母线可不计共振影响。取冲击系数为1.9，则

ish2.6951137.19（kA）

相间应力

fph1.73107ish/1.731071371902/0.754341（N/m）

W0.5bh20.50.010.125278.125106

ph

43411.22

8106(Pa) 6

10W1078.12510

fphL2

母线同相条间作用应力为

2bb21010b10

0.074， 0.08，

bh10125h125

4bb41010

0.222，由于K120.37，K130.57，则 bh10125

2fb8(K12K13)109ish/b14153（Pa）

临界跨距Lcr和条间衬垫最大跨距Lbmax分别为

Lcrb11970.01

0.65

Lbmax0.33所选衬垫跨距

应小于Lcr和Lbmax，所以每跨绝缘子中社三个衬垫，Lb=0.3m 满足动稳定要求。

满足动稳定最大跨距为

Lmax

0.681（m）

跨距最大不能超过0.681米。

P205

某屋内配电装载汇流母线电流为Imax1106A，三相导体垂直布置，相间距离0.75m，绝缘子跨距1.2m，母线短路电流I17kA，短路热效应Qk334(kA)2S，环境温度为+35°，铝导体弹性模量E7103Pa，母线频率系数Nf3.56。初步选定母线为808的矩形硬铝导体，已知导体竖放允许电流为1358A，请对选择的导体进行校验。（集肤效应系数为1.04，35°时温度修正系数为K0.88，铝导体密度为2700kg/m3）

不同工作温度硬铝导体的热温定系数

导体截面积为80×8=640mm2

Ial350.8813581195A>1106A

（1）热稳定检验

2Imax11062

0(al0)235(70

35)65(度)

al11952

查表得C=89，则满足短路时发热的最小导体截面为

SminC89

209.4

（2）动稳定校验

1米长导体质量为mbh0.080.00827001.9（kg/m）

bh30.0080.083

I3.41107(m4)

1212

f1

282.2>155 所以对该母线可不计共振影响。取冲击系数为1.9，则

ish2.691745.73（kA）

相间应力

fph1.73107ish/1.73107457302/0.75482.4（N/m）

W0.5bh20.50.0080.0823.2106

ph482.21.222.13107(Pa)> 7106 610W103.210fphL2

不满足动稳定要求。

满足动稳定最大跨距为

Lmax0.681（m）跨距最大不能超过0.681米。

P205

某屋内配电装载汇流母线电流为Imax1100A，三相导体水平布置，相间距离0.75m，绝缘子跨距0.6m，母线短路电流I17kA，短路热效应Qk334(kA)2S，环境温度为+25°，铝导体弹性模量E7103Pa，母线频率系数Nf3.56。初步选定母线为808的矩形硬铝导体，已知导体竖放允许电流为1249A，请对选择的导体进行校验。（集肤效应系数为1.04，25°时温度修正系数为K1.0，铝导体密度为2700kg/m3）

导体截面积为80×8=640mm2 Ial251.012491249A>1106A

（1）热稳定检验，正常运行时导体温度为

2Imax11002

0(al0)

225(7025)60(度) Ial

12492

查表得C=91，则满足短路时发热的最小导体截面为

SminC91204.8

（2）动稳定校验

1米长导体质量为mbh0.080.00827001.9（kg/m）

bh30.0080.083

I3.41107(m4) 1212

f11108.4>155

所以对该母线可不计共振影响。取冲击系数为1.9，则

ish2.691745.73（kA）

相间应力

2fph1.73107ish/1.73107457302/0.75482.4（N/m）

W0.5bh20.50.0080.0823.2106 ph482.20.625.42106(Pa)

满足动稳定要求。

满足动稳定最大跨距为

Lmax0.681（m）跨距最大不能超过0.681米。

填空

1．按输出能源分,火电厂分为凝汽式电厂和。

答：热电厂

变为的工厂，称为发电厂。

答：电能

3.水电厂可分为、引水式水电厂和混合式水电厂。

答：堤坝式水电厂

4.核电厂的系统由核岛和组成。

答：常规岛

5. 自然界中现成存在，可直接取得和利用而又改变其基本形态的能源称为。答：一次能源

6. 由一次能源经加工转换的另一种形态的能源。

答：二次能源

7.火力发电厂的能量转换过程为。

答：燃料的化学能→热能→机械能→电能

8. 水力发电厂的能量转换过程为。

答：水的位能→动能→机械能→电能

9.水电站所用的发电机为。

答：水轮发电机

10.火力发电厂所用的发电机为。

答：汽轮发电机

12.既可以是电力用户，又可以是发电厂的是电厂。

答：抽水蓄能电厂 13. 是变换和分配电能的设备。

答：变压器 14. 可将高电压变为低电压。

答：电压互感器 15. 是限制短路电流的设备。

答：电抗器

16.通常把生产、变换、输送、分配和使用电能是设备称为。

答：一次设备

17.对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、件事和保护的设备称为。答：二次设备

18. 由一次设备，如：发电机、变压器、断路器等按预期生产流程所连成的电路，称

为。

答：一次电路或电气主接线

19．在对称三相电路中仅画出其中一相设备的连接用来表示三相电路的电路图称为_________。

答：单线图

20．发电厂或变电所中的___________按照设计要求连接而构成的电路称为电气主接线。答：各种一次设备

21. 根据电气主接线的要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组成的整体即为_________。

