河北农大电气专业变电工程设计期末复习资料(孟庆臣)

变电工程设计复习资料主编：孟庆臣左慧-3-一、2009-2010年真题河北农业大学课程考试试卷2009-2010学年第二学期现科学院电气、农电专业卷别：A考试科目：变电工程设计考核方式：闭卷二、填空、简答题1、发电厂的类型：火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂。2、变电站类型：（1）枢纽变电站,联络电力系统各大电厂与大区域或大容量重要用户；（2）区域变电站，作用是对一个大区域供电；（3）配电变电站，对一个小区域或较大容量工厂供电。3、变电站设计的两个阶段：初步设计和施工设计。4、变电站设计要求：（1）设计要符合各项技术经济政策；（2）设计要做到节约用地；（3）要积极推广和采用经生产实践证明是行之有效的新技术、新设备，并尽量采用标准化构件和系列产品。（4）设计要考虑到发展的可能性，其规模应按5-10年远景来规划。5、电弧:一种气体的游离放电现象。6、电弧的产生和维持：（1）电弧的电极发射出大量自由电子1）强电场发射——强电场力2）热电子发射——高温（2）弧柱区气体游离产生大量自由电子1）碰撞游离——电场力的作用，由高速运动的电子作用产生2）热游离——高温（起弧），由中性质点热运动碰撞产生7、电弧的危害：（1）电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害。（2）电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。（3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。8、去游离的两种方式：复合和扩散。复合分为空间复合和表面复合。-4-9、电弧电压和电流随时间不断变化，每一周期，电流过零2次。零休：电流过零时，电弧自然熄灭。如果电弧是稳定燃烧的，则电弧电流过零熄灭后，在另半周又会重燃；如果电弧过零后，电弧不发生重燃，电弧就熄灭。10、过零后的两个过程：①弧隙中的介质强度恢复过程；②弧隙上电压恢复过程。11、热击穿：电弧电流过零后短时间内，若弧隙温度仍然保持在较高温度以上，使残余电流比较大，电源输入弧隙的能量大于弧隙散发到外界的热量，那么，弧隙导电性将越来越强，最终导致电弧重燃。12、电击穿：如果恢复电压增大很快，超过介质强度增加速度，而且恢复电压数值大于介质强度，就要发生再击穿，使电弧重燃。13、在电弧电流过零后0.1～1μs时间内，阴极附近的介质强度突然升高，这种现象称为近阴极效应。14、交流电弧的熄灭条件：交流电弧电流过零后，弧隙中的介质强度总是高于弧隙恢复电压。15、常用灭弧方式：金属灭弧栅灭弧、绝缘灭弧栅灭弧、固体石英砂灭弧、固体产气灭弧、多断口灭弧、气体或油吹弧灭弧、真空灭弧等。16、油断路器特点：（1）多油：①结构简单，制造方便，配套性强，但不能实现积木式结构，耗钢耗油量大；②额定电流不易做大，一般用于较小电流（35kv以下）。③易于维护，噪声低，但需要一套油处理装置。（2）少油：①油量少，体积小，重量轻，防爆性能大大提高；②采用逆流原理，有利于把带电质点排出弧道，使弧隙中介质电强度得到迅速恢复；③采用纵横吹和机械油吹，断开时间一般不超过0.02s；④检修工作量小。17、SF6断路器的种类：双压气式灭弧室、单压气式灭弧室、旋弧式灭弧室。18、真空断路器的特点：（1）触头间隙小，整机体积小，操动机构功率小，重量轻。（2）操作时噪声小，不会污染。（3）开断能力强，开断电流大，熄弧时间短，开断次数多，使用寿命长。（4）介质强度恢复迅速快，适合于频繁操作，多次重合闸。（5）介质不会老化，不更换，维护工作量小。（6）使用安全，能适用于各种不同的场合，特别是危险场所。（7）触头部分完全密封，工作可靠，通断性能稳定。（8)灭弧室安装调试简单、方便。19、高压负荷隔离开关作用：主要用于配电网中切断与关合线路负荷电流以及过负荷电流。