答：配电装置。

22.能接通正常工作电流，断开故障电流和工作电流的开关电器是_________。

答：断路器

23.电气主接线中应用最多的开关电器是_________。

答：隔离开关

24. _________起汇集和分配电能的作用。

答：母线

25.在多角形接线中，检修一台断路器时，多角形接线变成___________，可靠性降低。答：开环运行

26.发电厂和变电所的电气主接线必须满足__________、灵活性和经济性。

答：可靠性

27.我国一般对35kV及以下电压电力系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地，称为_________。

答：小电流接地系统

28.我国一般对110kV及以下电压电力系统采用中性点直接接地，称为_________。答：大电流接地系统

29．旁路母线的作用是____________。

答：可代替线路断路器工作

30.无母线电气主接线的形式有桥形接线、___________和单元接线。

答：角型接线

31.发电厂和变电所的电气设备分为三种运行状态。

答：运行、备用和检修

32.为了保证大型枢纽变电所所用电的供电可靠性，应装设变压器。答：备用

33.当线路停电检修时，必须将线路隔离开关线路侧的__________合上。

答;接地刀闸

34.加装旁路母线的唯一目的是。

答：不停电检修出线断路器

35.限流电抗器分为普通电抗器和两种。

答：分裂电抗器

36.当发电机容量较大时，采用组成扩大单元接线，以限制短路电流。答：低压分裂绕组变压器

39.断路器和隔离开关配合工作的原则为

答：接通线路时先接隔离开关，后接断路器；断开线路时先断路器，后断隔离开关

40. 外桥接线适合于

答：线路较短和变压器需要经常切换的情况

41. 内桥接线适合于

答：线路较长和变压器不需要经常切换的情况

选择题

1.．下列哪种情况宜采用一台半断路器接线？（）。

A．10~35kV出线回路数为10回以上

C．110~220kV出线回路数为6回以上

答：D P114

2．外桥接线适合于（）。

A．线路较短、变压器需要经常切换的场合

B．线路较长、变压器不需要经常切换和场合

C．线路较多，只有两台变压器的场合

D．只有二条出线、变压器台数较多的场合

答：D P117

3．对一次设备起控制、保护、测量、监察等作用的设备称为（）。

A．监控设备

C．辅助设备

答：B P28

4.如果要求任一组母线发生短路故障均不会影响各支路供电，则应选用（）。

A.双母线接线

C.多角形接线

答：D P114

A.不设发电机电压母线,全部机组采用单元接线

B.设发电机电压母线,并采用单母线接线

C.不设发电机电压母线,而采用发电机—变压器扩大单元接线

D.设发电机电压母线,并采用单母线分段接线

答：A P119

6.在双母线接线中，利用母联断路器代替出线断路器工作时，用“跨条”将该出线断路器短接，因此该出线（）。

A.可不停电

C.仅短时停电 B.需要长期停电 D.断路器可以退出，但无法检修

答：C P109

7.引出线停电的操作顺序是依次拉开断路器、( )。

A. 线路侧隔离开关和母线侧隔离开关

B. 母线侧隔离开关和线路侧隔离开关

C. 断路器控制回路电源和母线侧隔离开关

D. 断路器控制回路电源和线路侧隔离开关

答：A P107

8.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( )。

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

答：C P109

9.在倒母线操作过程中,若备用母线充电成功,则应该( )以保证两组母线等电位。

A. 保持母联断路器两侧的隔离开关状态不变

B. 切断母联断路器的控制回路电源

C. 切断母联断路器两侧隔离开关的操作电源

D. 快速将所有支路倒换至备用母线

答：A P109

10.大容量、超高压的大型发电厂在电力系统中起着极其重要的作用，担负着系统的基本基荷，供电范围很广，其主要特征有( )。

A.单机容量为125MW以上，发电厂总装机容量在1000MW及以上，连接系统的电压为

220kV及以上

B.单机容量在200MW以上，发电厂总装机容量在1000MW及以上，连接系统的电压为

330kV及以上

C.单机容量在300MW以上，发电厂总装机容量在1000MW及以上，连接系统的电压为

220kV及以上

D.单机容量在600MW以上，发电厂总装机容量在1000MW及以上，连接系统的电压为

220kV及以上

答：D P119

11.装设分段电抗器的作用是( )。

A.限制母线回路中的短路电流

B.改善母线的电压质量

C.吸收多余的无功功率

D.改进用户的功率因数

答：A P125