20、高压负荷开关+熔断器≈断路器21、隔离开关的用途(1)隔离电源，将电气设备与带电电网隔离；(2)倒闸操作；(3)用来切合小电流电路；(4)接通或切断变压器中性点的接地线。22、分段器与重合器(或断路器)的配合使用：-5-（1）变电所出口选用重合器，整定为“一快三慢”。分支线路选用六组跌落式自动分段器Fl、F2、F3、F4、F5、F6将其线路分成Ll、L2、L3、L4、L5、L6、L7段。分段器的额定启动电流值与重合器启动电流值相配合，Fl计数次数3次，F2、F3、F5计数次数2次，F4、F6计数次数1次。（2）若故障E1发生在L5段，重合器、分段器F1、F3、F4通过故障电流，重合器自动分闸，线路失压，F4达到整定1次计数次数自动分闸跌落，隔离故障L5段，重合器自动重合后恢复线路L1、L2、L3、L4、L6、L7段供电。（3）若故障E2发生在L6段，重合器、分段器F1、F5通过故障电流，重合器自动分闸，如果为瞬时故障，重合器自动重合成功恢复供电。F1、F5没有达到整定计数次数应处于合闸状态。如果为永久性故障，重合器自动重合不成功，再次分闸，线路失压，F5达到整定2次计数次数自动分闸跌落，隔离故障L6段，F1没有达整定的计数次数处于合闸状态。重合器重合后恢复线路L1、L2、L3、L4、L5段供电。-6-（4）若故障E3发生在L2段，重合器、分段器F1通过故障电流，重合器自动分闸。如果为瞬时故障，重合器自动重合成功恢复供电。F1没有达到整定计数次数应处于合闸状态。如果为永久性故障，重合器重合不成功，分闸，重合器再次重合不成功，再次分闸，线路失压，F1达到整定3次计数次数自动分闸跌落，隔离故障L2段，重合器重合后恢复线路L1段供电。23、安—秒特性曲线的应用K1点出现永久性故障：a.重合器CH1，按快速动作定值t2(A曲线)分闸，分段器FD2记数1次，但不动作;b.重合器CH1，经t2后按慢速曲线(B曲线)重合1次，因故障未消除，则重合不成功，第2次分闸，分段器FD2第2次记数，仍不动作;c.重合器CH1，经t4后按第2条慢速曲线(C曲线)重合，重合不成功，第3次分闸，分段器FD2第3次记数，此时己达到分段器预先设定的记忆次数，分段器动作，进行分闸;d.重合器再次合闸，因FD2己分闸，将故障点K1与FD2的电源侧隔开，CH1重合成功后可继续向非故障区段(FD1,RD1,RD2支路)供电。24、互感器的作用：①将一次回路高电压和大电流变为二次回路标准值，使测量仪表标准化、小型化；②使低压二次回路与高压一次系统隔离，保证人身和设备的安全；③取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。25、电流互感器特点：（1）一次绕组串联在电路中，匝数少。（2）在正常运行中，电流互感器是在接近于短路的状态下工作。（3）运行中的电流互感器二次侧不得开路。（4）二次侧为标准化小电流I2e=5A（1A）。-7-26、电流误差：%100)sin(1110NINIfi27、角误差：分3440)cos(sin1110NINIii28、电流互感器的运行参数对误差的影响：应选用高导磁材料。成反比，与、iif||)1(。，增大应减小成反比，成正比，与与、SLSLfavavii||)2(应一定。，但应增大成反比，与、12222/||)3(NNNNfii最小。定电流附近运行时误差一次电流的影响：在额)4(不变），二次负载的影响：（设11222)5(NIeZZjLLiiLfZ、不变，则若||22iiLfZ、不变，则若||22二次侧开路：)6(29、当电流互感器所通过的短路电流为一次额定电流n倍时，其误差达到-10％，那么这个n称为10％倍数，而10%倍数与互感器二次允许最大负荷阻抗Z2e的关系曲线n＝f（Z2e）便叫做电流互感器的10％误差曲线。30、电流互感器的接线：单相接线、星形接线、不完全星形接线。（会画图）31、电压互感器的作用：（1）对低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离，保证工作人员和设备的安全。