12..旁路断路器的作用是( )。

A.当出线断路器检修时，可代替该出线断路器工作

B.可以代替母联断路器工作

C.保证母线检修时，线路不停电

D.可以代替分段断路器工作

答：A P111

13．那种接线在出线断路器检修时，会中断该回路供电。（）

A．单母线分段带旁路 B．双母线分段带旁路

C．二分之三接线 D．双母线分段

答：D P110

14．采用双母线同时运行的双母线接线，具有单母线分段接线的特点，（

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

答：D P110

15．在二分之三接线中（）。

A．仅用隔离开关进行倒闸操作，容易发生操作事故

B．隔离开关仅起电气隔离作用，误操作的可能性小

C．检修任何隔离开关，用户可不停电

D．检修任何隔离开关，用户都要停电

答：B P114

16．内桥接线适合于（）。

A．线路较短，变压器需要经常切换的场合

B．线路较长，变压器不需要经常切换的场合

C．线路较多，只有两台变压器的场合

D．只有二条出线，变压器台数较多的场合

答：B P117

17．电气主接线的形式影响（）。

A.供电可靠性，但不影响继电保护

B.运行灵活性，但不影响二次接线

C.二次接线和继电保护，但不影响电能质量

D.配电装置布置。）

A.限制母线回路中的短路电流

B.改善母线的电压质量

C.吸收多余的无功功率

D.改进用户的功率因数

答：A P125

12..旁路断路器的作用是( )。

A.当出线断路器检修时，可代替该出线断路器工作

B.可以代替母联断路器工作

C.保证母线检修时，线路不停电

D.可以代替分段断路器工作

答：A P111

13．那种接线在出线断路器检修时，会中断该回路供电。（）

A．单母线分段带旁路 B．双母线分段带旁路

C．二分之三接线 D．双母线分段

答：D P110

14．采用双母线同时运行的双母线接线，具有单母线分段接线的特点，（

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

答：D P110

15．在二分之三接线中（）。

A．仅用隔离开关进行倒闸操作，容易发生操作事故

B．隔离开关仅起电气隔离作用，误操作的可能性小

C．检修任何隔离开关，用户可不停电

D．检修任何隔离开关，用户都要停电

答：B P114

16．内桥接线适合于（）。

A．线路较短，变压器需要经常切换的场合

B．线路较长，变压器不需要经常切换的场合

C．线路较多，只有两台变压器的场合

D．只有二条出线，变压器台数较多的场合

答：B P117

17．电气主接线的形式影响（）。

A.供电可靠性，但不影响继电保护

B.运行灵活性，但不影响二次接线

C.二次接线和继电保护，但不影响电能质量

D.配电装置布置。）

答：D P104

18.对于双母线接线，双母线同时运行时，（）。

A.具有单母线分段接线的特点

C.与单母线接线完全相同

答：A P109

19．电气主接线是指（）。

A．发电厂或变电所一、二次设备间的连接关系

B．发电厂或变电所重要设备的连接关系

C．发电厂或变电所的一次设备按照设计要求连接而成的电路

D．发电厂或变电所的一次设备按照运行方式要求连接而成的电路

答：D P29

20.一台半断路器接线是属于( )。

A.多角形接线

B.桥形接线 D.无母线接线 B.具有单母线带旁路接线的特点 D.等同于单母线分段带旁路接线 C.具有两组母线的接线

答：C P114

21在110kV及以上的配电装置中，下述哪种条件下可采用多角形接线?( )。

A.出线不多且发展规模不明确 B.出线不多但发展规模明确

C.出线多但发展规模不明确 D.出线多且发展规模明确

答：B P118

22.采用单母线分段的主接线，当分段断路器闭合运行时，如果某段母线上发生故障，继电保护动作首先跳开（）。

A．出线断路器 B．分段断路器

C．电源支路断路器 D．该故障分段母线上的所有断路器

答：B P108

23．下列选项中不属于多角形接线特点的是（）。

A．接线简单清晰、经济性好

B．供电可靠性高、运行灵活

C．检修一台断路器时，需对有关支路停电

D．难于扩建

答：C P118

24．根据对电气主接线的基本要求，设计电气主接线时首先要考虑( )。

A．采用有母线的接线形式 B．采用无母线的接线形式

C．尽量降低投资、少占耕地 D．保证必要的可靠性和电能质量要求

答：D P102

25．下列选项中不属于单母线接线优点的是( )。

A．便于扩建 B．可靠性高

C．接线简单 D．投资少

答：B P107

26．火电厂相对于其他发电厂的优点是( )。

A．布局灵活 B．效率高

C．启停快 D．污染小

答：A P17

27.既能发电，又能储存能量的是( )。

A．火电厂 B．水电厂

C．抽水蓄能电厂 D．核电厂

答：C P20

28.可限制短路电流的电器( )。

A．断路器 B．隔离开关

C．负荷开关 D．电抗器

答：D P28

29.能断开正常工作电流和故障电流的开关电器是(

A．断路器 B．隔离开关

C．负荷开关 D．熔断器

答：A

P26

30.下列元件不属于一次设备的是( )。

A．发电机 B．变压器

C．电压互感器 D．电抗器

答：C P29

31属于可再生能源的是( )。

A．太阳能 B．电能

C．煤 D．石油

答：A P10

32.联络变压器的台数( )。 )。

A．一般设为3台

C．一般设为4台 B．一般设为5台 D．一般设为1台，最多不超过2台

答：D P122

33.在110kV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变压器的场合，均可优先选用

( )。

A．自耦变压器 B．普通变压器

C．分裂绕组变压器 D．三相变压器组

答：A P123

34.属于有母线接线的是( )。

A．桥型接线 B．角型接线

C．二分之三断路器接线 D．单元接线

答：C P114

40. 在发电厂和变电站中，主变压器一般选用组别是( )。

A．YN,y0 B．YN,y4

C．D,y11 D．YN,d11

答：D P124

简答题：

1. 人类所认识的能量形式有哪些？

答：机械能（0.5分）、热能（0.5分）、化学能（1分）、辐射能（1分）、核能（1分）、电能（1分）。 P9

2. 能源分类方法有哪些？

3. 什么是一次能源？什么是二次能源？

4. 简述电能的特点。

5. 火力发电厂可分为几类？

6. 简述火电厂的电能生产过程。

7. 火电厂与其他类型发电厂比有什么特点？

8. 水力发电厂可分为几类？

9. 简述水电厂的电能生产过程。

10. 简述水电厂的特点.。

11. 简述抽水蓄能电厂在电力系统中的作用。

答：（1）调峰（1分）；（2）填谷（1分）；（3）备用（1分）；（4）调频（1分）；（5）调相（1分）。 P21

12. 简述抽水蓄能电厂在电力系统中的作用。

13. 什么是抽水蓄能电厂？

14. 简述核能发电厂的电能生产过程。

机旋转，发电机将机械能转变为电能（1.5分）。P22

15. 核电厂的核岛由哪些部分组成？

16. 核电厂的常规岛岛由哪些部分组成？

17. 简述核能发电厂的特点。

18. 一次设备有哪些？其功能是什么？

19. 二次设备有哪些？其功能是什么？

20. 什么是电气接线？

答：在发电厂和变电站中，根据各种电气设备的作用及要求，按一定的方式用导体连接起来所形成的电路称为电气接线。（5分）P29

21. 什么是配电装置？

答：根据电气主接线的要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组成的整体即为配电装置。（5分）P29

22. 什么是电气主接线？

答：在电气接线中。由一次设备，如：发电机、变压器、断路器等按预期生产流程所连成的电路，称为一次电路，也称为电气主接线（5分）。P29

23. 简述300MW发电机组电气主接线的特点。

24. 简述300MW发电机组电气主接线的主要设备功能。

（5）RN4—20型高压熔断器：限制过负荷电流及短路电流；还有中性点接地变压器形式为干式、单相额定容量为25kVA，额定电压20/0.23kV（1分）。

P31

25. 简述600MW发电机组电气主接线的特点。

P32

26. 简述600MW发电机组电气主接线的主要设备功能。

答：（1）额定功率为600MW，额定电压20kV的发电机：生产电能（1分）；（2）额定容量为3240MVA，额定电压550

/20kV的三台DFP—240型单相变压器组成的三相变压器组：

27. 全连分相封闭母线有什么优点？

答：（1）供电可靠（2分）；（2）运行安全（1.5分）；（3）由于外壳的屏蔽作用，母线电动力大大减少，几倍消除了母线周围钢构件的发热（1.5分）。

P31

28. 发电机中性点采用高电阻接地系统的作用是什么？

29. 电气主接线的基本要求是什么？

答：（1）可靠性（2分）；（2）灵活性（2分）；（3）经济性（1分）。P102、103、p104

30. 设计电气主接线是主要应收集、分析的原始资料有哪些？

31. 简述电气主接线的基本形式。

32. 隔离开关与断路器的主要区别何在？在运行中，对它们的操作程序应遵循哪些重要原

则？

33. 旁路母线有有哪几种接线方式？

答：有专用旁路断路器的旁路母线接线，母联断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线，用分段断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线，（5分）P107~117