（2）将一次回路的高电压变换成统一标准的1110220NINIIZL饱和而变成平顶波铁心中的磁通波形严重产生很高的尖顶波，所以二次绕组将感应因为dtdNe22大小有关）及甚至上万伏（与电势，其值可达数千伏1Iki中产生剩磁）互感器特性变坏（铁心磁感应强度剧增）引起铁心和绕组过热（仪表、继电器的绝缘危及工作人员的安全和-8-低电压值（100V、3/100V）,使测量仪表和继电器小型化、标准化。（3）取得零序电压以反映小接地短路电流系统的单相接地故障。32、电压互感器的特点：（1）容量很小，只有几十～几百伏安。（2）正常运行时，接近于空载状态。（3）一次接电网电压，不受二次负荷影响。（4）一次绕组匝数多，二次绕组匝数少，并联在主电路中。33、影响电压互感器误差的因素：应选用高导磁材料。成正比，的空载误差与、①0||Ifuu）设②二次负载的影响：（222jLLeZZ||||222iiLfIZ、不变，则二次负载若由正值向负值变化由负值向正值变化时，不变，则当若uuLfZ90902234、电压互感器的接线：单相互感器的接线、不完全星形接线，三台单相三绕组电压互感器接线。（要求会画图）35、三相五柱式电压互感器a1x1结成开口三角形目的：监视绝缘。36、电气主接线的基本要求：可靠性、灵活性、经济性。37、电气主接线的设计程序：可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段、施工设计阶段。38、主接线的基本形式：有汇流母线的接线形式、无汇流母线的接线形式。39、有汇流母线的接线形式主要有单母线接线和双母线接线。40、断路器与隔离开关的操作顺序：“先合后断”或“等电位操作”41、单母线接线：通电：合QS2，合QS3，合QF2。断电：断QF2，断QS3，断QS2。-9-42、单母线带旁路母线的接线检修QF1：（1）闭合QS4，闭合QS5，闭合QF2。（2）打开QF2。（3）闭合QS3，QF2。（4）打开QF1，QS1，QS2。QF1退出运行运行状态：QS1,QS2,QF1闭合，QS3,QS4,QS5打开。检修出线断路器（1）闭合QS5。（2）打开QF1,QS1(QS2）。（3）闭合QS3（QS4），QF1。（4）打开QF1。（5）闭合QS8，QF1。（6）打开QF2，QS6,QS7。43、双母线接线W1由工作转检修。正常运行时52QS，61QS，12QS，21QS，32QS，41QS打开其它均闭合（1）合52QS，开51QS；（2）合12QS，开11QS；（3）合32QS，开31QS；（4）开QF，01QS,02QS.-10-44、内桥接线特点：（1）线路操作方便（2）正常运行时变压器操作复杂。（3）在实际接线中可采用设外跨条来提高运行灵活性。适用于：两回进线两回出线且线路较长、故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。45、外桥接线特点：（1）变压器操作方便（2）线路投入与切除时，操作复杂（3）桥回路故障或检修时设内跨条。适用于：两进两出且线路较短、故障可能性小和变压器需常切换，线路有穿越功率通过。46、多角形接线特点：（1）双断路器接线（2）所有隔离开关只用作隔离电器使用，（3）运行可靠性高（4）接线最多不超过6角（5）设备选择和继电保护整定难（6）不便于扩建和发展。用于最终容量和出线数已确定的110kV及以上的水电厂中。47、校验载流导体热稳定的方法：允许温度法、最小截面法。48、三相母线短路时，B相所受的电动力最大。49、短路计算点：在电气主接线图上选择电气设备通过最大短路电流情况下的短路地点。50、矩形母线的布置方式：水平布置、垂直布置。三、设计题1、（P71习题11）设计一个35kV农村变电站，要求画出主接线图，注明符号，主变压器容量和台数的选择要有简明的计算和说明。-11-2、（P71习题12）设计一个农村变电站主接线，要求画出主接线图，注明符号，主变压器容量和台数的选择要有简明的计算和说明。-12-四、计算题可能用到的公式：-13-