34. 旁路母线有什么作用？

答：若需检修线路断路器，可由旁路断路器代替，可使线路不停电，提高了供电可靠性（5分）。P110~112

35. 在带旁路母线的单母线分段接线中若要检修线路断路器且不使线路停电，应如何操作？答：如图：

36. 发电机—变压器单元接线中，在发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器，有何利

弊？

答：优点：减少了断路器的投资，短路电流减小（2分）；

37. 一台半断路器接线有何优缺点？

缺点：断路器多，投资大（1分）P114、115

38. 电气主接线中为什么要限制短路电流？可采用哪些方法

答：短路是电力系统中较常发生的故障，短路电流直接影响电器的安全，危害主接线的运行，严重时可导致系统瘫痪，应考虑限制短路电流（3分）。

方法：装设限流电抗器、采用低压分裂绕组变压器、采用不同的主接线形式和运行方式（2分）。P125~128

39. 某发电厂电气主接线为双母线接线，正常运行时母线I工作，母线Ⅱ备用。现要进行倒

母线操作，请写出操作步骤。

40. 单母线的缺点是什么？

41. 双母线接线有什么优点？

答：（1）供电可靠（2分）；（2）调度灵活（1.5分）；（3）扩建方便（1.5分）。P109

42. 双母线接线有哪几种运行方式？

答：单母线运行，固定连接方式运行，两组母线同时分裂运行。（5分）P109

43. 选择主变压器时应考虑哪些因素？

答：传递的容量、系统5~10年发展规划、馈线回路数、输送功率大小、电压等级以及接入系统的紧密程度。（5分）

P121

51..图示是什么形式的主接线

P117

论述题

1.一个2条进线4条出线的开关站采用双母线接线，试画出该开关站的电气主接线图。若一条母线为工作母线，另一条备用，说明倒母线的过程。

答：图4-3 （4分）

2.请在如图所示的主接线图上加上旁路母线。要求将母联断路器兼作旁路断路器。并说明旁路断路器代替线路断路器的步骤。

图4-3

答：图4-8 （4分）

3.画出两台变压器，两台引出线的外桥形电气主接线图，并写出变压器1台变压器正常退出时的操作步骤。

答：图4-15 （6分）

合QF3，合两侧隔离开关，断开QF1，断开其两侧隔离开关，一台变压器退出运行（4分）。 P117

4.画出两个电源，四条引出线的双母线接线的电气主接线图，并说明其运行方式。答：图4-3 （7分）

单母线运行，固定连接方式运行，两组母线同时分裂运行。（3分）

P109

5.画出两个电源，两条引出线的单母线分段带旁路接线的电气主接线图，并写出线路断路器QF3检修后，恢复线路L1送电的基本操作步骤。

答：图4-5 （5分）

合QS32、QS31，合QF3，断开QSP，断开QFP，断开QSPP、QSP1、QSP2。（5分） P111

6.试画出母线带旁路母线的主接线图（图中应含有主母线、旁路母线、旁路断路器支路、电

答：图4-8 （5分）

合线路断路器两侧隔离开关，合线路断路器；断开线路与旁路母线连接的隔离开关；断开旁

路断路器，断开旁路断路器两侧隔离开关。（5分）

P112

7．某变电所有2台双绕组主变压器，4条出线，采用双母线分段接线，试画出该变电所的电气主接线图。说明各断路器作用。

答：图4-4

QFC1,QFC2;为母联断路器；QFD母线分段断路器；其余为线路断路器（5分）。 P110

答：图4-18 （右部）（10分）

9．绘出具有2条出线2条进线的多角形接线。说明多角形接线的优缺点。

答：图4-16 （5分）

缺点：不适用于回路数较多的情况，最多到六角形（1分）。

P117、118

10.试画出外桥接线电气主接线图，并说明为什么它适用于变压器需要经常投切的场合? 答：图4-15 （5分）

因每台变压器都连有断路器，可很方便地接通或断开变压器。（5分）

三、论述题

P64 （3）

大电流导体周围钢构为什么发热？其有什么危害？减少大电流导体周围钢构发热，常采用哪些措施？

为了减少大电流导体周围钢构发热，常采用下列措施：

（1）加大钢构和导体间的距离，进而减弱磁场，因此可降低磁滞和涡流损耗；（2分）

（2）断开钢构回路，并加上绝缘垫，消除环流；（1分）

（3）采用电磁屏蔽；（1分）

（4）采用分相封闭母线。（1分）

Ｐ７３（3）

推导出实用计算法计算短路电流热效应的计算公式。

对任意函数的积分可采用辛卜生公式近似计算，即

b

af(x)dxbay0yn2y2y4…yn24y1y3…yn1（1）周（2分）3n

2期分量的热效应。在计算周期分量热效应时，f(x)Ipt，a0，btk。当n=4时，则

222，，，，为了进一步简化，可以认yIyIyIy0I2，y1It22tk/233tk/44tk（2分）k/4

为y2y1y3（1分），将这些数值导入辛卜生公式得 2

tkt22QpIptdtk(I210It2I)（2分） /2tkk012

（2）非周期分量热效应。

短路电流非周期分量为

inpe

tk2tkTa（1分）所以非周期分量热效应为 22tk

TaQnpIdtTaI(1e02np)TI2（1分）

T为非周期分量等效时间，可由表查得。

如果短路电流切除时间大于1秒，导体的发热主要由周期分量决定，非周期分量的影响可以略去不计（1分）。

P75（3）

推导两条平行导体间的电动力的计算表达式。



由毕奥-沙瓦定律，在六导体2在dl上所受的电动力为

dFi2B1sindL2107i1i2B10H10i122107i1，（2分）

sindL（2分）

由于导体2与磁感应强度B1垂直，故90， sin1，（2分）

所以有

Fi2B1sindL2107

00LLi1i2sindL2107i1i2

L（2分）

同理，载流导体1也受到同样大的电动力。（1分）

P79（3）

简单绘出设备的典型故障率曲线，并根据曲线特点说出设备故障率曲线的几个阶段和每个阶段的特点。

曲线如图所示。（2分）

根据设备寿命，故障率曲线大体分为三个阶段。

障率迅速趋于稳定；（1分）

P151 5.4

论述厂用变压器是怎样选择的。

（1）额定电压。厂用变压器的一、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致；（1分）

（2）工作变压器的台数和型式。台数和型式与厂用高压母线段数有关（1分）；

（3）厂用变压器的容量。

厂用高压备用变压器容量应与最大一台高压厂用变压器相同，厂用低压备用变压器容量应与最大一台低压厂用变压器容量相同（1分）。

厂用低压工作变压器容量按照下式确定：

（1分） KSSL，其中S为变压器容量，K为变压器温度修正系数；

厂用变压器的容量除了考虑负荷外，还应该考虑电动机的自启动电压降、变压器的低压侧短路容量以及需要一定的容量裕度等因素。（2分）

（4）厂用变压器的阻抗。厂用变压器的阻抗要求比一般的电力变压器阻抗大10%。（1分） P165（5.6）

在大容量机组厂用电源的切换中，厂用电源的正常切换一般采用并联切换（1分）。 P171 （6）

简述断路器触点断开瞬间触头间电弧形成原理。

说出高压开关电器灭弧的几种方法，并简单解释其灭弧原理。

（3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈的冷却而复合；（1分）横吹使电弧拉长表面积增大并加强冷却，纵吹使电弧变细。（1分）

（4）采用多断口灭弧；（1分）在相等的行程下，多段口比单断口的电弧拉长，而且电弧拉长的速度也增加加速了弧隙电阻的增大。（1分）

发电机断路器与一般的输变电高压断路器相比，在哪些方面有特殊要求？对于大中型机组主要选择哪些断路器？

（1）额定值方面要求（1分）。其承受电流大，断开短路电流特别大，远超出相同电压等级的输变电断路器（1分）；

对于大中型机组，主要采用SF6断路器和压缩空气断路器（1分）。

P180 （6）

为什么要计算断路器的短路关合电流？它是怎样确定的？隔离开关用不用计算断路器的短路关合电流？为什么？

分）

P181 （6）

隔离开关的特点和功用主要有哪些？在选择隔离开关时怎么选择？与选择断路器有什么不同？

隔离开关的特点主要是在有电压、无负荷电流情况下，分、合闸电路。（1分）

其主要功能有：

（1）隔离电压（1分）。在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，

以确保检修的安全（1分）

（2）倒闸操作（1分）。投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配

合断路器，协同操作来完成（1分）

（3）分、合小电流（1分）。因隔离开关具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力，

P182 （6）

电磁式电流的特点是什么？其测量误差有哪些？来源在哪？怎样减少测量误差？特点：

（1）一次绕组串联在电路中，匝数很少，故一次绕阻中的电流安全取决于被测电路的负

荷电流，而与二次电流大小无关；（2分）

（2）电流互感器的二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感

器在近于短路状态下运行。（2分）

P185 （6）

论述电流互感器的选择步骤和方法。

（1）种类和形式的选择。（1分）

选择时，应根据安装地点和安装方式选择其形式。选择母线型电流互感器应注意校核窗口形式；（1分）

（2）一次回路电压和电流的选择。（1分）

电压电流选择应满足：

UNUNs，I1NImax（1分）

为确保所供仪表准确度，电流互感器的一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近；（1分）

（4）热稳定和动稳定校验（1分）

热稳定满足It2Qk或(KtIN1)2Qk（1分）

内部动稳定满足ies

ishN1Kesish 72外部动稳定满足Fal0.51.7310ishL(N)（1分）

P188 （6）

画出电磁式电压互感器等值电路，阐述其特点，说明它的误差是怎么定义的。等值电流如图。（2分）

特点主要有：（1）容量很小，类似一台小容量变压器，但结构上要求较高的安全系数（2分）；

（2）二次侧仪表和继电器的电压线圈阻抗大，互感器在近于空载状态下运行（2分）。测量误差主要包括电压误差和相位误差，电压误差定义为：

fuKuU2U1U100%，其中Ku1N（2分） U1U2N

超前U时为正。相位误差为u，并定义为U（2分） u21

P215 （7）

屋内配电装置有什么特点，按照布置方式怎么分类？110kV屋内配电装置用哪一种布置方式?

按照布置方式可分为三层、两层和单层式三种（1分）

110kV屋内配电装置用两层和单层式（1分）。

P215 （7）

屋外配电装置有什么特点，怎么分类？

（6）不良气候对设备维修和操作有影响。

屋外配电装置主要分三种类型（1分）：（1）中型配电装置（1分）。（2）高型配电装置（1分）。（3）半高型配电装置。（1分）

P224 （7）

如何区别屋外中型、高型和半高型配电装置？它们的特点和应用范围是什么？

（1）中型配电装置是将所有电气设备都安装在同一水平面内并装在一定高度的基础上，

（2）高型配电装置是将一组母线及隔离开关与另一组母线及隔离开关上下重叠布置的配

电装置，可以节省50%左后的占地，但耗费钢材较多，造价较高，操作和维护条件较差（2分）；适用于220kV电压等级。（1分）

（3）半高型配电装置是将母线置于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开

P241 （8）

发电厂的控制方式有哪些？论述其各自的特色。

P255 （8）

分相灯光监视的控制回路和信号回路与普通的控制回路和信号回路有什么不同？

P279（9.4）

取决与4个因素。即原动机输出功率极限、定子发热决定的发电机额定容量、转子发热决定的最大励磁电流和进行运行的稳定度要求4个因素（2分）。

（2）若发电机从C点升高功率因数，受定子电流发热的限制，发电机运行极限为沿着弧CD运行（2分）；

（3）当发电机的有功输出达到原动机输出功率极限的时候，其功率输出决定因素为原动机输出功率极限，此时发电机将沿着直线DF运行（2分）；

P284 （9）

论述发电机长时间不对称和短时不对称有什么不同？不对称运行时其容许负荷取决于哪些因素。

长时间容许负荷主要取决于三个条件：

（1）负荷最重相的定子电流，不应超过发电机的允许值；（2分）

（2）转子最热点的温度不应超过容许温度；（2分）

（3）不对称运行期间出现的机械振动不应超过容许范围。（2分）

20t22

P321 （10）

什么是自耦变压器的效益系数？为什么说自耦变压器的效益系数是表示自耦变压器的特点的重要系数？

自耦变压器的效益系数的表达式为

(IU22I1) KbU2I2

Kb越小，说明自耦变压器的通过容量比同样普通变压器的显得越大，其经济效益也越大。

四、计算题

P63

（1）单位长度导体直流电阻 Rdc20[1(w20)]

S0.028[10.0041(4020)]0.0303103() 10010

单位长度导体交流流电阻

RackfRdc0.0318103()

（2）求对流散热量对流散热面积F2A12A22(10010)12()10.22（m2/m） 10001000

对流散热系数11.5(w0)0.351.5(4020)0.354.28

对流散热量Q11(w0)F14.28(4020)0.2218.83（W/m）

（3）导体的辐射散热辐射散热面积F2A12A22(10010)12()10.22（m2/m） 10001000

（4）导体载流量为

I

（1）单位长度导体直流电阻 Rdc20[1(w20)]

S0.028[10.0041(7020)]0.0422103() 1008

单位长度导体交流流电阻

RackfRdc0.0443103()

（2）求对流散热量

对流散热面积

1008F2A12A22()12()10.216（m2/m） 10001000

对流散热系数11.5(w0)0.351.5(7025)0.355.685

对流散热量

Q11(w0)F15.685(7025)0.21655.26（W/m）

（3）导体的辐射散热

辐射散热面积

1008F2A12A22()12()10.216（m2/m） 10001000

273w427304Qf5.7Ff 100100

2737042732545.70.950.21669.65 100100

（4）导体载流量为

I1679（A）

P70

2某发电机端电压为10.5kV，额定电流为1500A，装有2×（100×8）mm矩形铝导线，短路

因tk1S，故应考虑非周期分量的热效应。（1分）非周期分量的等值时间为

（1分） tnp0.0520.051.420.1（S）

短路电流热效应为

2（2分） QkI(tptnp)202(0.650.1)300（kA2S）

（2）求母线最高温度h。

因w46，查图得Aw0.351016J/(Ωm4)（1分）

Ah11616 QA300100.3510kw2S[2]2

10001000

0.36171016[J/Ωm] （2分）

再由图查得h50200 （1分）

此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。（1分）

P70

因tk1S，非周期分量的热效应忽略。（2分）

短路电流热效应为

2（2分） QkI(tptnp)202(1.60)640（kA2S）

（2）求母线最高温度h。因w70，

查图得Aw0.551016J/(Ωm4)（1分）

AhKf

S2QkAw1.05

2[]100010006401060.551016

(0.1050.55)10160.6551016[J/Ωm]（2分）

再由图查得h80200

此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。（1分）

P73

（注：w46， I0.6s22kA，I1.2s20kA。计算短路电流的热效应和导体的最高温度。

Aw0.351016J/(Ωm4)

（1）短路电流热效应计算。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之和，即tk10.21.2（S）

短路电流周期分量热效应为

Qptk1.222222(I210It2I)(28102220)602.4[(kA)S] /2tkk1212

由于短路电流作用时间tk1.21，非周期分量的作用可以忽略。

短路电流热效应为

QkQp602.4[(kA)2S]（kA2S）

（2）求母线最高温度h。因w46，查图得Aw0.351016J/(Ωm4)

Ah11QA602.41060.351016 kw22S[]10001000

0.44411016[J/Ωm]再由图查得h60200

此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。

P73

2某发电机端电压为10.5kV，额定电流为1500A，装有2×（100×8）mm矩形铝导线，短路

164（1）计算短路电流热效应。短路电流作用时间等于保护动作时间和断路器全断开时间之

和，即tk0.30.20.5（S）

周期分量的热效应

Qptk0.52(I210It2I)(28210222202)251[(kA)2S] tkk/21212

又因tk1S，故应考虑非周期分量的热效应。取等效时间T取0.2

QpTI20.2282156.8[(kA)2S]

短路电流热效应为

QkQpQnp251156.8407.8（kA2S）

（2）求母线最高温度h。因w46，查图得Aw0.351016J/(Ωm4)

Ah11QA407.81060.351016 kw210082S[2]10001000

0.36591016[J/Ωm]再由图2查得h50200

此母线最高温度未超过允许值，能满足热稳定要求。

P80

某电厂装有10kV单条矩形导体，尺寸为h=60mm，b=6mm，支柱绝缘子之间的距离L=1.2m，

3相间距离0.35m，三相短路冲击电流ish45kA。导体弹性模量E710Pa，单位长

度的质量m0.972kg/m。试求导体的固有频率和最大电动力。（给定导体一阶固有频率系数Nf1.57）

导体的截面惯性矩

bh3

J（1分） 12

0.663

0.108108(m4)（2分） 12

导体的一阶固有频率为

f11分）

9.615(Hz)（2分）固有频率不在35~135Hz之间，不应考虑动态应力系数（1分）

Fmax1.73107

1.73107

P80 L2ish（1分） 1.24500021201(N)（2分） 0.35

导体的截面惯性矩

bh3

J（1分） 12

0.01213

1031106(m4)（2分） 12

导体的一阶固有频率为

f11分）

260.5(Hz)（2分）固有频率不在35~135Hz之间，不应考虑动态应力系数，（1分）

Fmax1.73107

1.73107L2ish（1分） 1.24500021201(N)（2分） 0.35

P89

解：

（1）111× 8760=0.73（次/年）；（2分） TU112000

11× 8760=0.584（次/年）；（2分） 2TU215000

11× 8760=1.09（次/年）；（1分） 3TU38000

（2）ssss2.404（次/年）；（1分）

TUs1

123（2分） 3643.93（h）

（3）R(t)ete2.4041000

87600.76（2分）

P89

（1）111× 8760=0.876（次/年）；（2分） TU110000

11× 8760=0.584（次/年）；（2分） 2TU215000

11× 8760=1.752（次/年）；（1分） 3TU35000

（2）ssss3.212；（1分）

TUs1

123

t（2分） 2727.2（h）3.2125008760（3）R(t)ee0.832（2分）

P90

解：

TDi2000.022831 （年）i1,2（1分） 8760

i11（1分） 43.8（次/年）TDi0.022831

（2分） s2i243.887.6（次/年）

si12iii(iii)2sss，（2分）

将i、i和s的值带入，则

(s0.06（1分） )20.0643.8s87.6

（1分） s0.160103（次/年）

平均无故障工作时间为

TUs

s



（2分） 6251.16（年）

0.0000160

P90

TD1

200

0.022831（年）（1分） 8760

1

（1分） 43.8（次/年）

TDi0.022831

150

0.017123（年）（1分） 8760

TD2

1

（1分） 58.4（次/年）

TDi0.017123

（1分） s1243.858.4102.2（次/年）

s

i1

iii

(

1

1122

)(

2

)

sss

，（1分）

将、的值带入，则

(

s0.060.08

（1分） )()

0.0643.80.0858.4s102.2

（1分） s0.190103（次/年）平均无故障工作时间为

TUs

s



（2分） 5228.6（年）

0.000191

P159

解：

（1）厂用高压母线校验：厂用高压母线的合成负荷标幺值为

S*H

K1P1

S05133636200

cos3.59（2分）

S2N25000

厂用高压变压器电抗标幺值为

x*t11.1

Uk(%)S2N192500

1.10.104（1分） 100S1N1005000

高压母线电压标幺值为

U*1

U*01.1

（2分） 0.80.7，满足要求。

1x*dS*H10.1043.59

（2）厂用低压母线校验：厂用低压母线合成标幺值为

5500

KP/(cos)S*L223.125（2分）

St21000

厂用低压变压器电抗标幺值为

x*t21.1

Uk(%)10

1.10.11（1分） 100100

低压母线电压标幺值为

U*2

P187

U*10.8

（2分） 0.5950.55，满足要求。

1x*t2S*L10.113.125

22

Rmax0.80.10.0580.642()（1分）

由R

L

得到Smin

L

Rmax

（2分）

带入数据Smin

L

Rmax

1.7510240

1.09(mm2)（2分）

0.642

选择1.5mm2的铜导线。（2分）

1.7510240

0.467()（1分）接线电阻为RS1.5

L

40米1.5 mm2的导线电阻为0.467小于0.642，故能满足要求。（2分）

P187

Rmax0.80.10.060.64()（1分）

由R

L

得到Smin

L

Rmax

（2分）

带入数据Smin

L

Rmax

1.7510240

1.09(mm2)（2分）

0.64

选择1.5mm2的铜导线。（2分）

1.7510240

0.467()（1分）接线电阻为RS1.5

L

40米1.5 mm2的导线电阻为0.467小于0.642，故能满足要求。（2分）

P205

铝导体弹性模量E710Pa，母线频率系数Nf3.56。初步选定母线为3条12510的

矩形硬吕导体，已知导体竖放允许电流为4243A，请对选择的导体进行校验。（集肤效应系数为1.8，35°时温度修正系数为K0.88，铝导体密度为2700kg/m3）

不同工作温度硬铝导体的热温定系数

导体截面积为125×10=1250mm2

Ial350.8842433734A>3463A

（1）热稳定检验

2Imax34642

0(al0)235(7035)65(度) 2

Ial3734

查表得C=89，则满足短路时发热的最小导体截面为

SminC89477.4

（2）动稳定校验

1米长导体质量为mbh0.1250.0127003.375（kg/m）

bh30.010.1253

I1.63106(m4

)

1212

f1

454.5>155 所以对该母线可不计共振影响。取冲击系数为1.9，则

ish2.6951137.19（kA）

相间应力

fph1.73107ish/1.731071371902/0.754341（N/m）

W0.5bh20.50.010.125278.125106

ph

43411.22

8106(Pa) 6

10W1078.12510

fphL2

母线同相条间作用应力为

2bb21010b10

0.074， 0.08，

bh10125h125

4bb41010

0.222，由于K120.37，K130.57，则 bh10125

2fb8(K12K13)109ish/b14153（Pa）

临界跨距Lcr和条间衬垫最大跨距Lbmax分别为

Lcrb11970.01

0.65

Lbmax0.33所选衬垫跨距

应小于Lcr和Lbmax，所以每跨绝缘子中社三个衬垫，Lb=0.3m 满足动稳定要求。

满足动稳定最大跨距为

Lmax

0.681（m）

跨距最大不能超过0.681米。

P205

不同工作温度硬铝导体的热温定系数

导体截面积为80×8=640mm2

Ial350.8813581195A>1106A

（1）热稳定检验

2Imax11062

0(al0)235(70

35)65(度)

al11952

查表得C=89，则满足短路时发热的最小导体截面为

SminC89

209.4

（2）动稳定校验

1米长导体质量为mbh0.080.00827001.9（kg/m）

bh30.0080.083

I3.41107(m4)

1212

f1

282.2>155 所以对该母线可不计共振影响。取冲击系数为1.9，则

ish2.691745.73（kA）

相间应力

fph1.73107ish/1.73107457302/0.75482.4（N/m）

W0.5bh20.50.0080.0823.2106

ph482.21.222.13107(Pa)> 7106 610W103.210fphL2

不满足动稳定要求。

满足动稳定最大跨距为

Lmax0.681（m）跨距最大不能超过0.681米。

P205

导体截面积为80×8=640mm2 Ial251.012491249A>1106A

（1）热稳定检验，正常运行时导体温度为

2Imax11002

0(al0)

225(7025)60(度) Ial

12492

查表得C=91，则满足短路时发热的最小导体截面为

SminC91204.8

（2）动稳定校验

1米长导体质量为mbh0.080.00827001.9（kg/m）

bh30.0080.083

I3.41107(m4) 1212

f11108.4>155

所以对该母线可不计共振影响。取冲击系数为1.9，则

ish2.691745.73（kA）

相间应力

2fph1.73107ish/1.73107457302/0.75482.4（N/m）

W0.5bh20.50.0080.0823.2106 ph482.20.625.42106(Pa)

满足动稳定要求。

满足动稳定最大跨距为

Lmax0.681（m）跨距最大不能超过0.681米。

[发电厂电气部分]考试题库 1

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